科技探索之路　细胞工程的发展历程.ppt

2 2动物细胞工程 生产单克隆抗体等 动物细胞工程常用的技术 动物细胞培养 动物细胞核移植 动物细胞融合 是其他动物细胞工程技术的基础 1 什么是动物细胞培养 2 怎样进行动物细胞培养 3 为什么要培养动物细胞 一 动物细胞培养 阅读教材 完成练习册P21 22 知点一 1 什么是动物细胞培养 一 动物细胞培养 从动物机体中取出相关组织 将它们分散成单个细胞 然后放在适宜的培养基中 让这些细胞生长和增殖 取动物组织块 分散动物细胞 在培养液中培养 取什么样的组织块 方法 培养液的成分 培养条件 1 什么是动物细胞培养 一 动物细胞培养 2 怎样进行动物细胞培养 培养过程 取动物组织块 分散动物细胞 在培养液中培养 取什么样的组织块 方法 培养液的成分 培养条件 教材P50 思考与探究 2 动物细胞培养要经过脱分化的过程吗 脱分化 P33这里所说的细胞脱分化 就是让已经分化的细胞 经过诱导后 失去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞的过程 教材P50 思考与探究 2 动物细胞培养要经过脱分化的过程吗 高度分化的动物细胞发育潜能变窄 失去了发育成完整个体的能力 所以动物细胞培养没有脱分化过程 脱分化 P33这里所说的细胞脱分化 就是让已经分化的细胞 经过诱导后 失去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞的过程 教材P50 思考与探究 1 幼龄动物细胞增殖能力强 有丝分旺盛 比老龄动物细胞易于培养 同样 组织细胞的分化程度越低 增殖能力越强 更易于培养 1 什么是动物细胞培养 一 动物细胞培养 2 怎样进行动物细胞培养 培养过程 取动物组织块 分散动物细胞 在培养液中培养 取什么样的组织块 方法 培养液的成分 培养条件 胚胎或幼龄动物的器官 组织 例题 关于动因动物细胞培养的错误叙述的是 A 用于培养的细胞大都取自胚胎或幼龄动物的器官 组织B 将所取的组织细胞先用胰蛋酶等进行处理 使其分散成单个细胞C 在培养瓶中要定期用胰蛋白酶使细胞从瓶壁上脱离 制成悬浮液D 动物细胞培养只能传50代左右 所培养的细胞会衰老死亡 剪碎后 酶解 1 什么是动物细胞培养 一 动物细胞培养 2 怎样进行动物细胞培养 培养过程 取动物组织块 分散动物细胞 在培养液中培养 取什么样的组织块 方法 培养液的成分 培养条件 胚胎或幼龄动物的器官 组织 剪碎后 酶解 P44旁栏思考 说明细胞间的物质主要是蛋白质 不行 因为胃蛋白酶作用适宜的PH约为2 当PH大于6时就会失去活性 而多数动物细胞培养的适宜PH为7 2 7 4 胃蛋白酶在此环境中没有活性 1 什么是动物细胞培养 一 动物细胞培养 2 怎样进行动物细胞培养 培养过程 取动物组织块 分散动物细胞 在培养液中培养 取什么样的组织块 方法 培养液的成分 培养条件 胚胎或幼龄动物的器官 组织 剪碎后 酶解 P44寻根问底 胰蛋白酶可以消化细胞间的蛋白质 长时间也可以消化细胞膜的蛋白 损伤细胞 但控制好处理时间就不会把细胞消化掉 1 什么是动物细胞培养 一 动物细胞培养 2 怎样进行动物细胞培养 培养过程 取动物组织块 分散动物细胞 在培养液中培养 取什么样的组织块 方法 培养液的成分 培养条件 胚胎或幼龄动物的器官 组织 剪碎后 酶解 葡萄糖 氨基酸 无机盐 微量元素 促生长因子 动物血清等 无菌 无毒的环境 充足的营养物质 适宜的温度和PH 提供氧气和适当的CO2 1 什么是动物细胞培养 一 动物细胞培养 2 怎样进行动物细胞培养 培养过程 取动物组织块 分散动物细胞 在培养液中培养 取什么样的组织块 方法 培养液的成分 培养条件 胚胎或幼龄动物的器官 组织 剪碎后 酶解 类似于内环境的环境条件 P46旁栏思考 因为血清中除了含有葡萄糖 氨基酸 激素等细胞生长增殖所需的物质外 还含有多种未知的促进细胞生长的因子 因此加入血清才能保证细胞顺利生长一增殖 1 什么是动物细胞培养 一 动物细胞培养 2 怎样进行动物细胞培养 培养过程 取动物组织块 分散动物细胞 在培养液中培养 取什么样的组织块 方法 培养液的成分 培养条件 胚胎或幼龄动物的器官 组织 剪碎后 酶解 类似于内环境的环境条件 概念 细胞贴壁 细胞的接触抑制 原代培养 传代培养 悬液中分散的细胞贴附在瓶壁上 贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时 细胞停止分裂增殖的现象 动物组织消化后的初次培养 贴满瓶壁的细胞经分散后分瓶继续培养过程 动物细胞培养中两次用到胰蛋白酶 第一次使组织块分散成单个细胞 第二次使贴壁细胞从瓶壁上脱落下来 分散成单个细胞 原代培养与传代培养 以分瓶的继续培养为分界点 剪碎 胰蛋酶处理 细胞悬液 原代培养 1 10代 胰蛋白酶处理 传代培养 10 50代左右 练习册P24 随堂巩固 4题 即时巩固 练习册P24 随堂巩固 4题 1 胚胎或幼龄动物的器官 组织的细胞代谢旺盛 分裂能力强 2 剪碎胰蛋白使细胞与培养液充分接触 利于细胞吸收营养物质 O2和排出代谢废物 3 动物血清贴壁细胞的接触抑制传代培养 2 细胞的遗传物质发生了改变 具有癌变的特点 1 什么是动物细胞培养 一 动物细胞培养 2 怎样进行动物细胞培养 培养过程 取动物组织块 分散动物细胞 在培养液中培养 取什么样的组织块 方法 培养液的成分 培养条件 胚胎或幼龄动物的器官 组织 剪碎后 酶解 类似于内环境的环境条件 3 为什么要培养动物细胞 动物细胞培养的应用 P47 1 动物细胞培养 1 动物细胞培养时 要保证细胞必需的营养 适宜的温度和pH条件 还要提供无菌 无毒和适宜的气体环境 为达到无菌 无毒的环境条件 除了要对培养液和培养器具进行消毒外 还要 3 在动物细胞培养过程中 先后两次用胰蛋白酶 配制成细胞悬浮液 其作用分别是 在培养液中加入一定量的抗生素 定期更换培养液 使组织分散成单个细胞 使细胞从瓶壁上脱离下来而分散成单个细胞 2 某医院病理室为确诊一患者的肿瘤是良性还是恶性 切取了一小块肿瘤组织进行培养 请回答下列问题 1 培养之前 肿瘤组织必须先用等处理成单个细胞 2 某科研单位研制出一种新型药物X 据说对此类肿瘤有较好的疗效 请你设计一个方案加以验证 写出你所设计的实验步骤 a b c 胰蛋白酶 将相同的培养液分为相等的两份 一份加入药物X 另一份不加 将等数量的肿瘤细胞置于两份培养液中 放在相同条件下培养 观察肿瘤细胞生长情况 1 动物细胞工程常用的技术手段中 最基础的是 A 动物细胞培养B 动物细胞触合C 单克隆抗体D 胚胎核移植2 进行动物细胞培养时 最好选用的培养材料是 A 衰老退化的动物组织细胞B 成熟动物个体的体细胞C 动物的受精卵细胞D 健康动物胚胎或幼龄动物个体的体细胞 A D 3 动物细胞培养一开始 处理成块的组织细胞 使其分散成单细胞所用的酶是 A 淀粉酶B 脂肪酶C 胰蛋白酶D 胃蛋白酶4 贴壁细胞的分裂方式属于 A 无丝分裂B 有丝分裂C 减数分裂D 增殖 C B 5 动物细胞培养技术的用途有 生产有价值的生物制品 如病毒疫苗 干扰素等 生产基因工程技术中所用的受体细胞 可以用于检测有毒物质 培养的各种细胞可直接用于生理 病理 药理等方面的研究A B C D D 6 关于动物细胞培养的叙述 不正确的是 A 动物细胞培养前要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶使细胞分散开来B 通常将动物组织细胞消化后的初次培养称为原代培养C 细胞的癌变通常发生在原代培养向传代培养的过渡过程中D 传代培养的细胞在传至10 50代左右时 部分细胞核可能发生了变化 C 7 下列关于动物细胞培养的叙述 正确的是A 培养中的人效应T细胞能产生单克隆抗体B 培养中的人B细胞能够无限地增殖C 人的成熟红细胞经过培养能形成细胞株D 用胰蛋白酶处理肝组织可获得单个肝细胞 D 8 动物细胞工程技术的基础是 A 动物细胞融合B 胚胎移植C 动物细胞培养D 核移植9 下列有关动物细胞培养的叙述中错误的是 A 用于培养的细胞大都取自胚胎或幼龄动物的器官或组织B 将所取的组织先用胰蛋白酶等进行处理使其分散成单个细胞C 在培养瓶中要定期用胰蛋白酶使细胞从瓶壁上脱离 制成悬浮液D 动物细胞培养只能传50代左右 所培养的细胞会衰老死亡 C D 10 动物细胞培养和植物组织培养最主要的相同点和不同点是 A 理论基础相同 培养基成分不同B 理论基础相同 最终目的不同C 均需无菌条件 最终结果不同D 均需无菌条件 培养基不同 D 2008 宁夏理综 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 可用的酶是 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 该种细胞的黏着性 细胞膜表面蛋白质 糖蛋白 的量 相互接触 接触抑制 单 层 胰蛋白酶 衰老 死亡 不死性 降低 减少 3 现用某种大分子染料 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 检查某种毒物是否能改变细胞染色体的数目 最好选用细胞分裂到 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 的速率降低 6 给患者移植经细胞培养形成的皮肤组织后 发生了排斥现象 这是因为机体把移植的皮肤组织当作 进行攻击 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 中 冷冻 酶 代谢 抗原 2009 江苏 动物器官的体外培养技术对于研究器官的生理 病理过程及其机制意义重大 下图是一个新生小鼠的肝脏小块培养装置示意图 请回答下列问题 1 肝脏切成小薄片 这有利于肝脏细胞 2 气室中充入5 CO2气体的主要作用是 3 培养液中添加抗生素是为了抑制细菌生长 但要注意选择抗生素的 以保证抗生素对肝脏无害 吸收氧气和营养物质 排出代谢废物 维持培养液适宜的pH 种类和剂量 4 有机物X有毒性 可诱发染色体断裂 利用上图所示装置和提供的下列材料用具 探究肝脏小块对有机物X是否具有解毒作用 材料用具 肝脏小块 外周血淋巴细胞 淋巴细胞培养液 植物凝集素 刺激淋巴细胞分裂 显微镜 载玻片 盖玻片 玻璃皿 滴管 吉姆萨染液 使染色体着色 有机物X溶液等 实验过程 在淋巴细胞培养液中加入植物凝集素培养淋巴细胞 取4等份 备用 利用甲 乙 丙 丁4组上图所示装置 按下表步骤操作 表示已完成的步骤 上表中还需进行的操作是 培养一段时间后 取4组装置中的等量培养液 分别添加到4份备用的淋巴细胞培养液中继续培养 一段时间后取淋巴细胞分别染色 制片 在显微镜下观察 并对比分析 若丙组淋巴细胞出现异常 而甲组的淋巴细胞正常 则说明 向乙组装置中放置肝脏小块 染色体形态和数量 肝脏小块对有机物X具有解毒作用 1 什么是动物细胞培养 2 培养过程 取动物组织块 分散动物细胞 在培养液中培养 培养液的成分 培养条件 胚胎或幼龄动物的器官 组织 剪碎后 酶解 类似于内环境的环境条件 课堂小结 3 为什么要培养动物细胞 动物细胞培养的应用 病毒疫苗 基因工程的受体细胞 检测有毒物的毒性 生产单克隆抗体 第2课时 二 动物细胞核移植技术和克隆动物 多利羊 二 动物细胞核移植技术和克隆动物 知识点归纳 将动物的一个细胞核 移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中 使其重组并发育成为一个新的胚胎 这个新的胚胎最终发育为动物个体 克隆动物 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 1 动物细胞核移植概念 2 体细胞核移植的过程 请看教材P48图2 21 供体细胞 培养的10代以内的动物体细胞 受体细胞 MII期的卵母细胞 激活受体细胞 构建重组胚胎 物理 电刺激化学方法 钙离子载体 乙醇 蛋白酶合成抑制剂 3 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 促进优良畜群繁育 2 保护濒危物种 3 医药卫生领域生产医用蛋白质及组织器官的移植 4 了解胚胎发育和衰老过程 追踪研究疾病的发展过程和治疗疾病 1 成功率比较低2 大多存在健康问题3 克隆动物食品安全问题 4 体细胞核移植技术存在的问题 堂上练习 完成练习册P23 例题2 1 下列为有关动物细胞培养的叙述 其中不正确的是 A 培养液通常含有葡萄糖 氨基酸 无机盐 微量元素和动物血清B 动物细胞培养可用于检测有毒物质和获得大量自身健康细胞C 在培养瓶中要定期用胰蛋白酶使细胞从瓶壁上脱离 制成悬浮液D 动物细胞培养只能传50代左右 所培养的细胞全部衰老死亡 D 2 生物技术的发展速度很快 已灭绝生物的 复生 将不再是神话 如果世界上最后一只野驴刚死亡 以下较易成功 复生 野驴的方法是 A 将野驴的体细胞取出 利用组织培养技术 经脱分化 再分化 培育成新个体B 将野驴的体细胞两两融合 再经组织培养培育成新个体C 取出野驴的体细胞核移植到母家驴的去核卵细胞中 经孕育培养成新个体D 将野驴的基因导入家驴的受精卵中 培育成新个体 C 3 一只羊的卵细胞核被另一只羊的体细胞核置换后 这个卵细胞经过多次分裂 再植入第三只羊的子宫内发育 结果产下一只羊羔 这种克隆技术具有多种用途 但是不能 A 有选择地繁殖某一性别的家畜B 繁殖家畜中的优秀个体C 用于保存物种D 改变动物的基因型 D 4 下列哪 项属于克隆 A 将鸡的某个DNA片段整合到小鼠的DNA分子中B 将抗药菌的某基因引入草履虫的细胞内C 将鼠骨髓瘤细胞与经过免疫的脾细胞融合成杂交瘤细胞D 将某肿瘤细胞在体外培养繁殖成一个细胞群 克隆细胞 D 5 下列属于组织培养但不是克隆的是 A 将花粉离体培养成单倍体植株B 芽发育成枝条C 根尖分生区发育成成熟区D 上皮细胞无性繁殖产生的细胞群 克隆细胞 A 6 动物细胞培养的细胞来自于 A 任何个体的细胞B 只能取自动物胚胎细胞C 只能取自幼龄动物的组织细胞D 胚胎或幼龄动物的器官和组织细胞7 动物细胞工程常用的技术手段中 最基础的是 A 动物细胞培养B 动物细胞融合C 单克隆杭体D 胚胎 核移植 D A 8 如果用动物的细胞进行克隆实验应该选择的细胞核不能是 A 乳腺细胞的B 卵细胞的C 胃腺细胞的D 囊胚时期的胚胎细胞 不是体细胞 B 9 美国杜克大学医疗中心的一个研究小组利用成年猪的动脉血管细胞和模拟胚胎环境的新型生物反应器 成功地在实验室里培育出新的动脉血管 这种血管的外形和功能都与真的血管一样 这一研究成果是生物组织培养领域的重大进展 下列关于以上技术的叙述中 正确的是 属于 克隆 可能要利用去核卵细胞 关键是激发血管细胞的全能性 关键是激发血管细胞发育成血管的潜能A B C D C 1 供体器官的短缺和排斥反应是制约器官移植的两个重要问题 而治疗性克隆能最终解决这些问题 下图是治疗性克隆的过程图解 1 哺乳动物的核移植可以分为 和 其中细胞分化程度低 恢复其全能性相对容易的是 2 治疗性克隆所用的技术名称是 3 已知患者又是红绿色盲的女性 该图是提供卵细胞的为完全正常的年轻女性 移植器官后 该患者所生育子代红绿色盲的情况是 胚胎细胞核移植 体细胞核移植 胚胎细胞核移植 核移植技术 男孩红绿色盲 女孩不一定 2 中国科学院动物研究所选择了兔子卵细胞作为受体卵 他们采用了两种核移植方法 即电融合法和核直接注射法 把大熊猫的体细胞核移入兔的去核卵细胞质中 经过精心的实验 他们已得到了大熊猫的重构胚 实验还证明 卵细胞质使体细胞核去分化不具有特异性 大熊猫异种重构胚能否在寄母子宫着床乃至进行全程发育还是道难题 现正在深入实验 根据以上材料 回答下列问题 1 下面叙述除哪项外都是动物克隆技术的益处 A 探索异种克隆技术 拯救濒危物种B 克隆技术与转基因技术结合 使异种器官移植成为可能C 克隆技术的重要性在于复制出一个动物或一批生物D 克隆技术的研究将帮助人类认识衰老过程 2 去分化 是指 3 细胞分化为囊胚 囊胚由许多细胞构成 其细胞增殖方式为 4 科技预测 请预测大熊猫异种重构胚如果着床成功并顺利产生发育 其表现性状可能是 A 大熊猫的特点B 兔子的特点C 兼有大熊猫与兔子的特点D 不具生殖能力 C 高度分化的细胞重新恢复分裂能力的过程 有丝分裂 C 讨论 1 在体细胞的细胞核移植到受体卵母细胞之前 为什么必须先去掉受体卵母细胞的核 为使核移植的胚胎或动物的遗传物质全部来自有重要利用价值的动物提供的体细胞 培养的动物细胞一般当传代至10 50代左右时 部分细胞核型可能会发生变化 其细胞遗传物质可能会发生突变 而10代以内的细胞一般能保持正常的二倍体核型 因此为了保证供体细胞正常的遗传基础 通常采用传代10代以内的细胞 2 用于核移植的供体细胞一般都选用传代10代以内的细胞 想一想 这是为什么 3 你认为用上述体细胞核移植方法生产的克隆动物 是对体细胞供体动物进行了100 的复制吗 为什么 不是 因为克隆动物绝大部分DNA来自于供体细胞核 但其核外还有少量的DNA 即线粒体中的DNA是来自于受体卵母细胞 此外 即便动物的遗传基础完全相同 但动物的一些行为 习性的形成与所处环境有很大关系 核供体动物生活的环境与克隆动物所生活的环境不会完全相同 其形成的行为 习性也不可能和核供体动物完全相同 动物细胞融合与单克隆抗体 植体细胞杂交技术 复习 1 写出下列步骤 2 植物细胞融合的原因是 3 植物细胞融合完成的标志是 去除细胞壁 获得原生质体 诱导原生质体融合 筛选出杂种细胞 植物组织培养 细胞膜具有一定流动性 产生新的细胞壁 如果将牛的细胞与植物细胞杂交 得到绿色的小奶牛 那岂不是只要晒晒太阳就可以挤出牛奶啦 动物细胞也能融合吗 异想天开 阅读教材 完成 预习导学1 同位互相校对答案 一 动物细胞融合 一 动物细胞融合 笔记 原理 细胞膜具有一定流动性 步骤 分散成单个细胞后诱导细胞融合 诱导方法 物理方法 化学方法 灭活的病毒促融 融合完成的标志 细胞核的融合 结果 获得杂交细胞 获得杂交细胞 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 使细胞分散后诱 导细胞融合 去除细胞壁后诱 导原生质体融合 步骤 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 植物 动物细胞融合的比较 基础巩固1 1 能使动物细胞融合的特有的诱导因子是A 离心B 灭活的病毒C 电刺激D 振动2 动物细胞融合中最重要的用途是A 克服远源杂交不亲和B 制备单克隆抗体C 培育新物种D 生产杂种细胞 B B 3 动物细胞融合和植物体细胞杂交的比较中 正确的是 诱导融合的方法完全相同 所用的技术手段不相同 所采用的原理完全相同 都能形成杂种细胞A B C D 4 动物细胞融合和植物原生质融合决定于 A 细胞膜的流动性B 细胞膜的选择透过性C 细胞质的流动性D 细胞质酶的活性 C A 2 下图为细胞融合的简略过程图 请回答 1 若A B是植物细胞 在细胞融合之前已经用处理 除去了 A B到细胞C的过程中 常用的物理方法是 融合完成的标志是 2 若A B是植物细胞 则形成的D细胞还要应用技术把D细胞培养成植株 纤维素酶和果胶酶 细胞壁 离心 振动 电刺激 杂种细胞再生出细胞壁 植物组织培养 2 下图为细胞融合的简略过程图 请回答 3 若A B是动物细胞 则从A B到C的过程中常用的但不能用于植物细胞的手段是 融合完成的标志是 灭活的病毒促融 细胞核的融合 二 单克隆抗体 阅读教材 完成 预习导学2 同位互相校对答案 二 单克隆抗体 二 单克隆抗体 诱导细胞融合 浆细胞与浆细胞融合的细胞 瘤细胞与瘤细胞融合的细胞 浆细胞与瘤细胞融合的细胞 筛选出杂交瘤细胞 筛选出单个杂交瘤细胞形成的细胞群 由单个细胞克隆的细胞群产生的抗体 例题 下图是单克隆抗体制备流程阶段示意图 请回答 1 图中的某些淋巴细胞是指 细胞 由 细胞直接增殖分化生成 2 动物细胞融合除了采用植物细胞原生质体融合常用的诱导剂外 还可以采用 在此过程中 若只考虑细胞的两两融合 则可形成 种融合细胞 浆 B淋巴 灭活的病毒 3 例题 下图是单克隆抗体制备流程阶段示意图 请回答 3 选出的杂交瘤细胞既具备骨髓瘤细胞的特点 又具备淋巴细胞的 特点 4 由图中可看出 全过程至少过了 次筛选的过程 其中