《动物细胞融合与单克隆抗体》课件五（40张ppt）（人教版选修3）

动物细胞工程E:经典老歌不得不爱.swf 动物细胞工程常用的技术手段： 动物细胞培养、 动物细胞核移植、 动物细胞融合、 单克隆抗体 动物细胞培养技术是其他动物细胞工程技术的基础。 提问： v植物细胞工程常用的技术手段有哪些 ？ 植物组织培养, 植物体细胞杂交 动物细胞培养 v动物细胞培养就是从动物机体内取出相关的组织 ，将它分散成单个细胞，然后，放在适宜的培养 基中，让这些细胞生长和增殖。 v在进行动物细胞培养时，用胰蛋白酶分散 细胞，说明细胞间的物质主要是蛋白质。动 物细胞培养适宜的PH为7.27.4，此环境下 胃蛋白酶（2.0）没有活性，而胰蛋白酶(7.2 -8.4)的活性较高。 1、选材： 动物胚胎或幼龄动物的组织、器官 ，它们细胞增殖能力强，分裂旺盛，分 化程度低，容易培养。 动物细胞生长特性： v细胞贴壁： 悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上， 称为细胞贴壁。 要求： 培养瓶或培养皿的内表面光滑、无毒、易于贴 附。 细胞的接触抑制： 当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞 就会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的接触抑 制。 单层培养法 动物胚胎或幼龄动 物的组织、器官 胰蛋白酶 剪碎 单个细胞 加培养液 制成 细胞 悬浮 液 细胞株 细胞系 细胞增值 无限传代 去掉组织 间蛋白 动物细胞培养不能 最终培养成生物体 动物细胞培养液的主要成分： 葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等 。 与植物培养基相比其特点是 ： （1）液体培养基 （2）含有动物血清 动物体细胞大都生 活在液体的环境 细胞 悬浮 液 10代 细胞 50代 细胞 无限传 代 原代培养 传代培养 细胞株细胞系 如何界定原代培养和传代培养；细胞株和细胞系 ？ 多数组织细胞固定在表面 生长和分裂。 随细胞增多，细胞就会停止分裂增殖 遗传物质改变 获得细胞 细胞的全能性 细胞株、细胞系 植物体培养结果 或细胞分泌蛋白 快速繁殖、培育 无病毒植株等 培养目的 葡萄糖、动物血清 蔗糖、植物激素 培养基特有成分 液体培养基固体培养基 培养基性质 细胞增殖原理 动物细胞培养植物组织培养比较项目 植物细胞和动物细胞培养的比较 动物细胞培养的过程： 动物胚胎或幼龄 动物的组织、器 官 剪碎组织 分散成单个 细胞 细胞悬液 10代细胞 50代细胞 原代培养 传代培养 细胞株 细胞系 胰蛋白酶 细胞增值 无限传代 培养液 2、为什么细胞培养要分散 成单个细胞培养？ v分散成单个细胞、细胞群（团）后 容易培养，细胞所需的营养容易供 应，代谢废物容易排除；而用大块 组织培养时，内部细胞的营养供应 和代谢废物的排除都较困难，因此 ，这些细胞在体外长时间的生存和 生长较困难。 体外细胞生长增殖过程 v原代培养期（10代细胞以内） v传代培养期（10代细胞以后） v细胞株：（1050代细胞） v细胞系：（50代细胞以后，细胞发生了癌 变） 细胞悬浮液 细胞株 10代细胞 50代细胞 细胞系 无限传代 原代培养传代培养 遗传物质改变 概念：原代培养、传代培养、细胞株、细胞系 动物细胞培养条件： 1、无菌、无毒的环境 （添加一定量的抗生素，定期更换培养液） 2、营养 （葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、动物血清等。） 3、温度和PH 36.5+（-）0.5度, 7.2-7.4 4、气体环境： O2和CO2（95%空气和5% CO2 ） 保证细胞顺利的 生长增殖 动物细胞培养液的主要成分： 葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等。 与植物培养基相比其特点是 ： （1）液体培养基 （2）含有动物血清 动物体细胞大都生 活在液体的环境 获得细胞 细胞的全能性 细胞株、细胞系 植物体 培养结果 或细胞产物 快速繁殖、培育 无病毒植株等 培养目的 葡萄糖、动物 血清 蔗糖、植物激 素 培养基特有成分 液体培养基固体培养基培养基性质 细胞增殖 原理 动物细胞培养植物组织培养比较项目 植物细胞和动物细胞培养的比较 动物细胞培养应用 v大规模培养生产生物制品（病毒疫苗、干 扰素、单克隆抗体） v获得大量自身的皮肤细胞，用于植皮 v培养的动物细胞可以用于检测有毒物质， 判断某种物质的毒性 v为治疗和预防癌症及其他疾病提供理论依 据 动物体细胞核移植技术: 将动物的一个细胞的细胞核，移入一个已经去掉细 胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的 胚胎，这个新的胚胎最终发育成动物个体。 用核移植的方法得到的动物称为克隆动物 核移植 胚胎细胞核移植 体细胞核移植 （难度高） 受体细胞：M期的 卵母细胞 卵细胞 母绵羊 母绵羊 乳腺细胞 细胞质 细胞核 细胞核移植 早期胚胎 卵裂 C母绵羊子宫 胚胎移植 多莉羊 分娩妊娠 多莉羊的培育过程 融合后的卵细胞 克隆动物的研究意义 1.克隆动物作为生物反应器，生产医用蛋白 2.改良动物品种 3.治疗人类疾病，作为供体 4.保护濒危动物 体细胞核移植技术存在的问题： 许多克隆动物表现出遗传和生理缺陷， 如体型过大，异常肥胖，发育困难，脏 器缺陷，免疫失调等。 1、在动物细胞培养过程中遗传物质发生改 变的细胞是 -（ ） A细胞系 B细胞株 C原代细胞 D传代细胞 2、动物细胞工程技术的基础是 -（ ） A.动物细胞融合 B.单克隆抗体 C.胚胎移植 D.动物细胞培养 A D 3、用于动物细胞培养的组织和细胞大都取自胚胎 或出生不久的幼龄动物的器官或组织，其主要原因 是这样的组织细胞 （ ） A.容易产生各种变异 B具有更强的全能性 C.取材十分方便 D分裂增殖的能力强 D 4.动物细胞培养与植物细胞培养的重要区别在于 -（ ） A.培养基不同； B.动物细胞培养不需要在无菌条件下进行； C.动物细胞可以传代培养，而植物细胞不能； D.动物细胞能够大量培养，而植物细胞只能培 养成植株。 A 6.世界上第一只克隆绵羊“多莉”的培育等程序如图所示 。请仔细看图后回答问题： 黑面绵羊去 核卵细胞 白面绵羊卵 腺细胞核 重组细胞 早期胚胎 另一头母绵羊子宫 克隆绵羊多莉 a b 电脉冲处理 妊娠、出生 写出 、所指的细胞工程 各称： 。 实施细胞工程时，所需的 受体细胞大多采用动物卵细胞 的原因是： 。 多莉面部的毛色是 ， 判断依据： 。 继植物组织培养之后，克隆 绵羊培育成功，证明动物细胞 也具有 。 请举例说明克隆绵羊培育成 功的实际意义： 。 第三节 植物细胞 工程 v植物细胞工程，就是进行物种改良，选育优 良作物品种，增加植物的优良性状，利用植 物生产各种化学制品，还可用于保留濒危灭 绝和有重要经济价值的植物物种。 植物细胞工程技术： v 一、快速繁殖技术 通过植物体细胞胚胎再生成一完整植株。这种技术主要 用于花卉、树木、蔬菜、果树、中草药和农作物的快速繁殖 。 二、诱导增加或减少植物体内染色体组数的技术 有些植株的染色体比正常细胞少一半（单倍体），而有 些经诱导后染色体加倍（多倍体）。单倍体对植物品种的改 良很有利；多倍体产量高，为不同倍性植物间的杂交提供了 遗传保证。 三、体细胞杂交技术 利用自然或人工方法使两个工几个不同细胞融合成一个 细胞，形成体细胞杂种。 四、植物细胞应用生产技术 利用植物细胞培养技术，给植物细胞提供最适宜的生活 环境，让它们进行无性繁殖，大量地培养成植株，解决天然 资源的不足。 一. 植物组织组织 培养 外植体愈伤组织新植株 进行植物组织培养，一般要经历以下五 个阶段： 1 外植体的选择及培养 。 2 诱导去分化阶段 。 3 继代增殖阶段 。 4 诱导分化生根成芽阶段 。 5 移栽成活阶段 。 植物细胞培养定义 在离体条件下，将愈伤组织活则其他易分 散的组织置于液体培养基中，进行振荡培养 ，得到分散成游离的悬浮细胞，通过继代培 养使细胞增殖，从而获得大量的细胞群体的 一种技术。 二. 植物细胞培养 工业业化植物细细胞培养系统统主要有两大类类： 悬悬浮细细胞培养系统统和固定化细细胞培养系统统 三. 植物细细胞杂杂交（细细胞融合） 1960年英国诺诺丁汉汉大学Cocking 教授领导领导 的小 组组率先利用真菌纤维纤维 素酶，成功地制备备出了大量具 有高度活性可再生的番茄幼根细细胞原生质质体, 开辟 了原生质质体融合研究的新阶阶段。 植物细细胞杂杂交的主要过过程如下： 1. 原生质质体的制备备。 2. 原生质质体的融合 。 3. 杂杂合体的鉴别鉴别 与筛选筛选 。 细胞育种 诱导突变，筛选新品系、新品种 次生代谢产物生成 从培养的植物细胞中提取所需的代谢产物。 优点 比栽培原料作物更易控制最佳生产条件； 培养物为无菌、无虫材料，能保证产品质量； 工艺操作较为简单，可减少劳动费用，提高 生产率。 植物细细胞工程的应应用 PERSPECTIVES for the Future vAdvances in the culture of human cells will allow them to be applied to the treatment of disease and injury. Even today, severe burn patients can be treated by removing some of their undamaged skin, culturing the fibroblasts, and applying them to areas where the skin has been destroyed. As specific growth factors for various cell types are identified and expressed in sufficient quantities by recombinant DNA techniques, other cell types will be cultured and used therapeutically. vIn the not too distant future, safe and effective viral vectors will likely be developed to deliver genes encoding therapeutic proteins or RNAs to the specific cells where they are needed. Such gene therapy potentially could successfully treat numerous human diseases caused by the absence of critical cellular molecules. SUMMARY v Growth of vertebrate cells in culture requires rich media containing essential amino acids, vitamins, and peptide or protein growth factors, frequently provided by serum. Most cultured vertebrate cells will grow only when attached to a negatively charged substratum that mimics the extracellular matrix in animal tissues. Primary cells, which are derived directly from animal tissue, have limited growth potential in culture and may give rise to a cell strain. Transformed cells, which are derived from animal tumors or arise spontaneously from primary rodent cells, grow indefinitely in culture (see Figure 6-5b). They usually have an unstable, aneuploid complement of chromosomes, including abnormal chromosomes. Transformed cells derived from a single parental cell are called cell lines. Cultured cells can be induced to fuse into heterokaryons (hybrids) by treatment with certain viruses or polyethylene glycol. Heterokaryons between cells of different species tend to lose the chromosomes of one species as they divide. Panels of hybrid lines prepared from mutant mouse cells and normal human cells, each containing different human chromosomes, can be used to map the gene encoding a specific human protein to a specific human chromosome. Fusion of an HGPRT myeloma cell and a single B lymphocyte yields a hybrid cell that can grow on HAT medium and proliferate indefinitely, forming a clone called a hybridoma (see Figure 6-10). Since each individual B lymphocyte produces antibodies specific for one antigenic determinant (epitope), a hybridoma produces only the monoclonal antibody synthesized by its original B- lymphocyte parental cell. Procedure for producing a monoclonal antibody to protein X. Immortal myeloma cells that lack HGPRT, an enzyme of the purine-sa