苏教生物选修三动物细胞工程的应用学习教案

1、会计学1苏教生物选修苏教生物选修(xunxi)三动物细胞工程的三动物细胞工程的应用应用第一页，共34页。克隆羊克隆羊“ 多利多利 ”第2页/共34页第二页，共34页。新华网2010.12.3.消息克隆羊多利重生 这4只克隆羊在遗传上与多莉毫无差异。多莉诞生于14年前，是第一个使用成熟细胞克隆的哺乳动物。克隆羊多莉(Dolly)已经获得“重生”。最初进行此项克隆研究的英国(yn u)科学家又培育出4只克隆羊，被形象地称之为“Dollies”(多莉的复数)。它们是多莉的复制品，在遗传上与多莉丝毫不差，多莉在7年前离开这个世界。第3页/共34页第三页，共34页。第4页/共34页第四页，共34页。 问

2、题问题 ：2 2、许多动物细胞、许多动物细胞(xbo)(xbo)能够分泌蛋白质，能够分泌蛋白质，如抗体等。但是单个细胞如抗体等。但是单个细胞(xbo)(xbo)分泌的蛋分泌的蛋白质的量是很少的，怎样才能获得大量的分白质的量是很少的，怎样才能获得大量的分泌蛋白呢？泌蛋白呢？必须必须(bx)借助于大规模的动物细胞借助于大规模的动物细胞培养培养1 1、在治疗烧伤病人时，通常采用的方法是、在治疗烧伤病人时，通常采用的方法是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植。但对取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植。但对一个大面积烧伤的病人来说，自体健康皮肤一个大面积烧伤的病人来说，自体健康皮肤非常有限，使用他人的皮肤来源不

3、足，而且非常有限，使用他人的皮肤来源不足，而且(r qi)(r qi)会产生排异反应。那么。怎样才能会产生排异反应。那么。怎样才能获得大量的自体健康皮肤呢？获得大量的自体健康皮肤呢？第5页/共34页第五页，共34页。1 1、动物细胞与组织培养的概念、动物细胞与组织培养的概念(ginin)(ginin)？2 2、组织分散成单个细胞、组织分散成单个细胞(xbo)(xbo)的方法是什么？的方法是什么？3 3、如何界定原代培养和传代培养？、如何界定原代培养和传代培养？4 4、动物组织与细胞培养的条件？、动物组织与细胞培养的条件？阅读课本阅读课本P P6161-P-P6262回答以下问题回答以下问题第6

4、页/共34页第六页，共34页。一、动物细胞与组织培养一、动物细胞与组织培养在体外模拟动物体内环境，将动物体细胞或组在体外模拟动物体内环境，将动物体细胞或组织，在无菌、温度适宜和营养充足条件下培养，织，在无菌、温度适宜和营养充足条件下培养，使其继续生长、增殖并维持原有结构和功能使其继续生长、增殖并维持原有结构和功能(gngnng)的技术。的技术。1 1、概念、概念(ginin)(ginin)第7页/共34页第七页，共34页。2 2、条件、条件(tiojin)(tiojin)（1 1）无菌、无毒的环境：）无菌、无毒的环境： 添加一定量的抗生素；定期更换培养液，以便清除代添加一定量的抗生素；定期更换

5、培养液，以便清除代谢产物。谢产物。（2 2）营养物质）营养物质( (区分天然培养基与合成区分天然培养基与合成(hchng)(hchng)培培养基养基) )无机盐、葡萄糖、氨基酸、促生长因子、维生素、动无机盐、葡萄糖、氨基酸、促生长因子、维生素、动物血清等物血清等（3 3）温度和）温度和pHpH： 37, 7.2-7.4 37, 7.2-7.4（4 4）气体环境：）气体环境： O2 O2和和CO2CO2（95%95%空气和空气和5% CO2 5% CO2 ）第8页/共34页第八页，共34页。3 3、过程、过程(guchng)(guchng)（图（图2-132-13）（1 1）动物）动物(dngw

6、)(dngw)细胞培养细胞培养取动物取动物(dngw)(dngw)组织块组织块胰蛋白酶等处理胰蛋白酶等处理细胞悬液细胞悬液分散成单个细胞分散成单个细胞培养皿中培养培养皿中培养（原代培养）（原代培养）形成一层细胞形成一层细胞移到新培养液中培养移到新培养液中培养（传代培养）（传代培养）（2 2）动物组织培养）动物组织培养剪取动物组织块剪取动物组织块生理盐水冲洗生理盐水冲洗、自然沉降自然沉降移入培养瓶移入培养瓶（贴壁培养）（贴壁培养）第9页/共34页第九页，共34页。4 4、相关、相关(xinggun)(xinggun)概念概念原代培养：原代培养：是指从供体获取组织或细胞后的初次培养。是指从供体获取

7、组织或细胞后的初次培养。传代培养：传代培养：将原代培养的细胞分离稀释将原代培养的细胞分离稀释(xsh)后转入后转入新的培养瓶中继续培养，称为传代培养。新的培养瓶中继续培养，称为传代培养。第10页/共34页第十页，共34页。细胞株：原代细胞一般传至细胞株：原代细胞一般传至10代左右细代左右细胞生长停滞，大部分细胞衰老死亡胞生长停滞，大部分细胞衰老死亡(swng)，少数细胞存活到，少数细胞存活到4050代，这种传代细胞为代，这种传代细胞为细胞株。细胞株。 细胞系：细胞株传代至细胞系：细胞株传代至50代后又出现细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胞生长停滞状态，只有部分细胞由于遗传

8、物质的改变，使其在培养条件下可以无限制传代，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。这种传代细胞为细胞系。 细胞株和细胞系的区别：细胞株和细胞系的区别： 细胞系的遗传细胞系的遗传物质改变，具有癌细胞的特点，失去接触抑制物质改变，具有癌细胞的特点，失去接触抑制，容易传代培养。，容易传代培养。第11页/共34页第十一页，共34页。第12页/共34页第十二页，共34页。细胞的接触抑制：细胞的接触抑制： 当贴壁细胞分裂生长到表面相互当贴壁细胞分裂生长到表面相互(xingh)接触时，细胞就会停止分裂增接触时，细胞就会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的接触抑制。殖，这种现象称为细胞的接

9、触抑制。第13页/共34页第十三页，共34页。如病毒疫苗如病毒疫苗(ymio)(ymio)、干扰素、单克、干扰素、单克隆抗体等隆抗体等5 5、应用、应用(yngyng)(yngyng)培养健康细胞用于烧伤培养健康细胞用于烧伤(shoshng)(shoshng)病病人皮肤移植人皮肤移植第14页/共34页第十四页，共34页。1 1、为什么要将组织细胞分散、为什么要将组织细胞分散(fnsn)(fnsn)成单个细胞？成单个细胞？2 2、为什么选用、为什么选用(xunyng)(xunyng)胰蛋白酶做上述胰蛋白酶做上述处理？处理？3 3、动物细胞培养能否象植物组培那样最终培养成生、动物细胞培养能否象植物

10、组培那样最终培养成生物个体？物个体？使每个细胞能与培养液接触使每个细胞能与培养液接触因为动物细胞间隙中有弹性纤维等蛋白质和一因为动物细胞间隙中有弹性纤维等蛋白质和一些其它物质。些其它物质。不能，不能，因为动物细胞的全能性受到抑制。因为动物细胞的全能性受到抑制。第15页/共34页第十五页，共34页。思考与探究：思考与探究：如何用细胞培养技术，为如何用细胞培养技术，为烧伤病人烧伤病人(bngrn)植皮？植皮？取该患者的皮肤进行取该患者的皮肤进行细胞细胞(xbo)(xbo)培养培养, ,获获得足量的细胞得足量的细胞(xbo)(xbo)后再移植后再移植第16页/共34页第十六页，共34页。动物细胞培养

11、技术应用动物细胞培养技术应用这只老鼠身上的这只老鼠身上的“人耳人耳”是由我国科学家曹谊林教是由我国科学家曹谊林教授利用授利用(lyng)细胞工程技细胞工程技术复制出来的。术复制出来的。器官克隆器官克隆(k ln)一一例例第17页/共34页第十七页，共34页。二、动物细胞核移植技术二、动物细胞核移植技术(jsh)与体细胞克隆与体细胞克隆克隆克隆(k ln)(k ln)遗传上完全相同的分子、细胞或来自同一遗传上完全相同的分子、细胞或来自同一(tngy)祖先的生物个体的无性繁殖群体。祖先的生物个体的无性繁殖群体。用体细胞核移植技术进行的克隆称为用体细胞核移植技术进行的克隆称为体细胞体细胞克隆克隆原理

12、：原理：动物体细胞核的全能性动物体细胞核的全能性第18页/共34页第十八页，共34页。克隆羊克隆羊“多利多利”的产生的产生(chnshng)(chnshng)过程过程: :第19页/共34页第十九页，共34页。在治疗人类在治疗人类(rnli)(rnli)疾病时，转基因克隆疾病时，转基因克隆动物细胞、组织和器官可以作为异体移植的动物细胞、组织和器官可以作为异体移植的供体。供体。（1 1）医药卫生：）医药卫生：转基因克隆动物可以作为生物反应器，生转基因克隆动物可以作为生物反应器，生产许多产许多(xdu)(xdu)珍贵的医用蛋白；珍贵的医用蛋白；研究克隆动物和克隆细胞可使人类研究克隆动物和克隆细胞可

13、使人类(rnli)(rnli)更深入地了解胚胎发育及衰老过程；更深入地了解胚胎发育及衰老过程；用克隆动物做疾病模型，能使人们更好用克隆动物做疾病模型，能使人们更好的追踪研究疾病的发展过程和治疗疾病。的追踪研究疾病的发展过程和治疗疾病。应用应用第20页/共34页第二十页，共34页。（2 2）畜牧业：）畜牧业：利用体细胞克隆技术可以利用体细胞克隆技术可以(ky)(ky)加速家畜加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育；遗传改良进程，促进优良畜群繁育；在保护濒危物种方面，可望利用体细胞核在保护濒危物种方面，可望利用体细胞核移植技术增加这些动物移植技术增加这些动物(dngw)(dngw)的存活数的存活数

14、量。量。第21页/共34页第二十一页，共34页。三、动物三、动物(dngw)细胞融合和单克隆抗体细胞融合和单克隆抗体抗体：能够与抗原发生特抗体：能够与抗原发生特异性结合的异性结合的免疫球蛋白免疫球蛋白。能产生抗体的细胞是能产生抗体的细胞是浆细浆细胞（即效应胞（即效应B细胞）细胞）。第22页/共34页第二十二页，共34页。抗体的传统生产抗体的传统生产(shngchn)方法方法抗原抗原(kn(kngyugyun) n) 反复注射反复注射(zhsh)(zhsh)动物动物从动物的从动物的血清血清中分离抗体中分离抗体该法制备抗体的缺点：该法制备抗体的缺点：产量低、纯度低，且产量低、纯度低，且抗体的特异性

15、差、灵抗体的特异性差、灵敏度低。敏度低。第23页/共34页第二十三页，共34页。提示提示1 1：对：对B B细胞进行细胞进行(jnxng)(jnxng)细胞培养可细胞培养可行吗？行吗？提示提示2 2：我们：我们(w men)(w men)所学的哪种细所学的哪种细胞是可以无限增殖的？胞是可以无限增殖的？问题：如何问题：如何(rh)大量生产单克隆抗大量生产单克隆抗体？请尝试设计一个方案。体？请尝试设计一个方案。第24页/共34页第二十四页，共34页。为什么给小鼠注射特定的抗原蛋白？为什么给小鼠注射特定的抗原蛋白？会有几种融合方式？会有几种融合方式？ 杂交瘤细胞有何特点？杂交瘤细胞有何特点？ 是否所

16、有的杂交瘤细胞都能产生专一性是否所有的杂交瘤细胞都能产生专一性抗体抗体(kngt)(kngt)？如何大规模进行培养得到大量的单克隆如何大规模进行培养得到大量的单克隆抗体抗体(kngt)(kngt)？阅读课本阅读课本(kbn)P66(kbn)P66回答以下问题回答以下问题第25页/共34页第二十五页，共34页。免疫免疫(miny)小小鼠鼠培养培养(piyng)骨骨髓瘤细胞髓瘤细胞骨 髓 瘤 细 胞骨 髓 瘤 细 胞(xbo)B B淋巴细胞淋巴细胞注射特定注射特定抗原蛋白抗原蛋白选择培养基上培养选择培养基上培养注射到小注射到小鼠体内鼠体内体外培养体外培养单克隆抗体单克隆抗体具有能产生特定具有能产生

17、特定抗体的杂交细胞抗体的杂交细胞杂交细胞杂交细胞克隆产生特定克隆产生特定抗体的杂交细抗体的杂交细胞胞多种杂交细胞多种杂交细胞融合融合第26页/共34页第二十六页，共34页。 思考思考 ：1、本过程、本过程(guchng)利用了哪些利用了哪些原理？原理？免疫原理免疫原理(yunl)，细胞融合原理，细胞融合原理(yunl)和动物细胞培养原理和动物细胞培养原理(yunl)。2、为什么选用、为什么选用(xunyng)小鼠骨髓瘤小鼠骨髓瘤细胞与细胞与B细胞融合？细胞融合？这样融合成的杂交瘤细胞，继承了双亲这样融合成的杂交瘤细胞，继承了双亲细胞的遗传物质，不仅具有细胞的遗传物质，不仅具有B细胞分泌细胞分泌

18、抗体的能力，而且还有无限增殖的本领，抗体的能力，而且还有无限增殖的本领，因而可以获得大量单克隆抗体。因而可以获得大量单克隆抗体。第27页/共34页第二十七页，共34页。单克隆抗体最主要单克隆抗体最主要(zhyo)的优点：化学的优点：化学性质单一特异性强，灵敏度高，能大量制性质单一特异性强，灵敏度高，能大量制备。备。应用应用(yngyng)主要有：主要有：1、临床、临床(ln chun)诊断诊断2、作为载体，运载抗癌药物，形成、作为载体，运载抗癌药物，形成“生物导弹生物导弹”治治疗肿瘤疗肿瘤生物导弹：生物导弹：单克隆抗体作为载体分子，同抗癌药物相结合，单克隆抗体作为载体分子，同抗癌药物相结合，将

19、他们运载到肿瘤部位，杀死癌细胞，这种抗体将他们运载到肿瘤部位，杀死癌细胞，这种抗体药物结药物结合物称之为生物导弹。它能定向杀灭癌细胞，避免或减少对合物称之为生物导弹。它能定向杀灭癌细胞，避免或减少对正常细胞的伤害，大大减轻了抗癌药物的副作用。正常细胞的伤害，大大减轻了抗癌药物的副作用。第28页/共34页第二十八页，共34页。总结一、动物细胞与组织培养二、动物细胞核移植(yzh)技术与体细胞克隆三、动物细胞融合和单克隆抗体第29页/共34页第二十九页，共34页。第30页/共34页第三十页，共34页。3 、（多选题）将小鼠骨髓瘤细胞与一种、（多选题）将小鼠骨髓瘤细胞与一种B淋巴细胞淋巴细胞融合，可

20、使融合的细胞经培养产生单克隆抗体，其融合，可使融合的细胞经培养产生单克隆抗体，其依据是依据是（ ） AB淋巴细胞可以淋巴细胞可以(ky)产生抗体，但不能无限增产生抗体，但不能无限增殖殖BB淋巴细胞只有与骨髓瘤细胞融合后才能产生淋巴细胞只有与骨髓瘤细胞融合后才能产生抗体抗体 C骨随瘤细胞可以骨随瘤细胞可以(ky)无限增殖，但不能产生抗无限增殖，但不能产生抗体体D骨髓瘤细胞可以骨髓瘤细胞可以(ky)产生抗体，但不能无限产生抗体，但不能无限增殖增殖A C第31页/共34页第三十一页，共34页。(1)(1)若若A A细胞是小鼠骨髓瘤细胞，则细胞是小鼠骨髓瘤细胞，则B B细胞是取自小鼠体细胞是取自小鼠体内的内的 细胞，从