高三生物一轮复习课件【知识建构+精讲精练】动物细胞工程

动物细胞工程动物细胞培养01动物细胞工程常用的技术包括动物细胞培养、动物细胞融合和细胞核移植等，其中动物细胞培养是动物细胞工程的基础。（教材P43）动物细胞培养是从动物体中取出相关的组织或器官,将它分散成单个细胞，然后在适宜的培养条件下,让这些细胞生长和增殖的技术。(教材P43)动物细胞培养所需的基本条件其他条件营养条件糖类、氨基酸、无机盐、维生素无菌、无毒的环境适宜的温度、pH和渗透压适宜的气体环境动物细胞培养是对体内细胞生长和繁殖的模拟动物细胞培养01营养条件

将细胞所需的上述营养物质按其种类和所需数量严格配制而成的培养基，称为合成培养基(区别天然培养基)。培养动物细胞一般使用液体培养基,也叫培养液.☆由于人们对细胞所需的营养物质还没有完全搞清楚，因此，在使用合成培养基时，通常需加入血清和血浆等一些天然成分。动物细胞培养所需的基本条件其他条件营养条件糖类、氨基酸、无机盐、维生素无菌、无毒的环境适宜的温度、pH和渗透压适宜的气体环境无菌、无毒的环境无菌：无菌操作—防止培养过程中的微生物污染无毒：定期更换培养液—清除代谢产物，防止代谢产物积累对细胞造成危害。温度、pH和渗透压气体环境温度：36.5±0.5℃pH：7.2-7.4渗透压：维持细胞正常形态O2：细胞代谢所必须CO2：维持培养液的pH值用培养皿或松盖培养瓶，在95%空气和5%CO2的混合气体的CO2培养箱中进行培养。动物细胞培养01动物细胞培养的过程02动物细胞培养的过程02细胞接触抑制细胞贴壁悬液中大多数分散的细胞很快就贴附在瓶壁上生长增殖，这种现象称为细胞贴壁。当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖，这种现象称为接触抑制。肿瘤细胞失去接触抑制，在培养液可以无限增殖下去。动物细胞培养的过程02机械方法胰蛋白酶处理胶原蛋白酶处理动物组织块分散成单个细胞加培养液细胞悬液放入培养瓶在适宜条件在适宜条件分瓶培养原代培养传代培养原代培养将分瓶之前的细胞培养，即动物组织经过处理后的初次培养称为原代培养。将分瓶后的细胞培养称为传代培养。传代培养★体外培养动物细胞分为两类①悬浮生长细胞：细胞能够悬浮在培养液中生长增殖②贴壁生长细胞：细胞需要贴附于某些基质(如培养瓶壁)表面才能增殖(主要类型)细胞株与细胞系拓展①细胞株:传代培养的细胞能传到10~50代,这样的传代细胞称为细胞株。②细胞系:传代培养的细胞在传到50代后,部分细胞的遗传物质发生改变,并且具有癌变的特点,能够无限地传代下去,这样的传代细胞称为细胞系。★为什么要进行分瓶培养动物细胞培养的过程02细胞系的生命期机体中能进行自我更新（产生与自身相同的子代细胞）并具有多向分化潜能（分化形成不同细胞类型）的一类细胞称为干细胞。干细胞基本特征干细胞能产生与自己相同的子代细胞，即自我更新能力。同时也具有分化成不同细胞类型的潜能干细胞培养及其应用03①胚胎干细胞(ES细胞)：存在于早期胚胎中，具有分化为成年动物体内的任何一种类型的细胞，并进一步形成机体的所有组织和器官甚至个体的潜能。★分类：特点：体积小、细胞核大、核仁明显。取自早期胚胎。也叫做全能干细胞。②成体干细胞：存在于成体组织或器官内中，包括骨髓中的造血干细胞，神经系统中的神经干细胞和睾丸中的精原干细胞成体干细胞具有组织特性，一般只能分化成特定的细胞或组织，不具有发育成完整个体的能力。应用再生医学运用克隆技术获得患者“自身”的胚胎干细胞，然后在合适的条件下，定向分化成患者所需的各种细胞类型，如胰岛细胞可用于移植和糖尿病的治疗将治疗性克隆技术与人胚胎干细胞的制备相结合，利用体外构建的自身组织与器官来使患者得以康复。胚胎干细胞或卵细胞的来源？干细胞培养及其应用03应用再生医学日本京都大学教授山中伸弥在2006年，选取了24个对胚胎干细胞维持十分重要的基因，在小鼠的成纤维细胞中诱导表达，最后发现同时转入4种基因（Oct4、Sox2、c-myc

和KLF4）就可诱导产生一种多能干细胞，称“诱导性多潜能干细胞”（iPScell）干细胞培养及其应用03应用诱导性多潜能干细胞iPS技术是干细胞研究领域的一项重大突破，它回避了历来已久的伦理争议，解决了干细胞移植医学上的免疫排斥问题，利用iPS细胞治疗小鼠镰状细胞贫血*注意：从小鼠体内获得的成纤维细胞会含有镰状细胞平血基因，在诱导形成iPS细胞的过程中，需要对致病基因进行修复。干细胞培养及其应用03应用诱导性多潜能干细胞诱导性多潜能干细胞的制备取出病人移植转入相关因子，细胞发生转化成纤维细胞iPS细胞分化各种类型的细胞干细胞培养及其应用03干细胞培养及其应用03例1.为初步检测药物X和Y的抗癌活性,在细胞培养板的每个孔中加入相同数量的肝癌细胞,使其贴壁生长,实验组加入等体积相同浓度的溶于二甲基亚砜(溶剂)的药物X或Y,培养过程及结果如下图所示。下列有关叙述错误的是（

）A.细胞培养液中通常需要加入血清B.可用胰蛋白酶处理使肝癌细胞脱落下来并进行计数C.对照组中应加入等体积的无菌蒸馏水D.根据实验结果，可以初步判断药物X的抗癌效果较好例2.下列有关干细胞的叙述，错误的是()A.干细胞是具有分裂和分化能力的细胞B.造血干细胞可定向诱导分化成机体所有种类的细胞C.胚胎干细胞在饲养层细胞上培养能够维持不分化的状态D.移植胚胎干细胞可使退化的组织得以修复并恢复正常功能CB动物细胞融合技术04动物细胞融合技术就是使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术。融合后形成的杂交细胞就有原来两个细胞的遗传遗传信息。(教材P48)方法物理方法：电融合法、离心法化学方法：聚乙二醇（PEG）法与植物原生质体融合的基本原理相同生物方法：灭活病毒诱导法肺结核病病人体内病毒等诱导多个体细胞融合形成了多核细胞。方法生物方法：灭活病毒诱导法灭活：是指用物理或化学手段使病毒或细菌失去感染能力，但并不破坏它们的抗原结构。原理：病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能够与细胞膜上的糖蛋白发生作用，使细胞相互凝集，细胞膜上的蛋白质分子和脂质分子重新排布，细胞膜打开，细胞发生融合。(P48相关信息)动物细胞融合技术04意义①突破有性杂交的局限，使远缘杂交成为可能②研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和培育生物新品种等的重要手段。③利用动物细胞融合技术而发展起来的杂交瘤技术，为制造单克隆抗体开辟了新途径。

种间、属间、科间，甚至动物和植物之间的细胞融合都已获得成功。动物细胞融合技术04传统抗体的生产方法向动物反复注射某种抗原使动物产生抗体从动物血清中分离所需抗体产量低、纯度低、特异性差单克隆抗体及其应用05动物会接触多种天然抗原，体内相应产生的特异性抗体种类可以达到百万种以上，但每一个淋巴细胞只分泌一种特异性抗体。因此，要想获得大量的单一抗体，必须克隆单一的淋巴细胞，形成细胞群。(教材P49)单克隆抗体及其应用☆抗体一个B淋巴细胞B淋巴细胞群单克隆抗体克隆产生×B淋巴细胞不具有无限增殖的能力1975年，英国科学家米尔斯坦和德国科学家科勒设计了一个极富创造性的试验方案：解决B细胞骨髓瘤细胞杂交瘤细胞抗体05单克隆抗体及其应用米尔斯坦和科勒制备单克隆抗体过程示意图05单克隆抗体及其应用米尔斯坦和科勒制备单克隆抗体过程示意图05单克隆抗体及其应用05单克隆抗体及其应用单克隆抗体的应用①作为诊断试剂诊断疾病05②运载药物治疗疾病③作为药物治疗疾病单克隆抗体及其应用05例3.人乳头瘤病毒(HPV)是一种DNA病毒,可诱发细胞癌变。抗HPV的单克隆抗体可以准确检测出HPV,从而及时监控宫颈癌的发生。以HPV衣壳蛋白为抗原制备出单克隆抗体的过程如图所示。下列错误的是(

)A.在HAT培养基上存活的杂交瘤细胞既能无限增殖又可分泌抗体DB.单克隆抗体的特点是灵敏度高、特异性强，可以大量制备C.可用HPV衣壳蛋白检测筛选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞D.单克隆抗体制备过程涉及的生物学原理有细胞增殖和细胞膜的选择透过性例4.一个抗原往往有多个不同的抗原决定簇，一个抗原决定簇只能刺激机体产生一种抗体，由同一抗原刺激产生的不同抗体统称为多抗。将非洲猪瘟病毒衣壳蛋白p72注入小鼠体内，可利用该小鼠的免疫细胞制备抗p72的单抗，也可以从该小鼠的血清中直接分离出多抗。下列说法正确的是()A.注入小鼠体内的抗原纯度对单抗纯度的影响比对多抗纯度的影响大B.单抗制备过程中通常将分离出的浆细胞与骨髓瘤细胞融合C.利用该小鼠只能制备出一种抗p72的单抗D.p72部分结构改变后会出现原单抗失效而多抗仍有效的情况D将动物的一个细胞的细胞核，移入去核的卵母细胞中，使这个重新组合的细胞发育成新胚胎，继而发育成动物个体的技术。(教材P52黑体字)胚胎细胞体细胞原理：动物体细胞核的全能性胚胎细胞核移植体细胞核移植细胞分化程度低，恢复全能性容易细胞分化程度高，恢复全能性十分困难克隆动物供体一个细胞的细胞核受体去掉核的卵母细胞动物细胞核移植技术06①收集牛卵巢，采集卵母细胞②通过显微操作去核③从供体高产奶牛身体的某一部分取体细胞，进行培养供体高产奶牛④将供体细胞注入去核的卵母细胞⑤通过电融合法使两细胞融合，供体核进入卵母细胞形成重构胚⑥将胚胎移入受体(代孕)母牛体内⑦生出与供体奶牛遗传物质相同的犊牛动物细胞核移植技术06动物体细胞核移植属于无性生殖体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题畜牧业加速家畜遗传改良进程、促进改良畜群繁育动物细胞核移植技术06医药卫生克隆动物（也经过转基因操作）的细胞、组织、器官可作为异种移植的供体科研保护濒危物种问题①成功率低②克隆动物存在健康问题③克隆动物食品的安全性问题存在争议动物细胞核移植技术06例5.2018年1月国际顶尖学术期刊《Cell》杂志报道，我国科学家以一只雌性猕猴胎儿成纤维细胞为核供体成功克隆两只猕猴，成为全球首例体细胞克隆灵长类动物。下列相关叙述错误的是（）A.这项技术证明高度分化的动物体细胞具有全能性B.研究中需要使用成熟卵母细胞作为核移植的受体C.培育出的两只雌性猕猴的基因组成