第一篇：细胞工程小论文

转基因植物的安全性问题

生命科学院

13级生物工程1班

20132076 周晓香

摘要：随着现在生物基因工程技术的发展和现代科技的进步，转基因植物越来越多，也为社会经济带来巨大利益。转基因技术可以将外源基因转入植物，但目前还不能精确预测转基因的所有表型效应，转基因植物的可能后果也还不明确。因此，转基因植物面临着环境释放安全性和食品安全性两方面的安全性问题。【1】而且，转基因一直以来都是备受争议的话题，有很多不同的声音。

关键词：转基因植物；环境释放安全性；食品安全性。

正文：转基因植物是指利用DNA重组技术将克隆的优异的外源基因转入到植物的细胞或组织中并表达，从而获得具有特定目标性状或具有新的遗传性状的植物。【2】而植物转基因技术是将从植物、动物、病毒或细菌等生物中分离得到的目的基因通过基因枪、农杆菌介导以及病毒感染等方法转入到受体植物的基因组中，使之稳定遗传并赋予受体植物新的优异性状，如：抗虫、抗病、抗旱、抗除草剂、耐寒、高产、优质等。【3】随着转基因技术的诞生以及它的快速发展，使人们能够按照自身的意愿去改变植物的基因，培育出新的品种，甚至改变它的遗传特性。可想而知，转基因植物的发展将在很大程度上推动社会的进步和产业的发展。但在转基因植物取得惊人的成果的同时，它的安全性也成为了科学家、政府以及广大消费者关注的焦点，也成了当今世界共同讨论的话题。1 转基因植物的食品安全性

转基因食品又称基因修饰食品，即用转基因生物制造或产生的食品。1994 年美国 Calgene 公司的转基因延熟番茄经FDA 批准上市, 成为第一例通过安全评价的转基因植物食品。迄今为止, 全世界已有 40 多个可能作为食品来源的转基因植物获得批准上市。主要包括延熟番茄 ,抗除草剂的玉米、抗虫棉等。【4】转基因植物的食品安全问题包括以下几个方面： 1.1转基因食品的营养物质

由转基因植物加工而成的食品是否与同种类的非转基因植物加工成的食品或者说天然的绿色食品一样，可以提供人类或动物生长繁殖必需的营养物质。人们担心的是在进行转基因操作时会导致某些营养成分的减少，甚至缺失，会造成营养水平的改变，降低食用价值，长期吃食转基因食品，可能会对人体造成不利的影响，甚至会造成某些疾病。1.2转基因植物的毒性问题

由于目前转基因植物大量使用来源于细菌或病毒中的基因序列作为外源基因的组成部分 ,消费者担心这些外源基因会像细菌或病毒一样对人体有毒害作用。目前 ,转基因作物大多是直接用于饲料 ,有的则通过加工转化成其他食品。一些研究者认为，转基因植物中表达的抗虫毒素或蛋白酶抑制剂，既然能使取食其叶片的昆虫消化系统功能受到损害，也就有对人畜产生伤害的可能性，这种毒素的积累是个相当长的过程，但它可能正在进行中，因此目前尚不能确保转基因食品没有毒性。1.3过敏源问题

在某些转基因植物中，可能含有已知或未知的过敏源,引起人体的过敏反应。在 自然条件下存在着许多过敏源，在基因工程中如果将控制过敏源形成的基因转入新的植物中，则会对过敏人群造成不利的影响。所以，为了保证转基因植物的安全问题，含有过敏源的转基因植物是不被允许的，也不能批准商品化。2 转基因植物的环境安全性

转基因植物的环境安全性是指转基因植物对环境生态系统存在的潜在风险。【5】目前植物转基因以转抗除草剂和抗虫基因为主，其次为抗病毒和抗逆基因，故对环境生态系统带来的潜在风险来源于多个方面，包括转基因植物自身或通过与野生近缘种间的基因流动演变为杂草的可能性、对靶标生物及非靶标生物种群的影响及对土壤生态系统和生物地球化学循环的影响等。2.1转基因植物的杂草化

转基因植物的杂草化将类似外来物种的入侵，会改变自然的生物种群，打破生态平衡，对生物多样性造成危害。转基因植物可通过传粉进行基因转移，可能将一些抗虫、抗病、抗除草剂或对环境胁迫具有耐性的基因转移给近缘种或杂草，如果杂草获得了这些抗性，就会变成超级杂草，使农田杂草难以控制。杂草之所以具有广泛的适应性和较强的生存竞争力，是因为它与普通植物相比具有更强的抗逆能力，它甚至可以参差不齐的成熟、发芽，然后迅速成长。而我们培养转基因植物的目的就是希望能提高它的抗逆能力，从而加强它的生存竞争能力，所以，转基因植物可能存在杂草化的风险。2.2转基因漂流到近缘野生种的可能性

基因漂移是指基因通过花粉授精、杂交等途径在种群之间扩散的过程。【6】自然条件下，有些栽培植物会与周围生长的近缘野生种发生天然杂交，转基因植物中的转化基因也可以通过花粉漂移到近缘野生种，转基因植物也可能接受来自近缘野生种的花粉形成杂种。另外，转基因在野生种群中的固定还可能导致野生等位基因的丢失，造成遗传多样性的丧失。如果有多种基因同时转入一个野生种时，将会带来无法预料的后果。2.3 对自然生物种群的影响

转基因植物所转基因多与抗虫或抗病性有关，直接作用对象是生物，除对靶标生物致毒外，还可能会对环境中的非靶标生物产生直接或间接的危害，从而导致生物种群的变化。长期种植转基因作物还可能加速靶标生物的抗性进化。有研究表明，在实验室选择条件下已有17 种害虫对 Bt 基因产生了抗性。【7】研究表明，转基因植物会影响生物种群的结构，会对生态环境产生影响。转基因植物对土壤生态系统的影响

研究表明，转基因植物可能会对土壤中的微生物、昆虫、软体动物等产生负面效 应,对土壤环境的生态平衡产生长远的影响。这有可能降低植物的分解率,影响 土壤肥力,以及土壤内和地面上的物种多样性。如带有几丁质酶的抗真菌的转基 因植物,在其遗传分解时几丁质酶可以消化掉带有几丁质的菌根的细胞壁,使个体死亡,从而减少土壤中菌根的种群,造成土壤凋落物不能被分解,营养流被阻 断,整个生态系统的功能被阻滞。转基因植物对生物多样性的影响

随着转基因植物的大面积推广,对自然生态系统特别是自然界的生物多样性可 能产生有害作用。因为转基因植物比自然植物更强调单一种植,这在客观上淘汰 了大量具有一定优良遗传性状的自然品种及其它遗传资源,造成不可挽回的遗 传多样性的损失。事实已经证明单一性种植可能引起毁灭性的病虫害;导致植物 生态群落结构简单、生物群落贫乏,自然基因库缩小,真正的遗传多样性消失的严 重后果。

结束语：转基因植物的安全性问题，是一个比较复杂的问题，目前还没有定论，但转基因植物产业却在飞速发展，并逐渐成为各国农业竞争的热点。转基因植物既有减少化学农药对环境的影响、提高农作物产量、改善品质等多方面的潜在优势，同时又有可能对自然生态环境和人类健康产生潜在危险。我们必须理性认识和客观对待转基因植物，努力摸索能够快速准确检测转基因植物生态风险的新方法和新技术，建立转基因植物安全性评价的技术体系。相信随着科学技术的发展和完善，人类一定可以解决转基因植物的安全性问题。参考文献

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【3】 谢杰，余沛涛，王全喜.转基因植物的安全性问题及其对策［J］.上海农业学报，202_，22(1):80-84.【4】 张艳华，季静，王罡.转基因植物与生物安全性.作物杂志，202_,3:4-7.【5】 马祥建，郝德荣． 转基因植物的安全性问题及其解决途径［J］． 江苏农业科学，202_，39(6):501 －504.【6】 谢杰，余沛涛，王全喜.转基因植物的安全性问题及其对策［J］.上海农业学报，202_，22(1):80-84.

第二篇：细胞工程论文

细胞工程制药的研究进展

摘要：通过对基因工程，细胞工程，微生物工程的介绍，分别讲叙其中的发展情况与技术问题。最后总结细胞工程制药的进展。关键词:细胞工程，制药

Research Progress in the Production of

Cell-derived Drugs Abstract:Through genetic engineering, cell engineering, microbial engineering introduction, water respectively the development situation and technical problems.Most live summarizes cell engineering pharmaceutical progress.Keywords: cell engineering，pharmacy 1.引言: 细胞工程制药包括植物工程制药，动物工程制药以及微生物工程制药。随着细胞培养、基因工程等生物技术的发展，近年来细胞工程制药有了较快的进展。细胞工程制药解决了许多药物的短缺问题，并且按人们的意愿产生了许多人工难以合成的药物，对于疾病诊断，预防和治疗方面起到重要作用。同时，生物技术目前也已被广泛应用于食品、化学、农业及环保等领域，为这些行业带来了一场新的技术革命。

当前细胞工程所涉及的主要技术领域包括细胞融合技术、细胞器特别是细胞核移植技术、染色体改造技术、转基因动植物技术和细胞大量培养技术等方面。这些技术的发展对细胞工程制药有着巨大的推动作用。2.基因工程

近十几年来，在利用生物技术制取新药方ICI取得了惊人成就，己有不少药物应用于临床。如人胰岛素、人生长激素、干扰素、乙肝疫苗、人促红细胞生 成素.GM一集落刺激因子(GM一CSF、组织溶纤酶原激活素、白细胞介素-2及白介素一11等。正在研究的有降钙素基因相关因子、肿瘤坏死因子、表皮生长因子等140多种[1]。

2.2应用基因工程技术建立新药的筛选模型在新药研究开发中日益广泛使用的各种酶、受体筛选模型所需的靶酶和受体往往来自动物体内，因而数量有限而不利于进行大量筛选。将一些靶酶的活性中心或受体的配体、亚基等在微生物中大量表达可以解决这一难题。3细胞工程

细胞工程是在细胞水平上的生物工程。人们认识到培养的动、植物细胞可以通过无性繁殖扩大群体数景同时保持木身遗传性状一致。通过细胞融合技术发展起来的单克隆抗体技术取得了重大成就，该技术被誉为免疫学中的“革命”。3.1单克隆抗体技术单克隆抗体技术是将能在体外无限繁殖的恶性瘤细胞与能产生单一抗体的B淋巴细胞融合，使融合细胞具有两种亲木细胞特性的技术。单克隆抗体最受重视的用途是在肿瘤诊断和治疗方ICI的应用。经抗体与药物结合制成“生物导弹”，能定位杀灭瘤细胞避免或减少对止常细胞的伤害，从而大大减轻了抗癌药物的副作用。目前，以单克隆抗体为基础的诊断和治疗试剂在全球的销售额己超过40亿美元[1]。

3.2植物细胞培养生产次生代谢产物利用特殊设计适于植物细胞培养的发酵罐，培养经过细胞系筛选，条件优化的植物细胞，可获得有经济价值的次生代谢产物，它们常常是药物[3]。次生代谢产物的低产现象是制约细胞培养法生产植物人然产物技术产业化应用的核心问题之一，与初生代谢相比，植物次生代谢产物的合成具有更加复杂的调控机制，并且更易受外界因素的影响[4]。

我们最近的研究结果表明，在桔青霉细胞壁诱泞子处理约2h后，红显杉悬浮细胞中NO开始增加并在6h左右时达到最高，随后出现下降，表明真菌诱,可以诱发红显杉细胞中NO的生物合成[5]。

3.3动物细胞培养目前，动物细胞培养主要用于通过大量的细胞培养获得细胞产品。同时可用来进行病毒抗原的制作和疫苗的生产，如制作带状疤疹、水痘、传染性肝炎等疫苗。它的应用大大减少了用于疾病预防、治疗和诊断的试验动物，为生产疫苗、细胞囚子、生物产品乃至人造组织等产品提供了强有力的工具[6]。

动物细胞的大规模高效培养技术是生物制药的关键技术.通过动物细胞培养生产生物产品已成为全球生物工业的主要支住.目前动物细胞培养生产较多的生物制剂是蛋白和抗体，通常采用中国仓鼠的卵巢细胞，事先将能产生某种蛋白质药品的基因片段与仓鼠卵巢细胞的DNA融合.再在培养液中大量培养它们、最后得到所需药品。与微生物发酵法比，虽然产量相对较低。但设备费用节省得多，如属于小品种、小产品类生物工程产品.可采用此法[7,8]。4微生物工程

微生物工程也称发酵工程，它在原有发酵技术的基础上又采用了新技术使工艺水平大大提高。所采用的新技术主要应用于3个方面工艺改进、新药研制和菌种改造。工艺改进主要依赖于计算机理论及技术的发展。新药研制则得益于医学研究中对疾病机理的深入了解。菌种改造主要利用基因工程原理及技术[9,10]。止是由于采用其它学科的理论和新技术成果，使得微生物工程成为一高新技术。现代发酵工程不但生产酒精类饮料、醋酸和ICI包，而且生产胰岛素、干扰素、生长激素、抗生素和疫苗等[11]多种医疗保健药物。5结束语

细胞工程的快速发展有赖于其他生物技术的发展，它们相互促进相互影响。细胞工程在制药方面已经取得了许多惊人的成果，解决了生物药的短缺问题。同时也产生了很大的经济效益。但目前细胞制药工程人面临这许多的问题，其中大规模细胞制药任然是一些生物药生产的一大瓶颈。未来将实验室小生产转变为工业化大生产，将是细胞工程技术的一大飞跃。【参考文献】

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第三篇：细胞工程

正交试验设计过程

对于单因素或两因素试验，因其因素少，试验的设计、实施与分析都比较简单。但在实际工作中，常常需要同时考察3个或3个以上的试验因素，若进行全面试验，则试验的规模将很大，往往因实验条件的限制而难于实施。正交试验设计就是安排多因素试验、寻求最优水平组合的一种高效率试验设计方法。

一、正交试验设计的概念及原理

1、正交试验设计的基本概念

正交试验设计是利用正交表来安排与分析多因素试验的一种设计方法。它是由试验因素的全部水平组合中，挑选部分有代表性的水平组合进行试验的，通过对这部分试验结果的分析了解全面试验的情况，找出最优的水平组合。

2、正交试验设计的基本原理

在试验安排中，每个因素在研究的范围内选几个水平，就好比在选优区内打上网格，如果网上的每个点都做试验，就是全面试验。如上例中，3个因素的选优区可以用一个立方体表示（图10-1），3个因素各取3个水平，把立方体划分成27个格点。若27个网格点都试验，就是全面试验。3因素3水平的全面试验水平组合数为33=27，4因素3水平的全面试验水平组合数为34=81，5因素3水平的全面试验水平组合数为35=243，这在科学试验中是有可能做不到的。正交设计就是从选优区全面试验点（水平组合）中挑选出有代表性的部分试验点来进行试验。

3、正交表及其基本性质

3.1 正交表

由于正交设计安排试验和分析试验结果都要用到正交表，因此，我们先对正交表作一介绍。常用的正交表已由数学工作者制定出来，供进行正交设计师选用（详见有关参考书）。正交表记号为La（bc），其中L代表正交表，a表示试验的次数即行数，b表示因素的水平数，c表示因素的个数即列数。

3.2 正交表的基本性质

3.2.1正交性

•任一列中，各水平都出现，且出项的次数相等；

• 任两列之间各种不同水平的所有可能组合都出现，且出现的次数相等；

3.2.2代表性

• 一方面，任一列的各水平都出现，使得部分试验中包括了所有因素的所有水平；任两列的所有水平组合都出现，使任意两因素间的试验组合为全面试验。另一方面，由于正交表的正交性，正交试验的试验点必然均衡地分布在全面试验点中，具有很强的代表性。因此，部分试验寻找的最优条件与全面试验所找的最优条件，应有一致的趋势。

3.2.3综合可比性

任一列的各水平出现的次数相等；任两列间所有水平组合出现次数相等，使得任一因素各水平的试验条件相同。这就保证了在每列因素各水平的效果中，最大限度地排除了其他因素的干扰。从而可以综合比较该因素不同水平对试验指标的影响情况。

根据以上特性，我们用正交表安排的试验，具有均衡分散和整齐可比的特点。•所谓均衡分散，是指用正交表挑选出来的各因素水平组合在全部水平组合中的分布是均匀的。

所谓均衡分散，是指用正交表挑选出来的各因素水平组合在全部水平组合中的分布是均匀的5、试验结果分析

• 分清各因素及其交互作用的主次顺序，分清哪个是主要因素，哪个是次要因素； 判断因素对试验指标影响的显著程度； 找出试验因素的优水平和试验范围内的最优组合，即试验因素各取什么水平时，试验指标最好； 分析因素与试验指标之间的关系，即当因素变化时，试验指标是如何变化的。找出指标随因素变化的规律和趋势，为进一步试验指明方向； 了解各因素之间的交互作用情况； 估计试验误差的大小。

5.1直观分析法——极差分析法

计算简便，直观，简单易懂，是正交试验结果分析最常用方法。

Rj为第j列因素的极差，反映了第j列因素水平波动时，试验指标的变动幅度。Rj越大，说明该因素对试验指标的影响越大。根据Rj大小，可以判断因素的主次顺序。

Kjm为第j列因素m水平所对应的试验指标和，kjm为Kjm平均值。由kjm大小可以判断第j列因素优水平和优组合。

5.1.1确定试验因素的优水平和最优水平组合分析A因素各水平对试验指标的影响。根据正交设计的特性，对A1、A2、A3、A4来说，四组试验的试验条件是完全一样的（综合可比性），可进行直接比较。如果因素A对试验指标无影响时，那么kA1、kA2、kA3、kA4应该相等。如果kA1、kA2、kA3、kA4不相等。说明，A因素的水平变动对试验结果有影响。因此，根据kA1、kA2、kA3、kA4的大小可以判断A1、A2、A3、A4对试验指标的影响大小。由于试验指标为产率，若kA2>kA3>kA1>kA4，所以可断定A2为A因素的优水平。

同理，可以计算并确定B、C、D因素的优水平。

5.1.1确定试验因素的优水平和最优水平组合分析A因素各水平对试验指标的影响。根据正交设计的特性，对A1、A2、A3、A4来说，四组试验的试验条件是完全一样的（综合可比性），可进行直接比较。如果因素A对试验指标无影响时，那么kA1、kA2、kA3、kA4应该相等。如果kA1、kA2、kA3、kA4不相等。说明，A因素的水平变动对试验结果有影响。因此，根据kA1、kA2、kA3、kA4的大小可以判断A1、A2、A3、A4对试验指标的影响大小。由于试验指标为产率，若kA2>kA3>kA1>kA4，所以可断定A2为A因素的优水平。

同理，可以计算并确定B、C、D因素的优水平。

5.1.2确定因素的主次顺序

根据极差Rj的大小，可以判断各因素对试验指标的影响主次。极差越大的，该因素对产率的影响越大，反之越小。

5.1.3绘制因素与指标趋势图

以各因素水平为横坐标，试验指标的平均值（kjm）为纵坐标，绘制因素与指标趋势图。由因素与指标趋势图可以更直观地看出试验指标随着因素水平的变化而变化的趋势，可为进一步试验指明方向。

最后得出试验的最优组合和次优组合。

5.2方差分析

极差分析法简单明了，通俗易懂，计算工作量少便于推广普及。但这种方法不能将试验中由于试验条件改变引起的数据波动同试验误差引起的数据波动区分开来，也就是说，不能区分因素各水平间对应的试验结果的差异究竟是由于因素水平不同引起的，还是由于试验误差引起的，无法估计试验误差的大小。此外，各因素对试验结果的影响大小无法给以精确的数量

估计，不能提出一个标准来判断所考察因素作用是否显著。为了弥补极差分析的缺陷，可采用方差分析。

方差分析基本思想是将数据的总变异分解成因素引起的变异和误差引起的变异两部分，构造F统计量，作F检验，即可判断因素作用是否显著。

方差分析基本思想是将数据的总变异分解成因素引起的变异和误差引起的变异两部分，构造F统计量，作F检验，即可判断因素作用是否显著

5.2.1 偏差平方和

1616

nS总（y

n1

2y）2

j2n12jynCTIV2j2CTG21616,Gn1yn,f总16115S因素IjIIIII4CT

Ij、IIj、IIIj、IVj分别表示第j列中1,2,3,4水平对应的试验结果之和。

总偏差平方和＝各列因素偏差平方和+误差偏差平方和。

5.2.2自由度

f总=试验的次数-1；f因=因素的水平数-1。

5.2.3方差

A因素的方差=A因素的偏差平方和/A因素的自由度

误差的方差=误差的偏差平方和/误差的自由度

5.2.4构造F统计量

5.2.5列方差分析表，作F检验

• 当FA>F0.01(f1，f2)时，说明该因子水平的改变，对试验结果有高度显著地影响，记作**。当F0.01(f1,f2)>FA>F0.05(f1,f2)时，说明该因子水平的改变，对试验结果有显著地影响，记作*。当F0.05(f1,f2)>FA>F0.10(f1,f2)时，说明该因子水平的改变，对试验结果有一定的影响，记作*-。

查表可得F0.01(f1，f2)、F0.05(f1,f2)、F0.10(f1,f2)的值。

6、验证试验结果

经结果分析得出最优生产条件，进行最优试验条件的验证。

7、结论

通过了验证试验，最后可以得出结论。

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S因素

F因素f因素S误差

f误差

第四篇：细胞工程作业

1.简述细胞工程的定义与特点。

2.举一个其它学科技术的例子，说明它如何推动了细胞工程学科的发展。

3.举一例详细说明生命科学理论是如何指导细胞工程技术建立的。

4.举一例说明细胞工程技术又是如何刺激推动生命科学理论体系完善和发展的。

5.简述无菌技术在细胞培养中的重要性。

6.举一例说明MTT法测细胞活力的应用。

7.如何区别正常细胞与凋亡细胞？

8.分析讨论细胞培养时选择不同操作方式的依据？

9.查阅文献通过一个例子说明培养条件优化、代谢调控在细胞培养生产代谢产物中的作用。

10.请分析激素在植物再生过程中的作用。

11.请分析比较组织培养、胚胎培养两条途径人工繁殖植物的优缺点。

12.胚胎工程动物培育的关键技术环节有哪些？如何控制成功率？

13.核移植克隆动物与体外受精动物相比有怎样的优点与缺点？

14.如何看待试管婴儿和体细胞克隆带来的伦理学问题？

15.分析讨论细胞重组在细胞功能研究与应用方面的价值。

16.举一例说明细胞融合在遗传育种中的应用。

17.对比分析几种细胞工程育种获得性状改良物种方法的优缺点。

18.举例说明说明多倍体育种的具体应用。

19.举例说明单倍体在优良品种选育中的应用。

20.从培养基、培养方法、培养设备上比较分析植物细胞培养与微生物细胞培养的异同。

21.请分析限制植物细胞培养大规模生产有价值次级代谢产物的影响因素。

22.查阅文献，通过一个例子详细说明通过植物细胞或组织培养生产次级代谢产物的应用。

23.举一例说明微藻大规模培养的工艺技术及应用。

24.分析讨论微藻大规模培养及产品开发的限制性因素。

25.微载体与生物反应器结合在实现动物细胞大规模培养方面有怎样的优势？

26.分析讨论动物细胞生物制药的优点与存在问题。

27.举例说明动物细胞培养在生物制药中的应用。

28.动植物转基因方法与微生物转基因有什么不同？

29.举一例说明利用动物细胞表达制备药用蛋白的工艺技术。

30.举一例说明利用转基因动植物生物反应器表达药用蛋白的具体应用。

31.简述胚胎干细胞体外培养的关键技术。

32.举例说明怎样分离鉴定成体干细胞。

33.分析讨论干细胞研究的优点与存在的问题。

34.怎样从材料学角度看待组织或器官的体外再造?

35.举一例说明组织工程产品的技术路线。

36.限制组织工程产品研究与应用的因素有哪些?

第五篇：细胞工程综述

细胞工程综述

摘要：

细胞是生命活动的最基本单位，为各种基因的表达和产物的合成提供了基础和载体。当前细胞工程所涉及的主要技术领域有细胞培养、细胞融合、细胞拆合、染色体操作及基因转移等方面。通过细胞工程可以生产有用的生物产品或培养有价值的植株，并可以产生新的物种或品系。

关键字：

细胞融合；细胞培养；概述；种类；应用；展望

正文：

一、细胞的概述

细胞工程是生物工程的一个重要方面。总的来说，它是应用细胞生物学和分子生物学和分子生物学的理论和方法，按照人们的设计蓝图，进行在细胞水平上的遗传操作及进行大规模的细胞和组织培养。细胞工程所涉及的范围很广，按生物类型可分为动物细胞工程、植物细胞工程和微生物细胞工程，按实验操作对象可分为细胞与组织培养、细胞融合、细胞核移植、染色体操作及基因转移等方面。通过细胞工程可以生产有用的生物产品或培养有价值的植株，并可以产生新的物种或品系。

细胞工程就是在细胞水平研究、开发。利用各类细胞的工程。亦即人们根据科学设计改变细胞的遗传基础，及通过无菌操作，大量培养细胞、组织乃至完整个体的技术。迄今为止，人们已经从基因水平、细胞器水平以及细胞水平开展了多层次的大量一丁作，在细胞培养、细胞融合、细胞代谢物的生产和生物克隆等诸多领域取得一系列令人瞩目的成果。

细胞工程是一种细胞水平上的遗传工程，它是将一种生物细胞中携带遗传信息的细胞核或染色体整个地转移给另一种生物细胞，使新细胞产生具有人们所需要的功能，从而改变受体细胞的遗传特性，打破只有同种生物才能进行杂交的限制，为改良品种或创造新品种开拓了广阔前景，细胞工程包含细胞融合、体细胞杂交、动植物细胞规模培养核和卵移以及植物组织培养技术等方面。

当前细胞工程所涉及的主要技术领域有细胞培养、细胞融合、细胞拆合、染色体操作及基因转移等方面。通过细胞工程可以生产有用的生物产品或培养有价值的植株，并可以产生新的物种或品系。

1.细胞融合技术

细胞融合技术是指把两个细胞（可以是同种细胞，也可以是异种细胞）在融合剂的作用下，融合成一个细胞的技术。应用细胞融合技术进行细胞杂交，能够克服远缘杂交不育的缺陷，对培育新品种具有广阔的应用前景。

2．细胞拆合技术

细胞拆合技术也称为细胞核（包括细胞器）移植技术，是将细胞核和细胞质用某种方法拆开，然后再把分离的细胞核和胞质体重新组合成一个新细胞。把从细胞中分离出来的染色体或基因转入另一个细胞中，赋予重建的细胞以某种新的功能，这属于染色体导入或基因转移的技术范畴。

3．细胞培养技术

细胞培养技术是将生物体内的某一组织分散成单个细胞，接种在人工配制的适于细胞生长发育的培养基上，然后在适当的无菌的生长条件下(如一定的光照、温度或pH值等)进行培养，使细胞能够生长和不断增殖的技术。由于从组织中分离单细胞并分化成生物体的技术难度较大，目前多采用组织培养技术。如通过植

物胚胎（成熟或未成熟胚）或器官（根尖、茎尖、叶原基、花药等）的离体培养，再生成新植株（试管苗）。这种方法能快速、大量繁殖一些有价值的苗林、花卉、药材和濒危植物等。

二、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。

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。

（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。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。

三、细胞工程种类

1．染色体工程 染色体工程是按人们需要来添加或削减一种生物的染色体，或用别的生物的染色体来替换。可分为动物染色体工程和植物染色体工程两种。动物染色体工程主要采用对细胞进行微操作的方法(如微细胞转移方法等)来达到转移基因的目的。植物细胞工程目前主要是利用传统的杂交回交等方法来达到添加、消除或置换染色体的目的。

2．染色体组工程 染色体组工程是整个改变染色体组数的技术。自从1937年秋水仙素用于生物学后，多倍体的工作得到了迅速发展，例如得到四倍体小麦，八倍体小黑麦等。

3．细胞质工程 细胞质工程又称细胞拆合工程，是通过物理或化学方法将细胞质与细胞核分开，再进行不同细胞间核质的重新组合，重建成新细胞。可用于研究细胞核与细胞质的关系的基础研究和育种工作。

4．细胞融合工程 细胞融合工程是用自然或人工的方法使两个或几个不同细胞融合为一个细胞的过程。可用于产生新的物种或品系(植物上用得多，动物上用得少)及产生单克隆抗体等。其中单克隆抗体技术利用克隆化的杂交瘤细胞分泌高度纯一的单克隆抗体，具有很高的实用价值，在诊断和治疗病症方面有着广泛的应用前途。

四、对细胞工程的展望

细胞工程是一个非常年轻富有活力的领域。从诞生但现在还不到100年的历史，组织培养技术与其他生物技术一起已经成为世界经济中最具活力的支柱性的产业，产生了巨大的经济效益和社会影响。细胞工程已经渗透到人类生活的许多领域，取得了许多具有开发性的研究成果。相信随着人们对生命科学的认识的不断深入，细胞工程技术会得到更快的发展，在解决困扰人类的人口、资源与环境等重大问题上会有更大作为。随细胞工程技术研究的不断深入，它的前景和产生的影响将会日益地显示出来。

参考文献：

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