细胞工程和胚胎工程PPT学习教案

1、会计学1无性生殖与有性生殖的区别无性生殖与有性生殖的区别 无性生殖：无性生殖：不经过生殖细胞的结合，直接不经过生殖细胞的结合，直接由母体产生下一代新个体的繁殖过程。特点是由母体产生下一代新个体的繁殖过程。特点是子代保留了亲代的遗传物质，性状基本相同。子代保留了亲代的遗传物质，性状基本相同。 有性生殖：有性生殖：经过生殖细胞的两两结合，形经过生殖细胞的两两结合，形成合子，再由合子发育成新个体的繁殖过程。成合子，再由合子发育成新个体的繁殖过程。特点是后代继承了双亲的遗传物质，具有更强特点是后代继承了双亲的遗传物质，具有更强的生活能力和变异性，对生物的生存和进化具的生活能力和变异性，对生物的生存和进

2、化具有重要意义有重要意义第1页/共65页二、细胞工程：二、细胞工程：（一）植物细胞工程一）植物细胞工程 1.植物组织培养植物组织培养 过程：过程：外植体外植体 愈伤组织愈伤组织 胚状体胚状体 植物体植物体脱分化脱分化再分化再分化植物激素植物激素分裂、分化分裂、分化第2页/共65页离体器官、离体器官、组织或细胞组织或细胞脱分化脱分化愈 伤 组愈 伤 组织织芽、芽、根根再分化再分化植物体植物体第3页/共65页第4页/共65页 外植体：离体的组织、细胞或器官。离体的组织、细胞或器官。 愈伤组织：一群高度液态化的原始的薄壁细一群高度液态化的原始的薄壁细胞。胞。 脱分化：分化的细胞（组织或器官）经过处分

3、化的细胞（组织或器官）经过处理形理形 成愈伤组织的过程。成愈伤组织的过程。 再分化：由愈伤组织经过处理再重新分化出由愈伤组织经过处理再重新分化出不同的组织（细胞或器官）。不同的组织（细胞或器官）。第5页/共65页条件：条件：（1）材料离体）材料离体（2）无菌环境）无菌环境（3）配制一定营养成分的培养基（）配制一定营养成分的培养基（固体、加蔗糖固体、加蔗糖）（4）要有一定比例的激素（）要有一定比例的激素（细胞分裂素和生长素或细胞分裂素和生长素或类似物人工诱导）类似物人工诱导）（5）适宜的温度、）适宜的温度、PH值和光照值和光照理论基础：理论基础：细胞的全能性细胞的全能性第6页/共65页概念：概念

4、：细胞的全能性是指生物体的细胞的全能性是指生物体的细胞具有使后代细胞形成完整细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能。个体的潜能。原因：原因：是生物体的每一个细胞都含是生物体的每一个细胞都含有该物种所特有的全套遗传物有该物种所特有的全套遗传物质及发育为完整个体所必需的质及发育为完整个体所必需的全部基因。全部基因。 几乎所有的植物细胞都具有全能性几乎所有的植物细胞都具有全能性第7页/共65页第8页/共65页第9页/共65页1.下列有关植物组织培养过程中细胞脱分化的说法，不正确的是( )A、已经分化的细胞失去特有的结构和功能而转变成未分化的细胞的过程B、已经分化的细胞转变为具有分生能力的薄壁细胞，进而

5、形成植物愈伤组织的过程C、离体的植物组织在一定的条件下分化出根和芽的过程D、离体的植物组织在脱分化形成愈伤组织的过程中必须经过有关激素的诱导练习：练习：C第10页/共65页 2. 植物组织培养形成的愈伤组织进行培养， 又可以分化形成根、芽等器官，这一过程称为：( ) A、脱分化 B、去分化 C、再分化 D、脱分化或去分化3.下列不能作为植物组织培养的材料是：( )A、秋海棠的叶 B、马铃薯的块茎C、成熟的花粉 D、木质部中的导管细胞CD第11页/共65页2.植物体细胞杂交植物体细胞杂交过程：过程：去细胞壁去细胞壁酶解法（纤维素酶、果胶酶）原生质体原生质体物理或化学方法诱导（振荡、离心和电刺激，

6、聚乙二醇）融合的原生质体融合的原生质体杂种细胞杂种细胞产生新的细胞壁杂种植物杂种植物植物的组织培养第12页/共65页第13页/共65页第14页/共65页理论基础：理论基础： 细胞膜的流动性和细胞的全能性细胞膜的流动性和细胞的全能性成功实例：成功实例： 白菜和甘蓝、烟草和海岛烟草、胡白菜和甘蓝、烟草和海岛烟草、胡萝卜和羊角芹等萝卜和羊角芹等研究意义：研究意义：克服远源杂交不亲和的障碍，克服远源杂交不亲和的障碍，增大了亲本组合范围，培育了作物的新品增大了亲本组合范围，培育了作物的新品种。种。第15页/共65页白菜白菜-甘蓝甘蓝第16页/共65页（二）动物细胞工程（二）动物细胞工程动物细胞培养动物细

7、胞培养动物细胞融合动物细胞融合核移植核移植单克隆抗体技术单克隆抗体技术胚胎工程胚胎工程第17页/共65页1.动物细胞培养过程：动物细胞培养过程：动物胚胎或幼龄动物的组织、器官动物胚胎或幼龄动物的组织、器官胰蛋白酶胰蛋白酶单个细胞单个细胞加培养液加培养液细胞悬浮液细胞悬浮液原代培养原代培养10代细胞代细胞50代细胞代细胞细胞株细胞株无限传代无限传代细胞系细胞系传代培养传代培养动物组织细胞间隙中含有一定量的弹性纤维等蛋白质，将细胞网络起来形成具有一定弹性和韧性的组织和器官。动物组织细胞间隙中含有一定量的弹性纤维等蛋白质，将细胞网络起来形成具有一定弹性和韧性的组织和器官。第18页/共65页幼龄动物取

8、动物器官和组织剪碎组织胰蛋白酶处理细胞培养养单个细胞动物细胞培养技术是其他动物细胞工程技术的基础第19页/共65页原代培养： 从机体取出后立即培养的细胞为原代细胞。培养的第1代细胞与传10代以内的细胞称为原代细胞培养。传代培养：传代培养：将原代细胞从培养瓶中取出，配制成细胞悬浮液，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。第20页/共65页细胞株：细胞株：原代细胞一般传至10代左右细胞生长停滞，大部分细胞衰老死亡，少数细胞存活到4050代，这种传代细胞为细胞株。细胞系：细胞系：细胞株传代至50代后又出现细胞生长停滞状态，只有部分细胞由于遗传物质的改变，使其在培养条件下可以无限制传代

9、，这种传代细胞为细胞系。 细胞株和细胞系的区别细胞株和细胞系的区别： 细胞系的遗传物质改变，具有癌细胞的特点，失去接触抑制，容易传代培养。遗传物质未改遗传物质未改变变遗传物质已改变遗传物质已改变第21页/共65页动物细胞培养动物细胞培养 的条件的条件1.无菌、无毒的环境无菌、无毒的环境2.培养基：培养基：用液体的，期中加入葡萄糖、氨基酸、生长因子和动物血清等3.温度和温度和pH4.气体环境：气体环境：95%95%的空气，的空气，5%5%的二氧化的二氧化碳碳 动物细胞培养动物细胞培养 的原理：的原理：细胞的增值细胞的增值第22页/共65页第23页/共65页动动 物物 组组 织织 培培 养养胚胎或

10、幼龄动物的脏器胚胎或幼龄动物的脏器单单 个个 细细 胞胞机械消化、胰蛋白酶消化机械消化、胰蛋白酶消化原原 代代 培养培养培养液培养液葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、动物血清等葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、动物血清等传代培养传代培养药物药物研究治疗癌症的药物及其疗效研究治疗癌症的药物及其疗效某物质某物质检测有毒物质、检测有毒物质、致癌物质等致癌物质等细胞株或细胞系细胞株或细胞系第24页/共65页第25页/共65页许多致畸物质加入动物细胞培养液后，培养细胞会发生染色体结构或数目的变异。根据变异细胞占观察培养细胞的百分数，可以判断某种物质的毒性2）实验方法步骤： 材料准备：从医院妇产科获得所需要的

11、原始材料组织，浓度为0.09%的三氯生试剂,高倍显微镜,培养瓶若干,配置好的培养液,剪刀,培养箱,所需要的酶.第26页/共65页制备检测细胞配置细胞悬浮液: 将细胞悬浮液分装到两个以上的培养瓶中,置于培养箱中培养一段时间. 配置培养液:取两个培养瓶,分别编号1、2，将上述组织用剪刀剪碎，再用胰蛋白酶使其分散成单个细胞，然后利用培养液配置成一定浓度的细胞悬浮液分别往其中加入等量的配置好的培养液，再往1号瓶中滴加几滴0.09%的“三氯生”试剂，摇匀第27页/共65页将上述某一个培养状况较好的培养瓶中的细胞培养液分成两份，分别加入1、2号培养瓶中，培养一段时间。检测过程：分别从1、2号培养瓶中取样做

12、多次镜检，计算出变异细胞占观察培养细胞的百分数。预期结果和结论：a:若1号和2号培养瓶中变异细胞的百分比相当，则说明“三氯生”对人体无害。b:若1号培养瓶中变异细胞百分数大于2号，则说明“三氯生”对人体有害。第28页/共65页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、细胞系植物体植物体培养结果培养结果或细胞分泌蛋白或细胞分泌蛋白快速繁殖、培育无病毒植株等快速繁殖、培育无病毒植株等培养目的培养目的葡萄糖、动物血清葡萄糖、动物血清蔗糖、植物激素蔗糖、植物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

13、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植物组织培养和动物细胞培养的比较植物组织培养和动物细胞培养的比较第29页/共65页 细胞融合是将不同种类的两种细细胞融合是将不同种类的两种细胞经过特殊处理后放在一起，在胞经过特殊处理后放在一起，在某些促融因子作用下发生融合，某些促融因子作用下发生融合，形成杂种细胞。形成杂种细胞。第30页/共65页第31页/共65页病毒颗粒黏病毒颗粒黏附细胞表面附细胞表面病毒颗粒穿病毒颗粒穿通细胞膜通细胞膜细胞膜连接细胞膜连接细胞融合细胞融合第32页/共65页动物细胞融合的原理动物细胞融合的原理：利用利用:细胞膜的流动性细胞膜的流动性植物体细胞杂交和动物细胞

14、融合的比较植物体细胞杂交和动物细胞融合的比较第33页/共65页比较项目比较项目植物体细胞杂交植物体细胞杂交 动物细胞融合动物细胞融合细胞融合原理细胞融合原理细胞膜的流动性细胞膜的流动性细胞膜的流动性细胞膜的流动性细胞融合的方法细胞融合的方法 去除细胞壁后诱导去除细胞壁后诱导原生质体融合原生质体融合使细胞分散后诱使细胞分散后诱导细胞融合导细胞融合诱导方法诱导方法电刺激电刺激化学（聚乙二醇）化学（聚乙二醇）电融合、电融合、PEG、灭活的仙台病毒灭活的仙台病毒用途用途获得杂种植株获得杂种植株制备单克隆抗体制备单克隆抗体第34页/共65页3.单克隆抗体技术：单克隆抗体技术： 抗体：抗体：来源、化学性质

15、、作用来源、化学性质、作用传统获取抗体的方法传统获取抗体的方法：第35页/共65页传统方法获取抗体，传统方法获取抗体，产量低产量低，而且抗，而且抗体的体的特异性差特异性差，纯度低，反应不够灵纯度低，反应不够灵敏敏。某种抗原注射某种抗原注射到动到动物体内（需要反复物体内（需要反复注射）注射）动物体内产生抗体动物体内产生抗体从动物的从动物的 血清血清中分离出所需要中分离出所需要的的抗体抗体第36页/共65页科学家分析、探索过程科学家分析、探索过程：1.体内B淋巴细胞可以产生多达百万种以上的特异性抗体；2.每一个淋巴细胞只分泌一种特异性抗体3.临床医学目的：获得大量的单一抗体第37页/共65页理论方

16、法：理论方法： 用单个用单个B淋巴细胞进行无性繁殖，淋巴细胞进行无性繁殖，也就是通过克隆，形成细胞群，由该细也就是通过克隆，形成细胞群，由该细胞群就能产生出单克隆抗体（化学性质胞群就能产生出单克隆抗体（化学性质单一、特异性强的抗体）单一、特异性强的抗体） 遇到的难题：体外培养时，一个遇到的难题：体外培养时，一个B B淋巴细胞不可能无限繁殖，无法得淋巴细胞不可能无限繁殖，无法得到大细胞群到大细胞群第38页/共65页解决的办法：解决的办法：杂交瘤技术制备单克隆抗体杂交瘤技术制备单克隆抗体 单克隆抗体单克隆抗体是指通过克隆，形成是指通过克隆，形成遗传物质完全相同的细胞群，由该细胞群遗传物质完全相同的

17、细胞群，由该细胞群产生出化学性质单一、特异性、灵敏度高产生出化学性质单一、特异性、灵敏度高的抗体。的抗体。设计的实验方案：设计的实验方案：第39页/共65页提取大量的单克隆抗体。提取大量的单克隆抗体。第40页/共65页 单克隆抗体制备过程单克隆抗体制备过程 注射抗原注射抗原B淋巴细胞淋巴细胞骨髓瘤细胞骨髓瘤细胞细胞融合、筛选细胞融合、筛选杂交瘤细胞杂交瘤细胞细胞培养细胞培养筛选，继续培养筛选，继续培养足够数量的、能产生足够数量的、能产生特定抗体的细胞群特定抗体的细胞群体外培养体外培养注射到小鼠腹腔注射到小鼠腹腔单克隆抗体单克隆抗体第41页/共65页练习：练习：第42页/共65页 下图为某同学根

18、据杂交瘤技术的方法，设计的生产破下图为某同学根据杂交瘤技术的方法，设计的生产破伤风杆菌的实验方案伤风杆菌的实验方案2、该方案能达到预期效果吗？为什么？、该方案能达到预期效果吗？为什么？4、图中、图中B为为_过程，常用过程，常用_作为诱导剂，该细胞继作为诱导剂，该细胞继承承_的遗传特性，既能的遗传特性，既能_,又能又能_。1、该实验方案的目的是、该实验方案的目的是_3、A是从小鼠的脾脏中取得是从小鼠的脾脏中取得_, 该细胞能够产生该细胞能够产生_制备单克隆抗体制备单克隆抗体效应效应B细胞细胞 抗体抗体细胞融合细胞融合灭活病灭活病毒毒 双亲细胞双亲细胞分泌抗体分泌抗体无限增殖无限增殖B体外培养体外

19、培养骨髓瘤细胞骨髓瘤细胞杂交瘤细胞杂交瘤细胞足够数量的细胞群足够数量的细胞群注射到注射到小鼠腹腔小鼠腹腔AC第43页/共65页1.动物细胞工程技术的基础是：（）动物细胞工程技术的基础是：（）A动物细胞融合动物细胞融合B胚胎移植胚胎移植C动物细胞培养动物细胞培养D核移植核移植第44页/共65页在动物细胞融合和植物体细胞杂交的比较中，正在动物细胞融合和植物体细胞杂交的比较中，正确的是（）确的是（）A结果是相同的结果是相同的B杂种细胞的形成过程基本相同杂种细胞的形成过程基本相同C操作过程中酶的作用相同操作过程中酶的作用相同D诱导融合的手段相同诱导融合的手段相同第45页/共65页. 单克隆抗体制备过程中，骨髓瘤细胞和单克隆抗体制备过程中，骨髓瘤细胞和B淋巴细胞淋巴细胞诱导融合后，要用特定培养基筛选出杂交瘤细胞，诱导融合后，要用特定培养基筛选出杂交瘤细胞，在这种