人教版高中生物选修三2.2《动物细胞工程》课件 (共11张PPT)

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动物体细胞核移植技术和克隆动物 （ 3 ）哺乳动物核移植可以分为_胚__胎_细__胞____核移 植（比较容易）和_体__细__胞_____核移植（比较难） 。 （ 4 ）多选用去核卵(母)细胞的原因：卵(母)细胞比较 ____大______，容易操作；卵(母)细胞细胞质 __________，营养丰富。
资料：目前世界各国已经研制出数以百计的单克隆抗
体。许多缺乏良好诊断手段的传染病、免疫性疾病、血液病、
内分泌疾病和遗传病，用单克隆抗体作为诊断手段，是一个
必然趋势。另外，用单克隆抗体做体内诊断，借以鉴别和定
位体内“病灶”也引起人们的注意，目前，主要用于肿瘤追
踪202及1/1心0/10肌梗塞的诊断。
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（3）整个制备过程为何要经过两次筛选?
（第一次筛选得到杂交瘤细胞（多种）， 第二次需先在多孔培养板上，在每孔只有 一个杂交瘤细胞的情况下开始培养，然后 再筛选出能产生特异性抗体的细胞群。由 于该细胞群是单个杂交瘤细胞克隆得来的 ，所以产生的抗体必然是化学性质单一的 ，特异性强的单克隆抗体。这里的单克隆 确有单个细胞克隆的含义，只不过克隆的 不是B淋巴细胞，而是杂交瘤细胞。）
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（1）为什么选用小鼠骨髓瘤细胞与B淋巴细 胞融合?
（小鼠骨髓瘤细胞可以在体外培养条件下大量 增殖，B淋巴细胞能够产生抗体，细胞的同源性 越近，融合形成的杂种细胞越易成活。） （2）骨髓瘤细胞是癌细胞吗?
（有无限增殖能力（失去凋亡机制，失去接触 抑制等）的细胞是肿瘤细胞，而具有转移能力 的肿瘤细胞，称为癌细胞，所以说，瘤细胞不 能等于癌细胞。）
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机制意义重大。下图是一个新生小鼠的肝脏小块培养装置示意
图。请回答下列问题： 吸收氧气和营养物质、排出代谢废物
(1)肝脏切成小薄片，这有利于肝脏细胞________。
(2)气室中充入5%CO2气体的主要作用是_ _ _ _ 。液适宜的pH
(3)培养液中添加抗生素是为了抑制细菌生长，但要注意选择抗
生素的_ _ _
时，细胞会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的________。
，抑
壁上形成的细胞层数是______；要使 的细胞从瓶壁上
分离下来，需要用酶处理，可用的酶是________。
胰蛋白酶
(2)随着细胞传代次数的增多，绝大部分细胞分裂停止，进而出
现__ _ _ _ _ _的现象；但极少数细胞可以连续增殖，其中有
细胞株、细胞系
获得细胞或 细胞分泌蛋白
人教版高中生物选修三 动物细胞工程 教用课件
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取材
幼嫩的细胞、组织、 器官
动物胚胎或出生不久的 幼龄动物的器官或组织
培养 过程
人教版高中生物选修三 动物细胞工程 教用课件
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4．如图是动物细胞培养的基本过程示意图， 请据图回答。
动物细胞培养不能最 终培养成动物体
3、几个重要的概念
• 细胞贴壁
悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上(单层)。 要求： 培养瓶(皿)内表面光滑、无毒、易于贴附。
• 接触抑制
细胞在贴壁生长过程中，随着细胞分裂，数量 不断增加，最后形成一个单层，此时细胞间相互接 触，细胞分裂和生长停止，数量不再增加。
胞的毒性，准备对某种动物的肝肿瘤细胞(甲)和正常肝细胞(乙)进

旁栏边角想一想 动物细胞培养时,除了添加糖类、氨基酸等必要的营养成分外,往往还需添 加血清等一些天然成分,原因是什么? 提示 人们对细胞所需的营养物质尚未全部研究清楚,血清等一些天然成分 的营养成分比较齐全,可以弥补人工培养基的不足。
结论语句辨一辨
1.在25 ℃的实验条件下可顺利完成人神经细胞的培养。( × )
结论语句辨一辨 1.胚胎干细胞可以来源于早期胚胎,也可以来源于成熟个体。( × ) 2.成体干细胞没有组织特异性,可以分化成特定的细胞或组织,不具有发育 成完整个体的能力。( × ) 3.由iPS细胞产生的特定细胞,可以在新药的测试中发挥重要作用。( √ ) 4.体外培养胚胎干细胞可以不断增殖而不发生分化。( √ )
第2章细胞工程
第2节 动物细胞工程
第1课时 动物细胞培养 第2课时 动物细胞融合技术与单克隆抗体 P34 第3课时 动物体细胞核移植技术和克隆动物 P63
课程标准
1.认同动物细胞培养是模拟体内生理条件在体外进行的培养, 分析动物细胞培养需要的基本条件。 2.尝试构建动物细胞培养的基本流程,比较动物细胞培养和植 物组织培养的异同。 3.概述干细胞的分类,探讨干细胞在临床上的应用及面临的风 险,理性看待生物技术。
(2)培养条件 ①营养条件:将细胞所需的营养物质按种类和所需量严格配制而成的培养 基,称为合__成__培__养__基__,在使用时,通常需要加入___血__清____等一些天然成分。 ②无菌、无毒的环境:在体外培养细胞时,需要对培养液和所有培养用具进 行灭菌处理以及在无菌环境下进行操作。培养液还需要定期更换,以便 清__除__代__谢__物__,防止其积累对细胞自身造成危害。 ③适宜的温度、pH和渗透压:维持细胞生存必须有适宜的温度。哺乳动物 细胞培养的温度多以_3_6_._5_±__0_.5__ ℃为宜。多数动物细胞生存的适宜pH为 __7_._2_~_7_.4___。 ④适宜的气体环境:通常采用培养皿或_松_盖__培__养__瓶__,并将它们置于含有95% 空气和5%CO2的混合气体的_C_O_2_培__养__箱__中进行培养。O2是细胞代谢所必 需的,CO2的主要作用是__维__持__培__养__液__的__p_H___。

二、动物细胞培养的过程
1．流程图：
返回
原代 培 动物组织― ― →单个细胞―→细胞悬液―→_____
传代 培养。 养― →接触抑制― ― →_____
b
a
胰蛋白酶 或胶原蛋白酶。 注：a、b代表的是__________ 2．在细胞培养的过程中，进行的细胞分裂方式为 有丝分裂 ，当数量增多出现_________ 接触抑制 现象时，细 _________ 胞分裂就会停止。通常情况下，10代以内的细胞能
Ａ母绵羊
Ｂ母绵羊 细胞拆合技术 乳腺细胞
多 莉 羊 的 培 育 过 程
3 1 、 、“、 是 谁 否多是 符莉“ 合羊多 孟”莉 德是” 尔雄的 遗还母 传是亲 ？雌？ ？
问 题 2
卵细 胞
细胞质 细胞核移植
细胞核 融合后的卵细胞 卵裂
早期胚胎
胚胎移植
C母绵羊子宫 妊娠 分娩
多莉羊
学习目标：
资料：目前世界各国已经研制出数以百计的单克隆抗
体。许多缺乏良好诊断手段的传染病、免疫性疾病、血液病、 内分泌疾病和遗传病，用单克隆抗体作为诊断手段，是一个 必然趋势。另外，用单克隆抗体做体内诊断，借以鉴别和定 位体内“病灶”也引起人们的注意，目前，主要用于肿瘤追 踪及心肌梗塞的诊断。
教学目标巩固
A． ②④ C． ①②③④
B．①③⑤ D．②③
小结
一种诱导细胞融合的新方法------- 灭活的病毒 一种新细胞----------- 杂交瘤细胞 一种优势--------- 单克隆抗体特异性强、灵敏度高
动物细胞工程
一、动物细胞融合
1、过程：
小鼠骨髓瘤 细胞
B淋巴细胞
细胞A
细胞B 仙台病毒 灭活的病毒

iPS诱导方法？ 细胞发 1、转录因子转化法
生转化
干细胞中有一些特殊的转录因 子，对于有重要作用 转录因子基因导入动物体细胞
iPS细胞
2.化学诱导法 分化 通过特定的化学小分子组合的
作用，诱导动物体细胞转化为 干细胞
二 动物细胞融合技术与单克隆抗体
1.传统方法？缺陷？ 2.若要得到大量的单一抗体，我们该如何去做？
②成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和生物新品种 培育等的重要手段。 ③利用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。
二 动物细胞融合技术与单克隆抗体 2.单克隆抗体制备过程
获得能产生特定抗
体的B淋巴细胞
多种
选择性培养基 第一次筛选
一个B淋巴细胞
克隆化 培养
B淋巴细胞群
产生
单克隆抗体
存在什么问题？ 浆细胞不能增殖
单克隆抗体（纯度高、特异性强、可大量制备）
1975年，英国科学家米尔斯坦和德国科学 家科勒设计实验获得了单克隆抗体。 1984年获得诺贝尔生理学或医学奖。
要实现这一方案，需要解决哪些困难？
细胞融合、筛选、大规模培养
二 动物细胞融合技术与单克隆抗体 1.动物细胞融合技术
个体的能力
官甚至_个___体__
分化成心肌细胞、神经元和 造血干细胞等
造血干细胞用于治疗白 血病；神经干细胞用于 治疗帕金森病、阿尔茨 海默病；精原干细胞
治疗小鼠的镰状细胞 贫血、阿尔茨海默病、 心血管疾病等
转入相关因子
取成纤维细胞等
病 人
移植
神经元 胰岛细胞
血细胞
肝细胞
肠上皮细胞 心肌细胞
iPS细胞用于治疗人类疾病示意图
种类

微思考 神经干细胞为什么不具有发育成完整个体的能力？
【答案】神经干细胞是一种专能干细胞，已经有了很高程度的分化， 而细胞分化具有不可逆性，故神经干细胞不具有发育成完整个体的能力。
判断下列正误。
(1)干细胞存在于早期胚胎、骨髓和脐带血等多种组织和器官中。
()
(2)根据干细胞的分化程度可将干细胞分为全能干细胞、多能干细胞
4．原代培养和传代培养 动物组织经处理后的初次培养称为___原__代__培__养___，分瓶后的细胞培 养称为__传__代__培__养___。
微思考 动物细胞培养前为什么要将动物组织分散成单个细胞？
【答案】分散后细胞能与培养液充分接触，更易进行营养物质的吸 收和代谢废物的排出。
下列动物细胞培养过程中属于原代培养的是 A．用胰蛋白酶使组织分散成单个细胞的过程 B．从机体取得细胞后立即进行培养的过程 C．出现接触抑制现象后取下的细胞的培养过程 D．哺乳动物细胞在培养基中的悬浮生长过程 【答案】B
3．细胞贴壁和接触抑制 对动物细胞进行培养时，大多数细胞往往贴附在培养瓶的___瓶__壁___ 上才能生长增殖，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 细 胞 的 ___接__触__抑__制______。
4．应用 (1)将正常的__造__血__干__细__胞___移植到病人体内，恢复病人的__造__血____ 和免疫功能，用来治疗白血病等疾病。 (2)__神__经__干__细__胞__在治疗神经组织损伤和神经系统退行性疾病方面 (如帕金森病、阿尔茨海默病等)有重要的应用价值。 (3)用___iP__S_细__胞____治疗阿尔茨海默病、心血管疾病等领域的研究也 取得了新进展。

2.2.2 动物细胞融合与单克隆抗体
受精作用
正在融合的细胞
动物细胞融合技术的发展简史：
1、20世纪30年代，在肺结核、天花等病理组织中观 察到多核细胞；
2、20世纪70年代，在蛙的红细胞中观察到多核细胞； 3、1962年，发现日本血凝性病毒能引起艾氏腹水瘤
细胞融合成多核细胞； 4、1965年，证实了灭活的病毒在适当条件下可以诱
疫作用。 3、每一个B淋巴细胞只能产生一种抗体。
不能无限增殖 单克隆抗体
由单个B淋巴细胞经无性繁殖（克隆），形成 基因型相同的细胞群，这一细胞群所产生的化 学性质单一、特异性强的抗体称为单克隆抗体。
一个B淋巴细胞－－只分泌一种特异性抗体 细
胞
小鼠骨髓瘤细胞－－能够无限增殖 融
合
杂交瘤细胞 技 （动物细胞培养技术大量培养）术
此外，体细胞核移植后的重组细胞直接发育成新个体 属于无性繁殖，产生的后代无更大变异性，而环境是
多变的，易造成该个体适应能力降低，易被淘汰。
P50 思考与探究
2.动物细胞培养要经过脱分化的过程吗？为什么？
动物细胞培养不需经过脱分化过程。因高度分化 的动物细胞发育潜能变窄，失去了发育成完整个 体的能力，所以，动物细胞也就没有类似植物组 织或细胞培养时的脱分化过程了。要想使培养的 动物细胞定向分化，通常采用定向诱导动物干细
绝大部分DNA来自于供体细胞核，但其核外还有少量 的DNA，即线粒体中的DNA是来自于受体卵母细胞。
此外，即便动物的遗传基础完全相同，但动物的一些行为、习 性的形成与所处环境有很大关系，核供体动物生活的环境与克 隆动物所生活的环境不会完全相同，其形成的行为、习性也不 可能和核供体动物完全相同，从这一角度看，克隆动物不会是

教学目标巩固
1.动物细胞工程技术的基础是：（ Ｃ ） A．动物细胞融合 B．胚胎移植 C．动物细胞培养 D．核移植
自古圣人二致，但其施教，则必因其材而笃信。——朱熹 读书也像开矿一样，“沙里淘金”。 读一本好书，就是和许多高尚的人谈话，同学们应该多读书，读好书。——康玲 航海者虽比观望者要冒更大的风险，但却有希望到达彼岸。 乐观者在灾祸中看到机会，悲观者在机会中看到灾祸。 生命在闪光中显出灿烂，在平凡中显出真实。 不管怎样，你都是要学会培养自己有一项业余爱好或特长。 名人之所以能够成为名人，是因为他们在同伴嬉乐或休息时不停地攀登；凡人之所以成为凡人，是因为别人忙于攀登时他却安然入睡。 你要感谢告诉你缺点的人。 我能为你煮东西，但我不能为你吃东西。各人吃饭是各人饱，各人生死是个人了。 欲知世上刀兵劫，但听屠门夜半声，不要光埋怨自己多病，灾祸横生，多看看横死在你手上的众生又有多少？ 友情在我过去的生活里就象一盏明灯，照彻了我的灵魂，使我的生存有了一点点光彩。
植物组织培养 细胞的全能性
固体培养基
蔗糖、植物激素
植物体 快速繁殖、培育无病
毒植株等
动物细胞培养
细胞增殖 液体培养基 葡萄糖、动物血清 促生长因子 细胞株、细胞系
获得细胞 或细胞分泌蛋白
4. 动物细胞培养技术的应用
(１)大规模生产有重要价值的蛋白质生物制品。
如病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体
(２)解决为大面积烧伤病人移植皮肤问题。 （利用贴壁生长和接触抑制原理）
（同左） 灭活的病毒 主要用于制备 单克隆抗体
（四）单克隆抗体
1、什么是抗体？其本质是什么？
抗体是机体受抗原刺激后产生的、 并能与该抗原发生特异性结合的 具有免疫功能的球蛋白。
2、传统的抗体生产方法及缺陷是什么？ 抗体是从何来的？

C.操作过程中酶的作用相同 D.诱导融合的手段相同
３.单克隆抗体制备过程中，骨髓瘤细胞和B淋巴细胞诱导融合后， 要用特定培养基筛选出杂交瘤细胞，在这种培养基上不能存活增殖 的细胞是： C ①淋巴细胞；②小鼠骨髓瘤细胞；③B淋巴细胞自身融合细胞；④ 小鼠骨髓瘤细胞自身融合细胞；⑤杂交瘤细胞。 A.②④ B.①③⑤ C.①②③④ D.②③
3.B淋巴细胞培来自 骨髓瘤细胞单 克细胞融合
隆
多种杂交细胞
抗 体
注射抗原
在具有筛选作用 的培养基上培养
的 制 备 两次筛选：
克隆上述 杂交细胞
专一抗性 检验阳性
过 筛选杂交瘤细胞；筛
程
选能分泌特异性抗体 的杂技瘤细胞。
专一抗性 检验阳性
将不同杂种 细胞分开，并
克隆专一抗体，检验阳性细胞
注射到小鼠体内
2.2.2 动物细胞融合与单克隆抗体
一、动物细胞融合 动物细胞融合也称为细胞杂
交，是指两个或多个动物细胞 结合成一个细胞的过程。
1.动物细胞融合过程
灭活的病毒颗粒黏 附于细胞表面
细胞膜被病毒颗粒穿通
细胞膜连接
细胞融合，形成杂种细胞 （细胞膜具有一定的流动性）
2.植物体细胞杂交和动物细胞融合的比较
体外培养 单克隆抗体
4.单克隆抗体的应用
（1）作为诊断试剂：体外诊断试剂；纯度高、
特异性强；准确、高效、简易、快速。
（2）用于治疗疾病和运载药物：主要用于癌
症治疗；制成“生物导弹”。
单克隆抗体 定向寻找目标
药物 杀灭目标
1.植物体细胞杂交技术与动物细胞融合技术有什么不同？ 植物体细胞杂交技术与动物细胞融合技术基本相同，不同的是 植物体细胞融合前需去掉细胞壁，然后再融合；动物细胞融合是两 个体细胞直接融合。 2.制备单克隆抗体时，为什么要选用B淋巴细胞和骨髓瘤细胞 融合形成杂交瘤细胞？ 哺乳动物感染抗原后，其体内会形成相应的B淋巴细胞，B淋巴 细胞能分泌相应的抗体凝聚或杀死这些抗原。动物在免疫反应的过 程中，每一种B淋巴细胞能分泌一种特异性抗体，要想获得大量的 特异性抗体，必须使能分泌该单一抗体的B淋巴细胞大量增殖。B淋 巴细胞具有产生单一抗体的能力，但不能在体外增殖；骨髓瘤细胞 是一种癌细胞，它能在体外培养条件下无限增殖，但不能产生抗体。 因此，把一种B淋巴细胞与骨髓瘤细胞进行细胞融合，产生杂交瘤 细胞，它会兼有两个亲本细胞的特性──在体外培养条件下能不断 增殖，同时能产生出某种特异性的抗体。