第
四
章
细
胞
工
程
教学重点、难点、学时
一、概述
二、不同对象的细胞工程
（一）微生物细胞工程
（二）植物细胞工程
（三）动物细胞工程
三、细胞工程在环境方面的应用
1,要点
细胞工程基础知识、微生物细胞工程、植物细胞工程、
动物细胞工程、利用细胞融合技术构建环境工程菌、抗污
染型植物
2、重点
细胞工程的定义、微生物细胞融合、植物组织培养、
植物原生质体制备、培养和融合、动物细胞融合、单克隆
抗体的制备、细胞拆合
3、学时
5学时
教
学
要
点
、
重
点
、
学
时
一
、
概
述
（一）细胞工程相关名词
1,细胞是生物体的基本结构单位和功能单位，单细
胞生物，一个细胞就是一个个体，而多细胞生物则由许多
细胞成一个个体。
2、细胞工程：是指在细胞水平上的遗传操作，即通
过细胞融合、核质移植、染色体或基因移植以及组织和细
胞培养等方法，快速繁殖和培养出人们所需要的新物种的
技术。
3,细胞融合：是用自然或人工的方法使两个或几个
不同细胞融合的为一个细胞（含有原来两个细胞的染色体）
的过程。
4、细胞亚结构移植是指将细胞的亚结构（如细胞核、
染色体等）移植到另一个细胞中，从而改变细胞的遗传性
状。主要有细胞拆合、染色体工程和染色体组工程。
5、细胞拆合：即细胞换核技术。是通过物理或化学
方法将细胞质与细胞核分开，再进行不同细胞间核质的重
新组合，重建成新细胞。
6、染色体工程,染色体工程是按人们需要来添加或削
减一种生物的染色体，或用别的生物的染色体来替换。
7、染色体组工程,染色体组工程是整个改变染色体组
数的技术。自从 1937年秋水仙素用于生物学后，多倍体的
工作得到了迅速发展，例如得到四倍体小麦，八倍体小黑
麦等。三倍体西瓜是无籽西瓜，但没有后代。
一
、
概
述
8、杂交瘤细胞：现代免疫学早已查明，一种抗
体是由一种 B淋巴细胞产生的，人体内约有一亿种不
同的 B淋巴细胞，可产生一亿种不同的抗体。依据这
种事实,1975年，著名免疫学家米尔斯坦和同事勒
尔在英国剑桥大学分子实验室内巧妙地把 B淋巴细胞
和能无限生长的骨髓细胞合并成一个杂交瘤细胞。
杂交瘤细胞因而具备了双重特性：既能无限生长，
又能产生 B淋巴细胞的抗体。
9、单克隆抗体,被人们誉为对付癌症的, 生
物导弹, 。如果能选出一个制造一种专一抗体的细
胞进行培养，就可得到由单细胞经分裂增殖而形成
细胞群，即 单克隆 。单克隆细胞将合成一种决定簇
的抗体，称为单克隆抗体。
一
、
概
述
10、干细胞是一种具有多项分化潜能和自我复制
能力的原始未分化细胞，是形成哺乳类各种组织器官
的祖宗细胞。根据来源和个体发育过程中先后次序不
同，干细胞可分为胚胎干细胞和成体干细胞／组织干
细胞。
11、虚拟细胞：是一个模拟的细胞。从短期来说，
虚拟细胞可用于设计新的药物和治疗方法。人们可以
利用模拟技术测试不同的治疗方法，以发现最佳方案，
并研究每种方案可能产生的副反应。从长期来说，虚
拟细胞可被用于设计更好的生物学系统，甚至创造全
新的系统。另外，模拟技术还可用于测试不同的变异，
以找出表现最好的那些生物性状。
一
、
概
述
12、愈伤组织：是指植物组织地离体状态下，给
以一定条件，使已经分化并停止生长的细胞重新分
裂生长而形成的没有组织结构的细胞团。
13、细胞学说,一切动物和植物都是细胞的集合体，
细胞是生命的基本单位，动物和植物都是在细胞的
繁殖和分化中发育起来的。这一认识被称为细胞学
说。
14、植物细胞全能假说：植物体的每一个细胞，包
括体细胞，都具有发育成整个个体的潜能。
一
、
概
述
（二）细胞工程的分类
1、按研究对象中需要改造的遗传物质不同，将细胞工
程分为基因工程（ gene engineering）,染色体工程
（ chromosome engineering）,染色体组工程（ genome
engineering）,细胞质工程（ cytoplasm engineering）
和细胞融合等五个方面。这个范围相当广泛，几乎包括了
所有的细胞操作和遗传操作。
2、细胞工程按其对象不同，也可分为微生物细胞工程、
植物细胞工程和动物细胞工程。本章将主要介绍动物细胞
工程。
一
、
概
述
（三 ） 细胞
1、细胞的大小与形态
一
、
概
述
细胞类型 直径大小（ μ m ）
支原体细胞
细菌细胞
动植物细胞
原生动物细胞
0.1 ～ 0.3
1 ～ 2
20 ～ 30 （ 10 ～ 50 ）
数百至数千
各类细胞大小的比较
一
、
概
述
体内最大的细胞
体内最大的细胞有各种说法：（ 1）按细胞直径而言，
要数卵细胞，其直径约 200微米（ 1微米＝ 1/1000毫米）。
（ 2）以细胞长度来说，当之为骨骼肌细胞，长的可超过
4厘米。（ 3）而以细胞突出的长度来划分，当之无愧的
是神经细胞（也称神经元）。神经元的轴突长的可达 1米
以上。故神经元可称之为体内最大的细胞了。它们的活动
受机体神经体液因素的调节。
线粒体最多的细胞, 人体内线粒体最多的细胞是肝
脏的肝细胞。每一个肝细胞内约有 2000个线粒体。
溶酶体最多的细胞：最多要数巨噬细胞，溶酶体内含
有 50多种水解酶。
内质网最多的细胞, 浆细胞是含有内质网最多的细
胞。浆细胞是由 B淋巴细胞在抗原刺激下分化增生而来的，
是一种不再具有增殖分化能力的终末细胞。
寿命最长的细胞, 神经细胞的寿命最长。
细胞形态的多样性
酵母菌 植物纤维细胞
植物表皮细胞 动物精子
一
、
概
述
2、细胞的结构
无论各种细胞的大小和形态有多大的差异，它们都由
一层具有一定生物学功能的细胞膜包裹在细胞外层。
根据细胞的内部结构，可将 生物界的细胞分为两
大类,原核细胞和真核细胞
细菌、蓝藻和放线菌等由原核细胞构成的有机体称
为 原核生物, 几乎所有的原核生物都由单个原核细胞
构成，而由真核细胞构成的有机体则称为 真核生物。
(1)原核细胞的形态结构
基本特点, A.主染色体为一个环状裸露 DNA
B.无核膜
C.无膜系构造细胞器
D.以无丝分裂繁殖
主要代表,细菌,蓝藻等
一
、
概
述
纤毛
细胞壁 拟核 鞭毛
核糖体
质膜
内含物
细菌结构模式图
一
、
概
述
(2)真核细胞的形态结构
三大结构体系：
生物膜系统 质膜、内膜系统（细胞器）
遗传信息表达系统 染色质 (体 )、核糖体、
mRNA,tRNA等
细胞骨架系统 胞质骨架、核骨架
一
、
概
述
微 丝
叶绿体
线粒体
质 膜
液 泡
细胞核
内质网
微 管
细胞壁
高尔基体
植物细胞模式图
动物细胞模式图
微 丝
微 管
质 膜
线粒体
中心体
细胞核
溶酶体
内质网
高尔基体
(1) 无丝分裂 —— 无纺锤丝出现，染色体（ DNA） 复制后
直接移到两个仔细胞中。
(2) 细胞增殖周期（有丝分裂）
G0期,休眠期
G1期,DNA合成前期
S 期,DNA合成期
G2期, DNA合成后期
M 期,有丝分裂期
3、细胞的分裂和分化
① 细胞分裂间期
② 有丝分裂期
前期 中期 后期 末期 子细胞
分为 G1期,S期和 G2期三个阶段。
新生细胞的去向：重新进入细胞周期、
细胞分化
成为 Go期细胞
(3)细胞分化
多细胞生物体是由各种各样形态和功能都不同的
细胞群所组成。高等动、植物由受精卵细胞开始的胚胎
发生过程随着细胞分裂次数的增加而使得早期胚胎的细
胞数量也增加许多。其中有些细胞在形态、结构和功能
上逐渐发生了差异，这种细胞之间差异的发生过程就是
细胞分化。个体发育的过程就是细胞分化的过程，个体
的各种器官和组织都是通过细胞分化形成的。
一
、
概
述
4,癌细胞
癌细胞的主要特征
1,脱分化：已分化细胞失去分化后的特性，恢复
分裂增殖能力。
2,无限增殖
3,失去接触抑制现象
4.细胞表面和粘附性质改变
5,细胞骨架紊乱
6.对生长因子需求降低
一
、
概
述
二
、
不
同
对
象
的
细
胞
工
程
（一）微生物细胞工程
1,定义：微生物细胞工程应用微生物进行
细胞水平的研究与生产，具体内容包括各种微生
物细胞的培养、遗传性状的改造、微生物细胞的
直接利用或获得细胞代谢产物等。
2,细胞融合基本过程
原生质体的制备 → 融合重组 → 原生质体再
生成细胞 → 融合重组的测定
（ 1）原生质体的制备
酶解法
质生质体的形成率＝原生质体数 /未经酶处
理的总菌数。
① 革兰氏阳性菌：溶菌酶，肽聚糖中 N－ 乙
酰胞壁酸与 N－ 乙酰葡萄糖胺之间的 β － 1,4－ 糖
苷键
② 革兰氏阴性菌：溶菌酶 +(数分钟后）
0.1mol/L的 EDTA共同作用 15－ 20min,则可使
90%以上的革兰氏阴性菌转变为可供细胞融合用
的球状体。
③ 真核细胞：消解酶、蜗牛酶、纤维素酶、
几丁质酶等处理，原生质体得率在 90%以上。
二
、
不
同
对
象
的
细
胞
工
程
注意：原生质体制备后必须用渗透压稳定剂维
持其稳定性。
（ 2） 融合重组
p146图 4－ 6
注意：原生质体融合重组作为基因声称的一
种有效方法，需经历三个主要阶段：细胞融合形
成异核体、不同核融合产生二倍体、融合核交换
和重组生成重组体
（ 3）原生质体再生成细胞
二
、
不
同
对
象
的
细
胞
工
程
置于高渗再手固体培养基中。
再生频率＝（原生质体再生细胞数 /总菌落数）
× 100%
(主要是利用原生质体对渗透压的敏感性）
（ 4） 融合重组的测定
① 直接法：不补充两亲株生长所需营养物
或补充两种药物
② 间接法,亲株和重组子都再生，然后用影
印法复制到选择培养基上以检出重组子。
融合频率＝融合子数 /再生的原生质体数
二
、
不
同
对
象
的
细
胞
工
程
二
、
不
同
对
象
的
细
胞
工
程
（二）植物细胞工程
1、定义,p148
2,植物组织培养
（ 1）植物组织培养：是一种将植物组织、器
官或细胞在适当的培养基上进行无菌培养，
并重新再生细胞或植株的技术，包括植物培
养、胚胎培养、器官培养、悬浮培养
外植体 愈伤组织 新植株
植物组织培养
二
、
不
同
对
象
的
细
胞
工
程
(2)进行植物组织培养，一般要经历以下五个阶
段：
a 外植体的选择及培养 。
b 诱导去分化阶段 。
c 继代增殖阶段 。
d 诱导分化生根成芽阶段 。
e 移栽成活阶段 。
3、植物细胞培养
二
、
不
同
对
象
的
细
胞
工
程
单个
细胞
营养培养基 克隆植株
工业化植物细胞培养系统主要有两大类：
悬浮细胞培养系统和固定化细胞培养系统
4,植物细胞杂交
1960年英国诺丁汉大学 Cocking 教授领导的
小组率先利用真菌纤维素酶，成功地制备出了
大量具有高度活性可再生的番茄幼根细胞原生
质体,开辟了原生质体融合研究的新阶段。
植物细胞杂交的主要过程如下：
(1) 原生质体的制备：机械法与酶法
(2) 原生质体的融合,物理方法与化学法 ；
膜融合与核融合
二
、
不
同
对
象
的
细
胞
工
程
(3) 杂合体的鉴别与筛选,显微镜、互补
法、细胞与分子生物学法
注：原生质体培养过程：脱去细胞壁的原
生质体 → 细胞壁再生 → 细胞分裂形成细胞团
→ 愈伤组织 → 分化形成芽和根 → 完整植株
二
、
不
同
对
象
的
细
胞
工
程
细胞育种
诱导突变，筛选新品系、新品种
次生代谢产物生成
从培养的植物细胞中提取所需的代谢产物。
优点
?比栽培原料作物更易控制最佳生产条件；
?培养物为无菌、无虫材料，能保证产品质量；
?工艺操作较为简单，可减少劳动费用，提高
生产率。
5、植物细胞工程的应用
二
、
不
同
对
象
的
细
胞
工
程
（三）动物细胞工程
1、定义,p157
2,动物组织培养：是指将取自动物的某类组
织，在体外培养并一直保持原本已分化的特
性，该组织的结构与功能持续不发生明显变
化。
3、细胞培养：是指离体细胞在无菌培养条件
下的分裂、生长。在整个培养过程中细胞不
出现分化，不再形成组织。可分悬浮型和贴
附型。
4,动物细胞杂交
（ 1）融合方法：病毒诱导融合、化学诱导融
合、电激诱导融合
二
、
不
同
对
象
的
细
胞
工
程
（ 2）筛选
形成五种类型的细胞：异型融合细胞
（双核、多核）、两种同型融合细胞（双核、
多核）、未发生融合的两种亲本细胞。
筛选原理：后四种不成活，多核融合细
胞因核分裂受阻而死亡。
a,HAT选择系统
二
、
不
同
对
象
的
细
胞
工
程
b, 抗药性选择系统
c, 营养缺陷型选择系统
5、克隆
（ 1）定义：两种说法,克隆是指离体条件下
的无性繁殖。
（ 2）克隆, 多莉,
二
、
不
同
对
象
的
细
胞
工
程
绵羊 B
乳腺细胞核
易核卵
融合卵
绵羊 C子宫
多莉
植入
植入
生产
克
隆
多
莉
羊
示
意
图
取出
未受精卵
去核
电激
体外胚胎发育
绵羊 A
(3)克隆意义
a 遗传素质完全一致的克隆动物将更有利于开
展对动物 (人 )生长、发育、衰老和健康等机理的
研究；
b 有利于大量培养品质优良的家畜 ;
c 经转基因的克隆哺乳动物，将能为人类提
供源源不断的廉价的药品、保健品以及较易被人
体接受的移植器官；
d 科学家将很快地从目前的同种克隆技术推
进到异种克隆,即借腹怀胎的新领域,这无疑将大
大促进对濒临灭种的哺乳动物的保护工作。
二
、
不
同
对
象
的
细
胞
工
程
多莉 克隆猴
6、抗体
（ 1）结构与功能 p162-p163
注意,Fc, Fab, Fv表达的含义与区别
Fab, Fv,有抗原结合活性与特异性
Fc,无抗原结合活性，但它是抗体结合
抗原后激活机体免疫反应的主要部位。
二
、
不
同
对
象
的
细
胞
工
程
二
、
不
同
对
象
的
细
胞
工
程
二
、
不
同
对
象
的
细
胞
工
程
二
、
不
同
对
象
的
细
胞
工
程
二
、
不
同
对
象
的
细
胞
工
程
二
、
不
同
对
象
的
细
胞
工
程
二
、
不
同
对
象
的
细
胞
工
程
杂
交
瘤
细
胞
产
生
单
克
隆
抗
体
示
意
图
（
2
）
杂
交
瘤
细
胞
产
生
单
克
隆
抗
体
示
意
图
7、干细胞工程
体内干细胞的意义在于源源不断地补充体内一
些短命组织的细胞来源，如血液细胞、皮肤细胞以
及精巢等，或者组织或器官受到局部损伤时，它们
可以再分裂形成新的该组织和器官，是体内的一种
自我修复机制。
人体干细胞基本分为三种类型：全能干细胞、
多能干细胞和专能干细胞。
人类干细胞工程就是利用人体内干细胞的特征
来达到体外产生人类所需的产物的探索 。
二
、
不
同
对
象
的
细
胞
工
程
·干细胞分化模式
·胚胎干细胞 ( embryo stem
cell),具有分化成多种细胞
类型及构建组织的潜能 。
·造血干细胞
·单能干细胞 （ monopotential cell）
三、用途
1,构建环境工程菌
2、抗污染型植物
3、开发基于抗体的技术治理环境污染
二
、
不
同
对
象
的
细
胞
工
程
四
章
细
胞
工
程
教学重点、难点、学时
一、概述
二、不同对象的细胞工程
（一）微生物细胞工程
（二）植物细胞工程
（三）动物细胞工程
三、细胞工程在环境方面的应用
1,要点
细胞工程基础知识、微生物细胞工程、植物细胞工程、
动物细胞工程、利用细胞融合技术构建环境工程菌、抗污
染型植物
2、重点
细胞工程的定义、微生物细胞融合、植物组织培养、
植物原生质体制备、培养和融合、动物细胞融合、单克隆
抗体的制备、细胞拆合
3、学时
5学时
教
学
要
点
、
重
点
、
学
时
一
、
概
述
（一）细胞工程相关名词
1,细胞是生物体的基本结构单位和功能单位，单细
胞生物，一个细胞就是一个个体，而多细胞生物则由许多
细胞成一个个体。
2、细胞工程：是指在细胞水平上的遗传操作，即通
过细胞融合、核质移植、染色体或基因移植以及组织和细
胞培养等方法，快速繁殖和培养出人们所需要的新物种的
技术。
3,细胞融合：是用自然或人工的方法使两个或几个
不同细胞融合的为一个细胞（含有原来两个细胞的染色体）
的过程。
4、细胞亚结构移植是指将细胞的亚结构（如细胞核、
染色体等）移植到另一个细胞中，从而改变细胞的遗传性
状。主要有细胞拆合、染色体工程和染色体组工程。
5、细胞拆合：即细胞换核技术。是通过物理或化学
方法将细胞质与细胞核分开，再进行不同细胞间核质的重
新组合，重建成新细胞。
6、染色体工程,染色体工程是按人们需要来添加或削
减一种生物的染色体，或用别的生物的染色体来替换。
7、染色体组工程,染色体组工程是整个改变染色体组
数的技术。自从 1937年秋水仙素用于生物学后，多倍体的
工作得到了迅速发展，例如得到四倍体小麦，八倍体小黑
麦等。三倍体西瓜是无籽西瓜，但没有后代。
一
、
概
述
8、杂交瘤细胞：现代免疫学早已查明，一种抗
体是由一种 B淋巴细胞产生的，人体内约有一亿种不
同的 B淋巴细胞，可产生一亿种不同的抗体。依据这
种事实,1975年，著名免疫学家米尔斯坦和同事勒
尔在英国剑桥大学分子实验室内巧妙地把 B淋巴细胞
和能无限生长的骨髓细胞合并成一个杂交瘤细胞。
杂交瘤细胞因而具备了双重特性：既能无限生长，
又能产生 B淋巴细胞的抗体。
9、单克隆抗体,被人们誉为对付癌症的, 生
物导弹, 。如果能选出一个制造一种专一抗体的细
胞进行培养，就可得到由单细胞经分裂增殖而形成
细胞群，即 单克隆 。单克隆细胞将合成一种决定簇
的抗体，称为单克隆抗体。
一
、
概
述
10、干细胞是一种具有多项分化潜能和自我复制
能力的原始未分化细胞，是形成哺乳类各种组织器官
的祖宗细胞。根据来源和个体发育过程中先后次序不
同，干细胞可分为胚胎干细胞和成体干细胞／组织干
细胞。
11、虚拟细胞：是一个模拟的细胞。从短期来说，
虚拟细胞可用于设计新的药物和治疗方法。人们可以
利用模拟技术测试不同的治疗方法，以发现最佳方案，
并研究每种方案可能产生的副反应。从长期来说，虚
拟细胞可被用于设计更好的生物学系统，甚至创造全
新的系统。另外，模拟技术还可用于测试不同的变异，
以找出表现最好的那些生物性状。
一
、
概
述
12、愈伤组织：是指植物组织地离体状态下，给
以一定条件，使已经分化并停止生长的细胞重新分
裂生长而形成的没有组织结构的细胞团。
13、细胞学说,一切动物和植物都是细胞的集合体，
细胞是生命的基本单位，动物和植物都是在细胞的
繁殖和分化中发育起来的。这一认识被称为细胞学
说。
14、植物细胞全能假说：植物体的每一个细胞，包
括体细胞，都具有发育成整个个体的潜能。
一
、
概
述
（二）细胞工程的分类
1、按研究对象中需要改造的遗传物质不同，将细胞工
程分为基因工程（ gene engineering）,染色体工程
（ chromosome engineering）,染色体组工程（ genome
engineering）,细胞质工程（ cytoplasm engineering）
和细胞融合等五个方面。这个范围相当广泛，几乎包括了
所有的细胞操作和遗传操作。
2、细胞工程按其对象不同，也可分为微生物细胞工程、
植物细胞工程和动物细胞工程。本章将主要介绍动物细胞
工程。
一
、
概
述
（三 ） 细胞
1、细胞的大小与形态
一
、
概
述
细胞类型 直径大小（ μ m ）
支原体细胞
细菌细胞
动植物细胞
原生动物细胞
0.1 ～ 0.3
1 ～ 2
20 ～ 30 （ 10 ～ 50 ）
数百至数千
各类细胞大小的比较
一
、
概
述
体内最大的细胞
体内最大的细胞有各种说法：（ 1）按细胞直径而言，
要数卵细胞，其直径约 200微米（ 1微米＝ 1/1000毫米）。
（ 2）以细胞长度来说，当之为骨骼肌细胞，长的可超过
4厘米。（ 3）而以细胞突出的长度来划分，当之无愧的
是神经细胞（也称神经元）。神经元的轴突长的可达 1米
以上。故神经元可称之为体内最大的细胞了。它们的活动
受机体神经体液因素的调节。
线粒体最多的细胞, 人体内线粒体最多的细胞是肝
脏的肝细胞。每一个肝细胞内约有 2000个线粒体。
溶酶体最多的细胞：最多要数巨噬细胞，溶酶体内含
有 50多种水解酶。
内质网最多的细胞, 浆细胞是含有内质网最多的细
胞。浆细胞是由 B淋巴细胞在抗原刺激下分化增生而来的，
是一种不再具有增殖分化能力的终末细胞。
寿命最长的细胞, 神经细胞的寿命最长。
细胞形态的多样性
酵母菌 植物纤维细胞
植物表皮细胞 动物精子
一
、
概
述
2、细胞的结构
无论各种细胞的大小和形态有多大的差异，它们都由
一层具有一定生物学功能的细胞膜包裹在细胞外层。
根据细胞的内部结构，可将 生物界的细胞分为两
大类,原核细胞和真核细胞
细菌、蓝藻和放线菌等由原核细胞构成的有机体称
为 原核生物, 几乎所有的原核生物都由单个原核细胞
构成，而由真核细胞构成的有机体则称为 真核生物。
(1)原核细胞的形态结构
基本特点, A.主染色体为一个环状裸露 DNA
B.无核膜
C.无膜系构造细胞器
D.以无丝分裂繁殖
主要代表,细菌,蓝藻等
一
、
概
述
纤毛
细胞壁 拟核 鞭毛
核糖体
质膜
内含物
细菌结构模式图
一
、
概
述
(2)真核细胞的形态结构
三大结构体系：
生物膜系统 质膜、内膜系统（细胞器）
遗传信息表达系统 染色质 (体 )、核糖体、
mRNA,tRNA等
细胞骨架系统 胞质骨架、核骨架
一
、
概
述
微 丝
叶绿体
线粒体
质 膜
液 泡
细胞核
内质网
微 管
细胞壁
高尔基体
植物细胞模式图
动物细胞模式图
微 丝
微 管
质 膜
线粒体
中心体
细胞核
溶酶体
内质网
高尔基体
(1) 无丝分裂 —— 无纺锤丝出现，染色体（ DNA） 复制后
直接移到两个仔细胞中。
(2) 细胞增殖周期（有丝分裂）
G0期,休眠期
G1期,DNA合成前期
S 期,DNA合成期
G2期, DNA合成后期
M 期,有丝分裂期
3、细胞的分裂和分化
① 细胞分裂间期
② 有丝分裂期
前期 中期 后期 末期 子细胞
分为 G1期,S期和 G2期三个阶段。
新生细胞的去向：重新进入细胞周期、
细胞分化
成为 Go期细胞
(3)细胞分化
多细胞生物体是由各种各样形态和功能都不同的
细胞群所组成。高等动、植物由受精卵细胞开始的胚胎
发生过程随着细胞分裂次数的增加而使得早期胚胎的细
胞数量也增加许多。其中有些细胞在形态、结构和功能
上逐渐发生了差异，这种细胞之间差异的发生过程就是
细胞分化。个体发育的过程就是细胞分化的过程，个体
的各种器官和组织都是通过细胞分化形成的。
一
、
概
述
4,癌细胞
癌细胞的主要特征
1,脱分化：已分化细胞失去分化后的特性，恢复
分裂增殖能力。
2,无限增殖
3,失去接触抑制现象
4.细胞表面和粘附性质改变
5,细胞骨架紊乱
6.对生长因子需求降低
一
、
概
述
二
、
不
同
对
象
的
细
胞
工
程
（一）微生物细胞工程
1,定义：微生物细胞工程应用微生物进行
细胞水平的研究与生产，具体内容包括各种微生
物细胞的培养、遗传性状的改造、微生物细胞的
直接利用或获得细胞代谢产物等。
2,细胞融合基本过程
原生质体的制备 → 融合重组 → 原生质体再
生成细胞 → 融合重组的测定
（ 1）原生质体的制备
酶解法
质生质体的形成率＝原生质体数 /未经酶处
理的总菌数。
① 革兰氏阳性菌：溶菌酶，肽聚糖中 N－ 乙
酰胞壁酸与 N－ 乙酰葡萄糖胺之间的 β － 1,4－ 糖
苷键
② 革兰氏阴性菌：溶菌酶 +(数分钟后）
0.1mol/L的 EDTA共同作用 15－ 20min,则可使
90%以上的革兰氏阴性菌转变为可供细胞融合用
的球状体。
③ 真核细胞：消解酶、蜗牛酶、纤维素酶、
几丁质酶等处理，原生质体得率在 90%以上。
二
、
不
同
对
象
的
细
胞
工
程
注意：原生质体制备后必须用渗透压稳定剂维
持其稳定性。
（ 2） 融合重组
p146图 4－ 6
注意：原生质体融合重组作为基因声称的一
种有效方法，需经历三个主要阶段：细胞融合形
成异核体、不同核融合产生二倍体、融合核交换
和重组生成重组体
（ 3）原生质体再生成细胞
二
、
不
同
对
象
的
细
胞
工
程
置于高渗再手固体培养基中。
再生频率＝（原生质体再生细胞数 /总菌落数）
× 100%
(主要是利用原生质体对渗透压的敏感性）
（ 4） 融合重组的测定
① 直接法：不补充两亲株生长所需营养物
或补充两种药物
② 间接法,亲株和重组子都再生，然后用影
印法复制到选择培养基上以检出重组子。
融合频率＝融合子数 /再生的原生质体数
二
、
不
同
对
象
的
细
胞
工
程
二
、
不
同
对
象
的
细
胞
工
程
（二）植物细胞工程
1、定义,p148
2,植物组织培养
（ 1）植物组织培养：是一种将植物组织、器
官或细胞在适当的培养基上进行无菌培养，
并重新再生细胞或植株的技术，包括植物培
养、胚胎培养、器官培养、悬浮培养
外植体 愈伤组织 新植株
植物组织培养
二
、
不
同
对
象
的
细
胞
工
程
(2)进行植物组织培养，一般要经历以下五个阶
段：
a 外植体的选择及培养 。
b 诱导去分化阶段 。
c 继代增殖阶段 。
d 诱导分化生根成芽阶段 。
e 移栽成活阶段 。
3、植物细胞培养
二
、
不
同
对
象
的
细
胞
工
程
单个
细胞
营养培养基 克隆植株
工业化植物细胞培养系统主要有两大类：
悬浮细胞培养系统和固定化细胞培养系统
4,植物细胞杂交
1960年英国诺丁汉大学 Cocking 教授领导的
小组率先利用真菌纤维素酶，成功地制备出了
大量具有高度活性可再生的番茄幼根细胞原生
质体,开辟了原生质体融合研究的新阶段。
植物细胞杂交的主要过程如下：
(1) 原生质体的制备：机械法与酶法
(2) 原生质体的融合,物理方法与化学法 ；
膜融合与核融合
二
、
不
同
对
象
的
细
胞
工
程
(3) 杂合体的鉴别与筛选,显微镜、互补
法、细胞与分子生物学法
注：原生质体培养过程：脱去细胞壁的原
生质体 → 细胞壁再生 → 细胞分裂形成细胞团
→ 愈伤组织 → 分化形成芽和根 → 完整植株
二
、
不
同
对
象
的
细
胞
工
程
细胞育种
诱导突变，筛选新品系、新品种
次生代谢产物生成
从培养的植物细胞中提取所需的代谢产物。
优点
?比栽培原料作物更易控制最佳生产条件；
?培养物为无菌、无虫材料，能保证产品质量；
?工艺操作较为简单，可减少劳动费用，提高
生产率。
5、植物细胞工程的应用
二
、
不
同
对
象
的
细
胞
工
程
（三）动物细胞工程
1、定义,p157
2,动物组织培养：是指将取自动物的某类组
织，在体外培养并一直保持原本已分化的特
性，该组织的结构与功能持续不发生明显变
化。
3、细胞培养：是指离体细胞在无菌培养条件
下的分裂、生长。在整个培养过程中细胞不
出现分化，不再形成组织。可分悬浮型和贴
附型。
4,动物细胞杂交
（ 1）融合方法：病毒诱导融合、化学诱导融
合、电激诱导融合
二
、
不
同
对
象
的
细
胞
工
程
（ 2）筛选
形成五种类型的细胞：异型融合细胞
（双核、多核）、两种同型融合细胞（双核、
多核）、未发生融合的两种亲本细胞。
筛选原理：后四种不成活，多核融合细
胞因核分裂受阻而死亡。
a,HAT选择系统
二
、
不
同
对
象
的
细
胞
工
程
b, 抗药性选择系统
c, 营养缺陷型选择系统
5、克隆
（ 1）定义：两种说法,克隆是指离体条件下
的无性繁殖。
（ 2）克隆, 多莉,
二
、
不
同
对
象
的
细
胞
工
程
绵羊 B
乳腺细胞核
易核卵
融合卵
绵羊 C子宫
多莉
植入
植入
生产
克
隆
多
莉
羊
示
意
图
取出
未受精卵
去核
电激
体外胚胎发育
绵羊 A
(3)克隆意义
a 遗传素质完全一致的克隆动物将更有利于开
展对动物 (人 )生长、发育、衰老和健康等机理的
研究；
b 有利于大量培养品质优良的家畜 ;
c 经转基因的克隆哺乳动物，将能为人类提
供源源不断的廉价的药品、保健品以及较易被人
体接受的移植器官；
d 科学家将很快地从目前的同种克隆技术推
进到异种克隆,即借腹怀胎的新领域,这无疑将大
大促进对濒临灭种的哺乳动物的保护工作。
二
、
不
同
对
象
的
细
胞
工
程
多莉 克隆猴
6、抗体
（ 1）结构与功能 p162-p163
注意,Fc, Fab, Fv表达的含义与区别
Fab, Fv,有抗原结合活性与特异性
Fc,无抗原结合活性，但它是抗体结合
抗原后激活机体免疫反应的主要部位。
二
、
不
同
对
象
的
细
胞
工
程
二
、
不
同
对
象
的
细
胞
工
程
二
、
不
同
对
象
的
细
胞
工
程
二
、
不
同
对
象
的
细
胞
工
程
二
、
不
同
对
象
的
细
胞
工
程
二
、
不
同
对
象
的
细
胞
工
程
二
、
不
同
对
象
的
细
胞
工
程
杂
交
瘤
细
胞
产
生
单
克
隆
抗
体
示
意
图
（
2
）
杂
交
瘤
细
胞
产
生
单
克
隆
抗
体
示
意
图
7、干细胞工程
体内干细胞的意义在于源源不断地补充体内一
些短命组织的细胞来源，如血液细胞、皮肤细胞以
及精巢等，或者组织或器官受到局部损伤时，它们
可以再分裂形成新的该组织和器官，是体内的一种
自我修复机制。
人体干细胞基本分为三种类型：全能干细胞、
多能干细胞和专能干细胞。
人类干细胞工程就是利用人体内干细胞的特征
来达到体外产生人类所需的产物的探索 。
二
、
不
同
对
象
的
细
胞
工
程
·干细胞分化模式
·胚胎干细胞 ( embryo stem
cell),具有分化成多种细胞
类型及构建组织的潜能 。
·造血干细胞
·单能干细胞 （ monopotential cell）
三、用途
1,构建环境工程菌
2、抗污染型植物
3、开发基于抗体的技术治理环境污染
二
、
不
同
对
象
的
细
胞
工
程
