人教版教学课件人教版选修三细胞工程.ppt

高三生物专题 细胞工程 杭州第二中学 徐晓红 细胞分化原因？ l所有细胞含全套基因 l但表达的基因不同-分化的根本原因 l使转录的mRNA不同 l翻译成的蛋白质不同-分化的直接原 因 l导致细胞的形态、结构、功能不同 细胞的全能性 l定义：生物体的细胞，具有使后代细胞发 育成完整个体的潜能。 l原因：生物的每一个细胞都含有该物种所 特有的全套遗传物质。 全能性大小：受精卵生殖细胞体细胞全能性大小：受精卵生殖细胞体细胞 具有全能性一定能表现出全能性吗？具有全能性一定能表现出全能性吗？ 细胞工程 l研究的水平：细胞整体水平或细胞器水平 l研究的目的：按照人们的意愿来改变细胞 内的遗传物质或获得细胞产品 l应用的原理和方法：细胞生物学和分子生 物学的原理和方法 人工种子 自然种子 胚 状 体 人工种皮 人工胚乳 胚 种皮 胚乳 植物细胞工程 植物组织培养技术 植物组织培养的过程 外植体 愈伤组织 长芽 生根 幼苗/胚状体 CTK/IAA 比例适合 CTK/IAA 比例增大 CTK/IAA 比例减小 去分化 再分化 激活潜在的全能性 1.1.植物细胞表现出全能性的必要条件是什植物细胞表现出全能性的必要条件是什 么？么？ 2.2.决定植物细胞脱分化、再分化的关键决定植物细胞脱分化、再分化的关键 因素是什么？因素是什么？ 3.3.在植物组培过程中，为什么要进行一在植物组培过程中，为什么要进行一 系列的消毒、灭菌，并且要求无菌操作？系列的消毒、灭菌，并且要求无菌操作？ 思考 组培应用 l生产植物的次级代谢产物 培养终点？ l快速繁殖无病毒植株 培养终点？ l生产人工种子 培养终点？ 胚 状 体 人工种皮 人工胚乳 花药的离体培养花药的离体培养 紫草 紫草素 愈伤组织 组培尚未解决的问题？ 植物体细胞杂交技术 l你认为两个来自不同植物的体细胞完成融 合，遇到的第一个障碍是什么？ (1)分离原生质体-酶解法 (2)原生质体融合-物、化法 (3)新细胞壁形成 (4)植物组织培养-植物体细胞杂 交的技术环节之一 (1) (1) (2) (3) (4) (5) 植物体细胞杂交过程 起止点？ 依据的原理？ 白菜白菜 甘蓝甘蓝 白菜甘蓝白菜甘蓝 植物体细胞杂 交意义？ 尚未解决的问 题？ 与有性杂交的 异同点 植物体细胞杂交 应用： 动物细胞工程 动物细胞培养技术 动物细胞培养基模拟体内什么环境？ 动物细胞的培养 过程 动物胚胎或幼龄动物 的组织、器官 细胞悬浮液 胰蛋白酶 10代细胞 原代培养 50代细胞 细胞株 无限传代 细胞系 遗传物质 未改变 遗传物质改变 ，无限增殖 传代培养 原代 细胞 动物细胞培养的应用 l作为研究动物细胞的材料-Hela细胞(1952) l生产各类蛋白质制品：干扰素、单抗、病毒疫 苗 l细胞、组织移植（烧伤病人植皮）等 植物组织培养和动物细胞培养的比较 项 目 原理培养基结果培养目的 植 物 动 物 细细 胞胞 全全 能能 性性 细细 胞胞 增增 殖殖 固体 蔗糖蔗糖 植物激素 液体 葡萄糖葡萄糖 动物血清 培养成植培养成植 株株 培养成培养成 细胞株细胞株 细胞系细胞系 快速繁殖快速繁殖 培养无病毒培养无病毒 植株植株 获得细胞获得细胞 产品、细产品、细 胞胞 l动物细胞能否表现出全能性 l世界上第一只克隆动物“多利”问世，证明 高度分化的动物体细胞的核仍保持全能性 。 19961996年年7 7月月5 5日，日， 世界上第一只克世界上第一只克 隆羊隆羊“多利多利”在在 英国苏格兰卢斯英国苏格兰卢斯 林研究所的试验林研究所的试验 基地诞生。基地诞生。 Dolly with her first born lamb 克隆技术 l是指从一个共同的祖先，通过无性繁殖的方法 产生出来的一群遗传特性相同的DNA分子、细胞 或个体，是一种人工诱导的无性繁殖方式 l分子水平克隆：PCR技术 l细胞水平克隆：动物细胞培养（单克隆抗体） l个体水平克隆：克隆羊多利 为什么克隆羊的成功让科学家们如此兴奋呢？为什么克隆羊的成功让科学家们如此兴奋呢？ 干细胞简介* l干细胞 ：有树干、茎干的起源之意，一般认 为：理论上具有无限自我更新能力和多方向分 化潜能的一类细胞。 l干细胞按照生存阶段分为: l胚胎干细胞：取自囊胚的内细胞层 l成体干细胞：取自成体细胞，如造血干细胞 胚胎干细胞（ES细胞） l来源：囊胚的内细胞层 l特点：胚胎干细胞是全能的，具有分化为几乎 全部组织和器官的能力。 可以用干细胞 治疗的健康问题 截肢术截肢术 神经系统疾病神经系统疾病 脊髓损伤脊髓损伤 心脏疾病心脏疾病 烧伤烧伤 糖尿病糖尿病 l1999年12月，美国科学杂志公布了当 年世界科学进展的评定结果，干细胞的研究 成果列在举世瞩目耗资巨大的人类基因组工 程之前，名列十大科学进展首位。 l2002年3月，美国麻省理工学院的科学家宣 布，他们首次利用人体胚胎干细胞培育出毛 细血管，证明了胚胎干细胞技术在治疗心血 管疾病等领域的应用潜力。 l目前已有报导ES细胞能在适当条件下分化 为心肌细胞、胰岛细胞、血管内皮细胞、肝 细胞等，干细胞技术可能成为未来拯救生命 的有效手段。 造血干细胞的分化 骨 造血干细胞 粒细胞 单核巨噬细胞 血小板 骨髓脂肪细胞 成骨细胞 肝细胞干细胞 骨骼肌肉干细胞 骨细胞 自然杀伤细胞淋巴细胞 淋巴细胞 红细胞 造血干细胞* 骨髓移植捐献实际上就是移植捐献捐献实际上就是移植捐献造血干细胞 2020世纪五十年代，临床上开始用世纪五十年代，临床上开始用骨髓移植法来治疗血液来治疗血液 系统疾病系统疾病供者要进行全麻，或者在他的骨上凿几个洞供者要进行全麻，或者在他的骨上凿几个洞 八十年代末，八十年代末，自体外周血干细胞移植技术逐渐推广，能逐渐推广，能 提高治疗有效率和缩短疗程，效果令人满意提高治疗有效率和缩短疗程，效果令人满意 再次在再次在脐带中直接采集胎儿的造血干细胞，中直接采集胎儿的造血干细胞，与前两者相与前两者相 比，比，脐血干细胞移植对对HLAHLA配型要求不高，不易受病毒或配型要求不高，不易受病毒或 肿瘤的污染肿瘤的污染 动物细胞融合技术 如人鼠融合细胞： -动物细胞融合技术最重要的用途动物细胞融合技术最重要的用途 单克隆抗体技术 正常淋巴细胞（如小鼠脾细胞），具有正常淋巴细胞（如小鼠脾细胞），具有分泌分泌 抗体抗体的能力，但不能长期培养的能力，但不能长期培养 瘤细胞（如骨髓瘤）可以在瘤细胞（如骨髓瘤）可以在体外长期培养， 但不分泌抗体但不分泌抗体 19751975年英国人年英国人KohlerKohler和和Milstein Milstein 将两种将两种细胞杂交 而创立了单克隆抗体技术，获而创立了单克隆抗体技术，获19841984年诺贝尔奖年诺贝尔奖 l单：一个杂交瘤细 胞 l克隆：该细胞增殖 分化为相同的细胞 群 l抗体：该细胞群产 生的抗体。 l特点：特异性强 灵敏度高 单克隆抗体制备 应用了哪些技术手段 诱导融合法？ 主要用于制备 单克隆抗体 获得杂种植株用 途 物理、化学方法 （同左） 灭活的病毒 物理（离心、振 荡、电刺激） 化学（聚乙二醇） 诱导方法 细胞分散后诱 导细胞融合 去细胞壁后诱 导原生质体融合 细胞融合的方法 膜的流动性 膜的流动性、 细胞全能性 细胞融合的原理 动物细胞融合植物体细胞杂交 比较项目比较项目 动植物细胞融合的比较 其它细胞工程技术 l为了帮助不孕夫妇，1978年诞生了世界上 第一例试管婴儿； l为了证明高度分化的动物体细胞的核仍保 持全能性，1997年第一只克隆动物多利问 世。 l前两者的生殖方式有何不同？ l各利用了什么细胞技术? 受精卵 卵裂 早期胚胎 胚胎分割技术 代孕母牛 植入 植入 分割 还应用了哪些技术手段？ 组织培养 体细胞杂交 动物细胞工程 单克隆抗体 细胞融合 细胞培养 胚胎移植 核 移 植 植物细胞工程 相互联系 微生物？ 2006考试大纲 l考试范围 l植物细胞工程 植物细胞的全能性、植物组织培养、植物 体细胞杂交 l动物细胞工程 动物细胞培养、动物细胞融合、单克隆抗 体 （2005上海）将胡萝卜韧皮部细胞培养将胡萝卜韧皮部细胞培养 成幼苗时，下列条件中不需要的是成幼苗时，下列条件中不需要的是 A A、具有完整细胞核的细胞、具有完整细胞核的细胞 B B、一定的营养物质和植物激素、一定的营养物质和植物激素 C C、离体状态、离体状态 D D、导入指定基因、导入指定基因 高考回顾 （2005浙江）人体神经细胞与肝细胞人体神经细胞与肝细胞 的形态结构和功能不同，其根本原因是这两的形态结构和功能不同，其根本原因是这两 种细胞的种细胞的 A A、DNADNA碱基排列顺序不同碱基排列顺序不同 B B、核糖体不同、核糖体不同 C C、转运、转运RNARNA不同不同 D D、信使、信使RNARNA不同不同 l（2005天津）下列有关细胞结构和功能的 叙述，正确的是 A、人的肾小管上皮细胞中没有胰岛素基因 B、人体内不再分裂的体细胞中共有46个DNA分 子 C、性激素的合成与内质网有关 D、内质网与细胞膜相连，不与核膜相连 l（2004江苏）下列人体细胞中分化程度 最低的是 A胚胎干细胞 B造血干细胞 C胰腺细胞 D肌肉细胞 l（2004广东）甘薯品种是杂合体。块根 、种子、叶片和茎均可用于繁殖，但为保 持某甘薯品种的特性，下列不能用于繁殖 的器官是 A. 种子 B块根 C叶片 D茎 （2005广东）关于单克隆抗体，下列叙述关于单克隆抗体，下列叙述 不正确的是不正确的是 A A、可以制成诊断盒用于疾病的诊断、可以制成诊断盒用于疾病的诊断 B B、可以与药物结合，用于病变细胞的定向、可以与药物结合，用于病变细胞的定向 治疗治疗 C C、可以利用基因工程技术生产、可以利用基因工程技术生产 D D、可以在生物体内生产，不能体外生产、可以在生物体内生产，不能体外生产 l（2004广东）人体中具有生长激素基因 和血红蛋白基因，两者 A. 分别存在于不同组织的细胞中 B均在细胞分裂前期按照碱基互补配对原 则复制 C. 均在细胞核内转录和翻译 D转录的信使RNA上相同的密码子翻译成相 同的氨基酸 l（2004上海）下列关于细胞工程的叙述 中，错误