苏教版高中生物选修三2.2动物细胞工程课件

在体外条件下一种大量增殖的细胞
（如：骨髓瘤细胞）
一种效应B淋巴细胞
杂交融合细胞
（既能大量增殖，也能产生足够的抗体）
2）实验过程：
效应B淋巴细胞 骨髓瘤细胞
细胞融合、特定培养基培养、筛选 （灭活的仙台病毒）
杂交瘤细胞 体外培养 体内培养
单克隆抗体
[思考]：
1、本过程利用了哪些原理？ 免疫原理，细胞融合原理和动物细胞 培养原理。 2、为什么选用小鼠骨髓瘤细胞与B细 胞融合？ 这样融合成的杂交瘤细胞，继承了双 亲细胞的遗传物质，不仅具有B细胞分 泌抗体的能力，而且还有无限增殖的 本领，因而可以获得大量单克隆抗体。
5、体细胞核移植技术存在的问题： （1）体细胞核移植技术成功率非常低，产下 的活克隆动物占移植克隆胚胎的比率平均不到 10%。克隆技术的各个环节也有待进一步改进。 （2）此外，一些人士指出，绝大多数克隆动物 还存在健康问题，许多克隆动物表现出遗传和 生理缺陷。 （3）对克隆动物食品的安全性问题也存在争议。
二、动物体细胞核移植技术和克隆动物:
1、概念：
动物核移植是将动物的一个细胞的细 胞核，移入一个已经去掉细胞核的卵母细 胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎,这 个新的胚胎最终发育为动物个体。
胚胎移植技术： 基本程序如下（以牛胚胎移植为例）
2、类型：
胚胎细胞核移植：
胚胎细胞分化程度低，恢复其 全能性较容易。 体细胞核移植： 体细胞分化程度高，恢复其全 能性十分困难。
4.气体环境： （1）细胞培养所需气体主要有O2和CO2。 （2）O2是细胞代谢所必需的，CO2的主要作用 是维持培养液的PH。 （3）在进行细胞培养时，通常采用培养皿或松 盖培养瓶，将其置于含95%的空气和5%的CO2的 混合气体的培养箱中进行培养。
（4）动物细胞培养技术的应用： 1、蛋白质生物制品的生产。 如病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体等 2、健康细胞培养。 培养健康细胞用于烧伤病人皮肤移植 3、检测有毒物质的毒性。 4、用于细胞的生理、药理、病理研究 培养正常细胞或各种病变的细胞，用于筛 选抗癌药物等，为治疗和预防癌症及其他 疾病提供理论依据。
1、融合关键： 细胞膜的融合
2、融合手段： 物理法：离心、振动、电激等 化学法： 聚乙二醇（PEG）等诱导剂 生物法： 灭活的病毒
3、融合原理： 细胞膜的流动性 4、融合过程： 膜融合
质融合
核融合
5、优势： 突破了有性杂交方法的局限，使远 缘杂交成为可能。
6、应用：
特别是为制备单克隆抗体开辟了新途径
2.营养：
（1）需要有糖、氨基酸、促生长因子、无机 盐、微量元素等。
（2）将细胞所需的各种营养物质按其种类和 所需数量严格配制而成为合成培养基。
（3）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、血浆等一些天然成分。
3.温度和PH：
细胞体外培养的适宜温度一般与动物的体 温相近，哺乳动物多以36.5±0.50C为宜。多 数细胞生存的适宜PH为7.2-7.4。
1、动物核移植的概念？ 2、动物体细胞核移植的过程？
3、体细胞核移植技术的应用前景包括哪些方面？ 4、体细胞核移植技术存在哪些问题？
[问题]：
离体的植物组织或细胞在适当的培养条 件下可发育成完整植株，那么，是否能 用类似的方法，使动物的细胞发育成一 个完整的个体呢？
不能； 高度分化的植物组织仍保持 着全能性，而动物细胞的全能性会随着 动物细胞分化的程度的提高逐渐受到抑 制，分化潜能逐渐变弱。但其细胞核仍 具全能性。
3、体细胞核移植技术： （1）克隆羊培育过程：
（1）克隆羊培育过程：
黑面绵羊去 核卵细胞 白面绵羊乳 腺细胞核
细胞核移植
重组细胞 电脉冲刺激 早期胚胎 胚胎移植
另一头绵羊的子宫
妊娠、出生
克隆羊多利
（2）克隆 高产奶牛 过程：
4、体细胞核移植技术的应用前景：
（1）畜牧业： 利用体细胞克隆技术可以加速家畜遗 传改良进程，促进优良畜群繁育； 在保护濒危物种方面，可望利用体细 胞核移植技术增加这些动物的存活数量。
（2）医药卫生：
①转基因克隆动物可以作为生物反应器， 生产许多珍贵的医用蛋白； ②在治疗人类疾病时，转基因克隆动物细 胞、组织和器官可以作为异体移植的供体。 ③人的核移植胚胎干细胞经过诱导分化， 形成相应的组织、器官后，可以用于组织 器官的移植。
④研究克隆动物和克隆细胞可使人类更深 入地了解胚胎发育及衰老过程； ⑤用克隆动物做疾病模型，能使人们更好 的追踪研究疾病的发展过程和治疗疾病。
必须借助于大规模的动物细胞培养
一、动物细胞培养：
1.发展历史:
20世纪初，人们不知道神经纤维是由神经细胞的细 胞质向外突出形成的，还是由神经细胞周围的其他细 胞融合而成的。生物学家们就这个问题展开了激烈的 争论。1907年，美国生物学家哈里森(Harrison)从蝌 蚪的脊索中分离出神经组织，把它放在青蛙的凝固的 淋巴液中培养。蝌蚪的神经组织存活了好几周，并且 从神经细胞中长出了神经纤维。哈里森的实验不仅解 决了神经纤维的起源问题，而且开创了动物组织培养 的先河。此后，在许多科学家的不懈努力下，动物组 织培养不断改进并逐渐发展成为动物细胞培养。
核移植 动物细胞融合 单克隆抗体技术
阅读课本P44-P47
1、动物细胞培养的概念？
2、为什么培养前要将组织细胞分散成单个细胞？ 3、为什么选用胰蛋白酶做上述处理？ 4、培养的细胞为何贴壁生长？ 5、如何界定原代培养和传代培养？ 6、动物细胞培养的条件？
[问题]： 1、在治疗烧伤病人时，通常采用的方法是 取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植。但 对一个大面积烧伤的病人来说，自体健康 皮肤非常有限，使用他人的皮肤来源不足， 而且会产生排异反应。那么。怎样才能获 得大量的自体健康皮肤呢？ 2、许多动物细胞能够分泌蛋白质，如抗体 等。但是单个细胞分泌的蛋白质的量是很 少的，怎样才能获得大量的分泌蛋白呢？
2、动物细胞培养的概念和应用： （1）动物细胞培养的概念：
动物细胞培 养就是从动物有 机体中取出相关 的组织,将它分散 成单个细胞,然后, 放在适宜的培养 基中,让这些细胞 生长和增殖.
动物胚胎或幼龄动 （2）动物细胞培养过程：物的组织、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。
3、为什么选用胰蛋白酶做上述处理？
因为动物细胞间隙中有弹性纤维等蛋白质和一 些其它物质。
4、培养的细胞为何贴壁生长？
大多数组织细胞不适应悬浮生长，它们必须在 固定的表面上生长和分裂。
5、动物细胞培养能否象植物组培那样最终培养成生物 个体？ 不能，因为动物细胞的全能性受到抑制。
阅读课本P47-P50
[问题]：
3、传统的方法如何得到抗体？它有什么 特点？
传统的方法是采用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。 这种方法获得的抗体： 产量低、特异性差、纯度低、反应不够灵敏。
4、如何解决这一难题？
制备单克隆抗体
二、单抗隆抗体：
1、概念：
用单个B淋巴细胞进行无性繁殖（即克隆）， 形成细胞群，这样的细胞群就有可能产生出化学 性质单一、特异性强的抗体———单克隆抗体。
细胞融合是正常的生命活动。
受精作用
两个细胞正在融合
动物细胞 融合：
细胞A
物理法 化学法
细胞B
仙台病毒 灭活的病毒 疱疹病毒
新城鸡瘟病毒
杂种细胞
用灭活的病毒诱导动物细胞融合过程
病毒颗粒 细胞核 细胞核
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
一、动物细胞融合：
[讨论]：
多细胞动物和人体的细胞都生活在内环 境中，根据你所学的内环境的知识，思 考并讨论以下问题：
1、体外培养细胞时需要提供哪些物质？
2、体外培养的细胞需要什么样的环境条 件？
（3）动物细胞培养的条件：
1.无菌无毒的环境 2.营养 3.温度和pH 4.气体环境
1.无菌无毒的环境：
（1）对培养液和所有培养用具进行无菌处理。 （2）在培养液中添加一定量的抗生素，以防 培养过程中的污染。 （3）应定期更换培养液，以便清楚代谢产物， 防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害。
有关概念
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40~50代，这种传代细胞为细胞株。 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，这种 传代细胞为细胞系。 细胞系的遗传物质 细胞株和细胞系的区别： 改变，具有癌细胞的特点，失去接触抑制，容 易传代培养。
总之，体细胞核移植技术的研究还在继续 深入，人类对克隆技术的应用还存在许多问题 需要解决。期待在不远的将来，克隆技术能更 好地造福人类。
阅读课本P52-P54
1、动物细胞融合的概念？ 2、诱导动物细胞融合的方法？ 3、单克隆抗体的制备过程？ 4、单克隆抗体的优点？ 5、单克隆抗体的应用？
一、动物细胞融合：
【思考讨论】： 在动物细胞培养过程中，为什么要用胰蛋 白酶对取出的动物组织进行处理？
胰蛋白酶处理动物组织，可以使动物组 织细胞间的胶原纤维和细胞外的其他成分 酶解，获得单个细胞。
有关概念
• 原代培养： 从机体取出后立即培养的细胞为原代细 胞。人们通常将动物组织消化后的初次培养 称为原代细胞培养。 • 传代培养： 贴满瓶壁的细胞需要重新用胰蛋白酶等 处理，然后分瓶继续培养，让细胞继续增殖。 这样的培养过程通常被称为传代培养。
[问题]：
1、什么是抗体？ 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、抗体是怎样产生的？有何特性？