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细胞的技术开发和应用都包括哪些

发布时间:2022-11-28 08:13:01

⑴ 细胞工程的发展历史与应用的细胞工程主要研究内容

根据研究对象的不同,可将细胞工程分为微生物细胞工程,植物细胞工程和动物细胞工程。
细胞工程的研究内容主要包括以下几个方面:
⑴动植物细胞与组织培养
主要包括细胞培养、组织培养和器官培养。
⑵细胞融合
采用一定的方法使两个或几个不同的细胞(或原生质体)融合为一个细胞,用于生产新的物种或品系及产生单克隆抗体。
⑶染色体工程
按人们的需要来添加、消减或替换染色体的一种技术。主要用于新品种的培育。
⑷胚胎工程
主要是对动物的胚胎进行某种人为的工程技术操作,获得人们所需要的成体动物,包括胚胎分割、胚胎融合、细胞核移植、体外受精、胚胎培养、胚胎移植、性别鉴定、胚胎冷冻技术等。
⑸细胞遗传工程
主要包括动物克隆和转基因技术。转基因技术是指将外援基因通过一定的方法和手段,整合到受体染色体上,得到稳定、高效表达,并能遗传给后代的试验技术。转基因技术是改变生物遗传性形状的有效途径,已在微生物、植物、动物上得到应用。

⑵ 细胞培养技术都有哪些应用

细胞培养细胞培养技术也叫细胞克隆技术,在生物学中的正规名词为细胞培养技术。不论对于整个生物工程技术,还是其中之一的生物克隆技术来说,细胞培养都是一个必不可少的过程,细胞培养本身就是细胞的大规模克隆。细胞培养技术可以由一个细胞经过大量培养成为简单的单细胞或极少分化的多细胞,这是克隆技术必不可少的环节,而且细胞培养本身就是细胞的克隆。通过细胞培养得到大量的细胞或其代谢产物。因为生物产品都是从细胞得来,所以可以说细胞培养技术是生物技术中最核心、最基础的技术。 细胞培养技术的研究应用 1. 直接观察活细胞的形态结构和生命活动。用于细胞学、遗传学、免疫学、实验医学和肿瘤学等多种学科研究. 2. 直接观察细胞的变化可便于摄影。 3. 研究细胞种类如低等到高等到人类、胚胎到成体、正常组织到肿瘤。 4. 便于使用各种技术:相差、荧光、电镜、组化、同位素标记等方法观察和研究细胞状况。 5. 是分子生物学和基因工程学的研究对象,也是其主要的组成部分。 6. 易于施用物理、化学生物的实验研究。 7. 易于提供大量生物性状相似的实验对象,耗资少比较经济。 8. 成为生物制品单克隆抗体生产和基因工程等的材料来源。 细胞贴附在支持物表面生长,只依赖贴附才能生长的细胞叫做贴附型细胞(Anchorrage-dependent cells)这种现象与细胞分化有关。

⑶ 细胞工程有哪些技术

植物细胞工程
常用技术手段:植物组织培养,植物体细胞杂交。
理论基础:植物细胞的全能性。
动物细胞工程
常用的技术手段:动物细胞培养、动物细胞融合、单克隆抗体、胚胎移植、核移植等(动物细胞培养技术是其他动物细胞工程技术的基础)

⑷ 举例说明细胞工程的应用领域有哪些

细胞工程作为科学研究的一种手段,已经渗入到生物工程的各个方面,成为必不可少的配套技术。在农林、园艺和医学等领域中,细胞工程正在为人类做出巨大的贡献。

1、粮食与蔬菜生产
利用细胞工程技术进行作物育种,是迄今人类受益最多的一个方面。中国在这一领域已达到世界先进水平,以花药单倍体育种途径,培育出的水稻品种或品系有近百个,小麦有30个左右。其中河南省农科院培育的小麦新品种,具有抗倒伏、抗锈病、抗白粉病等优良性状。
在常规的杂交育种中,育成一个新品种一般需要8~10年,而用细胞工程技术对杂种的花药进行离体培养,可大大缩短育种周期,一般提前2~3年,而且有利优良性状的筛选。前面已介绍过的微繁殖技术,在农业生产上也有广泛的用途,其技术比较成熟,并已取得较大的经济效益。例如,中国已解决了马铃薯的退化问题,日本麒麟公司已能在1000升容器中大量培养无病毒微型马铃薯块茎作为种薯,实现种薯生产的自动化。通过植物体细胞的遗传变异,筛选各种有经济意义的突变体,为创造种质资源和新品种的选育发挥了作用。现已选育出优质的番茄、抗寒的亚麻、以及水稻、小麦、玉米等新品系。有希望通过这一技术改良作物的品质,使它更适合人类的营养需求。
蔬菜是人类膳食中不可缺少的成分,它为人体提供必需的维生素、矿物质等。蔬菜通常以种子、块根、块茎、插扦或分根等传统方式进行繁殖,化费成本低。但是,在引种与繁育、品种的种性提纯与复壮、育种过程的某些中间环节,植物细胞工程技术仍大有作为。例如,从国外引进蔬菜新品种,最初往往只有几粒种子或很少量的块根、块茎等。要进行大规模的种植,必须先大量增殖,这就可应用微繁殖技术,在较短时间内迅速扩大群体。在常规育种过程中,也可应用原生质体或单倍体培养技术,快速繁殖后代,简化制种程序。另外,还可结合植物基因工程技术,改良蔬菜品种。

2、园林花卉
在果树、林木生产实践中应用细胞工程技术主要是微繁殖和去病毒技术。几乎所有的果树都患有病毒病,而且多是通过营养体繁殖代代相传的。用去病毒试管苗技术,可以有效地防止病毒病的侵害,恢复种性并加速繁殖速度。目前,香蕉、柑橘、山楂、葡萄、桃、梨、荔枝、龙眼、核桃等十余种果树的试管苗去病毒技术,已基本成熟。香蕉去病毒试管苗的微繁殖技术已成为产业化商品化的先例之一。因为香蕉是三倍体植物,必须通过无性繁殖延续后代,传统方法一般采用芽繁殖,感病严重,繁殖率低;而采用去病毒的微繁殖技术不仅改进了品质,亩产量约提高30%~50%,很容易被蕉农接受。
近年来,对经济林木组织培养技术的研究也受到很大的重视。采用这一技术可比常规方法提前数年进行大面积种植。特别是有些林木的种子休眠期很长,常规育种十分费时。据不完全统计,现已研究成功的林木植物试管苗已达百余种,如松属、桉树属、杨属中的许多种,还有泡桐、槐树、银杏、茶、棕榈、咖啡、椰子树等。其中桉树、杨树和花旗松等大面积应用于生产,澳大利亚已实现桉树试管苗造林,用幼芽培养每年可繁殖40万株。
植物细胞工程技术使现代花卉生产发生了革命性的变化。1960年,科学家首次利用微繁殖技术将兰花的愈伤组织培养成植株后,很快形成了以组织培养技术为基础的工业化生产体系——兰花工业。现在,世界兰花市场上有150多种产品,其中大部分都是用快速微繁殖技术得到的试管苗。从此,市场供应摆脱了气候、地理和自然灾害等因素的限制。至今,已报道的花卉试管苗有360余种。已投入商业化生产的有几十种。中国对康乃馨、月季、唐昌蒲、菊花、非洲紫罗兰等品种的研究较为成熟,有的也已商品化,并有大量产品销往港澳及东南亚地区。

3、临床医学与药物
自1975年英国剑桥大学的科学家利用动物细胞融合技术首次获得单克隆抗体以来,许多人类无能为力的病毒性疾病遇到了克星。用单克隆抗体可以检测出多种病毒中非常细微的株间差异,鉴定细菌的种型和亚种。这些都是传统血清法或动物免疫法所做不到的,而且诊断异常准确,误诊率大大降低。例如,抗乙型肝炎病毒表面抗原(HBsAg)的单克隆抗体,其灵敏度比当前最佳的抗血清还要高100倍,能检测出抗血清的60%的假阴性。
近年来,应用单克隆抗体可以检查出某些还尚无临床表现的极小肿瘤病灶,检测心肌梗死的部位和面积,这为有效的治疗提供方便。单克隆抗体并已成功地应用于临床治疗,主要是针对一些还没有特效药的病毒性疾病,尤其适用于抵抗力差的儿童。人们正在研究“生物导弹”——单克隆抗体作载体携带药物,使药物准确地到达癌细胞,以避免化疗或放射疗法把正常细胞与癌细胞一同杀死的副作用。
单克隆抗体可以精确地检测排卵期。新一代免疫避孕药也在研制之中,其基本原理是用精子,卵透明带或早期胚胎来制备单克隆抗体,将它们注入妇女体内,人体就会产生对精子的免疫反应,从而起到避孕作用。人类体外受精技术的日趋成熟,使人类对生育活动有了较大的选择余地,促进优生优育,提高人口素质,也为不孕症患者或不宜生育的人带来福音。
生物药品主要有各种疫苗、菌苗、抗生素、生物活性物质,抗体等,是生物体内代谢的中间产物或分泌物。过去制备疫苗是从动物组织中提取,得到的产量低而且很费时。现在,通过培养、诱变等细胞工程或细胞融合途径,不仅大大提高了效率,还能制备出多价菌苗,可以同时抵御两种以上的病原菌的侵害。用同样的手段,也可培养出能在培养条件下长期生长、分裂并能分泌某种激素的细胞系。1982年美国科学家用诱变和细胞杂交手段,获得了可以持续分泌干扰素的体外培养细胞系,现已走向应用。

4、繁育优良品种
目前,人工受精、胚胎移植等技术已广泛应用于畜牧业生产。精液和胚胎的液氮超低温(-196摄氏度)保存技术的综合使用,使优良公畜、禽的交配数与交配范围大为扩展,并且突破了动物交配的季节限制。另外,可以从优良母畜或公畜中分离出卵细胞与精子,在体外受精,然后再将人工控制的新型受精卵种植到种质较差的母畜子宫内,繁殖优良新个体。综合利用各项技术,如胚胎分割技术、核移植细胞融合技术、显微操作技术等,在细胞水平改造卵细胞,有可能创造出高产奶牛、瘦肉型猪等新品种。特别是干细胞的建立,更展现了美好的前景。

⑸ 细胞工程中有运用到哪些生物技术

细胞工程(Cell engineering):指应用细胞生物学和分子生物学的方法,通过某种工程学手段,在细胞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,从而获得新型生物或特种细胞产品、或产物的一门综合性科学技术.细胞工程分为植物细胞工程和动物细胞工程两大类 植物细胞工程
常用技术手段:植物组织培养,植物体细胞杂交(克服远缘杂交不亲和的障碍)
理论基础:植物细胞的全能性.
动物细胞工程常用的技术手段:动物细胞培养、动物细胞融合、单克隆抗体、胚胎移植(有性生殖)、核移植(无性生殖)等。

⑹ 细胞生物学都用到哪些技术

从研究内容来看细胞生物学的发展可分为三个层次,即:显微水平、超微水平和分子水平。从时间纵轴来看细胞生物学的历史大致可以划分为四个主要的阶段:

第一阶段:从16世纪后期到19世纪30年代,是细胞发现和细胞知识的积累阶段。通过对大量动植物的观察,人们逐渐意识到不同的生物都是由形形色色的细胞构成的。

第二阶段:从19世纪30年代到20世纪初期,细胞学说形成后,开辟了一个新的研究领域,在显微水平研究细胞的结构与功能是这一时期的主要特点。形态学、胚胎学和染色体知识的积累,使人们认识了细胞在生命活动中的重要作用。1893年Hertwig的专着《细胞与组织》(Die Zelle und die Gewebe)出版,标志着细胞学的诞生。其后1896年哥伦比亚大学Wilson编着的The Cell in Development and Heredity、1920年墨尔本大学Agar编着的Cytology 都是这一领域最早的教科书。

第三阶段:从20世纪30年代到70年代,电子显微镜技术出现后,把细胞学带入了第三大发展时期,这短短40年间不仅发现了细胞的各类超微结构,而且也认识了细胞膜、线粒体、叶绿体等不同结构的功能,使细胞学发展为细胞生物学。De Robertis等人1924出版的普通细胞学(General Cytology)在1965年第四版的时候定名为细胞生物学(Cell Biology),这是最早的细胞生物学教材之一 。

第四阶段:从20世纪70年代基因重组技术的出现到当前,细胞生物学与分子生物学的结合愈来愈紧密,研究细胞的分子结构及其在生命活动中的作用成为主要任务,基因调控、信号转导、肿瘤生物学、细胞分化和凋亡是当代的研究热点

由其发展历程你可以看到细胞生物学所应用的技术是很多的。现在最最时髦的就是分子生物学技术。

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⑺ 细胞工程有哪些具体应用

细胞工程的应用
(一)动物细胞工程的应用
1.在疫苗生产上的应用 疫苗是一种其主要成分具有免疫原性的蛋白质.它是利用动物细胞大规模培养技术生产的最成熟的一种产品.例如讲乙型肝炎表面抗原基因插入哺乳动物细胞内进行高效表达,已生产出乙型肝炎疫苗.
2.在干扰素生产上的应用 干扰素是以一种在同种细胞上具有广谱抗病毒活性的蛋白质,其活性的发挥受细胞基因组的调节和控制,涉及RNA和蛋白质的合成.
3.繁育优良品种 目前,人工受精、胚胎移植等技术已广泛应用于畜牧业生产.精液和胚胎的液氮超低温( -196摄氏度)保存技术的综合使用,使优良公畜、禽的交配数与交配范围大为扩展,并且突破了动物交配的季节限制.另外,可以从优良母畜或公畜中分离出卵细胞与精子,在体外受精,然后再将人工控制的新型受精卵种植到种质较差的母畜子宫内,繁殖优良新个体.综合利用各项技术,如胚胎分割技术、核移植细胞融合技术、显微操作技术等,在细胞程度改造卵细胞,有可能创造出高产奶牛、瘦肉型猪等新品种.特别是干细胞的建立,更展现了美好的前景.
4.临床医学与药物 自1975年英国剑桥大学的科学家利用动物细胞融合技术首次获得单克隆抗体以来,许多人类无能为力的病毒性疾病碰到了克星.用单克隆抗体可以检测出多种病毒中非常细微的株间差异,鉴定细菌的种型和亚种.这些都是传统血清法或动物免疫法所做不到的,而且诊断异常准确,误诊率大大降低.
(二)植物细胞工程的应用
1. 在果树园林花卉 林木生产实践中应用细胞工程技术主要是微繁殖和去病毒技术.几乎所有的果树都患有病毒病,而且多是通过营养体繁殖代代相传的.用去病毒试管苗技术,可以有效地防止病毒病的侵害,恢复种性并加速繁殖速度.近年来,对经济林木组织培养技术的研究也受到很大的重视.采用这一技术可比常规方法提前数年进行大面积种植.特别是有些林木的种子休眠期很长,常规育种十分费时.植物细胞工程技术使现代花卉生产发生了革命性的变化.1960年,科学家首次利用微繁殖技术将兰花的愈伤组织培养成植株后,很快形成了以组织培养技术为基础的工业化生产体系——兰花工业.现在,世界兰花市场上有150多种产品,其中大部分都是用快速微繁殖技术得到的试管苗.从此,市场供应摆脱了气候、地理和自然灾害等因素的限制.
2.粮食与蔬菜生产 利用细胞工程技术进行作物育种,是迄今人类受益最多的一个方面.我国在这一领域已达到世界先进程度,以花药单倍体育种途径,培育出的水稻品种或品系有近百个,小麦有30个左右.在常规的杂交育种中,育成一个新品种一般需要8~10年,而用细胞工程技术对杂种的花药进行离体培养,可大大缩短育种周期,一般提前2~3年,而且有利优良性状的筛选.前面已介绍过的微繁殖技术,在农业生产上也有广泛的用途,其技术比较成熟,并已取得较大的经济效益.蔬菜是人类膳食中不可缺少的成分,它为人体提供必需的维生素、矿物质等.蔬菜通常以种子、块根、块茎、插扦或分根等传统方式进行繁殖,化费成本低.但是,在引种与繁育、品种的种性提纯与复壮、育种过程的某些中间环节,植物细胞工程技术仍大有作为.
3.在食品工业中的应用
A 生产香料利用植物细胞大规模培养技术已能生产西多种香料物质.例如,在热带栀子花的细胞培养中产生的单萜葡萄苷、格尼帕甙和乌口树甙的产量很高.
B 生产调料 利用植物细胞培养已能生产较多的天然调料,例如在甜叶菊的培养细胞中能积累甜菊苷,此物质是一种天然甜味剂,味道大约是制糖的300倍.

⑻ 细胞工程技术的应用领域

1、优质植物快速培育与繁殖
2、动物胚胎工程快速繁殖优良、濒危品种
3、利用动植物细胞培养生产活性产物、药品
4、新型动植物品种的培育
5、供医学器官修复或移植的组织工程
6、转基因动植物的生物反应器工程
7、珍稀动植物资源的保存与保护
8、在遗传学、发育学等领域的理论研究
9、在能源、环境保护等领域的应用

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