动物细胞工程复习课
动物细胞工程复习课件
妊娠、出生 克隆羊多利
Ａ母绵羊
Ｂ母绵羊
多
卵细胞
莉
乳腺细胞
羊 的
细胞质
细胞核
培
细胞核移植
融合后的卵细胞
育 过
卵裂 早期胚胎
胚胎移植
程
C母绵羊子宫
妊娠 分娩 多莉羊
体细胞核移植技术的应用前景
克服动物种间杂交繁殖障碍，创造 新物种
• 不足： 成功率低
用动物体细胞进行克隆的过程,其实际 操作过程是什么？
概念： 在体外模拟动物体内环境，将动
物细胞或组织在无菌、温度适宜和营 养充足的条件下培养，使其继续生长、 增殖并维持原有结构和功能的技术。
取材：
动物胚胎或幼龄动物的器官 细胞培养与组织培养的区别：
细胞培养过程中需要用胰蛋白酶使组 织块中的细胞离散
动物细胞培养的条件:
1.无菌无毒的环境 2.营养：葡萄糖、无机盐、氨基酸、维生
素、核酸、嘌呤、激素和生长因子
3.温度和pH 4.气体环境
培养基种类 根据营养物质来源分
天然培养基：动物血清、动物组 织提取液、鸡胚汁， 特点：营养价值高、成分复杂
合成培养基： 特点：人工配制的，成分明确， 便于控制，仍需添加动物血清。
培养的对象：幼龄组织或细胞、 分化程度低的组织或细胞、肿瘤 组织或细胞
3、为什么培养前要将组织细胞分散成单个细胞？
成块组织不利培养，分散了做成细胞悬浮液利于培养
4、动物细胞培养能否像绿色植物组织培养那样最终培养成新个 体？
不能，动物细胞培养只能使细胞数目增多，不能发育成新的 动物个体
二、体细胞核移植与动物体细胞克隆
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细胞内技 术.
生物复习教案：专题考点二动物细胞工程
错误!基础点1 动物细胞培养：其他动物细胞工程技术的基础.（1）过程（2）条件①无菌、无毒的环境——无菌处理、加抗生素杀菌、定期更换培养液。
②营养—-葡萄糖、氨基酸、促生长因子、无机盐和微量元素＋血清或血浆等天然成分.③适宜的温度(36。
5±0。
5 ℃)和pH(7.2～7。
4）。
④气体环境——95%空气＋5％CO2(维持培养液的pH）。
（3）应用：生产细胞产品，如干扰素、疫苗、单克隆抗体;检测并判断某毒性物质毒性的大小;临床医学研究。
2 动物体细胞核移植（1）原理:动物细胞核具有全能性.（2)过程3 单克隆抗体制备（1)诱导动物细胞融合的方法:物理法——离心、振动、电激等；化学法--聚乙二醇；生物法——灭活的病毒.(2)单克隆抗体的优点：特异性强、灵敏度高、可大量制备。
(3)单克隆抗体的应用：作为诊断试剂；用于治疗疾病和运载药物。
4 生物技术中的伦理问题(1）克隆人①分类a．生殖性克隆是指以繁殖个体为目的，即用于产生人类个体。
b．治疗性克隆是指利用核移植技术获得克隆人胚胎,然后从胚胎中提取干细胞进行医学研究,是利用克隆技术产生特定细胞和组织(皮肤、神经或肌肉等）用于治疗性移植.②中国政府态度：禁止生殖性克隆，不反对治疗性克隆.(2）试管婴儿与设计试管婴儿①试管婴儿：运用体外受精和胚胎移植技术繁殖个体，目的是解决不孕夫妇的生育问题.②设计试管婴儿：体外受精获得的胚胎在移植前进行遗传学诊断，以便筛选出符合特定要求的胚胎。
注意点生殖性克隆和治疗性克隆的比较项目生殖性克隆治疗性克隆区别目的用于生育、产生新个体治疗人类疾病水平个体水平细胞水平联系都属于无性生殖；产生新个体或新组织，遗传信息相同重难点1 动物细胞培养与动物体细胞核移植续表动物细胞培养动物体细胞核移植应用①生产生物制品②用于基因工程③检测有毒物质①加速家畜遗传改良进程，促进良种繁育②保护濒危物种③生产医用蛋白④提供克隆器官、组织等易错警示动物细胞培养和核移植技术的理解误区(1）动物细胞培养中两次使用胰蛋白酶的作用不同：第一次用胰蛋白酶处理剪碎的组织使之分散成单个细胞，第二次使贴壁细胞从瓶壁上脱落下来。
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体内的
细胞，从小鼠体内提取分离该细胞之前，应
给小鼠注射效应__B___________类物质。 常用（__2__）__d_过___程__是_或一_个____抗____原_______________的__诱过导程。，该过程的进行
(3)假设仅考虑某两个细细胞胞融合的融合，则可形成 种类 型培养的C，细D胞细聚，胞乙因二的醇此名需称用是___灭__活__的__病，_培毒其养特基点筛是选出D细胞3用于 _____________________________选_择__性_________。
单克隆抗体最主要的优点：特异 性强，灵敏度高，并能大量制备。
抗体的传统生产方法 抗原 反复注射动物 从动物的血清中分离抗体
该法制备抗体的缺点：
产量低、纯度低，且抗体的特异性差、灵敏度 低。 如何解决这个问题呢？ 单克隆抗体！
⑵用于治疗疾病和运载药物 ①特异性强、灵敏度高 生物导弹——单克隆抗体＋抗癌药物 ②疗效高、毒副作用小
杂交瘤细胞特点： 既能产生特异性抗 体，又能大量增殖。
（二选）：选 能产生所需专 一抗体的杂交 瘤细胞
体外培养 小鼠腹腔内培养
获得产生相应 抗体的B细胞
√ B-B 、B-瘤 、瘤-瘤
（未融合的B、瘤）
（一选）选择 性培养基：只 有杂交瘤细胞 才能存活
2.3单克隆抗体的应用
诊断试剂——最广泛应用 准确、高效、简易、快速
杂交瘤细胞
既能无限增殖又能产生特异性抗体
(4)在培养时通过___有__丝___分裂方式大量繁殖。D细胞体 外培养需要注意的条件是（要求答5项） __________________________________。 无菌、无毒的环境；充足的营养；适宜的温度和pH；适宜 的气（体5）环单境克隆抗体在疾病的诊断、治疗和预防方面，与 常规抗体相比，其特点是_________________。
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（5）（2007宁夏理综）现有A和B两个肉牛品种，A品种牛的细胞组成可表示为A细胞核、A细胞质，B品种牛则为B细胞核、B细胞质。
①如果要获得一头克隆牛，使其细胞由A细胞核和B细胞质组成，基本步骤是，从A品种牛体内取出体细胞，进行_________。
然后再从培养细胞中取出_________注入B品种牛的_________细胞（通过_________去除细胞核），经过某_________或_________些激活重组细胞，可形成胚胎，该胚胎被称为_________，将该胚胎移入代孕母牛的_________中，通过培育可达到目的。
③克隆牛的产生说明
娃”诞生和地面实验如
____________________________。
B淋巴细胞和T淋巴细胞都是由
细胞形成的。
这种相同细胞的后代,在形态、结构和生理功能上产生稳定差异的过程,叫做__ ____。
鼠的淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合后,在培养时通过_____（有丝/减数）。
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学习指导案
间
[问题]细胞胞核移植技术的意义是什么？
①可以快速繁殖动物；②属于无性繁殖，可保持优良性状。
3.、动物细胞融合
3.1诱导融合的方法：
灭活的病毒，如：灭活的仙台病毒。
化学物质，如：聚乙二醇物理方法，电激等3.2动物细胞融合的原理
3.3动物细胞融合最重要的用途是：制备单克隆抗体
4、单克隆抗体
4.1 单克隆抗体的制备绘制流程图
理解应用
绘制流程图
边提问
边展示
创设情境
激发兴趣
提问
分析流程
图
5种细胞
2次筛选
2种培养
2种应用
10
15
4.2单克隆抗体的优点：
与常规抗体相比，单克隆抗体产量高，特异性强，灵敏度高，优越性十分明显。
4.3应用主要有：
（1）作为诊断试剂
（2）用于治疗疾病和运载药物：作为载体，运载抗癌药物，形成“生物导弹”治疗肿瘤。
高三生物一轮复习动物细胞工程(4)
领域发挥大作用。
5.诱导多能干细胞（iPS细胞） （1）胚胎干细胞的局限性： 胚胎干细胞必须从_胚__胎__中获取 ，涉及_伦_理__问__题__,因而限制了在医学上的应用。
（2）诱导多能干细胞概念： 通过体外诱导小鼠成纤维细胞，获得了类似胚胎干细胞的一种细胞，称为诱导
细胞株 从原代培养细胞群中筛选出进行传代培养的细胞，能传到40-50代，其遗传物质
没有发生变化。
细胞系 传到40-50代后有部分细胞遗传物质发生了变化，具有癌细胞的特点，失去
接触抑制，可能在培养条件下无限制的传代下去。
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。
三、干细胞培养及其应用
动物细胞培养
动物细胞 动物细胞融合技术与单克隆抗体
工程
动物细胞核移植技术
克隆动物
一、动物细胞培养
1.动物细胞培养概念：指从动物体中取出相关的组织，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。2.动物细胞培
养的原理：细胞增殖（有丝分裂）。3.动物细胞培养的地位：动物细胞工程的基础。
上皮细胞
肌细胞
神经细胞
4.干细胞的应用 （1）应用原理：有着自我更新能力及分化潜能的干细胞，与组织、 器官的发育、再生和修复等密切相关。 （2）应用实例： 造血干细胞：治疗白血病及一些恶性肿瘤放疗或化疗后引起的 造血系统、免疫系统功能障碍等疾病
神经干细胞：治疗神经组织损伤和神经系统退行性疾病（如帕 金森病、阿尔茨海默病等）
多能干细胞，简称iPS细胞。
诱导方法：①将特定基因或特定蛋白导入细胞（成纤维细胞以及已分化的T细胞、 B细胞均可）；
2.2动物细胞工程复习课
③长时间处理当然会损伤细胞，控制好时间。
问题3：如何区分原代培养与传代培养；细胞株与细胞系？ 分装前的初次培养为原代培养，分装后的培养为传代培养。 遗传物质未发生改变的为细胞株，遗传物质发生改变的为细胞系。 问题4：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？
植物组织培养 技术把D培养成植株。 （3）若A、B是动物细胞，一般取自 幼龄_动__物_的_ 组织、器官或胚胎 ， 然后用 胰蛋白酶 使其分散开来；由A、B到C的过程中，常用的不同于植物细胞
融合的手段是 灭__活__的__病__毒_诱导，所形成的D称为 杂__种__细__胞____ ，A、B融 合为C的过程说明了细胞膜具有 流动性 。 （4）若该过程是制备单克隆抗体，A为小鼠效应B细胞，那么，在获得此细胞之 前，小鼠已经被注射了 抗原 。注射后小鼠身体发生了相应的免疫反应，生成 了 效_应__B_细__胞_ 、记忆细胞、抗体 ， 图中B为 骨__髓__瘤__细__胞____ 。 （5）若该过程仍是制备单克隆抗体，在A、B到C的过程中，所形成的C有 3 种， 用来培养的D细胞应该是 杂__交__瘤__细__胞_____ 。从中选择出它的方法是 用特__定__选_择__培__养__基 培养，获得D后，常用的培养方法是培养液中培养和 __小__鼠__腹__腔__内__增__殖________ 。
必须加入血清？
液体合成培养基：（糖、氨基酸）、促生长 因子、（水、无机盐、微量元素）等；通 常还需加入血浆、血清等天然成分。
3）温度和pH： 适宜的温度：人和哺乳动物细胞最适温度为
人教版高中生物选择性必修第3册 (基因工程) 动物细胞工程单元复习
教案真实问题【问题1】如何用于生理、病理等方面的研究？【讲述】问题提出的背景：研究发现，与正常甲状腺组织相比，NDRG2基因（后面简称N基因）在甲状腺髓样癌细胞中表达水平极低或不表达。
【引导设计实验】研究者推测甲状腺髓样癌的发生与发展可能与N基因的低表达有关。
如何设计实验来验证这一推测呢？请大家用体外培养的甲状腺髓样癌细胞为实验材料，从自变量的施加、因变量的检测和排除无关变量的影响三个方面，来思考一下实验思路。
【实验设计展示】【拓展知识】平板克隆形成实验和细胞划痕实验【演示】实验结果真实问题【问题2】疾病治疗中如何发挥单抗的作用？【讲述】问题提出的背景：埃博拉出血热以及埃博拉病毒【引导分析】科学家采集了多年前感染EV并已康复的甲、乙两人的血液，检测了抗EV-GP抗体的水平，结果如图1。
1.你认为该选择哪位康复者提供的血液来分离经免疫的B细胞制备单抗？2.你能简述一下大致流程么？科学家将制备的多种单抗分别与病毒混合，然后检测病毒对宿主细胞的感染率，得到如下结果。
1.EV表面的糖蛋白EV-GP是引起机体免疫应答的抗原，为何同一抗原会对应多种抗体？2.根据图示结果，你认为对病毒抑制效果最好的是哪两种单抗？3.在临床应用时，你希望上述两种抗体与EV-GP结合位点相同，还是不同？【实验步骤展示】【绘图引导分析】略【资料】，中国科学家分离得到三株抗EV-GP的单克隆抗真实问题【问题3】核移植在家畜遗传改良中的作用？【讲述】问题提出的背景：乳腺炎和口蹄疫是两种分别由细菌和病毒引起的危害奶牛养殖业的严重疾病。
研究者尝试将抗细菌的乳铁蛋白肽基因和抗病毒的人α干扰素基因转给奶牛，培育抗病的奶牛新品种。
【引导设计流程】如果你是研究者，培育思路是什么？会用到哪些生物技术？【培育流程展示】【提问】1.目的基因的受体细胞一般是什么细胞？如何将基因导入该细胞？2.研究者希望培育的转基因奶牛，能够在乳腺中特异性表达乳铁蛋白肽以抵抗乳腺炎，并且在全身细胞内表达人α干扰素以抵抗口蹄疫。
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7.体细胞核移植技术还存在什么问题？ ①成功率非常低； ②绝大多数克隆动物还存在健康问题
9.过程：
取供体细胞 供体细胞培养 取卵母细胞 培养到 MⅡ中期
卵母细胞去核
5.原代培养与传代培养有何区别 ? 将动物组织消化后的初次培养就是原代培养。 当原代培养的细胞贴满瓶壁后，用胰蛋白酶处理， 制成细胞悬浮液后再次分瓶继续培养就是传代培养 6.动物体细胞培养技术能将一个分化的体细胞培养 成为一个动物体吗？为什么？ 不能，因为高度分化的动物细胞丧失了发育成动 物体的能力。 7.为什么要将组织分散成了单个细胞再进行培养？ 单个细胞容易和周围环境进行物质交换——获得 营养物质、氧气等，排出代谢废物；
治疗性克隆（P49） 需要胚胎移植吗？
克隆人与治疗性克隆的区别
属于个体水平，目的产生新个体，而治疗性克 隆则属于细胞（或组织、器官）水平，目的是 治疗疾病。
动物细胞融合技术
1.过程：
动物细胞 A 动物细胞 B 诱导方法 成功标志
诱导，融合 （膜融合、质融合） 2个完整的 杂交细胞AB 有丝分裂 （核融合）
2.单克隆抗体的应用：
单克隆抗体的优点：特异性强、灵敏度高
１.作为诊断试剂：准确识别各种抗原物质， 并与抗原特异性结合 优点：准确、高效、简易、快速 2.用于 治疗疾病：主要用于癌症治疗 运载药物：制成“生物导弹” 优点:疗效高、毒副作用小
免疫 经过免疫的 注射抗原 B淋巴细胞
骨髓瘤 细胞
单 克 隆 抗 体 的 制 备 过 程 ：
注意：动物细胞的融合也需要把多个两种细胞放 在一起，让它们随机融合后，再从中筛选杂交细 胞
2.意义：突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交成 为可能。 3.应用：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
特别是利用杂交瘤技术制造单克隆抗体
植物体细胞杂交和动物细胞融合的比较 比较项 目 原理 融合前 处理 诱导融 合方法 用途 植物体细胞杂交 动物细胞融合
动物细胞培养技术流程
动 单 细 物 个 加培养液 胞 剪碎 组 胰蛋白酶 细 悬 织 胞 液 贴 壁 生 长 分 接触抑制 瓶 培 养
原代培养 10 代 细 胞 50 不 代 少数癌变 死 细 畸形分化 细 胞 胞
少数
传代培养
8.怎样将动物组织分散成单个的细胞？ 将组织剪碎，再用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理。 9.胰蛋白酶的作用是什么呢？细胞间隙主要含有 什么物质成份？ 胰蛋白酶将动物组织细胞间隙中的蛋白质分解， 使细胞分散开。 10.为何要定期用胰蛋白酶使细胞从瓶壁上脱离下 来？ 当贴壁细胞生长到表面相互接触时，细胞就会停 止分裂增殖—细胞出现接触抑制。 11.细胞贴壁生长对培养容器有何要求？ 培养瓶的内表面要光滑、无毒、易于贴附。
诱导细胞融合
动物 细胞 融合 技术 动物 细胞 培养 技术 杂交细胞 筛选 杂交瘤细胞 筛选 特异性杂交瘤细胞 体外或体内 细胞培养 杂交瘤细胞系 提取 单克隆抗体
特点：既能产生专一 抗体又能大量繁殖
特点：特异性强灵敏 度高可大量制备
细胞膜的流动性 植物细胞全能性 去除细胞壁后诱 导原生质体融合 离心、振荡、电 刺激、聚乙二醇
获得植物新品种
细胞膜的流动性 使细胞分散后 诱导细胞融合
离心、振荡、电 刺激、聚乙二醇 灭活的病毒 制备单克隆抗体
1.单克隆抗体制备过程
注射抗原的目的是什么
诱导其融合的方法有哪些？
单 克 隆 抗 体
融合后培养液中有几种细胞
4.体细胞核移植获得高产奶牛过程中，利用了哪 些现代生物技术手段？ 动物细胞培养技术、显微操作技术、核移植技术、 动物细胞融合技术、胚胎移植技术、 5.你认为用上述体细胞核移植方法生产的克隆动 物，是对体细胞供体动物进行了100%的复制吗？ 否。绝大部分DNA来自于供体细胞核，但线粒体中 的DNA是来自于受体卵母细胞。 6.体细胞核移植技术有哪些应用前景？（4）
动 物 细 胞 培 养 过 程
加入培养液
细胞悬液
细胞贴壁
接触抑制
适宜条件 原代培养 用胰蛋白酶等 处理贴壁细胞 传代培养 原代培养 传代培养 不死性细胞
动物细胞核移植技术
1.什么是动物细胞核移植？ 将动物的一个细胞核，移入一个已经去掉细胞核 的卵母细胞中，使其重组并发育成为一个新的胚 胎，新的胚胎最终发育为动物个体（克隆动物）。 2.动物细胞核移植的原理与类型？ 动物细胞核的全能性 胚胎细胞核移植和体细胞核移植 3.为什么用于核移植的供体细胞一般都选用传代 10代以内的细胞？ 10代以内的细胞一般能保持正常的二倍体核型。
12.传代培养为何要保持10代以内？
以保持细胞正常的二倍体核型 13.在体外培养动物细胞需要什么物质和环境条件？ 无菌无毒环境、充足营养（血清或血浆）、温度 14. 动物细胞培养有何应用价值？（ 3） 和 PH 、气体环境（ O2和CO2作用、方法） ①.大规模生产生物制品，如病毒疫苗、干扰素、 单克隆抗体等； ②.药性、毒性检测； ③.培养基因工程中的受体细胞
动物细胞工程
动物细胞培养（基础） 动物细胞核移植 动物细胞融合 单克隆抗体制备
动物细胞培养技术
1.动物细胞工程的基础是什么？ 动物细胞培养技术 2.动物细胞培养的基本原理是什么？ 细胞的增殖 3.动物细胞培养液的主要成分是什么？
通常含有葡萄糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、 微量元素、动物血清等。 4.进行动物细胞培养的材料一般有何特点？原因？ 一般取胚胎组织或幼龄动物的组织做动物细胞培 养。因为胚胎组织或幼龄动物的组织的细胞分化 程度低，分裂能力强。
15、植物组织培养和动物细胞培养的比较
比较项目 植物组织培养 细胞的全能性 动物细胞培养 细胞增殖
原理
培养基性质 培养基特有成分
固体培养基
蔗糖、植物 激素 植株 快速繁殖、培育 无病毒植株等
液体培养基
葡萄糖、动物 血清
培养结果
培养目的
大量细胞
获得细胞或 细胞产物
动物组织块
幼龄动物的器官组织；动物胚胎 胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分 散成单个细胞
电刺激
显微注射
供体细胞注入去核的卵母细胞 重组细胞
物理或化学激活
重组胚胎 代孕母牛 生出与供体遗传物质基本相同的个体
8、克隆人引发的伦理问题、安全性问题
违反人类伦理道德；冲击现有婚姻、家庭和两 性关系等传统的伦理道德观； 克隆技术还不成熟，克隆人可能存在健康问题； 就算身体健康，心理上、社会地位上也难以健 全。
怎样筛选出杂交瘤细胞，杂交 瘤细胞有何优点 为何要进行克隆化培养和专 一抗体检测，多次筛选 大量增殖杂交瘤细胞获得单 克隆抗体的方法
过程： B淋巴细胞
骨髓瘤细胞
诱导 融合
B-B细胞 B-瘤细胞 瘤-瘤细胞
选择培养
杂交瘤细胞 （ B-瘤细胞）
克隆化培养 抗体检测
产生所需抗 体的杂交瘤 细胞
体外培养 单克隆抗体 小鼠腹腔内增殖