苏教版高中生物专题2动物细胞工程

1、动物细胞工程苏教版高中生物专题2细胞工程问题：2、植物细胞工程常用的技术手段有哪些？1、在一定条件下离体培养植物细胞和动物细胞，细胞全能性易表达的是何种细胞？为什么？植物细胞易表达；动物细胞受限制，但其细胞核仍具全能性。 植物细胞培养和植物体细胞杂交。动物细胞培养动物细胞融合单克隆抗体技术核移植动物细胞工程常用技术（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请思考：1、动物细胞培养的概念？2、为什么培养前要将组织细胞分散成单个细胞？3、为什么选用胰蛋白酶做上述处理？4、培养的细胞为何贴壁生长？5、如何界定原代培养和传代培养？6、动物细胞培养的条件？阅读课本P44-P47问题：2、许

2、多动物细胞能够分泌蛋白质，如抗体等。但是单个细胞分泌的蛋白质的量是很少的，怎样才能获得大量的分泌蛋白呢？必须借助于大规模的动物细胞培养1、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足，而且会产生排异反应。那么。怎样才能获得大量的自体健康皮肤呢？一、动物细胞培养：1.发展历史: 20世纪初，人们不知道神经纤维是由神经细胞的细胞质向外突出形成的，还是由神经细胞周围的其他细胞融合而成的。生物学家们就这个问题展开了激烈的争论。1907年，美国生物学家哈里森(Harrison)从蝌蚪的脊索中分离出神经组织，

3、把它放在青蛙的凝固的淋巴液中培养。蝌蚪的神经组织存活了好几周，并且从神经细胞中长出了神经纤维。哈里森的实验不仅解决了神经纤维的起源问题，而且开创了动物组织培养的先河。此后，在许多科学家的不懈努力下，动物组织培养不断改进并逐渐发展成为动物细胞培养。2、动物细胞培养的概念和应用： 动物细胞培养就是从动物有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.（1）动物细胞培养的概念：（2）动物细胞培养过程：动物胚胎或幼龄动物的组织、器官细胞悬液胰蛋白酶或胶原蛋白酶10代细胞原代培养50代细胞传代培养细胞株无限传代细胞系单个细胞加培养液遗传物质未改变遗传物质已改变

4、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。（分解弹性纤维）接触抑制的细胞胰蛋白酶动物细胞的培养过程 幼龄动物取动物器官和组织剪碎组织胰蛋白酶处理细胞培养单个细胞动物细胞培养技术是其他动物细胞工程技术的基础【思考讨论】： 在动物细胞培养过程中，为什么要用胰蛋白酶对取出的动物组织进行处理？ 胰蛋白酶处理动物组织，可以使动物组织细胞间的胶原纤维和细胞外的其他成分酶解，获得单个细胞。有关概念原代培养：传代培养： 从机体取出后立即培养的细胞为原代细胞。人们通常将动物组织消化后的初次培养称为原代细胞培养。 贴满瓶壁的细胞需要重新用胰蛋白酶等处理，然后

5、分瓶继续培养，让细胞继续增殖。这样的培养过程通常被称为传代培养。 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。 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4050代，这种传代细胞为细胞株。 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。有关概念细胞株：细胞系：细胞株和细胞系的区别：讨论：多细胞动物和人体的细胞都生活在内环境中，根据你所学的内环境的知识，思考并讨论以下问题：1、体外培养细胞时需要提供哪些物质？2、体外培养的细胞需要什么样的环境条件？（3）动物

6、细胞培养的条件：1.无菌无毒的环境2.营养3.温度和pH4.气体环境1.无菌无毒的环境：（1）对培养液和所有培养用具进行无菌处理。（2）在培养液中添加一定量的抗生素，以防培养过程中的污染。（3）应定期更换培养液，以便清楚代谢产物，防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害。2.营养：（1）需要有糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等。（2）将细胞所需的各种营养物质按其种类和所需数量严格配制而成为合成培养基。（3）由于人们对细胞所需的营养物质还没有完全搞清楚，因此，在使用合成培养基时，通常需加入血清、血浆等一些天然成分。3.温度和PH： 细胞体外培养的适宜温度一般与动物的体温相近，哺乳动物多以0

7、C为宜。多数细胞生存的适宜PH为。4.气体环境：（1）细胞培养所需气体主要有O2和CO2。（2）O2是细胞代谢所必需的，CO2的主要作用是维持培养液的PH。（3）在进行细胞培养时，通常采用培养皿或松盖培养瓶，将其置于含95%的空气和5%的CO2的混合气体的培养箱中进行培养。（4）动物细胞培养技术的应用：1、蛋白质生物制品的生产。如病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体等2、健康细胞培养。4、用于细胞的生理、药理、病理研究 培养健康细胞用于烧伤病人皮肤移植3、检测有毒物质的毒性。培养正常细胞或各种病变的细胞，用于筛选抗癌药物等，为治疗和预防癌症及其他疾病提供理论依据。植物组织培养和动物细胞培养的比较比较项

8、目原 理培养基结果培养目的植物 组织培养动物 细胞培养细胞的全能性细胞的增殖固体： 营养物质、激素液体： 营养物质、动物血清等培育成 完整植株培育成细胞系或细胞株获得细胞的产物或细胞等快速繁殖，培育无病毒植株等小结：请思考：1、动物细胞培养液的主要成分是什么？较植物组培培养基有何独特之处？2、为什么培养前要将组织细胞分散成单个细胞？3、为什么选用胰蛋白酶做上述处理？4、培养的细胞为何贴壁生长？5 、动物细胞培养能否象植物组培那样最终培养成生物个体？1、动物细胞培养液的主要成分是什么？较植物组培培养基有何独特之处？回答：主要成分：葡萄糖、氨基酸、无机盐、促生长因子、微量元素和动物血清等。2、为什

9、么培养前要将组织细胞分散成单个细胞？3、为什么选用胰蛋白酶做上述处理？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。使每个细胞能与培养液接触独特之处有： 1、液体培养基 2、成分中有动物血清等4、培养的细胞为何贴壁生长？大多数组织细胞不适应悬浮生长，它们必须在固定的表面上生长和分裂。5、动物细胞培养能否象植物组培那样最终培养成生物个体？不能，因为动物细胞的全能性受到抑制。请思考：1、动物核移植的概念？2、动物体细胞核移植的过程？3、体细胞核移植技术的应用前景包括哪些方面？4、体细胞核移植技术存在哪些问题？阅读课本P47-P50 高度分化的植物组织仍保持着全能性，而动物细胞的全能性会随着动

10、物细胞分化的程度的提高逐渐受到抑制，分化潜能逐渐变弱。但其细胞核仍具全能性。问题：离体的植物组织或细胞在适当的培养条件下可发育成完整植株，那么，是否能用类似的方法，使动物的细胞发育成一个完整的个体呢？不能；二、动物体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。1、概念：胚胎移植技术：基本程序如下（以牛胚胎移植为例）2、类型：胚胎细胞核移植：体细胞核移植： 胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性较容易。 体细胞分化程度高，恢复其全能性十分困难。黑面绵羊去核卵细胞白面绵羊乳腺细胞核细胞

11、核移植重组细胞电脉冲刺激早期胚胎胚胎移植另一头绵羊的子宫妊娠、出生克隆羊多利（1）克隆羊培育过程：（2）克隆高产奶牛过程：4、体细胞核移植技术的应用前景：（1）畜牧业： 利用体细胞克隆技术可以加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育； 在保护濒危物种方面，可望利用体细胞核移植技术增加这些动物的存活数量。在治疗人类疾病时，转基因克隆动物细胞、组织和器官可以作为异体移植的供体。人的核移植胚胎干细胞经过诱导分化，形成相应的组织、器官后，可以用于组织器官的移植。（2）医药卫生： 转基因克隆动物可以作为生物反应器，生产许多珍贵的医用蛋白；研究克隆动物和克隆细胞可使人类更深入地了解胚胎发育及衰老过程；用克隆

12、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。5、体细胞核移植技术存在的问题：（1）体细胞核移植技术成功率非常低，产下的活克隆动物占移植克隆胚胎的比率平均不到10%。克隆技术的各个环节也有待进一步改进。（2）此外，一些人士指出，绝大多数克隆动物还存在健康问题，许多克隆动物表现出遗传和生理缺陷。（3）对克隆动物食品的安全性问题也存在争议。 总之，体细胞核移植技术的研究还在继续深入，人类对克隆技术的应用还存在许多问题需要解决。期待在不远的将来，克隆技术能更好地造福人类。动物细胞融合与单克隆抗体江苏省江浦高级中学 专题2 细胞工程请思考：1、动物细胞融合的概念？2、诱导动物细胞融合

13、的方法？3、单克隆抗体的制备过程？4、单克隆抗体的优点？5、单克隆抗体的应用？阅读课本P52-P54一、动物细胞融合： 细胞融合是正常的生命活动。两个细胞正在融合 受精作用动物细胞融合：细胞A细胞B杂种细胞灭活的病毒物理法化学法仙台病毒疱疹病毒新城鸡瘟病毒用灭活的病毒诱导动物细胞融合过程细胞核病毒颗粒细胞核灭活的病毒颗粒黏附于细胞表面细胞膜被病毒颗粒穿通细胞膜连接细胞融合，形成杂种细胞一、动物细胞融合：1、融合关键：细胞膜的融合2、融合手段：物理法：化学法：生物法：离心、振动、电激等聚乙二醇（PEG）等诱导剂灭活的病毒3、融合原理：4、融合过程：膜融合细胞膜的流动性质融合核融合5、优势：特别是

14、为制备单克隆抗体开辟了新途径6、应用： 突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能。问题：1、什么是抗体？ 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。2、抗体是怎样产生的？有何特性？1、B淋巴细胞受抗原刺激后，可产生抗体。 、动物体内的B淋巴细胞可以产生百万种以上的抗体，每种抗体对特定的抗原具有特异性免疫作用。、每一个淋巴细胞只能产生一种抗体。问题：3、传统的方法如何得到抗体？它有什么特点？ 传统的方法是采用把某种抗原反复注射到动物体内，然后从动物血清中分离出所需抗体。 这种方法获得的抗体： 产量低、特异性差、纯度低、反应不够灵敏。4、如何解决这一难题？

15、制备单克隆抗体二、单抗隆抗体：1、概念： 用单个B淋巴细胞进行无性繁殖（即克隆），形成细胞群，这样的细胞群就有可能产生出化学性质单一、特异性强的抗体单克隆抗体。单个 B淋巴细胞细胞群单克隆抗体无性繁殖（即克隆）问题： 在体外培养的条件下，一个B淋巴细胞是不可能无限增殖的。那么怎样才能获得单克隆抗体呢？阿根廷科学家米尔斯坦（Cesar Milstein，1926）和德国科学家柯勒（Georges Kohler，1946 ），设计了一个极富创造性的实验方案：2、单克隆抗体的制备：（1）设计思想：在体外条件下一种大量增殖的细胞（如：骨髓瘤细胞）一种效应B淋巴细胞杂交融合细胞（既能大量增殖，也能产生足

16、够的抗体）2）实验过程：效应B淋巴细胞骨髓瘤细胞杂交瘤细胞体外培养体内培养单克隆抗体细胞融合、特定培养基培养、筛选（灭活的仙台病毒）思考：1、本过程利用了哪些原理？免疫原理，细胞融合原理和动物细胞培养原理。2、为什么选用小鼠骨髓瘤细胞与B细胞融合？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B细胞分泌抗体的能力，而且还有无限增殖的本领，因而可以获得大量单克隆抗体。3、单克隆抗体的应用： 与常规抗体相比，单克隆抗体产量高，特异性强，灵敏度高，优越性十分明显。 目前世界各国已经研制出数以万计的单克隆抗体。许多缺乏良好诊断手段的传染病、免疫性疾病、血液病、内分泌疾病和遗传病，用单克隆抗

17、体作为诊断手段，是一个必然趋势。另外，用单克隆抗体做体内诊断，借以鉴别和定位体内“病灶”也引起人们的注意，目前，主要用于肿瘤追踪及心肌梗塞的诊断。应用主要有：1、作为诊断试剂： 由于单克隆抗体纯度高、特异性强，所以能准确地识别各种抗原物质的细微差异，并跟一定抗原发生特异性结合，因此，单克隆抗体在诊断的应用上，具有准确、高效、简易、快速的优点。2、用于治疗疾病和运载药物。（1）单克隆抗体主要用于癌症治疗，也有少量用于其他疾病的治疗。（2）如果把抗癌细胞的单克隆抗体跟放射性同位素、化学药物或细胞毒素相结合，制成“生物导弹”，注入体内，借助单克隆抗体的导向作用，能将药物定向带到癌细胞所在位置，在原位

18、杀死癌细胞。这样既不损伤正常细胞，又减少了用药剂量 。融合方法诱导手段用 途植物体 细胞杂交动物 细胞融合比较项目细胞 融合原理植物体细胞杂交和动物细胞融合的比较：细胞膜的流动性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离心、 电刺激、 振动、 聚乙二醇等同上， 再加上灭活的病毒诱导克服远缘杂交不亲和，获得杂交植株制备单克隆抗体的技术之一细胞膜的流动性小结：练 习1、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C2、在动物细胞融合和植物体细胞杂交的比较中，正确的是（）A结果是相同的B杂种细胞的形成过程基本相同C操作过程中酶的作用相同D诱导融

19、合的手段相同B3、为了使用于培养的动物组织细胞分散开，以便配制成 一定浓度的细胞悬浮液，选取的动物组织应先用下列哪种物质处理（ ）A、胃蛋白酶 B、胰蛋白酶C、盐酸 D、胰脂肪酶B4、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D5、动物细胞培养与植物细胞培养的重要区别在于（ ）A、培养基不同 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。A6、动物细胞的融合目的中最重要的是（ ）A、克服远缘杂交不亲和 B、制备单克隆抗

20、体C、培育新物种 D、生产杂种细胞B8 、科学家用小鼠骨髓瘤细胞与某种细胞融合，得到杂交细胞，经培养可产生大量的单克隆抗体，与骨髓瘤细胞融合的是（ ） A经过免疫的B淋巴细胞 B不经过免疫的T淋巴细胞 C经过免疫的T淋巴细胞 D不经过免疫的B淋巴细胞7、单克隆抗体与血清抗体相比，优越之处在于（ ）A、单克隆抗体能够制成“生物导弹” B、单克隆抗体可以在体外制备C、单克隆抗体的特异性强，灵敏度高，产量也大大高于血清抗体 D、单克隆抗体的制备过程简单CA9、要想获得大量的单克隆抗体就必须用单个的B淋巴细胞进行无性繁殖，形成细胞群。其原因是 （ ）A、在体外培养条件下，B淋巴细胞可以无限增殖 B、在动物个体内B淋巴细胞可产生多达百万种以上的抗体C、每一个B淋巴细胞都参与特异性免疫反应 D、每一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体D10、 单克隆抗体制备过程中，骨髓瘤细胞和B淋巴细胞诱导融合后，要用特定培养基筛选出杂交瘤细胞，在这种培养基上不能存活增殖的细胞是 （ ） 淋巴细胞小鼠骨髓瘤细胞 B淋巴细胞自身融合细胞 小鼠骨髓瘤细胞自身融合细胞 杂交瘤细胞 A BC