高中生物选修3(人教版)动物细胞工程课件.ppt

2.2动物细胞工程专题专题2 2细胞工程细胞工程2021/10/101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技术单克隆抗体技术核移植核移植动物动物细胞细胞工程工程常用常用技术技术胚胎移植技术胚胎移植技术2021/10/1021.1.过程：过程：2021/10/103动物动物胚胎胚胎或或幼龄幼龄动动物的组织、器官物的组织、器官胰蛋白酶胰蛋白酶剪碎剪碎单个细胞单个细胞加培养液加培养液制成制成细胞细胞悬液悬液细胞株细胞株细胞系细胞系细胞增值细胞增值无限传代无限传代去掉组织间去掉组织间蛋白蛋白动物细胞培养不能动物细胞培养不能最终培养成生物体最终培养成生物体细胞细胞贴壁贴壁原原代代培培养养传代培养传代培养胰蛋白酶胰蛋白酶2021/10/104细胞细胞悬浮悬浮液液1010代代细胞细胞5050代代细胞细胞无限传无限传代代原代培养原代培养传代培养传代培养细胞株细胞株细胞系细胞系如何界定原代培养和传代培养？如何界定原代培养和传代培养？多数组织细胞固定在表面多数组织细胞固定在表面生长和分裂。生长和分裂。随细胞增多，细胞就会停止分裂增殖随细胞增多，细胞就会停止分裂增殖遗传物质改变遗传物质改变2021/10/1052、有关概念、有关概念原代培养：从机体取出后立即培养的细胞为原代培养：从机体取出后立即培养的细胞为原代细胞。培养的第原代细胞。培养的第1代细胞与传代细胞与传10代以内代以内的细胞称为原代细胞培养。的细胞称为原代细胞培养。传代培养：将原代细胞从培养瓶中取出，配传代培养：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。2021/10/1062、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10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4050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：细胞系：细胞株传代至细胞株传代至50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。2021/10/1073、动物细胞培养条件、动物细胞培养条件1。无菌、无毒。无菌、无毒2。营养：。营养：葡萄糖葡萄糖、氨基酸、无机盐、促、氨基酸、无机盐、促生长因子、微量元素和生长因子、微量元素和动物动物血清血清等。等。3。温度：。温度：36.5+0.54。PH=7.27.45。气体环境：。气体环境：O2和和CO2（95%空气空气+5%CO2）2021/10/108思考：思考：2、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、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？培养材料？1、动物细胞培养液的主要成分是什么？较植物组培培养基有、动物细胞培养液的主要成分是什么？较植物组培培养基有何独特之处？何独特之处？3、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？4、动物细胞培养能否像绿色植物组织培养那样最终培养成新个、动物细胞培养能否像绿色植物组织培养那样最终培养成新个体？体？主要成分：葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等。主要成分：葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等。独特之处有：独特之处有：1、液体培养基、液体培养基 2、成分中有动物血清等、成分中有动物血清等因为这些组织或器官上的细胞生命力旺盛，分裂能力强因为这些组织或器官上的细胞生命力旺盛，分裂能力强成块组织不利培养，分散了做成细胞悬浮液利于培养成块组织不利培养，分散了做成细胞悬浮液利于培养不能，动物细胞培养只能使细胞数目增多，不能发育成新的不能，动物细胞培养只能使细胞数目增多，不能发育成新的动物个体动物个体2021/10/109获得细胞获得细胞细胞的全能性细胞的全能性细胞株、细胞系细胞株、细胞系植物体植物体培养结果培养结果或细胞分泌蛋白或细胞分泌蛋白快速繁殖、培育无病快速繁殖、培育无病毒植株等毒植株等培养目的培养目的葡萄糖、动物血清葡萄糖、动物血清促生长因子促生长因子蔗糖、植物激素蔗糖、植物激素培养基特有成分培养基特有成分液体培养基液体培养基固体培养基固体培养基培养基性质培养基性质细胞增殖细胞增殖原理原理动物细胞培养动物细胞培养植物组织培养植物组织培养比较项目比较项目植物细胞和动物细胞培养的比较植物细胞和动物细胞培养的比较2021/10/10104.动物细胞培养动物细胞培养技术技术的应用的应用()大规模生产有重要价值的蛋白质生物制品。大规模生产有重要价值的蛋白质生物制品。()解决为大面积烧伤病人移植皮肤问题。解决为大面积烧伤病人移植皮肤问题。（利用贴壁生长和接触抑制原理）（利用贴壁生长和接触抑制原理）()检测有关物质毒性。检测有关物质毒性。()培养正常或病变细胞，用于科研。培养正常或病变细胞，用于科研。如病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体如病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体2021/10/1011（二）、（二）、动动物体物体细细胞核移植技胞核移植技术术和克隆和克隆动动物物1.动动物核移植物核移植(1)概概念念：将将供供体体体体细细胞胞的的_与与受受体体去去核核卵卵细细胞胞的的细细胞胞质质进进行行_，借借助助于于_的的发发育育能能力力，经经过过培培养养发发育育成成胚胚胎胎进进而形成而形成_的技的技术术。(2)关关键键技技术术：_技技术术。细细胞核胞核人工人工组组合合卵卵细细胞胞个体个体细细胞核移植胞核移植2021/10/1012动物体细胞核移植技术和克隆动物动物体细胞核移植技术和克隆动物（3）哺哺乳乳动动物物核核移移植植可可以以分分为为_核核移移植植（比较容易）和（比较容易）和_核移植（比较难）。核移植（比较难）。（4）选选用用去去核核卵卵(母母)细细胞胞的的原原因因：卵卵(母母)细细胞胞比比较较_，容容 易易 操操 作作；卵卵(母母)细细 胞胞 细细 胞胞 质质_，营养丰富。，营养丰富。胚胎细胞胚胎细胞体细胞体细胞大大多多2021/10/10132021/10/1014多莉羊的培育过程1、谁是“多莉”的母亲？2、“多莉羊”是雄还是雌？3、是否符合孟德尔遗传？问问题题卵细胞C母绵羊子宫母绵羊母绵羊乳腺细胞细胞质细胞核细胞核移植胚胎移植早期胚胎多莉羊分娩卵裂融合后的卵细胞细胞拆合技术妊娠2021/10/10152021/10/10162021/10/10172、体细胞核移植技术的应用体细胞核移植技术的应用加速家畜遗传改良进程，促进良畜群繁育；加速家畜遗传改良进程，促进良畜群繁育；保护濒危物种，增大存活数量；保护濒危物种，增大存活数量；生产珍贵的医用蛋白；生产珍贵的医用蛋白；作为异种移植的供体；作为异种移植的供体；用于组织器官的移植等。用于组织器官的移植等。3、体细胞核移植技术存在的问题体细胞核移植技术存在的问题克克隆隆动动物物存存在在着着健健康康问问题题、表表现现出出遗遗传传和和生生理理缺缺陷陷等。等。2021/10/10182021/10/1019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仙台病毒仙台病毒疱疹病毒疱疹病毒新城鸡瘟病新城鸡瘟病毒毒（三）（三）动物细胞融合动物细胞融合2、过程：、过程：1、概念：、概念：“2个或多个动物细胞个或多个动物细胞”“1”、“杂交单核细胞杂交单核细胞”2021/10/1020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思考讨论：思考讨论：思考讨论：思考讨论：为什么细胞融合过程为什么细胞融合过程为什么细胞融合过程为什么细胞融合过程中使用的病毒需要中使用的病毒需要中使用的病毒需要中使用的病毒需要灭活？灭活？灭活？灭活？病毒表面含有的糖蛋白病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能够与细胞膜和一些酶能够与细胞膜上的糖蛋白发生作用，上的糖蛋白发生作用，使细胞互相凝聚，细胞使细胞互相凝聚，细胞膜上的蛋白质分子和脂膜上的蛋白质分子和脂质分子重新排布，细胞质分子重新排布，细胞膜打开，细胞发生融合。膜打开，细胞发生融合。灭活是指用物理或化学灭活是指用物理或化学手段使病毒或细菌失去手段使病毒或细菌失去感染能力，但并不破坏感染能力，但并不破坏这些病原体的抗原结构。这些病原体的抗原结构。2021/10/10213、动动物物细细胞胞融融合合的的意意义义：克克服服了了_杂杂交交的的 不不 亲亲 合合 性性，成成 为为 研研 究究 细细 胞胞 _、_、肿肿瘤瘤和和生生物物_培培育育的的重重要要手段。手段。4、动物细胞融合与植物体细胞杂交的比较动物细胞融合与植物体细胞杂交的比较远缘远缘遗传遗传细细胞免疫胞免疫新品种新品种2021/10/1022主要用于制备主要用于制备单克隆抗体单克隆抗体获得杂种植株获得杂种植株用途用途物理、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）诱导方法诱导方法使细胞分散后诱使细胞分散后诱导细胞融合导细胞融合去除细胞壁后诱去除细胞壁后诱导原生质体融合导原生质体融合细胞融合的方法细胞融合的方法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、植物细胞全能性植物细胞全能性原理原理动物细胞融合动物细胞融合植物体细胞杂交植物体细胞杂交比较项目比较项目植物、动物细胞融合的比较植物、动物细胞融合的比较2021/10/1023（四）（四）单克隆抗体单克隆抗体1、什么是抗体？其本质是什么？、什么是抗体？其本质是什么？2、传统的抗体生产方法及缺陷是什么？、传统的抗体生产方法及缺陷是什么？抗体是从何来的？抗体是从何来的？B淋巴细胞产生抗体。淋巴细胞产生抗体。3、B淋巴细胞有什么特点？淋巴细胞有什么特点？抗体是机体受抗原刺激后产生的、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。2021/10/1024B淋巴细胞与抗体淋巴细胞与抗体B淋巴细胞受抗原刺激后，可以淋巴细胞受抗原刺激后，可以产生抗体。产生抗体。动物体内的动物体内的B淋巴细胞可以产生淋巴细胞可以产生百万种以上的抗体，每种抗体对特定的抗百万种以上的抗体，每种抗体对特定的抗原具有特异性免疫作用。原具有特异性免疫作用。每一个淋巴细胞只能产生一种抗每一个淋巴细胞只能产生一种抗体。体。2021/10/1025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 2021/10/1026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合获得具有淋巴细胞和肿瘤细胞特性的杂交瘤细胞性的杂交瘤细胞利用动物细胞培养技术大量培养杂利用动物细胞培养技术大量培养杂交瘤细胞交瘤细胞2021/10/1027 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2021/10/1028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无限增殖的本领，因而可以获得大量单克隆抗体2021/10/1029（1 1）为为什什么么选选用用小小鼠鼠骨骨髓髓瘤瘤细细胞胞与与B B淋淋巴巴细细胞融合胞融合?（小鼠骨髓瘤细胞可以在体外培养条件下大量（小鼠骨髓瘤细胞可以在体外培养条件下大量增殖，增殖，B B淋巴细胞能够产生抗体，细胞的同源性淋巴细胞能够产生抗体，细胞的同源性越近，融合形成的杂种细胞越易成活。）越近，融合形成的杂种细胞越易成活。）（2 2）骨髓瘤细胞是癌细胞吗）骨髓瘤细胞是癌细胞吗?（有无限增殖能力（失去凋亡机制，失去接触（有无限增殖能力（失去凋亡机制，失去接触抑制等）的细胞是肿瘤细胞，而具有转移能力抑制等）的细胞是肿瘤细胞，而具有转移能力的肿瘤细胞，称为癌细胞，所以说，瘤细胞不的肿瘤细胞，称为癌细胞，所以说，瘤细胞不能等于癌细胞。）能等于癌细胞。）2021/10/1030（3 3）整个制备过程为何要经过两次筛选）整个制备过程为何要经过两次筛选?（第一次筛选得到杂交瘤细胞（多种），（第一次筛选得到杂交瘤细胞（多种），第二次需先在多孔培养板上，在每孔只有第二次需先在多孔培养板上，在每孔只有一个杂交瘤细胞的情况下开始培养，然后一个杂交瘤细胞的情况下开始培养，然后再筛选出能产生特异性抗体的细胞群。由再筛选出能产生特异性抗体的细胞群。由于该细胞群是单个杂交瘤细胞克隆得来的，于该细胞群是单个杂交瘤细胞克隆得来的，所以产生的抗体必然是化学性质单一的，所以产生的抗体必然是化学性质单一的，特异性强的单克隆抗体。这里的特异性强的单克隆抗体。这里的单克隆单克隆确确有有单个细胞单个细胞克隆的含义，只不过克隆的不克隆的含义，只不过克隆的不是是B B淋巴细胞，而是淋巴细胞，而是杂交瘤细胞杂交瘤细胞。）。）2021/10/1031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，特异性强，灵敏度高，与常规抗体相比，单克隆抗体产量高，特异性强，灵敏度高，优越性十分明显优越性十分明显。应用主要有：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。生物导弹生物导弹：单克隆抗体作为载体分子，同抗癌药物相结合，将他们运载到肿瘤：单克隆抗体作为载体分子，同抗癌药物相结合，将他们运载到肿瘤部位，杀死癌细胞，这种抗体部位，杀死癌细胞，这种抗体药物结合物称之为生物导弹。它能定向杀灭药物结合物称之为生物导弹。它能定向杀灭癌细胞，避免或减少对正常细胞的伤害，大大减轻了抗癌药物的副作用。癌细胞，避免或减少对正常细胞的伤害，大大减轻了抗癌药物的副作用。2021/10/1032小结一种诱导细胞融合的新方法一种诱导细胞融合的新方法-灭活的病毒灭活的病毒一种新细胞一种新细胞-杂交瘤细胞杂交瘤细胞一种优势一种优势-单克隆抗体特异性强、灵敏度高单克隆抗体特异性强、灵敏度高2021/10/10332021/10/10342021/10/10352021/10/10362021/10/10371.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核移植核移植教学目标巩固教学目标巩固2021/10/1038在动物细胞融合和植物体细胞杂交的在动物细胞融合和植物体细胞杂交的比较中，正确的是（）比较中，正确的是（）A结果是相同的结果是相同的B杂种细胞的形成过程基本相同杂种细胞的形成过程基本相同C操作过程中酶的作用相同操作过程中酶的作用相同D诱导融合的手段相同诱导融合的手段相同教学目标巩固教学目标巩固2021/10/1039.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A BC D C教学目标巩固教学目标巩固2021/10/10402021/10/1041动物细胞工程动物细胞工程2021/10/10422021/10/1043