復習思考題-細胞工程

1、1、簡述細胞工程的定義，主要有哪幾個領域的的應用？簡述細胞工程的定義，主要有哪幾個領域的的應用？細胞工程（Cellengineering）是指以細胞為對象，應用生命科學理論，借助工程學原理與技術，有目的地利用或改造生物遺傳性狀，以獲得特定的細胞、組織產(chǎn)品或新型物種的一門綜合性科學技術1.動植物人工繁殖技術主要是指采用細胞工程技術實現(xiàn)優(yōu)良動植物的快速繁殖以及瀕危物種的保護。主要技術包括：試管植物、人工種子、試管動物、克隆動物2.新品種培育

2、技術主要是指在細胞、細胞器、染色體、細胞核或組織水平上進行遺傳性狀改良或培育出生物新品種。具體的細胞工程育種技術包括細胞水平上的原生質(zhì)體誘變、細胞融合技術；細胞器水平上的細胞重組；染色體水平上的多倍體、單倍體育種；以及雌（雄）核發(fā)育、胚胎嵌合等。3.生物制品生產(chǎn)技術利用動植物細胞、組織培養(yǎng)或者轉(zhuǎn)基因動植物生物反應器生產(chǎn)生物制品是現(xiàn)代細胞工程的一個代表性領域，主要包括食品、藥物、生物能源等。基于細胞培養(yǎng)的生物制品生產(chǎn)不受氣候、季節(jié)等限制，

3、同時可以采用代謝工程方法改善、調(diào)控積累產(chǎn)物，大量獲得藥物原料和其它有用物質(zhì)以植物或動物細胞作為表達載體制備相關藥用產(chǎn)品也已成為生物制藥的熱點方向。近年來，以雜交瘤細胞培養(yǎng)大量制備單克隆抗體、動物細胞培養(yǎng)生產(chǎn)疫苗、生長因子等已經(jīng)產(chǎn)生了可觀的經(jīng)濟與社會效益。以轉(zhuǎn)基因動物為代表的生物反應器在生物制藥領域已經(jīng)展現(xiàn)巨大的應用潛力。藍藻、綠藻、光合細菌等一些單細胞生物可以在特定條件下產(chǎn)生氫氣，硅藻等微藻富含油脂，一些微生物具有利用纖維素等原料生產(chǎn)乙

4、醇的能力，因此，微藻細胞高密度培養(yǎng)產(chǎn)氫、制備生物柴油以及微生物發(fā)酵生產(chǎn)乙醇等大有可為4.細胞療法與組織工程干細胞是當今生命科學最前沿領域，有望給現(xiàn)代醫(yī)學帶來一場革命。利用培養(yǎng)的細胞或者離體再造的組織修復受損細胞與組織或器官的技術，屬于細胞工程最新發(fā)展領域之一2、什么是體細胞雜交？在育種上有什么意義？什么是體細胞雜交？在育種上有什么意義？將不同種的植物體細胞，在一定條件下融合成雜種細胞，并把雜種細胞培育成新的植物體的過程稱為體細胞雜交克服

5、有性不親和性，實現(xiàn)遠源遺傳重組3、分析激素在植物再生過程中的作用。分析激素在植物再生過程中的作用。植物激素(Phytohmone)是植物自然狀態(tài)下產(chǎn)生的、對生長發(fā)育有顯著作用的微量有機物。能影響生長和分化。在個體發(fā)育中，不論是種子發(fā)芽、營養(yǎng)生長、繁殖器官形成以至整個成熟過程，主要由激素控制。植物激素的作用機理：植物體內(nèi)的激素與細胞內(nèi)某種稱為激素受體的蛋白質(zhì)結(jié)合后，影響DNA、RNA和蛋白質(zhì)的合成，并對特殊酶的合成起調(diào)控作用，從而表現(xiàn)出調(diào)

6、節(jié)代謝的功能。（1）啟動期：啟動誘導外植體細胞脫分化和分裂。用于培養(yǎng)的植物組織多是由已經(jīng)分化成熟的細胞組成，這些細胞大部分已經(jīng)喪失分裂能力。由這些細胞誘導產(chǎn)生愈傷組織必須首先使這些細胞恢復分裂能力，變成分生性細胞。主要通過向培養(yǎng)基中添加一定濃度、種類和比例的外源激素刺激外植體細胞改變原來的代謝途徑來誘導細胞活化，重新獲得分裂能力，需要選擇合適的較高濃度的生長素誘導劑（如NAA、IAA、24D等）或細胞分裂素啟動誘導外植體細胞脫分化和分裂

7、。（2）愈傷組織誘導：即細胞開始分裂并不斷增生子細胞的過程。這個階段一般需要降低激素濃度，有些情況下甚至不需要生長素和分裂素。外植體外?5.固定化細胞可以反復使用，可以方便地進行產(chǎn)物的連續(xù)性收獲，減弱或消除反饋抑制，提高細胞次級代謝產(chǎn)物的產(chǎn)量，降低了成本。6、為什么多倍體往往高度不育？為什么多倍體往往高度不育？減數(shù)分裂時同源染色體聯(lián)會時發(fā)生紊亂，很難將完整的一套染色體分配到一個配子中去。即：很難形成具有完整一套染色體組的配子。絕大多數(shù)配

8、子中的染色體數(shù)目不正常。7、核移植克隆動物與體外受精動物相比有怎樣的優(yōu)點與缺點？核移植克隆動物與體外受精動物相比有怎樣的優(yōu)點與缺點？細胞核移植（Cellnucleartransfer）是一種利用顯微操作技術將一種動物的細胞核移入同種或異種動物的去核成熟卵細胞內(nèi)的技術。細胞核移植動物：是用特定發(fā)育階段的核供體及相應的核受體（去核的卵子）體外構(gòu)建重組胚，通過胚胎移植達到受體，發(fā)育出生的動物。理論基礎：生物的主要遺傳物質(zhì)存在于細胞核中，因此克

9、隆動物可以通過細胞核移植實現(xiàn)。但是，細胞核移植所得到的動物為核質(zhì)雜種。核移植優(yōu)點：能克服遠緣雜交的不親和性，有目的地培育優(yōu)良品種。動物體細胞克隆，可用于保存瀕危物種、保持優(yōu)良品種、挽救瀕危動物、利用克隆動物相同的基因背景進行生物醫(yī)學研究等。缺點：技術復雜，難度大；它將對生物多樣性提出挑戰(zhàn)，有性繁殖是形成生物多樣性的重要基礎，而“克隆動物”則會導致生物品系減少，個體生存能力下降。體外受精(Invitrofertilization，IVF)

10、是指將哺乳動物的精子和卵子在體外人工控制的環(huán)境中完成受精過程的技術。?體外受精動物也稱試管動物（testtubeanimal），是指將供體的精子和卵子在體外受精，體外培養(yǎng)胚胎發(fā)育到一定階段通過胚胎移植移入受體完成發(fā)育出生的動物。（1）發(fā)揮優(yōu)良母畜的繁殖潛力：一頭優(yōu)良品種母牛的卵巢內(nèi)有幾萬個生殖細胞，但在一個正常性周期內(nèi)只有幾個卵泡同時發(fā)育，最后一個卵泡成熟并排卵。一種優(yōu)良母畜醫(yī)生大約只能繁殖10個左右的后代，大部分時間用于妊娠和哺乳。使

11、館動物繁殖技術能夠充分利用母體生殖潛力。（2）促進家畜改良速度：繁殖能力的提高促家畜改良速度，加速育種過程。（3）保存遺傳資源：對優(yōu)良或西游哺乳動物簡歷“胚胎庫”，進行受精卵或胚胎長期保存。(1)囊胚發(fā)育率低，細胞數(shù)少。體外受精卵在培養(yǎng)過程中普遍存在發(fā)育阻斷(developmentalblock)，即胚胎發(fā)育到一定階段后停止發(fā)育并發(fā)生退化的現(xiàn)象。牛胚胎阻斷發(fā)生在8~16細胞階段，這就導致體外受精卵的囊胚發(fā)育率遠低于體內(nèi)受精。此外，與體內(nèi)

12、受精囊胚相比，體外受精囊胚的細胞總數(shù)和內(nèi)細胞團細胞數(shù)明顯減少。(2)產(chǎn)犢率低，胎兒初生重高。家畜體外受精胚胎，特別是牛的IVF胚胎移人受體后，產(chǎn)犢率比體內(nèi)受精低15%~20%，但胎兒初生重比人工授精后代高3~4kg，導致受體母畜難產(chǎn)率高。8、核移植克隆動物的技術流程。核移植克隆動物的技術流程。a)細胞核移植克隆動物技術環(huán)節(jié)主要包括：核供體細胞的準備脫離生長周期，進入G0期b)受體細胞的獲得和去核c)細胞核移植、激活電融合法d)重組胚的培