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(xì)胞工程2.2動(dòng)物細(xì)胞工程.ppt

動(dòng)物細(xì)胞工程 專題2細(xì)胞工程 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng) 動(dòng)物細(xì)胞融合 單克隆抗體技術(shù) 核移植 動(dòng)物細(xì)胞工程常用技術(shù) 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)和核移植技術(shù) 一 教學(xué)目標(biāo) 1 簡(jiǎn)述動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的過(guò)程 條件及應(yīng)用2 簡(jiǎn)述通過(guò)動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)克隆動(dòng)物的過(guò)程及應(yīng)用前景3 舉例說(shuō)出動(dòng)物細(xì)胞融合與單克隆抗體的原理和應(yīng)用二 教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn) 1 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的過(guò)程及條件2 用動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)克隆動(dòng)物的過(guò)程3 單克隆抗體的制備和應(yīng)用 一 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng) 1 發(fā)展歷史 20世紀(jì)初 人們不知道神經(jīng)纖維是由神經(jīng)細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)向外突出形成的 還是由神經(jīng)細(xì)胞周圍的其他細(xì)胞融合而成的 生物學(xué)家們就這個(gè)問(wèn)題展開了激烈的爭(zhēng)論 1907年 美國(guó)生物學(xué)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(xì)胞中長(zhǎng)出了神經(jīng)纖維 哈里森的實(shí)驗(yàn)不僅解決了神經(jīng)纖維的起源問(wèn)題 而且開創(chuàng)了動(dòng)物組織培養(yǎng)的先河 此后 在許多科學(xué)家的不懈努力下 動(dòng)物組織培養(yǎng)不斷改進(jìn)并逐漸發(fā)展成為動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng) 2 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的應(yīng)用和概念 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)就是從動(dòng)物有機(jī)體中取出相關(guān)的組織 將它分散成單個(gè)細(xì)胞 然后 放在適宜的培養(yǎng)基中 讓這些細(xì)胞生長(zhǎng)和增殖 3 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程 動(dòng)物胚胎或幼齡動(dòng)物的組織 器官 細(xì)胞懸浮液 胰蛋白酶 10代細(xì)胞 原代培養(yǎng) 傳代培養(yǎng) 無(wú)限傳代 單個(gè)細(xì)胞 加培養(yǎng)液 動(dòng)物組織細(xì)胞間隙中含有一定量的彈性纖維等蛋白質(zhì) 將細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)起來(lái)形成具有一定彈性和韌性的組織和器官 分解彈性纖維 動(dòng)物細(xì)胞的培養(yǎng)過(guò)程 幼齡動(dòng)物 取動(dòng)物器官和組織 剪碎組織 胰蛋白酶處理 細(xì)胞培養(yǎng) 單個(gè)細(xì)胞 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)是其他動(dòng)物細(xì)胞工程技術(shù)的基礎(chǔ) 思考討論 在動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中 為什么要用胰蛋白酶對(duì)取出的動(dòng)物組織進(jìn)行處理 胰蛋白酶處理動(dòng)物組織 可以使動(dòng)物組織細(xì)胞間的膠原纖維和細(xì)胞外的其他成分酶解 獲得單個(gè)細(xì)胞 有關(guān)概念 原代培養(yǎng) 從機(jī)體取出后立即培養(yǎng)的細(xì)胞為原代細(xì)胞 培養(yǎng)的第1代細(xì)胞與傳10代以內(nèi)的細(xì)胞稱為原代細(xì)胞培養(yǎng) 傳代培養(yǎng) 將原代細(xì)胞從培養(yǎng)瓶中取出 配制成細(xì)胞懸浮液 分裝到兩個(gè)或兩個(gè)以上的培養(yǎng)瓶中繼續(xù)培養(yǎng) 稱為傳代培養(yǎng) 有關(guān)概念 細(xì)胞株 原代細(xì)胞一般傳至10代左右細(xì)胞生長(zhǎng)停滯 大部分細(xì)胞衰老死亡 少數(shù)細(xì)胞存活到40 50代 這種傳代細(xì)胞為細(xì)胞株 細(xì)胞系 細(xì)胞株傳代至50代后又出現(xiàn)細(xì)胞生長(zhǎng)停滯狀態(tài) 只有部分細(xì)胞由于遺傳物質(zhì)的改變 使其在培養(yǎng)條件下可以無(wú)限制傳代 這種傳代細(xì)胞為細(xì)胞系 細(xì)胞株和細(xì)胞系的區(qū)別 細(xì)胞系的遺傳物質(zhì)改變 具有癌細(xì)胞的特點(diǎn) 失去接觸抑制 容易傳代培養(yǎng) 3 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的條件 1 無(wú)菌無(wú)毒的環(huán)境2 營(yíng)養(yǎng)3 溫度和ph4 氣體環(huán)境 4 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)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(xì)胞培養(yǎng)培養(yǎng)健康細(xì)胞用于燒傷病人皮膚移植3 細(xì)胞的生理 藥理 病理研究 植物組織培養(yǎng)和動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的比較 思考 2 為什么選用動(dòng)物胚胎或幼齡個(gè)體的器官或組織做動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)材料 1 動(dòng)物細(xì)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(dú)特之處 3 為什么培養(yǎng)前要將組織細(xì)胞分散成單個(gè)細(xì)胞 4 動(dòng)物細(xì)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(gè)體 主要成分 葡萄糖 氨基酸 無(wú)機(jī)鹽 維生素和動(dòng)物血清等 獨(dú)特之處有 1 液體培養(yǎng)基2 成分中有動(dòng)物血清等 因?yàn)檫@些組織或器官上的細(xì)胞生命力旺盛 分裂能力強(qiáng) 成塊組織不利培養(yǎng) 分散了做成細(xì)胞懸浮液利于培養(yǎng) 不能 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)只能使細(xì)胞數(shù)目增多 不能發(fā)育成新的動(dòng)物個(gè)體 二 動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動(dòng)物 動(dòng)物核移植是將動(dòng)物的一個(gè)細(xì)胞的細(xì)胞核 移如入一個(gè)已經(jīng)去掉細(xì)胞核的卵母細(xì)胞中 使其重組并發(fā)育成一個(gè)新的胚胎 這個(gè)新的胚胎最終發(fā)育為動(dòng)物個(gè)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(guò)程 另一頭綿羊的子宮 多利羊 2 體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景 3 體細(xì)胞核移植技術(shù)存在的問(wèn)題 動(dòng)物細(xì)胞融合與單克隆抗體 思考下列問(wèn)題 1 什么叫動(dòng)物細(xì)胞融合 植物體雜交技術(shù)與動(dòng)物細(xì)胞融合有什么不同呢 2 動(dòng)物細(xì)胞在結(jié)構(gòu)上有何區(qū)別 這與它們雜交或融合過(guò)程有什么影響 3 動(dòng)物細(xì)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(guò)程是否也一樣 一 動(dòng)物細(xì)胞融合 細(xì)胞融合是正常的生命活動(dòng) 兩個(gè)細(xì)胞正在融合 受精作用 動(dòng)物細(xì)胞融合 細(xì)胞a 細(xì)胞b 雜種細(xì)胞 滅活的病毒 物理法化學(xué)法 仙臺(tái)病毒皰疹病毒新城雞瘟病毒 用滅活的病毒誘導(dǎo)動(dòng)物細(xì)胞融合過(guò)程 細(xì)胞融合與融合誘導(dǎo)細(xì)胞融合物質(zhì) 誘導(dǎo)劑 仙臺(tái)病毒 聚乙二醇誘導(dǎo)細(xì)胞融合的仙臺(tái)病毒必須滅活 思考討論 為什么細(xì)胞融合過(guò)程中使用的病毒需要滅活 不滅活行嗎 因?yàn)闇缁畹牟《灸苁辜?xì)胞膜上的蛋白質(zhì)分子和脂質(zhì)分子重新排布 細(xì)胞膜打開 細(xì)胞發(fā)生融合 不滅活的話會(huì)感染細(xì)胞 而不能誘導(dǎo)細(xì)胞融合 細(xì)胞融合技術(shù)應(yīng)用于哪些方面 細(xì)胞學(xué) 遺傳學(xué) 免疫學(xué)及制備單克隆抗體 二 單克隆抗體 什么是抗體 抗體是機(jī)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(xì)胞產(chǎn)生抗體 b淋巴細(xì)胞與抗體的關(guān)系 b淋巴細(xì)胞受抗原刺激后 可以產(chǎn)生抗體 動(dòng)物體內(nèi)的b淋巴細(xì)胞可以產(chǎn)生百萬(wàn)種以上的抗體 每種抗體對(duì)特定的抗原具有特異性免疫作用 每一個(gè)淋巴細(xì)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(gè)問(wèn)題 單克隆抗體 由單個(gè)b淋巴細(xì)胞經(jīng)過(guò)無(wú)性繁殖 克隆 形成基因型相同的細(xì)胞群 這一細(xì)胞群所產(chǎn)生的化學(xué)性質(zhì)單一 特異性強(qiáng)的抗體稱為單克隆抗體 特點(diǎn) 特異性強(qiáng) 靈敏度高 如何大量生產(chǎn)單克隆抗體 利用淋巴細(xì)胞產(chǎn)生抗體的功能利用腫瘤細(xì)胞無(wú)限增殖的特性利用細(xì)胞融合的技術(shù)將兩種細(xì)胞融合獲得具有淋巴細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞特性的雜交瘤細(xì)胞利用動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)大量培養(yǎng)雜交瘤細(xì)胞 如何篩選 融合方式 單克隆抗體制備過(guò)程 細(xì)胞融合 篩選 足夠數(shù)量的 能產(chǎn)生特定抗體的細(xì)胞群 單克隆抗體 思考 1 本過(guò)程利用了哪些原理 免疫原理 細(xì)胞融合原理和動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)原理 2 為什么選用小鼠骨髓瘤細(xì)胞與b細(xì)胞融合 這樣融合成的雜交瘤細(xì)胞 繼承了雙親細(xì)胞的遺傳物質(zhì) 不僅具有b細(xì)胞分泌抗體的能力 而且還有無(wú)限增殖的本領(lǐng) 因而可以獲得大量單克隆抗體 單克隆抗體的應(yīng)用 與常規(guī)抗體相比 單克隆抗體產(chǎn)量高 特異性強(qiáng) 靈敏度高 優(yōu)越性十分明顯 應(yīng)用主要有 1 臨床診斷 2 作為載體 運(yùn)載抗癌藥物 形成 生物導(dǎo)彈 治療腫瘤 資料 目前世界各國(guó)已經(jīng)研制出數(shù)以百計(jì)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(gè)必然趨勢(shì) 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(xì)胞雜交和動(dòng)物細(xì)胞融合的比較 小結(jié) 兩個(gè)過(guò)程 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程 單克隆抗體制備過(guò)程 三個(gè) 一 一個(gè)誘導(dǎo)細(xì)胞融合的新方法 滅活病毒 一個(gè)新細(xì)胞 雜交瘤細(xì)胞 一個(gè)優(yōu)勢(shì) 單克隆抗體特異性強(qiáng) 靈敏度高的優(yōu)勢(shì) 下圖為某同學(xué)根據(jù)雜交瘤技術(shù)的方法 設(shè)計(jì)的生產(chǎn)破傷風(fēng)桿菌的實(shí)驗(yàn)方案 制備單克隆抗體 b細(xì)胞 抗體 細(xì)胞融合 滅活病毒 雙親細(xì)胞 分泌抗體 無(wú)限增殖 原代 傳代 50 1 動(dòng)物細(xì)胞工程技術(shù)的基礎(chǔ)是 a 動(dòng)物細(xì)胞融合b 胚胎移植c 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)d 核移植 在動(dòng)物細(xì)胞融合和植物體細(xì)胞雜交的比較中 正確的是 a 結(jié)果是相