细胞工程技术的应用与展望

A. 细胞工程在教学上的应用

1937年，美国科学家怀特(White)配制出了植物组织培养用的培养基，他和当时的一些科学家，用烟草的茎段形成层细胞和胡萝卜根的小块组织，在人工培养的条件下，成功地诱导出了愈伤组织，植物组织培养终于取得了重大突破，但是他们未能从愈伤组织中诱导出芽和根来。1958年，美国植物学家斯图尔德(F.C.Steward)等人，用胡萝卜韧皮部的细胞进行培养，终于得到了完整植株，并且这一植株能够开花结实，也证实了哈伯兰特在五十多年前关于细胞全能性的预言。

科学家从提出预言到预言被证实，用了50多年的时间，在这期间你认为科学家主要摸索与探究的问题是什么？

生：细胞培养需要什么样的条件。

师：能不能稍具体些？

生：培养基的配制，培养过程中要控制的条件。

师：非常有道理。我们在扦插植物的时候考虑的也是插在什么样的土壤中，扦插后如何进行管理，组培也一样。但组织培养到底需要什么样的培养基，又需要什么样的培养条件呢？我们先了解教材中的实验介绍，然后再作分析与讨论。

上面的教学片段，展示的是植物组织培养从预言到通过实验探究使预言成为事实的大体过程。通过这一情境的创设，不仅引起学生对于植物组培技术的学习兴趣，也使学生了解植物组织培养技术的发展轨迹。使学生感悟，从植物枝条扦插可以成活，到细胞可以培养成完整个体的推测是一个逻辑推理的过程，正是这种推测，才会有异想天开的预言，有了预言才会促使人们去验证这种预言的成立，一个原本看似天方夜谭的猜测才会成为事实。同时也使学生明确，科技的发展是漫长而曲折的过程，需要经过许多科学家的共同努力。

不同的细胞工程技术教学内容，创设的问题情境是不同的。从诱人的应用前景或者从解决现实社会生活中的问题入手，都可以创设出既能引起学生兴趣，又可以诱导学生思维的问题情境。

B. 细胞工程的应用

楼上的复制那么多干吗！？
看的眼瘴！！！
楼主，生物课本上都有，你把那个掌握了就完全可以了，搞别的没实际意义的。

C. 细胞工程在生物制药中的应用及其发展前景 论文一样的一篇

论生命细胞与元素周期系

在自然界存在的90种元素中，人体内约含有60多种，像是一座蕴藏着各种金属的“矿藏”，它们构成人的健康和生命活动不可缺少的部分。其中钠、钾、钙、镁、碳、氮、氢、氧、硫、磷、氯等11种属必需的宏量元素，集中在周期表前头20个元素之内；已为人们所知的必需微量元素，象铁、锌、锰、铜、钴、钒、铬、硒等十余种，多属于第一长周期的元素。各国科学家虽然做过个别工作，但对它们的总体宏观研究尚少。此外，对于自然界中的稀有和稀散元素的生化效应，例如第二、三长周期包括铂系在内的元素，更是所涉不多。就它们对机体的生化和生理效应而言，究竟遵循怎样的自然规律呢？

在探索生命起源及其奥秘的进军中，酶、蛋白质、基因遗传、细胞生物学直至医学的迅速发展，趋向于用化学语言进行表达，使得当今研究微量元素与生物体的关系，已构成现代生命科学中一个极富活力的领域。难怪诺贝尔奖金获得者、美国医学教授A.Kornberg疾呼，要“把生命理解成化学”了。

一 s区和p区元素的纵横规律

近几年来，我们研究小组选用一种世界性的淡水纤毛虫——四膜虫上海株（Tetrahy-mena，Shanghaiensis）作实验的生物细胞模型，较系统地探讨了周期表中ⅠA、ⅡA、ⅢA。ⅣA、部分ⅤA、ⅥA等主族元素对细胞生长分裂的作用。发现它们对细胞的刺激、促进作用或毒性抑制的强弱，具有如下的变化趋势（见表1）：

表1部分主族元素对细胞的作用

具有较宽的促进生长浓度范围，表示该元素离子的营养作用较好；抑制生长分裂的浓度低，表示它具有较大的毒性。Ⅲ价以上的主族元素为阴离子形式或类阳离子存在。

由此可见，当主族元素处于一定的化合稳态时，它对生物细胞的营养或毒性作用，主要与元素本身的性质或周期表中的位置有关。根据上述规律性，便可判断某元素的有益或毒害作用，从而给生物微量元素对机体的作用探讨提供重要的参考和预示。Se、As虽也属人体必需的微量元素，但浓度稍高即显剧毒。

曾有人提到，某些毒性元素较集中于周期表右下方，这恰符合我们归纳的规律性范围。

二 d区过渡元素的生物周期关系

我们得到过渡元素对虫群生长的相对增殖率R与元素离子浓度c的27个系列曲线。图1中R＞100％的数值为生化促进作用，而R＜100％的数值为毒性抑制作用。按美国科学家Luckey有关药性的动物试验分类法，这里多数过渡元素的R－c曲线呈β型，即低浓药物显示一定程度的刺激或促进作用；Rh和W这两种元素离子，即使在极低浓度下也没有看到促进作用，它们只显示抑制情形，属α型。

将R-c系列曲线中各元素离子开始促进虫群增殖的浓度经浓度单位换算后依原子序数Z作图，得图2。这里值得注意的是，在同一周期里，并不像主族元素那样，出现从左至右有规律的变化情形，而是形成了一条峰峦起伏的曲线。这正是过渡元素与四膜虫细胞作用的特性表征。

将过渡元素在海水中的丰度（图3）与图2对比，由两条曲线起伏相映的情形可见，过渡元素在海水中的丰度峰值基本上与促进的元素图相对应。对于丰度较大的元素，因生物细胞在海湖中长期生存进化已适应的关系，其刺激虫群增殖所需的浓度也较大；对于丰度较小的稀有元素，其刺激虫群生长分裂所需的浓度相应则低。仔细比较两图，个别情形不尽一致，例如Fe峰的相对位置差得悬殊些，可能是它在海水中的丰度属各离子存在形式（包括Fe2+、Fe3+乃至含Fe的多核聚合物等）的总和，而我们的实验只采用了Fe2+离子之故。

四膜虫是一种单细胞原生动物，既相当于多细胞生物的一个细胞，又是一个能独立进行各种生命活动和繁衍后代，并能传递遗传性状的完整生物体。我们用的是上海四膜虫，无性繁殖系。以它作细胞模型进行受刺激促进或被抑制的试验，可显示或反映生命细胞与自然环境的依存关系。当自然界中脊椎动物由海洋移向海滨时，它们体内那些依赖宏量和微量元素的种种化学系统，已经在长期进化中被稳定了下来。其中各种化学元素量是不同的，因而当生物接受环境中的外加物质时，它的反响系统也将有所差别。以上两图（图2和图3）相互呼应的情形，反映了有机细胞的进化历程，从而强力支持生命起源和进化的海洋说。

与s区元素比较起来，d区过渡元素离子的外层出现8-18e（如 Fe2+、Co2+等）或18e（如Zn2+）的电子构型。它们具有较高的有效核电荷和较小的离子半径，因而极化作用较强，在溶液体系中容易使配位水分子发生分解。许多金属离子在水溶液中是以水合离子存在的，其水解反应可写成：

现以第一过渡系列[M(H2O)x-1(OH)](n-1)+配离子的一级稳定常数logβ1依中心原子M的原子序数Z作图，示于图4a；将图 4a与图 2比较看出，各个元素起伏或消涨的趋势两者一致，即具有较大稳定常数的元素，其起始促进浓度相对也高，反之亦然。说明各元素离子在本实验中的存在形态（四膜虫培养体系的pH值为7.2），很可能即是经微弱水解与OH-基结合的配离子。这也许是第一过渡系阳离子作为生物微量元素时，与ⅠA、ⅡA主族阳离子，以及其余主族元素阴离子不存在共同规律性的原因之一。

有人认为，水解能力随表示离子极化能力的离子势e2/r的增大而增加，我们根据实验中各元素的化合价态，由阿伦尼乌斯的离子半径算得离子势（图4b）。由此可见，离子势的变化趋向虽也粗略近似，但远不如一级羟基配离子稳定常数的趋向（图4a）吻合。这说明，采用过渡元素的稳定化合态做生物细胞的试验，当这些无机离子尚未与生物大分子结合之前，可由它们形成羟基配离子的稳定性得到合理的解释。

至于同一副族元素之间的关系，与同一主族元素之间的变化趋势相同，即较重元素的生物毒性相对较大。

三 f区稀土元素的归属

我们对稀土元素的研究发现，轻稀土元素La3+、Ce3+、Pr3+、Nd3+、Sm3+和Eu3+六种离子对细胞的生长均有明显的促进作用；重稀土元素如 Tm3+、Yb3+离子虽也有一定的刺激促进，但浓度稍大即显出毒性抑制作用。它们之间具有如下趋势（表2）：

表2三价稀土元素对四膜虫生长的影响

由表2看出，随着稀土系列Z的增加，促进作用的浓度区间由宽变窄，而抑制虫群生长分裂的浓度也愈来愈小，从而表明轻稀土的促进作用优于重稀土元素。其中Y3+的排列是按通常离子半径递减的次序。这从细胞层次上与我国农业以轻稀土做微肥对作物有增产效果相符。我们提出，它们可能归纳为新的一类辅助营养元素，称“nutritious nonessential elements”，即既不是维持生命所必需，也不属于对人体有强烈毒害的元素。

当元素处于稳定的化合态时，它对生物体细胞的营养或毒性作用，主要与元素本身的性质或它在周期表中的位置有关。在生命起源和进化的过程中，看来生物更喜欢选择较轻的元素，并且是与海洋环境中的丰度及其生物利用度紧密相关的。

基于上述研究揭示，原来生物体内似乎杂乱无章的几十种微量元素，变成主次分明、深浅有别的图谱，它们以演奏生命交响曲的音符融汇成“生物体内的化学元素图谱”（见图5）。

综观生物元素在周期表中所占的位置，近似动物体型，或许“潜示”生命的存在？随着生物进化的结果和规律性，自然界向人们展示出一幅更加丰实绚丽的元素周期系。它不仅表明各元素及化合物的物理、化学性质，看来也能预示它们的生物学性质。从而给无机化学，首先是生物无机化学、配位化学和生命科学增添了有趣的活力。

D. 细胞工程技术的介绍

细胞工程技术(cell engineering)是细胞生物学与遗传学的交叉领域，主要利用细胞生物学的原理和方法，结合工程学的技术手段，按照人们预先的设计，有计划地改变或创造细胞遗传性的技术。包括体外大量培养和繁殖细胞，或获得细胞产品、或利用细胞体本身。主要内容包括：细胞融合、细胞生物反应器、染色体转移、细胞器移植、基因转移、细胞及组织培养。

E. 举例说明细胞工程的应用领域有哪些

细胞工程作为科学研究的一种手段，已经渗入到生物工程的各个方面，成为必不可少的配套技术。在农林、园艺和医学等领域中，细胞工程正在为人类做出巨大的贡献。

1、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。中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。其中河南省农科院培育的小麦新品种，具有抗倒伏、抗锈病、抗白粉病等优良性状。
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。例如，中国已解决了马铃薯的退化问题，日本麒麟公司已能在1000升容器中大量培养无病毒微型马铃薯块茎作为种薯，实现种薯生产的自动化。通过植物体细胞的遗传变异，筛选各种有经济意义的突变体，为创造种质资源和新品种的选育发挥了作用。现已选育出优质的番茄、抗寒的亚麻、以及水稻、小麦、玉米等新品系。有希望通过这一技术改良作物的品质，使它更适合人类的营养需求。
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。例如，从国外引进蔬菜新品种，最初往往只有几粒种子或很少量的块根、块茎等。要进行大规模的种植，必须先大量增殖，这就可应用微繁殖技术，在较短时间内迅速扩大群体。在常规育种过程中，也可应用原生质体或单倍体培养技术，快速繁殖后代，简化制种程序。另外，还可结合植物基因工程技术，改良蔬菜品种。

2、园林花卉
在果树、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。目前，香蕉、柑橘、山楂、葡萄、桃、梨、荔枝、龙眼、核桃等十余种果树的试管苗去病毒技术，已基本成熟。香蕉去病毒试管苗的微繁殖技术已成为产业化商品化的先例之一。因为香蕉是三倍体植物，必须通过无性繁殖延续后代，传统方法一般采用芽繁殖，感病严重，繁殖率低；而采用去病毒的微繁殖技术不仅改进了品质，亩产量约提高30%～50%，很容易被蕉农接受。
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。据不完全统计，现已研究成功的林木植物试管苗已达百余种，如松属、桉树属、杨属中的许多种，还有泡桐、槐树、银杏、茶、棕榈、咖啡、椰子树等。其中桉树、杨树和花旗松等大面积应用于生产，澳大利亚已实现桉树试管苗造林，用幼芽培养每年可繁殖40万株。
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。至今，已报道的花卉试管苗有360余种。已投入商业化生产的有几十种。中国对康乃馨、月季、唐昌蒲、菊花、非洲紫罗兰等品种的研究较为成熟，有的也已商品化，并有大量产品销往港澳及东南亚地区。

3、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。例如，抗乙型肝炎病毒表面抗原（HBsAg）的单克隆抗体，其灵敏度比当前最佳的抗血清还要高100倍，能检测出抗血清的60%的假阴性。
近年来，应用单克隆抗体可以检查出某些还尚无临床表现的极小肿瘤病灶，检测心肌梗死的部位和面积，这为有效的治疗提供方便。单克隆抗体并已成功地应用于临床治疗，主要是针对一些还没有特效药的病毒性疾病，尤其适用于抵抗力差的儿童。人们正在研究“生物导弹”——单克隆抗体作载体携带药物，使药物准确地到达癌细胞，以避免化疗或放射疗法把正常细胞与癌细胞一同杀死的副作用。
单克隆抗体可以精确地检测排卵期。新一代免疫避孕药也在研制之中，其基本原理是用精子，卵透明带或早期胚胎来制备单克隆抗体，将它们注入妇女体内，人体就会产生对精子的免疫反应，从而起到避孕作用。人类体外受精技术的日趋成熟，使人类对生育活动有了较大的选择余地，促进优生优育，提高人口素质，也为不孕症患者或不宜生育的人带来福音。
生物药品主要有各种疫苗、菌苗、抗生素、生物活性物质，抗体等，是生物体内代谢的中间产物或分泌物。过去制备疫苗是从动物组织中提取，得到的产量低而且很费时。现在，通过培养、诱变等细胞工程或细胞融合途径，不仅大大提高了效率，还能制备出多价菌苗，可以同时抵御两种以上的病原菌的侵害。用同样的手段，也可培养出能在培养条件下长期生长、分裂并能分泌某种激素的细胞系。1982年美国科学家用诱变和细胞杂交手段，获得了可以持续分泌干扰素的体外培养细胞系，现已走向应用。

4、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。

F. 简述植物细胞工程的主要应用领域和今后的发展趋势

所谓细胞工程，是指以细胞为基本单位进行培养、增殖或按照人们的意愿改造细胞的某些生物学特性，从而创造新的生物和物种，以获得具有经济价值的生物产品。它主要由两部分构成，其一是上游工程，包含细胞培养、细胞遗传操作和细胞保藏三个步骤。另一个则是下游工程，是将已转化的细胞应用到生产实践中去，以生产生物产品的过程。顾名思义，植物细胞工程，当然就是针对植物细胞的细胞工程了，它是细胞工程的一个重要组成部分。
自1904年Hanning成功培养离体胚以来，伴随着相关理论与技术的飞速发展，植物细胞工程也取得了巨大的成就。现在，我们已经可以利用细胞融合及DNA重组等现代生物技术从细胞和分子水平改良现有品种甚至于组建新品种。1983年转基因植物问世，并于1986年起被批准进入田间试验，美国APHIS到97年1月31日已批准多达两千五百八十四例田间试验。不仅如此，一些转基因植物已经开始进行商业化生产。从1994年Calgene公司的延熟番茄FLAVRSAVRTM成为首例被批准进行商业化生产的转基因作物开始，其后截止至1997年1月，美国已批准十七例，加拿大十八例，澳大利亚四例，日本七例。我国农业部也已于97年上半年批准了转基因延熟番茄的商业化。由此可见，植物细胞工程将对我们的生活产生越来越大的影响，我们应对此加以重视，了解一些新的研究成果及新技术，以求在生物工程这个二十一世纪的龙头产业中占有一席之地。
植物细胞工程涉及诸多理论原理及实际操作技术，首当其冲的自然是培养技术，也就是将植物的器官、组织、细胞甚至细胞器进行离体地、无菌的培养。它是对细胞进行遗传操作及细胞保藏的基础。此类技术发展起步较早，相对而言已比较成熟，各种培养基制备及很多操作方法已经基本规范化。针对植物的培养主要有植物组织培养、植物细胞培养、花药及花粉培养、离体胚培养以及原生质体培养这几个大类，每一种都还可可以继续细分为更具体的小类。组织培养首先将外植体分离出来，然后在无菌及适当条件下培养以诱导出愈伤组织，另外在愈伤组织随外植体生长一段时间后还需要进行继代培养，以避免代谢产物积累及水分散失等因素的影响。细胞培养可分为悬浮细胞培养、平板培养、饲养层培养和双层滤纸植板几类，它们都是将选定的植物细胞于适当的条件下进行培养，以得到大量基本同步化的细胞，为遗传操作提供材料。花粉及花药培养主要是使花粉改变正常发育途径而转向形成胚状体和愈伤组织，从而产生单倍体植株。离体胚培养有幼胚与成熟胚培养两类，通过使用相应的培养基使离体胚正常的萌发生殖，以供研究和操作使用。原生质体的培养则是一切利用原生质体进行遗传操作的基础，它是将取得的植物细胞去除细胞壁形成原生质体后进行培养，具体方法与细胞培养有一定的相似之处。作为后继操作的基础，培养技术的选择是非常重要的。采用适当的培养方法可以更好地进行遗传操作和保存细胞，而错误的选择是有可能影响结果甚至导致试验和生产失败，造成时间和金钱的浪费。
仅仅对细胞进行培养是不够，要使培养的细胞能为人类服务，就要对其进行一定的改造，这就涉及到了细胞的遗传操作。可以说，遗传操作是整个细胞工程中最为重要也最具挑战性的一环。它极大的依赖于理论原理、操作技术以及设备的发展。随着基因组学的发展，各项基因组计划正在紧锣密鼓地进行，由于DNA序列分析方法的革新，诸如高效毛细管自动化测序、DNA芯片法以及大规模平行实测法的应用大大加快了基因组计划的进程。拟南芥基因组计划将于2004年完成，水稻、番茄和玉米基因组的测序也正在进行。是类计划所提供的信息将不断定位大量有价值的基因，而最近的研究还表明影响作物产量的可以是单基因的改变而不仅仅是多基因决定。所有这一切的基础研究都为遗传操作提供了更多、更准确的理论依据。实验技术的发展则使精确、高效的遗传操作变得更加方便。将外源DNA导入靶细胞的方法不断完善，除了以前经常使用的质粒载体、病毒载体、转座因子和APC（酵母人工染色体）等途径外，通过lipoplex\polyplex介导、裸DNA、"基因枪"、超声波法和电注射法等非病毒方式转换细胞的方法也开始被广泛的使用；细胞融合方法已被不断的改进，融合率增大；细胞诱变也取得了较大的进展，诱变方式不断增加。这些理论和技术的发展都为更好的改造细胞创造了条件。
培养或改造好的细胞是进行研究和生产的基本材料，为了使其不致死亡并尽量保持优良的特性，就需要进行适当的保藏。一般是根据细胞的特点，人工创造条件使其生长代谢活动尽量降低，处于休眠状态，以抑制增殖和减少变异。作为世界上最大的细胞库，ATCC早在92年就已经有了三千两百多个细胞系入库，而且数量还在不断增加。此外还有CSH(美)、NCTC(英)、NRRL(英)、KCC(日)等著名的保藏机构，国内也有一些较为大型的机构，足见各国对细胞保藏的重视。由于植物细胞有其自身的特点，因而其保藏方法不可能与微生物完全相同。通常采用的方法是液氮超低温保藏方法。这种方法利用液氮的温度可以达到零下一百九十六是使度，远远低于一般细胞新陈代谢作用停止的温度（零下一百三十摄氏度）从而使细胞的代谢活动停止，化学作用随之消失，达到长期保藏的目的。操作时要注意从常温到低温的过渡，以使细胞内的自由水通过膜渗出，避免其产生冰晶而损害细胞。另外还有低温冻藏法及其他一些保藏方法，但多用于短期保藏。
细胞工程的目的，是得到人们所需要的生物产品。要使已经改造好的细胞产生大量具有经济价值的产物，就必须依靠下游加工过程，也就是我们常说的下游工程。它的作用就是大量培养细胞，并从培养液中分离、精制出有关的生物化工产品。由于植物细胞的高度易碎性，对剪切力的敏感、细胞有去分化和聚集作用，增殖时间长等独特性，使其大规模培养技术明显比微生物和动物细胞的发展缓慢。但通过不懈的努力，现在已经具备在2万升规模的生物反应器中培养烟草细胞的能力。而日本的三井石化也已经在使用七百五十升发酵罐通过培养植物细胞而生产紫草宁，且产量较高，可满足全日本百分之四十上的需要。相信随着理论以技术的不断完善，植物细胞的大规模的培养将会很快的成为一种常规的生产手段。培养后的培养物经过处理后被分离、提纯。分离和精制过程所需的费用在整个生产过程中的占有很大的比例，一般为百分之六十，有些甚至高达百分之八十至百分之九十，而且还有继续加剧的取向。因此该过程的落后也可能阻碍细胞工程的发展。世界各国现在已经都比较重视这个问题，英国早在83年就发起了生物分离计划(BIOSEP)，专门研究分离与精制，我国也曾经召开过专门会议。分离与精制的困难是由于培养液自身的理化特性所决定，这就需要在上游工程时就考虑到这方面的问题，同时不断推出新的分离纯化技术及方法，从而简化过程、降低成本，这在实际生产中是很重要的。
诚然，细胞工程的伟大和神奇确实令人惊叹不已，但随着这一类技术的迅猛发展，基因产品的广泛应用，其安全性已引起了人们的广泛关注。虽然从本质上来讲，转基因植物和常规育成的品种是一样的，两者都是在原有品种的基础上对其一部分进行修饰，或增加新特性，和消除原来的不利性状，但是，以前所用的有性杂交仅仅局限于种类和近缘种之间，而转基因植物却大胆突破了这一局限，其外源基因可以来自植物、微生物甚至动物。在这种情况下，人们对可能出现的新组合、新性状是否会影响人类健康和生物环境还缺乏足够的认识和经验。至少从目前来说，我们还不可能很精确的预测某一个外源基因在新的遗传背景中会产生什么样的相互作用。并且，转基因植物还可以对它所在的环境产生一定的影响。比如现在应用最多的抗除草剂基因就可能通过同属野生植物异花传粉而逐渐扩散进入自然界，从而使杂草的控制变得更加困难；而抗虫、抗病基因也有可能通过类似的途径转移到环境，给野生种群带来选择优势而变得无法收拾。虽然现在一般通过生殖隔离（设置缓冲作物带和隔离区）来防止基因漂流至临近作物，但若进行大规模生产和推广时就会难于加以控制。另外，转基因作物还可能造成对微生物的影响，Hoffman等就曾发现转基因油菜中的基因可转至黑曲霉中，虽然机制还不明确，但至少存在这个事实。自然界中存在着植物病毒间异源重组，病毒的异源包装（转移包装）可以改变其宿主范围。转基因植物表达的病毒外壳蛋白在体外实验中可以包装入侵的另一种病毒的核酸，产生一种新病毒，虽然在小规模的田间实验中并未发现这种情况，但长期的大规模生产应用中是否也是怎样呢？此外，公众对转基因植物的接受性和标签问题得到也是我们应该考虑的问题。
由此可见，细胞工程是一柄双刃剑，在造福于人类的同时也可能毁灭人类，甚至整个地球。这就要求我们在大力发展的同时注意其安全性，不断完善理论以技术，使其更好地为人类服务。

G. 细胞工程有哪些具体应用

细胞工程作为科学研究的一种手段，已经渗入到生物工程的各个方面，成为必不可少的配套技术。在农林、园艺和医学等领域中，细胞工程正在为人类做出巨大的贡献。

1、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。中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。其中河南省农科院培育的小麦新品种，具有抗倒伏、抗锈病、抗白粉病等优良性状。

2、园林花卉

在果树、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。

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。

(7)细胞工程技术的应用与展望扩展阅读：

细胞工程的特点：

1、前沿性：现代生物技术的热点。

2、争议性：新技术给伦理道德带来的冲击。

3、综合性：多学科交叉。

4、应用性：工程类课程，重在产品与技术。

研究内容：

动植物细胞与组织培养、细胞融合（新的物种或品系、单克隆抗体）、细胞核移植（无性繁殖、克隆动物）、染色体工程（多倍体育种，例：八倍体小黑麦）；

胚胎工程（优良品种、试管婴儿）、干细胞与组织工程（胚胎干细胞、组织干细胞）、转基因生物与生物反应器（转基因动物、转基因植物）。

H. 细胞工程和细胞培养技术是怎样发展起来的

细胞工程的发展历史与应用是指应用细胞生物学、发育生物学、遗传学和分子生物学等方法，通过类似于工程学的步骤，在细胞后细胞器水平上按照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质，以获得新的生物物种、品种或特种细胞产品的一门综合性技术。随着科学的发展和人们对生命科学的深入探索，细胞工程技术必将会在工业、农业、环境保护、资源利用等领域发挥越来越重要的作用。

细胞工程的理论基础是细胞学说和细胞全能性学说。1839年，Schwann和Schleiden建立了细胞学说，细胞学研究进入快速发展阶段。德国学者Haberlandt（1902年）在发表的《植物细胞立体培养实验》的论文中提出了细胞全能性的观点。Hänning（1904年）进行了幼胚的立体培养，在含有糖、无机盐、氨基酸和植物提取物的培养基上，培养萝卜和辣根菜的幼胚，发现离体幼胚均可充分发育，并且可以提前萌发成苗。
1925年，Laibach培养亚麻种间杂交幼胚获得成功，并得到杂交种。从20世纪20年代起，幼胚培养被用来挽救远缘杂交早期败育的胚胎，因此可以认为，幼胚培养和胚胎拯救（embyrorescue）技术是最早应用的植物细胞工程技术。
20世纪30年代，植物组织培养技术基本建立。李继侗（1933年）将3mm以上的银杏胚培养成功，并且发现加入胚乳汁可以促进离体胚的成长。1937年，White发现B族维生素、吲哚乙酸对植物生长具有促进作用。1937~1939年，White、Gautheret和Nobercourt分别建立了植物组织的连续培养物，使离体的植物组织可以在人工培养基上不断生长，从而奠定了现代组织培养的基础。
20世纪60年代初，Cocking等人用纤维素酶来分离植物原生质体并获得成功。分离得到的原生质体在培养过程中，可长出新壁，进行分裂和分化，最终形成完整植株。获得成功的植物有胡萝卜、矮牵牛、油菜、石刁柏等。
在动物学界，1907年美国生物学家哈里森用盖玻片悬滴培养蛙胚神经组织，存活数周，而且观察到细胞生长现象，开创了动物细胞培养的先河。
德国胚胎学家Spemamm（1938年）认为，早期胚胎细胞具有高度的分化潜能，将胚胎的细胞核移植到去核卵母细胞中，可以发育为新的胚胎。Briggs和Kings（1952年）把非洲豹蛙囊胚的细胞核一到去核的卵母细胞中，得到了非洲豹蛙的胚胎克隆后代，从而证实了Spemamm的观点。
Okata（1962年）发现仙台病毒（Sendal virus）可诱发艾氏腹水瘤细胞融合，形成多核细胞，为动物细胞融合技术的发展奠定了基础。诺贝尔医学和生理学奖获得者Cesar Milstein和Geoger Kohler（1975年）将免疫小鼠的脾细胞和小鼠骨髓瘤细胞进行融合，获得了既能在体外无限繁殖，又能产生特异性抗体的杂交瘤细胞，有力的促进了免疫学的发展。
细胞工程技术发展迅速，试管植物、试管动物、转基因生物反应器等相继问世。以色列用胚胎干细胞培养出人类心脏组织，可以正常跳动，以及美国培养的造血先驱细胞、中国培养的胃和肠粘膜组织等。1977年英国利用胚胎工程技术成功地培养出世界首例试管婴儿，1997年英国首次克隆出绵羊“多莉”，2001年英国又培育出首批转基因猪。