选修3动物细胞工程ppt.ppt

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专题专题2.22.2动物细胞工程动物细胞工程动物细胞培养动物细胞培养动物细胞融合动物细胞融合单克隆抗体制备单克隆抗体制备细胞核移植细胞核移植动物动物细胞细胞工程工程技术技术动物细胞工程的动物细胞工程的基础基础2.2.1动物细胞培养和核移植技术动物细胞培养和核移植技术

（一）、概念

（一）、概念是指从动物机体内取出是指从动物机体内取出相关相关的组织，的组织，将它分散成将它分散成单个细胞单个细胞，然后放在，然后放在适宜的适宜的培养基中，让这些细胞培养基中，让这些细胞生长生长和和增殖增殖。

（二）、原理

（二）、原理细胞分裂增殖细胞分裂增殖（三）、过程（三）、过程幼龄动物幼龄动物剪碎组织剪碎组织原代细胞培养原代细胞培养取动物器官取动物器官和组织和组织细胞悬浮液细胞悬浮液传代细胞培养传代细胞培养胰蛋白酶处理胰蛋白酶处理单个细胞单个细胞胰蛋白酶处理胰蛋白酶处理单个细胞单个细胞细胞贴壁细胞贴壁:

培养贴附性细胞时,细胞要能贴附于底物上才能生长繁殖.细胞接触抑制细胞接触抑制细胞在贴壁细胞在贴壁生长过程中，随生长过程中，随着细胞分裂，数着细胞分裂，数量不断增加，最量不断增加，最后形成一个单层，后形成一个单层，此时细胞间相互此时细胞间相互接触，细胞分裂接触，细胞分裂和生长停止，数和生长停止，数量不再增加。

量不再增加。

有关概念有关概念v原代培养原代培养：

从机体取出后立即培养的细胞为从机体取出后立即培养的细胞为原代细胞。

一般培养的第原代细胞。

一般培养的第11代细胞与传代细胞与传1010代代以内的细胞称为原代细胞培养。

以内的细胞称为原代细胞培养。

v传代培养传代培养：

将原代细胞从培养瓶中取出，配将原代细胞从培养瓶中取出，配制成细胞悬浮液，分装到两个或两个以上的制成细胞悬浮液，分装到两个或两个以上的培养瓶中继续培养，称为传代培养。

培养瓶中继续培养，称为传代培养。

归纳归纳过程过程取取的组织、器官的组织、器官细胞悬浮液细胞悬浮液酶酶贴满瓶壁的细胞贴满瓶壁的细胞单个细胞单个细胞加入加入液液动物胚胎或幼龄动物动物胚胎或幼龄动物胰蛋白胰蛋白培养培养接触抑制接触抑制原代原代培养培养（分装前分装前）1-10代细胞代细胞遗传物质遗传物质改变改变原代细胞原代细胞培养培养加加液液4050代细胞代细胞（细胞株细胞株）未未遗传物质遗传物质改变改变无限传代（无限传代（细胞系细胞系）已已传代传代培养培养胰蛋白胰蛋白酶酶有关概念有关概念细胞株：

细胞株：

原代细胞一般传至原代细胞一般传至1010代左右细胞代左右细胞生长停滞，大部分细胞衰老死亡，少数细胞存生长停滞，大部分细胞衰老死亡，少数细胞存活到活到40504050代，这种传代细胞为细胞株。

代，这种传代细胞为细胞株。

细胞系：

细胞株传代至细胞株传代至5050代后又出现细胞代后又出现细胞生长停滞状态，只有部分细胞由于遗传物质的生长停滞状态，只有部分细胞由于遗传物质的改变，使其在培养条件下可以无限制传代，这改变，使其在培养条件下可以无限制传代，这种传代细胞为细胞系。

种传代细胞为细胞系。

细胞株和细胞系的区别细胞株和细胞系的区别：

细胞系的遗传物细胞系的遗传物质改变，具有癌细胞的特点，失去接触抑制，质改变，具有癌细胞的特点，失去接触抑制，容易传代培养。

容易传代培养。

思考题：

11、为什么选用动物胚胎或幼龄个体的器官或组织、为什么选用动物胚胎或幼龄个体的器官或组织做动物细胞培养材料？

做动物细胞培养材料？

22、为什么培养前要将组织细胞分散成单个细胞？

、为什么培养前要将组织细胞分散成单个细胞？

因为这些组织或器官，分裂能力旺盛，易于培养。

成块组织使细胞靠在一起限制了细胞的生长和成块组织使细胞靠在一起限制了细胞的生长和增殖，且细胞不能与培养液充分接触，不利于增殖，且细胞不能与培养液充分接触，不利于培养。

培养。

3、胰蛋白酶的作用是什么呢？

由此可说明细胞间、胰蛋白酶的作用是什么呢？

由此可说明细胞间的物质是什么成份？

的物质是什么成份？

催化蛋白质水解。

细胞间的物质主要是蛋催化蛋白质水解。

细胞间的物质主要是蛋白质白质（胶原蛋白等胶原蛋白等）。

4、细胞膜的主要成份是什么？

、细胞膜的主要成份是什么？

蛋白质和磷脂蛋白质和磷脂5、胰蛋白酶能将细胞消化掉吗？

、胰蛋白酶能将细胞消化掉吗？

能能66、既然、既然胰蛋白酶能将细胞消化掉胰蛋白酶能将细胞消化掉，那，那将动物组将动物组织分散成单个细胞要织分散成单个细胞要注意什么问题呢？

注意什么问题呢？

77、能够用胃蛋白酶代替胰蛋白酶吗？

为什么、能够用胃蛋白酶代替胰蛋白酶吗？

为什么？

注意时间的控制注意时间的控制不能，因为两者的最适不能，因为两者的最适PHPH不同，而正常组织不同，而正常组织细胞的生存环境与胰蛋白酶的最适细胞的生存环境与胰蛋白酶的最适PHPH较接近较接近11、无菌、无毒的环境、无菌、无毒的环境保证细胞保证细胞顺利的生顺利的生长增殖长增殖添加一定量的抗生素，定期更换培养液添加一定量的抗生素，定期更换培养液添加：

糖（葡萄糖）、氨基酸、促生长因子、无添加：

糖（葡萄糖）、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素、动物血清等。

机盐、微量元素、动物血清等。

（四）、动物细胞培养的条件（四）、动物细胞培养的条件22、营养、营养33、温度和、温度和PHPH培养室中控制培养室中控制,使之达到使之达到36.536.50.5,7.27.40.5,7.27.4培养箱中提供培养箱中提供OO22和和COCO22（95%95%空气和空气和5%CO5%CO22）44、气体环境、气体环境：

（五）、动物细胞培养技术的应用（五）、动物细胞培养技术的应用（3）细胞的生理、药理、病理研究）细胞的生理、药理、病理研究

（1）培养健康细胞用于烧伤病人皮肤移植培养健康细胞用于烧伤病人皮肤移植

（2）基因工程的受体细胞基因工程的受体细胞植物组织培养和动物细胞培养的比较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细胞的细胞的细胞细胞培养基特有培养基特有成分成分、植物激素、植物激素葡萄糖、葡萄糖、培养结果培养结果植物体植物体培养目的培养目的快速繁殖、培育快速繁殖、培育无病毒植株无病毒植株获得获得全能性全能性增殖增殖蔗糖蔗糖动物动物血清血清细胞株、细胞系细胞株、细胞系细胞细胞,某些某些蛋白质蛋白质资料一：

资料一：

培养的动物细胞可以用于培养的动物细胞可以用于检测有毒物质检测有毒物质。

许。

许多致畸、致癌物质加入培养液后，培养细胞会发多致畸、致癌物质加入培养液后，培养细胞会发生染色体结构和数目的变异。

根据变异细胞占全生染色体结构和数目的变异。

根据变异细胞占全部培养细胞的百分数，可以判断某种物质的毒性。

部培养细胞的百分数，可以判断某种物质的毒性。

现在动物细胞培养已经成为检测有毒物质的快速现在动物细胞培养已经成为检测有毒物质的快速而灵敏的有效手段。

而灵敏的有效手段。

资料二：

人工关节人工关节软骨再生软骨再生1.1.第一次手第一次手术术:

从从病人病人关节软骨关节软骨中未中未受力的部分，取出一片受力的部分，取出一片约为约为葡萄葡萄干干大大小的健康小的健康软软骨骨组织组织。

2.2.分分离软离软骨骨细胞并经细胞并经三星期的三星期的体体外外培培养养，使，使细胞数细胞数增加增加约约10102020倍。

倍。

3.3.第二次手第二次手术术:

清理清理软软骨受骨受损损的部分，的部分，从从下方骨下方骨头头部位取出一片部位取出一片约与伤约与伤口口大大小相同的骨膜，小相同的骨膜，缝缝在在伤伤口上方，再口上方，再将将软软骨骨细胞细胞注射到骨膜下方。

注射到骨膜下方。

资料三：

结果结果:

经过复健经过复健一年一年后后即可即可恢复恢复正常的生活。

正常的生活。

（一）、动物细胞核移植的概念：

动物核移植是将动物的一个细胞的动物核移植是将动物的一个细胞的细胞细胞核核,移入一个已经去移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞掉细胞核的卵母细胞中中.使其重组并发育成一个新的胚胎使其重组并发育成一个新的胚胎,这个新的这个新的胚胎最终发育为动物个体胚胎最终发育为动物个体.克隆动物：

用核移植的方法得到的动物。

克隆动物：

用核移植的方法得到的动物。

动物核移植动物核移植是将动物的一个细胞的细胞核是将动物的一个细胞的细胞核,移入一个移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中已经去掉细胞核的卵母细胞中.使其重组并发育成一个使其重组并发育成一个新的胚胎新的胚胎,这个新的胚胎最终发育为动物个体这个新的胚胎最终发育为动物个体

（二）、分类：

胚胎细胞核移植胚胎细胞核移植：

体细胞核移植体细胞核移植：

细胞分化程度低，恢复细胞分化程度低，恢复全能性容易全能性容易细胞分化程度高，恢复细胞分化程度高，恢复全能性困难全能性困难克隆动物克隆动物:

用核移植方法得到的动物用核移植方法得到的动物.克隆克隆（clone）是指通过无性生殖而产生的遗）是指通过无性生殖而产生的遗传上均一的传上均一的生物生物群，即具有完全相同的遗传组成的群，即具有完全相同的遗传组成的一群细胞或者生物的个体。

克隆在希腊语中是一群细胞或者生物的个体。

克隆在希腊语中是“小小树枝叶树枝叶”的意思，用以指无性增殖物。

的意思，用以指无性增殖物。

去核去核卵细卵细胞胞供体供体细胞细胞电电刺刺激激使使两两细细胞胞融融合合重组细胞重组细胞重组胚胎重组胚胎新个体新个体代孕母牛代孕母牛C胚胎移植胚胎移植卵细卵细胞培胞培养养无性生殖无性生殖（三三）、体体细细胞胞的的核核移移植植过过程程高高产产奶奶牛牛A供体供体细胞细胞培养培养供供卵卵奶奶牛牛B（四）、体细胞核移植技术的应用前景（四）、体细胞核移植技术的应用前景1、在畜牧业中可以加速家畜遗传改良的进程、在畜牧业中可以加速家畜遗传改良的进程2、保护濒危物种、保护濒危物种3、生产医用蛋白质、生产医用蛋白质及组织器官的移植的及组织器官的移植的供体供体（五）、体细胞核移植技术存在的问题（五）、体细胞核移植技术存在的问题1、克隆动物基因组重新编程的机制尚不清楚。

、克隆动物基因组重新编程的机制尚不清楚。

2、克隆技术效率低，畸形率高、死亡率高、易出、克隆技术效率低，畸形率高、死亡率高、易出现早衰等问题。

现早衰等问题。

3、生产克隆动物费用昂贵。

、生产克隆动物费用昂贵。

44、一般说来，动物细胞体外培养需要满足以下条件（、一般说来，动物细胞体外培养需要满足以下条件（）无毒的环境无毒的环境无菌的环境无菌的环境培养基需要加入血培养基需要加入血清清温度与动物体温相似温度与动物体温相似需要需要OO22，不需要，不需要COCO22COCO22能调节培养液能调节培养液PHPHAA、BB、CC、DD、DD55、动物细胞培养的特点、动物细胞培养的特点（）细胞贴壁细胞贴壁有丝分裂有丝分裂细胞分化细胞分化接触抑制接触抑制减数分裂减数分裂原代培养一般传原代培养一般传111010代代AA、BB、CC、DD、AA66、下图是动物细胞培养的基本过程示意图。

请据、下图是动物细胞培养的基本过程示意图。

请据此回答：

此回答：

（11）容器）容器AA中放置的是动物器官或组织。

它一中放置的是动物器官或组织。

它一般取自般取自_。

（22）容器）容器AA中的动物器官或组织首先要进行的中的动物器官或组织首先要进行的处理是处理是，然后用，然后用酶处理，酶处理，这是为了使细胞分散开来，这样做的目的是这是为了使细胞分散开来，这样做的目的是。

动物胚胎或幼龄动物动物胚胎或幼龄动物剪碎剪碎胰蛋白胰蛋白使细胞与培养液充分接触，便于培养使细胞与培养液充分接触，便于培养（33）培养首先在）培养首先在BB瓶中进行，瓶中的培养基成瓶中进行，瓶中的培养基成分有分有_等。

在此瓶中培养等。

在此瓶中培养一段时间后，有许多细胞衰老死亡，这是培养一段时间后，有许多细胞衰老死亡，这是培养到第到第代，到这时的培养称为代，到这时的培养称为__。

（44）为了把）为了把BB瓶中的细胞分装到瓶中的细胞分装到CC瓶中，用瓶中，用处理，然后配置成处理，然后配置成，再，再分装。

分装。

动物血清动物血清10原代培养原代培养胰蛋白酶胰蛋白酶细胞悬浮液细胞悬浮液一、动物细胞融合一、动物细胞融合受精作用受精作用动物动物细胞细胞融合融合细胞细胞A细胞细胞B杂种细胞杂种细胞灭活的病毒灭活的病毒物理法物理法化学法化学法用灭活的病毒诱导动物细胞融合过程用灭活的病毒诱导动物细胞融合过程细胞核细胞核病毒颗粒病毒颗粒细胞核细胞核细胞融合与融合诱导细胞融合物质细胞融合与融合诱导细胞融合物质诱导剂：

病毒、聚乙二醇诱导剂：

病毒、聚乙二醇诱导细胞融合的病毒必须灭活。

诱导细胞融合的病毒必须灭活。

思考讨论：

为什么细胞融合过程中使用的思考讨论：

为什么细胞融合过程中使用的病毒需要灭活？

病毒需要灭活？

二、单克隆抗体二、单克隆抗体什么是抗体？

什么是抗体？

抗体是机体受抗原刺激后产生抗体是机体受抗原刺激后产生的、并能与该抗原发生特异性结合的的、并能与该抗原发生特异性结合的具有免疫功能的球蛋白。

具有免疫功能的球蛋白。

B淋巴细胞产生抗体。

淋巴细胞产生抗体。

单克隆抗体单克隆抗体由单个由单个B淋巴细胞经过无性繁殖淋巴细胞经过无性繁殖（克隆），形成基因型相同的细胞群，（克隆），形成基因型相同的细胞群，这一细胞群所产生的化学性质单一、特这一细胞群所产生的化学性质单一、特异性强的抗体称为单克隆抗体。

异性强的抗体称为单克隆抗体。

特点特点：

特异性强、灵敏度高特异性强、灵敏度高单克隆抗体制备过程单克隆抗体制备过程注射抗原注射抗原B淋巴细胞淋巴细胞骨髓瘤细胞骨髓瘤细胞细胞融合、筛选细胞融合、筛选杂交瘤细胞杂交瘤细胞细胞培养细胞培养筛选，继续培养筛选，继续培养足够数量的、能产生足够数量的、能产生特定抗体的细胞群特定抗体的细胞群体外培养体外培养注射到小鼠腹腔注射到小鼠腹腔单克隆抗体单克隆抗体如何大量生产单克隆抗体？

如何大量生产单克隆抗体？

利用淋巴细胞产生抗体的功能利用淋巴细胞产生抗体的功能利用肿瘤细胞无限增殖的特性利用肿瘤细胞无限增殖的特性利用细胞融合的技术将两种细胞融合获利用细胞融合的技术将两种细胞融合获得具有淋巴细胞和肿瘤细胞特性的杂交得具有淋巴细胞和肿瘤细胞特性的杂交瘤细胞瘤细胞利用动物细胞培养技术大量培养杂交瘤利用动物细胞培养技术大量培养杂交瘤细胞细胞思考：

思考：

1、本过程利用了哪些原理？

、本过程利用了哪些原理？

免疫原理，细胞融合原理和动物细胞培养原理免疫原理，细胞融合原理和动物细胞培养原理2、为什么选用小鼠骨髓瘤细胞与、为什么选用小鼠骨髓瘤细胞与B细胞融合？

细胞融合？

这样融合成的杂交瘤细胞，继承了双亲细胞的遗传这样融合成的杂交瘤细胞，继承了双亲细胞的遗传物质，不仅具有物质，不仅具有B细胞分泌抗体的能力，而且还有无细胞分泌抗体的能力，而且还有无限增殖的本领，因而可以获得大量单克隆抗体限增殖的本领，因而可以获得大量单克隆抗体单克隆抗体的应用单克隆抗体的应用与常规抗体相比，单克隆抗体产量高，特与常规抗体相比，单克隆抗体产量高，特异性强，灵敏度高异性强，灵敏度高。

应用主要有：

1、临床诊断、临床诊断2、作为载体，运载抗癌药物，形成、作为载体，运载抗癌药物，形成“生物导弹生物导弹”治疗肿治疗肿瘤瘤资料资料：

目前世界各国已经研制出数以百计的单克隆抗目前世界各国已经研制出数以百计的单克隆抗体。

许多缺乏良好诊断手段的传染病、免疫性疾病、血液病、体。

许多缺乏良好诊断手段的传染病、免疫性疾病、血液病、内分泌疾病和遗传病，用单克隆抗体作为诊断手段，是一个内分泌疾病和遗传病，用单克隆抗体作为诊断手段，是一个必然趋势。

另外，用单克隆抗体做体内诊断，借以鉴别和定必然趋势。

另外，用单克隆抗体做体内诊断，借以鉴别和定位体内位体内“病灶病灶”也引起人们的注意，目前，主要用于肿瘤追也引起人们的注意，目前，主要用于肿瘤追踪及心肌梗塞的诊断。

踪及心肌梗塞的诊断。

植物体细胞杂交和动物细胞融合的比较植物体细胞杂交和动物细胞融合的比较比较项目比较项目植物体细胞杂交植物体细胞杂交动物细胞融合动物细胞融合细胞融合原理细胞融合原理细胞膜的流动性、细胞膜的流动性、细胞膜的流动性细胞膜的流动性细胞融合的方法细胞融合的方法去除细胞壁后诱导去除细胞壁后诱导原生质体融合原生质体融合使细胞分散后诱使细胞分散后诱导细胞融合导细胞融合诱导方法诱导方法物理（离心、振荡、物理（离心、振荡、电刺激）电刺激）化学（聚乙二醇）化学（聚乙二醇）物理、化学方法物理、化学方法（同左）（同左）灭活的病毒灭活的病毒用途用途获得杂种植株获得杂种植株制备单克隆抗体制备单克隆抗体下图为某同学根据杂交瘤技术的方法，设计的生产破伤下图为某同学根据杂交瘤技术的方法，设计的生产破伤风杆菌的实验方案风杆菌的实验方案2、该方案能达到预期效果吗？

为什么？

、该方案能达到预期效果吗？

为什么？

4、图中、图中B为为_过程，常用过程，常用_作为诱导剂，该细胞继作为诱导剂，该细胞继承承_的遗传特性，既能的遗传特性，既能_,又能又能_。

1、该实验方案的目的是、该实验方案的目的是_3、A是从小鼠的脾脏中取得是从小鼠的脾脏中取得_,该细胞能够产生该细胞能够产生_5、C过程指细胞培养，该过程包括过程指细胞培养，该过程包括_培养和培养和_培养两个阶段，其培养两个阶段，其中中_代以内的的细胞属于细胞株。

代以内的的细胞属于细胞株。

制备单克隆抗体制备单克隆抗体B细胞细胞抗体抗体细胞融合细胞融合灭活病毒灭活病毒双亲细胞双亲细胞分泌抗体分泌抗体无限增殖无限增殖原代原代传代传代50B体外培养体外培养骨髓瘤细胞骨髓瘤细胞杂交瘤细胞杂交瘤细胞足够数量的细胞群足够数量的细胞群注射到注射到小鼠腹腔小鼠腹腔AC1.动物细胞工程技术的基础是：

（）动物细胞工程技术的基础是：

（）A动物细胞融合动物细胞融合B胚胎移植胚胎移植C动物细胞培养动物细胞培养D核移植核移植.单克隆抗体制备过程中，骨髓瘤细胞和单克隆抗体制备过程中，骨髓瘤细胞和B淋巴细胞淋巴细胞诱导融合后，要用特定培养基筛选出杂交瘤细胞，诱导融合后，要用特定培养基筛选出杂交瘤细胞，在这种培养基上不能存活增殖的细胞是（在这种培养基上不能存活增殖的细胞是（）淋巴细胞淋巴细胞小鼠骨髓瘤细胞小鼠骨髓瘤细胞B淋巴细胞自身融合细胞淋巴细胞自身融合细胞小鼠骨髓瘤细胞自身融合细胞小鼠骨髓瘤细胞自身融合细胞杂交瘤细胞杂交瘤细胞ABCDC（20062006年年北北京京卷卷11题题）以以下下不不能能说说明明细细胞胞全全能能性性的的实验是实验是A.A.胡萝卜韧皮部细胞培育出植株胡萝卜韧皮部细胞培育出植株B.B.紫色糯性王米种子培育出植株紫色糯性王米种子培育出植株C.C.转入抗虫基因的棉花细胞培育出植株转入抗虫基因的棉花细胞培育出植株D.D.番茄与马铃薯体细胞杂交后培育出植株番茄与马铃薯体细胞杂交后培育出植株（2006（2006年全国卷年全国卷33题）下列关于动物细胞培养的叙题）下列关于动物细胞培养的叙述，正确的是述，正确的是AA培养中的人效应培养中的人效应TT细胞能产生单克隆抗体细胞能产生单克隆抗体BB培养中的人培养中的人BB细胞能够无限地增殖细胞能够无限地增殖CC人的成熟红细胞经过培养能形成细胞株人的成熟红细胞经过培养能形成细胞株DD用胰蛋白酶处理肝组织可获得单个肝细胞用胰蛋白酶处理肝组织可获得单个肝细胞右图是某种淋巴细胞，膜外右图是某种淋巴细胞，膜外颗粒状物质为抗体。

据图回颗粒状物质为抗体。

据图回答：

答：

（11）这是）这是细胞，细胞，它是由它是由分化而分化而来。

来。

（22）抗体从开始合成）抗体从开始合成到分泌出细胞，经过的细胞到分泌出细胞，经过的细胞结构顺序是（填标号）结构顺序是（填标号）。

抗体的分泌说明细胞的各。

抗体的分泌说明细胞的各种生物膜在结构上具有种生物膜在结构上具有。

并以。

并以的形式的形式转变。

转变。

（44）抗体的化学本质是）抗体的化学本质是，它能与，它能与发生特异性结合，发挥免疫效应。

该过程属发生特异性结合，发挥免疫效应。

该过程属于于免疫的免疫的阶段。

阶段。

（55）若该抗体是单克隆抗体，则该细胞名称为）若该抗体是单克隆抗体，则该细胞名称为。

在制备单克隆抗体的过程中，应用。

在制备单克隆抗体的过程中，应用的动物细胞工程的技术手段是的动物细胞工程的技术手段是。

（33）在分泌抗体时要消耗由）在分泌抗体时要消耗由提供的能量。

提供的能量。

（11）效应）效应BB；BB细胞或记忆性细胞或记忆性BB细胞细胞（22）；一定的连续性；一定的连续性；具膜小泡具膜小泡（33）线粒体线粒体（44）球蛋白；相应的抗原；体液；效应）球蛋白；相应的抗原；体液；效应（55）杂交瘤细胞；动物细胞融合、动物细）杂交瘤细胞；动物细胞融合、动物细胞培养胞培养

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