食品生物技术导论第3章.ppt

第三章细胞工程与食品产业
第一节概述
第二节细胞培养技术
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第一节概述
,是生物技术的主要内容之一。
细胞工程
植物细胞工程
动物细胞工程
微生物细胞工程
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细胞是细胞工程操作的主要对象,细胞是生物体结构和功能的基本单位。
生物界有两大类细胞:原核细胞和真核细胞
细菌、放线菌等属于原核细胞,细胞小,DNA裸露于细胞质中,不与蛋白质结合,胞内无膜系构造的细胞器,胞外由肽聚糖组成细胞壁。它是细胞融合的主要障碍;不过原核细胞生长迅速,无蛋白质结合的DNA易于进行遗传操作,因此它们又是细胞改造的良好材料。
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酵母、动植物等属于真核细胞,体积较大,内有细胞核和众多膜系构造细胞器。植物细胞外还有数层以纤维素为主要成分的细胞壁。真核细胞一般都有明显细胞周期,处于有丝分裂时期的染色体呈现高度螺旋紧缩状态,既不利于基因外钓,也不利于外源基因的插入。因此采取一定的措施诱导真核细胞同步化生长,对于成功的进行细胞融合及细胞代谢产物的生产具有十分重要的作用。
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细胞分化和细胞全能性
细胞分化:个体细胞发育过程中,后代细胞在形态、结构和生理功能上发生差异的过程。
在对多细胞生物中,大多以结合成组织或器官的形式存在,因而细胞的形状一般与其存在的部位和行使的功能有关。在单细胞生物中,虽然没有像多细胞那种典型的细胞分化过程,但是在其生活周期中细胞也表现出有规律的形态结构和生理功能上的阶段变化,这种变化也有细胞分化的性质。
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一般来说,体内各种细胞均含有物种的全部基因。但是在细胞中只有一少部分基因在活动。
这些表达的基因可分为两类:一是维持细胞生存所必需,称为持家基因;另一类是在各种细胞中专一选择表达的,称为组织专一基因,其表达合成了组织专一的蛋白产物。
在具有全能性的胚胎细胞和多功能干细胞水平上,细胞间没有表现出形态上的差异。可是这些细胞经过多次分裂,所产生的子细胞却限定向一定方向发育。
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细胞分化能力的强弱称为发育潜能,细胞具有发育成完整个体的潜能称为细胞全能性。
但是随着胚胎的发育,有的体细胞虽然具有分化出多种组织的潜能,但是失去了发育成完整个体的潜能,细胞具有的这种发育潜能叫多能性,也就是说,在发育过程中细胞的发育潜能逐渐变窄。
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通常情况下,分化细胞的表型要保持稳定,以执行特定的功能。然而在某些条件下,分化细胞也不稳定,其基因活动模式会发生可逆的变化,又回到未分化的状态,这一过程称为去分化。例如如,在培养条件下的植物愈伤组织,它具有全能性,可再生出完整的植株。
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在发育潜能上植物细胞不同于动物细胞。高度分化的植物营养组织仍保持着发育成为完整植株的能力,也就是具有全能性。
高等动物在发育过程中,产生了体细胞与生殖细胞两个独立的细胞系。动物细胞的分化潜能随分化程度的提高而逐渐变窄。而对于细胞核而言,高度分化的细胞仍保留着物种的全套基因。
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