2.2动物细胞工程
2.2 动物细胞工程(第2课时 动物细胞融合技术与单克隆抗体)
2.2 动物细胞工程第2课时动物细胞融合技术与单克隆抗体一、单选题1.下图为某生物技术的操作过程,有关叙述错误的是()A. 甲细胞可来自经免疫处理小鼠的脾脏中B. ①中可加入乙二醇以促进细胞融合过程C. ④可置于CO2培养箱中进行培养D. 该技术可用于研发相应的诊断试剂盒2.下图为某生物技术的操作过程,有关叙述错误..的是()A. 甲细胞为经免疫处理小鼠的脾细胞B. ①中可加入甘露醇以促进细胞融合过程C. ④应置于CO2培养箱中以提高细胞克隆形成率D. 该技术可研究相应抗原蛋白的结构、细胞学分布及其功能3.下列有关生物工程的说法正确的是()A. 单克隆抗体制备中使用的细胞是小鼠骨髓瘤细胞和卵细胞。
融合后得到的杂种细胞的特点是既能够无限分裂,又能产生专一性抗体。
B. 基因工程所用的工具有限制性内切酶、DNA连接酶、运载体。
C. 动物细胞培养时,如果缺少氨基酸供应,细胞一般会停留在细胞周期的分裂期。
D. 胚胎干细胞在功能上的最大特点是具有专能性,能分化为成年动物体内任何一种组织细胞4.下列有关制备单克隆抗体的叙述中,错误的是()A. 采用的细胞工程技术包括细胞培养和细胞融合B. 两次筛选的目的分别是筛选出杂交瘤细胞和筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞C. 要先用胃蛋白酶处理得到单个细胞,然后用诱导剂处理得到杂交瘤细胞D. 运用的生物学原理包括细胞分裂和细胞膜具有一定的流动性5.下列关于细胞工程的叙述,正确的是()A. 培养人的浆细胞能产生单克隆抗体B. 将动物组织分散成单个细胞需用胃蛋白酶处理C. 动物细胞融合与植物原生质体融合的基本原理不同D. 用于核移植的供体细胞一般都选用传代10代以内的细胞6.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. ①②B. ①③C. ②③D. ③④7.某同学在学习“细胞工程”时,列表比较了动植物细胞工程的有关内容,你认为有几处是不正确的()植物细胞工程动物细胞工程技术手段植物组织培养,植物体细胞杂交动物细胞培养融合,单克隆抗体的制备特殊处理机械法去除细胞壁胰蛋白酶处理,制成细胞悬液融合方法物理方法、化学方法物理方法、化学方法、生物方法典型应用人工种子、杂种植株单克隆抗体的制备培养液区别生长素和细胞分裂素影响愈伤组织的生长和分化动物血清不可缺少A. 1B. 2C. 3D. 48.下列关于动物细胞工程的叙述,正确的是()A. 生物导弹是用癌细胞的单克隆抗体杀死癌细胞B. 乳腺细胞比乳腺癌细胞更容易进行离体培养C. 细胞核移植主要在同种动物、同种组织的细胞之间进行D. 灭活病毒可使细胞相互凝聚并让细胞膜上的分子重新排布9.请据如图判断,下列说法不正确的是()A. 若a、b分别对应骨髓瘤细胞和B淋巴细胞,则d能产生单克隆抗体是b的遗传物质选择性表达的结果B. 若d形成有性杂交后代,则a和b融合形成d的过程叫受精作用C. 若d形成无性杂种植株,则采用了细胞工程中的核移植技术D. 若d形成无性杂种植株,由于杂种细胞具有双亲叶绿体,则可能培育出比有性杂交品种光合作用性能更好的植株10.如图为杂交瘤细胞制备示意图。
高二生物2.2动物细胞工程(第1课时)学案
第2章细胞工程第2节动物细胞工程(第1课时)【学习目标】1.认同动物细胞培养是模拟体内生理条件在体外进行的培养,由此分析、推出培养动物细胞需要满足的基本条件。
2.尝试建构动物细胞培养基本流程。
3.认同动物细胞培养是动物细胞工程的基础。
4.简述干细胞的应用;通过探讨干细胞在临床上的应用所产生的效益与风险,理性看待生物技术的应用,增强社会责任感。
【重点难点】1.动物细胞培养的过程及条件。
2.干细胞在生物医学工程中的应用。
【学习新知】学习任务一动物细胞培养阅读教材43-45页,完成以下内容:活动1:通过“人造皮肤”事例,概述动物细胞培养的概念。
活动2:认同动物细胞培养是模拟体内生理条件在体外进行的培养,由此分析、推出培养动物细胞需要满足的基本条件。
(1)分析机体给体内的细胞提供了哪些适宜的条件使其能够维持正常的生命活动?(2)动细胞培养实际上是在体外模拟体内的生理条件进行的培养,你认为体外培养动物细胞需要满足哪些条件?活动3:尝试建构动物细胞培养基本流程。
(1)依据动物细胞培养的概念,初步建构动物细胞培养的流程。
(2)根据教材中“动物细胞培养的过程”的内容,并结合图2-12,思考、回答下列问题:①培养前为什么要将组织分散成单个细胞?②怎样将组织分散成单个细胞细胞?③培养一段时间分裂会受阻,这是为什么?怎样解决这一问题?④什么是细胞贴壁、接触抑制、原代培养、传代培养?(3)在分析、回答问题的基础上完善动物细胞培养的基本流程。
活动4:比较动物细胞培养与植物组织培养有什么相同和不同之处?活动5:完成[自学检测1][自学检测1]1.判断下列有关动物细胞培养的表述是否正确。
(1)培养环境中需要O2,不需要CO2。
()(2)动物细胞培养要经过脱分化形成愈伤组织。
()(3)培养液中通常含有糖类、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清。
()(4)培养瓶中的细胞均需要定期用胰蛋白酶处理,分瓶后才能继续增殖。
()(5)培养过程除需要无菌、无毒的环境外,还要定期更换培养液。
高中生物专题2细胞工程2.2动物细胞工程2.2.1动物细胞培养和核移植技术学案新人教版选修3
2.2.1 动物细胞培养和核移植技术[学习目标] 1.归纳动物细胞培养的过程、条件及应用。
2.归纳通过动物体细胞核移植技术克隆动物的过程及应用前景。
方式一2003年,四川少年小林点燃鞭炮,导致面部、四肢被严重烧伤并感染。
为了挽救儿子的生命,小林的爸爸、妈妈向医生恳求“割皮救儿”,烧伤整形科主任魏平最终同意进行这场罕见的亲体皮肤移植手术。
为了全覆盖孩子身体上被深度烧伤并发生感染的创面,医生把取自父子俩的皮肤全部剪成指甲盖大小的皮块,儿子和爸爸的皮肤相隔相嵌,估计父亲的皮肤至少能在其儿子身上存活半年甚至更长时间,这就给儿子自身皮肤的生长带来了生机,孩子的痊愈指日可待。
思考:1.小林在皮肤烧伤之后,很容易得病,为什么?2.选取植皮时,理论上选择谁的皮肤最好?为什么?3.自身的健康皮肤是有限的,能不能通过其他途径获得自身的皮肤?方式二古代神话里孙悟空用自己的汗毛变成无数个小孙悟空的离奇故事,表达了人类对复制自身的幻想。
1978年,美国科幻小说家罗维克(D.Rorvick)写了一本名叫《克隆人》(The Cloning of a man)的书,内容是一位富商将自己的体细胞核移植到一枚去核卵中,然后将其在体外卵裂成的胚胎移植到母体子宫中,经过足月的怀孕,最后生下了一个健康的男婴,这个男婴就是一个克隆人。
现在,克隆人已经不是科幻小说里的梦想,而是呼之欲出的现实。
由于克隆人可能带来复杂的后果,一些生物技术发达的国家,现在大都对此采取明令禁止或者严加限制的态度。
克隆人,真的如潘多拉盒子里的魔鬼一样可怕吗?我们应该怎样正确看待克隆技术呢?一、动物细胞工程和动物细胞的培养1.动物细胞工程2.动物细胞培养 (1)概念: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。
(2)过程动物组织块或器官――――――――――→剪碎胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)处理单个细胞――→加培养液细胞悬液――→初次培养原代培养―→传代培养。
高中生物选修三专题二 2.2 动物细胞工程
传代10-50代左右,增长缓慢以 至于完全停止,部分细胞核型可 能发生变化(遗传物质可能改变)40-50代细胞 继续传代培养少部分细胞获得 不死性,细胞突变,遗传物质 已经改变,等同于癌细胞。无限传代细 来自 系4、动物细胞培养条件
无菌、无毒的环境
离体培养的细胞对微生物和 有毒物质没有防御能力。 保证细胞顺利 的生长增殖
胰蛋白酶处理 单个细胞
细胞培养
动物细胞培养技术是其他动物细胞工程技术的基础
增殖能力强,分裂旺盛,分化程 度低,容易培养
动物组织细胞间隙中含 胚胎或幼龄动物器官组织 有一定量的蛋白质,将 取出组织 细胞网络起来形成具有 一定弹性和韧性的组织 剪碎 分散成细胞悬浮液利于培养 胰蛋白酶处理 和器官。
单个细胞 细胞悬液
2、下列属于动物细胞工程中的工具是 ( C) A.限制性内切酶 B.DNA连接酶 C.胰蛋白酶 D.果胶酶
3、下列属于动物细胞培养与植物组织培养 主要区别的是 A A.培养基成分不同 B.动物细胞培养不需要在无菌条件下进行 C.动物细胞可以传代培养,而植物细胞不能 D.动物细胞能够大量培养,而植物细胞只能 培养成植株
人耳鼠
在京展出的数天,尽管门票高达20元,但还是有将近20 万人,心甘情愿地掏钱一睹“人耳鼠”的风采。
人耳鼠的出现,透露了怎样的信息?
一、动物细胞培养
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。
人教版教学课件2.2 动物细胞工程
需抗体的细胞(很多种杂交瘤细胞),需经克隆化培
养和抗体检测,经多次筛选后就可获得足够数量的
能分泌所需抗体的细胞。
(4)2个培养提取场所
①体外培养——培养液提取。
②体内小鼠腹腔中培养——小鼠腹水中提取。
提醒
取相应B细胞前必需先注射相应抗原,形
象地说先“打针”,否则失败。 (5)原理:细胞膜的流动性和细胞增殖。 拓展提升 植物体细胞杂交和单克隆抗体的制备的比较
障碍,大大扩展杂交的亲本 组合范围 (2)克服有性杂交的母系遗 传现象、获得细胞质基因的 杂合子、研究细胞质遗传
(1)制备单克隆抗体 (2)诊断、治疗、预
防疾病。例如:单抗
诊断盒、“生物导
弹”治 疗癌症
对位训练
3.利用细胞工程方法,以SARS病毒核衣壳蛋白为抗 原制备出单克隆抗体。下列相关叙述正确的是 ( D ) A.用纯化的核衣壳蛋白反复注射到小鼠体内,产 生的血清抗体为单克隆抗体 B.体外培养单个B淋巴细胞可以获得大量针对SARS 病毒的单克隆抗体 C.将等量B淋巴细胞和骨髓瘤细胞混合,经PEG诱 导融合后的细胞均为杂交瘤细胞 D.利用该单克隆抗体与SARS病毒核衣壳蛋白特异 性结合的方法可诊断出病毒感染者
冷冻(或超低温、 (5)在细胞培养过程中,通常在________________ 液氮) 条件下保存细胞。因为在这种条件下,细 胞中 酶 的活性降低,细胞 新陈代谢 的速率降低。
(6)给患者移植经细胞培养形成的皮肤组织后,发
生了排斥现象,这是因为机体把移植的皮肤组织当
作 抗原 进行攻击。
考点二
动物体细胞核移植技ຫໍສະໝຸດ 与克隆动物植物体细胞杂交 动物细胞融合(单克隆抗体 的制备)
理论基础 细胞膜的流动性、细胞的 细胞膜的流动性、细胞增殖 (原理) 全能性 融合前 酶解法去除细胞壁(纤维 注射特定抗原,免疫处理正 处理 素酶、果胶酶) 常小鼠
选修3 专题2.2 动物细胞工程
【典例4】如图表示高等动、植物细胞融合 的部分过程,请据图回答: (1)若上图表示植物体细胞杂交的部分过程, 欲将丁细胞培育成植株,可选用 植物组织培养 ______________技术,这一技术的两个关 脱分化 再分化 键步骤是___________和________。
(2)若上图表示制备单克隆抗体的部分过程, 甲细胞为小鼠的骨髓瘤细胞,则乙细胞为 B淋巴细胞 _____________。在分离乙细胞之前,应对 小鼠进行的处理是 将抗原注射入小鼠体内 ________________________________。 过程①区别于植物细胞常用的诱导方法是 用灭活的病毒诱导 __________________,过程②可利用 特定的选择性 _____________培养基进行筛选,筛选得到 克隆化培养 的丁细胞还需进行___________和抗体检测, 经多次筛选,就可获得足够数量的能分泌 所需抗体的细胞。上述制备过程涉及到的 动物细胞融合、动物细胞培养 生物技术有_____________________。
【典例1】科学家通过转基因技术获得了含 有人生长激素基因的奶牛,如果要加速转 基因奶牛的繁育,可以对此转基因奶牛进 行克隆(如图所示),请结合图示回答下列 问题:
(1)在进行细胞培养时,要对取自转基因奶 牛的组织细胞进行分散处理,形成单个细胞, 胰蛋白 这个过程中需要利用________酶处理。 (2)用于核移植的供体细胞,一般都选用传 该种细胞代谢旺 代10代以内的细胞,原因是______________ 盛、分裂能力强,且遗传物质没有发生改变 ______________________________________
(5)将重组细胞在培养液中培养成的重组胚胎 移入受体母牛后,该母牛就会生出与供体奶 牛遗传物质相同的牛犊,但也不是100%的复 ①生物的性状受细胞核 制,原因最可能是______________________ 基因和细胞质基因共同控制; ______________________________________ ②生物的性状还受环境因素的影响 ______________________________________
高中生物说课稿高中生物2.2 动物细胞工程
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。
三、教学过程有了第一节的基础,学生对本节内容易于理解。
因此,本节教学采用讲授、自学、讨论等相结合的教学方法。
具体如下。
在动物细胞培养的教学中,可把这部分内容归纳成三个问题:(1)为什么要进行动物细胞的培养?(2)什么是动物细胞的培养?(3)怎样进行动物细胞的培养?第三个问题是本节课的重点。
关于动物细胞的培养过程,可参照教材中的动物细胞培养过程示意图进行讲解,讲解中要注意区分原代培养和传代培养这两个概念。
对于动物细胞培养的条件,则要从学生已有的内环境的知识出发,启发学生自己动脑思考这个问题,以加深对培养条件的理解。
在动物体细胞核移植技术及克隆动物的教学中,可首先让学生列举所知道的克隆动物,调动学生已有的知识。
随后可向学生提问:克隆动物的方法与植物组织培养一样吗?然后向学生说明目前动物体细胞克隆是通过核移植技术来实现的,以引入本节课的主题。
关于核移植技术发展简史,可让学生在课堂上阅读,本节课的重点和难点是在动物体细胞核移植技术过程,教材中选用了一个非常好的素材──以诞生在我国的高产克隆奶牛为例,来说明体细胞核移植的过程。
应充分利用和挖掘教材内容,带领学生一步步弄清动物体细胞核移植技术的过程。
对于体细胞核移植技术的应用前景和存在的问题这部分内容,可结合本节教材“思考与探究”中的有关问题,以及“拓展视野”中的有关克隆羊多利的早衰问题等,让学生讨论。
在细胞融合和单克隆抗体的教学中,可先启发学生回顾植物体细胞杂交技术的过程,再通过动植物细胞异同点的对比,引导学生大胆推测出动物细胞融合与植物原生质体融合的原理及方法基本相同,以培养学生的知识迁移能力。
2.2-2 动物细胞工程——动物细胞融合技术与单克隆抗体-高二生物课件(人教版2019选择性必修3)
课后习题·拓展应用
假如你掌握了动物细胞融合技术,你想用这种技术来解决哪些问题? 解决这些问题的大致思路是怎样的?这样做会有什么风险?请查阅相关 资料,完善自己的思路,并形成文字报告,与同学交流。
提示:可以利用动物细胞融合技术培育多倍体胚胎,研究其发育机制,甚至可能 培育出新的物种。但是,目前相关技术还不成熟,存在融合率低、胚胎死亡率高 等问题,并且还可能带来一些伦理方面的问题。
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 ↓
细胞核融合,形成杂交细胞
相关信息
灭活病毒诱导细胞融合的原理
病毒表面的糖蛋白和一些酶与细胞膜上 的糖蛋白发生作用,使细胞互相凝聚, 细胞膜上的蛋白质分子和脂质分子重新 排布,细胞膜打开,细胞发生融合。
➢ 请同学们看图对比动物和植物细胞融合的异同:
二、单克隆抗体及其应用
1.单克隆抗体的优点
单克隆抗体能准确地识别 抗原的细微差异,与特定 抗原发生特异性结合,并 且可以大量制备
二、单克隆抗体及其应用
2.单克隆抗体的应用
(1)作为诊断试剂——最广泛的应用
抗人绒毛促性腺激素单克隆抗体
比原来诊断方法提前了10d左右, 准确率在90﹪以上。
具有准确、高效、简易、快速特点
第一次筛选 置于选择性培养基上培养
多种杂交 瘤细胞
1
2
3
杂交瘤细胞
二、单克隆抗体及其应用
2.单克隆抗体制备过程
克隆化培养
多种杂交瘤细胞
第二次筛选 抗体检测 (抗原-抗体杂交技术)
能分泌所需抗体 的杂交瘤细胞
阳性细胞
二、单克隆抗体及其应用
2.单克隆抗体制备过程
能分泌所需抗体 的杂交瘤细胞
lrf2.2 动物细胞工程
3.1997年,美国威斯康星州的一个奶牛场有一头名叫卢辛达(Lucinda) 的奶牛,年产奶量为30.8 t,创造了世界奶牛产奶量最高新纪录。目前 世界各国高产奶牛场奶牛,年平均产奶量一般为十几吨,而我国奶牛产奶 量年平均水平仅为3~4 t。 (1)能利用体细胞核移植技术克隆高产奶牛卢辛达吗?请说明理由。
2.动物细胞核移植技术和克隆动物 2.1 动物细胞核移植概念:
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, 这个新的胚胎最终发育为动物个体(克隆动物)
分 类
胚胎细胞核移植: 细胞分化程度低,恢复全能性容易 体细胞核移植:细胞分化程度高,恢复全能性不容易
经大量增殖后产生的。人B淋巴细胞并不能无限增殖,能无限增殖的是人的骨
髓瘤细胞;人的成熟红细胞不含细胞核,不可能经过培养形成细胞株;在动物 培养过程中,要用胰蛋白酶处理动物组织,使其分散成单个细胞。
【答案】 D
解题技巧:本题为叙述题,要先对题干和选项进行细读,然后根据题意和所掌 握的基础知识对选项进行逐项比较。
细胞融合的方法
诱导方法
用
途
获得杂种植株
主要用于制备 单克隆抗体
在动物细胞融合和植物体细胞杂交的比较中,正确的 是( ) B A.结果是相同的
B.杂种细胞的形成过程基本相同 C.操作过程中酶的作用相同
D.诱导融合的手段相同
克服不同植物远缘杂 交不亲和的障碍
制备单克隆抗体
二、单克隆抗体
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。 B淋巴细胞产生抗体。
3.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?为什么?
2.2 动物细胞工程
第2章细胞工程第2节动物细胞工程一、动物细胞培养1.概念: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.原理:细胞增殖3.地位:动物细胞工程的基础4.关键操作:原代培养和传代培养。
(一)动物细胞培养的条件1.营养(1)成分①已知成分将细胞所需的营养物质(糖类、氨基酸、无机盐、维生素等)按其种类和所需量严格配制而成的培养基,称为合成培养基。
①未知成分使用合成培养基时,通常需加入血清等一些天然成分。
(2)培养基的物理性质培养动物细胞一般使用液体培养基,也称为培养液。
2.无菌、无毒的环境①对培养液和所有培养用具进行灭菌处理;①在无菌环境下进行操作;①还需要定期更换培养液。
3.温度、pH和渗透压(1)适宜的温度:哺乳动物细胞培养的温度多以36.5±0.5①为宜。
(2)适宜的pH:多数动物细胞生存的适宜pH为7.2~7.4。
(3)适宜的渗透压:维持适宜渗透压的目的维持细胞正常的形态和功能。
4.气体环境(1)组成:动物细胞培养所需气体主要有O2和CO2。
(2)气体作用:①O2:O2是细胞代谢所必需的;①CO2:CO2的主要作用维持培养液的pH。
(二)动物细胞培养的过程①原代培养:将分瓶之前的细胞培养,即动物组织经处理后的初次培养称为原代培养。
①传代培养:将分瓶后的细胞培养称为传代培养;①细胞贴壁:大多数体外培养的细胞需要贴附于某些基质表面才能生长增殖,这类细胞往往贴附在培养瓶的瓶壁上,这种现象称为细胞贴壁;①接触抑制:当贴壁细胞生长到表面相互接触时,细胞通常会停止分裂增殖。
1.取动物组织(1)取材:动物胚胎或幼龄动物的组织、器官。
(2)取材原因:细胞分化程度低,增殖能力强,容易培养。
2.制成细胞悬液(1)制成细胞悬液的步骤:①将组织分散成单个细胞;①用培养液将细胞制成细胞悬液。
(2)将组织分散成单个细胞的原因:①从动物体取出的成块组织中,细胞与细胞靠在一起,彼此限制了生长和增殖;①能使细胞与培养液充分接触,更易进行物质交换。
动物细胞工程(第1课时)高二生物(人教版2019选择性必修3)
解决
一、动物细胞培养
2.动物细胞培养的过程
思考:1、选动物幼龄个体的器官或组织做动物细胞培养材料的原 因?
因为其细胞生命力旺盛,分裂能力强,分化程度低。
思考:2、用胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理组织块,使组织块分散成 单个细胞的目的是什么?
①使细胞与培养液充分接触,一方面保证细胞所需的O2和营养物 质的供应,另一方面保证细胞内代谢废物的及时排出;
一、动物细胞培养
2.动物细胞培养的过程 (1)细胞贴壁:在培养瓶悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上。
培养皿
培养瓶
(2)培养瓶或培养皿壁要求:表面光滑、无毒、易于贴附。
一、动物细胞培养
2.动物细胞培养的过程 (3)接触抑制 解除方法 分瓶培养
贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时,细胞通常会停止分裂增殖。
②使得在细胞水平操作的其它技术得以实现。
一、动物细胞培养
2.动物细胞培养的过程
思考:3、用胰蛋白酶分散细胞,由此可说明细胞间的物质主要是 什么成分?
主要是蛋白质(胶原蛋白等)。 思考:4、胰蛋白酶能将细胞消化掉吗?那将动物组织分散成单个 细胞时要注意什么问题呢? 能,应注意时间的控制。因为胰蛋白酶不仅能分解细胞间的 蛋白质,长时间还会分解膜蛋白,对细胞造成损伤。 思考:5、能够用胃蛋白酶代替胰蛋白酶吗?为什么? 不能,因为动物细胞培养适宜的PH为7.2—7.4,此环境下胃蛋白 酶(2.0)没有活性,而胰蛋白酶(7.2-8.4)的活性较高。
分散
单个细胞
适宜 条件
细胞生长和增殖
2.目的: 获得细胞或细胞产物;不能获得完整动物个体。 3.原理: 细胞增殖(有丝分裂) 培育的终点:细胞
那么,动物细胞的培养需要哪些条件呢?
高中生物课件:选修3 专题2 2.2动物细胞工程
动物
1.动物体细胞核移植技术的过程
细胞培养
去核
重组细胞 供体
2.原理:_______________________ 动物体细胞核具有全能性 3.结果:___________ 4.应用
产生新个体
(1)加速家畜_________进程,促进优良畜群繁育。 (2)保护_________。
(4)将进行培养的供体细胞注入去核的卵母细胞中,去除卵母细胞细胞核的目
的是
。
(5)将重组细胞在培养液中培养成的重组胚胎移入受体母牛后,该母牛就会生 出与供体奶牛遗传物质相同的牛犊,但也不是100%地复制,原因最可能
是
。
。转基因奶牛的 具有全能性。
(6)上述动物细胞工程中涉及的技术有 克隆成功,说明了动物的
体,因此形成的个体性状主要同供体,但也有部分性状同受体。
【典例1】科学家通过转基因技术获得了含有人生长激素基因的奶牛,如果 要加速转基因奶牛的繁育,可以对此转基因奶牛进行克隆(如下图所示)。 请结合图示回答下列问题:
(1)在进行细胞培养时,要对取自转基因奶牛的组织细胞进行分散处理,形成
单个细胞,这个过程中需要利用_______________酶处理。 (2)用于核移植的供体细胞,一般都选用传代10代以内的细胞,原因是 _____________________________________________。 (3)在进行原代培养时,细胞增殖的方式是________________,此外,细胞增殖 还表现出____________________和接触抑制等特点。
2.2 动物细胞工程
考纲要求 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
四年考情 Ⅱ2012福建·非选择题
【三维设计】2016年高中生物 第1部分 专题2 细胞工程 2.2 动物细胞工程 2.2.2 动物细胞融合与单克隆抗体
结合植物体细胞杂交技术,考查动物细胞融合
[例1] 下图所示为细胞融合技术的一些过程:
(1)从A细胞和B细胞到C细胞的过程中,采用的方法中与诱导 植物原生质体融合不同的是________处理。
(2)若A、B细胞为单倍体烟草植物的体细胞,那么这样的细 胞已经用酶降解脱掉了________。这种酶可能是________、 _______,由此生成的细胞经培养形成的细胞团称为_______。 (3)若A、B分别是基因型为Hhrr、hhRr两个烟草品种的花 粉,且这两对基因分别位于两对同源染色体上。由于一对隐性 纯合基因(rr或hh)的作用,在光照强度大于800 lx时都不能生
杂种细胞
植物组 ―――→ 织培养
多个相同杂交细胞
杂种植株
比较项目 结果
植物体细胞杂交 杂种植株
动物细胞融合 杂交细胞
应用
意义
[特别提醒]
培育植物新品种
主要用于制备单克隆抗体
克服了远缘杂交不亲和的障碍,打破了生殖
隔离,扩展了杂交的亲本组合
(1)动物细胞核融合发生在杂种细胞的有丝分裂过程中。 (2)灭活的病毒只适用于动物细胞融合。
动物细胞融合
一个细胞 两个或多个 动物细胞结合形成__________ (1)概念:是指___________
细胞杂交 。 的过程,也称__________
细胞膜的流动性。 (2)原理:_______________ 杂交 细胞。 (3)结果:形成_____
聚乙二醇 (PEG)、②___________ 灭活的病毒 、③电 (4)诱导因素:①_________
答案:B
2.下列关于单克隆抗体制备过程的叙述,正确的是 A.制备过程中不需要动物细胞培养技术 B.杂交瘤细胞具有B淋巴细胞与癌细胞的所有特点
生物选修三专题2细胞工程2.2动物细胞工程
⽣物选修三专题2细胞⼯程2.2动物细胞⼯程专题2细胞⼯程 2.2动物细胞⼯程⼀、动物细胞⼯程: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)★动物细胞培养技术是其他动物细胞⼯程技术的基础⼆、动物细胞培养: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。
(原理:细胞增殖)2、动物细胞培养的过程:注:①细胞株和细胞系的区别:细胞株遗传物质未改变,细胞系发⽣基因突变,遗传物质已改变,细胞系具有癌细胞的特点,失去接触抑制,获得不死性,容易传代培养。
原因:传代细胞传⾄10代~50代左右时,增殖分化缓慢以⾄于完全停⽌,这时可能细胞核型会发⽣变化。
故⽬前使⽤的或保存的正常细胞通常为10代以内。
②原代培养:从机体取出后⽴即培养的细胞为原代细胞(即动物组织消化后的初次培养)。
培养的第1代细胞与传10代以内的细胞称为原代培养。
③传代培养:将原代细胞从培养瓶中取出,配制成细胞悬浮液,分装到两个或两个以上的培养瓶中继续培养,称为传代培养。
④细胞贴壁:将细胞悬液放⼊培养瓶内,置于适宜环境中培养。
悬液中分散的细胞很快就能贴附在瓶壁内,称为细胞贴壁。
⑤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。
⑥细胞间的成分主要是蛋⽩质。
加⼊胰蛋⽩酶或胶原蛋⽩酶分散细胞⽽不加⼊胃蛋⽩酶。
原因:胃蛋⽩酶适宜的PH约为2,当PH>6时,胃蛋⽩酶就会失去活性,⽽胰蛋⽩酶作⽤的适宜环境PH为7.2----8.4,多数动物细胞培养的适宜PH为7.2----7.4,胃蛋⽩酶在此环境中没有活性。
胰蛋⽩酶在此环境中活性较⾼,因此胰蛋⽩酶适宜⽤于细胞培养时的消化。
3、动物细胞培养的条件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、微量元素、动物⾎清、⾎浆(补充合成培养基中缺乏的物质)等。
③温度和PH:36.5 ±0.5度;PH为7.2~7.4。
2.2 动物细胞工程
动物细胞培养 动物细胞培养的过程 (4)传代培养。 将原代培养的细胞从培养瓶中取出,配制 成细胞悬浮液,分装到两个或两个以上的培养 瓶中继续培养。 a、传至10-50代左右时: 大部分细胞增殖会逐渐缓慢,直至完全 停止,丧失增殖能力,这种细胞属于细胞株。 b、50代以后: 少部分细胞的细胞核型发生变化,经继 续传代培养会发生突变,发展成癌细胞,属于 细胞系。
• 体细胞核移植技术的应用前景
• • • • • • (1)繁育优良品种; (2)保护濒危物种; (3)生产医用蛋白; (4)医学上可克隆组织、器官; (5)了解胚胎发育及衰老过程; (6)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。
动物体细胞核移植技术和克隆动物 体细胞核移植技术存在的问题
动物体细胞核移植技术和克隆动物
• 动物核移植与克隆动物 • (1)概念: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 ①卵母细胞体积大,易操作 最终发育为动物个体。用核移植的方法得到 ②成熟促进因子的活性最高 的动物称为克隆动物。 ③细胞质已成熟,支持胚胎的全程发育 • (2)类型:胚胎细胞核移植与体细胞核移植 • 体细胞核移植的过程 • 体细胞核移植和克隆动物的成功 • 说明了: • 高度分化细胞的细胞核仍具有全能性, 因为含有保持该物种的全部遗传基因。
动物细胞融合与单克隆抗体
动物细胞融合与单克隆抗体
单克隆抗体 1、制备抗体的传统方法及存在的不足 方法: 向动物体内反复注射某种抗原,使动物产 生抗体,再从动物血清中分离所需抗体。 不足: 产量低、纯度低,抗体特异性差。 每一个B 淋巴细胞只分泌一种特异性抗体, 且在体外培养不可能无限增殖的。
生物学案:动物细胞工程(第课时)
2.2 动物细胞工程(第1课时)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。
一、动物细胞工程的常用技术手段动物细胞工程的常用技术手段有______________、动物细胞核移植、动物细胞融合、生产单克隆抗体等,其中______________技术是动物细胞工程的基础.二、动物细胞培养1.概念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__________,然后,放在适宜的培养基中,让这些细胞生长和______。
2.动物细胞培养的过程动物____或幼龄动物的器官、组织↓剪碎,用________或胶原蛋白酶处理单个细胞(分离细胞)↓加培养液细胞悬液____培养↓____培养细胞株____培养↓遗传物质改变细胞系(1)原代培养:将动物组织消化后______培养的过程。
(2)传代培养:把______培养增殖的细胞定期用__________处理,使细胞从瓶壁上脱离下来,然后将其分装到两个或两个以上的培养瓶中继续培养的过程.(3)细胞株:传代培养的细胞能传到10~50代,这种传代细胞叫做________。
(4)细胞系:传代培养至50代后,少部分细胞的______________会发生改变,具有癌变的特点,能无限地传代下去,这种传代细胞叫做________.思考:所培养的细胞具有哪些特点?3.动物细胞培养的条件(1)无菌、无毒的环境:培养液和所有培养用具应进行______处理。
(2)营养:合成培养基的成分包括糖、________、促生长因子、无机盐、微量元素等,还需加入______、血浆等一些天然成分。
(3)温度:适宜的温度为______±0。
5 ℃;适宜pH为____~7.4。
(4)气体环境:95%空气加5%______。
4.动物细胞培养技术的应用(1)生产______疫苗、干扰素、单克隆抗体等。
(2)动物细胞是基因工程技术中常用的受体细胞。
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培养液和培养用具杀菌消毒 (4)无菌、无毒环境培养过程加抗生素杀菌 无菌、 无菌 定期更换培养液,清除代谢产物 定期更换培养液,
4.实践应用 . (1)生产生物制品:病毒疫苗、干扰素、单克 生产生物制品: 生产生物制品 病毒疫苗、干扰素、 隆抗体等。 隆抗体等。 (2)与基因工程相结合。 与基因工程相结合。 与基因工程相结合 (3)检测有毒物质,判断某种物质的毒性。 检测有毒物质, 检测有毒物质 判断某种物质的毒性。 (4)科研方面:筛选抗癌药物、治疗和预防疾 科研方面: 科研方面 筛选抗癌药物、 病。
(2009年山东高考题 人类在预防与诊疗 年山东高考题)人类在预防与诊疗 年山东高考题 传染性疾病过程中,经常使用疫苗和抗体。 传染性疾病过程中,经常使用疫苗和抗体。 已知某传染性疾病的病原体为RNA病毒,该 病毒, 已知某传染性疾病的病原体为 病毒 病毒表面的A蛋白为主要抗原 蛋白为主要抗原, 病毒表面的 蛋白为主要抗原,其疫苗生产和 抗体制备的流程之一如下图。 抗体制备的流程之一如下图。
三、动物细胞融合与单克隆抗体制备 1.原理:细胞膜的流动性。 .原理:细胞膜的流动性。 2.诱导融合的因素:聚乙二醇 .诱导融合的因素:聚乙二醇(PEG)、灭活 、 的病毒、电激等。 的病毒、电激等。 3.意义:最重要的用途是制备单克隆抗体。 .意义:最重要的用途是制备单克隆抗体。
4.单克隆抗体的制备 . (1)过程: 过程: 过程
【答案】 (1)逆(反)转录 (2)限制性核酸内 答案】 逆 反 转录 限制性核酸内 切酶(限制性内切酶 限制酶) 限制性内切酶、 切酶 限制性内切酶、限制酶 DNA连接酶 连接酶 (注:两空顺序可颠倒 (3)细胞融合 杂交瘤 注 两空顺序可颠倒) 细胞融合 基因)序列 细胞 (4)A蛋白 核酸 基因 序列 抗A蛋白 蛋白 核酸(基因 蛋白 的单克隆抗体
(3)活细胞的细胞膜具有选择透过性,而死细 活细胞的细胞膜具有选择透过性, 活细胞的细胞膜具有选择透过性 胞的细胞膜则没有这种特性, 胞的细胞膜则没有这种特性,所以大分子染 料可以对死细胞染色而不能对活细胞染色。 料可以对死细胞染色而不能对活细胞染色。 (4)若要观察染色体的数目,最好选择细胞分 若要观察染色体的数目, 若要观察染色体的数目 裂中期的细胞, 裂中期的细胞,因为分裂中期染色体螺旋程 度最高,形态固定,数目清晰。 度最高,形态固定,数目清晰。 (5)低温可以降低酶的活性,从而降低细胞的 低温可以降低酶的活性, 低温可以降低酶的活性 新陈代谢速率。 新陈代谢速率。 (6)皮肤移植后发生排斥反应,是因为机体把 皮肤移植后发生排斥反应, 皮肤移植后发生排斥反应 移植的皮肤组织当做抗原进行攻击。 移植的皮肤组织当做抗原进行攻击。
单层(或 【答案】 (1)相互接触 接触抑制 单层 或 答案】 相互接触 一层) 胰蛋白酶 一层 (2)衰老甚至死亡 不死性 降低 减少 衰老甚至死亡 (3)活细胞的膜具有选择透过性,大分子染料 活细胞的膜具有选择透过性, 活细胞的膜具有选择透过性 不能进入活细胞内,故活细胞不能着色(或死 不能进入活细胞内,故活细胞不能着色 或死 细胞的膜丧失了选择透过性, 细胞的膜丧失了选择透过性,大分子染料能 够进入死细胞内而使其着色) 够进入死细胞内而使其着色 (4)中 中 (5)冷冻 或超低温、液氮 酶 新陈代谢 冷冻(或超低温 冷冻 或超低温、液氮) (6)抗原 抗原
(4)检查某种毒物是否能改变细胞染色体的数 检查某种毒物是否能改变细胞染色体的数 最好选用细胞分裂到________期的细胞 目,最好选用细胞分裂到 期的细胞 用显微镜进行观察。 用显微镜进行观察。 (5)在细胞培养过程中,通常在 在细胞培养过程中, 在细胞培养过程中 通常在_____条件下保 条件下保 存细胞。因为在这种条件下,细胞中_____的 存细胞。因为在这种条件下,细胞中 的 活性降低,细胞_____的速率降低。 的速率降低。 活性降低,细胞 的速率降低 (6)给患者移植经细胞培养形成的皮肤组织后, 给患者移植经细胞培养形成的皮肤组织后, 给患者移植经细胞培养形成的皮肤组织后 发生了排斥现象, 发生了排斥现象,这是因为机体把移植的皮 肤组织当做________进行攻击。 进行攻击。 肤组织当做 进行攻击
对健康人进行该传染病免疫预防时, 对健康人进行该传染病免疫预防时,可选用 图中基因工程生产的________所制备的疫苗。 所制备的疫苗。 图中基因工程生产的 所制备的疫苗 对该传染病疑似患者确诊时, 对该传染病疑似患者确诊时,可从疑似患者 体内分离病毒,与已知病毒进行________比 体内分离病毒,与已知病毒进行 比 或用图中的______________进行特异性 较;或用图中的 进行特异性 结合检测。 结合检测。
病毒表面的A蛋白为主要抗原,因此可用 蛋 病毒表面的 蛋白为主要抗原,因此可用A蛋 蛋白为主要抗原 白制备疫苗,刺激机体产生抗体。 白制备疫苗,刺激机体产生抗体。对于病毒 的检测可采用与已知病毒进行核酸序列比较 的方法, 的方法,也可根据抗原与抗体发生特异性结 合的特点,用抗A蛋白的单克隆抗体进行检测 蛋白的单克隆抗体进行检测。 合的特点,用抗 蛋白的单克隆抗体进行检测。
(2)单克隆抗体的主要优点:特异性强、灵 单克隆抗体的主要优点:特异性强、 单克隆抗体的主要优点 敏度高,并可大量制备。 敏度高,并可大量制备。
灭活力,但是并不破坏这些病原体的抗 原结构。 原结构。
四、动物体细胞核移植与克隆动物 1.原理:动物体细胞核具有全能性。 .原理:动物体细胞核具有全能性。 2.过程 .
(2)随着细胞传代次数的增多,绝大部分细胞 随着细胞传代次数的增多, 随着细胞传代次数的增多 分裂停止,进而出现________的现象;但极 的现象; 分裂停止,进而出现 的现象 少数细胞可以连续增殖, 少数细胞可以连续增殖,其中有些细胞会因 遗传物质发生改变而变成________细胞,该 细胞, 遗传物质发生改变而变成 细胞 种细胞的黏着性________,细胞膜表面的糖 种细胞的黏着性 , 蛋白的量________。 蛋白的量 。 (3)现用某种大分子染料,对细胞进行染色时, 现用某种大分子染料, 现用某种大分子染料 对细胞进行染色时, 观察到死细胞被染色,而活细胞不染色, 观察到死细胞被染色,而活细胞不染色,原 因是________________________________。 因是 。
1.(2009年浙江高考题 用动、植物成体的体 . 年浙江高考题)用动、 年浙江高考题 用动 细胞进行离体培养,下列叙述正确的是( ) 细胞进行离体培养,下列叙述正确的是 A.都需要用CO A.都需要用CO2培养箱 B.都需要用液体培养基 . C.都要在无菌条件下进行 . D.都可体现细胞的全能性 .
(1)动物细胞融合和植物体细胞杂 动物细胞融合和植物体细胞杂 均需对杂种细胞进行筛选, 交,均需对杂种细胞进行筛选,但筛选的方 法不同,前者可用免疫法, 法不同,前者可用免疫法,后者可用机械方 生理学或遗传学方法。 法、生理学或遗传学方法。 (2)各项技术在使用中一般要借助于其他某种 各项技术在使用中一般要借助于其他某种 技术的协助,如动物细胞融合、单克隆抗体 技术的协助,如动物细胞融合、 的制备、胚胎移植、核移植等, 的制备、胚胎移植、核移植等,其中动物细 胞培养是动物细胞工程技术的基础。 胞培养是动物细胞工程技术的基础。
3.结果:产生新个体。 .结果:产生新个体。
(2008年宁夏高考 回答下列有关动物 年宁夏高考)回答下列有关动物 年宁夏高考 细胞培养的问题: 细胞培养的问题: 在动物细胞培养过程中, 在动物细胞培养过程中,当贴壁细胞分裂生 长到细胞表面________时,细胞会停止分裂 长到细胞表面 时 增殖,这种现象称为细胞的________。此时, 增殖,这种现象称为细胞的 。此时, 瓶壁上形成的细胞层数是________。要使贴 瓶壁上形成的细胞层数是 。 壁的细胞从瓶壁上分离下来,需要用酶处理, 壁的细胞从瓶壁上分离下来,需要用酶处理, 可用的酶是________。 可用的酶是 。
请回答: 请回答: (1)过程①代表的是 过程① 过程 代表的是________。 。 (2)过程②构建 基因表达载体时,必须使用 过程② 基因表达载体时, 过程 构建A基因表达载体时 ________和______________两种工具酶。 两种工具酶。 和 两种工具酶 (3)过程③采用的实验技术是 过程③ 过程 采用的实验技术是________,获得 , 的X是________。 是 。
【解析】 (1)动物细胞培养过程中具有贴壁 解析】 动物细胞培养过程中具有贴壁 生长和接触抑制的特点, 生长和接触抑制的特点,若要传代培养应先 用胰蛋白酶处理,使其从瓶壁上分离下来。 用胰蛋白酶处理,使其从瓶壁上分离下来。 (2)在传代培养过程中,随着传代次数的增多, 在传代培养过程中,随着传代次数的增多, 在传代培养过程中 绝大多数细胞停止分裂, 绝大多数细胞停止分裂,进而出现衰老甚至 死亡,极少数细胞遗传物质发生改变, 死亡,极少数细胞遗传物质发生改变,克服 细胞寿命的自然极限,获得不死性, 细胞寿命的自然极限,获得不死性,这种细 胞黏着性降低,细胞膜表面的糖蛋白减少。 胞黏着性降低,细胞膜表面的糖蛋白减少。
2. 2.2
动物细胞工程
一、动物细胞培养 1.原理:细胞增殖。 .原理:细胞增殖。 2.过程 .
胰蛋白酶 动物胚胎或幼龄动物的组织、 ――→ 动物胚胎或幼龄动物的组织、 器官 ――→ 单个细 剪碎 加培养液 ――→ 细胞悬液→原代培养→ 胞 ――→ 细胞悬液→原代培养→传代培养 制成
3.培养条件 . (1)充足的营养供给:微量元素、无机盐、糖、 充足的营养供给: 充足的营养供给 微量元素、无机盐、 氨基酸、生长因子、血清等。 氨基酸、生长因子、血清等。 (2)适宜的温度:36.5±0.5 ℃;适宜 : 适宜的温度: 适宜pH: 适宜的温度 ± 7.2~7.4。 ~ 。