高中生物《現(xiàn)代生物科技as專題》全套課件新人教版選修三細胞工程2.2動物細胞工程.ppt

動物細胞工程 專題2細胞工程 動物細胞培養(yǎng) 動物細胞融合 單克隆抗體技術(shù) 核移植 動物細胞工程常用技術(shù) 動物細胞培養(yǎng)和核移植技術(shù) 一 教學目標 1 簡述動物細胞培養(yǎng)的過程 條件及應用2 簡述通過動物體細胞核移植技術(shù)克隆動物的過程及應用前景3 舉例說出動物細胞融合與單克隆抗體的原理和應用二 教學重點和難點 1 動物細胞培養(yǎng)的過程及條件2 用動物體細胞核移植技術(shù)克隆動物的過程3 單克隆抗體的制備和應用 一 動物細胞培養(yǎng) 1 發(fā)展歷史 20世紀初 人們不知道神經(jīng)纖維是由神經(jīng)細胞的細胞質(zhì)向外突出形成的 還是由神經(jīng)細胞周圍的其他細胞融合而成的 生物學家們就這個問題展開了激烈的爭論 1907年 美國生物學家哈里森 harrison 從蝌蚪的脊索中分離出神經(jīng)組織 把它放在青蛙的凝固的淋巴液中培養(yǎng) 蝌蚪的神經(jīng)組織存活了好幾周 并且從神經(jīng)細胞中長出了神經(jīng)纖維 哈里森的實驗不僅解決了神經(jīng)纖維的起源問題 而且開創(chuàng)了動物組織培養(yǎng)的先河 此后 在許多科學家的不懈努力下 動物組織培養(yǎng)不斷改進并逐漸發(fā)展成為動物細胞培養(yǎng) 2 動物細胞培養(yǎng)的應用和概念 動物細胞培養(yǎng)就是從動物有機體中取出相關的組織 將它分散成單個細胞 然后 放在適宜的培養(yǎng)基中 讓這些細胞生長和增殖 3 動物細胞培養(yǎng)過程 動物胚胎或幼齡動物的組織 器官 細胞懸浮液 胰蛋白酶 10代細胞 原代培養(yǎng) 傳代培養(yǎng) 無限傳代 單個細胞 加培養(yǎng)液 動物組織細胞間隙中含有一定量的彈性纖維等蛋白質(zhì) 將細胞網(wǎng)絡起來形成具有一定彈性和韌性的組織和器官 分解彈性纖維 動物細胞的培養(yǎng)過程 幼齡動物 取動物器官和組織 剪碎組織 胰蛋白酶處理 細胞培養(yǎng) 單個細胞 動物細胞培養(yǎng)技術(shù)是其他動物細胞工程技術(shù)的基礎 思考討論 在動物細胞培養(yǎng)過程中 為什么要用胰蛋白酶對取出的動物組織進行處理 胰蛋白酶處理動物組織 可以使動物組織細胞間的膠原纖維和細胞外的其他成分酶解 獲得單個細胞 有關概念 原代培養(yǎng) 從機體取出后立即培養(yǎng)的細胞為原代細胞 培養(yǎng)的第1代細胞與傳10代以內(nèi)的細胞稱為原代細胞培養(yǎng) 傳代培養(yǎng) 將原代細胞從培養(yǎng)瓶中取出 配制成細胞懸浮液 分裝到兩個或兩個以上的培養(yǎng)瓶中繼續(xù)培養(yǎng) 稱為傳代培養(yǎng) 有關概念 細胞株 原代細胞一般傳至10代左右細胞生長停滯 大部分細胞衰老死亡 少數(shù)細胞存活到40 50代 這種傳代細胞為細胞株 細胞系 細胞株傳代至50代后又出現(xiàn)細胞生長停滯狀態(tài) 只有部分細胞由于遺傳物質(zhì)的改變 使其在培養(yǎng)條件下可以無限制傳代 這種傳代細胞為細胞系 細胞株和細胞系的區(qū)別 細胞系的遺傳物質(zhì)改變 具有癌細胞的特點 失去接觸抑制 容易傳代培養(yǎng) 3 動物細胞培養(yǎng)的條件 1 無菌無毒的環(huán)境2 營養(yǎng)3 溫度和ph4 氣體環(huán)境 4 動物細胞培養(yǎng)技術(shù)的應用 1 蛋白質(zhì)生物制品的生產(chǎn)如病毒疫苗 干擾素 單克隆抗體2 健康細胞培養(yǎng)培養(yǎng)健康細胞用于燒傷病人皮膚移植3 細胞的生理 藥理 病理研究 植物組織培養(yǎng)和動物細胞培養(yǎng)的比較 思考 2 為什么選用動物胚胎或幼齡個體的器官或組織做動物細胞培養(yǎng)材料 1 動物細胞培養(yǎng)液的主要成分是什么 較植物組培培養(yǎng)基有何獨特之處 3 為什么培養(yǎng)前要將組織細胞分散成單個細胞 4 動物細胞培養(yǎng)能否像綠色植物組織培養(yǎng)那樣最終培養(yǎng)成新個體 主要成分 葡萄糖 氨基酸 無機鹽 維生素和動物血清等 獨特之處有 1 液體培養(yǎng)基2 成分中有動物血清等 因為這些組織或器官上的細胞生命力旺盛 分裂能力強 成塊組織不利培養(yǎng) 分散了做成細胞懸浮液利于培養(yǎng) 不能 動物細胞培養(yǎng)只能使細胞數(shù)目增多 不能發(fā)育成新的動物個體 二 動物體細胞核移植技術(shù)和克隆動物 動物核移植是將動物的一個細胞的細胞核 移如入一個已經(jīng)去掉細胞核的卵母細胞中 使其重組并發(fā)育成一個新的胚胎 這個新的胚胎最終發(fā)育為動物個體 胚胎移植技術(shù) 胚胎移植的基本程序如下 以牛胚胎移植為例 核移植技術(shù) 1 克隆羊培育過程 另一頭綿羊的子宮 多利羊 2 體細胞核移植技術(shù)的應用前景 3 體細胞核移植技術(shù)存在的問題 動物細胞融合與單克隆抗體 思考下列問題 1 什么叫動物細胞融合 植物體雜交技術(shù)與動物細胞融合有什么不同呢 2 動物細胞在結(jié)構(gòu)上有何區(qū)別 這與它們雜交或融合過程有什么影響 3 動物細胞融合與植物原生質(zhì)體融合的基本原理是否相同 兩者的融合過程是否也一樣 一 動物細胞融合 細胞融合是正常的生命活動 兩個細胞正在融合 受精作用 動物細胞融合 細胞a 細胞b 雜種細胞 滅活的病毒 物理法化學法 仙臺病毒皰疹病毒新城雞瘟病毒 用滅活的病毒誘導動物細胞融合過程 細胞融合與融合誘導細胞融合物質(zhì) 誘導劑 仙臺病毒 聚乙二醇誘導細胞融合的仙臺病毒必須滅活 思考討論 為什么細胞融合過程中使用的病毒需要滅活 不滅活行嗎 因為滅活的病毒能使細胞膜上的蛋白質(zhì)分子和脂質(zhì)分子重新排布 細胞膜打開 細胞發(fā)生融合 不滅活的話會感染細胞 而不能誘導細胞融合 細胞融合技術(shù)應用于哪些方面 細胞學 遺傳學 免疫學及制備單克隆抗體 二 單克隆抗體 什么是抗體 抗體是機體受抗原刺激后產(chǎn)生的 并能與該抗原發(fā)生特異性結(jié)合的具有免疫功能的球蛋白 b淋巴細胞產(chǎn)生抗體 b淋巴細胞與抗體的關系 b淋巴細胞受抗原刺激后 可以產(chǎn)生抗體 動物體內(nèi)的b淋巴細胞可以產(chǎn)生百萬種以上的抗體 每種抗體對特定的抗原具有特異性免疫作用 每一個淋巴細胞只能產(chǎn)生一種抗體 所以傳統(tǒng)的抗體的生產(chǎn)方法及缺陷是什么 怎樣解決這個問題 單克隆抗體 由單個b淋巴細胞經(jīng)過無性繁殖 克隆 形成基因型相同的細胞群 這一細胞群所產(chǎn)生的化學性質(zhì)單一 特異性強的抗體稱為單克隆抗體 特點 特異性強 靈敏度高 如何大量生產(chǎn)單克隆抗體 利用淋巴細胞產(chǎn)生抗體的功能利用腫瘤細胞無限增殖的特性利用細胞融合的技術(shù)將兩種細胞融合獲得具有淋巴細胞和腫瘤細胞特性的雜交瘤細胞利用動物細胞培養(yǎng)技術(shù)大量培養(yǎng)雜交瘤細胞 如何篩選 融合方式 單克隆抗體制備過程 細胞融合 篩選 足夠數(shù)量的 能產(chǎn)生特定抗體的細胞群 單克隆抗體 思考 1 本過程利用了哪些原理 免疫原理 細胞融合原理和動物細胞培養(yǎng)原理 2 為什么選用小鼠骨髓瘤細胞與b細胞融合 這樣融合成的雜交瘤細胞 繼承了雙親細胞的遺傳物質(zhì) 不僅具有b細胞分泌抗體的能力 而且還有無限增殖的本領 因而可以獲得大量單克隆抗體 單克隆抗體的應用 與常規(guī)抗體相比 單克隆抗體產(chǎn)量高 特異性強 靈敏度高 優(yōu)越性十分明顯 應用主要有 1 臨床診斷 2 作為載體 運載抗癌藥物 形成 生物導彈 治療腫瘤 資料 目前世界各國已經(jīng)研制出數(shù)以百計的單克隆抗體 許多缺乏良好診斷手段的傳染病 免疫性疾病 血液病 內(nèi)分泌疾病和遺傳病 用單克隆抗體作為診斷手段 是一個必然趨勢 另外 用單克隆抗體做體內(nèi)診斷 借以鑒別和定位體內(nèi) 病灶 也引起人們的注意 目前 主要用于腫瘤追蹤及心肌梗塞的診斷 植物體細胞雜交和動物細胞融合的比較 小結(jié) 兩個過程 動物細胞培養(yǎng)過程 單克隆抗體制備過程 三個 一 一個誘導細胞融合的新方法 滅活病毒 一個新細胞 雜交瘤細胞 一個優(yōu)勢 單克隆抗體特異性強 靈敏度高的優(yōu)勢 下圖為某同學根據(jù)雜交瘤技術(shù)的方法 設計的生產(chǎn)破傷風桿菌的實驗方案 制備單克隆抗體 b細胞 抗體 細胞融合 滅活病毒 雙親細胞 分泌抗體 無限增殖 原代 傳代 50 1 動物細胞工程技術(shù)的基礎是 a 動物細胞融合b 胚胎移植c 動物細胞培養(yǎng)d 核移植 在動物細胞融合和植物體細胞雜交的比較中 正確的是 a 結(jié)果是相