高中生物之動物克隆PPT學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1高中生物之動物克隆高中生物之動物克隆一、動物細胞的培養(yǎng)和克隆的形成一、動物細胞的培養(yǎng)和克隆的形成三、動物的克隆繁殖三、動物的克隆繁殖二、動物的細胞融合技術(shù)和應(yīng)用二、動物的細胞融合技術(shù)和應(yīng)用知知識識結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)第1頁/共44頁一、動物細胞的培養(yǎng)和克隆的形成一、動物細胞的培養(yǎng)和克隆的形成第2頁/共44頁動物的過程動物的過程n3.單克隆抗體的制備和應(yīng)用單克隆抗體的制備和應(yīng)用第3頁/共44頁一、動物細胞培養(yǎng)一、動物細胞培養(yǎng) 1.1.發(fā)展歷史發(fā)展歷史: : 20 20世紀初，人們不知道神經(jīng)纖維是由神經(jīng)細胞的細世紀初，人們不知道神經(jīng)纖維是由神經(jīng)細胞的細胞質(zhì)向外突出形成的，還是由神經(jīng)細胞周圍的其他細胞胞

2、質(zhì)向外突出形成的，還是由神經(jīng)細胞周圍的其他細胞融合而成的。生物學(xué)家們就這個問題展開了激烈的爭論融合而成的。生物學(xué)家們就這個問題展開了激烈的爭論。19071907年，美國生物學(xué)家哈里森年，美國生物學(xué)家哈里森(Harrison)(Harrison)從蝌蚪的脊從蝌蚪的脊索中分離出神經(jīng)組織，把它放在青蛙的凝固的淋巴液中索中分離出神經(jīng)組織，把它放在青蛙的凝固的淋巴液中培養(yǎng)。蝌蚪的神經(jīng)組織存活了好幾周，并且從神經(jīng)細胞培養(yǎng)。蝌蚪的神經(jīng)組織存活了好幾周，并且從神經(jīng)細胞中長出了神經(jīng)纖維。哈里森的實驗不僅解決了神經(jīng)纖維中長出了神經(jīng)纖維。哈里森的實驗不僅解決了神經(jīng)纖維的起源問題，而且開創(chuàng)了動物組織培養(yǎng)的先河。此后，

3、的起源問題，而且開創(chuàng)了動物組織培養(yǎng)的先河。此后，在許多科學(xué)家的不懈努力下，動物組織培養(yǎng)不斷改進并在許多科學(xué)家的不懈努力下，動物組織培養(yǎng)不斷改進并逐漸發(fā)展成為動物細胞培養(yǎng)。逐漸發(fā)展成為動物細胞培養(yǎng)。第4頁/共44頁2 2、動物細胞培養(yǎng)的各層次概念：、動物細胞培養(yǎng)的各層次概念： 動物細胞培養(yǎng)：動物細胞培養(yǎng)：器官培養(yǎng)：器官培養(yǎng)：動物組織培養(yǎng)：動物組織培養(yǎng)：組織培養(yǎng)組織培養(yǎng)第5頁/共44頁3、動物細胞培養(yǎng)過程：、動物細胞培養(yǎng)過程：動物胚胎或幼齡動物的組織、器官動物胚胎或幼齡動物的組織、器官細胞懸浮液細胞懸浮液胰蛋白酶胰蛋白酶10代細胞代細胞原代培養(yǎng)原代培養(yǎng)50代細胞代細胞傳代培養(yǎng)傳代培養(yǎng)無限傳代無限傳

4、代單個細胞單個細胞加培養(yǎng)液加培養(yǎng)液動物組織細胞間隙中動物組織細胞間隙中含有一定量的彈性纖含有一定量的彈性纖維等蛋白質(zhì)，將細胞維等蛋白質(zhì)，將細胞網(wǎng)絡(luò)起來形成具有一網(wǎng)絡(luò)起來形成具有一定彈性和韌性的組織定彈性和韌性的組織和器官。和器官。（分解彈性纖維）（分解彈性纖維）細胞系細胞系選擇選擇細胞株細胞株第6頁/共44頁幼齡動物幼齡動物取動物器官取動物器官和組織和組織剪碎組織剪碎組織胰蛋白酶處理胰蛋白酶處理細胞培細胞培養(yǎng)養(yǎng)單個細胞單個細胞動物細胞培養(yǎng)技術(shù)動物細胞培養(yǎng)技術(shù)是其他動物細胞工程技術(shù)的基礎(chǔ)是其他動物細胞工程技術(shù)的基礎(chǔ)第7頁/共44頁第8頁/共44頁4.4.克隆培養(yǎng)法克隆培養(yǎng)法: :1.1.概念：概

5、念：2.2.基本要求基本要求3.3.提高克隆形成率的措施提高克隆形成率的措施4.4.細胞克隆的最主要用途細胞克隆的最主要用途 把一個細胞分離出來培養(yǎng)，使之繁衍成一個新的細胞群體。叫把一個細胞分離出來培養(yǎng)，使之繁衍成一個新的細胞群體。叫克隆培養(yǎng)法或細胞克隆克隆培養(yǎng)法或細胞克隆保證分離出來的細胞是一個保證分離出來的細胞是一個從普通細胞系中分離出缺乏特殊基因的突變細胞系。從普通細胞系中分離出缺乏特殊基因的突變細胞系。第9頁/共44頁4.4.動物細胞培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用動物細胞培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用: :1.1.蛋白質(zhì)生物制品的生產(chǎn)蛋白質(zhì)生物制品的生產(chǎn) 如病毒疫苗、干擾素、單克隆抗體如病毒疫苗、干擾素、單克隆抗體2

6、.2.健康細胞培養(yǎng)健康細胞培養(yǎng) 培養(yǎng)健康細胞用于燒傷病人皮膚移植培養(yǎng)健康細胞用于燒傷病人皮膚移植3.3.細胞的生理、藥理、病理研究細胞的生理、藥理、病理研究 第10頁/共44頁2、為什么選用動物胚胎或幼齡個體的器官或組織做動物細胞、為什么選用動物胚胎或幼齡個體的器官或組織做動物細胞培養(yǎng)材料？培養(yǎng)材料？1、動物細胞培養(yǎng)液的主要成分是什么？較植物組培培養(yǎng)基、動物細胞培養(yǎng)液的主要成分是什么？較植物組培培養(yǎng)基有何獨特之處？有何獨特之處？3、為什么培養(yǎng)前要將組織細胞分散成單個細胞？、為什么培養(yǎng)前要將組織細胞分散成單個細胞？4、動物細胞培養(yǎng)能否像綠色植物組織培養(yǎng)那樣最終、動物細胞培養(yǎng)能否像綠色植物組織培養(yǎng)

7、那樣最終培養(yǎng)成新個體？培養(yǎng)成新個體？主要成分：葡萄糖、氨基酸、無機鹽、維生素和動物主要成分：葡萄糖、氨基酸、無機鹽、維生素和動物血清等。獨特之處有：血清等。獨特之處有：1、液體培養(yǎng)基、液體培養(yǎng)基 2、成分中有、成分中有動物血清等動物血清等因為這些組織或器官上的細胞生命力旺盛，分裂能力強因為這些組織或器官上的細胞生命力旺盛，分裂能力強成塊組織不利培養(yǎng)，分散了做成細胞懸浮液利于培養(yǎng)成塊組織不利培養(yǎng)，分散了做成細胞懸浮液利于培養(yǎng)不能，動物細胞培養(yǎng)只能使細胞數(shù)目增多，不能，動物細胞培養(yǎng)只能使細胞數(shù)目增多，不能發(fā)育成新的動物個體不能發(fā)育成新的動物個體第11頁/共44頁第12頁/共44頁一、動物細胞融合一

8、、動物細胞融合 細胞融合是正常的生命活動細胞融合是正常的生命活動兩個細胞正在融合兩個細胞正在融合 受精作用受精作用第13頁/共44頁第14頁/共44頁細胞細胞A細胞細胞B雜種細胞雜種細胞滅活的病毒滅活的病毒物理法物理法化學(xué)法化學(xué)法仙臺病毒仙臺病毒皰疹病毒皰疹病毒新城雞瘟病毒新城雞瘟病毒第15頁/共44頁用滅活的病毒誘導(dǎo)動物細胞融合過程用滅活的病毒誘導(dǎo)動物細胞融合過程細胞核細胞核病毒顆粒病毒顆粒細胞細胞核核第16頁/共44頁 因為滅活的病毒能使細胞膜上的蛋白質(zhì)分子和脂因為滅活的病毒能使細胞膜上的蛋白質(zhì)分子和脂質(zhì)分子重新排布，細胞膜打開，細胞發(fā)生融合，不滅質(zhì)分子重新排布，細胞膜打開，細胞發(fā)生融合，

9、不滅活的話會感染細胞，而不能誘導(dǎo)細胞融合?；畹脑挄腥炯毎?，而不能誘導(dǎo)細胞融合。 細胞融合技術(shù)應(yīng)用于哪些方面？細胞融合技術(shù)應(yīng)用于哪些方面？ 細胞學(xué)、遺傳學(xué)、免疫學(xué)及制備單克隆抗體。細胞學(xué)、遺傳學(xué)、免疫學(xué)及制備單克隆抗體。第17頁/共44頁比較項目比較項目植物體細胞雜交植物體細胞雜交動物細胞融合動物細胞融合細胞融合原理細胞融合原理細胞膜的流動性、細胞膜的流動性、 細胞膜的流動性細胞膜的流動性細胞融合的方法細胞融合的方法 去除細胞壁后誘導(dǎo)去除細胞壁后誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合原生質(zhì)體融合使細胞分散后誘使細胞分散后誘導(dǎo)細胞融合導(dǎo)細胞融合誘導(dǎo)方法誘導(dǎo)方法物理（離心、振蕩、物理（離心、振蕩、電刺激）電刺激）化學(xué)（

10、聚乙二醇）化學(xué)（聚乙二醇）物理、化學(xué)方法物理、化學(xué)方法（同左）（同左）滅活的病毒滅活的病毒用途用途獲得雜種植株獲得雜種植株制備單克隆抗體制備單克隆抗體第18頁/共44頁什么是抗體？什么是抗體？ 抗體是機體受抗原刺激后產(chǎn)生的、抗體是機體受抗原刺激后產(chǎn)生的、并能與該抗原發(fā)生特異性結(jié)合的具有免并能與該抗原發(fā)生特異性結(jié)合的具有免疫功能的球蛋白。疫功能的球蛋白。B B淋巴細胞產(chǎn)生抗體。淋巴細胞產(chǎn)生抗體。第19頁/共44頁B B淋巴細胞受抗原刺激后，可以產(chǎn)生淋巴細胞受抗原刺激后，可以產(chǎn)生抗體。抗體。動物體內(nèi)的動物體內(nèi)的B B淋巴細胞可以產(chǎn)生百萬淋巴細胞可以產(chǎn)生百萬種以上的抗體，每種抗體對特定的抗原具種以上

11、的抗體，每種抗體對特定的抗原具有特異性免疫作用。有特異性免疫作用。每一個淋巴細胞只能產(chǎn)生一種抗體。每一個淋巴細胞只能產(chǎn)生一種抗體。所以傳統(tǒng)的抗體的生產(chǎn)方法及缺陷是什么？所以傳統(tǒng)的抗體的生產(chǎn)方法及缺陷是什么？怎樣解決這個問題？怎樣解決這個問題？第20頁/共44頁 由單個由單個B B淋巴細胞經(jīng)過無性繁殖（淋巴細胞經(jīng)過無性繁殖（克隆），形成基因型相同的細胞群，這克?。?，形成基因型相同的細胞群，這一細胞群所產(chǎn)生的化學(xué)性質(zhì)單一、特異一細胞群所產(chǎn)生的化學(xué)性質(zhì)單一、特異性強的抗體稱為單克隆抗體。性強的抗體稱為單克隆抗體。 特點：特點：特異性強、靈敏度高特異性強、靈敏度高 第21頁/共44頁如何篩選？如何篩選

12、？融合方式？融合方式？第22頁/共44頁 單克隆抗體制備過程單克隆抗體制備過程 注射抗原注射抗原B淋巴細胞淋巴細胞骨髓瘤細胞骨髓瘤細胞細胞融合、細胞融合、篩選篩選雜交瘤細胞雜交瘤細胞細胞培養(yǎng)細胞培養(yǎng)篩選篩選，繼續(xù)培養(yǎng)，繼續(xù)培養(yǎng)足夠數(shù)量的、能產(chǎn)生足夠數(shù)量的、能產(chǎn)生特定抗體的細胞群特定抗體的細胞群體外培養(yǎng)體外培養(yǎng)注射到小鼠腹腔注射到小鼠腹腔單克隆抗體單克隆抗體第23頁/共44頁第24頁/共44頁思考：思考：1 1、本過程利用了哪些原理？、本過程利用了哪些原理？免疫原理，細胞融合原理和動物細胞培養(yǎng)原理免疫原理，細胞融合原理和動物細胞培養(yǎng)原理2 2、為什么選用小鼠骨髓瘤細胞與、為什么選用小鼠骨髓瘤細胞

13、與B B細胞融合？細胞融合？這樣融合成的雜交瘤細胞，繼承了雙親細胞這樣融合成的雜交瘤細胞，繼承了雙親細胞的遺傳物質(zhì)，不僅具有的遺傳物質(zhì)，不僅具有B B細胞分泌抗體的能細胞分泌抗體的能力，而且還有無限增殖的本領(lǐng)，因而可以獲力，而且還有無限增殖的本領(lǐng)，因而可以獲得大量單克隆抗體得大量單克隆抗體第25頁/共44頁單克隆抗體的應(yīng)用單克隆抗體的應(yīng)用與常規(guī)抗體相比，單克隆抗體產(chǎn)量高，特與常規(guī)抗體相比，單克隆抗體產(chǎn)量高，特異性強，靈敏度高，優(yōu)越性十分明顯。異性強，靈敏度高，優(yōu)越性十分明顯。應(yīng)用主要有：應(yīng)用主要有：1 1、臨床診斷、臨床診斷2 2、作為載體，運載抗癌藥物，形成、作為載體，運載抗癌藥物，形成“生

14、物導(dǎo)彈生物導(dǎo)彈”治療腫瘤治療腫瘤資料資料：目前世界各國已經(jīng)研制出數(shù)以百計的單克隆抗：目前世界各國已經(jīng)研制出數(shù)以百計的單克隆抗體。許多缺乏良好診斷手段的傳染病、免疫性疾病、血液體。許多缺乏良好診斷手段的傳染病、免疫性疾病、血液病、內(nèi)分泌疾病和遺傳病，用單克隆抗體作為診斷手段，病、內(nèi)分泌疾病和遺傳病，用單克隆抗體作為診斷手段，是一個必然趨勢。另外，用單克隆抗體做體內(nèi)診斷，借以是一個必然趨勢。另外，用單克隆抗體做體內(nèi)診斷，借以鑒別和定位體內(nèi)鑒別和定位體內(nèi)“病灶病灶”也引起人們的注意，目前，主要也引起人們的注意，目前，主要用于腫瘤追蹤及心肌梗塞的診斷。用于腫瘤追蹤及心肌梗塞的診斷。第26頁/共44頁

15、下圖為某同學(xué)根據(jù)雜交瘤技術(shù)的方法，設(shè)計的生產(chǎn)破下圖為某同學(xué)根據(jù)雜交瘤技術(shù)的方法，設(shè)計的生產(chǎn)破傷風(fēng)桿菌的實驗方案傷風(fēng)桿菌的實驗方案2、該方案能達到預(yù)期效果嗎？為什么？、該方案能達到預(yù)期效果嗎？為什么？4、圖中、圖中B為為_過程，常用過程，常用_作為誘導(dǎo)劑，該細胞作為誘導(dǎo)劑，該細胞繼承繼承_的遺傳特性，的遺傳特性，既能既能_,又能又能_。1、該實驗方案的目的是、該實驗方案的目的是_3、A是從小鼠的脾臟中取得是從小鼠的脾臟中取得_,該細胞能夠產(chǎn)生該細胞能夠產(chǎn)生_5、C過程指細胞培養(yǎng)，該過程包括過程指細胞培養(yǎng)，該過程包括_培養(yǎng)和培養(yǎng)和_培養(yǎng)兩個階段。培養(yǎng)兩個階段。制備單克隆抗體制備單克隆抗體B細胞細胞

16、抗體抗體細胞融合細胞融合滅活病滅活病毒毒 雙親細胞雙親細胞分泌抗體分泌抗體無限增殖無限增殖原代原代傳代傳代B體外培養(yǎng)體外培養(yǎng)骨髓瘤細胞骨髓瘤細胞雜交瘤細胞雜交瘤細胞足夠數(shù)量的細胞群足夠數(shù)量的細胞群注射到注射到小鼠腹腔小鼠腹腔AC第27頁/共44頁第28頁/共44頁同卵孿生個體的形成同卵孿生個體的形成:第29頁/共44頁2.動物難以克隆的根本原因動物難以克隆的根本原因動物的體細胞動物的體細胞,由于均已發(fā)生了由于均已發(fā)生了分化分化,基因組基因的活動很不完全基因組基因的活動很不完全,不能像受精卵那樣發(fā)揮細胞的全能性。不能像受精卵那樣發(fā)揮細胞的全能性。動物基因組中的兩類基因：一類是維持生存的，在各種細

17、胞中都處于活動狀態(tài)；另一類隨著發(fā)育階段不同而選擇性表達。通俗地說，細胞分化使得細胞發(fā)生了基因的差異表達，動物基因組中的兩類基因：一類是維持生存的，在各種細胞中都處于活動狀態(tài)；另一類隨著發(fā)育階段不同而選擇性表達。通俗地說，細胞分化使得細胞發(fā)生了基因的差異表達，有的基因開放，有的基因關(guān)閉有的基因開放，有的基因關(guān)閉。第30頁/共44頁3.動物核移植實驗和動物的克隆繁殖動物核移植實驗和動物的克隆繁殖動物核移植是將動物的一個細胞的細胞動物核移植是將動物的一個細胞的細胞核核,移如入一個已經(jīng)去掉細胞核的卵母細移如入一個已經(jīng)去掉細胞核的卵母細胞中胞中.使其重組并發(fā)育成一個新的胚胎使其重組并發(fā)育成一個新的胚胎,

18、這這個新的胚胎最終發(fā)育為動物個體個新的胚胎最終發(fā)育為動物個體.第31頁/共44頁核移植技術(shù)核移植技術(shù)1.克隆羊培育過程克隆羊培育過程黑面綿羊去黑面綿羊去核卵細胞核卵細胞白面綿羊乳白面綿羊乳腺細胞核腺細胞核細胞核移植細胞核移植重組細重組細胞胞電脈沖刺激電脈沖刺激早期胚胎（第三次分裂）早期胚胎（第三次分裂）胚胎移植胚胎移植另一頭綿羊的子宮另一頭綿羊的子宮妊娠、出生妊娠、出生克隆羊多利克隆羊多利第32頁/共44頁多利羊多利羊第33頁/共44頁第34頁/共44頁4.克隆動物的應(yīng)用前景（意義）克隆動物的應(yīng)用前景（意義）第35頁/共44頁1.動物細胞工程技術(shù)的基礎(chǔ)是：（）動物細胞工程技術(shù)的基礎(chǔ)是：（）A動

19、物細胞融合動物細胞融合B胚胎移植胚胎移植C動物細胞培養(yǎng)動物細胞培養(yǎng)D核移植核移植第36頁/共44頁 胰蛋白酶處理動物組織，可以使動物組織細胞胰蛋白酶處理動物組織，可以使動物組織細胞間的膠原纖維和細胞外的其他成分酶解，獲得單間的膠原纖維和細胞外的其他成分酶解，獲得單個細胞。個細胞。 第37頁/共44頁比較項目比較項目植物組織培養(yǎng)植物組織培養(yǎng)動物細胞培養(yǎng)動物細胞培養(yǎng)原理原理細胞的全能性細胞的全能性細胞增殖細胞增殖培養(yǎng)基性質(zhì)培養(yǎng)基性質(zhì)固體培養(yǎng)基固體培養(yǎng)基液體培養(yǎng)基液體培養(yǎng)基培養(yǎng)基特有成分培養(yǎng)基特有成分蔗糖蔗糖 植物激素植物激素葡萄糖葡萄糖 動物血清動物血清培養(yǎng)結(jié)果培養(yǎng)結(jié)果植物體植物體細胞株、細胞系細胞株、細胞系培養(yǎng)目的培養(yǎng)目的快速繁殖、