北师大版选修3 3.2 动物细胞工程 课件（51张）.pptx

第2节动物细胞工程 一 动物细胞培养1 操作流程 组织单个细胞的悬浮液 培养 培养 原代 传代 知识梳理 2 培养条件 1 无菌 无毒的环境 对 和所有培养用具进行无菌处理 添加 定期更换培养液以 2 营养 除正常的有机和无机营养外 加入 等一些天然成分 3 适宜的温度和ph 温度为 哺乳动物 ph为 培养液 抗生素 清除代谢产物 血清 血浆 36 5 0 5 7 2 7 4 4 气体环境 含95 空气加 的混合气体 其中后者的作用是 3 应用 生物制品的生产 检测 医学研究 5 co2 维持培养液的ph 有毒物质 二 动物体细胞核移植技术和克隆动物1 动物核移植 将动物一个细胞的 移入一个已经去掉细胞核的 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为 细胞核 卵母细胞 动物个体 2 过程 供体细胞培养 去核 重组细胞 胚胎移植 供体 3 原理 动物体细胞核具有 4 结果 获得与供体 基本相同的个体 5 克隆动物 用核移植方法得到的动物 全能性 遗传物质 三 动物细胞融合1 原理 2 融合方法 聚乙二醇 peg 电激等 3 意义 突破了 的局限 使 成为可能 也为制造 开辟了新途径 细胞膜的流动性 灭活的病毒 有性杂交方法 远缘杂交 单克隆抗体 四 单克隆抗体1 制备过程 杂交瘤细胞 能分泌所需 抗体 2 优点 特异性强 并可大量制备 3 用途 作为 用于治疗疾病和 灵敏度高 诊断试剂 运载药物 速记卡片 1 动物细胞培养过程 1 分散细胞方法 组织块剪碎 用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理 2 生长特点 贴壁生长 接触抑制 3 分瓶 4 原代培养 动物组织消化后的初次培养 5 传代培养 分瓶继续培养 2 动物细胞培养的条件 1 无菌 无毒的环境 2 营养 糖 氨基酸 促生长因子 无机盐 微量元素 动物血清 血浆等 3 温度和ph 与动物体温相近 ph为7 2 7 4 4 气体环境 co2的主要作用是维持培养液的ph 3 动物细胞融合 1 原理 细胞膜的流动性 2 融合方法 聚乙二醇 peg 灭活的病毒 电激等 4 单克隆抗体制备 1 涉及的三种细胞作用不同 b淋巴细胞 能分泌单一抗体 但不能无限增殖 骨髓瘤细胞 能大量增殖 但不能产生抗体 杂交瘤细胞 既能产生单一抗体 又能大量增殖 2 两次筛选的目的不同 第一次筛选是得到杂交瘤细胞 第二次筛选是得到能分泌所需抗体的杂交瘤细胞 要点一植物组织培养 动物细胞培养和细胞核移植1 三者比较 要点解读 2 动物细胞核移植的疑难解析 1 卵母细胞选择时期及原因 m 中期的卵母细胞 此时具备受精能力 细胞质中合成与分裂 分化有关的物质能刺激融合后重组细胞进行分裂分化 形成重组胚胎 2 选卵细胞作为受体细胞的原因 卵细胞大 易于操作 卵黄多 营养丰富 为发育提供充足的营养 能激发重组细胞分裂分化 3 供体细胞 取供体动物的体细胞培养 一般选用传代10代以内的细胞 因为10代以内的细胞一般能保持正常的二倍体核型 保证了供体细胞正常的遗传基础 4 动物体细胞不能经培养直接发育成完整个体的原因 动物体细胞的全能性受到限制 5 该过程用到的技术手段 动物细胞培养 动物细胞融合 早期胚胎培养和胚胎移植 高考警示 动物细胞培养和核移植技术的理解误区 1 动物细胞培养中两次使用胰蛋白酶的作用不同 第一次用胰蛋白酶处理剪碎的组织使之分散成单个细胞 第二次使贴壁细胞从瓶壁上脱落下来 2 核移植产生的克隆动物与提供细胞核的亲本可能不同 克隆动物细胞质基因来源于另一个亲本 与植物组织培养不同 来自一个亲本 即克隆动物遗传物质来自两个亲本 在发育过程中可能发生基因突变 染色体变异导致性状改变 外界环境条件的影响引起不可遗传的变异 考题回访 1 2015 银川模拟 回答下列有关动物细胞培养的问题 1 在动物细胞培养过程中 当贴壁细胞分裂生长到细胞表面时 细胞会停止分裂增殖 这种现象称为细胞的 此时 瓶壁上形成的细胞层数是 要使贴壁的细胞从瓶壁上分离下来 需要用酶处理 常用的酶是 2 随着细胞传代次数的增多 绝大部分细胞分裂停止 进而出现的现象 但极少数细胞可以连续增殖 其中有些细胞会因遗传物质发生改变而变成细胞 这种细胞的黏着性 细胞膜表面蛋白质 糖蛋白 的量 3 用某种大分子染料对细胞进行染色时 观察到死细胞被染色 而活细胞不染色 原因是 4 检查某种有毒物质是否能改变细胞染色体的数目 最好选用分裂到期的细胞用显微镜进行观察 5 在细胞培养过程中 通常在条件下保存细胞 因为在这种条件下 细胞中的活性降低 细胞新陈代谢的速率降低 6 给患者移植经细胞培养形成的皮肤后 发生了排斥现象 这是因为机体把移植的皮肤当作进行攻击 解析 1 在动物细胞培养过程中 细胞会表现出接触抑制现象 此时是单层细胞 用胰蛋白酶处理可以使贴壁的细胞从瓶壁上分离下来 2 随着细胞传代培养代数的增多 绝大部分细胞分裂停止 进而出现衰老甚至死亡的现象 但极少数细胞可以连续增殖 有些细胞会因遗传物质改变而变成不死性细胞 这种细胞细胞膜表面糖蛋白减少 细胞黏着性降低 3 由于活细胞的膜具有选择透过性 大分子染料不能进入活细胞内 而死细胞的细胞膜丧失了选择透过性 大分子染料能够进入死细胞内而着色 4 由于细胞分裂中期染色体形态固定 数目清晰 因此最好选用分裂到中期的细胞用显微镜观察染色体数目 5 由于在冷冻 超低温或液氮条件下 细胞中酶的活性降低 细胞新陈代谢的速率降低 通常在此条件下保存细胞 6 机体把移植的皮肤当作抗原攻击 会发生排斥现象 答案 1 相互接触接触抑制单层 或一层 胰蛋白酶 2 衰老甚至死亡不死性降低减少 3 活细胞的膜具有选择透过性 大分子染料不能进入活细胞内 故活细胞不能着色 或死细胞的膜丧失了选择透过性 大分子染料能够进入死细胞内而着色 4 中 5 冷冻 或超低温 液氮 酶 6 抗原 2 2015 安徽名校联考 如图所示是利用现代生物工程技术治疗遗传性糖尿病 基因缺陷导致胰岛b细胞不能正常合成胰岛素 的过程设计图解 请据图回答下列问题 1 图中 所示的结构分别是 2 图中 所示的生物工程技术分别是 此外图示过程还应用的工程技术有 只需写一种 3 过程 通常用去核卵母细胞做受体细胞的原因除了它体积大 易操作外 还因为 4 过程 通常用 作受体细胞的原因是这些细胞没有分化 具有 可以定向诱导分化成各类细胞 组织和器官 5 过程 的完成需要用到的基因操作工具有 6 图示方法与一般的异体移植相比最大的优点是 解析 图中 依次为细胞核 内细胞团 核移植技术 转基因技术 图中涉及的技术包括核移植技术 早期胚胎培养 动物细胞培养 转基因技术 胚胎干细胞移植等 答案 1 细胞核内细胞团 2 核移植技术转基因技术细胞培养 早期胚胎培养 胚胎干细胞移植 显微操作技术等 3 营养物质丰富且含有促进细胞核全能性表达的物质 4 全能性 5 限制性核酸内切酶 dna连接酶和载体 6 没有排斥反应 要点二动物细胞融合 单克隆抗体1 植物体细胞杂交和动物细胞融合的比较 2 单克隆抗体的制备 高考警示 植物体细胞杂交和动物细胞融合过程中所选酶和结果的辨析 1 植物体细胞杂交与动物细胞融合中酶的作用对象不同 纤维素酶和果胶酶作用于细胞壁 而胰蛋白酶作用于细胞间的蛋白质 2 植物杂交细胞在激素诱导下能表达出全能性 但动物杂交细胞的全能性不能表达 3 取相应b淋巴细胞前必须先注射相应抗原 否则不能获得单克隆抗体 考题回访 1 2014 新课标全国卷 某研究者用抗原 a 分别免疫3只同种小鼠 x y和z 每只小鼠免疫5次 每次免疫一周后测定各小鼠血清抗体的效价 能检测出抗原抗体反应的血清最大稀释倍数 结果如图所示 若要制备杂交瘤细胞 需取免疫后小鼠的b淋巴细胞 染色体数目40条 并将该细胞与体外培养的小鼠骨髓瘤细胞 染色体数目60条 按一定比例加入试管中 再加入聚乙二醇诱导细胞融合 经筛选培养及抗体检测 得到不断分泌抗a抗体的杂交瘤细胞 回答下列问题 1 制备融合所需的b淋巴细胞时 所用免疫小鼠的血清抗体效价需达到16000以上 则小鼠最少需要经过次免疫后才能有符合要求的 达到要求后的x y z这3只免疫小鼠中 最适合用于制备b淋巴细胞的是小鼠 理由是 2 细胞融合实验完成后 融合体系中除含有未融合的细胞和杂交瘤细胞外 可能还有 体系中出现多种类型细胞的原因是 3 杂交瘤细胞中有个细胞核 染色体数目最多是条 4 未融合的b淋巴细胞经多次传代培养后都不能存活 原因是 解析 本题考查制备单克隆抗体的相关知识 1 据图中数据分析 第四次注射后y z小鼠的血清抗体效价均达到16000以上 免疫后小鼠y的b淋巴细胞产生抗体效价最高 最适用于制备单克隆抗体 2 b淋巴细胞与骨髓瘤细胞混合在一起融合时 可能发生b淋巴细胞之间的融合 骨髓瘤细胞之间的融合和b淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合 故体系中会出现多种类型的细胞 3 杂交瘤细胞形成后 小鼠的b淋巴细胞核与其骨髓瘤细胞核会融合形成一个细胞核 染色体可达100条 有丝分裂后期染色体数目最多为200条 4 未融合的b淋巴细胞经多次传代培养后 仍然不是能恶性增殖的细胞 分裂次数是有限的 答案 1 四yy小鼠的抗体效价最高 2 b淋巴细胞相互融合形成的细胞 骨髓瘤细胞相互融合形成的细胞细胞融合是随机的 没有特异性且融合率达不到100 3 1200 4 不能无限增殖 2 2015 潍坊模拟 人绒毛膜促性腺激素 hcg 是女性怀孕后胎盘滋养层细胞分泌的一种糖蛋白 制备抗hcg单克隆抗体可用于早孕的诊断 如图是抗hcg单克隆抗体制备流程示意图 请分析回答问题 1 制备单克隆抗体过程中要用到和技术 2 制备单克隆抗体过程中 给小鼠注射的hcg相当于 使小鼠产生分泌相应的淋巴细胞 此过程属于特异性免疫中的免疫 3 在细胞内dna的合成一般有两条途径 主要途径是在细胞内由糖和氨基酸合成核苷酸 进而合成dna 而氨基嘌呤可以阻断此途径 另一辅助途径是在次黄嘌呤和胸腺嘧啶核苷存在的情况下 经酶的催化作用合成dna 而骨髓瘤细胞的dna合成没有此辅助途径 利用dna合成途径不同的特点配制的hat培养基含有多种成分 其中添加的具有筛选杂交瘤细胞的作用 最终筛选获得的杂交瘤细胞的特点是 4 此过程生产的单克隆抗体可以与 特异性结合 从而诊断早孕 解析 1 制备单克隆抗体过程中要用到动物细胞培养和动物细胞融合技术 2 给小鼠注射hcg 使小鼠进行体液免疫 产生能分泌抗体的b淋巴细胞 3 骨髓瘤细胞的dna合成只有一条途径 在培养基中加入氨基嘌呤 阻断了骨髓瘤细胞与骨髓瘤细胞融合体的增殖 杂交瘤细胞有两条合成dna的途径 因此在选择培养基上杂交瘤细胞能生存并无限增殖 b淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合后的杂交瘤细胞既能无限增殖 又能产生单一抗体 4 此单克隆抗体是针对人绒毛膜促性腺激素 hcg 作抗原产生的 可以与人绒毛膜促性腺激素 hcg 特异性结合 答案 1 动物细胞培养动物细胞融合 2 抗原抗体体液 3 氨基嘌呤 能无限增殖并分泌特异性抗体 4 人绒毛膜促性腺激素 或hcg 延伸探究 题中 3 经过氨基嘌呤处理后 能够存活的细胞类型有哪些 提示 由于骨髓瘤细胞没有dna合成的辅助途径 而氨基嘌呤阻断主要途径 所以经处理后 能够存活的细胞是b淋巴细胞和b淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合后的细胞 1 图中向小鼠注射包含多种抗原决定簇的抗原后 所获得的免疫抗血清实际上是含有 填写抗体的名称 的混合物 这种方法制备的多克隆抗体不仅产量低 而且纯度低 2 图中选用b淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合成杂交瘤细胞 说明细胞膜具有 如果仅考虑细胞的两两融合 其融合细胞有种类型 3 图中两次筛选的目的不同 其中筛