动物细胞工程课件

1、1动物细胞工程动物细胞工程高三（理）生物高三（理）生物提问提问 植物细胞工程都有哪些重要技术？植物细胞工程都有哪些重要技术？ 植物组织培养为什么最重要？植物组织培养为什么最重要？ 植物体细胞杂交能创造什么奇迹？植物体细胞杂交能创造什么奇迹？ 动物细胞的全能性和植物细胞的全能性动物细胞的全能性和植物细胞的全能性一样吗？一样吗？动物组织（常用胚胎或幼体组织）动物组织（常用胚胎或幼体组织）分散的单个细胞分散的单个细胞细胞悬液细胞悬液培养瓶培养培养瓶培养可继续传代的细胞（细胞株）一遗传可继续传代的细胞（细胞株）一遗传性尚稳定性尚稳定可无限传代的细胞（细胞系）一遗传可无限传代的细胞（细胞系）一遗传性改变

2、，癌的特点性改变，癌的特点细胞悬液细胞悬液培养瓶培养培养瓶培养剪碎、胰蛋白酶剪碎、胰蛋白酶“10代危机代危机”大多数死亡大多数死亡胰蛋白酶胰蛋白酶“50代危机代危机” 绝大多数死亡绝大多数死亡一动物细胞培养的过程一动物细胞培养的过程原代培养的细胞原代培养的细胞传代培养的细胞传代培养的细胞左图显示了创面愈合左图显示了创面愈合过程中一个十分有趣过程中一个十分有趣的现象。当周边的的现象。当周边的上皮向创面中央爬行上皮向创面中央爬行时时, ,一旦上皮细胞互相一旦上皮细胞互相接触接触, ,就停止分化和就停止分化和增殖。该现象就叫增殖。该现象就叫“接触抑制接触抑制 。因此。因此, ,创面创面上不会出现多余

3、的皮赘。上不会出现多余的皮赘。这是一种十分巧妙和这是一种十分巧妙和 神秘神秘 的调控现象。的调控现象。接触抑制接触抑制原代培养和传代培养原代培养和传代培养原代培养原代培养:从机体取出后立即培养的细胞从机体取出后立即培养的细胞为原代细胞为原代细胞.初次培养称为原代细胞培养初次培养称为原代细胞培养.传代培养传代培养:将原代细胞从培养瓶中取出将原代细胞从培养瓶中取出,配制成细胞悬浮液配制成细胞悬浮液,分装到两个或两个分装到两个或两个以上的培养瓶中继续培养，称为传代培养以上的培养瓶中继续培养，称为传代培养.细胞株和细胞系细胞株和细胞系细胞株细胞株:原代细胞一般传至原代细胞一般传至10代左右细胞代左右细

4、胞生长停滞生长停滞,大部分细胞衰老死亡，少数细胞大部分细胞衰老死亡，少数细胞存活到存活到4050代代,这种传代细胞为细胞株这种传代细胞为细胞株.细胞系细胞系:细胞株传代至细胞株传代至50代后又出现细胞代后又出现细胞生长停滞状态生长停滞状态,只有部分细胞由于遗传只有部分细胞由于遗传物质的改变物质的改变,使其在培养条件下可以无限使其在培养条件下可以无限制传代制传代,这种传代细胞为细胞系这种传代细胞为细胞系.二二 动物细胞培养的条件动物细胞培养的条件:1）无菌无毒的环境）无菌无毒的环境2）营养）营养3）温度和）温度和pH4）气体环境）气体环境三三 动物细胞培养技术的应用：动物细胞培养技术的应用：生产

5、一些蛋白质生物制品生产一些蛋白质生物制品病毒病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体；疫苗、干扰素、单克隆抗体；检测有毒物质；检测有毒物质；烧伤病人的植皮。烧伤病人的植皮。思考：思考：1.动物细胞培养液的主要成分是什么？动物细胞培养液的主要成分是什么？较植物组培培养基有何独特之处？较植物组培培养基有何独特之处？主要成分主要成分:葡萄糖、氨基酸、无机盐、葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等。维生素和动物血清等。独特之处有独特之处有:1）液体培养基）液体培养基 2）成分中有动物血清等）成分中有动物血清等2.细胞株和细胞系的区别细胞株和细胞系的区别?(细胞株的遗传物质与原细胞相比并没有发生改变，细胞株的遗

6、传物质与原细胞相比并没有发生改变，而细胞系的遗传物质发生改变，并带有癌变的特点而细胞系的遗传物质发生改变，并带有癌变的特点)四四 核移植核移植（1）克隆羊多莉一）克隆羊多莉一Dolly的诞生过程的诞生过程思考：思考：1.Dolly体内的遗传物质全部来自体内的遗传物质全部来自B羊吗羊吗?为什么为什么?（不是，因为（不是，因为A羊为羊为Dolly提供了细胞质，提供了细胞质，所以只有核物质来自于所以只有核物质来自于B羊）羊）2.科学家们设计用科学家们设计用B、C羊的目的是什么？羊的目的是什么？ 如果只用如果只用A羊能获得一只小羊吗羊能获得一只小羊吗?（通过此设计来比较（通过此设计来比较Dolly的性

7、状和哪只羊的性状和哪只羊相似，以此证明相似，以此证明Dolly的遗传物质主要来自的遗传物质主要来自于于B羊）羊）2.考点解读考点解读(1)原理：动物细胞核的全能性原理：动物细胞核的全能性(不能说动物细不能说动物细胞全能性胞全能性)。 (2)卵母细胞选择时期及原因：减卵母细胞选择时期及原因：减中期的卵母中期的卵母细胞细胞,此时具备受精能力此时具备受精能力,细胞质中合成与分裂细胞质中合成与分裂分化有关的物质能刺激融合后重组细胞进行分化有关的物质能刺激融合后重组细胞进行分裂分化分裂分化,形成重组胚胎。形成重组胚胎。(3)选卵细胞做受体细胞原因选卵细胞做受体细胞原因 大大,易于操作易于操作;卵黄多卵黄

8、多,营养丰富营养丰富,为发育提供为发育提供充足的营养充足的营养;激发重组细胞分裂分化。激发重组细胞分裂分化。 (4)供体细胞：取供体动物的体细胞培养供体细胞：取供体动物的体细胞培养,一般选一般选用传代用传代10代以内的细胞代以内的细胞,因为因为10代以内的细胞代以内的细胞一般能保持正常的二倍体核型一般能保持正常的二倍体核型,保证了供体细保证了供体细胞正常的遗传基础。胞正常的遗传基础。(5)该过程用到的技术手段：动物细胞培养、动该过程用到的技术手段：动物细胞培养、动物细胞融合、早期胚胎培养和胚胎移植。物细胞融合、早期胚胎培养和胚胎移植。(6)核移植产生的克隆动物与提供细胞核的亲核移植产生的克隆动

9、物与提供细胞核的亲本不同原因：克隆动物细胞质基因来源本不同原因：克隆动物细胞质基因来源于另一个亲本。所以与植物组织培养不同于另一个亲本。所以与植物组织培养不同(只来自于一个亲本只来自于一个亲本),克隆动物遗传物质来自克隆动物遗传物质来自2个亲本。在发育过程中可能发生基因突个亲本。在发育过程中可能发生基因突变变,染色体变异导致性状改变。外界环境染色体变异导致性状改变。外界环境条件的影响引起不可遗传的变异。条件的影响引起不可遗传的变异。 3.应用及存在问题应用及存在问题 (1)应用：加速家畜遗传改良进程、促进优良应用：加速家畜遗传改良进程、促进优良畜群繁育、保护濒危物种、克隆器官用于畜群繁育、保护

10、濒危物种、克隆器官用于移植等。移植等。 (2)存在问题：成活率低存在问题：成活率低;克隆动物的健克隆动物的健康问题康问题;克隆动物食品的安全性问题。克隆动物食品的安全性问题。2.哺乳动物的胚胎移植和胚胎哺乳动物的胚胎移植和胚胎分割移植分割移植由于哺乳动物如牛由于哺乳动物如牛, ,羊等羊等, ,妊娠时间长妊娠时间长, ,每胎每胎产子数少产子数少, ,繁殖速度比较慢繁殖速度比较慢. .为解决这一问题为解决这一问题, ,科学家们采用了胚胎移植技术科学家们采用了胚胎移植技术. .以优良种牛的以优良种牛的繁殖为例繁殖为例: :首先用激素促进良种母牛多排卵首先用激素促进良种母牛多排卵, ,然后把卵细胞从母

11、牛体内取出然后把卵细胞从母牛体内取出, ,在试管内与在试管内与人工采集的精子进行体外受精人工采集的精子进行体外受精, ,培育成胚胎培育成胚胎, ,再把胚胎送入经过激素处理再把胚胎送入经过激素处理, ,可以接受胚胎植可以接受胚胎植入的母牛子宫内入的母牛子宫内, ,孕育成小牛产出孕育成小牛产出. .用这种方法用这种方法得到的小牛叫做试管牛得到的小牛叫做试管牛, ,一头良种母牛一年可一头良种母牛一年可繁殖这样的试管牛上百头繁殖这样的试管牛上百头. .除了牛之外除了牛之外, ,羊羊, ,兔兔, ,猪猪, ,马马, ,猫等动物的胚胎移植也获得了成功猫等动物的胚胎移植也获得了成功. .细胞工程的产品细胞工

12、程的产品爪蟾爪蟾用细胞核移植技术，用细胞核移植技术，可以使一个普通的可以使一个普通的体细胞核进入卵细胞体细胞核进入卵细胞中，像一个受精卵一样中，像一个受精卵一样分裂，发育成一只活蹦分裂，发育成一只活蹦乱跳的爪蟾。乱跳的爪蟾。五五 哺乳动物和人的胚胎移植和哺乳动物和人的胚胎移植和胚胎分割移植胚胎分割移植试管婴儿进行的步骤：试管婴儿进行的步骤：药物诱发超排卵药物诱发超排卵监测卵泡监测卵泡取卵取卵取精取精体外体外受精受精胚胎体外培养胚胎体外培养胚胎移植胚胎移植胚胎移植后胚胎移植后补充激素补充激素(黄体酮黄体酮)胚胎移植后胚胎移植后14天验晨尿确定天验晨尿确定是否妊娠是否妊娠妊娠后妊娠后14天，天，B

13、超检查胎儿数及胚胎超检查胎儿数及胚胎着床部位。着床部位。后，在体外使其受精，并发育成胚胎后，再植后，在体外使其受精，并发育成胚胎后，再植回母体子宫内。回母体子宫内。试管婴儿试管婴儿概念：概念： “试管婴儿试管婴儿”是指分别将卵子、精子取出是指分别将卵子、精子取出1.试管婴儿和正常的怀孕生产的异同试管婴儿和正常的怀孕生产的异同?（相同点（相同点:都是有性生殖都是有性生殖,胚胎都是在母体内胚胎都是在母体内发育发育,由母亲生产幼儿由母亲生产幼儿. 不同点不同点:试管婴儿是体外授精试管婴儿是体外授精,而正常情况而正常情况下是体内受精）下是体内受精）2.试管婴儿和胚胎移植属于有性生殖还是试管婴儿和胚胎移

14、植属于有性生殖还是无性生殖无性生殖?胚胎分割移植呢胚胎分割移植呢?（试管婴儿属于有性生殖，胚胎分割移植（试管婴儿属于有性生殖，胚胎分割移植属于无性生殖，因为胚胎经过移植后的属于无性生殖，因为胚胎经过移植后的每部分都是相同的，分割过程中没有受精每部分都是相同的，分割过程中没有受精的过程）的过程）思考：思考：3.试管婴儿和哺乳动物的胚胎移植的目的试管婴儿和哺乳动物的胚胎移植的目的或意义分别是什么或意义分别是什么?（试管婴儿技术是为了解决男性或女性的（试管婴儿技术是为了解决男性或女性的不育不孕问题以及人类遗传病问题，而不育不孕问题以及人类遗传病问题，而哺乳动物的胚胎移植是为了提高优良种畜哺乳动物的胚

15、胎移植是为了提高优良种畜的繁殖力）的繁殖力）思考：思考：23融合融合的原的原生质生质体体AB再再生生细细胞胞壁壁杂杂种种细细胞胞AB杂杂种种植植株株脱脱分分化化愈愈伤伤组组织织再再分分化化原生质体原生质体B原生质体原生质体A去壁去壁人人工工诱诱导导植物细胞植物细胞A植物细胞植物细胞B动物细胞融合和单克隆抗体动物细胞融合和单克隆抗体去壁去壁回忆回忆24动物细胞融合动物细胞融合也称细胞杂交。也称细胞杂交。是指是指两个或多个两个或多个动物动物细胞结合形成细胞结合形成一个一个细胞的过程。细胞的过程。杂交细胞：融合后杂交细胞：融合后形成的具有两个或形成的具有两个或多个细胞遗传信息多个细胞遗传信息的的单核

16、细胞单核细胞。概念：概念：不同不同DNA的的两个细胞两个细胞灭活的病毒灭活的病毒融合融合有丝分裂有丝分裂两个完整的两个完整的杂交细胞杂交细胞25细胞膜的流动性细胞膜的流动性原理：原理：物理法物理法:化学法化学法:生物法：生物法：灭活的病毒灭活的病毒离心、振动、电刺激离心、振动、电刺激聚乙二醇（聚乙二醇（PEG）诱导融合方法：诱导融合方法：融合过程中两个细胞膜从彼此接触到破裂融合过程中两个细胞膜从彼此接触到破裂形成细胞桥的变化过程图解形成细胞桥的变化过程图解A细胞细胞B细胞细胞A+B融合细胞融合细胞A细胞细胞B细胞细胞A细胞细胞B细胞细胞27为什么灭活的病毒能作为诱导剂？为什么灭活的病毒能作为诱

17、导剂？不灭活的病毒能作为诱导剂吗？不灭活的病毒能作为诱导剂吗？灭活的病毒颗粒灭活的病毒颗粒黏附于细胞表面黏附于细胞表面细胞膜被病毒细胞膜被病毒颗粒穿通颗粒穿通细胞膜连接细胞膜连接细胞融合，形成杂种细胞细胞融合，形成杂种细胞(细胞膜具有一定的流动性细胞膜具有一定的流动性)细胞核细胞核病毒颗粒病毒颗粒细胞核细胞核28生物法：生物法： 灭活的病毒灭活的病毒丧失感染性丧失感染性（不感染细胞）（不感染细胞）保留融合活性保留融合活性仙台病毒仙台病毒紫外线紫外线29动物细胞融合技术的动物细胞融合技术的意义意义打破生殖隔离，使远缘杂交成为可能；打破生殖隔离，使远缘杂交成为可能；广泛应用多个学科领域；广泛应用多

18、个学科领域；重要用途：重要用途：制备单克隆抗体制备单克隆抗体。301.抗体是由何种细胞产生的？抗体是由何种细胞产生的？2.一个一个B淋巴细胞淋巴细胞(浆细胞浆细胞)能分泌多种能分泌多种抗体吗？抗体吗？3.简述获得抗体的传统途径？简述获得抗体的传统途径？4.这种方法获得的抗体有什么缺陷？这种方法获得的抗体有什么缺陷？31n传统血清抗体的制备：传统血清抗体的制备：方法：向动物体内方法：向动物体内反复注射反复注射某种某种抗原抗原，然后从然后从动物血清动物血清中分离所需要的中分离所需要的抗体抗体。特异性差、纯度低；产量低、反应不够特异性差、纯度低；产量低、反应不够灵敏灵敏n传统血清抗体的制备的缺陷：传

19、统血清抗体的制备的缺陷：32331.单克隆抗体单克隆抗体McAb（概念）（概念）由单个由单个B淋巴细胞经过淋巴细胞经过无性繁殖无性繁殖(克隆克隆), 形成基因表达相同的细胞群，这一细胞群形成基因表达相同的细胞群，这一细胞群所产生的所产生的化学性质单一、特异性强的抗体化学性质单一、特异性强的抗体称为称为单克隆抗体。单克隆抗体。 一个一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体淋巴细胞只分泌一种特异性抗体骨髓瘤细胞（癌细胞）能无限增殖骨髓瘤细胞（癌细胞）能无限增殖杂种细胞杂种细胞动物细胞动物细胞培养技术培养技术2.设计思路：设计思路：动物细胞动物细胞融合融合单克隆细胞系单克隆细胞系既能产生特异性既能产生特异

20、性抗体抗体,又能大量繁殖又能大量繁殖单克隆抗体的制备单克隆抗体的制备单克隆抗体单克隆抗体36单单克克隆隆抗抗体体的的制制备备免疫小鼠免疫小鼠注射特定的注射特定的抗原蛋白抗原蛋白培养骨髓瘤细胞培养骨髓瘤细胞B淋巴细胞淋巴细胞骨髓瘤细胞骨髓瘤细胞融合融合多种杂交细胞多种杂交细胞在具有筛选作用在具有筛选作用的培养基上培养的培养基上培养专一抗性专一抗性检验阳性检验阳性克隆上述杂交细胞克隆上述杂交细胞37单单克克隆隆抗抗体体的的制制备备38单克隆抗体的制备单克隆抗体的制备39单克隆抗体的制备单克隆抗体的制备n制备过程：制备过程：1.注射抗原的目的是什么？注射抗原的目的是什么？2.诱导其融合的方法有哪些？

21、诱导其融合的方法有哪些？3.融合后培养液中有几种细胞？融合后培养液中有几种细胞？4.怎样筛选出杂交瘤细胞，杂交瘤细胞怎样筛选出杂交瘤细胞，杂交瘤细胞有何优点？有何优点？5.为何要进行克隆化培养和专一抗体检测，为何要进行克隆化培养和专一抗体检测，多次筛选？多次筛选？6.大量增殖杂交瘤细胞获得单抗的方法大量增殖杂交瘤细胞获得单抗的方法?40u 制备单克隆抗体的方法是用制备单克隆抗体的方法是用缺乏缺乏次黄嘌呤次黄嘌呤磷酸核糖转化酶磷酸核糖转化酶或或胸腺嘧啶核苷酸酶胸腺嘧啶核苷酸酶的瘤细胞的瘤细胞变异株与脾脏的变异株与脾脏的B细胞融合。细胞融合。u采用采用HAT选择性培养基选择性培养基（培养基中加次黄嘌呤（培养基中加次黄嘌呤HyPoxanthine H，氨基喋呤，氨基喋呤Aminoopterin A及及胸腺嘧啶核苷胸腺嘧啶核苷Thymidine T），在这种选择性），在这种选择性培养基中，由于变异的瘤细胞不具有次黄嘌呤培养基中，由于变异的瘤细胞不具有次黄嘌呤磷酸核糖转化酶或胸腺嘧啶核苷激酶，所以不能磷酸核糖转化酶或胸腺嘧啶核苷激酶，所以不能利用培养基中的次黄嘌呤或胸腺嘧啶核苷而利用培养基中的次黄嘌呤或胸腺嘧啶核苷而合成合成DNA。而只能利用谷酰胺与尿核苷酸单磷酸。而只能利用谷酰胺与尿核苷酸单磷酸合成合成DNA，