高三生物一輪復習課件【知識建構+精講精練】動物細胞工程

動物細胞工程動物細胞培養(yǎng)01動物細胞工程常用的技術包括動物細胞培養(yǎng)、動物細胞融合和細胞核移植等，其中動物細胞培養(yǎng)是動物細胞工程的基礎。（教材P43）動物細胞培養(yǎng)是從動物體中取出相關的組織或器官,將它分散成單個細胞，然后在適宜的培養(yǎng)條件下,讓這些細胞生長和增殖的技術。(教材P43)動物細胞培養(yǎng)所需的基本條件其他條件營養(yǎng)條件糖類、氨基酸、無機鹽、維生素無菌、無毒的環(huán)境適宜的溫度、pH和滲透壓適宜的氣體環(huán)境動物細胞培養(yǎng)是對體內細胞生長和繁殖的模擬動物細胞培養(yǎng)01營養(yǎng)條件

將細胞所需的上述營養(yǎng)物質按其種類和所需數(shù)量嚴格配制而成的培養(yǎng)基，稱為合成培養(yǎng)基(區(qū)別天然培養(yǎng)基)。培養(yǎng)動物細胞一般使用液體培養(yǎng)基,也叫培養(yǎng)液.☆由于人們對細胞所需的營養(yǎng)物質還沒有完全搞清楚，因此，在使用合成培養(yǎng)基時，通常需加入血清和血漿等一些天然成分。動物細胞培養(yǎng)所需的基本條件其他條件營養(yǎng)條件糖類、氨基酸、無機鹽、維生素無菌、無毒的環(huán)境適宜的溫度、pH和滲透壓適宜的氣體環(huán)境無菌、無毒的環(huán)境無菌：無菌操作—防止培養(yǎng)過程中的微生物污染無毒：定期更換培養(yǎng)液—清除代謝產物，防止代謝產物積累對細胞造成危害。溫度、pH和滲透壓氣體環(huán)境溫度：36.5±0.5℃pH：7.2-7.4滲透壓：維持細胞正常形態(tài)O2：細胞代謝所必須CO2：維持培養(yǎng)液的pH值用培養(yǎng)皿或松蓋培養(yǎng)瓶，在95%空氣和5%CO2的混合氣體的CO2培養(yǎng)箱中進行培養(yǎng)。動物細胞培養(yǎng)01動物細胞培養(yǎng)的過程02動物細胞培養(yǎng)的過程02細胞接觸抑制細胞貼壁懸液中大多數(shù)分散的細胞很快就貼附在瓶壁上生長增殖，這種現(xiàn)象稱為細胞貼壁。當貼壁細胞分裂生長到表面相互接觸時，細胞就會停止分裂增殖，這種現(xiàn)象稱為接觸抑制。腫瘤細胞失去接觸抑制，在培養(yǎng)液可以無限增殖下去。動物細胞培養(yǎng)的過程02機械方法胰蛋白酶處理膠原蛋白酶處理動物組織塊分散成單個細胞加培養(yǎng)液細胞懸液放入培養(yǎng)瓶在適宜條件在適宜條件分瓶培養(yǎng)原代培養(yǎng)傳代培養(yǎng)原代培養(yǎng)將分瓶之前的細胞培養(yǎng)，即動物組織經過處理后的初次培養(yǎng)稱為原代培養(yǎng)。將分瓶后的細胞培養(yǎng)稱為傳代培養(yǎng)。傳代培養(yǎng)★體外培養(yǎng)動物細胞分為兩類①懸浮生長細胞：細胞能夠懸浮在培養(yǎng)液中生長增殖②貼壁生長細胞：細胞需要貼附于某些基質(如培養(yǎng)瓶壁)表面才能增殖(主要類型)細胞株與細胞系拓展①細胞株:傳代培養(yǎng)的細胞能傳到10~50代,這樣的傳代細胞稱為細胞株。②細胞系:傳代培養(yǎng)的細胞在傳到50代后,部分細胞的遺傳物質發(fā)生改變,并且具有癌變的特點,能夠無限地傳代下去,這樣的傳代細胞稱為細胞系?！餅槭裁匆M行分瓶培養(yǎng)動物細胞培養(yǎng)的過程02細胞系的生命期機體中能進行自我更新（產生與自身相同的子代細胞）并具有多向分化潛能（分化形成不同細胞類型）的一類細胞稱為干細胞。干細胞基本特征干細胞能產生與自己相同的子代細胞，即自我更新能力。同時也具有分化成不同細胞類型的潛能干細胞培養(yǎng)及其應用03①胚胎干細胞(ES細胞)：存在于早期胚胎中，具有分化為成年動物體內的任何一種類型的細胞，并進一步形成機體的所有組織和器官甚至個體的潛能?！锓诸悾禾攸c：體積小、細胞核大、核仁明顯。取自早期胚胎。也叫做全能干細胞。②成體干細胞：存在于成體組織或器官內中，包括骨髓中的造血干細胞，神經系統(tǒng)中的神經干細胞和睪丸中的精原干細胞成體干細胞具有組織特性，一般只能分化成特定的細胞或組織，不具有發(fā)育成完整個體的能力。應用再生醫(yī)學運用克隆技術獲得患者“自身”的胚胎干細胞，然后在合適的條件下，定向分化成患者所需的各種細胞類型，如胰島細胞可用于移植和糖尿病的治療將治療性克隆技術與人胚胎干細胞的制備相結合，利用體外構建的自身組織與器官來使患者得以康復。胚胎干細胞或卵細胞的來源？干細胞培養(yǎng)及其應用03應用再生醫(yī)學日本京都大學教授山中伸彌在2006年，選取了24個對胚胎干細胞維持十分重要的基因，在小鼠的成纖維細胞中誘導表達，最后發(fā)現(xiàn)同時轉入4種基因（Oct4、Sox2、c-myc

和KLF4）就可誘導產生一種多能干細胞，稱“誘導性多潛能干細胞”（iPScell）干細胞培養(yǎng)及其應用03應用誘導性多潛能干細胞iPS技術是干細胞研究領域的一項重大突破，它回避了歷來已久的倫理爭議，解決了干細胞移植醫(yī)學上的免疫排斥問題，利用iPS細胞治療小鼠鐮狀細胞貧血*注意：從小鼠體內獲得的成纖維細胞會含有鐮狀細胞平血基因，在誘導形成iPS細胞的過程中，需要對致病基因進行修復。干細胞培養(yǎng)及其應用03應用誘導性多潛能干細胞誘導性多潛能干細胞的制備取出病人移植轉入相關因子，細胞發(fā)生轉化成纖維細胞iPS細胞分化各種類型的細胞干細胞培養(yǎng)及其應用03干細胞培養(yǎng)及其應用03例1.為初步檢測藥物X和Y的抗癌活性,在細胞培養(yǎng)板的每個孔中加入相同數(shù)量的肝癌細胞,使其貼壁生長,實驗組加入等體積相同濃度的溶于二甲基亞砜(溶劑)的藥物X或Y,培養(yǎng)過程及結果如下圖所示。下列有關敘述錯誤的是（

）A.細胞培養(yǎng)液中通常需要加入血清B.可用胰蛋白酶處理使肝癌細胞脫落下來并進行計數(shù)C.對照組中應加入等體積的無菌蒸餾水D.根據(jù)實驗結果，可以初步判斷藥物X的抗癌效果較好例2.下列有關干細胞的敘述，錯誤的是()A.干細胞是具有分裂和分化能力的細胞B.造血干細胞可定向誘導分化成機體所有種類的細胞C.胚胎干細胞在飼養(yǎng)層細胞上培養(yǎng)能夠維持不分化的狀態(tài)D.移植胚胎干細胞可使退化的組織得以修復并恢復正常功能CB動物細胞融合技術04動物細胞融合技術就是使兩個或多個動物細胞結合形成一個細胞的技術。融合后形成的雜交細胞就有原來兩個細胞的遺傳遺傳信息。(教材P48)方法物理方法：電融合法、離心法化學方法：聚乙二醇（PEG）法與植物原生質體融合的基本原理相同生物方法：滅活病毒誘導法肺結核病病人體內病毒等誘導多個體細胞融合形成了多核細胞。方法生物方法：滅活病毒誘導法滅活：是指用物理或化學手段使病毒或細菌失去感染能力，但并不破壞它們的抗原結構。原理：病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能夠與細胞膜上的糖蛋白發(fā)生作用，使細胞相互凝集，細胞膜上的蛋白質分子和脂質分子重新排布，細胞膜打開，細胞發(fā)生融合。(P48相關信息)動物細胞融合技術04意義①突破有性雜交的局限，使遠緣雜交成為可能②研究細胞遺傳、細胞免疫、腫瘤和培育生物新品種等的重要手段。③利用動物細胞融合技術而發(fā)展起來的雜交瘤技術，為制造單克隆抗體開辟了新途徑。

種間、屬間、科間，甚至動物和植物之間的細胞融合都已獲得成功。動物細胞融合技術04傳統(tǒng)抗體的生產方法向動物反復注射某種抗原使動物產生抗體從動物血清中分離所需抗體產量低、純度低、特異性差單克隆抗體及其應用05動物會接觸多種天然抗原，體內相應產生的特異性抗體種類可以達到百萬種以上，但每一個淋巴細胞只分泌一種特異性抗體。因此，要想獲得大量的單一抗體，必須克隆單一的淋巴細胞，形成細胞群。(教材P49)單克隆抗體及其應用☆抗體一個B淋巴細胞B淋巴細胞群單克隆抗體克隆產生×B淋巴細胞不具有無限增殖的能力1975年，英國科學家米爾斯坦和德國科學家科勒設計了一個極富創(chuàng)造性的試驗方案：解決B細胞骨髓瘤細胞雜交瘤細胞抗體05單克隆抗體及其應用米爾斯坦和科勒制備單克隆抗體過程示意圖05單克隆抗體及其應用米爾斯坦和科勒制備單克隆抗體過程示意圖05單克隆抗體及其應用05單克隆抗體及其應用單克隆抗體的應用①作為診斷試劑診斷疾病05②運載藥物治療疾病③作為藥物治療疾病單克隆抗體及其應用05例3.人乳頭瘤病毒(HPV)是一種DNA病毒,可誘發(fā)細胞癌變?？笻PV的單克隆抗體可以準確檢測出HPV,從而及時監(jiān)控宮頸癌的發(fā)生。以HPV衣殼蛋白為抗原制備出單克隆抗體的過程如圖所示。下列錯誤的是(

)A.在HAT培養(yǎng)基上存活的雜交瘤細胞既能無限增殖又可分泌抗體DB.單克隆抗體的特點是靈敏度高、特異性強，可以大量制備C.可用HPV衣殼蛋白檢測篩選出能產生特異性抗體的雜交瘤細胞D.單克隆抗體制備過程涉及的生物學原理有細胞增殖和細胞膜的選擇透過性例4.一個抗原往往有多個不同的抗原決定簇，一個抗原決定簇只能刺激機體產生一種抗體，由同一抗原刺激產生的不同抗體統(tǒng)稱為多抗。將非洲豬瘟病毒衣殼蛋白p72注入小鼠體內，可利用該小鼠的免疫細胞制備抗p72的單抗，也可以從該小鼠的血清中直接分離出多抗。下列說法正確的是()A.注入小鼠體內的抗原純度對單抗純度的影響比對多抗純度的影響大B.單抗制備過程中通常將分離出的漿細胞與骨髓瘤細胞融合C.利用該小鼠只能制備出一種抗p72的單抗D.p72部分結構改變后會出現(xiàn)原單抗失效而多抗仍有效的情況D將動物的一個細胞的細胞核，移入去核的卵母細胞中，使這個重新組合的細胞發(fā)育成新胚胎，繼而發(fā)育成動物個體的技術。(教材P52黑體字)胚胎細胞體細胞原理：動物體細胞核的全能性胚胎細胞核移植體細胞核移植細胞分化程度低，恢復全能性容易細胞分化程度高，恢復全能性十分困難克隆動物供體一個細胞的細胞核受體去掉核的卵母細胞動物細胞核移植技術06①收集牛卵巢，采集卵母細胞②通過顯微操作去核③從供體高產奶牛身體的某一部分取體細胞，進行培養(yǎng)供體高產奶牛④將供體細胞注入去核的卵母細胞⑤通過電融合法使兩細胞融合，供體核進入卵母細胞形成重構胚⑥將胚胎移入受體(代孕)母牛體內⑦生出與供體奶牛遺傳物質相同的犢牛動物細胞核移植技術06動物體細胞核移植屬于無性生殖體細胞核移植技術的應用前景及存在的問題畜牧業(yè)加速家畜遺傳改良進程、促進改良畜群繁育動物細胞核移植技術06醫(yī)藥衛(wèi)生克隆動物（也經過轉基因操作）的細胞、組織、器官可作為異種移植的供體科研保護瀕危物種問題①成功率低②克隆動物存在健康問題③克隆動物食品的安全性問題存在爭議動物細胞核移植技術06例5.2018年1月國際頂尖學術期刊《Cell》雜志報道，我國科學家以一只雌性獼猴胎兒成纖維細胞為核供體成功克隆兩只獼猴，成為全球首例體細胞克隆靈長類動物。下列相關敘述錯誤的是（）A.這項技術證明高度分化的動物體細胞具有全能性B.研究中需要使用成熟卵母細胞作為核移植的受體C.培育出的兩只雌性獼猴的基因組成