细胞工程简介 (1)

一、细胞工程
1. 定义：应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法，通过某种工程学手段，在细胞整体水平或细胞器水平上，按照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品的一门综合科学技术。

2. 理论基础：细胞全能性。

3. 分类：
植物细胞工程：技术手段包括植物组织培养、植物体细胞杂交。

动物细胞工程：技术手段包括动物细胞培养、单克隆抗体、胚胎移植、核移植。

二、细胞的全能性
1. 概念：生物体细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能。

2. 细胞分化的原因：基因总在特定的时间和空间条件下选择性表达。

3. 基础：生物体的每一个细胞都含有本物种的全套遗传物质，都有发育成完整个体的全套基因。

4. 实现条件：离体、提供营养物质、激素及其他适宜条件（pH、温度、无菌操作）。

5. 分化程度
注：胚胎干细胞为人体内最原始的细胞，存在于骨髓、脐血和脑中。

该细胞的特点是可以无限增殖分化为机体的任何组织器官，经器官移植到自身后不会引起排异反应。

三、各种细胞工程的比较
1. 植物组织培养与动物细胞培养的比较
2. 植物体细胞杂交和动物细胞融合的比较
3. 核移植技术与胚胎移植的比较
4. 几种技术手段培育的个体的比较。

细胞工程知识点汇总第一章细胞工程简介细胞工程（Cell engineering）是指主要以细胞为对象，应用生命科学理论，借助工程学原理与技术，有目的地利用或改造生物遗传性状，以获得特定的细胞、组织产品或新型的一门综合性科学技术。

主要人物或事件：1）温特（Went）、高特里特（Gautheret）和诺比考特（Nobercourt）一起成为植物组织培养的奠基人。

2）1958年，史都华德和赖纳特发现胡萝卜体细胞可以分化成体细胞胚。

也即是说可以从细胞水平上到组织器官水平上的分化。

从而验证了细胞全能性学说。

3）1953年，沃森（Watson）和克里克（Crick）提出DNA双螺旋结构模型，标志着分子生物学诞生。

4）1997年，英国利用成年动物体细胞克隆出绵羊“多莉”，证明了高等动物体细胞的全能性，这是细胞工程历史上的一个里程碑式的成果。

细胞工程的应用（可出分析题）第二章细胞工程理论基础细胞全能性(totipotency)：是指分化细胞保留着全部的核基因组，具有生物个体生长、发育所需要的全部遗传信息具有发育成完整个体的潜能。

细胞分化：（理解）是指细胞在形态、结构和功能上发生差异的过程，包括时间上和空间上的分化和空间上的分化。

时间上的分化：是指一个细胞在不同的发育阶段可以形成不同的形态和功能空间上的分化：是指同一种细胞由于所处的环境或部位不同可以形成不同的形态和功能细胞分化能力的强弱称为发育潜能。

形态发生（Morphogenesis）：是指通过细胞增殖、分化和行为塑造组织、器官和个体形态的过程。

细胞分化与形态发生是相互联系在起的。

细胞分化的实质：是奢侈基因按照一定顺序表达的结果，是基因的差异表达（Differential expression）脱分化（Dedifferentiation）：又称去分化，是指分化细胞失去特有的结构和功能变为具有未分化细胞特性的过程，即分化的细胞在适当条件下转变为胚性状态而重新获得分裂能力的过程。

第一章简介1.生物工程（bioengineering）（生物技术）：是以生物科学为基础，利用生物个体或生物器官、组织、细胞的特性和功能，设计构建具有预期性状的新物种或新品系（包括细胞系），以及与工程原理相结合进行产品加工生产的综合性技术体系。

2.传统生物工程：基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程（各个定义见书）后来：基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、蛋白质工程以及生化工程。

3.细胞工程（cell engineering ）是以细胞为研究对象，应用细胞生物学和分子生物学方法，借助工程学的原理或技术，在细胞水平上研究改造生物遗传特性和生物学特性，以获得特定的细胞、细胞产品或新生物体的有关理论和技术方法的学科。

广义的细胞工程包括所有的生物组织、器官及细胞离体操作和培养技术，狭义的细胞工程则是指细胞融合和细胞培养技术。

思考题：1．细胞工程的概念、研究范畴、在生物工程中与其它工程的关系。

2．动物细胞工程发展的主要标志性成就。

3．植物细胞工程技术的主要标志性成就。

4．细胞工程的作用与应用领域。

第二章细胞工程基础1、组成细胞的基本元素有哪些？O、C、H、N、Si、K、Ca、P、Mg，其中O、C、H、N占90%以上。

细胞化学物质分为：有机物和无机物。

2、原核细胞与真核细胞有哪些区别？原核细胞真核细胞DNA区域没有被摸包被DNA区域有被摸包被没有典型的细胞核和细胞器（只有核糖体）有细胞核（染色体、核仁、核液）和细胞器（核糖体、内质网、叶绿体、高尔基体等）结构简单结构比原核细胞复杂例：细菌、蓝藻例：动植物细胞3、染色体与染色质有什么区别？染色质是指细胞分裂间期遗传物质的存在形式。

染色体是指细胞有丝分裂或减数分裂过程中，由染色质聚成的棒状结构。

（染色质由DNA、组蛋白、非组蛋白、少量RNA组成）4、什么叫细胞周期？也称细胞分裂周期，是指一个细胞经生长、分裂增殖成两个细胞所经历的全过程。

包括分裂期（M期）与间期，间期由G1、S、G2三个阶段组成。

第一章细胞工程简介第一节生物工程生物工程（生物技术）是以生物科学为基础，利用生物个体或生物器官、组织、细胞的特性和功能，设计构建具有预期性状的新物种或新品系（包括细胞系），以及与工程原理相结合进行产品加工生产的综合性技术体系。

3生物技术的内涵主要是：运用现代生物学理论与科学技术改造细胞的遗传物质，培育出人们需要的生物新品种；工业规模地利用现有生物体系，制备生物产品；模拟生物体系，以生物化学工程代替化学工程，制备工业产品；发展相应的科学理论与工程技术。

4主要技术范畴包括：基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、蛋白质工程以及生化工程。

现代生物技术特征：多学科性；商业性；规模化。

5基因工程即重组DNA技术，指根据人们的意愿对不同生物的遗传基因进行切割、拼接或重新组合，再转入生物体内产生出人们所期望的产物，或创造出具有新遗传性状的生物类型的一门技术。

细胞工程细胞工程是根据细胞生物学和分子生物学原理，采用细胞培养技术，在细胞水平进行的遗传操作。

细胞工程大体可分染色体工程、细胞质工程和细胞融合工程。

1、细胞培养技术2、细胞核移植技术3、细胞融合技术13酶工程利用酶的催化作用，采用适当的生物反应器工业化的生产人类所需要的产品或是达到某一特殊目的的一种生物技术。

应用：天然酶的分离纯化及鉴定和生产酶的固化技术酶生物反应器的研制和应用14发酵工程指利用微生物的特定性状，通过现代工程技术，在生物反应器中生产有用物质的一种技术。

16蛋白质工程利用生物技术手段对蛋白质的DNA编码序列进行有目的的改造，并分离、纯化蛋白质，从而获取自然界没有的、具有优良性质或适用于工业生产条件的全新蛋白质。

17生物化学工程主要研究将生物技术的实验室研究成果转化为生产过程中的带有共性的工程技术问题。

18第二节细胞工程一、概念细胞工程（cell engineering ）是应用细胞生物学和分子生物学方法，借助工程学的试验方法或技术，在细胞水平上研究改造生物遗传特性和生物学特性，以获得特定的细胞、细胞产品或新生物体的有关理论和技术方法的学科。

细胞工程主讲人王文星学前导引本课程为必修考试课,理论授课32学时，期末考试闭卷总成绩为100分：出勤+课堂提问占10%,平时测验占20%,期末试卷占70%.平时测验1～次,随堂考试,闭卷.选用教材:安利国,杨桂文.«细胞工程»第3版，科学出版社，2016主要参考教材:李志勇.«细胞工程»第2版，科学出版社，2010殷红.«细胞工程»第2版，化学工业出版社，2013罗立新等.«细胞工程»,华南理工大学出版社，2003第1章细胞工程简介内容提要一、定义五、主要研究内容二、与其它生物工程的关系六、重要应用三、发展历史七、本章小结四、研究对象八、思考题一、细胞工程定义细胞工程：应用细胞生物学和分子生物学的方法，通过类似于工程学的步骤，在细胞整体水平或细胞器水平上，按照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质以获取新型生物或特种细胞产品的一门科学技术。

广义的细胞工程：包括所有的生物组织、器官及细胞离体操作和培养技术，狭义的细胞工程则是指细胞融合和细胞培养技术。

二、细胞工程与其它生物工程的关系生物化学工程为基因工程、细胞工程、微生物工程、蛋白质工程、酶工程、代谢工程提供产业化技术支持。

基因工程技术为细胞工程提供转基因细胞。

细胞工程技术为微生物工程、酶工程及工程产业化提供充足的经过遗传改良和性状稳定的微生物、动植物细胞原料。

总结：细胞工程技术是现代生物工程技术各领域连接的桥梁和纽带；与其它生物工程技术是密切联系，不可分割的有机整体。

三、细胞工程发展历史细胞工程的理论基础是细胞学说和细胞全能性学说。

在植物学界，100年前，德国学者Haberlandt(1902)发表了著名的论文《植物细胞离体培养实验》，提出了细胞全能性的观点。

20AD中叶，植物细胞组织培养与细胞的遗传操作相结合，发展成为植物细胞工程。

20AD60s末兴起的植物单倍体技术是一项在植物育种上用途广泛的细胞工程技术。