「细胞工程一轮复习课件公开课【学习资料】」.ppt

1 学习资料 细胞工程 2 学习资料 理论基础 植物细胞工程 技术手段 植物组织培养 植物体细胞杂交 植物细胞的全能性 实际应用 3 学习资料 一 植物组织培养技术 4 学习资料 1 植物组织培养原理 细胞的全能性 1 概念 已高度分化的细胞仍具有发育成完整个体的潜能 2 原因 生物体细胞含有本物种所特有的全套遗传信息 5 学习资料 3 为什么植物的茎 叶 花瓣在植物体内没有能发育成完整的植株 而是分化成不同的组织器官 在生物体内 在特定的时间和空间条件下 细胞基因的选择性表达 细胞不能表现出全能性 而是分化成为不同的组织器官 6 学习资料 4 细胞全能性大小比较 受精卵 生殖细胞 体细胞 植物细胞 动物细胞 注 动物细胞只有细胞核具有全能性 7 学习资料 无机营养物质 水 无机盐 有机营养物质 蔗糖 维生素 氨基酸等 5 细胞表现全能性的条件有哪些 处于离体状态 营养物质 包括 植物激素 生长素和细胞分裂素等 适宜的温度 pH值等外界条件 无菌环境 8 学习资料 脱分化 再分化 愈伤组织 离体植物细胞 外植体 胚状体 试管苗 植物体 脱分化 无菌条件下操作 2 植物组织培养的过程 再分化 排列疏松而无规则 是一种高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞 无叶绿体 不进行光合作用 9 学习资料 植物组织培养就是在条件下 将 培养在人工配制的上 给予适宜的培养条件 诱导其产生 最终形成 无菌和人工控制 离体的植物器官 组织 细胞 培养基 愈伤组织 丛芽 完整的植株 3 植物组织培养概念 10 学习资料 如何实现 11 学习资料 二 植物体细胞杂交技术 番茄 马铃薯 12 学习资料 去壁 去壁 纤维素酶果胶酶 原生质体 植物细胞 融合的原生质体 离心 振动 电刺激聚乙二醇 再生细胞壁 杂种细胞 脱分化 愈伤组织 杂种植株 激素 筛选 激素 再分化 1 植物体细胞杂交过程 植物体细胞杂交原理 细胞膜流动性 植物组织培养原理 植物细胞全能性 13 学习资料 2 概念 将两个来自不同植物的体细胞融合成一个杂种细胞 且把杂种细胞培育成新的植物体的过程 3 意义 打破了不同种生物间的生殖隔离限制 克服不同生物的远源杂交不亲和 大大扩展了可用于杂交的亲本组合范围 14 学习资料 4 植物体细胞杂交的运用实例 利用该技术培育出烟草 海岛烟草 白菜 甘蓝 胡萝卜 羊角芹等作物 15 学习资料 白菜 甘蓝 白菜 甘蓝 16 学习资料 比较 无性繁殖 细胞全能性 脱分化 再分化 保持优良性状繁殖速度快 大规模生产提高经济效益 杂交技术应用了组织培养 克服不同种生物远源杂交的障碍 去除细胞壁 融合形成杂种细胞 组织培养 膜流动性细胞全能性 染色体变异 基因重组 17 学习资料 三 植物细胞工程的应用 1 作物脱毒 1 材料 无病毒的茎尖 2 脱毒苗 切取茎尖进行组织培养获得 18 学习资料 2 人工种子 胚状体 或不定芽 顶芽和腋芽 人工种皮 透气透水易降解 胚乳 营养物质 固氮菌 抗生素等 19 学习资料 人工种子 自然种子 20 学习资料 1 下面所列过程是植物组织培养的简略过程 请据此回答 脱分化 再分化 表示 它能被培养成 的根本原因是 表示 它的细胞特点是 若想制造人工种子 应选择 写编号 外植体 植物细胞全能性 愈伤组织 细胞排列疏松 高度液泡化无定形状态 若 是花药 则 是 这项技术可用在上 单倍体植株 单倍体育种 21 学习资料 2 下图为植物体细胞杂交过程示意图 据图回答 步骤 是去掉 使植物细胞成为 最常用的方法是 步骤 一般常用的化学试剂是 目的是 在利用杂种细胞培育成为杂种植株的过程中 运用的技术手段是 其中步骤 相当于 步骤 相当于 细胞壁 原生质体 酶解法 聚乙二醇 诱导原生质体融合 植物组织培养 脱分化 再分化 22 学习资料 植物体细胞杂交的目的是获得新的杂种植株 使两株植物的性状能够在新的植物体上有所表现 其根本原因是 从理论上讲 杂种植株的育性为 若运用传统有性杂交方法能否实现 因此 这项研究对于培养作物新品种方面的重大意义在于 利用植物体细胞杂交的方法培育作物新品种的过程中 遗传物质的传递是否遵循孟德尔的遗传规律 为什么 杂种细胞具有两个亲本的遗传物质 可育 不能 克服远缘杂交不亲和的障碍 不遵循 植物体细胞杂交属于无性生殖 23 学习资料 3 如图是 白菜 甘蓝 杂种植株的培育过程 据图回答 1 过程 和 应在温和条件下用处理细胞 过程使用的诱导剂是 2 与 过程密切相关的具有单层膜结构的细胞器是 完成 和 过程需要采用的细胞工程技术是 3 经 过程得到的不同组织细胞中 蛋白质的种类和数量差异较大 根本原因是 的结果 纤维素酶 果胶酶 聚乙二醇 高尔基体 植物组织培养 基因选择性表达 24 学习资料 4 设白菜细胞中的染色体数目为M 甘蓝细胞中的染色体数目为N 则获得的 白菜 甘蓝 染色体数应该是 5 如利用白菜根尖分生区细胞培育成一棵白菜 该白菜叶片是否具有叶绿体 6 对上述培育过程说法不正确的是 多选 A 图示 白菜 甘蓝 植株不能产生种子B 愈伤组织的代谢类型一定是自养需氧型C 上述过程中包含着有丝分裂 细胞分化和减数分裂等过程D 白菜 甘蓝 杂种植株具有白菜和甘蓝的遗传特性 M N ABC 是 25 学习资料 动物细胞工程 26 学习资料 动物细胞培养 动物细胞融合 单克隆抗体制备 细胞核移植 动物细胞工程技术 动物细胞工程的基础 27 学习资料 一 概念 是指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 二 原理 细胞分裂增殖 一 动物细胞培养 28 学习资料 三 动物细胞培养过程 胚胎或幼龄动物的组织器官 细胞悬液 10代细胞 50细胞 剪碎 胰蛋白酶 洗涤 稀释 分离 原代培养 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 2 7 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 比老龄动物的组织细胞增殖能力强 有丝分裂旺盛 分化程度越低 繁殖能力越强 越容易培养 动物细胞培养不能最终培养成生物体 动物组织细胞间隙中含有一定量的弹性纤维等蛋白质 将细胞网络起来形成具有一定弹性和韧性的组织和器官 贴壁生长接触抑制 10代以内 保持正常二倍体核型 传代培养 无限传代 29 学习资料 有关概念 传代培养 将原代细胞从培养瓶中取出 配制成细胞悬浮液 分装到两个或两个以上的培养瓶中继续培养 称为传代培养 原代培养 从机体取出后立即培养的细胞为原代细胞 培养的第1代细胞与传10代以内的细胞称为原代细胞培养 30 学习资料 细胞株 原代细胞一般传至10代左右细胞生长停滞 大部分细胞衰老死亡 少数细胞存活到40 50代 这种传代细胞为细胞株 细胞系 细胞株传代至50代后又出现细胞生长停滞状态 只有部分细胞由于遗传物质的改变 使其在培养条件下可以无限制传代 这种传代细胞为细胞系 细胞株和细胞系的区别 细胞系的遗传物质改变 具有癌细胞的特点 失去接触抑制 容易传代培养 31 学习资料 原代培养和传代培养 细胞株和细胞系 32 学习资料 1 无菌 无毒的环境 保证细胞顺利的生长增殖 添加一定量的抗生素 定期更换培养液 添加 糖 葡萄糖 氨基酸 促生长因子 无机盐 微量元素 动物血清等 四 动物细胞培养的条件 2 营养 33 学习资料 3 温度和PH 培养室中控制 使之达到36 5 0 5 7 2 7 4 培养箱中提供O2和CO2 95 空气和5 CO2 4 气体环境 34 学习资料 五 动物细胞培养技术的应用 3 细胞的生理 药理 病理研究 1 培养健康细胞用于烧伤病人皮肤移植 2 基因工程的受体细胞 35 学习资料 植物组织培养和动物细胞培养的比较 全能性 增殖 蔗糖 动物血清 细胞株 细胞系 细胞 某些蛋白质 植物激素 36 学习资料 1 现将 细胞工程 中动 植物细胞培养技术列表比较如下 你认为哪一比较项目有错误 A 37 学习资料 分类 细胞分化程度低 恢复全能性容易 细胞分化程度高 恢复全能性不容易 一 动物细胞核移植概念 二 动物细胞核移植技术和克隆动物 动物核移植是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为动物个体 克隆动物 用核移植的方法得到的动物 38 学习资料 细胞质 细胞核 细胞核移植 多莉羊的培育过程 回忆 39 学习资料 二 体细胞核移植的过程 去核 注核 重组细胞 早期胚胎 胚胎移植 40 学习资料 核移植的供体细胞选用培养10代以内的 为什么 用的是去核的减数第二次分裂中期细胞 M 中期 为什么 激活方法 激活目的 促融方法 电刺激 胚胎移植至代孕受体内 1 体积大 易操作 2 含有促使细胞核表达全能性的物质和营养条件 10代以内的细胞一般能保持正常的二倍体核型 41 学习资料 过程 以奶牛为例 将胚胎移入受体母牛体内 高产奶牛 采集卵母细胞 并培养到减 中期 减 中期卵母细胞 去核 将供体细胞核注入去核卵母细胞 构建重组胚胎 生出犊牛 克隆牛 用物理或化学方法 如电脉冲 钙离子载体 乙醇 蛋白酶合成抑制剂等 激活受体细胞 完成分裂和发育 42 学习资料 三 体细胞核移植技术的应用前景 1 加速家畜遗传改良的进程 2 保护濒危物种 3 生产医用蛋白质及组织器官的移植 43 学习资料 四 体细胞核移植技术存在的问题 1 成功率非常低 2 克隆动物以表现早衰 生理缺陷等健康问题绝大多数克隆动物存在健康问题并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 44 学习资料 1 广西研究所科研人员利用克隆胚胎冷冻技术 使一头杂交母水牛顺利产下一头冷冻胚胎移植的体细胞克隆雌性牛犊 取名 盼盼 它的出生经历了一个严密复杂的科学操作过程 45 学习资料 1 当克隆牛 盼盼 性成熟后进行减数分裂时 其初级卵母细胞内可以形成个四分体 2 过程主要采取技术才能获得细胞群或囊胚 此时在培养液中常加入的物质有葡萄糖 氨基酸 维生素 和等 25 动物细胞培养 动物血清 无机盐 46 学习资料 3 过程中 诱导形成重组细胞常见的方法 除电激融合外 常见的还有 4 科研人员获得的耳纤维细胞取自于1日龄的河流型摩拉水牛 原因是此时获取的细胞 灭活病毒 或聚乙二醇 处理 分化程度低 分裂能力强 47 学习资料 动物细胞融合与单克隆抗体 48 学习资料 一 动物细胞融合 1 概念 2 过程 2个或多个动物细胞 1 杂交单核细胞 细胞A 细胞B 杂交细胞 灭活的病毒 物理法化学法 49 学习资料 用灭活的病毒诱导动物细胞融合过程 50 学习资料 4 诱导方式 物理法 化学法 生物法 灭活的病毒 电激 振动 离心 聚乙二醇 PEG 例如 仙台病毒 5 优点 突破了方法的局限 使 杂交成为可能 6 应用 制造 有性杂交 远缘 单克隆抗体 3 原理 细胞膜的流动性 51 学习资料 植物 动物细胞融合的比较 形成杂种细胞 获得杂种植株 结果 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 细胞膜的流动性 细胞膜的流动性 植物细胞全能性 原理 动物细胞融合 植物体细胞杂交 比较项目 融合前处理 用纤维素酶 果胶酶去壁 用胰蛋白酶使细胞分散 52 学习资料 2 什么是抗体 二 单克隆抗体 3 抗体的分布 抗体是机体受抗原刺激后产生的 并能与该抗原发生特异性结合的具有免疫功能的球蛋白 血清 组织液 外分泌液 1 什么是克隆 指从一个共同祖先 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 在细胞水平指动物细胞培养 53 学习资料 抗体的传统生产方法 抗原 反复注射动物 从动物的血清中分离抗体 该法制备抗体的缺点 产量低 纯度低 且抗体的特异性差 灵敏度低 54 学习资料 二 单克隆抗体 由单个B淋巴细胞 无性繁殖 克隆 形成基因型相同的细胞群 这一细胞群所产生的化学性质单一 特异性强的抗体 称为单克隆抗体 1 概念 55 学习资料 一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体骨髓瘤细胞 癌细胞 能无限增殖 杂种细胞 动物细胞培养技术 2 实验原理 动物细胞融合 创始人 米尔斯坦 单克隆抗体 既能产生特异性抗体 又能大量繁殖 柯勒 56 学习资料 B淋巴细胞 注射特定抗原蛋白 骨髓瘤细胞 培养骨髓瘤细胞 融合 只考虑两两融合 培养液中细胞有几种类型 融合细胞几种类型 骨髓瘤细胞 骨髓瘤细胞B淋巴细胞 B淋巴细胞B淋巴细胞 骨髓瘤细胞 多种杂交细胞 在具有筛选作用的培养基上培养 专一抗体检验阳性 克隆上述杂交细胞 分开不同杂交细胞 克隆专一抗体 检验阳性细胞 单克隆抗体 注射到小鼠腹腔 体外培养 3 单克隆抗体的制备过程 第1次筛选目的 得到杂交瘤细胞 多种 第2次筛选目的 在杂交瘤细胞中筛选出能产生所需抗体的杂交瘤细胞 该细胞继承双亲细胞的遗传特性 既能产生专一抗体又能无限增殖 杂交瘤细胞有何特点 特异性强 灵敏度高 57 学习资料 单克隆抗体制备过程 B淋巴细胞骨髓瘤细胞 诱导融合 B B细胞 B 瘤细胞 瘤 瘤细胞 选择培养基 杂交瘤细胞 B 瘤细胞 克隆化培养 抗体检测 产生所需抗体的杂交瘤细胞 体外培养 单克隆抗体 小结 培养液 腹水 58 学习资料 4 单克隆抗体的应用 1 诊断试剂 最广泛应用准确 高效 简易 快速 单克隆抗体最主要的优点 特异性强 灵敏度高 并能大量制备 59 学习资料 2 用于治疗疾病和运载药物 特异性强 灵敏度高生物导弹 单克隆抗体 抗癌药物 疗效高 毒副作用小 60