生物動(dòng)物細(xì)胞工程課件新人教選修

生物動(dòng)物細(xì)胞工程課件新人教選修第一頁，共三十八頁，2022年，8月28日提問：植物細(xì)胞工程常用的技術(shù)手段有哪些？植物組織培養(yǎng),植物體細(xì)胞雜交這些技術(shù)的理論基礎(chǔ)：植物細(xì)胞的全能性動(dòng)物細(xì)胞全能性如何？第二頁，共三十八頁，2022年，8月28日二、動(dòng)物細(xì)胞工程常用技術(shù)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞融合單克隆抗體胚胎移植核移植

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)。第三頁，共三十八頁，2022年，8月28日(一）動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)閱讀第70頁：動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)，思考回答下列問題：（1）動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)液成分？（2）動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過程？（3）原代培養(yǎng)與傳代培養(yǎng)、細(xì)胞株與細(xì)胞系的區(qū)別？（4）動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的應(yīng)用？第四頁，共三十八頁，2022年，8月28日觀看示意圖簡(jiǎn)述融合過程？第五頁，共三十八頁，2022年，8月28日2、誘導(dǎo)動(dòng)物細(xì)胞融合的方法3、動(dòng)物細(xì)胞融合的用途制備單克隆抗體：仙臺(tái)病毒紫外線喪失感染活性（不感染細(xì)胞）保留融合活性（誘導(dǎo)細(xì)胞融合）物理法化學(xué)法生物法第六頁，共三十八頁，2022年，8月28日思考：（1）請(qǐng)概括單克隆抗體的概念（2）根據(jù)阿根廷科學(xué)家米爾斯坦和德國(guó)科學(xué)家柯勒設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案，思考實(shí)驗(yàn)過程與原理？（3）為什么用小鼠骨髓瘤細(xì)胞與B淋巴細(xì)胞融合？單克隆抗體制備過程中應(yīng)用哪些細(xì)胞工程技術(shù)手段？制備過程為何要經(jīng)過兩次篩選？(三)單克隆抗體提出問題：長(zhǎng)期以來，人們?yōu)榱双@得抗體，采用的是把某種抗原反復(fù)注射到動(dòng)物體內(nèi)，然后從動(dòng)物血清中分離出所需抗體的方法。用這種方法獲得的抗體，不僅產(chǎn)量低，而且抗體的特異性差，純度低，反應(yīng)不夠靈敏。第七頁，共三十八頁，2022年，8月28日1.概括單克隆抗體的概念單：?jiǎn)蝹€(gè)細(xì)胞克隆:無性繁殖抗體:化學(xué)性質(zhì)單一、特異性強(qiáng)第八頁，共三十八頁，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)?zāi)康?制備單克隆抗體.實(shí)驗(yàn)原理：實(shí)驗(yàn)材料：小白鼠實(shí)驗(yàn)器材：培養(yǎng)皿、針筒等等。實(shí)驗(yàn)過程：？2.根據(jù)阿根廷科學(xué)家米爾斯坦和德國(guó)科學(xué)家柯勒設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案，回答下列問題：B淋巴細(xì)胞能產(chǎn)生抗體，骨髓瘤細(xì)胞能無限增殖，雜交瘤細(xì)胞既能產(chǎn)生抗體又能無限增殖。第九頁，共三十八頁，2022年，8月28日（1）為什么用小鼠骨髓瘤細(xì)胞與B淋巴細(xì)胞融合？思考：（2）單克隆抗體制備過程中應(yīng)用哪些細(xì)胞工程技術(shù)手段？（3）制備過程為何要經(jīng)過兩次篩選？第十頁，共三十八頁，2022年，8月28日單克隆抗體的制備抗原小鼠B淋巴細(xì)胞骨髓瘤細(xì)胞雜交瘤細(xì)胞細(xì)胞融合，篩選細(xì)胞培養(yǎng)篩選，繼續(xù)培養(yǎng)體外培養(yǎng)體內(nèi)培養(yǎng)單克隆抗體第十一頁，共三十八頁，2022年，8月28日單克隆抗體有何應(yīng)用？

主要用于疾病的診斷、治療和預(yù)防。與常規(guī)抗體相比，具有特異性強(qiáng)、靈敏度高的優(yōu)點(diǎn)。如；各種癌癥、肝炎病毒、SARS病毒、細(xì)菌及血吸蟲等數(shù)百種疾病的診斷；在疾病治療方面，單克隆抗體猶如人體衛(wèi)士，能識(shí)別“自己”與“異己”，一旦發(fā)現(xiàn)致病因素便與之結(jié)合將其殺死。若在單抗上帶上抗癌藥物制成“生物導(dǎo)彈”，將藥物定向帶到癌細(xì)胞所在部位，既消滅了癌細(xì)胞又不會(huì)傷害健康細(xì)胞。第十二頁，共三十八頁，2022年，8月28日

絕大多數(shù)的單克隆抗體(mAb)是用小鼠開發(fā)的，雖然可作為研究和診斷的工具，但它們至少在一定程度上不是理想的治療劑，：因?yàn)樗鼈冊(cè)谌祟愔杏忻庖咴?。也就是說，小鼠抗體引入到病人體內(nèi)，將被病人的免疫系統(tǒng)識(shí)別為外源物質(zhì)，并將發(fā)生有損治療抗體利用的人抗鼠抗體(HAMA)應(yīng)答。已經(jīng)通過將這些鼠的抗體人源化或直接制備人的mAb來解決。第十三頁，共三十八頁，2022年，8月28日直接制備人的mAb

通過人的B細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合，已經(jīng)制成了人的抗體，雖然這曾是十分困難的，并且通常在融合前需要用EB病毒感染以無限增殖B細(xì)胞。這種方法由于使用病毒而不理想，產(chǎn)生的mAb的特異性是有限的，抗體的產(chǎn)量也很少。最近，通過用人免疫球蛋白基因取代小鼠免疫球蛋白基因創(chuàng)建了產(chǎn)生人抗體的小鼠。因此，當(dāng)小鼠被免疫時(shí)它直接制造出對(duì)該抗原的人的抗體，并且產(chǎn)生這些抗體的B細(xì)胞可與骨髓瘤細(xì)胞融合，產(chǎn)生制造人mAb的雜交瘤。第十四頁，共三十八頁，2022年，8月28日因?yàn)锽淋巴細(xì)胞具有分泌特異性抗體的能力，而骨髓瘤細(xì)胞具有在體外培養(yǎng)條件下大量增殖的本領(lǐng)，所以由某種B淋巴細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞融合產(chǎn)生的雜交瘤細(xì)胞，能夠在體外大量繁殖，并且產(chǎn)生特定的單克隆抗體。第十五頁，共三十八頁，2022年，8月28日細(xì)胞融合技術(shù)、細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)。第十六頁，共三十八頁，2022年，8月28日第一次篩選得到雜交瘤細(xì)胞，第二次篩選先在多孔培養(yǎng)板上，在每孔只有一個(gè)雜交瘤細(xì)胞下培養(yǎng)篩選出特異抗體的細(xì)胞群。第十七頁，共三十八頁，2022年，8月28日動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)液的主要成分：葡萄糖、氨基酸、無機(jī)鹽、維生素和動(dòng)物血清等。與植物培養(yǎng)基相比其特點(diǎn)是：（1）液體培養(yǎng)基（2）含有動(dòng)物血清動(dòng)物體細(xì)胞大都生活在液體的環(huán)境保證細(xì)胞順利的生長(zhǎng)增殖第十八頁，共三十八頁，2022年，8月28日動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)胚胎或幼齡動(dòng)物的組織器官細(xì)胞懸浮液10代細(xì)胞50細(xì)胞無限傳代剪碎胰蛋白酶洗滌、稀釋、分離原代培養(yǎng)用胰蛋白酶分散細(xì)胞，說明細(xì)胞間的物質(zhì)主要是蛋白質(zhì)。動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)適宜的PH為7.2—7.4，此環(huán)境下胃蛋白酶（2.0）沒有活性，而胰蛋白酶(7.2-8.4)的活性較高。動(dòng)物胚胎或幼齡動(dòng)物的組織、器官，它們細(xì)胞增殖能力強(qiáng)，分裂旺盛，分化程度低，容易培養(yǎng)。動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)不能最終培養(yǎng)成生物體傳代培養(yǎng)細(xì)胞株細(xì)胞系動(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)起來形成具有一定彈性和韌性的組織和器官。第十九頁，共三十八頁，2022年，8月28日細(xì)胞懸浮液10代細(xì)胞50代細(xì)胞無限傳代原代培養(yǎng)傳代培養(yǎng)細(xì)胞株細(xì)胞系如何界定原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)；細(xì)胞株和細(xì)胞系？多數(shù)組織細(xì)胞固定在表面生長(zhǎng)和分裂。隨細(xì)胞增多，細(xì)胞就會(huì)停止分裂增殖遺傳物質(zhì)改變第二十頁，共三十八頁，2022年，8月28日動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用（1）生產(chǎn)蛋白生物制品：病毒疫苗、干擾素、單克隆抗體等。（2）獲得大量自身的皮膚細(xì)胞，用于植皮。（3）用于檢測(cè)有毒物質(zhì)（4）用于生理、病理、藥理等方面的研究，為治療和預(yù)防疾病提供理論依據(jù)這只老鼠身上的“人耳”是由我國(guó)科學(xué)家曹誼林教授利用細(xì)胞工程技術(shù)復(fù)制出來的。第二十一頁，共三十八頁，2022年，8月28日拓展：聚乙二醇處理后，培養(yǎng)液中存在哪幾種細(xì)胞？脾-脾脾-瘤瘤-瘤未融合的脾細(xì)胞未融合的瘤細(xì)胞第二十二頁，共三十八頁，2022年，8月28日已知細(xì)胞合成DNA有D和S兩條途徑，其中D途徑能被氨基嘌呤阻斷，人淋巴細(xì)胞中有這兩種DNA的合成途徑，但一般不分裂增殖。鼠骨髓瘤細(xì)胞盡管沒有S途徑，但能不斷分裂增殖，將這兩種細(xì)胞在試管中混合，加聚乙二醇促融，獲得雜交瘤細(xì)胞，請(qǐng)回答：

（1）試管中除融合的雜交瘤細(xì)胞外，還有_____________種融合細(xì)胞。

（2）設(shè)計(jì)一方法（不考慮機(jī)械方法），從培養(yǎng)液中分離出雜交瘤細(xì)胞，并說明原理。

方法：原理：試試身手第二十三頁，共三十八頁，2022年，8月28日解析：

（1）試管中有人的淋巴細(xì)胞和小鼠骨髓瘤細(xì)胞，在促溶劑的作用下，可能出現(xiàn)以下3種細(xì)胞的融合情況，人的淋巴細(xì)胞和淋巴細(xì)胞融合，小鼠的骨髓瘤細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞融合，人的淋巴細(xì)胞和小鼠的骨髓瘤細(xì)胞融合，實(shí)驗(yàn)需要的是第3種細(xì)胞，即雜交瘤細(xì)胞；

（2）要將雜交瘤細(xì)胞分離出來，可以在培養(yǎng)液中加入氨基嘌呤，收集增殖的細(xì)胞；加入氨基嘌呤后，使D合成途徑阻斷，僅有D合成途徑的骨髓瘤細(xì)胞及其彼此融合的細(xì)胞就不能增殖，但人淋巴細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞融合后的雜種細(xì)胞中可以利用淋巴細(xì)胞中的S途徑合成DNA而增殖。第二十四頁，共三十八頁，2022年，8月28日變式訓(xùn)練生產(chǎn)單克隆抗體時(shí)，要在培養(yǎng)液中加入某種試劑才能篩選出雜交瘤細(xì)胞，因?yàn)樵撛噭〢．能抑制淋巴細(xì)胞和雜交瘤細(xì)胞的DNA復(fù)制B．能阻止淋巴細(xì)胞的原癌基因被激活C．選擇性抑制骨髓瘤細(xì)胞的DNA復(fù)制D．能阻止雜交瘤細(xì)胞核糖體上所有蛋白質(zhì)的合成第二十五頁，共三十八頁，2022年，8月28日（3）將分離出的雜種細(xì)胞在不同的條件下繼續(xù)培養(yǎng)，獲得A、B、C三細(xì)胞株，各細(xì)胞株內(nèi)含有的人染色體如下表所示（“＋”有，“－”無）

細(xì)胞株人染色體編號(hào)12345678A株＋＋＋＋－－－－B株＋＋－－＋＋－－C株＋－＋－＋－＋－第二十六頁，共三十八頁，2022年，8月28日測(cè)定各細(xì)胞株內(nèi)人體所具有的5種酶的活性，結(jié)果是：①B株有a酶活性；②A、B、C株均有b酶活性；③A、B株有c酶活性；④c株有d酶活性；⑤A、B、C株均無e酶活性。若人基因的作用不受鼠基因影響，則支配a、b、c、d和e酶合成的基因依次位于人的______、_______、_______、_______和_______號(hào)染色體上。第二十七頁，共三十八頁，2022年，8月28日解析：（3）B株有a酶活性，通過表格可以看出B株有6號(hào)染色體而A、C株沒有，說明控制a酶活性的基因位于6號(hào)染色體上。控制其它酶的基因所在的染色體位置以此類推。答案：6；1；2；7；8。第二十八頁，共三十八頁，2022年，8月28日獲得細(xì)胞細(xì)胞的全能性細(xì)胞株、細(xì)胞系植物體培養(yǎng)結(jié)果或細(xì)胞產(chǎn)物快速繁殖、培育無病毒植株等培養(yǎng)目的葡萄糖、動(dòng)物血清蔗糖、植物激素培養(yǎng)基特有成分液體培養(yǎng)基固體培養(yǎng)基培養(yǎng)基性質(zhì)細(xì)胞增殖原理動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)植物組織培養(yǎng)比較項(xiàng)目第二十九頁，共三十八頁，2022年，8月28日主要用于制備單克隆抗體獲得雜種植株用途物理、化學(xué)方法（同左）滅活的病毒物理（離心、振蕩、電刺激）化學(xué)（聚乙二醇）誘導(dǎo)方法使細(xì)胞分散后誘導(dǎo)細(xì)胞融合去除細(xì)胞壁后誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合細(xì)胞融合的方法細(xì)胞膜的流動(dòng)性細(xì)胞膜的流動(dòng)性、植物細(xì)胞全能性細(xì)胞融合的原理動(dòng)物細(xì)胞融合植物體細(xì)胞雜交比較項(xiàng)目比較項(xiàng)目植物、動(dòng)物細(xì)胞融合的比較第三十頁，共三十八頁，2022年，8月28日卵細(xì)胞C母綿羊子宮Ａ母綿羊Ｂ母綿羊乳腺細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞核細(xì)胞核移植胚胎移植早期胚胎多莉羊分娩卵裂融合后的卵細(xì)胞細(xì)胞拆合技術(shù)妊娠多莉羊的培育過程細(xì)胞核移植第三十一頁，共三十八頁，2022年，8月28日

采用此方法可以將兩個(gè)不同種、屬的動(dòng)物優(yōu)點(diǎn)集中在一起，產(chǎn)生具有雙親優(yōu)點(diǎn)的可繁殖的雜種動(dòng)物。細(xì)胞核移植對(duì)動(dòng)物優(yōu)良雜交種的無性繁殖具有重大意義。這一技術(shù)的成功與完善對(duì)于優(yōu)良家禽的無性繁殖和瀕臨絕跡的珍貴動(dòng)物的傳種意義重大。第三十二頁，共三十八頁，2022年，8月28日第三十三頁，共三十八頁，2022年，8月28日第三十四頁，共三十八頁，20