高三生物一輪復習課件12.2動物細胞工程

生物一輪復習第十二單元

細胞工程第2講

動物細胞工程考點1動物細胞培養(yǎng)和體細胞核移植考點2動物細胞融合與單克隆抗體的制備動物細胞工程的基礎1動物細胞培養(yǎng)和體細胞核移植一、動物細胞培養(yǎng)動物細胞培養(yǎng)是從動物體中取出相關的組織,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。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2、動物細胞培養(yǎng)的條件：(教材P43)1、概念：培養(yǎng)動物細胞一般使用液體培養(yǎng)基，也稱培養(yǎng)液。動物細胞培養(yǎng)——條件營養(yǎng)①無機物：無機鹽等②有機物：糖類、氨基酸、維生素、_____等無菌、無毒環(huán)境①對培養(yǎng)液和所有培養(yǎng)用具進行滅菌處理②在無菌環(huán)境下進行操作③定期更換_______，以便清除代謝物，防止代謝物積累對細胞自身造成危害溫度、pH和滲透壓①溫度：哺乳動物細胞多以_____________為宜②pH：多數(shù)動物細胞生存的適宜pH為_________氣體環(huán)境血清培養(yǎng)液36.5±0.5℃7.2～7.495%空氣和5%CO2滿足細胞對未知營養(yǎng)成分的需求培養(yǎng)過程加一定量的抗生素殺菌培養(yǎng)裝置:培養(yǎng)皿

或

松蓋培養(yǎng)瓶CO2培養(yǎng)箱置于可以用胃蛋白酶處理嗎？不可以，pH不適宜。用胰蛋白酶、膠原蛋白酶等處理，去掉組織間蛋白，將組織分散成單個細胞動物組織處理后的初次培養(yǎng)當貼壁細胞分裂生長到表面相互接觸時，細胞通常會停止分裂增殖。取動物組織制成細胞懸液放入CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)轉入培養(yǎng)液進行原代培養(yǎng)體外培養(yǎng)的動物細胞懸浮生長類：會因細胞密度過大、有害代謝物積累和培養(yǎng)液中營養(yǎng)物質缺乏等因素而分裂受阻。貼壁生長類：（大多數(shù)）除受以上因素影響外，還會發(fā)生接觸抑制現(xiàn)象。一般取材于動物胚胎或幼齡動物的組織、器官，原因：細胞分化程度低，增殖能力強，容易培養(yǎng)。原因：a.從動物體取出的成塊組織中，細胞與細胞靠在一起，彼此限制了生長和增殖；b.能使細胞與培養(yǎng)液充分接觸，更易進行物質交換。保證細胞所需的營養(yǎng)物質的供應及有害產物的及時排出。3、動物細胞培養(yǎng)的過程：分瓶后的細胞培養(yǎng)取動物組織制成細胞懸液放入CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)轉入培養(yǎng)液進行原代培養(yǎng)放入CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)傳代培養(yǎng)懸浮生長類：直接用離心法收集貼壁生長類：重新用胰蛋白酶等處理，使之分散成單個細胞，然后再用離心法收集。將收集的細胞制成細胞懸液，分瓶培養(yǎng)。01動物細胞培養(yǎng)【知識拓展】植物組織培養(yǎng)和動物細胞培養(yǎng)的比較比較項目植物組織培養(yǎng)動物細胞培養(yǎng)原理植物細胞的全能性細胞增殖培養(yǎng)基性質固體培養(yǎng)基液體培養(yǎng)基培養(yǎng)基特有成分蔗糖、植物激素葡萄糖、動物血清培養(yǎng)結果植物體細胞群體培養(yǎng)目的快速繁殖、作物脫毒等獲得細胞或細胞產物(情景探究)如圖為動物細胞培養(yǎng)過程中細胞增殖情況的變化曲線，圖中B、E兩點表示經篩選、分裝后繼續(xù)培養(yǎng)。據(jù)圖分析：(1)原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)的分界點是圖中哪個點？(2)AB段和DE段繁殖速度緩慢的原因是什么？(3)E點后的細胞大多數(shù)具有異倍體核型，這樣的細胞有什么特點？B點之前：原代培養(yǎng)，之后：傳代培養(yǎng)。AB段發(fā)生了接觸抑制；DE段細胞大部分衰老失去分裂能力。E點后的細胞屬于細胞系，能無限增殖。大本3139二、干細胞培養(yǎng)及其應用1.干細胞的概念：2.干細胞的來源：3.干細胞的類型：

動物和人體內保留的具有分裂和分化能力的細胞。在一定的條件下，干細胞可以分化成其他類型的細胞。早期胚胎、骨髓和臍帶血等多種組織和器官中。教材P46—4710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。胚胎干細胞分布特點應用實例

在體外分化成心肌細胞、神經元細胞和造血干細胞等局限性必須從胚胎中獲取，涉及倫理問題；因而限制了在醫(yī)學上的應用。ES細胞11成體組織或器官內造血干細胞（骨髓、外周血和臍帶血中）神經干細胞（神經系統(tǒng)中）精原干細胞（睪丸中）具有組織特異性，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成體干細胞分布舉例特點應用實例治療神經組織損傷和神經系統(tǒng)退行性疾?。ㄈ缗两鹕?、阿爾茨海默病等）治療白血病及一些惡性腫瘤放療或化療后引起的造血系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)功能障礙等疾病造血干細胞→神經干細胞→治療細胞損傷造成的疾病12通過體外誘導小鼠成纖維細胞得到的類似胚胎干細胞的一種細胞①將特定基因或特定蛋白導入細胞

（成纖維細胞、已分化的T細胞、B細胞）誘導多能干細胞概念制備方法應用優(yōu)點②用小分子化合物誘導形成。①誘導過程無須破壞胚胎；②iPS細胞可以來源于病人自身的體細胞，將它移植回病人體內后，理論上可以避免免疫排斥反應?？芍委熺牋罴毎氀Y；在治療阿爾茲海默病、心血管疾病等領域的研究也取得了新進展iPS細胞1．下列關于動物細胞培養(yǎng)的敘述，不正確的是(

)A．傳代培養(yǎng)時需要用胰蛋白酶處理貼壁生長的細胞B．體外培養(yǎng)的大多數(shù)細胞能夠懸浮在培養(yǎng)液中生長C．癌細胞在培養(yǎng)瓶中不會出現(xiàn)接觸抑制現(xiàn)象D．動物細胞培養(yǎng)一般需要使用CO2培養(yǎng)箱B2．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B大本313相互接觸接觸抑制一胰蛋白酶和膠原蛋白酶衰老甚至死亡不死性降低減少大本314活細胞的細胞膜具有選擇透過性，大分子染料不能進入活細胞內中冷凍(或超低溫、液氮)

酶新陳代謝①概念分析A.供體：動物一個細胞的

。B.受體：去掉細胞核的

。C.結果：重新組合的細胞發(fā)育成

，繼而發(fā)育成動物個體。D.原理：

。②哺乳動物核移植類型：

細胞核移植和體細胞核移植。細胞核卵母細胞新胚胎動物體細胞核具有全能性胚胎1、動物細胞核移植技術三、動物體細胞核移植技術和克隆動物2、體細胞核移植的過程MⅡ去核卵母①動物核移植技術的理論基礎(原理)是什么？克隆動物屬于有性生殖還是無性繁殖？動物體細胞核的全能性?？寺游飳儆跓o性繁殖。②為什么體細胞核移植較胚胎細胞核移植更困難？由于動物胚胎細胞分化程度低，表現(xiàn)全能性相對容易；而動物體細胞分化程度高，表現(xiàn)全能性十分困難。因此動物體細胞核移植的難度就明顯高于胚胎細胞核移植。④為什么不是取供體細胞核進行核移植操作，而是將供體細胞整個注入去核卵母細胞中？保證供核不被破壞，對卵母細胞損傷較小，操作也方便。⑤在體細胞的細胞核移植到受體卵母細胞之前，為什么必須先去掉受體卵母細胞的核？③受體細胞為什么選用卵母細胞？體積大，易操作；營養(yǎng)物質豐富；含有激發(fā)細胞核全能性的物質。2、體細胞核移植的過程保證核移植的胚胎或動物的核遺傳物質全部來自供體細胞。⑥從遺傳物質的角度來分析，克隆動物是對體細胞供體動物進行了100%的復制嗎？克隆動物細胞核的遺傳物質來自供體動物，但細胞質中的遺傳物質同時來自供體細胞和受體卵母細胞；3、體細胞核移植技術的應用前景(1)應用前景①畜牧生產中：加速家畜遺傳改良進程，促進優(yōu)良畜群繁育。②醫(yī)藥衛(wèi)生領域：轉基因克隆動物作為生物反應器，生產醫(yī)用蛋白。③治療人類疾?。恨D基因克隆動物細胞、組織和器官作為異種移植的供體等。④使人類更深入地了解胚胎發(fā)育及衰老過程。⑤保護瀕危物種方面：增加動物的存活數(shù)量。(2)存在問題①體細胞核移植技術的成功率非常低。②研究相對落后。③克隆動物存在健康問題，表現(xiàn)出遺傳和生理缺陷等。4．克隆羊的成功轟動世界，它不僅奠定了疾病克隆性治療的基礎，又解決了器官移植中供體不足的問題，同時也給人類帶來了一些過去尚未遇到的問題。如圖為人類對克隆羊技術的拓展和應用，請據(jù)圖回答：(1)圖中所涉及的現(xiàn)代生物技術有____________

和__________等。若讓動物1能夠產生出人體胰島素，還需要的技術是____________。(2)圖中兩個克隆動物長大后，各方面特征與雄性動物相同，這說明________具有全能性。(3)使用培養(yǎng)基進行胚胎干細胞培養(yǎng)時，培養(yǎng)基中除了加入一些必要的營養(yǎng)成分外，通常要加入________等天然成分，除了保證被培養(yǎng)細胞處于無菌、無毒及充足氧氣的環(huán)境中，還需要保證細胞生活所需的____________。(4)圖中“從內細胞團到胚胎干細胞”的培養(yǎng)過程中，一般用________處理內細胞團，使之分散成單個細胞。動物細胞核移植胚胎移植基因工程體細胞核血清、血漿溫度和pH胰蛋白酶2動物細胞融合與單克隆抗體的制備溫故而知新：實驗：人——鼠細胞熒光標記融合實驗2201一、動物細胞融合技術使兩個或多個動物細胞結合形成一個細胞的技術。形成具有原來兩個或多個細胞的遺傳信息的雜交細胞

細胞膜具有一定的流動性1、概念：4、結果：2、原理：3、誘導方式物理法：電融合法化學法：聚乙二醇（PEG)生物法：滅活病毒誘導法與植物原生質體融合的方法相同——動物細胞融合特有突破了有性雜交方法的局限，使遠緣雜交成為可能。成為研究細胞遺傳、細胞免疫、腫瘤和生物新品種培育等的重要手段，為制造單克隆抗體開辟了新途徑。5、意義：2301滅活病毒誘導細胞融合的原理滅活：指用物理或化學手段使病毒失去感染能力（不感染細胞），但是并不破壞病毒的抗原結構（誘導細胞融合）。

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，使細胞互相凝聚，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。【拓展】1．(選擇性必修3P48相關信息)病毒滅活的含義是什么？P314植物體細胞雜交動物細胞融合原理細胞融合前的處理方法誘導細胞融合的方法細胞融合成功的標志主要用途意義細胞膜具有一定的流動性、植物細胞的全能性細胞膜具有一定的流動性用果膠酶和纖維素酶去除細胞壁用胰蛋白酶或膠原蛋白酶使細胞分散成單個細胞電融合法、離心法；聚乙二醇（PEG）融合法、高Ca2+-高pH融合法PEG融合法、電融合法、滅活病毒誘導法再生出細胞壁細胞核的融合獲得完整的雜種植株主要用于制造單克隆抗體打破生殖隔離，實現(xiàn)遠緣雜交育種，培育植物新品種突破了有性雜交的局限，使遠緣雜交成為可能8、動物細胞融合和植物體細胞雜交的比較課堂歸納①方法:向動物體內反復注射

,使動物產生抗體,然后從動物血清中分離所需抗體。1.傳統(tǒng)獲得抗體的方法和缺點:②缺點:用這種方法制備的抗體

。某種抗原產量低、純度低,而且特異性差①每一個B淋巴細胞只分泌一種特異性抗體。②骨髓瘤細胞能在體外大量增殖。③雜交瘤細胞既能迅速大量增殖,又能產生足夠數(shù)量的特定抗體。2.單克隆抗體的制備原理:二、單克隆抗體1）圖中給小鼠注射特定的抗原蛋白，其目的是什么？刺激機體發(fā)生免疫應答，從而產生特定的B淋巴細胞。2）若僅考慮細胞的兩兩融合，在獲取雜交瘤細胞的過程中，篩選淘汰的細胞有幾種類型？3、單克隆抗體的制備過程B－B融合細胞、瘤－瘤融合細胞4、優(yōu)點：5、用途：特異性強、靈敏度高，可大量制備。作為診斷試劑；用于治療疾病和運載藥物。思考·討論資料1: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”在妊娠第8天就可以做出診斷，這比原來的診斷方法提前了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胎兒造成不利影響。該方法檢測的準確率在90%以上。1．下圖是抗HCG（人絨毛膜促性腺激素）單克隆抗體制備流程示意圖，請分析回答：(1)制備單克隆抗體利用的生物學技術有

和

。(2)用特定的選擇培養(yǎng)基對乙篩選，所得細胞丙的特點是

，對丙檢測篩選得到丁，所采用操作技術依據(jù)的原理是

。(3)懷孕女性尿液中的HCG會與驗孕試紙上的相應抗體結合。將試紙有MAX標志線的一端插入尿液后平放，若有HCG，則HCG會隨尿液向右擴散，與包埋在標志線右側的被顯色劑標記的抗HCG抗體1發(fā)生特異性結合，形成復合體后繼續(xù)隨尿液向右擴散至檢測線外，與固定于此的抗體2結合成新的復合體而在此處顯色。對照線區(qū)域的抗體3也會捕獲上述抗體1而顯示出顏色。若女性已懷孕，則她尿檢時顯色的是

(填“檢測線”對照線”或“檢測線和對照線”)。動物細胞培養(yǎng)

動物細胞融合抗原—抗體雜交檢測線和對照線既能無限增殖又能產生抗體ADC的作用機制示意圖①ADC②③④溶酶體裂解釋放藥物⑤細胞凋亡脂質體給藥高效

低毒

靶向抗腫瘤藥物載體：阿霉素脂質體和順鉑脂質體已在國外上市。②運載藥物應用如圖為制備單克隆抗體和多克隆抗體的示意圖，據(jù)圖分析：(2)與多克隆抗體相比，單克隆抗體的優(yōu)點有哪些？(3)圖中第一次篩選和第二次篩選的目的有何不同？單克隆抗體的優(yōu)點是特異性強、靈敏度高，可大量制備。第一次篩選