【生物】動(dòng)物細(xì)胞工程課件-2023-2024學(xué)年高二下學(xué)期生物人教版（2019）選擇性必修3

2.2動(dòng)物細(xì)胞工程動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)1、動(dòng)物細(xì)胞工程常用技術(shù)有哪些？基礎(chǔ)技術(shù)是？2、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的定義、原理、培養(yǎng)對(duì)象、目的？3、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的條件？如何維持無菌、無毒環(huán)境？適宜的溫度和pH分別是多少？滲透壓的影響因素？適宜的氣體環(huán)境包括？分別有什么作用？如何維持？4、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)流程？體外培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞的種類？5、細(xì)胞貼壁、接觸抑制、原代培養(yǎng)、傳代培養(yǎng)的定義6、動(dòng)植物細(xì)胞培養(yǎng)的區(qū)別（原理、培養(yǎng)基種類、培養(yǎng)基特有成分、培養(yǎng)結(jié)果、細(xì)胞來源、特點(diǎn)）和相同之處7、干細(xì)胞的定義、種類、應(yīng)用動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)是指從動(dòng)物體中取出相關(guān)的組織，將它分散成單個(gè)細(xì)胞，然后在適宜的培養(yǎng)條件下，讓這些細(xì)胞生長和增殖的技術(shù)。定義：細(xì)胞增殖原理：胚胎或幼齡動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)對(duì)象：獲得細(xì)胞或細(xì)胞產(chǎn)物目的：一、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的條件營養(yǎng)條件其他條件動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)所需的基本條件＜＞糖類、氨基酸、無機(jī)鹽、維生素……無菌、無毒的環(huán)境適宜溫度、pH、滲透壓適宜的氣體環(huán)境1、營養(yǎng)合成培養(yǎng)基：將細(xì)胞所需營養(yǎng)物質(zhì)按種類和所需量嚴(yán)格配制而成的培養(yǎng)基，加入血清等一些天然成分。培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞一般使用液體培養(yǎng)基，也稱為培養(yǎng)液?！囵B(yǎng)皿▲培養(yǎng)瓶2、無菌、無毒的環(huán)境需要對(duì)培養(yǎng)液和所有培養(yǎng)用具進(jìn)行滅菌處理以及在無菌環(huán)境下進(jìn)行操作。培養(yǎng)液還需要定期更換，以便清除代謝物，防止細(xì)胞代謝物積累對(duì)細(xì)胞自身造成危害?！瑑艄ぷ髋_(tái)▲酒精燈火焰附近3、溫度、pH和滲透壓溫度：(36.5±0.5)℃pH：7.2~7.44、氣體環(huán)境O2是細(xì)胞代謝所必需的CO2的主要作用是維持培養(yǎng)液的pH。通常采用培養(yǎng)皿或松蓋培養(yǎng)瓶，并將它們置于含有95%空氣和5%CO2的混合氣體的CO2培養(yǎng)箱中進(jìn)行培養(yǎng)。二.動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的過程取動(dòng)物組織制成細(xì)胞懸液轉(zhuǎn)入培養(yǎng)液原代培養(yǎng)轉(zhuǎn)入CO2培養(yǎng)箱機(jī)械法酶解法：胰蛋白酶和膠原蛋白酶動(dòng)物組織經(jīng)過處理后的初次培養(yǎng)轉(zhuǎn)入分瓶傳代培養(yǎng)動(dòng)物組織經(jīng)過分瓶后的培養(yǎng)CO2培養(yǎng)箱貼壁細(xì)胞的收集：懸浮培養(yǎng)細(xì)胞的收集：離心法胰蛋白酶等處理后離心可以用胃蛋白酶在體外分散細(xì)胞嗎？

不可以；胃蛋白酶作用的適宜pH約為2，當(dāng)pH大于6時(shí)，胃蛋白酶就會(huì)失去活性，多數(shù)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的適宜pH為7.2~7.4，胃蛋白酶在此環(huán)境中沒有活性。▲貼壁生長示意圖▲接觸抑制示意圖培養(yǎng)瓶壁1、能夠懸浮在培養(yǎng)液中生長增殖的細(xì)胞2、細(xì)胞貼壁的細(xì)胞當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長到表面相互接觸時(shí)，細(xì)胞通常會(huì)停止分裂增殖（接觸抑制）懸浮培養(yǎng)的細(xì)胞會(huì)因細(xì)胞密度過大、有害代謝物積累和培養(yǎng)液中營養(yǎng)物質(zhì)缺乏等因素而分裂受阻。體外培養(yǎng)的動(dòng)物細(xì)胞可以分為哪兩類？比較項(xiàng)目植物組織培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)原理培養(yǎng)基類型培養(yǎng)基特有成分培養(yǎng)結(jié)果細(xì)胞來源特點(diǎn)相同點(diǎn)植物細(xì)胞的全能性細(xì)胞增殖液體培養(yǎng)基，合成培養(yǎng)基固體培養(yǎng)基，天然培養(yǎng)基植物激素、有機(jī)添加物（蔗糖）血清、葡萄糖等新個(gè)體或大量細(xì)胞或細(xì)胞產(chǎn)品細(xì)胞或細(xì)胞產(chǎn)品離體的植物器官、組織或細(xì)胞胚胎或幼齡動(dòng)物組織1、分裂形成愈傷組織2、分化形成胚狀體1、只分裂不分化2、貼壁生長，接觸抑制無菌操作、適宜的環(huán)境、只進(jìn)行有絲分裂三.干細(xì)胞培養(yǎng)及應(yīng)用動(dòng)物和人體內(nèi)仍保留的少數(shù)具有分裂和分化能力的細(xì)胞1.概念2.分布早期胚胎骨髓臍帶血3.分類：發(fā)育階段分：胚胎干細(xì)胞（ES干細(xì)胞）和成體干細(xì)胞成體干細(xì)胞：位于成體組織或器官內(nèi)的干細(xì)胞。如造血干細(xì)胞、神經(jīng)干細(xì)胞、精原干細(xì)胞等。紅細(xì)胞血小板各類白細(xì)胞造血干細(xì)胞

成體干細(xì)胞具有組織特異性，只能在特定的組織中分化成特定的細(xì)胞或組織，不具有發(fā)育成完整個(gè)體的能力。分化潛能分：全能干細(xì)胞：胚胎干細(xì)胞多能干細(xì)胞：臍帶干細(xì)胞、胎盤干細(xì)胞專能干細(xì)胞：神經(jīng)干細(xì)胞、肌肉干細(xì)胞、造血干細(xì)胞、脂肪干細(xì)胞誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iPS細(xì)胞）——類似于胚胎干細(xì)胞的一種細(xì)胞iPS細(xì)胞多種體細(xì)胞定向誘導(dǎo)分化體外誘導(dǎo)人的成纖維細(xì)胞白血病、帕金森病、阿而茨海默病等治療誘導(dǎo)過程無須破壞胚胎，而且iPS細(xì)胞可以來源于病人自身的體細(xì)胞，將它移植回病人體內(nèi)后，理論上可以避免免疫排斥反應(yīng)，定向誘導(dǎo)分化4.應(yīng)用：通過造血干細(xì)胞的移植可以治療白血病、遺傳性血液病（如地中海貧血、血液再生障礙性貧血、鐮刀狀細(xì)胞貧血）等疾病。白血病是一類造血干細(xì)胞惡性克隆性疾病?？寺⌒园籽〖?xì)胞因?yàn)樵鲋呈Э?、分化障礙、凋亡受阻等機(jī)制在骨髓和其他造血組織中大量增殖累積，并浸潤其他非造血組織和器官，同時(shí)抑制正常造血功能。臨床可見不同程度的貧血、出血、感染發(fā)熱以及肝、脾、淋巴結(jié)腫大和骨骼疼痛。自體移植科學(xué)家正在研究用胚胎干細(xì)胞治療神經(jīng)退行性疾?。ㄈ缗两鹕?、阿爾茨海默病等）、糖尿病、心肌壞死等疾病。動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)與單克隆抗體抗體本質(zhì)：分布：具有免疫功能的球蛋白血清（主要），組織液及外分泌液滅活是指用物理或化學(xué)手段使病毒或細(xì)菌失去感染能力，但并不破壞其抗原結(jié)構(gòu)。滅活、化學(xué)提純多種抗原注射多種抗原多克隆抗體從血清中分離產(chǎn)量低特異性差病毒如何抗體解決產(chǎn)量低和特異性差的問題？惡性增殖的骨髓瘤細(xì)胞產(chǎn)生抗體的B淋巴細(xì)胞一.動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)

動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)就是使兩個(gè)或多個(gè)動(dòng)物細(xì)胞結(jié)合形成一個(gè)細(xì)胞的技術(shù)。1.概念：2.原理：細(xì)胞膜的流動(dòng)性3.方法：PEG融合法、電融合法、滅活病毒誘導(dǎo)法等4.結(jié)果：形成具有原來兩個(gè)或多個(gè)細(xì)胞遺傳信息的單核細(xì)胞（雜交細(xì)胞）突破有性雜交的局限，使遠(yuǎn)緣雜交成為可能成為研究細(xì)胞遺傳、細(xì)胞免疫、腫瘤和培育生物新品種等的重要手段；為制造單克隆抗體開辟新途徑5.意義：二.單克隆抗體1.定義：單克隆抗體是由單一B細(xì)胞克隆產(chǎn)生的高度均一、僅針對(duì)某一特定抗原表位的抗體二.單克隆抗體注射特定的抗原培養(yǎng)骨髓瘤細(xì)胞多種B淋巴細(xì)胞骨髓瘤細(xì)胞誘導(dǎo)融合將骨髓瘤細(xì)胞與B淋巴細(xì)胞融合2.過程：特定抗原免疫小鼠，從脾中獲取產(chǎn)生特定抗體的B淋巴細(xì)胞多種雜交細(xì)胞雜交瘤細(xì)胞(既能迅速大量增殖，又能產(chǎn)生抗體)用特定的選擇培養(yǎng)基進(jìn)行篩選，除融合的雜交瘤細(xì)胞生長以外，其他細(xì)胞都會(huì)死亡96孔板，用于培養(yǎng)和篩選雜交瘤細(xì)胞將細(xì)胞培養(yǎng)液稀釋后進(jìn)行接種。每一個(gè)孔盡量只接種一個(gè)雜交瘤細(xì)胞多種雜交細(xì)胞雜交瘤細(xì)胞(既能迅速大量增殖，又能產(chǎn)生抗體)抗體檢測呈陽性的雜交瘤細(xì)胞(分泌的抗體能與特定抗原結(jié)合)對(duì)上述經(jīng)選擇培養(yǎng)的雜交瘤細(xì)胞進(jìn)行克隆化培養(yǎng)和抗體檢測，經(jīng)多次篩選，就可獲得足夠數(shù)量的能分泌所需抗體的細(xì)胞。多種雜交細(xì)胞雜交瘤細(xì)胞(既能迅速大量增殖，又能產(chǎn)生抗體)抗體檢測呈陽性的雜交瘤細(xì)胞將抗體檢測呈陽性的雜交瘤細(xì)胞在體外條件下大規(guī)模培養(yǎng)，或注射到小鼠腹腔內(nèi)增殖。從細(xì)胞培養(yǎng)液或小鼠腹水中獲取大量的單克隆抗體小鼠腹腔注射體外培養(yǎng)單克隆抗體思考第一次：用特定的選擇培養(yǎng)基篩選得到雜交瘤細(xì)胞第二次：用96多孔培養(yǎng)皿培養(yǎng)得到能分泌所需抗體的雜交瘤細(xì)胞1、兩次篩選的方法和目的分別是什么呢？2、單克隆抗體的優(yōu)點(diǎn)？特異性強(qiáng)、靈敏度高、可大量制備3.應(yīng)用：

1、生物導(dǎo)彈——靶向運(yùn)輸藥物治療疾病單克隆抗體能準(zhǔn)確地識(shí)別抗原的細(xì)微差異，與特定抗原發(fā)生特異性結(jié)合，利用同位素或熒光標(biāo)記的單克隆抗體在特定組織中成像的技術(shù)，可定位診斷腫瘤、心血管畸形等疾病，純度高、特異性強(qiáng)，具有準(zhǔn)確、高效、簡易、快速的優(yōu)點(diǎn)。

2、作為診斷試劑用抗人絨毛膜促性腺激素單克隆抗體做成的“早早孕診斷試劑盒”，再妊娠地8天就可以做出診斷，這筆原來的診斷提前了10d左右，可以避免孕婦在不知道妊娠的情況下因服用藥物而對(duì)胎兒造成不利影響。該方法檢測的準(zhǔn)確率在90%以上。動(dòng)物細(xì)胞融合植物體細(xì)胞雜交原理相關(guān)酶誘導(dǎo)手段誘導(dǎo)過程結(jié)果用途意義細(xì)胞膜的流動(dòng)性細(xì)胞膜的流動(dòng)性、植物細(xì)胞的全能性胰蛋白酶，膠原蛋白酶纖維素酶，果膠酶雜交細(xì)胞雜種植物培育新品種克服了遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙使遠(yuǎn)緣雜交成為可能制備單克隆抗體等動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動(dòng)物“（悟空）拔一把毫毛，丟在口中嚼碎，望空噴去，叫一聲‘變!’即變作三二百個(gè)小猴，周圍攢簇。”這是《西游記》中的一段描述。動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)▲我國自主培育的體細(xì)胞克隆牛定義：將動(dòng)物一個(gè)細(xì)胞的細(xì)胞核移入去核的卵母細(xì)胞中，使這個(gè)重新組合的細(xì)胞發(fā)育成新胚胎，進(jìn)而發(fā)育成動(dòng)物個(gè)體的技術(shù)。原理：動(dòng)物細(xì)胞核的全能性生殖方式：無性生殖分類：胚胎細(xì)胞核移植體細(xì)胞核移植使用設(shè)備從牛卵巢中采集卵母細(xì)胞，在體外培養(yǎng)到MⅡ期通過顯微操作去核體細(xì)胞核移植的過程為什么要選處于MⅡ期的卵母細(xì)胞作為受體細(xì)胞？使用設(shè)備從牛卵巢中采集卵母細(xì)胞，在體外培養(yǎng)到MⅡ期通過顯微操作去核高產(chǎn)奶牛（供體）取體細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)將供體細(xì)胞注入去核的卵母細(xì)胞通過電融合法使兩細(xì)胞融合，供體核進(jìn)入卵母細(xì)胞，形成重構(gòu)胚。將胚胎移入受體（代孕）母牛體內(nèi)生出與供體奶牛遺傳物質(zhì)基本相同的牛犢重構(gòu)胚是指人工重新構(gòu)建的胚胎，具有發(fā)育成完整個(gè)體的能力。用物理或化學(xué)方法（如電刺激、Ca2+載體、乙醇和蛋白酶合成抑制劑等）激活重構(gòu)胚，使其完成細(xì)胞分裂和發(fā)育進(jìn)程。1．為什么要選用處于MⅡ期的卵母細(xì)胞作為受體細(xì)胞？2．將供體細(xì)胞整個(gè)注入去核卵細(xì)胞的原因？3．供體細(xì)胞一般用傳代幾代以內(nèi)的細(xì)胞？為什么？4、該進(jìn)程還用了哪些技術(shù)？治療性克隆體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景及存在的問題畜牧生產(chǎn)醫(yī)藥衛(wèi)生治療疾病保護(hù)物種以患者作為供體培育人核移植胚胎干細(xì)胞轉(zhuǎn)基因克隆動(dòng)物可以作為異種移植的供體保護(hù)瀕危物種，增加存活數(shù)量克隆動(dòng)物作為生物反應(yīng)器，生產(chǎn)醫(yī)用蛋白加速家畜遺傳改良進(jìn)程，促進(jìn)優(yōu)良畜群繁育1、干細(xì)胞技術(shù)、異種（如豬）器官抑制為解決器官移植問題提供了新方法。下列相關(guān)敘述正確的是（多選）（）A、器官移植面臨著移植供體的來源不足的困難B、用患者自身干細(xì)胞治療可避免異體移植產(chǎn)生免疫排斥C、以豬器官作異種器官來源時(shí)無需考慮其體內(nèi)存在的病毒D、以病毒DNA為載體將體細(xì)胞誘導(dǎo)成干細(xì)胞有潛在的風(fēng)險(xiǎn)ABD2、關(guān)于單克隆抗體，下列敘述不正確的是（）A、組成單克隆抗體的基本單位是氨基酸B、單克隆抗體僅特異性地對(duì)同一抗原進(jìn)行免疫反應(yīng)C、單克隆抗體的