2.2《动物细胞工程》课件(新人教版选修3)(经典动画)
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人教版高中生物选修三2.2《动物细胞工程》课件 (共11张PPT)
概念 细胞核、去核卵母细胞、动物个体
过程 原理 细胞核的全能性
应用
卵母细胞采集、培养
MⅡ期卵母细胞 去核 去核卵母细胞
供体细胞注入 去核卵母细胞
体细胞培养 供体牛
胚胎 电激处理使供 体核进入受体 移植 代孕母牛 卵母细胞构建 重组胚胎
克隆牛
动物组织块 幼龄动物的器官组织;动物胚胎
动 物 细 胞 培 养
植物组织培养和动物细胞培养的比较
比较项目
原理 培养基性质 培养基特有成分
植物组织培养
动物细胞培养
细胞的全能性 固体培养基
细胞增殖 液体培养基
培养结果
培养目的
蔗糖、植物激素 葡萄糖、动物血清 植物体 细胞株、细胞 系 快速繁殖、培育 获得细胞或 无病毒植株等 细胞产物
动 物 体 细 胞 核 移 植
制备单克隆抗体
1、常规抗体获得的方法及其特点 2、单克隆抗体制备的原理 ◆ 利用 B淋巴细胞 产生特异性抗体的功能。 ◆ 利用 骨髓瘤细胞 无限增殖的特性。 动物细胞融合 ◆ 利用 技术将两种细胞融合获得 杂交瘤细胞。 动物细胞培养 ◆ 利用 技术大量培养杂交瘤细胞。 3、单克隆抗体的制备 4、单克隆抗体的应用
细胞贴壁 胰蛋白酶处理
细胞悬液
接触抑制 原代培养
传代培养 原代培养
细胞株 细胞系 传代培养
植物细胞杂交与动物细胞杂交的比较
比较项目 细胞融合原理 植物体细胞杂交 动物细胞融合
细胞膜的流动性
细胞膜的流动性 胰蛋白酶
使用的酶
诱导方法
纤维素酶、果胶酶
主要用途
物理(离心、振荡、 物理、化学方法 电刺激) (同左) 化学(聚乙二醇) 灭活的病毒 获得杂种植株 制备单克隆抗工程 常用 技术
高中生物选修3(人教版)动物细胞工程课件
2021/10/10
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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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2.2 动物细胞工程 课件 人教版高中生物选修三高中生物精品公开课
2.2 动物细胞工程
一、教学目标 1.简述动物细胞培养的过程、条件及 应用。 2.简述通过动物体细胞核移植技术克 隆动物的过程和应用前景。 3.举例说出动物细胞融合与单克隆抗 体的原理和应用。
二、教学重点和难点 1.教学重点 (1)动物细胞培养的过程及条件。 (2)用动物体细胞核移植技术克隆动物的过程。 (3)单克隆抗体的制备和应用。 2.教学难点 (1) 用动物体细胞核移植技术克隆动物的过程。 (2) 单克隆抗体的制备过程。
小结
2.2.2 动物细胞融 合与单克隆抗体
动物细胞融合
两个或多个动物细胞结合形成一 个细胞的过程,也称细胞杂交。
诱导融合因素:
失去感染能 力,但不破 坏抗原结构
聚乙二醇(PEG)、灭活病毒、电激
意义:
突破了有性杂交方法的局限,使远缘 杂交成为可能 为制造单克隆抗体开辟了新途径(杂 交瘤技术)
95%空气 +5%CO2
动物细胞培养技术的应用
动物 细胞 培养
生物制品
基因工程 受体细胞
病毒疫苗 干扰素 单克隆抗体
检测有毒 物质
生理、病理、 药理研究
海拉细胞系是源自一位美国黑人 妇女海瑞塔‧拉克斯的宫颈癌细 胞的细胞系。一位外科医生从她 的肿瘤上取下组织样本,并在实 验室中进行培养,至今仍被不间 断的培养。
分离抗体
单克隆抗体的制备
既能迅速大量 繁殖,又能产 生专一抗体只有杂交来自 细胞可活几种 组合?
腹水
可以利用次 黄嘌呤(H) 和胸腺嘧啶 核苷酸(T) 合成DNA, 但不能连续
分裂
可连续分裂 但DNA合成 被氨基喋呤 (A)阻断, 且有代谢缺 陷,不能利 用H和T合成
DNA
运用细胞工程技术获得单克隆抗体时, 下列操作不必要的是( D ) A.对小动物注射抗原 B.融合并筛选杂交瘤细胞 C.培养杂交瘤细胞 D.将胰蛋白酶注入小鼠腹腔
一、教学目标 1.简述动物细胞培养的过程、条件及 应用。 2.简述通过动物体细胞核移植技术克 隆动物的过程和应用前景。 3.举例说出动物细胞融合与单克隆抗 体的原理和应用。
二、教学重点和难点 1.教学重点 (1)动物细胞培养的过程及条件。 (2)用动物体细胞核移植技术克隆动物的过程。 (3)单克隆抗体的制备和应用。 2.教学难点 (1) 用动物体细胞核移植技术克隆动物的过程。 (2) 单克隆抗体的制备过程。
小结
2.2.2 动物细胞融 合与单克隆抗体
动物细胞融合
两个或多个动物细胞结合形成一 个细胞的过程,也称细胞杂交。
诱导融合因素:
失去感染能 力,但不破 坏抗原结构
聚乙二醇(PEG)、灭活病毒、电激
意义:
突破了有性杂交方法的局限,使远缘 杂交成为可能 为制造单克隆抗体开辟了新途径(杂 交瘤技术)
95%空气 +5%CO2
动物细胞培养技术的应用
动物 细胞 培养
生物制品
基因工程 受体细胞
病毒疫苗 干扰素 单克隆抗体
检测有毒 物质
生理、病理、 药理研究
海拉细胞系是源自一位美国黑人 妇女海瑞塔‧拉克斯的宫颈癌细 胞的细胞系。一位外科医生从她 的肿瘤上取下组织样本,并在实 验室中进行培养,至今仍被不间 断的培养。
分离抗体
单克隆抗体的制备
既能迅速大量 繁殖,又能产 生专一抗体只有杂交来自 细胞可活几种 组合?
腹水
可以利用次 黄嘌呤(H) 和胸腺嘧啶 核苷酸(T) 合成DNA, 但不能连续
分裂
可连续分裂 但DNA合成 被氨基喋呤 (A)阻断, 且有代谢缺 陷,不能利 用H和T合成
DNA
运用细胞工程技术获得单克隆抗体时, 下列操作不必要的是( D ) A.对小动物注射抗原 B.融合并筛选杂交瘤细胞 C.培养杂交瘤细胞 D.将胰蛋白酶注入小鼠腹腔
2.2动物细胞工程课件-高二下学期生物人教版(2019)选择性必修3
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
2.2《动物细胞工程》PPT课件(新人教版-选修3)
提 问
1.其由何种细胞产生? 2.主要分布在哪里? 3.如何得到抗体?
?
1。抗原
刺激 动物体内
效应B
抗体
2。特异性差、纯度低;
产量低、反应不够灵敏 效应B 抗体 抗体不纯 筛选单一效应B细胞 不能增值产生大量抗体
抗原
抗原不纯
刺激动物体内
-化学性质单一、特异性强的抗体。 设计方案: 一个B淋巴细胞--只分泌一种特异性抗体 小鼠骨髓瘤细胞--能无限增殖
动物体细胞大都生 活在液体的环境
(1)液体培养基 与植物培养基相比其特点是:
(2)含有动物血清
植物细胞和动物细胞培养的比较
比较项目 植物组织培养 动物细胞培养
原理
培养基性质 培养基特有成分
细胞的全能性 固体培养基 蔗糖、植物 激素
细胞增殖 液体培养基 葡萄糖、动 物血清
培养结果
培养目的
植物体
快速繁殖、培育 无病毒植株等
3.动物细胞生长特性:
• 细胞贴壁: 悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上, 称为细胞贴壁。 要求: 培养瓶或培养皿的内表面光滑、无毒、易于贴 附。 细胞的接触抑制: 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。
Байду номын сангаас
4.过程:
5.如何界定原代培养和传代培养;细胞株和细胞 系? 随细胞增多,细胞就会停止分裂增殖
提问:
植物细胞工程常用的技术手段有哪些?
植物组织培养, 植物体细胞杂交
动物细胞工程常用的技术手段:
动物细胞培养、 动物细胞核移植、 动物细胞融合、 单克隆抗体 动物细胞培养技术是其他动物细胞工程技术的基础。
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单克隆抗体的制备
2.根据阿根廷科学家米尔斯坦和德国科学家 柯勒设计的 实验方案,回答下列问题: • 实验目的:制备单克隆抗体. • 实验原理:
B淋巴细胞能产生抗体,骨髓瘤细胞能无 限增殖,杂交瘤细胞既能产生抗体又能无 限增殖。 • 实验材料:小白鼠 • 实验器材:培养皿、针筒等等。 • 实验过程:?
传代培养 (subculture)
• 定义:当原代培养的细胞生长停止,这 时如果要使细胞继续生长,就要及时用 胰蛋白酶等,使细胞从瓶壁上解离下来, 然后加入新的培养液,将细胞分离稀释, 并从原培养瓶内转接到新的培养瓶内, 这个过程称传代培养
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,带有癌变的特点,可能在培养条件下 无限制的传代下去,这种传代细胞称为细胞系。 细胞株和细胞系的区别: 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。
离体培养的细胞对 微生物和有毒物质 没有防御能力
动物细胞培养技术的应用
(1)生产蛋白生物制品:病毒疫苗、干扰素、 单克隆抗体等。 (2)作为基因工程的受体细胞 (3)获得大量自身的皮肤细胞,用于植皮。
(4)用于检测有毒物质
(5)用于生理、病理、药理等方面的研究, 为治疗和预防疾病提供理论依据
6、植物细胞和动物细胞培养的比较
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,形成杂交细胞
(细胞膜具有一定的流动性)
植物、动物细胞融合的比较
比较项目 细胞融合的原理 细胞融合的方法 诱导方法 植物体细胞杂交 动物细胞融合 细胞膜的流动性、 细胞膜的流动性 植物细胞全能性 去除细胞壁后诱 使细胞分散后诱 导原生质体融合 导细胞融合 物理(离心、振 荡、电刺激) 获得杂种植株 物理、化学方法 (同左)
比较项目 原理 培养基性质 培养基特有成分 培养结果 培养目的 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
A母绵羊
B母绵羊
多 莉 羊 的 培 育 过 程
• 思考:
(1)请概括单克隆抗体的概念 (2)根据阿根廷科学家米尔斯坦和德国科学家柯勒设计的 实验 方案,思考实验过程与 备过程中应用哪些细胞 工程技术手段?制备过程为何要经过两 次筛选?
1.概括单克隆抗体的概念 单:单个细胞
克隆:无性繁殖 抗体:化学性质单一、特异 性强
化学(聚乙二醇) 灭活的病毒 用 途 主要用于制备 单克隆抗体
2、诱导动物细胞融合的方法
物理法
化学法 紫外线 生物法:仙台病毒
丧失感染活性 (不感染细胞) 保留融合活性 (诱导细胞融合)
3、动物细胞融合的用途
制备单克隆抗体
单克隆抗体
提出问题:长期以来,人们为了获得抗体,采用的是 把某种抗原反复注射到动物体内,然后从动物血清中 分离出所需抗体的方法。用这种方法获得的抗体,不 仅产量低,而且抗体的特异性差,纯度低,反应不够 灵敏。
知识点小结:各个新名词之间的联系
随细胞增多,细胞就会停止分裂增殖
细胞株 细胞系 遗传物质改变
细胞悬 浮液
培养瓶 中培养
原代培养
50代 细胞
传代培养
无限传 代
多数组织细胞固定在表面 生长和分裂。
动物细胞培养条件
1、无菌、无毒的环境 (添加一定量的抗生素,定期更换培养液) 2、营养 (葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、动物血 清、微量元素等) 保证细胞顺利 3、温度和PH 的生长增殖 温度36.5+0.5度,pH7.2~7.4 能否用胃蛋白酶 4、气体环境 代替胰蛋白酶? O2和CO2(95%空气和5% CO2 )
单克隆抗体的制备 抗原 小鼠 B淋巴细胞
骨髓瘤细胞
细胞融合, 筛选
杂交瘤细胞 细胞培养
筛选,继续培养 体外培养 体内培养
单克隆抗体
3、单克隆抗体的应用
(1)作为诊断试剂——最广泛应用
准确、高效、简易、快速
(如同位素标记 单克隆抗体,可 诊断肿瘤、心血 管畸形等)
(2)运载药物
生物导弹=单克隆抗体+药物,治疗肿瘤)
(“生物导弹” —单抗导向,药物为弹头)
有梦想,才会有创造!
生物种间杂交想像图 已成功的动物细胞融合实例有很多,如人—小鼠、人— 兔、人—鸡、鼠—兔、鸡—鼠等上百种融合细胞。甚至已 成功完成了酵母菌—鸡 、人—胡萝卜 等细胞的融合。 想了解更多信息,可通过网络、电视、杂志等途径关注 细胞融合和单克隆抗体的最新信息。
回顾:
植物细胞工程常用的技术手段有哪些? 植物组织培养 植物体细胞杂交
动物细胞工程
(一).动物细胞培养
(二).细胞核、胚胎移植 (三).动物细胞融合
(四).单克隆抗体
动物细胞培养过程:
动物胚胎或幼龄动 胰蛋白酶 单个细胞 细胞 制成 悬液 物的组织、器官 剪碎
增殖能力强,分裂旺盛,分化 细胞系 程度低,容易培养
去掉组织间 蛋白
加培养液
细胞株
部分细胞“癌 变”,无限传代
原 代 培 养
细 胞 贴 壁 培养瓶 中培养
细胞 动物细胞培养不能 最终培养成动物体
50代细胞
剥离、分瓶 传代培养
动物细胞培养过程中几个重要的概念
(1)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:培养瓶或培养皿的内表面 光滑、无毒、易于贴附。
总结:
①植物组织培养是植物细胞工程技术的 基础。 ②动物细胞培养 是各种动物细胞工程 技术的基础。 ③为达到特定的目的,许多细胞工程 技术往往需要同时运用。
(2)接触抑制: 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。
动物细胞培养特点:贴壁生长、接触抑制:
原代培养 (primary culture)
• 定义:指将要培养的动物细胞取出后,先用 胰蛋白酶等使组织分散成单个细胞,然后配 制成一定浓度的细胞悬液,再将该悬液放入 培养瓶中培养。 •过程:从动物机体中取出组织 剪碎 加胰蛋白酶 细胞游离 制成细胞悬液 将细胞接种到培养瓶内 培养(1--2天 换一次培养液) 细胞贴壁生长 长成单 层细胞
卵细胞
细胞拆合技术
细胞质 细胞核
乳腺细胞
细胞核移植
融合后的卵细胞 卵裂 早期胚胎 胚胎移植
细胞核 移植
C母绵羊子宫 妊娠 分娩 多莉羊
材料1: 1970年,有两位科学家做了一个人—鼠细胞融合的实验,以 证明细胞膜的流动性。那么,如何实现人—鼠细胞的融合,动物细胞融 合后还有什么用途呢?
人-鼠(想像图)