人教名校聯盟吉林省扶余一中高二生物動物細胞培養(yǎng)第1頁/共48頁提問：植物細胞工程常用的技術手段有哪些？植物組織培養(yǎng)植物體細胞雜交動物細胞工程：

植物細胞工程：1.動物細胞培養(yǎng)3.動物細胞融合4.單克隆抗體5.胚胎移植2.動物細胞核移植第2頁/共48頁動物細胞培養(yǎng)動物細胞融合單克隆抗體技術核移植動物細胞工程常用技術第3頁/共48頁動物細胞培養(yǎng)和核移植技術第4頁/共48頁一、動物細胞培養(yǎng)

1.發(fā)展歷史:20世紀初，人們不知道神經纖維是由神經細胞的細胞質向外突出形成的，還是由神經細胞周圍的其他細胞融合而成的。生物學家們就這個問題展開了激烈的爭論。1907年，美國生物學家哈里森(Harrison)從蝌蚪的脊索中分離出神經組織，把它放在青蛙的凝固的淋巴液中培養(yǎng)。蝌蚪的神經組織存活了好幾周，并且從神經細胞中長出了神經纖維。哈里森的實驗不僅解決了神經纖維的起源問題，而且開創(chuàng)了動物組織培養(yǎng)的先河。此后，在許多科學家的不懈努力下，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)。第5頁/共48頁2、動物細胞培養(yǎng)的應用和概念：

動物細胞培養(yǎng)就是從動物有機體中取出相關的組織,將它分散成單個細胞,然后,放在適宜的培養(yǎng)基中,讓這些細胞生長和增殖.第6頁/共48頁1、動物細胞培養(yǎng)液的主要成分：葡萄糖、氨基酸、無機鹽、微量元素、促生長因子和動物血清等。與植物培養(yǎng)基相比其特點是：（1）液體培養(yǎng)基（2）含有動物血清（一）動物細胞培養(yǎng)動物體細胞大都生活在液體的環(huán)境第7頁/共48頁動物細胞的培養(yǎng)過程

幼齡動物取動物器官和組織剪碎組織胰蛋白酶處理細胞培養(yǎng)單個細胞動物細胞培養(yǎng)技術是其他動物細胞工程技術的基礎第8頁/共48頁3、動物細胞培養(yǎng)過程：動物胚胎或幼齡動物的組織、器官細胞懸浮液胰蛋白酶10代細胞原代培養(yǎng)50代細胞傳代培養(yǎng)細胞株無限傳代細胞系單個細胞加培養(yǎng)液遺傳物質未改變遺傳物質已改變動物組織細胞間隙中含有一定量的彈性纖維等蛋白質，將細胞網絡起來形成具有一定彈性和韌性的組織和器官。（分解彈性纖維）（剪碎）第9頁/共48頁有關概念原代培養(yǎng)：用胰蛋白酶對剪碎的動物組織進行處理,分散后培養(yǎng),即為原代細胞。(培養(yǎng)的第1代細胞與傳10代以內的細胞稱為原代細胞培養(yǎng)。)傳代培養(yǎng)：細胞培養(yǎng)過程中出現接觸抑制,用胰蛋白酶使其從瓶壁上脫離下來,分散到多個培養(yǎng)瓶中繼續(xù)培養(yǎng),即為傳代培養(yǎng)。第10頁/共48頁有關概念

細胞株：原代細胞一般傳至10代左右細胞生長停滯，大部分細胞衰老死亡，少數細胞存活到40~50代，這種傳代細胞為細胞株。

細胞系：細胞株傳代至50代后又出現細胞生長停滯狀態(tài)，只有部分細胞由于遺傳物質的改變，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。

細胞株和細胞系的區(qū)別：細胞系的遺傳物質改變，具有癌細胞的特點，失去接觸抑制，容易傳代培養(yǎng)。第11頁/共48頁思考討論：在動物細胞培養(yǎng)過程中，為什么要用胰蛋白酶對取出的動物組織進行處理？

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，獲得單個細胞。

第12頁/共48頁3.動物細胞培養(yǎng)的條件1.無菌無毒的環(huán)境2.營養(yǎng)3.溫度和pH4.氣體環(huán)境

第13頁/共48頁思考：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？4、動物細胞培養(yǎng)能否像綠色植物組織培養(yǎng)那樣最終培養(yǎng)成新個體？主要成分：葡萄糖、氨基酸、無機鹽、促生長因子、微量元素和動物血清等。獨特之處有：1、液體培養(yǎng)基2、成分中有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)只能使細胞數目增多，不能發(fā)育成新的動物個體第14頁/共48頁植物組織培養(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)原理培養(yǎng)基性質培養(yǎng)基特有成分培養(yǎng)結果培養(yǎng)目的細胞的全能性細胞增殖固體培養(yǎng)基液體培養(yǎng)基蔗糖植物激素葡萄糖動物血清植物體細胞株、細胞系快速繁殖、培育無病毒植株獲得細胞或細胞分泌蛋白第15頁/共48頁4.動物細胞培養(yǎng)技術的應用1.蛋白質生物制品的生產

如病毒疫苗、干擾素、單克隆抗體2.檢測有毒物質，判斷某種物質的毒性3.健康細胞培養(yǎng)培養(yǎng)健康細胞用于燒傷病人皮膚移植4.細胞的生理、藥理、病理研究

第16頁/共48頁二、動物體細胞核移植技術和克隆動物

動物核移植是將動物的一個細胞的細胞核,移入一個已經去掉細胞核的卵母細胞中.使其重組并發(fā)育成一個新的胚胎,這個新的胚胎最終發(fā)育為動物個體.用核移植的方法得到的動物稱為克隆動物.第17頁/共48頁胚胎移植技術胚胎移植的基本程序如下（以牛胚胎移植為例）第18頁/共48頁動物的胚胎移植

解決某些妊娠時間長、每胎產子數量少的優(yōu)良種畜的繁殖速度問題。第19頁/共48頁核移植胚胎細胞核移植（易）體細胞核移植（難）原因是分化程度高第20頁/共48頁第21頁/共48頁卵細胞Ａ母綿羊Ｂ母綿羊乳腺細胞細胞質細胞核細胞核移植早期胚胎卵裂C母綿羊子宮胚胎移植多莉羊分娩妊娠多莉羊的培育過程融合后的卵細胞第22頁/共48頁多莉與“母親”第23頁/共48頁2.體細胞核移植技術的應用前景（1）加速家畜遺傳改良進程，促進優(yōu)良畜群繁殖；（2)保護瀕危物種；（3）生產醫(yī)用蛋白；（4）作為異種移植的供體；（5）用于組織器官移植。第24頁/共48頁3.體細胞核移植技術存在的問題（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有爭議。第25頁/共48頁動物細胞融合與單克隆抗體第26頁/共48頁一、動物細胞融合

細胞融合是正常的生命活動兩個細胞正在融合

受精作用第27頁/共48頁1.概念：動物細胞融合是指兩個或多個動物細胞

結合形成一個細胞的過程，也稱細胞雜交。2.原理：細胞膜的流動性。3.誘導融合的方法：（1）物理化學方法：與植物體細胞雜交相同，如聚乙二醇、電激等。（2）生物方法：滅活的病毒。4.過程第28頁/共48頁動物細胞融合第29頁/共48頁細胞A細胞B雜種細胞滅活的病毒物理法化學法仙臺病毒皰疹病毒新城雞瘟病毒思考討論：誘導細胞融合的病毒必須滅活，為什么細胞融合過程中使用的病毒需要滅活？第30頁/共48頁過程：病毒顆粒黏附細胞表面病毒顆粒穿透細胞膜細胞膜連接細胞融合第31頁/共48頁5，意義：（1）突破了有性雜交的局限，使遠緣雜交成為可能。（2）制造單克隆抗體。第32頁/共48頁植物體細胞雜交和動物細胞融合的比較比較項目植物體細胞雜交動物細胞融合細胞融合原理細胞融合的方法誘導方法用途細胞膜的流動性細胞膜的流動性去除細胞壁后誘導原生質體融合使細胞分散后誘導細胞融合物理（離心、振蕩、電刺激）化學（聚乙二醇）物理、化學方法（同左）滅活的病毒獲得雜種植株制備單克隆抗體第33頁/共48頁二、單克隆抗體什么是抗體？抗體是機體受抗原刺激后產生的、并能與該抗原發(fā)生特異性結合的具有免疫功能的球蛋白。B淋巴細胞產生抗體。第34頁/共48頁單克隆抗體

通過細胞融合技術獲得的雜交瘤細胞群產生的化學性質單一、特異性強的抗體稱為單克隆抗體。

特點：

特異性強、靈敏度高

第35頁/共48頁B淋巴細胞與抗體

１．B淋巴細胞受抗原刺激后，可以產生抗體。

2．每一個淋巴細胞只能產生一種抗體。

3．動物體內的B淋巴細胞可以產生百萬種以上的抗體，每種抗體對特定的抗原具有特異性免疫作用。

第36頁/共48頁如何大量生產單克隆抗體？利用淋巴細胞產生抗體的功能利用腫瘤細胞無限增殖的特性利用細胞融合的技術將兩種細胞融合獲得具有淋巴細胞和腫瘤細胞特性的雜交瘤細胞利用動物細胞培養(yǎng)技術大量培養(yǎng)雜交瘤細胞第37頁/共48頁第38頁/共48頁

單克隆抗體制備過程

注射抗原B淋巴細胞骨髓瘤細胞細胞融合、篩選雜交瘤細胞細胞培養(yǎng)篩選，繼續(xù)培養(yǎng)足夠數量的、能產生特定抗體的細胞群體外培養(yǎng)注射到小鼠腹腔單克隆抗體第39頁/共48頁思考：1、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2、為什么選用小鼠骨髓瘤細胞與B細胞融合？這樣融合成的雜交瘤細胞，繼承了雙親細胞的遺傳物質，不僅具有B細胞分泌抗體的能力，而且還有無限增殖的本領，因而可以獲得大量單克隆抗體第40頁/共48頁單克隆抗體的應用與常規(guī)抗體相比，單克隆抗體產量高，特異性強，靈敏度高，優(yōu)越性十分明顯。應用主要有：1、臨床診斷2、作為載體，運載抗癌藥物，形成“生物導彈”治療腫瘤

資料：目前世界各國已經研制出數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、血液病、內分泌疾病和遺傳病，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診斷，借以鑒別和定位體內“病灶”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。第41頁/共48頁小結兩個過程動物細胞培養(yǎng)過程單克隆抗體制備過程三個“一”一個誘導細胞融合的新方法－－滅活病毒一個新細胞－－雜交瘤細胞一個優(yōu)勢－－單克隆抗體特異性強、靈敏度高的優(yōu)勢第42頁/共48頁1.動物細胞工程技術的基礎是：（）

A．動物細胞融合

B．胚胎移植

C．動物細胞培養(yǎng)

D．核移植Ｃ練習第43頁/共48頁２．在動物細胞融合和植物體細胞雜交的比較中，正確的是（）A．結果是相同的

B．雜種細胞的形成過程基本相同C．操作過程中酶的作用相同D．誘導融合的手段相同Ｂ第44頁/共48頁３.單克隆抗體制備過程中，骨髓瘤細胞和B淋巴細胞誘導融合后，要用特定培養(yǎng)基篩選出雜交瘤細胞，在這種培養(yǎng)基上不能存活增殖的細胞是（）①淋巴細胞②小鼠骨髓瘤細胞③B淋巴細胞自身融合細胞④小鼠骨髓瘤細胞自身融合細胞⑤雜交瘤細胞A．②④B．①③⑤C．①②③④D．②③C第45頁/共48頁

練習，下圖為某同學根據雜交瘤技術的方法，設計的生產破傷風桿菌抗體的實驗方案2、該方案能達到預期效果嗎？為什么？4、圖中B為________過程，常用_________作為誘導劑，該細胞繼承___________的遺傳特性，既能__________,又能___________。1、該實