生物：22《动物细胞工程》课件(新人教版选修3)

1、提问：提问：v植物细胞工程常用的技术手段有哪些？植物细胞工程常用的技术手段有哪些？ 植物组织培养植物组织培养, 植物体细胞杂交植物体细胞杂交这些技术的理论基础：这些技术的理论基础：植物细胞的全能性植物细胞的全能性动物细胞全能性如何？动物细胞全能性如何？二、动物细胞工程二、动物细胞工程 常用技术常用技术 动物细胞培养动物细胞培养 动物细胞融合动物细胞融合 单克隆抗体单克隆抗体 胚胎移植胚胎移植 核移植核移植 动物细胞培养技术动物细胞培养技术是其他动物细胞工程是其他动物细胞工程技术的基础。技术的基础。(一）动物细胞培养一）动物细胞培养阅读第阅读第70页：动物细胞培养，思考回答页：动物细胞培养，思考

2、回答下列问题下列问题 ：（1）动物细胞培养液成分）动物细胞培养液成分 ？（2）动物细胞培养过程？）动物细胞培养过程？（3）原代培养与传代培养、细）原代培养与传代培养、细胞株与细胞系的区别？胞株与细胞系的区别？（4）动物细胞培养的应用？）动物细胞培养的应用？观看示意图简述融合过程？观看示意图简述融合过程？2 2、诱导动物细胞融合的方法、诱导动物细胞融合的方法3 3、动物细胞融合的用途、动物细胞融合的用途制备单克隆抗体：仙台病毒：仙台病毒紫外线紫外线丧失感染活性丧失感染活性（不感染细胞）（不感染细胞）保留融合活性保留融合活性（诱导细胞融合）（诱导细胞融合）物理法物理法化学法化学法生物法生物法 思考

3、：（1）请概括单克隆抗体的概念）请概括单克隆抗体的概念（2）根据阿根廷科学家米尔斯坦和德国科学家柯勒设计的根据阿根廷科学家米尔斯坦和德国科学家柯勒设计的 实验实验方案，思考实验过程与原理？方案，思考实验过程与原理？（3）为什么用小鼠骨髓瘤细胞与）为什么用小鼠骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合？单克隆抗体制淋巴细胞融合？单克隆抗体制备过程中应用哪些细胞备过程中应用哪些细胞 工程技术手段？制备过程为何要经过两工程技术手段？制备过程为何要经过两次筛选？次筛选？( (三三) )单克隆抗体单克隆抗体提出问题：提出问题：长期以来，人们为了获得抗体，采用的是长期以来，人们为了获得抗体，采用的是把某种抗原反复注射到动

4、物体内，然后从动物血清中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的方法。用这种方法获得的抗体，不分离出所需抗体的方法。用这种方法获得的抗体，不仅产量低，而且抗体的特异性差，纯度低，反应不够仅产量低，而且抗体的特异性差，纯度低，反应不够灵敏。灵敏。1.概括单克隆抗体的概念概括单克隆抗体的概念单：单个细胞单：单个细胞克隆克隆:无性繁殖无性繁殖 抗体抗体:化学性质单一、特异化学性质单一、特异性强性强 实验目的实验目的:制备单克隆抗体制备单克隆抗体. 实验原理：实验原理： 实验材料：小白鼠实验材料：小白鼠 实验器材：培养皿、针筒等等。实验器材：培养皿、针筒等等。 实验过程：？实验过

5、程：？2.根据阿根廷科学家米尔斯坦和德国科学家根据阿根廷科学家米尔斯坦和德国科学家柯勒设计的柯勒设计的 实验方案，回答下列问题：实验方案，回答下列问题：B淋巴细胞能产生抗体，骨髓瘤细胞能无淋巴细胞能产生抗体，骨髓瘤细胞能无限增殖，杂交瘤细胞既能产生抗体又能无限增殖，杂交瘤细胞既能产生抗体又能无限增殖。限增殖。（1）为什么用小鼠骨髓瘤细胞与）为什么用小鼠骨髓瘤细胞与B淋淋巴细胞融合？巴细胞融合？思考思考：（2）单克隆抗体制备过程中应）单克隆抗体制备过程中应用哪些细胞用哪些细胞 工程技术手段？工程技术手段？（3）制备过程为何要经过两次筛选？）制备过程为何要经过两次筛选？单克隆抗体的制备单克隆抗体的

6、制备抗原抗原小鼠小鼠B淋巴细胞淋巴细胞骨髓瘤细胞骨髓瘤细胞杂交瘤细胞杂交瘤细胞细胞融合，细胞融合，筛选筛选细胞培养细胞培养筛选，继续培养筛选，继续培养体外培养体外培养体内培养体内培养单克隆抗体单克隆抗体单克隆抗体有何应用？单克隆抗体有何应用？ 主要用于疾病的诊断、治疗和预防。主要用于疾病的诊断、治疗和预防。与常规抗体相比，具有特异性强、灵敏度与常规抗体相比，具有特异性强、灵敏度高的优点。如；各种癌症、肝炎病毒、高的优点。如；各种癌症、肝炎病毒、SARS病毒、细菌及血吸虫等数百种疾病的病毒、细菌及血吸虫等数百种疾病的诊断；在疾病治疗方面，单克隆抗体犹如诊断；在疾病治疗方面，单克隆抗体犹如人体卫士

7、，能识别人体卫士，能识别“自己自己”与与“异己异己”，一旦发现一旦发现 致病因素便与之结合将其杀死。致病因素便与之结合将其杀死。若在单抗上带上抗癌药物制成若在单抗上带上抗癌药物制成“生物导生物导弹弹”，将药物定向带到癌细胞所在部位，将药物定向带到癌细胞所在部位，既消灭了癌细胞又不会伤害健康细胞。既消灭了癌细胞又不会伤害健康细胞。 绝大多数的单克隆抗体绝大多数的单克隆抗体(mAb)是用小是用小鼠开发的，虽然可作为研究和诊断的工鼠开发的，虽然可作为研究和诊断的工具，但它们至少在一定程度上不是理想具，但它们至少在一定程度上不是理想的治疗剂，：因为它们在人类中有免疫的治疗剂，：因为它们在人类中有免疫原

8、性。也就是说，小鼠抗体引入到病人原性。也就是说，小鼠抗体引入到病人体内，将被病人的免疫系统识别为外源体内，将被病人的免疫系统识别为外源物质，并将发生有损治疗抗体利用的人物质，并将发生有损治疗抗体利用的人抗鼠抗体抗鼠抗体(HAMA)应答。已经通过将这些应答。已经通过将这些鼠的抗体人源化或直接制备人的鼠的抗体人源化或直接制备人的mAb来来解决。解决。直接制备人的直接制备人的mAbmAb 通过人的通过人的B B细胞与骨髓瘤细胞融合，细胞与骨髓瘤细胞融合， 已经已经制成了人的抗体，虽然这曾是十分困难的，制成了人的抗体，虽然这曾是十分困难的，并且通常在融合前需要用并且通常在融合前需要用EBEB病毒感染以

9、无限病毒感染以无限增殖增殖B B细胞。这种方法由于使用病毒而不理细胞。这种方法由于使用病毒而不理想，产生的想，产生的mAbmAb的特异性是有限的，抗体的的特异性是有限的，抗体的产量也很少。最近，通过用人免疫球蛋白基产量也很少。最近，通过用人免疫球蛋白基因取代小鼠免疫球蛋白基因创建了产生人抗因取代小鼠免疫球蛋白基因创建了产生人抗体的小鼠。因此，当小鼠被免疫时它直接制体的小鼠。因此，当小鼠被免疫时它直接制造出对该抗原的人的抗体，并且产生这些抗造出对该抗原的人的抗体，并且产生这些抗体的体的B B细胞可与骨髓瘤细胞融合，产生制造细胞可与骨髓瘤细胞融合，产生制造人人mAbmAb的杂交瘤。的杂交瘤。 因为

10、B淋巴细胞具有分泌特异性抗体的能力，而骨髓瘤细胞具有在体外培养条件下大量增殖的本领，所以由某种B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合产生的杂交瘤细胞，能够在体外大量繁殖，并且产生特定的单克隆抗体。细胞融合技术、细胞培养技术。 第一次筛选得到杂交瘤细胞，第二次筛选先在多孔培养板上，在每孔只有一个杂交瘤细胞下培养筛选出特异抗体的细胞群。动物细胞培养液的主要成分：动物细胞培养液的主要成分：葡萄糖葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和、氨基酸、无机盐、维生素和动物动物血清血清等。等。与植物培养基相比其特点是：与植物培养基相比其特点是：（1 1）液体培养基）液体培养基（2 2）含有动物血清）含有动物血清动物体细胞大都生动

11、物体细胞大都生活在活在液体液体的环境的环境保证细胞顺利保证细胞顺利的生长增殖的生长增殖动物细胞培养动物细胞培养 胚胎或幼龄动物的组织器官胚胎或幼龄动物的组织器官细胞悬浮液细胞悬浮液10代细胞代细胞50细胞细胞无限传代无限传代剪碎胰蛋白酶洗涤、稀释、分离原代培养用用胰蛋白酶胰蛋白酶分散细分散细胞，说明细胞间的胞，说明细胞间的物质主要是物质主要是蛋白质蛋白质。动物细胞培养适宜动物细胞培养适宜的的PH为为7.27.4，此环境下胃蛋白酶此环境下胃蛋白酶（2.0）没有活性，）没有活性，而胰蛋白酶而胰蛋白酶(7.2-8.4)的活性较高。的活性较高。动物胚胎动物胚胎或幼龄动或幼龄动物的组织、物的组织、器官，

12、它器官，它们细胞增们细胞增殖能力强，殖能力强，分裂旺盛，分裂旺盛，分化程度分化程度低，容易低，容易培养。培养。动物细胞培养动物细胞培养不能最终培养不能最终培养成生物体成生物体传代培养细胞株细胞株细胞系细胞系动物组织细胞间隙中含有一动物组织细胞间隙中含有一定量的弹性纤维等蛋白质，定量的弹性纤维等蛋白质，将细胞网络起来形成具有一将细胞网络起来形成具有一定弹性和韧性的组织和器官。定弹性和韧性的组织和器官。细胞细胞悬浮悬浮液液1010代代细胞细胞5050代代细胞细胞无限无限传代传代原代培养原代培养传代培养传代培养细胞株细胞株细胞系细胞系如何界定原代培养和传代培养；细胞株和细胞系？如何界定原代培养和传代

13、培养；细胞株和细胞系？多数组织细胞固定在表面多数组织细胞固定在表面生长和分裂。生长和分裂。随细胞增多，细胞就会停止分裂增殖随细胞增多，细胞就会停止分裂增殖遗传物质改变遗传物质改变动物细胞培养技术的应用动物细胞培养技术的应用（1 1）生产蛋白生物制品：病毒疫苗、干）生产蛋白生物制品：病毒疫苗、干 扰素、单克隆抗体等。扰素、单克隆抗体等。（2 2）获得大量自身的皮肤细胞，用于植）获得大量自身的皮肤细胞，用于植皮。皮。（3 3）用于检测有毒物质）用于检测有毒物质（4 4）用于生理、病理、药理等方面的研）用于生理、病理、药理等方面的研究，为治疗和预防疾病提供理论依据究，为治疗和预防疾病提供理论依据这只

14、老鼠身上的这只老鼠身上的“人耳人耳”是由我国是由我国科学家曹谊林教授科学家曹谊林教授利用细胞工程技术利用细胞工程技术复制出来的。复制出来的。拓展：聚乙二醇处拓展：聚乙二醇处理后，培养液中存理后，培养液中存在哪几种细胞？在哪几种细胞？脾脾-脾脾 脾脾-瘤瘤 瘤瘤-瘤瘤 未融合的脾细胞未融合的脾细胞 未融合的瘤细胞未融合的瘤细胞已知细胞合成已知细胞合成DNA有有D和和S两条途径，其中两条途径，其中D途径能被氨基嘌呤阻断，人淋巴细胞中有这两途径能被氨基嘌呤阻断，人淋巴细胞中有这两种种DNA的合成途径，但一般不分裂增殖。鼠的合成途径，但一般不分裂增殖。鼠骨髓瘤细胞尽管没有骨髓瘤细胞尽管没有S途径，但能

15、不断分裂增途径，但能不断分裂增殖，将这两种细胞在试管中混合，加聚乙二醇殖，将这两种细胞在试管中混合，加聚乙二醇促融，获得杂交瘤细胞，请回答：促融，获得杂交瘤细胞，请回答：（1）试管中除融合的杂交瘤细胞外，还有）试管中除融合的杂交瘤细胞外，还有_种融合细胞。种融合细胞。（2）设计一方法（不考虑机械方法），从培）设计一方法（不考虑机械方法），从培养液中分离出杂交瘤细胞，并说明原理。养液中分离出杂交瘤细胞，并说明原理。方法：方法： 原理：原理：试试身手试试身手解析：解析：（1）试管中有人的淋巴细胞和小鼠骨髓）试管中有人的淋巴细胞和小鼠骨髓瘤细胞，在促溶剂的作用下，可能出现以下瘤细胞，在促溶剂的作用下

16、，可能出现以下3种细胞的融合情况，人的淋巴细胞和淋巴细胞种细胞的融合情况，人的淋巴细胞和淋巴细胞融合，小鼠的骨髓瘤细胞和骨髓瘤细胞融合，融合，小鼠的骨髓瘤细胞和骨髓瘤细胞融合，人的淋巴细胞和小鼠的骨髓瘤细胞融合，实验人的淋巴细胞和小鼠的骨髓瘤细胞融合，实验需要的是第需要的是第3种细胞，即杂交瘤细胞；种细胞，即杂交瘤细胞；（2）要将杂交瘤细胞分离出来，可以在）要将杂交瘤细胞分离出来，可以在培养液中加入氨基嘌呤，收集增殖的细胞；加培养液中加入氨基嘌呤，收集增殖的细胞；加入氨基嘌呤后，使入氨基嘌呤后，使D合成途径阻断，仅有合成途径阻断，仅有D合成合成途径的骨髓瘤细胞及其彼此融合的细胞就不能途径的骨髓

17、瘤细胞及其彼此融合的细胞就不能增殖，但人淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合后的杂增殖，但人淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合后的杂种细胞中可以利用淋巴细胞中的种细胞中可以利用淋巴细胞中的S途径合成途径合成DNA而增殖。而增殖。变式训练变式训练生产单克隆抗体时，要在培养液中加入某种试生产单克隆抗体时，要在培养液中加入某种试剂才能筛选出杂交瘤细胞，因为该试剂剂才能筛选出杂交瘤细胞，因为该试剂 A能抑制淋巴细胞和杂交瘤细胞的能抑制淋巴细胞和杂交瘤细胞的DNA复制复制 B能阻止淋巴细胞的原癌基因被激活能阻止淋巴细胞的原癌基因被激活 C选择性抑制骨髓瘤细胞的选择性抑制骨髓瘤细胞的DNA复制复制 D能阻止杂交瘤细胞核糖体上所

18、有蛋白质的合能阻止杂交瘤细胞核糖体上所有蛋白质的合成成（3）将分离出的杂种细胞在不同的）将分离出的杂种细胞在不同的条件下继续培养，获得条件下继续培养，获得A、B、C三三细胞株，各细胞株内含有的人染色细胞株，各细胞株内含有的人染色体如下表所示（体如下表所示（“”有，有，“”无）无）细胞株细胞株人染色体编号人染色体编号12345678A株株 B株株 C株株 测定各细胞株内人体所具有的测定各细胞株内人体所具有的5种种酶的活性，结果是：酶的活性，结果是：B株有株有a酶活酶活性；性；A、B、C株均有株均有b酶活性；酶活性；A、B株有株有c酶活性；酶活性；c株有株有d酶酶活性；活性；A、B、C株均无株均无

19、e酶活性。酶活性。若人基因的作用不受鼠基因影响，若人基因的作用不受鼠基因影响，则支配则支配a、b、c、d和和e酶合成的基因酶合成的基因依次位于人的依次位于人的_、_、_、_和和_号染色号染色体上。体上。解析：解析： （3）B株有株有a酶活性，通过酶活性，通过表格可以看出表格可以看出B株有株有6号染色体而号染色体而A、C株没有，说明控制株没有，说明控制a酶活性的基因位于酶活性的基因位于6号染色体上。控制其它酶的基因所在的号染色体上。控制其它酶的基因所在的染色体位置以此类推。染色体位置以此类推。答案：答案：6；1；2；7；8。获得细胞获得细胞细胞的全能性细胞的全能性细胞株、细胞系细胞株、细胞系植物

20、体植物体培养结果培养结果或细胞产物或细胞产物快速繁殖、培育快速繁殖、培育无病毒植株等无病毒植株等培养目的培养目的葡萄糖、动葡萄糖、动物血清物血清蔗糖、植物蔗糖、植物激素激素培养基特有成分培养基特有成分液体培养基液体培养基固体培养基固体培养基培养基性质培养基性质细胞增殖细胞增殖原理原理动物细胞培养动物细胞培养植物组织培养植物组织培养比较项目比较项目主要用于制备主要用于制备单克隆抗体单克隆抗体获得杂种植株获得杂种植株用用 途途物理、化学方法物理、化学方法（同左）（同左）灭活的病毒灭活的病毒物理（离心、振物理（离心、振荡、电刺激）荡、电刺激）化学（聚乙二醇）化学（聚乙二醇）诱导方法诱导方法使细胞分散后诱使细胞分散后诱导细胞融合导细胞融合去除细胞壁后诱去除细胞壁后诱导原生质体融合导原生质体融合细胞融合的方法细胞融合的方法细胞膜的流动性细胞膜的流动性细