心智圖資源庫 生物選擇性必修三細胞工程心智圖
這是一篇關於細胞工程的心智圖,主要內容包括:細胞工程,動物細胞工程,植物細胞工程,胚胎工程。
編輯於2024-04-04 10:57:38Einhundert Jahre Einsamkeit ist das Meisterwerk von Gabriel Garcia Marquez. Die Lektüre dieses Buches beginnt mit der Klärung der Beziehungen zwischen den Figuren. Im Mittelpunkt steht die Familie Buendía, deren Wohlstand und Niedergang, interne Beziehungen und politische Kämpfe, Selbstvermischung und Wiedergeburt im Laufe von hundert Jahren erzählt werden.
Einhundert Jahre Einsamkeit ist das Meisterwerk von Gabriel Garcia Marquez. Die Lektüre dieses Buches beginnt mit der Klärung der Beziehungen zwischen den Figuren. Im Mittelpunkt steht die Familie Buendía, deren Wohlstand und Niedergang, interne Beziehungen und politische Kämpfe, Selbstvermischung und Wiedergeburt im Laufe von hundert Jahren erzählt werden.
Projektmanagement ist der Prozess der Anwendung von Fachwissen, Fähigkeiten, Werkzeugen und Methoden auf die Projektaktivitäten, so dass das Projekt die festgelegten Anforderungen und Erwartungen im Rahmen der begrenzten Ressourcen erreichen oder übertreffen kann. Dieses Diagramm bietet einen umfassenden Überblick über die 8 Komponenten des Projektmanagementprozesses und kann als generische Vorlage verwendet werden.
Einhundert Jahre Einsamkeit ist das Meisterwerk von Gabriel Garcia Marquez. Die Lektüre dieses Buches beginnt mit der Klärung der Beziehungen zwischen den Figuren. Im Mittelpunkt steht die Familie Buendía, deren Wohlstand und Niedergang, interne Beziehungen und politische Kämpfe, Selbstvermischung und Wiedergeburt im Laufe von hundert Jahren erzählt werden.
Einhundert Jahre Einsamkeit ist das Meisterwerk von Gabriel Garcia Marquez. Die Lektüre dieses Buches beginnt mit der Klärung der Beziehungen zwischen den Figuren. Im Mittelpunkt steht die Familie Buendía, deren Wohlstand und Niedergang, interne Beziehungen und politische Kämpfe, Selbstvermischung und Wiedergeburt im Laufe von hundert Jahren erzählt werden.
Projektmanagement ist der Prozess der Anwendung von Fachwissen, Fähigkeiten, Werkzeugen und Methoden auf die Projektaktivitäten, so dass das Projekt die festgelegten Anforderungen und Erwartungen im Rahmen der begrenzten Ressourcen erreichen oder übertreffen kann. Dieses Diagramm bietet einen umfassenden Überblick über die 8 Komponenten des Projektmanagementprozesses und kann als generische Vorlage verwendet werden.
細胞工程
胚胎工程
胚胎工程的理論基礎
概念
胚胎工程指對生殖細胞、受精卵或早期胚胎細胞進行多種顯微操作和處理,然後將胚胎移植到雌性動物體內生產後代,以滿足人類的各種需求
胚胎工程包括體外受精、胚胎移轉及植胚胎分割等
準備階段
精子獲能準備
卵子的準備
受精階段
精子穿越卵細胞膜外的結構(如透明帶等)→精子接觸卵細胞膜→精子入卵後形成雄原核→同時卵子完成減數分裂Ⅱ,釋放第二極體後形成雌原核→雌雄原核靠近→核膜消失,第一次卵裂即將開始
阻止多精入卵的屏障
第一道屏障(透明帶反應):在精子觸及亂細胞膜的瞬間,卵細胞膜外的透明帶會迅速產生生理反應
第二道屏障(卵細胞膜反應):精子入卵後,卵細胞膜也會立即發生生理反應
受精的標誌
觀察到兩個極體或雌、雄原核
受精完成的標誌
雌、雄原核結合形成受精卵
胚胎早期發育
受精卵形成後即在輸卵管進行有絲分裂,開始發育。 卵裂(胚胎的早期分裂):細胞的數量不斷增加,但胚胎的總體積並不增強。
桑葚胚:卵裂產生的子細胞逐漸形成緻密的細胞團
囊胚:胚胎的進一步發育,胚胎的內部出現了含有液體的腔
內細胞團(胎兒的各種組織)、滋養層細胞(胎膜和胎盤)、囊胚腔(孵化:進一步擴大導致透明帶破裂,胚胎從中伸展出來)
原腸胚:囊胚孵化後將發育成原腸胚(逐漸分化形成各種組織、器官)
內胚層、外胚層、中胚層
胚胎工程技術及其應用
體外受精(有性生殖)
步驟
卵母細胞的採集、精子的獲取與受精等
優點
提高動物的繁殖能力,為胚胎移植提供可用胚胎
胚胎移植
概念
將透過體外受精及其他方式得到的胚胎,移植到同種的、生理狀態相同的雌性動物體內,使之繼續發育為新個體的技術
供、受體職能
供體功能:產生具有優良遺傳特性的胚胎
受體功能:承擔繁重而漫長的妊娠和育仔任務
兩個處理
同期發情處理(為胚胎移植前後提供相同的生理環境)
超數排卵(注射外源性促性腺激素,誘發卵巢排出比自然情況下更多的成熟卵子)
兩種檢查
收集胚胎並檢查
妊娠檢查
意義
充分發揮雌性 優良個體的繁殖潛力;大大縮短了供體本身的繁殖週期;對供體施行超數排卵處理後,增加後代數量。
胚胎分割
概念
以機械方法將早期胚胎分割成2等分,4等分或8等份等,經移植取得同卵雙胎或多胎的技術
儀器:體式顯微鏡和顯微操作儀;在顯微鏡下用分割針或分割刀
選擇發育良好、形態正常的桑葚胚或囊胚(內細胞團均等分割)
意義
a.促進優良動物品種的繁殖,產生遺傳性狀相同的後代用於遺傳學研究
b.在胚胎移植前,對胚胎進行性別鑑定、遺傳疾病篩檢等,對於人工控制動物性別、動物繁殖健康後代有重要意義
限制
採用胚胎分割技術產生同卵多胎的可能性是有限的,分割次數越多,分割後胚胎成活的機率越小,目前仍以二分胚胎的分割和移植效率最高
植物細胞工程
植物組織培養技術
概念
將離體的植物器官、組織或細胞等,培養在人工配置的培養基上,給予適當的培養條件,誘導其形成完整植株的技術
原理
植物細胞的全能性
任何具有某種生物全部遺傳訊息的細胞,都具有發育成完整生物體的潛能
生物體的細胞中包含該物種生長發育所需的全部遺傳物質
全能性表達條件
具有完整的細胞結構,處於離體狀態,提供一定的營養、荷爾蒙和其他適合外部條件
全能性表達的難易度
無性繁殖
流程
外植體(分化程度低,易誘導形成) | |〔脫分化〕誘導培養基(避光) ↓ 癒傷組織(排列疏鬆,無規則,細胞高度液泡化) | |〔再分化〕分化培養基(光照) ↓ 胚狀體 | |(生長發育) ↓ 植株
避光: 防止分化維管組織,利於脫分化產生癒傷組織 光照: 利於葉內葉綠素的合成
培養條件
①無菌
②固體培養基
③光照
④激素調控
生長素、細胞分裂素
意義
保持優良性狀/繁殖速度快,大規模生產/提高經濟效益
植物體細胞雜交
概念
將不同種的植物體細胞,在一定條件下融合成雜交細胞, 並把雜種細胞培育成新的植物體的技術
原理
細胞膜的流動性;植物細胞的全能性
無性繁殖
流程
兩種不同植物細胞 | |去壁 ↓ 兩個原生質體 | |誘導融合 ↓ 融合原生質體 | |再長出新的細胞壁 ↓ 雜種細胞 ↓ 植物組培過程
步驟
去壁,得原生質體
酵素解法(纖維素酶、果膠酶)
誘導融合
方法
物理法
離心法、電融合法
化學法
聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca²⁺-高pH融合法
原生質體融合標誌
再生出細胞壁
植物體細胞雜交成功標誌
培育出雜種植株
培養
植物組織培養
意義
打破生殖隔離,達到遠緣雜交育種,培育植物新品種
應用
繁殖新途徑
微型繁殖
原理
植物細胞的全能性
優點
a.保持優良品種性狀
b.高效率、快速地實現種苗的大量繁殖
作物脫毒
原理
植物細胞的全能型
莖尖/芽尖(分生區病毒極少或沒有)
新品種培育
單倍體育種
原理
染色體數目變異、植物細胞的全能性
優點
a.後代是純合能穩定遺傳
b.極大的縮短了育種的年限,節省了大量的人力和物力
c.大多數旳單倍體植株的細胞中只含有一套染色體組,染色體加倍後得到的植株的隱形性狀容易顯現,是進行體細 胞誘變育種和研究遺傳突變的理想材料
突變體的利用
原理
植物細胞的全能性
細胞產物的工廠化生產
植物代謝會產生一些一般認為不是植物基本的生命活動所必需的產物--次級代謝物
特點
不是植物基本的生命活動所必需
含量很低,有些產物不能或難以透過化學合成途徑得到
植物細胞培養
概念
在離體條件下對單一植物的細胞或細胞團進行培養使其增殖的技術
原理
細胞增殖
優點
不佔用耕地,幾乎不受季節、天氣等的限制
意義
對於社會、經濟、環境保護具有重要意義
eg.抗癌物質-紫杉醇
動物細胞工程
動物細胞培養
概念
從動物機體中取出相關組織,將它分散成單一細胞,然後放在適當的培養基中,讓這些細胞生長和增殖
原理
細胞增殖(有絲分裂)
流程
取組織塊(分裂能力強,易培養) ↓ 剪碎(用機械的方法,或用胰蛋白酶、膠原蛋白酶等處理的方法,將組織分散成單一細胞) ↓ 單一細胞 ↓ 細胞懸浮液(增大與培養液的接觸面積) ↓ 原代培養(1-10代)〔細胞貼壁,接觸抑制,單層生長〕 ↓ 傳代培養(11-50代)〔細胞株〕 ↓ 部分細胞獲不死性(50代後)〔細胞株〕
培養條件
①無菌、無毒環境
培養液及培養用具: 無菌處理
培養液添加抗生素: 以防污染
定期更換培養液: 防代謝危害
②營養
糖、胺基酸、促進生長因子、無機鹽、微量元素... 血清、血漿等天然成分
③溫度和PH
溫度 : 36.5℃±0.5℃ P H : 7.2-7.4
④氣體環境
細胞代謝必需: 95%空氣 維持培養基PH: 5%CO2
應用
製備病毒疫苗、幹擾素、單株抗體; 檢測有毒物質;用於醫學研究
幹細胞培養及其應用
動物細胞融合
概念
使兩個或多個動物細胞結合形成一個細胞的技術
原理
細胞膜的流動性
結果
形成雜交細胞
誘導方法
物理法: 離心法、電融合法 化學法: 聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca²⁺-高pH融合法 生物法: 滅活病毒誘導法
意義
突破了有性雜交的局限,使遠緣雜交成為可能
應用
製備單株抗體
單株抗體的製備
傳統血清抗體製備
產量低、純度低、特異性差
流程
免疫小鼠 | |注射特定抗原蛋白(刺激免疫產生) ↓ B淋巴球 骨髓瘤細胞
(不可能無限增殖) └————————————┘ |融合 ↓ 多種雜交細胞(BB、B瘤、瘤瘤) | |篩選1 ↓ 雜交瘤細胞 | |篩選2 ↓ 能分泌所需抗體的雜交瘤細胞 | |體外培養: 從培養液中萃取 |體內培養: 從小鼠腹水中萃取 ↓ 單株抗體
雜交瘤細胞的特點
既能大量繁殖,又能產生專一抗體
單株抗體的優點
能準確地辨識抗原的細微差別,與特定抗原發生特異性結合,並且可以大量製備
篩選
第一次篩選
雜交瘤細胞(特定的選擇培養基)
未融合的親代細胞和融合的具有同種核的細胞都會死亡
第二次篩選
能產生特異性抗體的雜交瘤細胞
單株抗體的應用
(準確、有效率、簡易、快速)診斷試劑
(癌症治療,生物飛彈ADC)治療疾病和載具藥物
動物體細胞核移植技術
概念
將動物的一個細胞的細胞核,移入一個已經去核的卵母細胞中,使其重組並發育成一個新的胚胎
原理
動物細胞核的全能性
類型
胚胎細胞核移植
胚胎細胞分化程度低,易恢復其全能性
體細胞核移植
較難
流程
供體體細胞 卵母細胞(體外培養,MⅡ期) (細胞培養) (去核) └——————————┘ ↓ 注入去核卵母細胞(電刺激融合) ↓ 重構胎 ↓用物理或化學的方法活化重構胚,使其完成細胞分裂和發育進程 移入受體(胚胎移植) ↓ 生出與供體遺傳物質基本相同的個體
技術手段
動物細胞培養、早期胚胎培養、胚胎移植
應用
①加速家畜遺傳改良,促進優良畜群繁殖;②保護瀕危物種; ③生產醫用蛋白;④作為異種移植的供體;⑤用於組織器官移植
存在的問題
成活率低/克隆動物的健康問題/克隆動物食品的安全性問題
細胞工程
原理/方法
細胞生物學和分子生物學
目的
依照人的意願來改變細胞內的遺傳物質或獲得細胞產品
特點
定向性、廣泛性
操作水平
細胞水平/細胞器水平