动物细胞工程课件.ppt
动物细胞工程
1 授课时间 2012年3
月18日 授课班级 1020（二楼阴面） 授课
教师 王丽红
周次 第五周 课时 周日、第二节 课题 动物细胞培养与核移植技术
教学目标 1.知识目标：简述动物细胞培养的过程、条件及其应用；简述克隆动物的概念含义和基本原理；简述体细胞核移植技术和动物克隆技术，以及应用前景。
2.技能目标：尝试进行动物细胞的培养。
3.情感目标：认同细胞核移植技术在克隆动物方面的应用。
重点 1．动物细胞培养的基本过程与条件。
2．用动物体细胞核移植技术克隆动物的过程。
难点 1．动物细胞培养的基本条件。
2．原代培养与传代培养的区别
教学方法 讲述、讨论、自主探究、学生练习
教
学
过
程
【课前预习】
1．动物细胞工程包括哪些技术手段？其中哪项技术是动物细胞工程的基础？
2．动物细胞培养包括哪些基本步骤？什么是克隆？
【导学诱思】
动物细胞工程常用的技术手段有动物细胞培养、动物细胞核移植、动物细胞融合、生产单克隆抗体等，其中动物细胞培养技术是其他动物细胞工程技术的基础。
【知识归纳】
一、动物细胞培养：
1.动物细胞培养的概念：
是指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。用于培养的动物细胞与组织大多取自动物胚胎或出生后不久的幼龄动物的器官或组织。
【分析】动物细胞培养的材料大多取自动物胚胎或幼龄动物的器官或组织，这是因为动物细胞培养的主要目的就是让动物细胞进行增殖，而动物胚胎或幼龄动物的器官或组织细胞增殖能力非常旺盛。
2.基本过程：
学生活动1：阅读课本图2—16及44-45页下面的两段文字，结合所学知识，思考以下问题：（1）在动物细胞培养的过程中所用的工具酶是什么？它有什么作用？能否用胃蛋白酶代替？
【分析】在动物细胞培养的过程中所用的工具酶是胰蛋白酶，它的主要作用是将动物组织分散成单个细胞，另外，在传代培养的过程中，利用胰蛋白酶处理还可以将动物细胞从培养瓶上脱落下来。由于胰蛋白酶与胃蛋白酶的最适宜PH条件不同，故不能用胃蛋白酶代替。（胃蛋白酶的最适宜PH=2，胰蛋白酶的最适宜PH=8）
动物细胞工程 2
1 动物细胞工程
第一章 动物细胞工程概论
一、动物细胞工程的概念
1.动物细胞工程的定义
动物细胞工程是应用细胞生物学和分子生物学的技术方法对动物细胞进行各种操作并使其在体外生长、增殖、分化以生产有用产品或引向成体化（产生新型生物个体）的技术体系，是生物技术（生物工程）的重要组成部分。狭义细胞工程指对细胞个体进行的各种操作，广义的细胞工程包括对细胞、组织、器官所进行的各种操作。
2.动物细胞工程研究的主要内容
以狭义细胞工程为主，兼顾组织、器官工程等内容的研究。
(1)狭义细胞工程 ：研究体外分离、培养、增殖、分化动物细胞的条件以及保存、操作及利用动物细胞的工艺技术体系。
(2)组织工程：研究体外培养、增殖动物组织的条件以及保存、操作及利用动物组织的工艺技术体系。
(3)器官工程：研究体外培养、增殖器官的条件以及保存、操作及利用动物器官的工艺技术体系。
(4)动物胚胎工程：研究动物胚胎生产、保存、操作及移植的工艺技术体系。
3.动物细胞工程研究的意义
(1)是动物繁殖的重要技术手段 加快动物繁殖速度：A.体外受精生产胚胎 B.胚胎移植生产动物
(2)是人类辅助生殖技术的重要组成部分 体外受精—胚胎移植技术，可以克服雄性不育和雌性不孕；
(3)是动物遗传育种的重要技术手段 对精子或卵子进行遗传操作，或利用细胞融合、胚胎嵌合技术可以使若干个动物性状进行有机组合，产生新的生物个体；
(4)生产药物 直接培养细胞或组织，从细胞或组织代谢物中直接获得药物;对细胞进行遗传操作，生产转基因动物，利用转基因动物生产药物（生物反应器）；
(5)保存珍惜动物资源 由于动物克隆技术的成功，保存细胞、组织、胚胎，就意味着保存一个生命个体，保存细胞、组织、胚胎，就意味着保存一个生物种群
(6)提供人类器官移植的材料 人类器官移植发展很快，目前可以进行心脏、肝、肾脏移植，可以进行皮肤、角膜、骨髓细胞移植。
12-2 植物和动物细胞工程
12.2 植物和动物细胞工程
考点一 植物细胞工程
1．细胞工程的概念
2．植物组织培养技术
(1)理论基础——植物细胞的全能性
概念 细胞经分裂和分化后，仍然具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能
原理 细胞内含有本物种的全部遗传信息
全能性表
达条件 具有完整的细胞结构，处于离体状态，提供一定的营养、激素和其他适宜外界条件
(2)概念：是指将离体的植物器官、组织或细胞等，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其形成完整植株的技术。
(3)操作流程
接种外植体 →诱导愈伤组织 →诱导生芽 →诱导生根 →移栽成活
(4)操作实例——菊花的组织培养
3．植物体细胞杂交技术
(1)概念：将不同来源的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新植物体的技术。
(2)原理：体细胞杂交利用了细胞膜的流动性，杂种细胞培育成杂种植株利用了植物细胞的全能性。
(3)操作过程
(4)意义：打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，培育植物新品种等。
4．植物细胞工程的应用
(1)植物繁殖的新途径 (2)作物新品种的培育
(3)细胞产物的工厂化生产
①次生代谢物：是一类小分子有机化合物，在植物抗病、抗虫等方面发挥作用，也是很多药物、香料和色素等的重要来源。
②细胞产物的工厂化生产：人们利用植物细胞培养来获得目标产物的过程。
③植物细胞培养：是指在离体条件下对单个植物细胞或细胞团进行培养使其增殖的技术。
[概念检测]
(1)棉花根尖细胞经诱导形成幼苗能体现细胞全能性。(√)
(2)愈伤组织是外植体经脱分化和再分化后形成的。(×)
(3)在愈伤组织培养中加入细胞融合的诱导剂，可获得染色体加倍的细胞。(×)
(4)再生出细胞壁是植物体细胞原生质体融合成功的标志。(√)
[教材拾遗]
1．(教材P38)将两个不同种的植物细胞A和B去除细胞壁后，经一定的方法促融，只考虑两两融合，可以形成几种融合细胞？哪种融合细胞才是符合要求的？下一步该如何处理？
2023届高考生物二轮复习专题9 考点2 植物细胞工程和动物细胞工程-讲义(通用版)
第 1 页 共 10 页 考点二 植物细胞工程和动物细胞工程
1．植物组织培养的过程——原理：植物细胞的全能性
(1)植物组织培养中添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压。
(2)脱分化阶段不需要光，再分化阶段需要光。
(3)生长素与细胞分裂素的比值高时，促进根的分化、抑制芽的形成；比值低时，促进芽的分化、抑制根的形成。
(4)体内细胞未表现全能性的原因：基因的表达具有选择性。
2．植物体细胞杂交技术——原理：植物细胞的全能性、细胞膜的流动性
3．针对二类目标(试管苗、细胞产物)的培养流程
4．动物细胞培养(以贴壁细胞为例)——原理：细胞增殖
(1)动物细胞培养过程
第 2 页 共 10 页 ①动物细胞培养中两次使用胰蛋白酶的作用不同：第一次：处理剪碎的组织，使其分散成单个细胞；第二次：使贴壁生长的细胞从瓶壁上脱落下来。
②保障无菌、无毒的措施：对培养液和培养用具进行灭菌处理及在无菌条件下进行操作，定期更换培养液。
③区分原代培养和传代培养的关键是是否分瓶培养。
(2)干细胞
5．单克隆抗体的制备——原理：细胞膜的流动性、细胞的增殖
(1)3种细胞特点不同：①B淋巴细胞：能分泌抗体，不能大量增殖。②骨髓瘤细胞：能大量增殖，不能分泌抗体。③杂交瘤细胞：既能分泌抗体，又能大量增殖。
(2)2次筛选目的不同：①第1次：获得杂交瘤细胞。
②第2次：获得能分泌所需特异性抗体的杂交瘤细胞。 第 3 页 共 10 页 6．动物体细胞核移植技术——原理：动物细胞核的全能性
(1)核移植获得的克隆动物与提供细胞核的亲本性状可能不同的三个原因：①克隆动物遗传物质来自两个亲本。②发育过程中可能发生基因突变或染色体变异。③外界环境可能引起不可遗传的变异。
(2)克隆动物的产生是无性繁殖，而试管动物则是在体外受精形成受精卵，由受精卵发育成的个体，因此属于有性繁殖。
1．(2017·海南，31)甲、乙两名同学分别以某种植物的绿色叶片和白色花瓣为材料，利用植物组织培养技术繁殖该植物。回答下列问题：
动物细胞工程 3
课时课题： 专题二 动物细胞工程 1课时
课 型： 复习课
教学目标 1．动物细胞培养技术（知道）
2．动物细胞融合技术（知道）
3．单克隆抗体的制备及应用（知道）
重 点 单克隆抗体
难 点 单克隆抗体的制备过程
教 法 与 学 法 归纳总结、提问、讲解、分析、练习巩固
教 具 多媒体课件
教 学 流 程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
课前预习
要求学生依据教材独立、自主完成《高考总复习》P252动物细胞工程“基础导学” 依教材，完成“基础导学” 目标导学：通过处理导学案，让学生先处理相关的基础知识
一、
针对标纲，确立目标
二、
自主梳【考纲解读】
1.动物的细胞培养与体细胞克隆 Ⅰ
2.细胞融合与单克隆抗体 Ⅱ
解读：
主要包括动物体细胞克隆的生物学理论基础、发展历程、主要操作过程；动物细胞培养的主要操作过程；细胞融合和单克隆抗体的制备方法、单克隆抗体的应用。
【命题分析】
1.动物细胞培养的过程及影响因素一直是高考命题的热点，如2011上海卷T15,2010浙江卷T4,2009山东卷T35。
2.动物细胞培养是动物细胞工程的基础，结合细胞融
合、单克隆抗体制备考查动物细胞培养仍将是高考
命题的重点。
出示近几年各地针对本节的高考题：
(2010·浙江高考)下列关于动物细胞培养的叙述，正确的是 ( )
A．培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞
B．克隆培养法培养过程中多数细胞的基因型会发生改变
C．二倍体细胞的传代培养次数通常是无限的 明确本节课的任务目标。
试做高考原题，体验高考。
结合课前
目标导学
了解高考方向，明确本知识在高考中的难易程度。
为复习本节课提供依据。
理，构建网络
【目标导学】
三、
疑难点拨，典题辨析
【知识精讲】
D．恶性细胞系的细胞可进行传代培养
动物细胞工程的基础
动物细胞工程的基础
动物细胞工程是一门多学科交叉的学科，利用多种生物和应用技术，用于模拟和改造动物细胞以及细胞的表观特征、基因组特征等。
它能够改变动物特性，从而辅助动物生产型改良、药物研究和重大资源利用；以及对人类健康的直接或间接的功能和机制的研究。
动物细胞工程的基础包括细胞外因素技术、基因改造技术、模拟细胞培养技术和转基因技术等。细胞外因素技术包括化学药物、激素和气体共存条件的优化，以及促进蛋白质组学调控等；基因改造技术包括对基因组、转录组和表观遗传调控等进行设计修改；模拟细胞培养技术包括使用多种动物细胞和细胞构件，在获得期望功能的同时，控制其形成三维空间结构；转基因技术包括综合利用多种转基因技术，调节其特性和功能。通过动物细胞工程技术，人们可以深入了解动物的生物学机制，研究动物如何开发出适应这个复杂环境的生物学能力，以及细胞与器官间的相互作用。
动物细胞工程 4
动物细胞工程
动物细胞工程常用的技术手段有动物细胞培养、动物细胞核移植、动物细胞融合、生产单克隆抗体等，其中动物细胞培养技术是其他动物细胞工程技术的基础。
动物细胞培养和核移植技术
动物细胞培养
动物细胞培养就是从动物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。
动物细胞培养的过程：
（1） 将组织分散成许多单个细胞（方法：从健康动物体内取出组织块，剪碎，用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理一段时间，这样组织就会分散成单个细胞）
（2） 用培养液将分散的细胞稀释制成细胞悬液
（3） 将细胞悬液放入培养瓶内，置于适当环境中培养（悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上，称为细胞贴壁。培养贴附性细胞时，细胞要能够贴附于底物上才能生长增殖，这就要求培养瓶或培养皿的内表面光滑、无毒，易于贴附。以后，细胞进行有丝分裂。数量不断增多，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。人们通常将底物组织消化后的初次培养称为原代培养。）
（4） 贴壁细胞用胰蛋白酶处理分散成单个细胞，制成细胞悬液，分瓶继续培养，让细胞继续增殖。（传代培养。传代培养的细胞一般传至10代后就不易传下去了。一般来说，细胞在传至10~50代左右时，增殖会逐渐缓慢，这时部分细胞的细胞核型可能会发生变化。当继续传代培养时，少部分细胞虎克服细胞寿命的自然极限，获得不死性，这些细胞已经发生了突变，正在朝着等同于癌细胞的方向发展。目前使用的或冷冻保存的正常细胞通常为十代以内，以保持细胞正常的二倍体核型。）
动物细胞培养的条件
（1） 无菌、无毒的环境：即对培养液和所有培养用具进行无菌处理。通常还要在细胞培养液中添加一定量的抗生素，以防培养过程中的污染。此外，应定期更换培养液，以便清除代谢产物，防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害
（2） 营养：细胞体外培养所需营养物质与体内基本相同，例如，需要有糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等。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营养基。称为合成培养基。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。
动物细胞工程制药
动物细胞工程制药
导语
动物细胞工程制药是一种利用动物细胞进行生物制药的技术。该技术已经取得了显著的进展，并在医药领域发挥着重要作用。本文将介绍动物细胞工程制药的原理、应用和前景。 一、动物细胞工程制药的原理
动物细胞工程制药是利用动物细胞系统表达和生产药物的一种技术。其主要原理包括以下几个步骤：
1. 动物细胞培养：首先需要选择合适的动物细胞系，并进行培养。常见的动物细胞系包括CHO细胞、HEK293细胞等。细胞培养的条件包括培养基、培养温度、培养时间等。
2. 基因克隆和转染：将药物的基因通过基因克隆技术导入到动物细胞中，使其具有产生目标药物的能力。转染的方式包括质粒转染、病毒转染等。
3. 细胞培养和增殖：转染后的细胞需要在培养条件下进行生长和增殖。通常会添加适当的生长因子和培养基来促进细胞的生长。
4. 产物分离和提纯：最后，通过适当的方法分离和提纯目标药物，可以使用离心、超滤、层析等技术进行分离纯化。 二、动物细胞工程制药的应用
动物细胞工程制药已经广泛应用于医药领域，为药物的研发和生产提供了重要的技术支持。其主要应用包括以下几个方面：
1. 蛋白质药物生产：利用动物细胞工程制药技术可以生产多种重要的蛋白质药物，如抗体、细胞因子等。这些蛋白质药物在治疗癌症、免疫性疾病等方面具有重要作用。
2. 疫苗生产：动物细胞工程制药技术也可以用于疫苗的生产。通过导入相应的病原体基因到动物细胞中，使其产生病原体相关的抗原，从而制备疫苗。
3. 基因治疗：动物细胞工程制药技术还可以用于基因治疗。通过将目标基因导入到患者的细胞中，实现对基因相关疾病的治疗。
4. 抗病毒药物：某些动物细胞工程技术还可以用于抗病毒药物的生产。通过将抗病毒基因导入到动物细胞中，使其产生抗病毒蛋白，从而对抗病毒感染。 三、动物细胞工程制药的前景
随着基因工程和生物技术的不断发展，动物细胞工程制药在未来的前景十分广阔。以下是动物细胞工程制药的一些未来发展趋势：
动物细胞工程(2)
高三生物一轮复习导学提纲(38)
选修三：动物细胞工程
班级______ 学号_____ 姓名____________
学习目标：
细胞融合与单克隆抗体（A）
知识结构：
自主预习：
1.动物细胞融合和植物原生质体融合比较，特殊性表现在 ( )
A．融合的原因 B．融合的优点 C．融合的诱导手段 D．融合的过程
2.制备单克隆抗体所采用的细胞工程技术包括 ( )
①细胞培养 ②细胞融合 ③胚胎移植 ④细胞核移植
A．①② B．①③ C．②③ D．③④
3.下列是应用动物细胞工程获取单克隆抗X抗体的具体操作步骤，其中对单克隆抗体制备的相关叙述错误的是 ( )
①从患骨髓瘤的小鼠体内获取骨髓瘤细胞 ②将X抗原注入小鼠体内，获得能产生抗X抗体的B淋巴细胞 ③将杂交瘤细胞注入小鼠腹腔内培养 ④筛选出能产生抗X抗体的杂交瘤细胞 ⑤利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞 ⑥从小鼠腹水中提取抗体 ⑦利用促细胞融合因子促使细胞融合
A．实验顺序应该是①②⑦⑤④③⑥ B．③过程产生多个杂交瘤细胞的过程称为克隆
C．⑦过程获得的细胞均可无限增殖
D．利用细胞融合生产单克隆抗体过程中通常要经过两次筛选
典型例题：
4.（06 广东)单克隆抗体技术在疾病诊断和治疗以及生命科学研究中具有广泛的应用。下列关于单克隆抗体的叙述，错误的是
A．特异性强、灵敏度高 B．与抗癌药物结合可制成“生物导弹”
C．体外培养B淋巴细胞可大量分泌单克隆抗体
D．由效应B细胞与骨髓瘤细胞融合而成的杂交瘤细胞分泌
高考生物三轮复习回归教材 ：选择性必修3之细胞工程
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高考生物三轮复习回归教材 ：选择性必修3之细胞工程
细胞工程是指应用细胞生物学、分子生物学和发育生物学等多学科的原理和方法，通过细胞器、细胞或组织水平上的操作，有目的地获得特定的细胞、组织、器官、个体或其产品的一门综合性的生物工程。
植物细胞工程：植物组织培养、植物体细胞杂交
动物细胞工程：动物细胞培养、动物细胞融合、动物细胞核移植
第1节 植物细胞工程
一、植物组织培养
（一）原理
1、细胞的全能性：
①定义：细胞经分裂和分化后，仍然具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能，即细胞具有全能性。②在植物体内，细胞只能表现出分化现象，不能表现出全能性。③细胞分化的根本原因：在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会选择性地表达。④细胞表现出全能性的根本原因：细胞中含有一种生物的全部遗传物质。
2、植物激素的调节
植物激素中生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素，它们的浓度、比例等都会影响植物细胞的发育方向。将愈伤组织接种到含有特定激素的培养基上，就可以诱导其再分化成胚状体，长出芽和根，进而发育成完整的植株。
（二）过程
1、植物组织培养的一般的过程
离体的植物器官、组织、细胞
脱分化（失去其特有的结构和功能、转变成未分化的细胞的过程）
愈伤组织（无定形的薄壁组织团块）
再分化（先诱导生芽；再诱导生根）
试管苗
移栽
植株
2、菊花的组织培养过程
菊花的幼茎段（外植体）：消毒（①流水冲洗②酒精消毒（30s）③无菌水冲洗④次氯酸钠溶液（30min）⑤无菌水冲洗）、切段、接种（不要倒插，形态学上端在上）、封瓶口
脱分化（脱分化培养基；18~22℃；避光）
愈伤组织
再分化（先诱导生芽；再诱导生根）；每日适当时间和强度的光照
试管苗
先移植到消过毒的蛭石或珍珠岩中壮苗，然后再移栽入土。
植株
二、植物体细胞杂交
（一）原理：细胞膜的流动性、植物细胞的全能性
（二）过程
制备原生质体（纤维素酶和果胶酶）、诱导原生质体融合（物理法：电融合法、离心法；化学法：聚乙二醇（PEG）融合法高Ca2+-高pH融合法）、再生出细胞壁、把杂种细胞培育成杂种植物、选择与移栽