復(fù)習(xí)思考題-細(xì)胞工程

1、1、簡述細(xì)胞工程的定義，主要有哪幾個(gè)領(lǐng)域的的應(yīng)用？簡述細(xì)胞工程的定義，主要有哪幾個(gè)領(lǐng)域的的應(yīng)用？細(xì)胞工程（Cellengineering）是指以細(xì)胞為對象，應(yīng)用生命科學(xué)理論，借助工程學(xué)原理與技術(shù)，有目的地利用或改造生物遺傳性狀，以獲得特定的細(xì)胞、組織產(chǎn)品或新型物種的一門綜合性科學(xué)技術(shù)1.動(dòng)植物人工繁殖技術(shù)主要是指采用細(xì)胞工程技術(shù)實(shí)現(xiàn)優(yōu)良動(dòng)植物的快速繁殖以及瀕危物種的保護(hù)。主要技術(shù)包括：試管植物、人工種子、試管動(dòng)物、克隆動(dòng)物2.新品種培育

2、技術(shù)主要是指在細(xì)胞、細(xì)胞器、染色體、細(xì)胞核或組織水平上進(jìn)行遺傳性狀改良或培育出生物新品種。具體的細(xì)胞工程育種技術(shù)包括細(xì)胞水平上的原生質(zhì)體誘變、細(xì)胞融合技術(shù)；細(xì)胞器水平上的細(xì)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(shù)利用動(dòng)植物細(xì)胞、組織培養(yǎng)或者轉(zhuǎn)基因動(dòng)植物生物反應(yīng)器生產(chǎn)生物制品是現(xiàn)代細(xì)胞工程的一個(gè)代表性領(lǐng)域，主要包括食品、藥物、生物能源等?；诩?xì)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(shí)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(dòng)物細(xì)胞作為表達(dá)載體制備相關(guān)藥用產(chǎn)品也已成為生物制藥的熱點(diǎn)方向。近年來，以雜交瘤細(xì)胞培養(yǎng)大量制備單克隆抗體、動(dòng)物細(xì)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(jì)與社會(huì)效益。以轉(zhuǎn)基因動(dòng)物為代表的生物反應(yīng)器在生物制藥領(lǐng)域已經(jīng)展現(xiàn)巨大的應(yīng)用潛力。藍(lán)藻、綠藻、光合細(xì)菌等一些單細(xì)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(xì)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(xì)胞療法與組織工程干細(xì)胞是當(dāng)今生命科學(xué)最前沿領(lǐng)域，有望給現(xiàn)代醫(yī)學(xué)帶來一場革命。利用培養(yǎng)的細(xì)胞或者離體再造的組織修復(fù)受損細(xì)胞與組織或器官的技術(shù)，屬于細(xì)胞工程最新發(fā)展領(lǐng)域之一2、什么是體細(xì)胞雜交？在育種上有什么意義？什么是體細(xì)胞雜交？在育種上有什么意義？將不同種的植物體細(xì)胞，在一定條件下融合成雜種細(xì)胞，并把雜種細(xì)胞培育成新的植物體的過程稱為體細(xì)胞雜交克服

5、有性不親和性，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)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(jī)物。能影響生長和分化。在個(gè)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(gè)成熟過程，主要由激素控制。植物激素的作用機(jī)理：植物體內(nèi)的激素與細(xì)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(dòng)期：啟動(dòng)誘導(dǎo)外植體細(xì)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(xì)胞組成，這些細(xì)胞大部分已經(jīng)喪失分裂能力。由這些細(xì)胞誘導(dǎo)產(chǎn)生愈傷組織必須首先使這些細(xì)胞恢復(fù)分裂能力，變成分生性細(xì)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(xì)胞改變原來的代謝途徑來誘導(dǎo)細(xì)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(dǎo)劑（如NAA、IAA、24D等）或細(xì)胞分裂素啟動(dòng)誘導(dǎo)外植體細(xì)胞脫分化和分裂

7、。（2）愈傷組織誘導(dǎo)：即細(xì)胞開始分裂并不斷增生子細(xì)胞的過程。這個(gè)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(xì)胞可以反復(fù)使用，可以方便地進(jìn)行產(chǎn)物的連續(xù)性收獲，減弱或消除反饋抑制，提高細(xì)胞次級(jí)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(shí)同源染色體聯(lián)會(huì)時(shí)發(fā)生紊亂，很難將完整的一套染色體分配到一個(gè)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(dòng)物與體外受精動(dòng)物相比有怎樣的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)？核移植克隆動(dòng)物與體外受精動(dòng)物相比有怎樣的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)？細(xì)胞核移植（Cellnucleartransfer）是一種利用顯微操作技術(shù)將一種動(dòng)物的細(xì)胞核移入同種或異種動(dòng)物的去核成熟卵細(xì)胞內(nèi)的技術(shù)。細(xì)胞核移植動(dòng)物：是用特定發(fā)育階段的核供體及相應(yīng)的核受體（去核的卵子）體外構(gòu)建重組胚，通過胚胎移植達(dá)到受體，發(fā)育出生的動(dòng)物。理論基礎(chǔ)：生物的主要遺傳物質(zhì)存在于細(xì)胞核中，因此克

9、隆動(dòng)物可以通過細(xì)胞核移植實(shí)現(xiàn)。但是，細(xì)胞核移植所得到的動(dòng)物為核質(zhì)雜種。核移植優(yōu)點(diǎn)：能克服遠(yuǎn)緣雜交的不親和性，有目的地培育優(yōu)良品種。動(dòng)物體細(xì)胞克隆，可用于保存瀕危物種、保持優(yōu)良品種、挽救瀕危動(dòng)物、利用克隆動(dòng)物相同的基因背景進(jìn)行生物醫(yī)學(xué)研究等。缺點(diǎn)：技術(shù)復(fù)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(chǔ)，而“克隆動(dòng)物”則會(huì)導(dǎo)致生物品系減少，個(gè)體生存能力下降。體外受精(Invitrofertilization，IVF)

10、是指將哺乳動(dòng)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(shù)。?體外受精動(dòng)物也稱試管動(dòng)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(dòng)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(gè)生殖細(xì)胞，但在一個(gè)正常性周期內(nèi)只有幾個(gè)卵泡同時(shí)發(fā)育，最后一個(gè)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(gè)左右的后代，大部分時(shí)間用于妊娠和哺乳。使

11、館動(dòng)物繁殖技術(shù)能夠充分利用母體生殖潛力。（2）促進(jìn)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(dòng)物簡歷“胚胎庫”，進(jìn)行受精卵或胚胎長期保存。(1)囊胚發(fā)育率低，細(xì)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(xì)胞階段，這就導(dǎo)致體外受精卵的囊胚發(fā)育率遠(yuǎn)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(xì)胞總數(shù)和內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)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(dǎo)致受體母畜難產(chǎn)率高。8、核移植克隆動(dòng)物的技術(shù)流程。核移植克隆動(dòng)物的技術(shù)流程。a)細(xì)胞核移植克隆動(dòng)物技術(shù)環(huán)節(jié)主要包括：核供體細(xì)胞的準(zhǔn)備脫離生長周期，進(jìn)入G0期b)受體細(xì)胞的獲得和去核c)細(xì)胞核移植、激活電融合法d)重組胚的培