第一篇_细胞工程原理绪论.ppt

细胞工程原理Cell Engineering 南京林业大学生物工程系 Bioeng Depart Nanjin Forestry University What is stem cell and why it is so different? 绪　论 微生物细胞工程 植物细胞工程 动物细胞工程 总结与讨论 第一章　绪　论 课程的目的和要求 学科研究的内容及意义 学科的发展 关键技术及研究热点 细胞的结构与细胞器的功能 1. 课程的目的及要求 学科的定义：应用细胞生物学和分子生物学方法，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，有目的地改变细胞内的遗传物质以获得新型生物或细胞产品。 课程目的：介绍细胞工程的主要技术原理、实验设备，在科研和社会生产中的实际应用及未来发展趋势。 课程要求：了解细胞工程的主要内容及其发展方向，掌握关键技术的技术原理，熟悉当前的应用现状。 课程讲授的主要内容 绪　论 植物细胞工程（植物组织培养、植物细胞培养、植物原生质体培养与细胞融合、植物人工种子） 动物细胞工程（细胞与组织培养，组织工程，胚胎工程，转基因动物） 微生物细胞工程 染色体工程 细胞拆合与重组 向细胞内引入高分子物质 教材与参考书 李志勇，细胞工程，科学出版社，2003 罗立新，潘力，郑穗平，细胞工程，华南理工大学出版社，2003 课程的目的和要求 学科研究的内容及意义 学科的发展 关键技术及研究热点 细胞的结构与细胞器的功能 2. 学科研究的内容及意义 研究内容：以细胞及细胞器为研究对象，主要包括：细胞融合，核/质移植，细胞器摄取、染色体/片段重组/移植、组织/细胞培养等。 涉及的细胞器及其他对象：染色体，细胞核，原生质体，受精卵，胚胎，组织或器官 意　义：人工培养和控制生物细胞，让细胞生产出人类需要的各种物质（代谢产物与新型生物功能、新的细胞、组织、器官及物种/生物体） 主要研究方法：应用细胞生物学、发育生物学、遗传学和分子生物学的原理和方法，通过工程学手段，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 技术特点与优势： 不仅可在植物之间、动物之间、微生物之间进行杂交，而且还可以克服不同界之间的界限形成杂交物种 与基因工程相比：避免了分离、提纯、剪切和拼接等基因操作步骤，可直接将细胞内遗传物质转移到受体细胞中 注：转基因动物被划入细胞工程。原因：其对象和技术方法与植物与微生物明显差异。 与其他生物工程学科之间的关系图解 Discussion 细胞工程原理（学）与细胞生物学的区别？ 与细胞生理学的区别？ 与细胞遗传学的区别？ 与发育生物学的区别？ 与分子生物学的区别？ 附1：Cytobiology ? 运用近代物理学和化学的技术成就，以及分子生物学的方法、概念，在细胞水平上研究生命活动的科学，其核心问题是遗传与发育。 更是一个领域：核心问题——在细胞水平将发育与遗传结合起来，不局限于一个学科的范围；与许多学科都有交叉，难分界限 细胞生物学未来的拓展：除了关于各细胞组分的结构与功能，以及对各种生命现象的研究还要继续深入外。“基因有序地选择性表达的原因”可能会成为今后重点研究的问题，此外“细胞社会学”也会越来越受到重视。 附2：Cytophysiology ?细胞学和生理学相结合产生的学科，主要研究内容包括：细胞从周围环境中摄取营养的能力、代谢功能、能量的获取、生长发育和繁殖的机理，以及细胞受环境的影响而产生的适应性和运动性活动 关键技术：细胞离体培养技术 附3：Cytogenetics ?是最早发展起来的遗传学科，属遗传学与细胞学相结合的边缘学科，主要从细胞的角度，特别是从染色体的数目、形态、结构和行为，以及染色体与其他细胞器之间的关系，来研究真核生物的遗传现象。 早期着重研究：分离、重组、连锁、交换等遗传现象的染色体基础，以及染色体畸变和倍性变化等的遗传效应，并涉及各种生殖方式如孤雌生殖、无融合生殖和单性生殖等的遗传学和细胞学基础。 衍生出的一些分支学科：体细胞遗传学、细胞器遗传学、分子细胞遗传学、进化细胞遗传学、医学细胞遗传学等。 附4：Molecular biology ?从分子水平（生物大分子，特别是蛋白质和核酸结构功能研究，是分子生物学的基础）研究生物大分子的结构与功能，从而阐明生命现象本质的科学。 意　义：在分子水平上揭示了生命世界基本结构和生命活动根本规律的高度一致，揭示了生命现象的本质。其概念和观点已经渗入到基础和应用生物学的每一个分支领域，带动了整个生物学的发展，使之提高到一个崭新的水平 附5：Developmental Biology ?研究生物体从精子和卵子的发生、受精、发育、生长到衰老死亡的生命过程中的变化机理的科学。 主要内容：原始生