wang 2.1植物细胞工程ppt课件

,专题2细胞工程,细胞工程,指应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法，通过某种工程学手段，在细胞水平或细胞器水平上，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的一门综合科学技术。,应用的原理和方法研究的水平研究的目的,植物细胞工程动物细胞工程,根据操作对象的不同,可分为:,2.1.1植物细胞工程的基本技术,植物组织培养技术,植物体细胞杂交技术,2.1植物细胞工程,为什么植物的一个花瓣就可以培育出完整的植株呢？,回忆、思考,1、一个花瓣培养成完整植株的理论基础是什么？,植物细胞具有全能性,2、什么叫做细胞全能性？,具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞,都具有发育成完整生物体的潜能,即每个细胞都具有全能性。,3、植物细胞能表现出全能性的原因是什么？,生物体的任何一个细胞都包含有该物种所特有的全套遗传物质，都有发育成为完整个体所必需的全部基因，从理论上讲，生物体的每一个活细胞都应该具有全能性。,4、动物细胞有全能性吗？生物体所有细胞全能性都一致吗？,受精卵生殖细胞体细胞;植物细胞动物细胞胚胎干细胞其他干细胞体细胞,5、为什么植物的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？细胞失去了全能性细胞中的基因部分丢失细胞中的基因进行选择性表达细胞中的基因变异不同,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。,植物的花瓣是怎样长成一株完整的植株呢？,植物组织培养的过程,离体的植物器官、组织或细胞,愈伤组织,外植体,例题辨析：,下列有关细胞全能性的含义，正确的是：,A、每个生物体内的所有细胞都具有相同的功能,B、生物体内的任何一个细胞可以完成该个体的全部功能,C、生物体的每一个活细胞都具有发育成完整个体的潜能,D、生物体的每个细胞都经过产生、分裂、分化、生长、衰老、死亡的全过程,C,一、植物组织培养技术,过程,一制备固体培养基,五移栽,四培养,三接种（4）,二胡萝卜处理与消毒（1，2，3）,一、植物组织培养技术,1、植物组织培养技术的过程,1.植物细胞表现出全能性的条件有哪些？2.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？3、为什么切取胡萝卜根的形成层，其他部分也能培养成小植株吗？4、为什么诱导愈伤组织的过程中应避光培养？5、请同学们根据上述过程概括出植物组织培养技术的流程图，并与同学交流。,1.植物细胞表现出全能性的条件有哪些？2.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？3、为什么切取胡萝卜根的形成层，其他部分也能培养成小植株吗？,细胞离体、一定的营养物质、激素和其他外界条件(适宜的温度、湿度、光照、PH值、无菌条件）,避免杂菌在上面迅速生长消耗营养，且有些杂菌会危害培养物的生长。,想一想,胡萝卜根形成层容易诱导成愈伤组织，其他部分如叶、花也能培养成小植株，只是稍微困难些。,4、为什么诱导愈伤组织的过程中应避光培养？5、请同学们根据上述过程概括出植物组织培养技术的流程图，并与同学交流。,在有光时，往往容易形成维管组织，而不易形成愈伤组织。,植物材料消毒,接种到诱导培养基,诱导出愈伤组织,直接诱导分化,愈伤组织接种到分化培养基上,分化出幼苗,完整植株,幼苗接种到生根培养基上,移栽到大田,愈伤组织转接到继代培养基上,得到大量的愈伤组织,植物组织培养,在无菌和人工控制条件下，将离体的植物器官、组织、细胞，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其产生愈伤组织、丛芽，最终形成完整的植株。,原理：植物细胞的全能性,植物组织培养的培养基,定义：含有一定营养成分，供组织培养植物生长的基质无机营养成分：C，H，O大量元素及部分微量元素有机营养成分含N物质：包括维生素和氨基酸碳源：2%5%的蔗糖琼脂：起支持作用生长激素：生长素，细胞分裂素和赤霉素PH值：5.06.0,.,切取形成层,无菌接种,诱导愈伤组织的形成,试管苗的形成,培养室,移栽,脱分化,再分化,脱分化,再分化,（二）、植物组织培养,（分化）,（未分化）,（分化）,幼芽或幼根？,条件？,优点？,特点？,繁殖速度快不受季节限制幼苗无毒保持优良性状,适宜温度和无菌环境。无机、有机成分和植物激素（生长素，细胞分裂素）,排列疏松、无规则高度液泡化薄壁细胞,分化程度低去分化较易,离体的植物器官、组织或细胞,愈伤组织,小结,1972年卡尔森等通过两个烟草品种之间原生质体的融合，获得了第一个体细胞杂种。,背景资料,1978年梅尔彻斯(Melchers)等首次获得了番茄和马铃薯的属间体细胞杂种“Potamato”。,目前，已得到栽培烟草与野生烟草、栽培大豆与野生大豆、籼稻与野生稻、籼稻与粳稻、小麦与鹅冠草等细胞杂种及其后代，获得了有价值的新品系或育种上有用的新材料。,二、植物体细胞杂交技术,1、定义：,将不同的植物体细胞,在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的植物体的技术。,2、优势：（与有性杂交方法比较）,打破了不同种生物间的生殖隔离限制，大大扩展了可用于杂交的亲本组合范围。,植物体细胞杂交,融合体,杂种细胞,去壁的常用方法：,原生质体融合方法：,植物体细胞杂交过程示意图,杂种细胞,愈伤组织,杂种植株,植物细胞A,植物细胞B,原生质体A,原生质体B,正在融合的原生质体,植物体细胞的杂交,人工诱导,再生壁,脱分化,再分化,过程：细胞融合（细胞膜的流动性）植物组织培养（植物细胞全能性）杂种细胞形成的标志：新细胞壁的形成植物体细胞杂交技术完成的标志：得到杂种植株属于无性繁殖，变异类型为染色体变异。特点：克服远缘杂交不亲和的障碍。,二、植物体细胞杂交技术,植物体细胞杂交尚未解决的问题有：,A、去掉细胞壁,分离出有活力的原生质体B、将杂种细胞培育成植株C、让杂种植物按照人们的需要表现出亲代的优良性D、尚未培育出属间杂种植物,不能人工诱导原生质体融合的方法是：,A、振动B、电刺激、C、PEG试剂、D、重压,3.意义:,克服不同生物的远源杂交,C,D,所采用技术的理论基础,植物细胞工程,通常采用的技术手段,植物组织培养,植物体细胞杂交,植物细胞的全能性,1.为什么“番茄马铃薯”超级杂种植株没有如科学家所想像的那样，地上长番茄、地下结马铃薯？主要原因是：生物基因的表达不是孤立的，它们之间是相互调控、相互影响的，所以马铃薯番茄杂交植株的细胞中虽然具备两个物种的遗传物质，但这些遗传物质的表达受到相互干扰，不能再像马铃薯或番茄植株中的遗传物质一样有序表达，杂交植株不能地上长番茄、地下结马铃薯就是很自然的了。,体细胞融合成功后培养基中共有5种细胞类型(A、B、AA、BB、AB)，其中融合细胞类型有3种(AA、BB、AB)，而真正符合要求的是AB，因此要对融合细胞进行筛选。,植物体细胞杂交过程中的注意问题,植物体细胞杂交无生殖细胞的结合，属于无性繁殖，变异类型为染色体数目的变异，仍具有两个亲本的性状。,体细胞杂交不管染色体、基因组还是染色体组都采用直接相加的方法。若一植物细胞含2X条染色体，两个染色体组，基因型为Aabb，另一植物细胞含2Y条染色体，2个染色体组，基因型为ccDd，新植物应为异源四倍体，其体细胞染色体为2X+2Y条，4个染色体组，基因型为AabbccDd,体细胞杂交技术不遵循孟德尔遗传定律，只有在有性生殖进行减数分裂过程中才符合遗传定律，而体细胞杂交没有此过程。,归纳植物组织培养和植物体细胞杂交的比较,2(2013天津卷，9)花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病。野生黑芥具有黑腐病的抗性基因。用一定剂量的紫外线处理黑芥原生质体可使其染色体片段化，并丧失再生能力。再利用此原生质体作为部分遗传物质的供体与完整的花椰菜原生质体融合，以获得抗黑腐病杂种植株。流程如下图。,植物体细胞杂交技术,据图回答下列问题：(1)过程所需的酶是_。(2)过程后，在显微镜下观察融合的活细胞中有供体的_存在，这一特征可作为初步筛选杂种细胞的标志。(3)原生质体培养液中需要加入适宜浓度的甘露醇以保持一定的渗透压，其作用是_。原生质体经过_再生，进而分裂和脱分化形成愈伤组织。(4)若分析再生植株的染色体变异类型，应剪取再生植株和_植株的根尖，通过_、_、染色和制片等过程制成装片，然后在显微镜下观察比较染色体的形态和数目。,纤维素酶和果胶酶,叶绿体,保持原生质体完整性,细胞壁,双亲(或花椰菜和黑芥),解离,漂洗,(5)采用特异性引物对花椰菜和黑芥基因组DNA进行PCR扩增，得到两亲本的差异性条带，可用于杂种植株的鉴定。下图是用该引物对双亲及再生植株14进行PCR扩增的结果。据图判断，再生植株14中一定是杂种植株的有_。(6)对杂种植株进行_接种实验，可筛选出具有高抗性的杂种植株。,1、2、4,黑腐病菌,植物细胞工程的实际应用,一.植物繁殖新途径,微型繁殖技术,概念:是快速高效实现种苗繁植,培育优良植物品种的植物组织培养技术.,特点:,繁殖速度快；保持亲本的优良性状；不受自然生长季节的限制（因为在具有一定人工设施的室内生产）。,生姜是药食两用的经济作物，具有栽培容易、产量高、价格高等特点，近年在各地发展很快。但是生姜在生产上长期采用无性繁殖，容易感染多种病毒病，使生姜品质变差，叶子皱缩，生长缓慢，一般减产30%50%。,设计无病毒生姜幼苗的培育方案,案例一,作物脱毒材料:分生区的细胞（病毒极少或者无病毒）作物脱毒方法:进行组织培养结果:脱毒苗,2.作物脱毒,诱导植物愈伤组织体细胞胚的诱导体细胞胚的成熟体细胞胚的机械化包裹贮藏或种植,3.神奇的人工种子,以组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，经人工薄膜包装得到的种子,作物新品种的培育1.单倍体育种,单倍体的概念:是指由配子发育成的个体单倍体的例子:蜜蜂中的雄蜂是由未受精的卵发育来的单倍体。多数植物都可通过花药或花粉来获得单倍体。,(花药离体培养)过程:,2.突变体的利用突变体产生:植物组织培养过程中的细胞，处于不断分裂状态，容易受到培养条件和外界压力（如辐射和化学物质）的影响而产生突变。突变体的利用:筛选对人有利的突变体培育新品种,3.细胞产物的工厂化生产,种类:各种细胞产物，如蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等利用的枝术:组织培养过程:,紫草,紫草素,愈伤组织,紫草愈伤组织中提取紫草素的过程,薄壁组织细胞具有潜在的细胞分裂能力，在一定的外界因素刺激下，它们可再生，使植物的创伤愈合或形成不定根、不定芽等。,思维激活判断正误(1)植物的每个细胞在植物体内和体外都能表现出细胞的全能性()。(2)愈伤组织是外植体脱分化和再分化后形成的()。(3)幼嫩的组织脱分化较为容易，如茎尖、根尖、形成层细胞易脱分化，而植物的茎、叶和成熟的组织则较难()。,(4)对外植体和接种用的每种器械都要灭菌()。(5)脱分化形成愈伤组织的过程不需要光，再分化过程需要光，因为愈伤组织利用有机营养成分，而试管苗需要进行光合作用以自养()。(6)植物组织培养中不同培养阶段培养基含有的激素不同，因为培养的目的不同(生根或生芽)()。,思考感悟植物组织培养的整个操作过程中，如何实现无菌环境？提示通过培养基的灭菌(高压蒸汽灭菌)、外植体的消毒(酒精、氯化汞)、接种的无菌操作(酒精、酒精灯灼烧)、无菌箱中的培养、移栽到消过毒的环境中生存一段时间等操作实现无菌环境。,1(2013重庆理综，5)某兴趣小组拟用组织培养繁殖一种名贵花卉，其技术路线为“取材消毒愈伤组织培养出芽生根移栽”。下列有关叙述，错误的是()。A消毒的原则是既杀死材料表面的微生物，又减少消毒剂对细胞的伤害B在愈伤组织培养中加入细胞融合的诱导剂，可获得染色体加倍的细胞C出芽是细胞再分化的结果，受基因选择性表达的调控D生根时，培养基通常应含萘乙酸等生长素类调节剂,植物组织培养技术,B,题后归纳植物激素在组织培养中的作用在配制好的MS培养基中，常常需要添加植物激素其中生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性激素。植物激素的浓度、使用的先后顺序以及用量的比例等，都会影响实验结果。,(1)按照不同的顺序使用这两类激素，会得到不同的实验结果。,当同时使用这两类激素时，两者用量的比例影响植物细胞的发育方向。,动物细胞培养和核移植技术,专题2动物细胞工程,动物细胞培养,动物细胞融合,生产单克隆抗体,动物细胞核移植,动物细胞工程常用技术,其中动物细胞培养技术是其他动物细胞工程技术的基础,动物细胞培养和核移植技术,一、动物细胞培养过程,阅读“动物细胞培养过程”并思考：,1、动物细胞培养的概念是什么？该技术实施的原理是什么？有什么特点？2、为什么要对取出的动物组织进行处理，使细胞分散？3、用胰蛋白酶对动物组织进行处理是因为细胞间的物质主要是什么？用胃蛋白酶可以吗？4、胰蛋白酶真的不会把细胞消化掉吗？为什么？5、为什么选用动物胚胎或幼龄个体的器官或组织做动物细胞培养材料？6、简述动物细胞培养的操作过程,动物细胞培养概念：,动物细胞培养就是从动物机体中取出相关的组织,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。,原理细胞增殖（有丝分裂）,动物胚胎或幼龄动物的组织、器官,胰蛋白酶,单个细胞,加培养液,制成,细胞悬浮液,10代细胞,部分细胞“癌变”，无限传代,动物细胞培养不能最终培养成动物体,50代细胞,原代培养,传代培养,细胞贴壁,剥离、分瓶,细胞株,细胞,细胞系,2.动物细胞培养过程：,增殖能力强，分裂旺盛，分化程度低，容易培养,去掉组织间蛋白,2、为什么要对取出的动物组织进行处理，使细胞分散？,分散的单个细胞容易摄取所需的营养，排出代谢废物；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出都较困难。,一、动物细胞培养过程,3、用胰蛋白酶对动物组织进行处理是因为细胞间的物质主要是什么？用胃蛋白酶可以吗？,细胞间的物质主要是蛋白质（胶原纤维）。胃蛋白酶作用的适宜pH约为2，当pH大于6时，胃蛋白酶就会失去活性。胰蛋白酶作用的适宜环境pH为7.28.4。多数动物细胞培养的适宜pH为7.27.4。,一、动物细胞培养过程,4、胰蛋白酶真的不会把细胞消化掉吗？为什么？,胰蛋白酶除了可以消化细胞间的蛋白外，长时间的作用也会消化细胞膜蛋白，对细胞有损伤作用，因此必须控制好胰蛋白酶的消化时间。,一、动物细胞培养过程,5、为什么选用动物胚胎或幼龄个体的器官或组织做动物细胞培养材料？,动物胚胎或幼龄动物的组织、器官，它们的细胞分化程度低，增殖能力强，分裂旺盛，容易培养。,一、动物细胞培养过程,3、动物细胞培养过程中几个重要的概念,1.细胞贴壁：悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上（单层）。要求：培养瓶或培养皿的内表面光滑、无毒、易于贴附。2.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。,动物细胞培养特点：,贴壁生长、接触抑制：,细胞贴壁过程,那么什么是接触抑制？,接触抑制：细胞在贴壁生长过程中，随着细胞分裂，数量不断增加，最后形成一个单层，此时细胞间相互接触，细胞分裂和生长停止，数量不再增加。,接触抑制,动物细胞生长特性,部分细胞突变，获得不死性，向癌细胞方向发展，糖蛋白减少。,3.原代培养(primaryculture),定义：把第1代细胞的培养与传10代以内的细胞培养统称为原代培养。,过程：从动物机体中取出组织剪碎加胰蛋白酶细胞游离加培养液将细胞接种到培养瓶内培养（1-2天换一次培养液）细胞贴壁生长长成单层细胞,定义：当原代培养的细胞生长停止，这时如果要使细胞继续生长，就要及时用胰蛋白酶等，使细胞从瓶壁上解离下来，然后加入新的培养液，将细胞分离稀释，并从原培养瓶内转接到新的培养瓶内，这个过程称传代培养,4.传代培养(subculture),细胞株：从原代培养细胞群中筛选出进行传代培养的细胞，能传到40-50代，其遗传物质没有发生变化。,细胞系：传到40-50代后有部分细胞遗传物质发生了变化，带有癌变的特点，可能在培养条件下无限制的传代下去，这种传代细胞称为细胞系。,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。,知识点小结：各个新名词之间的联系,遗传物质改变,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、微量元素等）3、温度和PH温度36.5+0.5度，pH7.27.44、气体环境O2和CO2（95%空气和5%CO2）,4、动物细胞培养条件,保证细胞顺利的生长增殖,思考：动物血清的作用？,主要是：提供有利于细胞生长增殖所需的激素、生长因子或提供合成培养基所缺乏的营养物质等。,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。,（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,植物组织培养呢？,无机盐、蔗糖、维生素、生长调节物质、植物激素,成分比较：,5、动物细胞培养技术的应用,（1）生产蛋白生物制品：病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体等。,（3）用于检测有毒物质,（2）获得大量自身的皮肤细胞，用于植皮。,（4）用于生理、病理、药理等方面的研究，为治疗和预防疾病提供理论依据,（5）作为基因工程的受体细胞,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、动物血清促生长因子,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,6、植物细胞和动物细胞培养的比较,1.用动、植物成体的体细胞进行离体培养，下列叙述正确的是A都需用培养箱B都须用液体培养基C都要在无菌条件下进行D都可体现细胞的全能性,C,巩固练习：,外界条件适宜，植物细胞不需要。动物细胞培养一般需要培养箱。,2、下列属于动物细胞培养与植物组织培养主要区别的是A.培养基成分不同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,3、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,D,愈伤组织条件适宜可以传代培养不分化。,4、细胞株的特点是A遗传物质没有改变，可以无限传代B遗传物质发生改变，不可无限传代C遗传物质没有改变，不可无限传代D遗传物质发生改变，且有癌变特点，可以无限传代5、在动物细胞培养中有部分细胞可能在培养条件下无限制地传代下去，这种传代细胞称之为:A原代培养B传代培养C细胞株D细胞系,C,D,7.（09江苏）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5C02：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,08年宁夏卷回答下列有关动物细胞培养的问题：在动物细胞培养的过程中，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。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,单层,胰蛋白酶,衰老甚至死亡,接触抑制,不死性,降低,减少,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。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。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。,中,冷冻,酶,新陈代谢,抗原,既然动物体细胞核仍具有全能性，为什么不能直接利用动物体细胞培育动物体？,想一想,利用动物体细胞核移植技术,动物细胞的全能性会随着动物细胞分化程度的提高而逐渐受到限制，分化潜能逐渐变弱。,怎样才能使动物体细胞表现出全能性呢？,1.概念：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。,核移植,（难度高）,受体细胞：M期的卵母细胞,三、动物体细胞核移植技术,细胞分化程度低，恢复全能性容易,用核移植的方法得到的动物称为克隆动物,细胞核移植,2.体细胞核移植过程,供体细胞（供核）,细胞培养,体细胞,卵巢卵母细胞（M中期：供质）,去核,无核卵母细胞,注入,细胞融合,重组细胞,构建重组胚胎,胚胎移植,代孕母体,生出与供体奶牛遗传基础相同的犊牛,归纳:1.共分成两大阶段：核移植和胚胎移植2.取卵母细胞作受体细胞的原因是:它是最大的细胞,易操作；含有激发细胞核全能性的物质3.严格来说新个体有卵母细胞的细胞质所以有两个亲本的性状,2.体细胞核移植过程,供体细胞培养,（M卵母细胞）,减数第二次分裂中期,去核的卵母细胞,供体细胞注入去核卵母细胞,受体细胞激活，完成减数分裂、发育,胚胎移植,无性生殖,2、为什么不是取供体细胞核进行核移植操作，而是直接将供体细胞整个注入去核卵母细胞中？,保证供核不被破坏，使所得个体的性状更符合供体。,想一想,1、受体细胞为什么选用卵母细胞？,卵母细胞体积大，易操作，而且含有促使细胞核表达全能性的某种物质和营养物质。,2.体细胞核移植的过程,P49讨论：,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，在供体细胞的细胞核移至受体细胞之前，必须将受体细胞的遗传物质去掉或将其破坏。,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？,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？,培养的动物细胞一般当传代至1050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，在体细胞核移植中，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.体细胞核移植技术的应用前景,1、在畜牧业中可以加速家畜遗传改良的进程.,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.,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,3.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，免疫失调等。成功率非常低及克隆动物食品的安全性问题。,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，如体型大，异常肥胖，发育困难，脏器缺陷，免疫失调等。在研究方面，克隆动物基因组重新编程的机制尚不清楚，克隆技术效率低，克隆动物畸形率高、死亡率高、易出现早衰等问题。这些问题尚在研究中。在应用上，生产克隆动物费用昂贵，距大规模应用还有一定距离。,3动物体细胞核移植及克隆技术引发的伦理问题(1)原理：动物细胞核具有全能性(2)核移植过程(以高产奶牛克隆为例),(3)克隆人的类型及其伦理问题,一、动物细胞融合,1.概念：,动物细胞融合（cellfusion）也成细胞杂交，是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。,融合和形成的具有原来两个或多个细胞遗传物质的单核细胞，称为杂交细胞。,2、原理：,细胞膜的流动性,3.融合过程：,诱导融合的方法？,诱导方法：,物理方法：,化学法：,生物法：,灭活的病毒,电激等,聚乙二醇（PEG),为什么灭活的病毒能作诱导剂？,3.融合过程：,灭活病毒诱导细胞融合的原理：,病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能够与细胞膜上的糖蛋白发生作用，使细胞互相凝聚，细胞膜上的蛋白质分子和脂质分子重新排布，细胞膜打开，细胞发生融合。灭活是指用物理或化学手段使病毒或细菌失去感染能力，但并不破坏这些病原体的抗原结构。,植物细胞杂交与动物细胞融合的比较,细胞膜的流动性细胞的全能性,细胞膜的流动性,纤维素酶、果胶酶,胰蛋白酶,物理方法（离心、振荡、电激）化学方法（PEG）,物理、化学方法灭活的病毒,去除细胞壁后诱导原生质体融合,使细胞分散后诱导细胞融合,4.意义：,突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交（种间、属间、科间、动植物之间）成为可能。,5.应用：,最重要的用途是制备单克隆抗体,动物细胞融合,物理法：化学法：生物法：,诱导融合的方法,原理：,细胞膜的流动性,过程：,离心、震动、电激,聚乙二醇（PEG),灭活的病毒,动、植物细胞融合的主要区别,用途：,最重要的用途是制备单克隆抗体,1.抗体由何种细胞产生？如何产生？2.抗体的化学本质是什么？与抗原作用的特点？主要分布在哪里？3.用传统的方法如何获得抗体？,(三)单克隆抗体,1.抗体由何种细胞产生？如何产生？2.抗体的化学本质是什么？与抗原作用的特点？主要分布在哪里？3.用传统的方法如何获得抗体？,(三)单克隆抗体,抗体的传统生产方法,从血清中分离抗体,该法制备抗体的特点：产量低、纯度低，且抗体的特异性差、灵敏度低。,多种效应B细胞,动物体内,多种抗体,抗原,单克隆抗体的制备,单克隆抗体:单个细胞克隆产生的化学性质单一特异性强的抗体,利用效应B细胞产生抗体的功能利用肿瘤细胞无限增殖的特性利用细胞融合的技术将两种细胞融合获得杂交瘤细胞利用动物细胞培养技术大量培养杂交瘤细胞,设计方案：,1、过程,注射抗原,细胞融合、筛选,足够数量的、能产生特定抗体的细胞群,单克隆抗体,骨髓瘤细胞,免疫小鼠,（选择培养基）,（抗体检测）,1、（只考虑两两融合）融合细胞几种类型？2、本过程中进行了两次筛选，目的分别是什么？第1次筛选要淘汰哪些细胞？3、杂交瘤细胞有何特点？4、本过程利用的哪些技术？,思考以下问题：,单克隆抗体制备过程中两次筛选的比较,2、单克隆抗体的优点,特异性强、灵敏度高,3、单克隆抗体的应用,（1）作为诊断试剂最广泛应用准确、高效、简易、快速,（如同位素标记单克隆抗体，可诊断肿瘤、心血管畸形等）,（2）运载药物,生物导弹=单克隆抗体+药物，治疗肿瘤）,(“生物导弹”单抗导向，药物为弹头),看书上53页图，分组讨论，单抗制备过程分哪几步？请用箭头把以下代表单克隆抗体制备过程步骤的图解的字母按正确顺序连接起来。顺序是？,1.单克隆抗体制备(1)诱导动物细胞融合的原理：。(2)诱导动物细胞融合的方法：物理法离心、振动、电激等；化学法聚乙二醇；生物法。,细胞膜具有一定的流动性,灭活病毒,小结,(2)单克隆抗体制备过程,(3)单克隆抗体的优点：、灵敏度高，可大量制备。(5)单克隆抗体的应用：作为；用于治疗疾病和运载药物。,特异性强,诊断试剂,5比较动物细胞培养、核移植与动物细胞融合,思维激活判断正误(1)植物组织培养常用液体培养基，动物细胞培养常用固体培养基()。(2)具有包含物种完整基因组的细胞核的活细胞是生物克隆的重要条件之一()(3)一般血清中的抗体是一群识别不同抗原部位的抗体混合物，单抗则识别抗原分子的特殊部位，具专一性()。,(4)细胞克隆的基本要求是：必须保证分离出来的细胞是一个而不是多个()。(5)在培养瓶中要定期用胰蛋白酶处理使细胞从瓶壁上脱离，制成悬浮液()。(6)二倍体细胞的传代培养次数通常是无限的()。(7)核移植过程中供体理论上是提供细胞核，但操作过程中可以把整个体细胞注入去核的卵母细胞中去()。,思考与填空仔细阅读图示及相关内容辨析并填充其含义从A、B到C的过程可以表示不同的含义(如图所示)：若A、B为动物细胞，则该过程表示；若B为精子，A为卵细胞，则该过程表示；若A为除去细胞核的卵母细胞，B为细胞核，则该过程表示。,细胞融合,受精,核移植,1(2013浙江理综，6)实验小鼠皮肤细胞培养(非克隆培养)的