一轮复习ppt课件细胞工程、发酵工程复习 -2023新人教版（2019）《高中生物》选择性必修第三册.pptx

1、细胞工程、发酵工程复习细胞工程、发酵工程复习植物组织培养技术植物组织培养技术外植体外植体愈伤愈伤组织组织脱脱分化分化芽芽根根植株植株再再分化分化激素含量激素含量一般不需一般不需需要适宜时间和强度的需要适宜时间和强度的特殊条件特殊条件 共同条件共同条件关键过程关键过程生长素生长素=细胞分裂素细胞分裂素细胞分裂素细胞分裂素 生长素生长素生长素生长素 细胞分裂素细胞分裂素光光光光无菌、营养物质、激素、适宜的温度和PH植物体细胞杂交技术植物体细胞杂交技术 过程 a ，b ，c ，d ，e ，f ，g 。去壁原生质体融合再生细胞壁植物细胞融合脱分化再分化植物组织培养123 方方法法 ，方方法法 ，标标志

2、志 ，原原理理 ，原原理理 。纤维素酶和果胶酶 电融合、聚乙二醇（PEG）离心法、高Ca2+高pH融合法 细胞融合完成 细胞膜流动性 植物细胞全能性原理原理植物细胞全能性特点：未分化、不定形、薄壁 方法方法机械法或机械法或胰胰蛋白酶、蛋白酶、胶原胶原蛋白酶蛋白酶细胞细胞悬悬液液原代原代传代传代细胞生长特点：细胞生长特点：生长生长生长生长(少少)(多多)接触抑制方法方法:胰胰蛋白酶、蛋白酶、胶原胶原蛋白蛋白酶酶悬浮悬浮贴壁贴壁原理：原理：细胞增殖细胞增殖 处处理理目的：目的：。形成形成。显微操作显微操作去核去核去核去核卵母细胞卵母细胞胚胚重构重构激激活活方法：方法：电融合电融合方方法法目目的的电

3、刺激、电刺激、CaCa2+2+载体、载体、乙醇和蛋白酶乙醇和蛋白酶合成抑制剂合成抑制剂分裂分裂发育发育原理：原理：动物细胞核全能性动物细胞核全能性核移植核移植涉及技术涉及技术动物细胞培养动物细胞培养动物细胞融合动物细胞融合早期胚胎培养早期胚胎培养胚胎移植胚胎移植胚胎分割胚胎分割充分利用胚胎充分利用胚胎方方法法电融合法PEG融合法灭活病毒诱导法膜核细胞融合完成标志：杂交原理：细胞膜的流动性特点：有两或多个细胞遗传信息杂交细胞筛选杂交瘤细胞多种方法选择培养基分泌特定抗体的多次筛选克隆化培养专一抗体检验阳性体外培养小鼠腹腔单克隆抗体培养液腹水提取原理：细胞增殖细胞膜的流动性ADC=+抗体-药物偶联物

4、单克隆抗体接头药物位置准确、疗效高、副作用小发发挥挥作作用用的的过过程程ADC识别进入细胞内方式方式胞吞胞吞ADC分离溶酶体溶酶体药物细胞凋亡植物组织培养和动物细胞培养的比较比较项目比较项目植物组织培养植物组织培养动物细胞培养动物细胞培养原理原理培养基培养基培养基特有成分培养基特有成分过程过程结果结果相同点相同点固体培养基固体培养基葡萄糖、葡萄糖、动物血清动物血清液体培养基液体培养基细胞增殖细胞增殖植物细胞的全能性植物细胞的全能性许多细胞许多细胞蔗糖、蔗糖、植物激素植物激素都进行有丝分裂，不涉及减数分裂；都进行有丝分裂，不涉及减数分裂；均需无菌操作，需要适宜的温度、均需无菌操作，需要适宜的温度

5、、pH等条件等条件新的植株新的植株外植体 脱分化愈伤组织 再分化芽、根或胚状体 生长发育植物体动物的组织 机械法或胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理细胞悬液原代培养细胞悬液传代培养获得杂种植株细胞膜的流动性细胞膜的流动性细胞的全能性去除细胞壁后诱导原生质体融合胰蛋白酶处理细胞分散后诱导细胞融合制备单克隆抗体离心法、电融合法、聚乙二醇（PEG）、高Ca2+高pH融合法电融合法PEG融合法灭活病毒诱导法（特有）植物体细胞杂交和动物细胞融合的比较植物植物细胞细胞工程工程植物组织培养技术植物组织培养技术植物体细胞杂交技术植物体细胞杂交技术动物动物细胞细胞工程工程细细胞胞工工程程动物细胞培养技术动物细胞培养技术动

6、物细胞动物细胞融合融合技术技术动物体细胞核移植技术动物体细胞核移植技术胚胎工程胚胎工程原理原理目标目标单克隆抗体单克隆抗体植株植株植物细胞全能性植物细胞全能性杂交细胞发育杂交细胞发育新植物新植物植物细胞全能性植物细胞全能性细胞膜流动性细胞膜流动性动物细胞动物细胞细胞增殖细胞增殖克隆动物克隆动物动物细胞核全能性动物细胞核全能性杂交细胞杂交细胞细胞膜流动性细胞膜流动性杂交细胞产物杂交细胞产物细胞膜流动性细胞膜流动性细胞增殖细胞增殖个体个体具体分类具体分类各种细胞工程比较各种细胞工程比较意义？意义？克服远缘杂交障碍克服远缘杂交障碍（克服生殖隔离）（克服生殖隔离）意义？意义？动物细胞工程基础动物细胞工

7、程基础1 1受精前的准备受精前的准备精子获能精子获能卵子准备卵子准备雌性生殖道或获能液（雌性生殖道或获能液（CaCa2+2+载体、肝素载体、肝素等）等）MM期期（减二中期）（减二中期）输卵管输卵管2 2受精受精防止多精防止多精入卵屏障入卵屏障穿越卵细胞穿越卵细胞膜外结构膜外结构精子释放多种酶精子释放多种酶透明带反应透明带反应卵细胞膜反应卵细胞膜反应发生时间发生时间精子头接触卵细胞膜精子头接触卵细胞膜瞬间瞬间精子入卵后精子入卵后受精作用标志受精作用标志受精完成标志受精完成标志雌雄原核核膜消失形成合子观察到两个极体或者雌、雄原核排出第二极体时间排出第二极体时间精子入卵后精子入卵后细胞核变化细胞核变

8、化精子核膜消失，形成精子核膜消失，形成雄原核雄原核卵细胞排出第二极体，形成卵细胞排出第二极体，形成雌原核雌原核受精卵桑葚胚囊胚原肠胚（致密细胞团）开始开始分化分化内细胞团滋养层各种组织细胞胎盘、胎膜囊胚腔 内含液体胚胎早期发育胚胎早期发育透明带透明带破裂破裂孵化细胞全能性获取胚胎干中胚层中胚层表面表面外胚层外胚层内胚层内胚层向内迁移向内迁移中间细胞中间细胞卵裂干细胞干细胞(简称 细胞，特点 )成体干细胞全能性ES(特点 )无全能性 细胞造血造血干细胞干细胞神经神经干细胞干细胞精原精原干细胞干细胞诱导多能干细胞诱导多能干细胞(简称 细胞)iPS成纤维细胞、成纤维细胞、T T细胞、细胞、B B细胞

9、细胞诱导方法诱导方法借助借助载体载体将将特定基因特定基因或或特定蛋白特定蛋白导入细胞；导入细胞；用用小分子化合物小分子化合物诱导诱导来源来源特点特点胚胎工程技术胚胎工程技术体外体外受精受精胚胎胚胎移植移植胚胎胚胎分割分割实质实质早期胚胎早期胚胎 对象对象桑葚胚桑葚胚或或囊胚囊胚早期胚胎早期胚胎在在相同相同生理生理环境环境条件条件空间位置转移空间位置转移注意事项注意事项供受体相同生理状态同期发情处理同期发情处理供体排出更多的卵母细胞超数排卵超数排卵促促性腺激素性腺激素获能精获能精子和子和成熟卵成熟卵细胞在细胞在适当培养液适当培养液中中目的目的内细胞团均等内细胞团均等分割分割同卵同卵 双双或或多多

10、胎胎可看成繁殖方式可看成繁殖方式动物的无性繁殖或克隆动物的无性繁殖或克隆作用作用提高动物繁殖能力提高动物繁殖能力作用作用充分充分发挥雌性发挥雌性优良动物优良动物繁殖潜力繁殖潜力作用作用提高胚胎利用率提高胚胎利用率场所场所性别鉴定部位性别鉴定部位滋养层细胞滋养层细胞同时激素处理同时激素处理（时期）（时期）（处理方法）（处理方法）（处理方法）（处理方法）胚胎移植胚胎来源胚胎移植胚胎来源有性生殖有性生殖无性生殖无性生殖试管动物克隆动物考点考点3 细胞工程细胞工程1脱毒苗采用脱毒苗采用植物分生区附近植物分生区附近(如茎尖如茎尖)细胞原因是细胞原因是无病毒。无病毒。()2动物体细胞核移植过程中，从屠宰场

11、收集牛卵巢，采集卵母细动物体细胞核移植过程中，从屠宰场收集牛卵巢，采集卵母细胞，可直接用于实验。胞，可直接用于实验。()3核移植方法生产的克隆动物，是对体细胞供体动物进行的核移植方法生产的克隆动物，是对体细胞供体动物进行的100%复制。复制。()4目前目前核移植技术中使用的去核方法核移植技术中使用的去核方法只只是显微操作去核法。是显微操作去核法。()5与植物体细胞杂交技术相比，动物细胞融合特有的诱导因素为与植物体细胞杂交技术相比，动物细胞融合特有的诱导因素为灭活的病毒。灭活的病毒。()6体细胞杂交技术可用于克隆动物和制备单克隆抗体。体细胞杂交技术可用于克隆动物和制备单克隆抗体。()7 7对供体

12、注射性激素，使其超数排卵。对供体注射性激素，使其超数排卵。()8 8细胞核移植主要在同种动物、同种组织的细胞之间进行。细胞核移植主要在同种动物、同种组织的细胞之间进行。()9 9初级卵母细胞需经过减数分裂才能变成成熟的卵子，减数分裂初级卵母细胞需经过减数分裂才能变成成熟的卵子，减数分裂是在精子和卵子结合的过程中完成的。是在精子和卵子结合的过程中完成的。()1010卵裂期细胞分裂方式为有丝分裂，细胞数量不断增加，胚胎体卵裂期细胞分裂方式为有丝分裂，细胞数量不断增加，胚胎体积变大。积变大。()1111囊胚期形成的内细胞团将来发育为胎膜和胎盘，滋养层将来发囊胚期形成的内细胞团将来发育为胎膜和胎盘，滋

13、养层将来发育为胎儿的各种组织。育为胎儿的各种组织。()1212性别鉴定性别鉴定常常取取内细胞团内细胞团细胞进行细胞进行DNADNA分析。分析。()1313对囊胚阶段的胚胎进行分割时应将内细胞团均等分割，否则影对囊胚阶段的胚胎进行分割时应将内细胞团均等分割，否则影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。响分割后胚胎的恢复和进一步发育。()1414ESES细胞细胞又名造血干细胞，具有很强的分裂、分化能力又名造血干细胞，具有很强的分裂、分化能力。()1515利用胚胎分割技术，同卵多胎较同卵双胎成功率更高。利用胚胎分割技术，同卵多胎较同卵双胎成功率更高。()1616利用物理法或化学法，可以直接将两个植物细胞进

14、行诱导融合。利用物理法或化学法，可以直接将两个植物细胞进行诱导融合。()1717植物体细胞杂交过程中，细胞融合成功的标志是再生出新的细胞壁。植物体细胞杂交过程中，细胞融合成功的标志是再生出新的细胞壁。()1818突变体培育通常对植物的愈伤组织进行诱变处理，而工厂化生产的细突变体培育通常对植物的愈伤组织进行诱变处理，而工厂化生产的细胞产物也是来自愈伤组织细胞。胞产物也是来自愈伤组织细胞。()1919动物细胞培养时，动物细胞培养时，95%95%O O2 2是细胞代谢所必需的，是细胞代谢所必需的，5%5%COCO2 2的主要作用是维的主要作用是维持培养液的持培养液的pHpH。()2020制备单克隆抗

15、体时，要选用已免疫的制备单克隆抗体时，要选用已免疫的B B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合形淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合形成杂交瘤细胞。成杂交瘤细胞。()传统发酵现代工业发酵菌种培养基种类条件控制发酵速度产品品质生产规模原材料天然存在微生物上次发酵的发酵物中微生物多为不同方式获得单一菌种多为固体或半固体液体过程的控制更为严格过程的控制更为严格控制缺乏标准控制缺乏标准慢慢快快品质不一品质不一小小(家庭式、作坊式家庭式、作坊式)品质稳定品质稳定大大传统发酵于传统发酵于现代工业发酵现代工业发酵区别区别项目泡菜果酒果醋菌种分类代谢方式最适温度应用发酵原理乳酸菌酵母菌醋酸菌原核生物原核生物真核生物异养厌氧型异养需氧

16、型异养兼性厌氧型28 (1830)3035 乳制品、泡菜酿酒、发面制醋C6H12O6 2C3H6O3（乳酸）酶+能量2C2C2 2H H5 5OHOH2CO2CO2 2能量能量酶酶C C6 6H H1212O O6 6C6H12O6 2O2 酶酶2CH3COOH 2H2O 2CO2能CH3COOHH2O能量C2H5OHO2酶酶糖充足糖充足糖不足糖不足乙醇乙醇 乙醛乙醛 乙酸乙酸泡菜、果酒、果醋制作比较（先通氧、后无氧）产物或者产品发酵菌种分类（真、原核）啤酒和果酒泡菜腐乳果醋柠檬酸谷氨酸酱油发酵菌种和产物酵母菌乳酸菌酵母菌、曲霉和毛霉（主）醋酸菌黑曲霉谷氨酸棒状杆菌黑曲霉真核原核真核原核真核原

17、核真核泡菜腌制中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的变化发酵时期乳酸菌乳酸亚硝酸盐发酵初期发酵中期发酵后期变化曲线少少少少增加增加(硝酸盐还原菌的作用硝酸盐还原菌的作用)最多增多、pH下降减少减少下降下降(硝酸盐还原菌受抑制，部分亚硝酸盐被分解)下降至相对稳定(硝酸盐还原菌被完全抑制)继续增多继续增多pHpH继续下降继续下降O O2 2抑制抑制乳酸菌乳酸菌乳酸抑制其他菌活动乳酸抑制其他菌活动(原因原因)(原因原因)(原因原因)pHpH继续下降继续下降灭菌和消毒比较灭菌和消毒比较方法特点效果具体方法针对对象操作灭菌消毒杀灭表面、内部部分微生物强烈理、化法温和理、化、生法杀灭所有微生物培养基吸管、培养皿接种用

18、具涂布器、接种环接种针金属用具湿热灭菌法干热灭菌法灼烧灭菌法煮沸消毒巴氏消毒紫外灯消毒化学药物消毒121 1530min160170 23h酒精灯火焰充分燃烧层菌体 芽孢 孢子不耐高温液体等接种室、箱超净工作台6265 30min8090 30s1min30min接种室、箱超净工作台等酒精擦手氯气消毒水源毛巾等开水中加热关于培养基关于培养基物理物理性质性质固体培养基固体培养基液体培养基液体培养基组成组成成分成分天然培养基天然培养基合成培养基合成培养基用途用途选择培养基选择培养基鉴别培养基鉴别培养基微微生生物物分离分离培养培养鉴定鉴定保存保存积累积累代谢物代谢物液体或固体液体或固体物理性质物理性

19、质一般固体一般固体一般固体一般固体液体或固体液体或固体液体液体获取获取菌体菌体液体液体植植物物植物组植物组织培养织培养物理性质物理性质植物细植物细胞培养胞培养固体固体一般液体一般液体植物体植物体细胞杂交细胞杂交固体固体动动物物物理性质物理性质液体液体（培养液）（培养液）具体处理具体处理目的目的原理原理选选择择培培养养基基加入加入青霉素青霉素不加氮源不加氮源筛选分解尿素的细菌筛选分解尿素的细菌鉴鉴别别培培养养基基加入加入酚红酚红培养基培养基尿素被分解产生氨，培养基呈碱性，尿素被分解产生氨，培养基呈碱性，酚红指示剂变红。酚红指示剂变红。加入加入刚果红刚果红 刚果红与纤维素刚果红与纤维素能形成能形成

20、红色红色复合物，复合物，当纤维素被当纤维素被分解分解后，复合物就无法形后，复合物就无法形成，培养基中会出现以菌落为中心的成，培养基中会出现以菌落为中心的透明圈透明圈。分离酵母菌、分离酵母菌、霉菌等真菌霉菌等真菌分离固氮菌分离固氮菌分离自养微生物分离自养微生物鉴别分解鉴别分解尿素尿素的细菌的细菌鉴别鉴别纤维素纤维素分解菌分解菌选择、鉴定培养基的配制方法、原理、目的选择、鉴定培养基的配制方法、原理、目的何时加入？何时加入？灭菌前灭菌前不加有机碳源不加有机碳源尿素唯一氮源尿素唯一氮源该细菌合成该细菌合成脲酶脲酶，将，将尿素尿素催化成催化成NHNH3 3青霉素能抑制细菌生长，青霉素能抑制细菌生长，对对

21、真菌真菌无作用无作用固氮固氮微生物能利用空气中的氮气微生物能利用空气中的氮气自养型自养型微生物能利用无机碳源微生物能利用无机碳源培养基成分培养基成分微生物微生物植物植物动物动物 碳源 氮源 无机盐 水自养微生物无机碳源：CO2、CO32-、HCO3-等有机碳源：葡萄糖、牛肉膏、蛋白胨等异养微生物无机氮源：NH4、NO3-、NH3等硝化细菌等有机氮源：牛肉膏、蛋白胨、尿素、氨基酸等调节酸碱平衡、维持一定的渗透压特殊特殊需求需求加维生素加维生素调至酸性调至酸性调至中性或弱碱性调至中性或弱碱性厌氧微生物厌氧微生物 无氧的条件无氧的条件细菌细菌乳酸杆菌乳酸杆菌霉菌霉菌激素、蔗糖、无机盐、氨基酸、维生素

22、、烟酸、肌醇、琼脂、水等MS培养基成分血清、糖类（葡萄糖）、氨基酸、无机盐、维生素、水等表1-1 1000ml牛肉膏蛋白胨培养基的营养组成组分含量提供的主要营养牛肉膏5 g碳源、磷酸盐和维生素等蛋白胨10 g氮源和维生素等NaCl5 g无机盐H2O定容至1 000ml水方 法纯化原理接种工具单菌落的获得用 途接种效果图相同点连续划线，将聚集的菌种逐步稀释分散菌液一系列梯度稀释后分别涂布到固体培养基的表面培养，以得到单菌落接种环涂布器从最后划线的区域挑取稀释度合适，整个平板上都可找到单菌落分离纯化菌种，获得单菌落分离纯化菌种，获得单菌落用于计数都能分离纯化菌种；都是在固体培养基上进行的两种纯培养

23、方法的比较平板划线法稀释涂布平板法比较两种微生物计数的方法项目直接计数法间接计数法原理 主要用具计数数据优点缺点计算公式利用特定细菌计数板或血细胞计数板，在显微镜下计算一定容积的样品中微生物的数量当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个菌落，来源于样品稀释液中的一个活菌。显微镜、细菌计数板平板菌体本身固体培养基上菌落数计数方便、操作简单计数的是活菌死菌、活菌都计算操作较复杂，有一定误差每毫升原液含菌数培养基上平均菌落数稀释倍数涂布液体积（计数偏 ）小（计数偏 ）大10 g土样土样 0.2 mL菌液菌液3个平板个平板平均平均30个菌落个菌落 30 0.2107 个/ml果酒果酒果醋果醋制作制

24、作过程过程拧松拧松原因？原因？先让酵母菌进行快速繁殖，后酒精发酵先让酵母菌进行快速繁殖，后酒精发酵防止发酵产生的防止发酵产生的COCO2 2造成发酵液溢出造成发酵液溢出项目项目酒精发酵酒精发酵醋酸发酵醋酸发酵气味味道气味味道 气泡泡沫气泡泡沫 发酵液状态发酵液状态 结果检测结果检测酒味酒味酸味酸味有有无无浑浊浑浊浑浊浑浊液面有菌膜液面有菌膜果酒果醋制作果酒果醋制作结果鉴定结果鉴定重铬酸钾重铬酸钾酸性酸性灰绿色灰绿色pHpH2.果醋制作中产生醋酸少：制作果酒和果醋过程中问题分析制作果酒和果醋过程中问题分析1.果酒制作中产生的酒精少：发酵前期酵母菌有氧呼吸不足，繁殖慢，酵母菌数量少。发酵后期密封不

25、严，酵母菌发酵受抑制。发酵过程中供氧不足所致。(1)冲洗步骤可去除部分杂菌。(2)酸性、无氧的发酵环境可以抑制其他杂菌的生长。(3)酵母菌对酒精的耐受性高于其他杂菌。3.自然发酵状态下不容易引起杂菌污染的原因 1.盐水的质量百分比为盐水的质量百分比为5%20%，不能过高不能过低原因？不能过高不能过低原因？泡菜制作的注意事项泡菜制作的注意事项（1）用量过用量过高高，口味不佳，口味不佳，乳酸乳酸菌菌发酵发酵受抑制受抑制，泡菜风味差，泡菜风味差；（2）用量过用量过低低，则会导致，则会导致杂菌大量繁殖杂菌大量繁殖，泡菜腐败。，泡菜腐败。2.盐水要煮沸后冷却，煮沸有两大作用盐水要煮沸后冷却，煮沸有两大作

26、用？一是一是除除去水中的去水中的氧气氧气；二是；二是杀灭杀灭盐水中的盐水中的微生物微生物。3.装坛装坛：蔬菜混匀后装坛蔬菜混匀后装坛为什么为什么装至八成满装至八成满？防止防止发酵中酵母菌等产生的发酵中酵母菌等产生的COCO2 2造成造成发酵液溢出发酵液溢出。4.如何如何创造无氧创造无氧发酵发酵环境环境？泡菜坛泡菜坛坛盖边沿坛盖边沿的水槽内的水槽内注满水注满水，并注意在发酵过程中经常补水。，并注意在发酵过程中经常补水。发酵工程基本环节诱变育种基因工程育种菌种培养基发酵设备微生物数量产物浓度营养组分过滤、沉淀产物的性质啤酒的工业化生产流程大麦种子发芽，释放淀粉酶淀粉分解，形成糖浆酵母菌将糖转化为酒精和二氧化碳酶淀粉酶大多数微生物主发酵后发酵酵母菌的繁殖酵母菌的繁殖大部分糖分解大部分糖分解代谢物的生成代谢物的生成低温、密闭低温、密闭澄清澄清