《細胞工程》複習資料

一、細胞工程概述

1. 生物工程：也稱生物工藝學，一般稱之為生物技術。是以生命科學為基礎，利用生物體系和工程學原理生產生物製品或創造新物種的一門綜合技術。

2. 細胞工程（Cell engineering）：是指主要以細胞為研究對象，應用生命科學理論，藉助工程學原理與技術，有目的的利用或改造生物遺傳性狀，以獲得特定的細胞、組織、產品或新型物種的一門綜合性科學技術。

3. 廣義的細胞工程包括所有的生物組織、器官及細胞離體操作和培養技術。

4. 狹義的細胞工程則是指細胞融合和細胞培養技術。

5. 幹細胞（stem cell）：是一類具有自我更新和分化潛能的細胞。

國家幹細胞中心

6. 細胞工程的研究內容（研究生物類型，實驗操作對象）

(1) 根據研究生物類型不同，細胞工程可分為動物細胞工程、植物細胞工程、微生物細胞工程。

①　動物細胞工程包括：細胞培養技術（包括組織培養、器官培養）；細胞融合技術；胚胎工程技術 （核移植、胚胎分割等）；克隆技術（單細胞系克隆、器官克隆、個體克隆）。

②　植物細胞工程包括：植物組織、器官培養技術；細胞培養技術；原生質體融合與培養技術；亞細胞水平的操作技術等。

(2) 根據實驗操作對象不同，細胞工程可分為細胞與組織培養、細胞融合、細胞核移植、染色體操作、轉基因生物等

7. 組織工程（tissue engineering）：是一門以細胞生物學和材料科學相結合，進行體外或體內構建組織或器官的新興學科。

8. 動物細胞與組織培養：從體內取出組織，模擬體內生理環境，在無菌、適當溫度和一定營養條件下，使之生存和生長，並維持其結構和功能的方法。習慣上又泛指所有體外培養，即：器官培養，組織培養，細胞培養。

9. 植物細胞與組織培養：在無菌條件下，利用人工培養基對植物組織及細胞的培養，一般包括原生質體培養、細胞培養和植物組織培養等培養技術。是植物細胞工程的最基本技術。

10. 細胞融合：又稱為細胞雜交，是指用自然或人工方法，使兩個或兩個以上的細胞融合形成一個細胞的過程。

融合分類：

化學法：聚乙二醇（PEG）介導的細胞融合。

物理法：電融合

生物法：仙臺病毒法

11. 單克隆抗體（McAb）：將能夠產生抗體的B淋巴細胞和具有無限增殖力的骨髓瘤細胞融合在一起，形成雜交瘤細胞。雜交瘤細胞既能在體外快速生長，又能持續分泌成分單一的特異性抗體。這種單一類型的只針對某一特定抗原決定簇的抗體分子就是單克隆抗體。

12. 細胞重組：又叫細胞拆合，是指從活細胞中分離出細胞器及其組份，然後在體外一定條件下將不同細胞來源的細胞器及其組分進行重組，使其重新裝配成為具有生活生物活性的細胞或細胞器的一種實驗技術。

13. 克隆（clone）：是指遺傳上完全相同的分子、細胞或來自同一祖先的生物個體的無性繁殖群體，也指通過克隆方式生產克隆群體的過程或手段。

14. 動物生物反應器：一般把目的片段在器官或組織中表達的轉基因動物叫動物生物反應器。幾乎任何有生命的器官、組織或其中一部分都可經過人為馴化為生物反應器，從生產的角度考慮，生物反應器選擇的組織和器官要方便產物的獲得。例如，乳腺、膀胱、血液等。

15. 酶促褐變（enzyme browning）：是在有氧的條件下，酚酶催化分類物質形成醌及其聚合物的反應過程。

16. 細胞工程的重要應用（植物、動物）

(1) 植物細胞工程的應用

①　優質植物脫毒和快速繁殖

②　細胞工程育種：利用培養變異，篩選優良突變體

③　利用遠緣雜交幼胚培養，獲得雜種植株，克服其雜交不親和性

④　利用細胞融合技術，克服遠緣雜交不親和性

⑤　倍性育種

⑥　離體種質保存

⑦　珍稀植物資源的保存與保護

⑧　利用植物細胞培養生產此生代謝物

(2) 動物細胞工程的應用

①　動物細胞培養生產醫藥產品（單克隆抗體）

②　新品種培育

③　試管動物與嬰兒

④　組織工程

⑤　珍稀動物資源的保存與保護

⑥　利用動物細胞培養生產次生代謝物

二、細胞全能性與形態發生

1. 植物組織培養：從有機體內取出植物的組織或細胞，在無菌條件下模擬有機體內生理條件，在體外進行培養，並使之生存或長成新的完整植株的一種實驗技術。

植物組織培養

2. 植物細胞培養：指植物細胞在體外條件下的存活或生長，此時細胞不在形成組織。主要以生產次生代謝物為目的的大規模細胞培養技術。

3. 植物組織與器官培養：是指在無菌條件下，將離體的植物器官、組織等在人工配製的培養基上，給予適當的培養條件，誘發產生愈傷組織、潛伏芽或者長成新的完整植株的一種實驗技術。

4. 細胞全能性（totipotency）：簡單地講，一個生活細胞所具有的產生完整生物個體的潛在能力稱之為細胞的全能性。

5. 植物細胞全能性：指植物體的每個細胞攜帶著一個完整基因組，並具有發育成完整植株的潛在能力。

6. 全能細胞：是指能夠表達生物體基因組的任何一種基因，並能分化出該生物體內任何一種類型的細胞，進而發育成一個完全相同的生物體。

7. 愈傷組織（callus）：是由外植體組織增生的細胞產生的一團不定型的、無組織結構的疏散排列的薄壁細胞。

8. 外植體（explant）：由活體植物上提取下來的，接種在培養基上的無菌細胞、組織、器官等，是植物組織培養中用來進行離體無菌培養的離體材料。

9. 植物連續的器官分化是由頂端分生組織細胞發育完成的。

莖尖、根尖及形成層細胞

周期中細胞

這類細胞始終保持分裂能力，從一個周期進入另一個周期

篩管、導管、氣孔保衛細胞等特化細胞

植物細胞 終端分化細胞

為永久失去分裂能力的細胞

表皮細胞及各種薄壁細胞

G0細胞

在通常情況下不分裂，但在受到外界刺激後可重新啟動分裂

10. 植物細胞或組織的離體培養技術就是細胞脫分化與再分化的控制過程。（細胞脫分化和再分化是離體培養過程中細胞全能性表現的基本過程。）

11. 脫分化（dedifferentiation）：是一個已分化的細胞恢復到原始無分化狀態或分生細胞狀態的過程。

12. 細胞分化（differentiation）：指導致細胞形成不同結構，並引起功能改變或潛在發育方式改變的過程。

形成愈傷組織

13. 脫分化後

形成胚性組織→體細胞胚

14. 在離體培養條件下，植物細胞經過再分化形成完整個體可以通過兩種途徑：一是器官發生，二是體細胞胚胎發生。

15. 器官發生途徑：是指培養條件下的組織或細胞團（愈傷組織）分化形成不定根、不定芽等器官的過程。

經過愈傷組織：愈傷組織→生長中心形成→器官原基及器官形成

16. 器官發生過程

莖尖培養中芽的形成

不經過愈傷組織

外植體直接發生芽

17. 體細胞胚胎發生途徑：植物離體培養下沒有經過受精過程，但經歷了類似於胚胎發育過程所形成的胚的類似物，稱為體細胞胚或胚狀體。

18. 直接發生途徑：體細胞胚從外植體上直接發生

間接發生途徑：由愈傷組織形成

19. 在植物組織培養過程中，生長素與細胞分裂素的比例低則產生苗，比例高則生根，比例大致相等則產生無結構的愈傷組織。

20. 植物組織培養的研究意義：

①　繁殖速度快，經濟效益高。

②　佔用空間小，不受季節限制，便於工廠化育苗。

③　保持植物種性。

④　繁殖各種珍稀、瀕危、名貴、突變物種。

21. 植物組織培養的基本步驟：

(1) 培養材料（外植體）的選擇

(2) 培養材料（外植體）處理（消毒等）

(3) 製備外植體、接種、培養

(4) 愈傷組織的誘導、分化

(5) 培育苗的煉苗移栽。

22. 試管苗玻璃化（vitrification）:是指組織培養過程中的特有的一種生理失調或生理病變，試管苗呈半透明狀外觀形態異常的現象。玻璃化苗絕大多數為來自莖尖或莖段培養物的不定芽。

23. 控制和克服玻璃化苗的措施:

針對以上玻璃化苗的產生原因，可採取以下措施來減輕玻璃化現象發生

（1）降低培養基中細胞分裂素和赤黴素濃度，添加低濃度多效唑、矮壯素等生長抑制物質。

（2）控制適宜的培養溫度，避免溫度過高，變溫培養時注意溫差不宜過大。

（3）使用透氣性好封口材料，改善培養容器的痛風換氣條件，降低容器內溼度。

（4）適當增加培養基瓊脂濃度，降低培養基的水勢。

（5）減少培養基中含氮化合物的用量，選用低NH4+水平的B5培養基。

（6）增加自然光照，光照強度較弱時，可通過延長時間進行補償。

（7）控制繼代次數。

三、離體培養下的遺傳與變異

1. 離體培養下的遺傳與變異的特點：離體培養中的遺傳穩定性；變異的普遍性、局限性、嵌合性。

2. 看家基因（house keeping gene）：是維持細胞最低限度功能所不可少的基因。

3. 組織特異性基因/奢侈基因（tissue-specific gene）：這類基因與各類細胞的特殊性有直接的關係，是在各種組織中進行不同的選擇性表達的基因。

4. 細胞分化能力的強弱稱為發育潛能。

5. 細胞發育成完整個體的潛能稱為細胞的全能性。

6. 在發育過程中，細胞的發育潛能逐漸變窄，細胞逐漸失去發育成完整個體的潛能，只能分化出多種組織、細胞的這種發育潛能叫做多能性。

7. 去分化：在某些條件下，分化細胞也不穩定，其基因活動模式會發生可逆的變化，又回到未分化狀態，這一過程稱為去分化。

8. 轉基因技術基本步驟：（切、接、轉、增、檢）

(1) 目的基因的獲得

(2) 構建重組DNA

(3) 重組DNA分子引入受體細胞

(4) 表達目的基因的受體細胞的篩選

9. 植物組織：

①　永生組織：植物發育早期，細胞是有分裂能力的，在生長發育過程中，細胞陸續分化失去分裂能力，成為具有特定功能的細胞組織。

②　分生組織

10. 真核細胞的體積一般是原核細胞的1000倍，真核細胞如何解決細胞內重要分子的濃度問題？

答：出現了特化的內膜系統，這樣，雖然體積增大了，表面積也大大增加，並使細胞內部結構區室化，一些重要分子的濃度並沒有被稀釋。

11. 由任何形式的細胞培養所產生的植株統稱為體細胞無性系（somaclons）。而把這些植株所表現出來的變異稱之為體細胞無性系變異（somaclonal variation）。

12. 離體培養的細胞學基礎：細胞分裂（有絲分裂）。

13. 體細胞變異的分子遺傳學基礎：

①　鹼基突變

②　DNA序列的選擇性擴增與丟失

③　轉座子活化

④　DNA甲基化

14. 愈傷組織也稱無性細胞系，是非嚴格意義上的克隆。

15. 影響離體培養遺傳和變異的主要因素：

①　外植體的來源。

②　外源激素。

③　繼代培養時間。

④　再生植株的方式。

⑤　外植體細胞中已有變異。

16. 植物體細胞變異的應用：

①　改良作物品種，拓寬種質資源。

②　加強外源基因向栽培種的漸滲。

③　遺傳學研究：突變體直接用於基因功能的鑑定。

④　發育生物學研究：利用體細胞突變策略對植物發育的基因調控研究。

⑤　代謝研究。

四、植物脫毒與快速繁殖

1. 愈傷組織培養的基本過程：

(1) 愈傷組織的形成

①　啟動期（或誘導期）：主要是指細胞或原生質體準備分裂的時期，需要採用合適的誘導劑，如IAA、NAA、2，4-D等。

②　分裂期：開始分裂並不斷增生子細胞的過程，細胞持續分裂後形成大量細胞團和愈傷組織。

③　分化期：愈傷組織的細胞內部發生一系列形態和生理的變化，分化出形態和功能不同的細胞。

(2) 愈傷組織的生長

(3) 愈傷組織的分化和形態發生

eg:離體的植物組織、細胞——→愈傷組織——→根芽→植株

①　切開胡蘿蔔，在中間取一塊組織

②　形成層開始形成愈傷組織

③　3-4周後完全形成愈傷組織狀態（組織塊失去色素）

④　把脫分化後的愈傷組織轉移到分化培養基上

⑤　兩周後開始長出幼苗

⑥　將幼苗移栽到外部條件下培養（馴化）

2. 如何在一個已經受感染的群體中獲得無病植株？

①　種子繁殖

②　消除病原菌

3. 消除病原菌的方法又是什麼？

①　熱處理：熱水或熱空氣

②　莖尖處理

③　愈傷組織培養

4. 當前脫除植物病毒的方法有：

①　莖尖培養脫毒法

②　熱處理脫毒法

③　微體嫁接離體培養脫毒法

④　珠心組織脫毒法

⑤　愈傷組織脫毒法

5. 脫除植物病毒的原理及方法

(1) 莖尖培養脫毒法：病毒在植物體內分布是不均一的，越接近生長點，病毒濃度越稀。因此有可能利用莖尖離體培養脫除植物病毒。

(2) 熱處理脫毒法：

①　熱處理雖然不能殺死病毒，但能鈍化病毒的活性，使其增殖減緩或停止從而失去浸染能力。

②　在分裂細胞中，正常核蛋白合成佔優勢，而在細胞生長期間是病毒核蛋白的合成佔優勢。熱處理可以加速植物細胞的分裂，抑制病毒繁殖。

6. 無病毒植株脫毒程序（莖尖培養為例）

材料準備→生長點的分離和培養→無病毒植株的鑑定（血清鑑定法、生物鑑定法）→無毒原種苗的繁殖

五、植物特殊倍性創製

1. 染色體組：遺傳學上把二倍體生物一個正常配子中所含的全部染色體稱為一個染色體組。

2. 整倍體（多倍體、單倍體）：體細胞含有完整染色體的類型。

3. 非整倍體（超倍體、亞倍體）：染色體組內個別染色體數目有所增減，使細胞內的染色體數目不是基數的完整倍數。

4. 多倍體（polyploid）：指每個體細胞中含有三個或更多染色體組的個體。

(1) 同源多倍體：是指增加的染色體組來自同一物種，一般是由二倍體的染色體直接加倍得到的。

(2) 異源多倍體：是指增加的染色體組來自不同物種，一般是由不同種屬間的雜交種染色體加倍形成的。

5. 多倍體的產生途徑：

(1) 自發形成。

(2) 人工誘發體細胞染色體數加倍。

(3) 秋水仙素處理分身組織，阻礙分裂細胞紡錘絲的形成。

6. 染色染色體工程：是人們按照一定的設計，有計劃地削減、添加或代換同種或異種染色體，從而達到定向改變遺傳性狀和選育新品種的一種技術。（廣義上講，染色體工程還包括染色體內部的部分遺傳操作技術，因此也稱作染色體操作技術。）

7. 人工誘導多倍體的方法：

(1) 生物學方法：胚乳培養、體細胞雜交、種間雜交。

(2) 物理學方法：溫度休克法、水靜壓法、高鹽高減法。

①　溫度休克法：冷（1-5℃）、熱（30℃左右）；關鍵：能否成功地阻止第二次成熟或第二極體的排出。

(3) 化學方法：細胞鬆弛素B、秋水仙素。

核體積測量法

蛋白質電泳

間接法 生化分析

形態學檢查

8. 多倍體的鑑定方法：

染色體計數

直接法

DNA含量測定

9. 多倍體的應用

①　克服遠緣雜交的不孕性。

②　克服遠緣雜交的不實性。

③　創造種間雜交育種的中間親本：實質是克服遠緣雜交不育性。

④　人工合成新物種、育成植物新類型，人工合成同源多倍體、異源多倍體。

10. 單倍體：具有配子染色體數目的個體。

11. 單倍體的優點：

①　只有一套染色體，每個基因都能得到表現，較易發生突變，變異當代便可表現出來，便於早期識別選擇；

②　快速得到純合體，縮短育種年限，提高育種效率；

③　合成育種新材料。

12. 單倍體產生的途徑

①　孤雌生殖、無配子生殖：延遲花粉、輻射處理花粉、化學誘導、利用遠緣花粉授粉。

②　染色體有選擇地消失。

③　離體培養：花葯（花粉）培養；未授粉子房、胚珠培養。

13. 花葯培養：是指未成熟的花葯接種在人工培養基上分化為植株的過程。（花葯是一個植株上的器官，屬於器官培養；花粉是一個單細胞，屬於細胞培養。）

14. 雌核發育（gynogenesis）：俗稱假受精，意指精子雖然正常地鑽入和激活卵子，但精子的細胞核並未參與卵球的發育，精子的染色體很快消失，胚胎的發育僅在母體遺傳的控制下進行。

15. 精子遺傳物質的失活

①　物理方法：γ射線、X射線（具有較高的穿通能力，其主要作用是誘使染色體斷裂，因而對精子的存活有一定影響）；紫外射線（誘使胸腺嘧啶二聚化）。

②　化學方法：甲苯胺藍、乙烯尿素、二甲基硫酸

③　顯微手術法

細胞分裂的失活

16. 雌核發育（androgenesis）：是指因經過紫外線、x射線或γ射線處理的卵子與正常的精子受精，再在適當時間施以冷、熱或高壓等物理處理，抑制第一次卵裂，使進入卵子內的染色體加倍，而發育成為完全表現父本遺傳性狀的二倍體。

17. 染色體轉移技術：又稱為染色體轉導，是指把同特性基因表達有關的染色體或染色體片段轉入到受體細胞中，使之能得以表達，並能在細胞分裂中一代一代傳遞下去的技術。

18. 主要方法：微細胞介導的基因轉移法，染色體介導轉移法。

19. 微細胞：只有一條或幾條染色體和一層薄層細胞質，外面包裹一層完整的細胞質膜的核質體。

20. 染色體介導轉移法的基本步驟：

①　使細胞分裂同步，阻斷細胞分裂於中期；

②　破碎細胞，離心收集中期染色體；

③　通過適當的分類轉移至受體細胞中。

21. 真核細胞的染色體的關鍵序列：著絲粒、端粒、自主複製序列。

22. 微細胞的製備：利用秋水仙素處理，將細胞阻斷在有絲分裂中期，在染色體周圍逐漸形成核膜而成為眾多微核，然後用細胞鬆弛素B處理微核突出細胞膜外，經過離心獲得微細胞。

23. 微細胞融合：以微細胞做供體，通過與遺傳性完整的受體細胞融合，可以將微細胞內所含有的幾條染色體轉移到受體細胞中去。

六、植物細胞培養與次生產物生產

1. 植物次生代謝物（plant secondary metabolite）：是指植物生活細胞的次生代謝產生的，大多對生物體代謝沒有什麼明顯功能，但卻對生物體具有選擇性優勢的一類化合物。

2. 次生代謝物或次生產物是由糖類、脂肪、胺基酸等初級產物的代謝衍生出來的，一般儲藏在液泡或細胞壁中，為代謝的終產物，大多不參與代謝活動。

3. 植物細胞規模培養技術要點：

(1) 細胞系的建立和選擇：懸浮細胞系→單細胞培養與篩選→種細胞增殖

(2) 優良細胞系的增殖培養

(3) 大規模培養體系的建立：一步法逐漸放大（對於細胞生長與目的產物合成同步的類型）；兩步法。

(4) 提高細胞次生代謝產物的途徑：

①　明確植物細胞生長與產物合成的關係：生長偶聯型（產物合成與細胞生長成正比）；中間型（產物僅在細胞生長下降時合成，細胞處於指數生長期或停止生長產物都不合成）；非生長偶聯型（產物合成在細胞生長停止後）。

②　選擇適宜的起始材料。

③　選擇合適的培養基成分：一般來說，N、P、K能促進細胞生長，則糖濃度有利於次生代謝產物的合成。

④　激發子的應用。

a. 激發子：也稱誘導子，是指能夠誘導植物細胞代謝途徑或強度改變，並促使形成細胞特徵自身防禦反應的分子。

b. 非生物激發子：作為植物細胞的脅迫因子，使植物通過生產特定的次生代謝途徑或產物作出防禦性應答反應。

c. 生物激發子：外源激發子，多來源於微生物；內源激發子來源於植物本身的物質，如細胞碎片、寡聚糖等。

4. 原生質體培養：植物除去細胞壁後分離得到的裸露的球形細胞部分。利用原生質體可以進行細胞融合，攝取外源DNA、細胞器、細菌或病毒顆粒。

5. 原生質體培養的特點及用途：

(1) 特點：

①　無細胞壁，可方便的進行細胞膜和細胞器研究；同時也為植物細胞的遺傳轉化提供了有利條件。

②　具有全能性，可通過原生質體培養獲得再生植株。

③　通過原生質體融合可形成雜種細胞，為創造新品種集種質資源材料提供了途徑。

④　是體細胞誘變育種的良好材料。

(2) 用途

①　提供相關生理生化研究的材料；

②　利用原生質體可以攝取病毒、細菌、細胞器、蛋白質、核酸等外源物質的特點，而被用作研究基因表達和調控、遺傳工程研究的材料；

③　原生質體融合可改變遺傳物質，建立雜交品種；同時還可以用於研究染色體行為、基因定位等；

④　用於細胞器的分離，或進行相關細胞器的遺傳實驗。

6. 原生質體的發育和植株再生：

①　細胞壁再生

②　細胞分裂

③　愈傷組織或胚狀體的形成

④　植株的再生：誘導胚狀體；愈傷組織誘導

7. 原生質體的分離與培養技術路線：材料準備→預處理→酶解→收集純化→活性檢測→培養→細胞壁再生→細胞團→愈傷組織→愈傷分化→植物再生。

七、原生質體培養

1. 細胞融合（cell fusion）：是在自發或人工誘導下，兩個不同基因型的細胞或原生質體融合形成一個雜種細胞的技術。

2. 細胞融合的意義：

①　克服遠緣有性雜交的不親和性：如馬鈴薯和番茄、甘藍和白菜。

②　創造細胞質雜種：轉移細胞質控制的性狀，實現雙親細胞質的融合。

③　為攜帶外源遺傳物質（信息）的大分子滲入細胞創造條件。

④　利用細胞融合技術觀察蛋白質運動，意義在於從此打破了僅僅依賴有性雜交重組基因創造新種的界限，擴大了遺傳物質的重組範圍。

3. 細胞融合的主要方法及特點：

(1) 生物法——仙臺病毒法：仙臺病毒使兩種不同的動物細胞之間發生凝結，進而融合成一體。仙臺病毒促使細胞融合的因素與病毒被膜上的磷脂成分有關，而與病毒內核酸的活性無關。

(2) 化學融合法：用化學物質作為誘導劑，促使原生質體聚集、粘連和融合的方法。

①　鹽類融合劑：硝酸鈉/鉀/鈣等。

②　多聚物融合劑：多聚賴/鳥氨酸、聚乙二醇（PEG）：PEG促融效果好，而且對原生質體的傷害小。

③　其他化合物：ATP、ADP、葡萄糖硫酸鹽等。

(3) 物理法——電融合法：

①　交流電場使原生質體表面電荷偶極化，沿著電極排列，形成串珠。高頻直流脈衝使原生質膜擊穿，從而導致兩個緊密接觸的細胞融合在一起。

②　與PEG比較：不存在對細胞的毒害問題； 融合效率高，技術操作簡便。

4. 同核體：同源原生質體的融合體。

5. 異核體：非同源的原生質體的融合體。

6. 植物融合細胞篩選方式：

(1) 遺傳互補篩選法；利用每一親本貢獻一個功能正常等位基因，糾正另一親本的缺陷，從而令雜種細胞表現正常。

(2) 抗性互補篩選法：利用親本細胞原生質體對抗生素、除草劑及其它有毒物質抗性差異選擇雜種細胞。

(3) 物理特性篩選法：根據親本原生質體的大小、顏色、漂浮密度及電泳遷移率形成的愈傷組織的差異等篩選雜種細胞。

(4) 生長特性篩選法：利用原生質體對培養基成分要求與反應的差異選擇雜種細胞。

7. 動物細胞的篩選方式：

(1) 利用抗藥性篩選

(2) 營養互補篩選

(3) 溫度敏感突變型雜種細胞的篩選

8. 細胞融合技術的具體操作過程：植物原生質體分離→原生質體純化→原生質體融合→雜種細胞的篩選→細胞壁再生→愈傷組織形成、器官分化→雜種植物鑑定。

9. 單克隆抗體生產：

(1) 抗原：外源性、結構性、特異性

(2) 血清中的抗體是針對不同抗原決定簇的單克隆抗體混合物，稱為多克隆抗體。

10. 單抗的製備過程：

①　親本細胞的選擇

②　細胞融合

③　雜交瘤細胞篩選

④　雜交瘤細胞的克隆化培養

⑤　單抗的大規模生產

11. 細胞融合技術的進展與展望：

①　不對稱融合：利用物理或化學方法使某親本的核或細胞質失活後再進行融合。

②　胞質雜種：去掉核後的細胞質與另外一個完整細胞融合形成的雜種。

八、人工種子

1. 人工種子：

①　狹義：指植物離體培養中產生的胚狀體（包括體細胞胚和性細胞胚），包裹在含有養分和具有保護功能的物質中，並在適宜條件下能夠發芽出苗的顆粒體。

②　廣義：是在胚狀體或一塊組織（頂芽、腋芽）、一個器官（小鱗莖等）之外加上必要的營養成分（人工胚乳後），用具有一定通透性而無毒的材料將其包裹起來，形成的與天然種子相似的顆粒體。

2. 人工種子的結構 海藻酸鹽

①　人工種皮：膠囊式結構+Ca(NO3)2 蟄合物

②　體細胞胚

③　人工胚乳：碳源、蛋白質、礦質元素、抗生素、親水劑、生長調節物質。

④　體細胞胚：由組織培養中獲得的體細胞及胚狀體、愈傷組織、原球莖、不定芽、頂芽、腋芽、小鱗莖等繁殖體組成。

3. 人工種子的分類：

①　裸露的或休眠的繁殖體，

②　人工種皮包被的繁殖體，

③　水凝膠包埋再包被人工種子的繁殖體。

4. 人工種子的意義：

①　在無性繁殖植株植物中，有可能建立一種高效快速的繁殖方法，它既能保持原有品種的種性，又可以使之具有生苗的復壯效應。

②　可以對優異雜交種種子不通過有性制種而快速獲得大量種子，特別是對於那些制種困難的植物更具有主要的適用意義。

③　對於一些不能正常產生種子的特殊植物材料，如三倍體、非整倍體、工程植物等，有可能通過人工種子在短期內加大繁殖應用。

④　與田間制種相比，可以節省制種用地，且不受季節限制，可以實現工廠化生產，同時還避免了種子攜帶病原菌的危險。

⑤　與利用試管苗相比，可以避免移栽困難，且可以實現機械化操作，同時還便於儲藏和運輸。

5. 人工種子的局限性：

①　儲藏困難

②　成本較高

③　體細胞無性系變異。

6. 人工種子製備的技術要點：

①　胚狀體的收集

②　胚狀體的同步化（過篩法、密度梯度離心法）

③　營養液的配製

④　包埋劑的選擇（褐藻酸鈉、瓊脂糖等）

⑤　種皮的製備

⑥　胚狀體的包埋

⑦　人工種子的保存

7. 包埋的方法：液膠包埋法、乾燥包埋法、水凝膠法。

九、動物細胞工程概述

1. 動物細胞：①無細胞壁

②倍增時間長，生長緩慢

③需氧量少，對攪拌敏感

④原代細胞培養50代即開始退化

2. 動物細胞與組織培養：從動物體內取出細胞或組織，模擬體內的生理環境，在無菌、適溫和豐富的營養條件下，使離體細胞或組織生存、生長並維持結構和功能的一門技術。

3. 優點：⑴理化環境可以控制。

⑵細胞經培養後形成的細胞系和細胞株特徵均一。

⑶培養物可直接被觀測。

⑷提供大量均一的細胞供製備用。

⑸便於進行人工篩選。

⑹可觀察細胞代謝活動和反應。

(7)廣泛應用於病毒學、免疫學、遺傳學、腫瘤學、分化及發育、細胞毒理試驗及生物技術等各個領域。

4. 原代培養（primary culture）：又稱初代培養，是指將機取出的細胞或組織進行實效培養的過程。實效培養的細胞大約增值10代左右，這樣的細胞稱為原代培養。

5. 傳代培養（passage culture）：從原代培養的細胞繼續轉接培養。

6. 細胞系：由初代培養產生的能進行無限次傳代培養的細胞群稱作細胞系。

7. 體外培養細胞根據形態特徵及生長方式分為：

①　貼附型細胞：細胞與細胞，細胞與細胞外基質結合（成纖維細胞壁、上皮、遊走、多形）

②　非貼附型細胞：體外生長不必貼壁，可在培養液中懸浮生長，因此也叫懸浮型細胞。

8. 懸浮培養（suspension culture）：指的是一種在受到不斷攪動或搖動的液體培養基裡，培養單細胞及小細胞團的組織培養系統。小規模的懸浮培養可在培養瓶中進行；大規模的需要利用生物反應器生產。懸浮培養分為兩種類型：分批培養和連續培養。

9. 體外培養細胞的特點：

①　貼附

②　接觸抑制

③　密度抑制

10. 接觸抑制：細胞從接種到長滿底物表面後，由於繁殖數量增多，相互接觸後不再增加。

11. 細胞系的生長過程：原代培養期、傳代期、衰退期。

12. 細胞株：細胞系經過克隆或其他方法而得的單一類型的細胞群體。

13. 每代細胞的生長過程：潛伏期、指數生長期、穩定期、衰退期。

14. 動物細胞培養必需的溶液：

①　平衡鹽溶液（BSS）：生理鹽水和葡萄糖製成。

用途：洗滌組織細胞；配製各種培養用液的基礎溶液；維持滲透壓；提供緩衝系統；提供水分和無機鹽。大多數平衡鹽溶液內附加的葡萄糖可以提供細胞生存所需的能量。

②　細胞消化液：胰蛋白酶、EDTA及膠原酶溶液。

③　培養基pH值調整液：HEPES離子緩衝劑：碳酸氫鈉溶液

④　抗生素液：防止微生物汙染。

十、動物細胞工程概述

1. 胚胎工程（embryonic engineering）：是在胚胎移植技術上發展起來的現代生物技術，在畜牧業生產和臨床上具有廣泛的應用，它主要包括體外受精技術、胚胎移植技術、胚胎分割技術、胚胎冷凍保存技術和性別控制技術等。

2. 胚胎工程技術：胚胎移植、超數排卵、胚胎分割、胚胎嵌合、性別控制、體外受精、細胞核移植、胚胎冷凍保存。

3. 意義：

①　充分發揮優良母畜的繁殖能力，加快優良品種的改良。

②　胚胎移植是胚胎操作的基礎。

③　結合冷凍胚胎技術，能長期保存珍貴的遺傳資源和便於運輸。

4. 人工授精：又稱之為體外受精（IVF），就是將哺乳動物的卵母細胞從母體取出後，在體外進行精卵結合的過程。

5. 由於體外受精在實驗室進行，所以得到的動物或人稱為試管動物或試管嬰兒。

6. 胚胎移植：又稱為受精卵移植，是指將一頭雌性動物（共體）的早期胚胎從其生殖道中（輸卵管或子宮）取出後，或者體外培養受精卵發育至囊胚期，然後將它們移植到另一頭同期發情的雌性動物（受體）的相應部位，使其在受體的子宮內繼續生長發育，直至產下共體的後代，又俗稱借腹懷胎。

7. 胚胎移植的關鍵技術：

①　供體和受體的選擇

②　超數排卵

③　發情同步化

④　胚胎的收集

⑤　胚胎的檢查

⑥　胚胎的保存與培養

⑦　胚胎的移植

⑧　供體和受體的術後觀察

8. 超數排卵：利用促性腺激素處理，使得卵巢中有更多的卵泡發育，更多的卵被排出，這個過程就稱為超數排卵。

9. 胚胎分割：是指藉助顯微鏡操作技術或徒手操作技術，將早期胚胎切割成2、4等多份，再移植給受體母育，從而製造出同卵多仔後代的技術。

10. 胚胎分割的意義：

①　可以使胚胎數目成倍增加，可以生產出遺傳背景相同的後代

②　是擴大胚胎利用率的一條有效途徑，是一種廣義意義上的克隆

③　應用胚胎分割可以控制性別

11. 胚胎融合：又叫胚胎融嵌合，是指把兩枚或兩枚以上的胚胎（同種或異種動物）的部分或全部細胞融合在一起，使之發育成一個胚胎，然後移植到受體母畜體內讓其繼續發育形成一種嵌合體後代的技術。

12. 胚胎融合的意義：

①　可以作為研究和分析哺乳動物發生機制的重要手段

②　通過嵌合體中的白細胞了解正常個體的防疫機理等。通過嵌合體建立人類疾病模型，特別是遺傳病的研究分析等

③　通過嵌合體技術可以培育雜種個體，甚至是種間雜種

13. 試管動物：將供體的精子和卵子在體外受精、體外培養胚胎，然後發育到一定程度的胚胎移植入受體得到的各種動物。由於體外受精一般都在試管內進行，所以稱為試管動物，也有稱體外受精動物。

14. 試管動物的培育流程：

①　精子的採集與體外獲能處理。

②　卵子的回收與成熟培養。

③　卵子與精子的體外受精。

④　受精卵的體外發育。

⑤　試管胚胎的移植。

試管嬰兒