蘇教生物選修三動物細胞工程的應(yīng)用學習教案

1、會計學1蘇教生物選修蘇教生物選修(xunxi)三動物細胞工程的三動物細胞工程的應(yīng)用應(yīng)用第一頁，共34頁?？寺⊙蚩寺⊙颉?多利多利 ”第2頁/共34頁第二頁，共34頁。新華網(wǎng)2010.12.3.消息克隆羊多利重生 這4只克隆羊在遺傳上與多莉毫無差異。多莉誕生于14年前，是第一個使用成熟細胞克隆的哺乳動物。克隆羊多莉(Dolly)已經(jīng)獲得“重生”。最初進行此項克隆研究的英國(yn u)科學家又培育出4只克隆羊，被形象地稱之為“Dollies”(多莉的復(fù)數(shù))。它們是多莉的復(fù)制品，在遺傳上與多莉絲毫不差，多莉在7年前離開這個世界。第3頁/共34頁第三頁，共34頁。第4頁/共34頁第四頁，共34頁。 問

2、題問題 ：2 2、許多動物細胞、許多動物細胞(xbo)(xbo)能夠分泌蛋白質(zhì)，能夠分泌蛋白質(zhì)，如抗體等。但是單個細胞如抗體等。但是單個細胞(xbo)(xbo)分泌的蛋分泌的蛋白質(zhì)的量是很少的，怎樣才能獲得大量的分白質(zhì)的量是很少的，怎樣才能獲得大量的分泌蛋白呢？泌蛋白呢？必須必須(bx)借助于大規(guī)模的動物細胞借助于大規(guī)模的動物細胞培養(yǎng)培養(yǎng)1 1、在治療燒傷病人時，通常采用的方法是、在治療燒傷病人時，通常采用的方法是取燒傷病人的健康皮膚進行自體移植。但對取燒傷病人的健康皮膚進行自體移植。但對一個大面積燒傷的病人來說，自體健康皮膚一個大面積燒傷的病人來說，自體健康皮膚非常有限，使用他人的皮膚來源不

3、足，而且非常有限，使用他人的皮膚來源不足，而且(r qi)(r qi)會產(chǎn)生排異反應(yīng)。那么。怎樣才能會產(chǎn)生排異反應(yīng)。那么。怎樣才能獲得大量的自體健康皮膚呢？獲得大量的自體健康皮膚呢？第5頁/共34頁第五頁，共34頁。1 1、動物細胞與組織培養(yǎng)的概念、動物細胞與組織培養(yǎng)的概念(ginin)(ginin)？2 2、組織分散成單個細胞、組織分散成單個細胞(xbo)(xbo)的方法是什么？的方法是什么？3 3、如何界定原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)？、如何界定原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)？4 4、動物組織與細胞培養(yǎng)的條件？、動物組織與細胞培養(yǎng)的條件？閱讀課本閱讀課本P P6161-P-P6262回答以下問題回答以下問題第6

4、頁/共34頁第六頁，共34頁。一、動物細胞與組織培養(yǎng)一、動物細胞與組織培養(yǎng)在體外模擬動物體內(nèi)環(huán)境，將動物體細胞或組在體外模擬動物體內(nèi)環(huán)境，將動物體細胞或組織，在無菌、溫度適宜和營養(yǎng)充足條件下培養(yǎng)，織，在無菌、溫度適宜和營養(yǎng)充足條件下培養(yǎng)，使其繼續(xù)生長、增殖并維持原有結(jié)構(gòu)和功能使其繼續(xù)生長、增殖并維持原有結(jié)構(gòu)和功能(gngnng)的技術(shù)。的技術(shù)。1 1、概念、概念(ginin)(ginin)第7頁/共34頁第七頁，共34頁。2 2、條件、條件(tiojin)(tiojin)（1 1）無菌、無毒的環(huán)境：）無菌、無毒的環(huán)境： 添加一定量的抗生素；定期更換培養(yǎng)液，以便清除代添加一定量的抗生素；定期更換

5、培養(yǎng)液，以便清除代謝產(chǎn)物。謝產(chǎn)物。（2 2）營養(yǎng)物質(zhì)）營養(yǎng)物質(zhì)( (區(qū)分天然培養(yǎng)基與合成區(qū)分天然培養(yǎng)基與合成(hchng)(hchng)培培養(yǎng)基養(yǎng)基) )無機鹽、葡萄糖、氨基酸、促生長因子、維生素、動無機鹽、葡萄糖、氨基酸、促生長因子、維生素、動物血清等物血清等（3 3）溫度和）溫度和pHpH： 37, 7.2-7.4 37, 7.2-7.4（4 4）氣體環(huán)境：）氣體環(huán)境： O2 O2和和CO2CO2（95%95%空氣和空氣和5% CO2 5% CO2 ）第8頁/共34頁第八頁，共34頁。3 3、過程、過程(guchng)(guchng)（圖（圖2-132-13）（1 1）動物）動物(dngw

6、)(dngw)細胞培養(yǎng)細胞培養(yǎng)取動物取動物(dngw)(dngw)組織塊組織塊胰蛋白酶等處理胰蛋白酶等處理細胞懸液細胞懸液分散成單個細胞分散成單個細胞培養(yǎng)皿中培養(yǎng)培養(yǎng)皿中培養(yǎng)（原代培養(yǎng)）（原代培養(yǎng)）形成一層細胞形成一層細胞移到新培養(yǎng)液中培養(yǎng)移到新培養(yǎng)液中培養(yǎng)（傳代培養(yǎng)）（傳代培養(yǎng)）（2 2）動物組織培養(yǎng)）動物組織培養(yǎng)剪取動物組織塊剪取動物組織塊生理鹽水沖洗生理鹽水沖洗、自然沉降自然沉降移入培養(yǎng)瓶移入培養(yǎng)瓶（貼壁培養(yǎng)）（貼壁培養(yǎng)）第9頁/共34頁第九頁，共34頁。4 4、相關(guān)、相關(guān)(xinggun)(xinggun)概念概念原代培養(yǎng)：原代培養(yǎng)：是指從供體獲取組織或細胞后的初次培養(yǎng)。是指從供體獲取

7、組織或細胞后的初次培養(yǎng)。傳代培養(yǎng)：傳代培養(yǎng)：將原代培養(yǎng)的細胞分離稀釋將原代培養(yǎng)的細胞分離稀釋(xsh)后轉(zhuǎn)入后轉(zhuǎn)入新的培養(yǎng)瓶中繼續(xù)培養(yǎng)，稱為傳代培養(yǎng)。新的培養(yǎng)瓶中繼續(xù)培養(yǎng)，稱為傳代培養(yǎng)。第10頁/共34頁第十頁，共34頁。細胞株：原代細胞一般傳至細胞株：原代細胞一般傳至10代左右細代左右細胞生長停滯，大部分細胞衰老死亡胞生長停滯，大部分細胞衰老死亡(swng)，少數(shù)細胞存活到，少數(shù)細胞存活到4050代，這種傳代細胞為代，這種傳代細胞為細胞株。細胞株。 細胞系：細胞株傳代至細胞系：細胞株傳代至50代后又出現(xiàn)細代后又出現(xiàn)細胞生長停滯狀態(tài)，只有部分細胞由于遺傳物質(zhì)胞生長停滯狀態(tài)，只有部分細胞由于遺傳

8、物質(zhì)的改變，使其在培養(yǎng)條件下可以無限制傳代，的改變，使其在培養(yǎng)條件下可以無限制傳代，這種傳代細胞為細胞系。這種傳代細胞為細胞系。 細胞株和細胞系的區(qū)別：細胞株和細胞系的區(qū)別： 細胞系的遺傳細胞系的遺傳物質(zhì)改變，具有癌細胞的特點，失去接觸抑制物質(zhì)改變，具有癌細胞的特點，失去接觸抑制，容易傳代培養(yǎng)。，容易傳代培養(yǎng)。第11頁/共34頁第十一頁，共34頁。第12頁/共34頁第十二頁，共34頁。細胞的接觸抑制：細胞的接觸抑制： 當貼壁細胞分裂生長到表面相互當貼壁細胞分裂生長到表面相互(xingh)接觸時，細胞就會停止分裂增接觸時，細胞就會停止分裂增殖，這種現(xiàn)象稱為細胞的接觸抑制。殖，這種現(xiàn)象稱為細胞的接

9、觸抑制。第13頁/共34頁第十三頁，共34頁。如病毒疫苗如病毒疫苗(ymio)(ymio)、干擾素、單克、干擾素、單克隆抗體等隆抗體等5 5、應(yīng)用、應(yīng)用(yngyng)(yngyng)培養(yǎng)健康細胞用于燒傷培養(yǎng)健康細胞用于燒傷(shoshng)(shoshng)病病人皮膚移植人皮膚移植第14頁/共34頁第十四頁，共34頁。1 1、為什么要將組織細胞分散、為什么要將組織細胞分散(fnsn)(fnsn)成單個細胞？成單個細胞？2 2、為什么選用、為什么選用(xunyng)(xunyng)胰蛋白酶做上述胰蛋白酶做上述處理？處理？3 3、動物細胞培養(yǎng)能否象植物組培那樣最終培養(yǎng)成生、動物細胞培養(yǎng)能否象植物

10、組培那樣最終培養(yǎng)成生物個體？物個體？使每個細胞能與培養(yǎng)液接觸使每個細胞能與培養(yǎng)液接觸因為動物細胞間隙中有彈性纖維等蛋白質(zhì)和一因為動物細胞間隙中有彈性纖維等蛋白質(zhì)和一些其它物質(zhì)。些其它物質(zhì)。不能，不能，因為動物細胞的全能性受到抑制。因為動物細胞的全能性受到抑制。第15頁/共34頁第十五頁，共34頁。思考與探究：思考與探究：如何用細胞培養(yǎng)技術(shù)，為如何用細胞培養(yǎng)技術(shù)，為燒傷病人燒傷病人(bngrn)植皮？植皮？取該患者的皮膚進行取該患者的皮膚進行細胞細胞(xbo)(xbo)培養(yǎng)培養(yǎng), ,獲獲得足量的細胞得足量的細胞(xbo)(xbo)后再移植后再移植第16頁/共34頁第十六頁，共34頁。動物細胞培養(yǎng)

11、技術(shù)應(yīng)用動物細胞培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用這只老鼠身上的這只老鼠身上的“人耳人耳”是由我國科學家曹誼林教是由我國科學家曹誼林教授利用授利用(lyng)細胞工程技細胞工程技術(shù)復(fù)制出來的。術(shù)復(fù)制出來的。器官克隆器官克隆(k ln)一一例例第17頁/共34頁第十七頁，共34頁。二、動物細胞核移植技術(shù)二、動物細胞核移植技術(shù)(jsh)與體細胞克隆與體細胞克隆克隆克隆(k ln)(k ln)遺傳上完全相同的分子、細胞或來自同一遺傳上完全相同的分子、細胞或來自同一(tngy)祖先的生物個體的無性繁殖群體。祖先的生物個體的無性繁殖群體。用體細胞核移植技術(shù)進行的克隆稱為用體細胞核移植技術(shù)進行的克隆稱為體細胞體細胞克隆克隆原理

12、：原理：動物體細胞核的全能性動物體細胞核的全能性第18頁/共34頁第十八頁，共34頁。克隆羊克隆羊“多利多利”的產(chǎn)生的產(chǎn)生(chnshng)(chnshng)過程過程: :第19頁/共34頁第十九頁，共34頁。在治療人類在治療人類(rnli)(rnli)疾病時，轉(zhuǎn)基因克隆疾病時，轉(zhuǎn)基因克隆動物細胞、組織和器官可以作為異體移植的動物細胞、組織和器官可以作為異體移植的供體。供體。（1 1）醫(yī)藥衛(wèi)生：）醫(yī)藥衛(wèi)生：轉(zhuǎn)基因克隆動物可以作為生物反應(yīng)器，生轉(zhuǎn)基因克隆動物可以作為生物反應(yīng)器，生產(chǎn)許多產(chǎn)許多(xdu)(xdu)珍貴的醫(yī)用蛋白；珍貴的醫(yī)用蛋白；研究克隆動物和克隆細胞可使人類研究克隆動物和克隆細胞可

13、使人類(rnli)(rnli)更深入地了解胚胎發(fā)育及衰老過程；更深入地了解胚胎發(fā)育及衰老過程；用克隆動物做疾病模型，能使人們更好用克隆動物做疾病模型，能使人們更好的追蹤研究疾病的發(fā)展過程和治療疾病。的追蹤研究疾病的發(fā)展過程和治療疾病。應(yīng)用應(yīng)用第20頁/共34頁第二十頁，共34頁。（2 2）畜牧業(yè)：）畜牧業(yè)：利用體細胞克隆技術(shù)可以利用體細胞克隆技術(shù)可以(ky)(ky)加速家畜加速家畜遺傳改良進程，促進優(yōu)良畜群繁育；遺傳改良進程，促進優(yōu)良畜群繁育；在保護瀕危物種方面，可望利用體細胞核在保護瀕危物種方面，可望利用體細胞核移植技術(shù)增加這些動物移植技術(shù)增加這些動物(dngw)(dngw)的存活數(shù)的存活數(shù)

14、量。量。第21頁/共34頁第二十一頁，共34頁。三、動物三、動物(dngw)細胞融合和單克隆抗體細胞融合和單克隆抗體抗體：能夠與抗原發(fā)生特抗體：能夠與抗原發(fā)生特異性結(jié)合的異性結(jié)合的免疫球蛋白免疫球蛋白。能產(chǎn)生抗體的細胞是能產(chǎn)生抗體的細胞是漿細漿細胞（即效應(yīng)胞（即效應(yīng)B細胞）細胞）。第22頁/共34頁第二十二頁，共34頁。抗體的傳統(tǒng)生產(chǎn)抗體的傳統(tǒng)生產(chǎn)(shngchn)方法方法抗原抗原(kn(kngyugyun) n) 反復(fù)注射反復(fù)注射(zhsh)(zhsh)動物動物從動物的從動物的血清血清中分離抗體中分離抗體該法制備抗體的缺點：該法制備抗體的缺點：產(chǎn)量低、純度低，且產(chǎn)量低、純度低，且抗體的特異性

15、差、靈抗體的特異性差、靈敏度低。敏度低。第23頁/共34頁第二十三頁，共34頁。提示提示1 1：對：對B B細胞進行細胞進行(jnxng)(jnxng)細胞培養(yǎng)可細胞培養(yǎng)可行嗎？行嗎？提示提示2 2：我們：我們(w men)(w men)所學的哪種細所學的哪種細胞是可以無限增殖的？胞是可以無限增殖的？問題：如何問題：如何(rh)大量生產(chǎn)單克隆抗大量生產(chǎn)單克隆抗體？請嘗試設(shè)計一個方案。體？請嘗試設(shè)計一個方案。第24頁/共34頁第二十四頁，共34頁。為什么給小鼠注射特定的抗原蛋白？為什么給小鼠注射特定的抗原蛋白？會有幾種融合方式？會有幾種融合方式？ 雜交瘤細胞有何特點？雜交瘤細胞有何特點？ 是否所

16、有的雜交瘤細胞都能產(chǎn)生專一性是否所有的雜交瘤細胞都能產(chǎn)生專一性抗體抗體(kngt)(kngt)？如何大規(guī)模進行培養(yǎng)得到大量的單克隆如何大規(guī)模進行培養(yǎng)得到大量的單克隆抗體抗體(kngt)(kngt)？閱讀課本閱讀課本(kbn)P66(kbn)P66回答以下問題回答以下問題第25頁/共34頁第二十五頁，共34頁。免疫免疫(miny)小小鼠鼠培養(yǎng)培養(yǎng)(piyng)骨骨髓瘤細胞髓瘤細胞骨 髓 瘤 細 胞骨 髓 瘤 細 胞(xbo)B B淋巴細胞淋巴細胞注射特定注射特定抗原蛋白抗原蛋白選擇培養(yǎng)基上培養(yǎng)選擇培養(yǎng)基上培養(yǎng)注射到小注射到小鼠體內(nèi)鼠體內(nèi)體外培養(yǎng)體外培養(yǎng)單克隆抗體單克隆抗體具有能產(chǎn)生特定具有能產(chǎn)生

17、特定抗體的雜交細胞抗體的雜交細胞雜交細胞雜交細胞克隆產(chǎn)生特定克隆產(chǎn)生特定抗體的雜交細抗體的雜交細胞胞多種雜交細胞多種雜交細胞融合融合第26頁/共34頁第二十六頁，共34頁。 思考思考 ：1、本過程、本過程(guchng)利用了哪些利用了哪些原理？原理？免疫原理免疫原理(yunl)，細胞融合原理，細胞融合原理(yunl)和動物細胞培養(yǎng)原理和動物細胞培養(yǎng)原理(yunl)。2、為什么選用、為什么選用(xunyng)小鼠骨髓瘤小鼠骨髓瘤細胞與細胞與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)，不僅具有細胞的遺傳物質(zhì)，不僅具有B細胞分泌細胞分泌

18、抗體的能力，而且還有無限增殖的本領(lǐng)，抗體的能力，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。因而可以獲得大量單克隆抗體。第27頁/共34頁第二十七頁，共34頁。單克隆抗體最主要單克隆抗體最主要(zhyo)的優(yōu)點：化學的優(yōu)點：化學性質(zhì)單一特異性強，靈敏度高，能大量制性質(zhì)單一特異性強，靈敏度高，能大量制備。備。應(yīng)用應(yīng)用(yngyng)主要有：主要有：1、臨床、臨床(ln chun)診斷診斷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“生物導(dǎo)彈生物導(dǎo)彈”治治療腫瘤療腫瘤生物導(dǎo)彈：生物導(dǎo)彈：單克隆抗體作為載體分子，同抗癌藥物相結(jié)合，單克隆抗體作為載體分子，同抗癌藥物相結(jié)合，將

19、他們運載到腫瘤部位，殺死癌細胞，這種抗體將他們運載到腫瘤部位，殺死癌細胞，這種抗體藥物結(jié)藥物結(jié)合物稱之為生物導(dǎo)彈。它能定向殺滅癌細胞，避免或減少對合物稱之為生物導(dǎo)彈。它能定向殺滅癌細胞，避免或減少對正常細胞的傷害，大大減輕了抗癌藥物的副作用。正常細胞的傷害，大大減輕了抗癌藥物的副作用。第28頁/共34頁第二十八頁，共34頁?？偨Y(jié)一、動物細胞與組織培養(yǎng)二、動物細胞核移植(yzh)技術(shù)與體細胞克隆三、動物細胞融合和單克隆抗體第29頁/共34頁第二十九頁，共34頁。第30頁/共34頁第三十頁，共34頁。3 、（多選題）將小鼠骨髓瘤細胞與一種、（多選題）將小鼠骨髓瘤細胞與一種B淋巴細胞淋巴細胞融合，可

20、使融合的細胞經(jīng)培養(yǎng)產(chǎn)生單克隆抗體，其融合，可使融合的細胞經(jīng)培養(yǎng)產(chǎn)生單克隆抗體，其依據(jù)是依據(jù)是（ ） AB淋巴細胞可以淋巴細胞可以(ky)產(chǎn)生抗體，但不能無限增產(chǎn)生抗體，但不能無限增殖殖BB淋巴細胞只有與骨髓瘤細胞融合后才能產(chǎn)生淋巴細胞只有與骨髓瘤細胞融合后才能產(chǎn)生抗體抗體 C骨隨瘤細胞可以骨隨瘤細胞可以(ky)無限增殖，但不能產(chǎn)生抗無限增殖，但不能產(chǎn)生抗體體D骨髓瘤細胞可以骨髓瘤細胞可以(ky)產(chǎn)生抗體，但不能無限產(chǎn)生抗體，但不能無限增殖增殖A C第31頁/共34頁第三十一頁，共34頁。(1)(1)若若A A細胞是小鼠骨髓瘤細胞，則細胞是小鼠骨髓瘤細胞，則B B細胞是取自小鼠體細胞是取自小鼠體內(nèi)的內(nèi)的 細胞，從