動(dòng)物細(xì)胞工程

關(guān)于動(dòng)物細(xì)胞工程動(dòng)物細(xì)胞工程學(xué)習(xí)目標(biāo)1.簡述動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的過程、條件及應(yīng)用。2.簡述通過動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)克隆動(dòng)物的過程和應(yīng)用前景。3.舉例說出動(dòng)物細(xì)胞融合與單克隆抗體的原理和應(yīng)用。第2頁,共41頁，2024年2月25日，星期天一、動(dòng)物細(xì)胞工程常用的技術(shù)手段：動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)、動(dòng)物細(xì)胞核移植、動(dòng)物細(xì)胞融合、單克隆抗體（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3頁,共41頁，2024年2月25日，星期天

二.動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)1、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的概念

:是從動(dòng)物機(jī)體中取出相關(guān)細(xì)胞,將它分散成單個(gè)細(xì)胞,放在適宜的培養(yǎng)基中，讓這些細(xì)胞生長和增殖．2、進(jìn)行動(dòng)物細(xì)胞的培養(yǎng)原理是？(和植物組織培養(yǎng)比較)

進(jìn)行動(dòng)物細(xì)胞的培養(yǎng)原理：細(xì)胞增殖植物組織培養(yǎng)：全能性第4頁,共41頁，2024年2月25日，星期天動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的過程的酶:①用胰蛋白酶；或②膠原蛋白酶(處理使細(xì)胞分散)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的過程的過程分以下幾個(gè)階段:1.原代培養(yǎng):直接從有機(jī)體取得組織分散成細(xì)胞在培養(yǎng)液中的培養(yǎng)（到接觸抑制時(shí)止），這時(shí)培養(yǎng)稱為原代培養(yǎng)；（從1～10代）2.傳代培養(yǎng):分瓶后的培養(yǎng)（從10～50代）④50代以后細(xì)胞發(fā)生了癌變。動(dòng)物細(xì)胞單個(gè)細(xì)胞細(xì)胞液原代培養(yǎng)接觸抑制傳代培養(yǎng)①②3、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的過程：第5頁,共41頁，2024年2月25日，星期天動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)分四個(gè)階段：原代培養(yǎng)（1～10代）→傳代培養(yǎng)（10代以后）→細(xì)胞株（10～50代）→細(xì)胞系（50代以后），

第6頁,共41頁，2024年2月25日，星期天問題：什么是細(xì)胞株和細(xì)胞系，他有什么區(qū)別？細(xì)胞株：原代細(xì)胞一般傳至10代左右細(xì)胞生長停滯，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)）。第7頁,共41頁，2024年2月25日，星期天4、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的條件：

（1)無菌、無毒的環(huán)境無菌處理加抗生素：防止污染更換培養(yǎng)液：防止細(xì)菌的細(xì)胞代謝產(chǎn)物對細(xì)胞體危害第8頁,共41頁，2024年2月25日，星期天（2）營養(yǎng)供給：（3）適宜的溫度：適宜的pH:（4）氣體環(huán)境:和體內(nèi)基本相同，（葡萄糖、無機(jī)鹽、氨基酸、維生素、核酸、嘌呤、嘧啶、激素和生長因子36.5±0.57.2—7.4O2供細(xì)胞代謝

CO2維持培養(yǎng)液的pH第9頁,共41頁，2024年2月25日，星期天5、培養(yǎng)基的種類(1)培養(yǎng)基化學(xué)成分：天然培養(yǎng)基、合成培養(yǎng)基、半合成培養(yǎng)基（2)外觀物理狀態(tài)：液體培養(yǎng)基、半固態(tài)培養(yǎng)、固態(tài)培養(yǎng)基（3）功能：基礎(chǔ)培養(yǎng)基、選擇培養(yǎng)基、和鑒別培養(yǎng)基第10頁,共41頁，2024年2月25日，星期天6、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)的用（1）、許多有重要價(jià)值的蛋白質(zhì)生物制品，如病毒疫苗、干擾素、克隆抗體等，都可以借助于動(dòng)物細(xì)胞的大規(guī)模培養(yǎng)來生產(chǎn)。（2）、用取自燒傷病人皮膚的健康細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)，可以獲得大量自身的皮膚細(xì)胞，為大面積燒傷的病人移植。（3）、培養(yǎng)的動(dòng)物細(xì)胞用于檢測有毒物質(zhì)。許多致畸、致癌物質(zhì)加入培養(yǎng)液后，培養(yǎng)細(xì)胞會發(fā)生染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)目的變異。根據(jù)變異細(xì)胞占全部培養(yǎng)細(xì)胞的百分?jǐn)?shù)，可以判斷某種物質(zhì)的毒性。（4）、醫(yī)學(xué)家培養(yǎng)各種正常的或病變的細(xì)胞，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)

第11頁,共41頁，2024年2月25日，星期天7、植物組織培養(yǎng)和動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的比較

比較項(xiàng)目原理培養(yǎng)基結(jié)果培養(yǎng)目的植物組織培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)細(xì)胞的全能性細(xì)胞的增殖固體；營養(yǎng)物質(zhì)；激素液體；營養(yǎng)物質(zhì)動(dòng)物血清等培育成植株培養(yǎng)成細(xì)胞株或細(xì)胞系快速繁殖，培育無病毒植株等獲得細(xì)胞的產(chǎn)物或細(xì)胞等第12頁,共41頁，2024年2月25日，星期天8、回答下面的問題：（1）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？

（2）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？（3）胰蛋白酶的作用？能用胃蛋白酶嗎？（4）為什么培養(yǎng)前要將組織細(xì)胞分散成單個(gè)細(xì)胞？第13頁,共41頁，2024年2月25日，星期天例1．科學(xué)家通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)獲得了含有人生長激素基因的奶牛，如果要加速轉(zhuǎn)基因奶牛的繁育，可以對此轉(zhuǎn)基因奶牛進(jìn)行克隆(如下圖所示)，請結(jié)合圖示回答下列問題：第14頁,共41頁，2024年2月25日，星期天(1)在進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)，要對取自轉(zhuǎn)基因奶牛的組織細(xì)胞進(jìn)行分散處理，形成單個(gè)細(xì)胞，這個(gè)過程中需要利用________酶處理。(2)用于核移植的供體細(xì)胞，一般都選用傳代10代以內(nèi)的細(xì)胞，原因是_______________________________

(3)在進(jìn)行原代培養(yǎng)時(shí)，細(xì)胞增殖的方式是________，此外，細(xì)胞增殖還表現(xiàn)出________和接觸抑制等特點(diǎn)。胰蛋白該種細(xì)胞代謝旺盛、分裂能力強(qiáng)，且遺傳物質(zhì)沒有發(fā)生改變有絲分裂貼壁生長第15頁,共41頁，2024年2月25日，星期天(4)將進(jìn)行培養(yǎng)的供體細(xì)胞注入去核的卵母細(xì)胞中，去除卵母細(xì)胞細(xì)胞核的目的是_________________。

(5)將重組細(xì)胞在培養(yǎng)液中培養(yǎng)成的重組胚胎移入受體母牛后，該母牛就會生出與供體奶牛遺傳物質(zhì)相同的牛，但也不是100%的復(fù)制，原因最可能是_______________________________________________________。(6)上述動(dòng)物細(xì)胞工程中涉及的技術(shù)有_______________。轉(zhuǎn)基因奶牛的克隆成功，說明了動(dòng)物的______

具有全能性。使克隆出的動(dòng)物個(gè)體的遺傳物質(zhì)幾乎全部來自供體細(xì)胞①生物的性狀受細(xì)胞核基因和細(xì)胞質(zhì)基因共同控制；②生物的性狀還受環(huán)境因素的影響核移植、細(xì)胞培養(yǎng)、胚胎移植技術(shù)體細(xì)胞的細(xì)胞核第16頁,共41頁，2024年2月25日，星期天例2．(2011·上海高考)關(guān)于哺乳動(dòng)物細(xì)胞體外培養(yǎng)的難易程度，下列表述正確的是(

)A．乳腺癌細(xì)胞易于乳腺細(xì)胞；胚胎細(xì)胞易于脂肪細(xì)胞B．乳腺細(xì)胞易于乳腺癌細(xì)胞；胚胎細(xì)胞易于脂肪細(xì)胞C．乳腺細(xì)胞易于乳腺癌細(xì)胞；脂肪細(xì)胞易于胚胎細(xì)胞D．乳腺癌細(xì)胞易于乳腺細(xì)胞；脂肪細(xì)胞易于胚胎細(xì)胞A第17頁,共41頁，2024年2月25日，星期天例3．(2010·浙江高考)下列關(guān)于動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的敘述，正確的是(

)A．培養(yǎng)保留接觸抑制的細(xì)胞在培養(yǎng)瓶壁上可形成多層細(xì)胞B．克隆培養(yǎng)法培養(yǎng)過程中多數(shù)細(xì)胞的基因型會發(fā)生改變C．二倍體細(xì)胞的傳代培養(yǎng)次數(shù)通常是無限的D．惡性細(xì)胞系的細(xì)胞可進(jìn)行傳代培養(yǎng)D第18頁,共41頁，2024年2月25日，星期天二．細(xì)胞核移植和動(dòng)物體細(xì)胞克隆1、動(dòng)物體細(xì)胞克隆的概念?關(guān)鍵是什么？結(jié)果是什么？原理是什么？將供體體細(xì)胞的細(xì)胞核與受體去核卵細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)進(jìn)行人工組合，借助于卵細(xì)胞的的發(fā)育能力，經(jīng)過培養(yǎng)發(fā)育成胚胎進(jìn)而形成個(gè)體的技術(shù)。關(guān)鍵是細(xì)胞核移植技術(shù)。結(jié)果：得到克隆動(dòng)物原理:動(dòng)物細(xì)胞的全能性第19頁,共41頁，2024年2月25日，星期天思考根據(jù)動(dòng)物細(xì)胞核仍具有全能性的特點(diǎn),怎樣將動(dòng)物細(xì)胞的全能表達(dá)?把兩種動(dòng)物的優(yōu)良性狀集合在一塊兒?利用:動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)第20頁,共41頁，2024年2月25日，星期天2、你認(rèn)為用上述體細(xì)胞核移植方法生產(chǎn)的克隆動(dòng)物，是對體細(xì)胞供體動(dòng)物進(jìn)行了100%的復(fù)制嗎？為什么？

克隆動(dòng)物絕大部分DNA來自于供體細(xì)胞核，但其核外還有少量的DNA，即線粒體中的DNA是來自于受體卵母細(xì)胞。所以，用教材中所述的方法克隆的動(dòng)物不是供核動(dòng)物完全相同的復(fù)制。

第21頁,共41頁，2024年2月25日，星期天3、過程供體細(xì)胞（供核）細(xì)胞培養(yǎng)體細(xì)胞卵巢母細(xì)胞（減２中期：供質(zhì)）去核無核母細(xì)胞注入細(xì)胞融合雜種細(xì)胞構(gòu)建重組胚胎胚胎移植代孕母體新個(gè)體(與母體相同的個(gè)體)歸納:1共分成兩大階段;核移植和胚胎移植2取卵細(xì)胞作受體細(xì)胞的原因是:它是最大的細(xì)胞,易操作,它發(fā)育可直接表達(dá)性狀3嚴(yán)格來說新個(gè)體有卵巢母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)所以有兩個(gè)親本的性狀第22頁,共41頁，2024年2月25日，星期天4、應(yīng)用（1）.克隆動(dòng)物作為生物反應(yīng)器，生產(chǎn)醫(yī)用蛋白（2）.改良動(dòng)物品種（3）.治療人類疾病，作為供體（4）.保護(hù)瀕危動(dòng)物第23頁,共41頁，2024年2月25日，星期天5、體細(xì)胞核移植技術(shù)存在的問題許多克隆動(dòng)物表現(xiàn)出遺傳和生理缺陷，如體型過大，異常肥胖，發(fā)育困難，臟器缺陷，免疫失調(diào)等。第24頁,共41頁，2024年2月25日，星期天6、注意點(diǎn)

（1）.在體細(xì)胞的細(xì)胞核移植到受體卵母細(xì)胞之前，為什么必須先去掉受體卵母細(xì)胞的核？提示：為使核移植的胚胎或動(dòng)物的遺傳物質(zhì)全部來自有重要利用價(jià)值的動(dòng)物提供的體細(xì)胞，在供體細(xì)胞的細(xì)胞核移至受體細(xì)胞之前，必須將受體細(xì)胞的遺傳物質(zhì)去掉或?qū)⑵淦茐摹５?5頁,共41頁，2024年2月25日，星期天（2）.用于核移植的供體細(xì)胞一般都選用傳代10代以內(nèi)的細(xì)胞，想一想，這是為什么？提示：培養(yǎng)的動(dòng)物細(xì)胞一般當(dāng)傳代至10～50代左右時(shí)，部分細(xì)胞核型可能會發(fā)生變化，其細(xì)胞遺傳物質(zhì)可能會發(fā)生突變，而10代以內(nèi)的細(xì)胞一般能保持正常的二倍體核型。因此，在體細(xì)胞核移植中，為了保證供體細(xì)胞正常的遺傳基礎(chǔ)，通常采用傳代10代以內(nèi)的細(xì)胞。第26頁,共41頁，2024年2月25日，星期天（3）.你認(rèn)為用上述體細(xì)胞核移植方法生產(chǎn)的克隆動(dòng)物，是對體細(xì)胞供體動(dòng)物進(jìn)行了100%的復(fù)制嗎？為什么？提示：克隆動(dòng)物絕大部分DNA來自于供體細(xì)胞核，但其核外還有少量的DNA，即線粒體中的DNA是來自于受體卵母細(xì)胞。所以，用教材中所述的方法克隆的動(dòng)物不是供核動(dòng)物完全相同的復(fù)制。此外，即便動(dòng)物的遺傳基礎(chǔ)完全相同，但動(dòng)物的一些行為、習(xí)性的形成與所處環(huán)境有很大關(guān)系，核供體動(dòng)物生活的環(huán)境與克隆動(dòng)物所生活的環(huán)境不會完全相同，其形成的行為、習(xí)性也不可能和核供體動(dòng)物完全相同，從這一角度看，克隆動(dòng)物不會是核供體動(dòng)物100%的復(fù)制。第27頁,共41頁，2024年2月25日，星期天例4．生物技術(shù)的發(fā)展速度很快，已滅絕生物的“復(fù)生”將不再是神話。如果世界上最后一只野驢剛死亡，以下提供的“復(fù)生”野驢個(gè)體的方法中能夠成功的是(

)A．將野驢的體細(xì)胞取出，利用細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)，可培育成新個(gè)體B．將野驢的體細(xì)胞兩兩融合，再經(jīng)組織培養(yǎng)培育成新個(gè)體C．取出野驢的體細(xì)胞核移植到母家驢的去核卵細(xì)胞中，經(jīng)孕育培養(yǎng)成新個(gè)體D．將野驢的一個(gè)基因?qū)爰殷H的受精卵中，培育成新個(gè)體C第28頁,共41頁，2024年2月25日，星期天例5．下列有關(guān)克隆人的說法，錯(cuò)誤的是(

)A．克隆人是一種無性生殖方式B．克隆人證明了人體的體細(xì)胞核具有全能性C．在現(xiàn)有克隆技術(shù)條件下，成功率為100%D．克隆人和供體并不完全一致C第29頁,共41頁，2024年2月25日，星期天四、動(dòng)物細(xì)胞融合

1、概念：

也稱細(xì)胞雜交，是指兩個(gè)或多個(gè)動(dòng)物細(xì)胞結(jié)合成一個(gè)細(xì)胞的過程2、原理：細(xì)胞膜的流動(dòng)性3、方法：物理法化學(xué)法生物法：滅活的病毒仙臺病毒

紫外線喪失感染性（不感染細(xì)胞）保留融合活性（誘導(dǎo)細(xì)胞融合）第30頁,共41頁，2024年2月25日，星期天滅活的病毒顆粒黏附于細(xì)胞表面細(xì)胞膜被病毒顆粒穿通細(xì)胞膜連接細(xì)胞融合，形成雜種細(xì)胞（細(xì)胞膜具有一定的流動(dòng)性）4.過程：第31頁,共41頁，2024年2月25日，星期天5、應(yīng)用：6、植物細(xì)胞融合與動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)的異同：植物細(xì)胞融合與動(dòng)物細(xì)胞融合過程基本相同，原理相同（生物膜流動(dòng)性），不同的是植物體細(xì)胞融合前需去掉細(xì)胞壁，然后再融合；動(dòng)物細(xì)胞融合是兩個(gè)體細(xì)胞直接融合。誘導(dǎo)劑不同（植物不能用滅活的病毒）

制備單克隆抗體第32頁,共41頁，2024年2月25日，星期天例6、動(dòng)物細(xì)胞融合和植物原生質(zhì)體融合比較，在動(dòng)物細(xì)胞融合中有特殊性的是 （）A、融合的原理 B、融合的優(yōu)點(diǎn)C、融合的誘導(dǎo)手段 D、融合的過程

C第33頁,共41頁，2024年2月25日，星期天五、單克隆抗體

1、概念2、特點(diǎn)3、原理第34頁,共41頁，2024年2月25日，星期天4、制備過程第35頁,共41頁，2024年2月25日，星期天5、單克隆抗體制備需要的條件

一是能產(chǎn)生單一抗體的效應(yīng)B細(xì)胞（每一個(gè)淋巴細(xì)胞只能產(chǎn)生一種抗體）。二是能夠無限增殖的骨髓瘤細(xì)胞。（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，而且還有無限增殖的本領(lǐng)，因而可以獲得大量單克隆抗體）第36頁,共41頁，2024年2月25日，星期天6、應(yīng)用：（１）可用于作為診斷試劑：有準(zhǔn)確，高效，快速的優(yōu)點(diǎn)（２）可用于疾病治療（３）可用于運(yùn)載藥物（作為運(yùn)載對應(yīng)疾病的藥物的“生物導(dǎo)彈“。）（“生物導(dǎo)彈”＝單克隆抗體＋藥物）第37頁,共41頁，2024年2月25日，星期天7、注意：（1）骨髓瘤細(xì)胞是癌細(xì)胞嗎?（有無限增殖能力的細(xì)胞是腫瘤細(xì)胞，具有轉(zhuǎn)移能