高三生物一輪復(fù)習(xí)課件12.2動物細(xì)胞工程

生物一輪復(fù)習(xí)第十二單元

細(xì)胞工程第2講

動物細(xì)胞工程考點1動物細(xì)胞培養(yǎng)和體細(xì)胞核移植考點2動物細(xì)胞融合與單克隆抗體的制備動物細(xì)胞工程的基礎(chǔ)1動物細(xì)胞培養(yǎng)和體細(xì)胞核移植一、動物細(xì)胞培養(yǎng)動物細(xì)胞培養(yǎng)是從動物體中取出相關(guān)的組織,將它分散成單個細(xì)胞，然后在適宜的培養(yǎng)條件下,讓這些細(xì)胞生長和增殖的技術(shù)。動物細(xì)胞培養(yǎng)所需的基本條件其他條件營養(yǎng)條件糖類、氨基酸、無機(jī)鹽、維生素?zé)o菌、無毒的環(huán)境適宜的溫度、pH和滲透壓適宜的氣體環(huán)境2、動物細(xì)胞培養(yǎng)的條件：(教材P43)1、概念：培養(yǎng)動物細(xì)胞一般使用液體培養(yǎng)基，也稱培養(yǎng)液。動物細(xì)胞培養(yǎng)——條件營養(yǎng)①無機(jī)物：無機(jī)鹽等②有機(jī)物：糖類、氨基酸、維生素、_____等無菌、無毒環(huán)境①對培養(yǎng)液和所有培養(yǎng)用具進(jìn)行滅菌處理②在無菌環(huán)境下進(jìn)行操作③定期更換_______，以便清除代謝物，防止代謝物積累對細(xì)胞自身造成危害溫度、pH和滲透壓①溫度：哺乳動物細(xì)胞多以_____________為宜②pH：多數(shù)動物細(xì)胞生存的適宜pH為_________氣體環(huán)境血清培養(yǎng)液36.5±0.5℃7.2～7.495%空氣和5%CO2滿足細(xì)胞對未知營養(yǎng)成分的需求培養(yǎng)過程加一定量的抗生素殺菌培養(yǎng)裝置:培養(yǎng)皿

或

松蓋培養(yǎng)瓶CO2培養(yǎng)箱置于可以用胃蛋白酶處理嗎？不可以，pH不適宜。用胰蛋白酶、膠原蛋白酶等處理，去掉組織間蛋白，將組織分散成單個細(xì)胞動物組織處理后的初次培養(yǎng)當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長到表面相互接觸時，細(xì)胞通常會停止分裂增殖。取動物組織制成細(xì)胞懸液放入CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)轉(zhuǎn)入培養(yǎng)液進(jìn)行原代培養(yǎng)體外培養(yǎng)的動物細(xì)胞懸浮生長類：會因細(xì)胞密度過大、有害代謝物積累和培養(yǎng)液中營養(yǎng)物質(zhì)缺乏等因素而分裂受阻。貼壁生長類：（大多數(shù)）除受以上因素影響外，還會發(fā)生接觸抑制現(xiàn)象。一般取材于動物胚胎或幼齡動物的組織、器官，原因：細(xì)胞分化程度低，增殖能力強(qiáng)，容易培養(yǎng)。原因：a.從動物體取出的成塊組織中，細(xì)胞與細(xì)胞靠在一起，彼此限制了生長和增殖；b.能使細(xì)胞與培養(yǎng)液充分接觸，更易進(jìn)行物質(zhì)交換。保證細(xì)胞所需的營養(yǎng)物質(zhì)的供應(yīng)及有害產(chǎn)物的及時排出。3、動物細(xì)胞培養(yǎng)的過程：分瓶后的細(xì)胞培養(yǎng)取動物組織制成細(xì)胞懸液放入CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)轉(zhuǎn)入培養(yǎng)液進(jìn)行原代培養(yǎng)放入CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)傳代培養(yǎng)懸浮生長類：直接用離心法收集貼壁生長類：重新用胰蛋白酶等處理，使之分散成單個細(xì)胞，然后再用離心法收集。將收集的細(xì)胞制成細(xì)胞懸液，分瓶培養(yǎng)。01動物細(xì)胞培養(yǎng)【知識拓展】植物組織培養(yǎng)和動物細(xì)胞培養(yǎng)的比較比較項目植物組織培養(yǎng)動物細(xì)胞培養(yǎng)原理植物細(xì)胞的全能性細(xì)胞增殖培養(yǎng)基性質(zhì)固體培養(yǎng)基液體培養(yǎng)基培養(yǎng)基特有成分蔗糖、植物激素葡萄糖、動物血清培養(yǎng)結(jié)果植物體細(xì)胞群體培養(yǎng)目的快速繁殖、作物脫毒等獲得細(xì)胞或細(xì)胞產(chǎn)物(情景探究)如圖為動物細(xì)胞培養(yǎng)過程中細(xì)胞增殖情況的變化曲線，圖中B、E兩點表示經(jīng)篩選、分裝后繼續(xù)培養(yǎng)。據(jù)圖分析：(1)原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)的分界點是圖中哪個點？(2)AB段和DE段繁殖速度緩慢的原因是什么？(3)E點后的細(xì)胞大多數(shù)具有異倍體核型，這樣的細(xì)胞有什么特點？B點之前：原代培養(yǎng)，之后：傳代培養(yǎng)。AB段發(fā)生了接觸抑制；DE段細(xì)胞大部分衰老失去分裂能力。E點后的細(xì)胞屬于細(xì)胞系，能無限增殖。大本3139二、干細(xì)胞培養(yǎng)及其應(yīng)用1.干細(xì)胞的概念：2.干細(xì)胞的來源：3.干細(xì)胞的類型：

動物和人體內(nèi)保留的具有分裂和分化能力的細(xì)胞。在一定的條件下，干細(xì)胞可以分化成其他類型的細(xì)胞。早期胚胎、骨髓和臍帶血等多種組織和器官中。教材P46—4710早期胚胎中具有分化為成年動物體內(nèi)的任何一種類型的細(xì)胞，并進(jìn)一步形成機(jī)體的所有組織和器官甚至個體的潛能。胚胎干細(xì)胞分布特點應(yīng)用實例

在體外分化成心肌細(xì)胞、神經(jīng)元細(xì)胞和造血干細(xì)胞等局限性必須從胚胎中獲取，涉及倫理問題；因而限制了在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用。ES細(xì)胞11成體組織或器官內(nèi)造血干細(xì)胞（骨髓、外周血和臍帶血中）神經(jīng)干細(xì)胞（神經(jīng)系統(tǒng)中）精原干細(xì)胞（睪丸中）具有組織特異性，只能分化成特定的細(xì)胞或組織，不具有發(fā)育成完整個體的能力成體干細(xì)胞分布舉例特點應(yīng)用實例治療神經(jīng)組織損傷和神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾?。ㄈ缗两鹕　柎暮Ｄ〉龋┲委煱籽〖耙恍盒阅[瘤放療或化療后引起的造血系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)功能障礙等疾病造血干細(xì)胞→神經(jīng)干細(xì)胞→治療細(xì)胞損傷造成的疾病12通過體外誘導(dǎo)小鼠成纖維細(xì)胞得到的類似胚胎干細(xì)胞的一種細(xì)胞①將特定基因或特定蛋白導(dǎo)入細(xì)胞

（成纖維細(xì)胞、已分化的T細(xì)胞、B細(xì)胞）誘導(dǎo)多能干細(xì)胞概念制備方法應(yīng)用優(yōu)點②用小分子化合物誘導(dǎo)形成。①誘導(dǎo)過程無須破壞胚胎；②iPS細(xì)胞可以來源于病人自身的體細(xì)胞，將它移植回病人體內(nèi)后，理論上可以避免免疫排斥反應(yīng)。可治療鐮狀細(xì)胞貧血癥；在治療阿爾茲海默病、心血管疾病等領(lǐng)域的研究也取得了新進(jìn)展iPS細(xì)胞1．下列關(guān)于動物細(xì)胞培養(yǎng)的敘述，不正確的是(

)A．傳代培養(yǎng)時需要用胰蛋白酶處理貼壁生長的細(xì)胞B．體外培養(yǎng)的大多數(shù)細(xì)胞能夠懸浮在培養(yǎng)液中生長C．癌細(xì)胞在培養(yǎng)瓶中不會出現(xiàn)接觸抑制現(xiàn)象D．動物細(xì)胞培養(yǎng)一般需要使用CO2培養(yǎng)箱B2．下列有關(guān)干細(xì)胞的敘述，錯誤的是(

)A．干細(xì)胞是具有分裂和分化能力的細(xì)胞B．造血干細(xì)胞可定向誘導(dǎo)分化成機(jī)體所有種類的細(xì)胞C．胚胎干細(xì)胞在飼養(yǎng)層細(xì)胞上培養(yǎng)能夠維持不分化的狀態(tài)D．移植胚胎干細(xì)胞可使退化的組織得以修復(fù)并恢復(fù)正常功能B大本313相互接觸接觸抑制一胰蛋白酶和膠原蛋白酶衰老甚至死亡不死性降低減少大本314活細(xì)胞的細(xì)胞膜具有選擇透過性，大分子染料不能進(jìn)入活細(xì)胞內(nèi)中冷凍(或超低溫、液氮)

酶新陳代謝①概念分析A.供體：動物一個細(xì)胞的

。B.受體：去掉細(xì)胞核的

。C.結(jié)果：重新組合的細(xì)胞發(fā)育成

，繼而發(fā)育成動物個體。D.原理：

。②哺乳動物核移植類型：

細(xì)胞核移植和體細(xì)胞核移植。細(xì)胞核卵母細(xì)胞新胚胎動物體細(xì)胞核具有全能性胚胎1、動物細(xì)胞核移植技術(shù)三、動物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動物2、體細(xì)胞核移植的過程MⅡ去核卵母①動物核移植技術(shù)的理論基礎(chǔ)(原理)是什么？克隆動物屬于有性生殖還是無性繁殖？動物體細(xì)胞核的全能性。克隆動物屬于無性繁殖。②為什么體細(xì)胞核移植較胚胎細(xì)胞核移植更困難？由于動物胚胎細(xì)胞分化程度低，表現(xiàn)全能性相對容易；而動物體細(xì)胞分化程度高，表現(xiàn)全能性十分困難。因此動物體細(xì)胞核移植的難度就明顯高于胚胎細(xì)胞核移植。④為什么不是取供體細(xì)胞核進(jìn)行核移植操作，而是將供體細(xì)胞整個注入去核卵母細(xì)胞中？保證供核不被破壞，對卵母細(xì)胞損傷較小，操作也方便。⑤在體細(xì)胞的細(xì)胞核移植到受體卵母細(xì)胞之前，為什么必須先去掉受體卵母細(xì)胞的核？③受體細(xì)胞為什么選用卵母細(xì)胞？體積大，易操作；營養(yǎng)物質(zhì)豐富；含有激發(fā)細(xì)胞核全能性的物質(zhì)。2、體細(xì)胞核移植的過程保證核移植的胚胎或動物的核遺傳物質(zhì)全部來自供體細(xì)胞。⑥從遺傳物質(zhì)的角度來分析，克隆動物是對體細(xì)胞供體動物進(jìn)行了100%的復(fù)制嗎？克隆動物細(xì)胞核的遺傳物質(zhì)來自供體動物，但細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)同時來自供體細(xì)胞和受體卵母細(xì)胞；3、體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景(1)應(yīng)用前景①畜牧生產(chǎn)中：加速家畜遺傳改良進(jìn)程，促進(jìn)優(yōu)良畜群繁育。②醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域：轉(zhuǎn)基因克隆動物作為生物反應(yīng)器，生產(chǎn)醫(yī)用蛋白。③治療人類疾病：轉(zhuǎn)基因克隆動物細(xì)胞、組織和器官作為異種移植的供體等。④使人類更深入地了解胚胎發(fā)育及衰老過程。⑤保護(hù)瀕危物種方面：增加動物的存活數(shù)量。(2)存在問題①體細(xì)胞核移植技術(shù)的成功率非常低。②研究相對落后。③克隆動物存在健康問題，表現(xiàn)出遺傳和生理缺陷等。4．克隆羊的成功轟動世界，它不僅奠定了疾病克隆性治療的基礎(chǔ)，又解決了器官移植中供體不足的問題，同時也給人類帶來了一些過去尚未遇到的問題。如圖為人類對克隆羊技術(shù)的拓展和應(yīng)用，請據(jù)圖回答：(1)圖中所涉及的現(xiàn)代生物技術(shù)有____________

和__________等。若讓動物1能夠產(chǎn)生出人體胰島素，還需要的技術(shù)是____________。(2)圖中兩個克隆動物長大后，各方面特征與雄性動物相同，這說明________具有全能性。(3)使用培養(yǎng)基進(jìn)行胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)時，培養(yǎng)基中除了加入一些必要的營養(yǎng)成分外，通常要加入________等天然成分，除了保證被培養(yǎng)細(xì)胞處于無菌、無毒及充足氧氣的環(huán)境中，還需要保證細(xì)胞生活所需的____________。(4)圖中“從內(nèi)細(xì)胞團(tuán)到胚胎干細(xì)胞”的培養(yǎng)過程中，一般用________處理內(nèi)細(xì)胞團(tuán)，使之分散成單個細(xì)胞。動物細(xì)胞核移植胚胎移植基因工程體細(xì)胞核血清、血漿溫度和pH胰蛋白酶2動物細(xì)胞融合與單克隆抗體的制備溫故而知新：實驗：人——鼠細(xì)胞熒光標(biāo)記融合實驗2201一、動物細(xì)胞融合技術(shù)使兩個或多個動物細(xì)胞結(jié)合形成一個細(xì)胞的技術(shù)。形成具有原來兩個或多個細(xì)胞的遺傳信息的雜交細(xì)胞

細(xì)胞膜具有一定的流動性1、概念：4、結(jié)果：2、原理：3、誘導(dǎo)方式物理法：電融合法化學(xué)法：聚乙二醇（PEG)生物法：滅活病毒誘導(dǎo)法與植物原生質(zhì)體融合的方法相同——動物細(xì)胞融合特有突破了有性雜交方法的局限，使遠(yuǎn)緣雜交成為可能。成為研究細(xì)胞遺傳、細(xì)胞免疫、腫瘤和生物新品種培育等的重要手段，為制造單克隆抗體開辟了新途徑。5、意義：2301滅活病毒誘導(dǎo)細(xì)胞融合的原理滅活：指用物理或化學(xué)手段使病毒失去感染能力（不感染細(xì)胞），但是并不破壞病毒的抗原結(jié)構(gòu)（誘導(dǎo)細(xì)胞融合）。

病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能夠與細(xì)胞膜上的糖蛋白發(fā)生作用，使細(xì)胞互相凝聚，細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)分子和脂質(zhì)分子重新排布，細(xì)胞膜打開，細(xì)胞發(fā)生融合?！就卣埂?．(選擇性必修3P48相關(guān)信息)病毒滅活的含義是什么？P314植物體細(xì)胞雜交動物細(xì)胞融合原理細(xì)胞融合前的處理方法誘導(dǎo)細(xì)胞融合的方法細(xì)胞融合成功的標(biāo)志主要用途意義細(xì)胞膜具有一定的流動性、植物細(xì)胞的全能性細(xì)胞膜具有一定的流動性用果膠酶和纖維素酶去除細(xì)胞壁用胰蛋白酶或膠原蛋白酶使細(xì)胞分散成單個細(xì)胞電融合法、離心法；聚乙二醇（PEG）融合法、高Ca2+-高pH融合法PEG融合法、電融合法、滅活病毒誘導(dǎo)法再生出細(xì)胞壁細(xì)胞核的融合獲得完整的雜種植株主要用于制造單克隆抗體打破生殖隔離，實現(xiàn)遠(yuǎn)緣雜交育種，培育植物新品種突破了有性雜交的局限，使遠(yuǎn)緣雜交成為可能8、動物細(xì)胞融合和植物體細(xì)胞雜交的比較課堂歸納①方法:向動物體內(nèi)反復(fù)注射

,使動物產(chǎn)生抗體,然后從動物血清中分離所需抗體。1.傳統(tǒng)獲得抗體的方法和缺點:②缺點:用這種方法制備的抗體

。某種抗原產(chǎn)量低、純度低,而且特異性差①每一個B淋巴細(xì)胞只分泌一種特異性抗體。②骨髓瘤細(xì)胞能在體外大量增殖。③雜交瘤細(xì)胞既能迅速大量增殖,又能產(chǎn)生足夠數(shù)量的特定抗體。2.單克隆抗體的制備原理:二、單克隆抗體1）圖中給小鼠注射特定的抗原蛋白，其目的是什么？刺激機(jī)體發(fā)生免疫應(yīng)答，從而產(chǎn)生特定的B淋巴細(xì)胞。2）若僅考慮細(xì)胞的兩兩融合，在獲取雜交瘤細(xì)胞的過程中，篩選淘汰的細(xì)胞有幾種類型？3、單克隆抗體的制備過程B－B融合細(xì)胞、瘤－瘤融合細(xì)胞4、優(yōu)點：5、用途：特異性強(qiáng)、靈敏度高，可大量制備。作為診斷試劑；用于治療疾病和運載藥物。思考·討論資料1:用抗人絨毛膜促性腺激素單克隆抗體做成的“早早孕診斷試劑盒”在妊娠第8天就可以做出診斷，這比原來的診斷方法提前了10d左右，可以避免孕婦在不知道妊娠的情況下因服用藥物而對胎兒造成不利影響。該方法檢測的準(zhǔn)確率在90%以上。1．下圖是抗HCG（人絨毛膜促性腺激素）單克隆抗體制備流程示意圖，請分析回答：(1)制備單克隆抗體利用的生物學(xué)技術(shù)有

和

。(2)用特定的選擇培養(yǎng)基對乙篩選，所得細(xì)胞丙的特點是

，對丙檢測篩選得到丁，所采用操作技術(shù)依據(jù)的原理是

。(3)懷孕女性尿液中的HCG會與驗孕試紙上的相應(yīng)抗體結(jié)合。將試紙有MAX標(biāo)志線的一端插入尿液后平放，若有HCG，則HCG會隨尿液向右擴(kuò)散，與包埋在標(biāo)志線右側(cè)的被顯色劑標(biāo)記的抗HCG抗體1發(fā)生特異性結(jié)合，形成復(fù)合體后繼續(xù)隨尿液向右擴(kuò)散至檢測線外，與固定于此的抗體2結(jié)合成新的復(fù)合體而在此處顯色。對照線區(qū)域的抗體3也會捕獲上述抗體1而顯示出顏色。若女性已懷孕，則她尿檢時顯色的是

(填“檢測線”對照線”或“檢測線和對照線”)。動物細(xì)胞培養(yǎng)

動物細(xì)胞融合抗原—抗體雜交檢測線和對照線既能無限增殖又能產(chǎn)生抗體ADC的作用機(jī)制示意圖①ADC②③④溶酶體裂解釋放藥物⑤細(xì)胞凋亡脂質(zhì)體給藥高效

低毒

靶向抗腫瘤藥物載體：阿霉素脂質(zhì)體和順鉑脂質(zhì)體已在國外上市。②運載藥物應(yīng)用如圖為制備單克隆抗體和多克隆抗體的示意圖，據(jù)圖分析：(2)與多克隆抗體相比，單克隆抗體的優(yōu)點有哪些？(3)圖中第一次篩選和第二次篩選的目的有何不同？單克隆抗體的優(yōu)點是特異性強(qiáng)、靈敏度高，可大量制備。第一次篩選