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1、细 胞 工 程,Cell engineering,主 要 内 容,细胞工程的定义和基本内容 细胞工程的发展简史 细胞工程的应用,一、细胞工程的定义,细胞工程：在细胞水平上研究、培养、开发和利用各类细胞以获得特定的细胞和细胞产品的技术，是现代生物技术的重要组成部分。（利用细胞生物学和分子生物学的方法体外培养细胞以获得特定细胞、细胞产品和新物种）。 组织/器官培养：外延概念（培养的组织最终趋向于单一细胞类型）,二、细胞培养的基本内容,植物细胞工程：用无菌方法使植物体的离体器官、组织和细胞在人为提供的条件下生长和发育的所有培养技术的总称。 动物细胞工程：动物细胞、组织、器官在离体条件下的培养和利用等
2、技术的总称。主要包括细胞培养技术、融合技术、胚胎工程技术、克隆技术等。,1、植物细胞工程（分类）,植株培养：幼苗 器官培养：根、茎、叶、花、果等 组织培养：表皮、顶端分生组织 细胞培养：叶肉细胞、花粉细胞等 原生质体培养： 胚胎培养：幼胚,1 植物新品种,感染束顶病毒的香蕉植株,正常香蕉植株,植物新品种,普通玫瑰,蓝玫瑰,红豆杉细胞培养生产紫杉醇,取7、8月份新生嫩枝为外植体 流水冲洗，75%酒精30s，0.1% HgCl2 5min 嫩枝切段 形态学下端（近地端）接触培养基接种 23周灰白色愈伤 测紫杉醇含量 悬浮培养 生物反应器 培养液收集 甲醇提取,2、动物细胞工程,细胞培养方式：贴壁培
3、养（大多数细胞） 悬浮培养（血液、淋巴细胞等） 应用：生物制品生产如疫苗 干细胞,三、细胞工程的发展简史,1. 植物细胞工程的发展 探索阶段（20世纪初至30年代中期） 建立阶段（20世纪30年代中至50年代末） 发展应用阶段（20世纪60年代至今）,1、植物细胞工程的发展,（1）探索阶段 1902年 德国植物学家Haberlandt 首次提出细胞全能性假说并进行离体培养实验。 材料 结果 风眼兰 栅栏组织 Knop溶液+蔗糖 虎眼万年青 表皮细胞 存活但不分裂,关于单离植物细胞培养实验,我愿意指出：在我的培养实验中，虽然经常观察到细胞的明显生长，但从未观察到细胞分裂。发现单细胞培养的条件，将
4、是未来培养试验的难题。在未来，人们可以成功地从营养细胞培养出人工胚。,1、植物细胞工程的发展,（2）、建立阶段 1934年：White由番茄根建立第一个无性系，根离体培养真正成功；（1937年发现B族维生素的作用，创立White培养基） 1934年：Gautherete培养山毛杨、黑杨形成层组织产生了愈伤组织；？ 1939年：Nobecourt培养胡萝卜根块茎薄壁组织成功。,组织培养的奠基人,1、植物细胞工程的发展,（3）、发展应用阶段（20世纪60年代至今） 1934年：White植物组织培养手册A Handbook of Plant Tissue Culture，标志组织培养成为一门新兴学
5、科 1948年：Skoog和崔真培养烟草茎段时，发现腺嘌呤或腺苷可解除生长素对芽生长的抑制作用，腺嘌呤/生长素高，生芽；低，生根；相等，不分化。 1955年：Miller分离出Kinetin（比腺嘌呤活力高3万倍）。,1、植物细胞工程的发展,（3）、发展应用阶段（20世纪60年代至今） 1952年 Morel和Martin首次报道茎尖分生组织的离体培养，获得无病毒大丽花植株 1958年 Steward 悬浮培养胡萝卜髓细胞 获得体细胞胚 1960年 Cocking酶解法分离原生质体获得成功 1972年 Carlson得到烟草种间体细胞杂种,2. 动物细胞工程的发展,19世纪初 神经细胞轴突形成
6、方式的争论,2. 动物细胞工程的发展,19世纪初 神经细胞轴突形成方式的争论 1886年 His 神经细胞细胞质外突形成轴突 反对派 成神经细胞和受神经支配组织间的细胞融合形成轴突 Harrison（美国动物学家） 验证方法 设计出能在生活状态下直接观察正在生长的神经末端的方法。 1907年 蛙胚原始脊髓节段 悬滴培养法培养成功,2. 动物细胞工程的发展,1910年 Burrows 血浆代替淋巴液做营养物 1912年 Carrel 无菌操作技术 Lewis 、Earle 人工培养基 1954年 脊髓灰质炎疫苗工业化生产（猴肾细胞） 1975年 Kohler和Milstein 单克隆抗体 199
7、7年 克隆羊多莉,3. 我国学者的工作,20世纪30年代细胞培养传入我国。 植物组织培养的先驱者：李继侗、沈同、罗宗洛、罗士伟等； 动物组织培养开拓者：鲍鉴清、杨敷海等；,3. 我国学者的工作,1933年 李继侗 银杏胚培养 1970年 朱至清 禾本科植物花药培养 1980年 马铃薯试管苗脱毒生产体系 1990年 原生质体融合育种 耐盐小麦、抗虫棉,四、细胞工程的应用,1. 植物细胞工程的应用 快速繁殖 植物脱毒 倍性育种和体细胞杂交育种 次生代谢产物生产 种质资源保存,四、细胞工程的应用,2、动物细胞工程的应用 生物制品生产：疫苗、干扰素、多种功能蛋白等 药物测试 组织移植 干细胞（B淋巴细胞） 细胞生物学基础研究,
