动物细胞工程(2)
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。
第3章 动物细胞工程制药(二)
2. 主要参数癿检测和控制方法
（1）温度（电阻温度计） （2）pH（复合式参比电极） （3）溶氧（极谱式或电流式覆膜电极） 为保持所需的溶氧，目前常采用的措施（P115） （4）搅拌（电磁感应癿转速计） （5）迚出液流量（泵速癿控制） （6）其他
温度传感器
pt-100温度传感器探头
DO电极
pH电极
显 微 镜 下 的 微 载 体
• 第二代微载体——多孔微载体/多孔微球 • 材粒：蛋白类（明胶、胶原）、纤维素、高分子塑料、特 种橡胶、玻璃、陶瓷…… • 优点：极大地增大了供细胞贴附的比表面积 • 缺点：培养条件不易均一，传质和传氧条件要求更高，清 洗较困难。
•
① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩
3.灌流式操作
• 灌注式操作是指细胞接种后迚行培养，一方面新 鲜培养基丌断加入反应器。一方面又将反应液连 续丌断地取出，但细胞留在反应器内，使细胞处 于一种丌断癿营养状态。 • 优点： ①细胞可处在较稳定的良好环境中，营养条件较 好，有害代谢浓度较低。 ②可极大地提高细胞密度，一般都可达107～108 个/ml，从而极大地提高了产品产量。 ③产品在罐内停留时间缩短，可及时收留在低温 下保存，有利于产品质量的提高。 ④培养基的比消耗率较低，加之产量质量的提高， 生产成本明显降低。
2.半连续式操作
• 半连续培养又称为反复分批式培养或换液培养。 • 是指在分批式操作癿基础上，每间隔一段时间，丌 全部取出反应系，而只取出部分培养物（或单纯条 件培养基，或连同细胞、载体），剩余部分重新补 充新癿营养成分，或另加新鲜载体，再继续培养， 这是反应器内培养液癿总体积保持丌变癿操作方式。 • 该法应用广泛，优点是操作简便，生产效率高，可 长时期迚行生产，重复收获产品，而且可使细胞密 度和产品产量一直保持在较高癿水平。
高二生物选修3 动物细胞工程练习题(2)
高二生物选修3 动物细胞工程练习题（2）一、单项选择题（每小题给出的四个选项中，只有一个选项最符合题目要求。
）1、对细胞全能性的表述正确的是（）A、非离体植物细胞能够表现出全能性B、动物细胞融合标志着动物细胞全能性的实现C、单克隆抗体的制备原理依据是细胞的全能性D、花粉培育成单倍体是细胞全能性的体现2、组织培养技术不能直接用于（）A、快速繁殖B、培育无病毒植株C、植物产品的工厂化生产D、培养抗病菌植株3、植物组织培养依据的原理、培养过程的顺序及诱导的植物激素分别是（）①细胞的全能性②离体植物器官，组织或细胞③根，芽④生长素和细胞分裂素⑤生长素和乙烯⑥愈伤组织⑦再分化⑧脱分化⑨植物体A．①②⑧⑥⑦③⑨和④B．①②⑦⑥⑧③⑨和⑤C．①⑥②⑨⑧③⑦和⑤D．①②⑨⑧⑥⑦③和④4、通过细胞杂交,获得一个杂种植株,需要的步骤是（）A.分离原生质诱导原生质融合生出细胞壁组织培养法得到杂种植株B.分离原生质原生质自然融合组织培养杂种植株C.获取细胞原生质融合组织培养杂种植株D. 获取细胞原生质直接融合组织培养杂种植株5、.以下4种细胞工程技术培育出的新个体中，体内遗传物质均来自一个亲本的是（）A．细胞和组织培养B．细胞融合 C．动物胚胎移植D．细胞核移植6、植物体细胞杂交是利用不同物种的两个体细胞融合成一个杂种细胞的过程。
该过程是指A.不同植物的精子与卵细胞的融合B.不同植物的原生质体的融合C.完整的两个体细胞的融合D.植物花粉细胞的两两融合7、对人工种子正确的解释是（）A. 通过科学手段人工合成的种子 B．种皮能够自我生成的种子C.利用植物组织培养技术获得的种子D. 人工种子发芽率低8、克隆抗体在疾病的诊断、治疗和预防方面与常规抗体相比的特点是（）A．单克隆抗体特异性强、纯度低、灵敏度高、产量高B．单克隆抗体特异性强、纯度高、灵敏度低、产量高C．单克隆抗体特异性强、纯度高、灵敏度高、产量低D．单克隆抗体特异性强、纯度高、灵敏度高、产量高9、动物细胞融合技术最重要的用途是 ( )A．克服远源杂交不亲和 B．制备单克隆抗体C. 培育新品种 D．生产杂种细胞10、关于单克隆抗体，下列叙述不正确的是（）A.可以制成诊断盒，用于疾病的珍断B.可以与药物结合，用于病变细胞的定向治疗C.可以利用基因工程技术生产D.可以在生物体内生产，不能体外生产11、下列关于动物细胞培养的有关叙述中正确的是（）A.细胞的癌变发生于原代培养向传代培养的过渡过程中B.动物细胞培养液中通常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、生长素和动物血清等C.动物细胞培养的目的是获得大量的细胞分泌蛋白D.动物细胞培养前和培养过程中都要用胰蛋白酶处理12、科学家用小鼠骨髓瘤细胞与经过免疫的Ｂ淋巴细胞融合，对得到的杂交细胞不正确的叙述是 ( )A.有双亲细胞的遗传物质B.无增殖的本领C.可分泌特异性抗体D.有大量增殖的本领13、植物体细胞杂交与动物细胞工程中所用技术与原理不相符的是( )A．纤维素酶、果胶酶处理和胰蛋白酶处理——酶的专一性B．植物组织培养和动物细胞培养——细胞的全能性C．原生质体融合和动物细胞融合——生物膜的流动性D．紫草细胞培养杂交瘤细胞的培养——细胞增殖14、细胞系和细胞株的共同点是 ( )A. 都保持分裂能力 B．无限制增殖C．遗传物质都发生改变 D．大部分细胞衰老15、下列有关克隆的叙述，不正确的是 ( )A. 生物体通过体细胞进行的无性繁殖 B．将某种瘤细胞在体外培养繁殖成一个细胞系C．扦插和嫁接实质上也是克隆 D．将鸡的某个DNA片段整合到小鼠的DNA中16、用动物细胞工程技术获取单克隆抗体，下列实验步骤中错误的是( )A．将抗原注入小鼠体内，获得能产生抗体的B淋巴细胞B．用纤维素酶处理B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞C．用聚乙二醇（PEG）作诱导剂，促使能产生抗体的B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合D．筛选杂交资金积累细胞，并从中选出能产生所需抗体的细胞群，培养后提取单克隆抗体17、动物细胞融合和植物原生质体融合比较，在动物细胞融合中有特殊性的是（）A、融合的原理B、融合的优点C、融合的诱导手段D、融合的过程18、科学家用小鼠骨髓瘤细胞与某种细胞融合，得到杂交瘤细胞，经培养可产生大量的单克隆抗体，与骨髓瘤细胞融合的是（）A、经过免疫的B淋巴细胞B、不经过免疫的T淋巴细胞C、经过免疫的T淋巴细胞D、不经过免疫的B淋巴细胞19、在进行组织培养时，由根尖细胞形成愈伤组织的过程中，可能会发生哪些事件（）①细胞分化②细胞脱分化③染色体变异④基因重组A．①②B．①③C．②③D．③④20、用于核移植的供体细胞一般都选用( )A.受精卵B.传代10代以内的细胞C.传代10~50代以内的细胞D.处于减数分裂第二次分裂中期的次级卵母细胞21、从母羊甲的体细胞中取出细胞核，注入到母羊乙去掉核的卵细胞中，融合后的细胞经卵裂形成早期胚胎，再植入到另一只母羊丙的子宫内，出生小羊的大多数性状（）A、难以预测B、像甲C、像乙D、像丙22、生物技术的发展速度很快，已灭绝生物的“复生”将不再是神话。
生物学案：22动物细胞工程(第2课时)
2。
2动物细胞工程（第2课时）1．举例说出动物细胞融合技术的原理和应用。
2．举例说出单克隆抗体技术的原理和应用。
一、动物细胞融合1．概念动物细胞融合也称细胞杂交，是指______或多个动物细胞结合形成__________的过程。
融合后形成的具有原来两个或多个细胞遗传信息的单核细胞，称为__________。
2．动物细胞融合的基本原理和方法(1）原理:膜的________。
（2）方法:与植物原生质体融合的方法类似，常用的诱导因素有聚乙二醇、____________、电激等。
二、单克隆抗体1．原理每一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体,B淋巴细胞在体外__________增殖，而肿瘤细胞具有________增殖的特点，将________B淋巴细胞与____________融合，可以使杂交细胞具有两个亲本的遗传特性，既能______增殖又能产生______抗体.2．单克隆抗体的制备（1）过程：错误!错误!错误!错误!错误!____细胞错误!杂交瘤细胞错误!错误!―→单克隆抗体（2)杂交瘤细胞的特点：既能迅速大量______，又能产生______的抗体。
（3)单克隆抗体的特点:________强、________高、产量大。
3．单克隆抗体的应用（1）作为诊断试剂:能准确识别各种______物质的细微差异,并与一定抗原发生特异性结合。
（2）用于治疗疾病和运载药物：制成“生物导弹”。
思考:治疗癌症时,能否让治疗癌症的药物只杀癌细胞，不杀正常体细胞?答案：一、1.两个一个细胞杂交细胞2．（1）流动性(2）灭活的病毒二、1.不能无限无限单个骨髓瘤细胞无限单一2．(1）B瘤（2）繁殖专一（3)特异性灵敏度3．（1）抗原思考:把单克隆抗体与放射性同位素、化学药物或细胞毒素相结合，制成“生物导弹”，使之专杀癌细胞。
1．植物体细胞杂交和动物细胞融合的区别2.（1）受精作用是在同种生物之间进行的，精子与卵细胞的融合不需要任何诱导剂,就能形成受精卵，受精卵内具备同种生物的两个亲本的遗传物质。
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(2) 动物细胞工程(2)教案
1965年，英国科学家进一步证实了灭活的病毒在适当条件下也可以诱发动物细胞融合。
2.回忆人鼠细胞融合的实验。
3.动物细胞融合的方法有哪些？
4.植物体细胞杂交和动物细胞融合的比较有何异同点？
5.动物细胞融合技术有哪些应用？
4.通过介绍单克隆抗体在生产生活中的应用，关注科技发展对人类社会的影响。
教学重点
1.通过对比，说出植物体细胞杂交和动物细胞融合的异同点。
2.通过分析科学家的实验，阐明单克隆抗体制备的基本流程，培养学生的科学探究能力和科学思维。
教学难点
通过分析科学家的实验，阐明单克隆抗体制备的基本流程，培养学生的科学探究能力和科学思维。
通过介绍单克隆抗体在生产生活中的应用，关注科技发展对人类社会的影响
小结
动物细胞融合技术和单抗隆抗体
总结
教案
教学基本信息
课题
动物细胞工程（2）
——动物细胞融合和单克隆抗体
学科
生物学
学段：高中
年级
高二
教材
书名：《选修3现代生物科技专题》出版社：人民教育出版社
出版日期：2月
教学目标及教学重点、难点
教学目标
1.阐明动物细胞融合的概念。
2.通过对比，说出植物体细胞杂交和动物细胞融合的异同点。
3.通过分析科学家的实验，阐明单克隆抗体制备的基本流程，培养)
教学环节
主要教学活动
设置意图
导入
回忆植物体细胞杂交技术的过程。
复习植物体细胞杂交技术，引入新课
动物细胞融合
1.回顾动物细胞融合的发展历程：
19世纪30年代，科学家们相继在肺结核、天花、水痘、麻疹等疾病患者的病理组织中观察到多核细胞。
2。2动物细胞工程
5.
6.
如B1G,B2G---BnG。而BB,GG在此培养基上不能存活。） 第二次筛选：在“多孔培养板上”培养杂交瘤细胞系列 ，每 孔只放一个杂交瘤细胞。“克隆化培养”每个杂交瘤细胞，并 进行“单一抗体检测”，“检测阳性”的孔内即是所需要的杂 交瘤细胞。 选择所需要的杂交瘤克隆细胞群，体外培养或注射到小鼠腹腔 内增殖。 提取单克隆抗体。
经免疫的小鼠
提取
B淋巴细胞
小鼠骨髓瘤细胞
灭活的病毒等手段
杂交 细胞
用特定的选 择性培养基
第一次筛选
杂交瘤细胞 第二次筛选 能产生特定抗体、培养条件 下能无限增殖的杂交瘤细胞
注射到小鼠腹腔
体外培养
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ提取单克隆抗体
1.
动物特异性免疫
1、单抗的制备过程要点：
2.
3. 4.
分离B淋巴细胞（B）；找到骨髓瘤细胞（G）。注意B淋巴细
B淋巴细胞在体外不能无限增殖。
单克隆抗体的制备—极富创造性的方案
将能够产生特定抗体的B淋巴细胞和具有无限增殖能 力的骨髓瘤细胞融合在一起，形成杂交瘤细胞。杂交 瘤细胞既能在体外快速生长，又能持续分泌成分单一 的特异性抗体。这种单一类型的只针对某一特定抗原 决定簇的抗体分子，就是单克隆抗体。 • 米尔斯坦(阿根廷)和科勒(德国)因此在1984年获诺贝 尔奖。
细胞系：传代50代以后不能再传下去，部 分细胞遗传物质发生了改变，能连续传代， 获得不死性，叫细胞系。
问题1：为什么选用动物胚胎或幼龄个体的器官或组织做动物细胞 培养材料？ 因为其细胞生命力旺盛，分裂能力强，分化程度低。 问题2、为什么培养前要将组织细胞分散成单个细胞？ 扩大细胞与培养液的接触面积，利与细胞吸收营养。 问题3：为什么用胰蛋白酶处理？ 动物组织细胞间隙中含有一定量的弹性纤维等蛋白质，胰 蛋白酶处理动物组织，可以使动物组织细胞间的蛋白质和 细胞外的其他成分酶解，获得单个细胞。 问题4：为什么用胰蛋白酶处理而不用胃蛋白酶？
专题二动物细胞工程课件
(3) 温度和PH
36.5+（-）0.5度, 7.2-7.4 (4) 气体环境：
O2和CO2（9•专5题%二空动物细气胞工和程 5% CO2 ） •17
c、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？
主要成分：葡萄糖、氨基酸、无机盐、 维生素和动物血清等。
独特之处有：1、液体培养基（动物体细胞大 都生活在液体的环境） 2、成分中有动物血 清等
无限传代 •专题二动物细胞工程
•8
动物细胞的培养过程
取动物器官 和组织
幼龄动物
剪碎组织
胰蛋白酶处理
单个细胞
细胞培养
•专题二动物细胞工程
•9
1有关概念:
原代培养：从机体取出后立即培养的 细胞为原代细胞。培养的第1代细胞与传 10代以内的细胞称为原代细胞培养。
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。
A．动物细胞培养的目的就是为了获得大量的细胞 分泌蛋白
B．动物细胞培养前要用胰蛋白酶处理使细胞分散
C．细胞遗传物质的改变发生于原代培养过程中
D．培养至50代后继续传代的细胞是细胞株
•专题二动物细胞工程
•33
6、在动物细胞培养中有部分细胞可能在培养 条件下无限制地传代下去，这种传代细胞称之 为（ D ）
•专题二动物细胞工程
•18
d、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
•专题二动物细胞工程
•19
e、胰蛋白酶真的不会把细胞消化掉吗？ 为什么？
胰蛋白酶除了可以消化细胞间 的蛋白外，长时间的作用也会消 化细胞膜蛋白，对细胞有损伤作 用，因此必须控制好胰蛋白酶的 消化时间。
动物细胞工程(2)
细胞融合和单克隆抗体学习目标：1.简述动物细胞融合的方法和过程；2.简述单克隆抗体的制备过程及其应用；3.关注细胞工程研究的发展和应用前景；课前导学：四、细胞融合和单克隆抗体（一）细胞融合1．概念：在一定条件下将2个或多个细胞为细胞的过程。
2．原理：动物细胞融合与植物原生质体融合的基本原理是相同的，即______ _______。
3．方法：动物细胞融合的方法有物理法、、，在实验室被广泛使用的是法。
4．用途：动物细胞融合技术最重要的用途之一是制备_______________________。
（二）单克隆抗体1. 传统的抗体生产方法：传统的抗体生产方法是向动物体内反复注射某种抗原，使动物产生抗体，然后从动物血清中分离所需要的抗体。
这样生产抗体缺陷是：这种生产抗体的方法产量和纯度都很低，而且制备的抗体特异性差。
2.单克隆抗体的制备过程：3.应用（1）治疗疾病。
如恶性肿瘤、自身免疫病、器官移植后的排斥反应（2）作为诊断试剂质疑讨论：1．动物细胞融合常用的诱导剂是什么？2．用传统方法生产的抗体为什么特异性差？3．制备单克隆抗体时，为什么要选用B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合形成杂交瘤细胞？4．杂交瘤细胞的特点？5．融合的细胞有哪几种？6．筛选有两步，第一步筛选的是杂交瘤细胞（去除AA和BB融合细胞），第二步筛选的是什么细胞？采用什么方法进行筛选？7．本过程利用了哪些原理？8．与常规抗体相比，单克隆抗体有什么优点？例题精讲：1.关于杂交瘤细胞的不正确叙述是（）A．有双亲细胞的遗传物质B．不能无限增殖C.可分泌特异性抗体 D．体外培养条件下可大量增殖2.关于单克隆抗体，下列叙述不正确的是（）A．可以制成诊断盒．用于疾病的珍断B．可以与药物结合，用于病变细胞的定向治疗C．可以利用基因工程技术生产D．可以在生物体内生产，不能体外生产反馈矫正：1.动物细胞融合和植物原生质体融合决定于（）A.细胞膜的流动性 B．细胞膜的选择透过性C.细胞质的流动性 D．细胞质酶的活性2.动物细胞融合技术最重要的用途是（）A.克服远源杂交不亲和B.制各单克隆抗体C.培育新品种D.生产杂种细胞3. 下图是单克隆抗体制备过程示意图，据图回答：（1）图中A过程是从小鼠的脾脏中取得细胞，该细胞能够产生。
动物细胞工程制药-2
灌流式操作
定义：当细胞和培养基一起加入反应器后， 在细胞增长和产物形成过程中，不断地将部 分条件培养基取出，同时不断地补充新鲜培 养基
灌流式操作是近代用动物细胞培养生产各种 药品最受推崇的方式
优点：①细胞可处在较稳定的良好环境中，营 养条件较好，有害代谢废物浓度较低。②可极 大地提高细胞密度，一般都可达107-108个/时， 从而极大地提高了产品产量。③产品在罐内停 留时间缩短，可及时收留在低温下保存，有利 于产品质量的提高。④培养基的比消耗率较低，
半连续式操作
定义：当细胞和培养基一起加人反应器后， 在细胞增长和产物形成过程中，每间隔一段 时间，取出部分培养物，或单纯是条件培养 基，或连同细胞、载体一起，然后补充同样 数量的新鲜培养基，或另加新鲜载体，继续 培养
半连续式操作在动物细胞培养和药品生产中 被广泛采用
优点：操作简便，生产效率高，可长时期进 行生产，重复收获产品，而且可使细胞密度 和产品产量一直保持在较高的水平
缩在微囊内，从而有利于下游产物的纯化。④可采
用多种生物反应器进行大规模培养，如搅拌罐式生 物反应器，气升式反应器等
结团培养：1980年首创，该方法用细胞本身作 为基质，相互贴附后，再用悬浮的方法进行培
养
优点：操作简便，节省了用于微载体的成本
二、动物细胞培养的操作方式
分批式操作
补料-分批（或流加式）操作
冶金研究所等单位制备成功一批葡聚糖类（MC-1
型、CT-1型、CT-3型）、聚苯乙烯类（SH-2型、 PS-1型）和胶原类（GT-2型）等微载体
微载体培养的优点：既可创造相当大的贴附面 积供细胞贴附生长增殖，满足绝大多数细胞的
动物细胞工程论文 (2)
植物细胞培养生产次生代谢产物的研究进展摘要:利用植物细胞培养生产代谢产物具有十分广阔的前景。
文章就植物细胞培养生产次生代谢产物过程中各种理化条件优化以及植物细胞培养过程相关模型建立的研究进行了综述。
关键词:植物细胞培养; 条件优化; 模型植物细胞培养始于本世纪初,并不可争议地具有工业化潜力。
目前植物细胞培养生产的化合物很多,包括糖类、酚类、脂类、蛋白质、核酸以及帖类和生物碱等初生和次生代谢产物,植物细胞培养的应用主要包括以下3个方面:有用物质(次生代谢产物)的生产;植物无性系的快速繁殖和遗传突变体的筛选;植物细胞遗传、生理、生化和病毒方面的深入研究。
但是由于植物细胞大规模培养技术的局限性使得植物细胞仍难以实现大规模工业化生产,迫切需要进一步研究和发展细胞培养条件的优化控制及其工艺。
目前,世界上众多研究工作集中在优化细胞培养环境、改变细胞特性、提高目标产物的产率并保证其生产稳定性上。
1 植物细胞悬浮培养条件的优化1. 1 植物细胞培养过程中物理因素的优化控制对于植物细胞培养来说,环境中的许多物理因素对细胞的生长以及目标次生代谢产物的合成具有很大的影响。
如通过温度、光照、电场、磁场电磁辐射、机械力以及超声波等对于植物细胞培养过程都有着十分重要的作用。
植物细胞的生长、繁殖和次生代谢物的生产需要一定的温度条件,在一定的温度范围内细胞才能正常生长、繁殖和维持正常的新陈代谢,植物细胞培养的最适温度一般为25℃,但不同的植物种类略有差异,而且植物细胞生长和次生代谢产物的合成所需的温度并不一致,因此选择合理的培养温度并进行相应的调控对于细胞生长以及产物合成十分关键,H. J.G. tenHoopen等[1]曾对Catharanthus roseus细胞的培养过程、Toshiya Takeda等[2]对Strawberry细胞的培养过程分别进行温度的阶段性调控,结果都在很大程度上提高了产物的产率;培养基的pH值与细胞生长繁殖以及次生代谢产物的生产关系密切,与培养温度相似,细胞的生长繁殖与次生代谢产物合成时所需的pH 值通常并不一致,需要在不同的阶段控制不同的pH值;目前关于电场的作用机理膜周电泳学说,该学说认为对细胞施加稳定的电场能够导致膜中带电物质的重新分配,最终导致原生质体生长和分化效应。
动物细胞工程课件高二下学期生物人教版选择性必修3
多孔细胞培养板
从细胞培养液或 小鼠腹水中获取大量 的单克隆抗体。
筛选出能分泌所需抗体的杂交瘤细胞
通常采用有限稀释克隆细胞的方法，将杂交瘤细胞多倍稀释，接 种在多孔细胞培养板上培养
单克隆抗体制作的流程
注射特定的抗原
用特定的抗原对小
鼠进行免疫，并从
该小鼠的脾中得到
能产生特定抗体的B
淋巴细胞。
多种B淋巴细胞
诱导融合
培培养基进 行筛选:在该培养基上 ，未融合的亲本细胞和 融合的具有同种核的细 胞都会死亡，只有融合 的杂交瘤细胞才能生长 。
将骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合 多种杂交细胞
抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞 (分泌的抗体能与特定抗原结
合)
将抗体检测呈阳性 的杂交瘤细胞在体 外条件下大规模培 养，或注射到小鼠 腹腔内增殖。
注射到 小鼠腹 腔内
第二次筛选 克隆化培养、抗体检测 （可进行多次）
用96孔板培养和筛选杂交瘤细胞，在每 一个孔中尽量只接种一个杂交瘤细胞
体外培养 单克隆抗体
米尔斯坦 【英国】
科勒 【德国】
一个B淋巴细胞(产生单一的抗A的抗体)
骨髓瘤细胞能无限增殖
单克隆 抗体
动物细胞 培养技术
杂交瘤 细胞
动物细胞 融合技术
既能产生特异性抗体， 又能大量增殖的细胞
通过实验，他们得到了单克隆抗体。由于发明了单克隆抗体的制备 技术，米尔斯坦和科勒于1984年获得了诺贝尔生理学或医学奖。
2.2动物细胞工程(2)
动物细胞融合技术 与单克隆抗体
旁栏思考题P49
19世纪30年代，科学家曾在患肺结 核、天花和麻疹等疾病的病人的病 理组织中观察到多核细胞。如何解 释这一现象？ 【答案】病人体内的病毒等诱导多 个体细胞融合形成了多核细胞。
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》优秀教案
动物细胞工程
1、动物细胞工程常用的技术手段有：
①（基础）、②、
③动物细胞、④生产等。
2、动物细胞培养就是从动物机体中取出相关的，将它分散成单个细胞，然后，放在适宜的中，让这些细胞生长和增殖。
（1）动物细胞的培养过程：
①将组织分散成许多单个细胞。
方法是从动物体内取出组织块，剪碎，用
或处理一段时间，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，动物细胞培养时制备的细胞悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁，称为，要求培养瓶或培养皿的内表面、、易于。
当贴壁细胞分裂生长到时，细胞就会停止分裂增殖称为细胞的。
人们通常将动物组织消化后的初次培养称为。
③贴满瓶壁的细胞需要重新用等处理，然后分瓶培养，让细胞继续增殖，这样的培养通常称为。
④传代培养的细胞一般传至10代以后就不易下去了。
细胞在传至10~50代左右时，增殖会缓慢或停止。
少部分细胞会克服细胞寿命的自然极限获得，正在朝着等同于的方向发展。
目前使用的或保存的正常细胞通常为以内，以保持细胞正常的核型。
（2）动物细胞培养的条件：
①的环境；对培养液和所有培养用具进行处理，还要添加一定量的，还应定期更换。
②营养与体内基本相同；需要有、、、、
等，还要加入、等天然成分。
③适宜的；
④（主要是氧气和二氧化碳，二氧化碳是，通常采用培养皿或松盖培养瓶，将其置于的混合气体的培养箱中进行培养）。
（3）动物细胞培养技术的应用：①生产生物制品
②用于检测有毒物质，判断物质的毒性
③用于生理、病理、药理等方面的研究。
高中生物第2章细胞工程第2节动物细胞工程第2课时动物细胞融合技术与单克鹿体课件新人教版选择性必修3
产生所需抗体的杂交瘤细胞
在小鼠腹腔内进行体内培养，或在 培养
细胞培养液中进行体外培养 从小鼠腹水中或从培养液中获得单 提取 抗
技术方法
原理
选择培养基
—
专一性抗体 检测、克隆
化培养 动物细胞
培养
免疫学原理 (抗原—抗体 特异性结合)
细胞增殖
—
—
2.两种抗体的比较
名称 血清抗体 单克隆抗体
产生
特点
由浆细胞分泌
比较
动物细胞融合
植物体细胞杂交
项目
(单克隆抗体制备)
(番茄—马铃薯植株)
正常小鼠的处理(注射特定的抗原) 原生质体的制备(酶解法)
过程
动物细胞融合 杂交瘤细胞的筛选和培养
原生质体的融合 杂种细胞的筛选和培养
提纯单克隆抗体(特异性强、灵敏度高)
杂种植株鉴定
原理
细胞膜的流动性、细胞增殖
细胞膜的流动性、植物细 胞的全能性
提示：在培养基中加氨基蝶呤就可以筛选出杂交瘤细胞。因为培养 基中加入氨基蝶呤后，骨髓瘤细胞和两两融合的骨髓瘤细胞由于其唯一 的DNA合成途径被抑制而不能增殖。B淋巴细胞本身不增殖，两两融合 的B淋巴细胞也不增殖，只有杂交瘤细胞通过辅助途径合成DNA进行增 殖。
课内探究•名师点睛
1．单克隆抗体制备过程的要点分析
解析：动物细胞融合可以用灭活的病毒诱导处理，也可以用聚乙二 醇诱导融合，A错误；②过程筛选出的杂交瘤细胞不一定全部产生抗 HCG抗体，还需要进行专一抗体检测，B错误；③过程以抗HCG单克隆 抗体为抗原，利用抗原—抗体杂交的原理进行检测，C正确；④过程要 保持无菌环境，以防止细菌、病毒等污染，D错误。
基上，未融合的亲本细胞和同种细胞 有一个杂交瘤细胞的情况下 融合后形成的细胞(“BB”细胞、“瘤 开始克隆化培养和抗体检测， 瘤”细胞)都会死亡，只有融合的杂交 经多次筛选得到能产生特异
苏教版高二生物选修三 动物细胞工程下载地址(2)
讨论
1、动物细胞培养的原理是什么？ 、动物细胞培养的原理是什么？ 2、从动物机体中要取出哪些相关组织？并 、从动物机体中要取出哪些相关组织？ 解释原因。 解释原因。 3、组织分散成单个细胞的方法是什么？其 、组织分散成单个细胞的方法是什么？ 理论依据是什么？ 理论依据是什么？ 4、动物细胞体外培养需要满足哪些条件？ 、动物细胞体外培养需要满足哪些条件？
问题导学
1、克隆羊“多利”的重生，采用的是什么 、克隆羊“多利”的重生， 技术？ 技术？ 细胞工程技术 2、动物细胞工程技术到底是干啥的？（定义） 、动物细胞工程技术到底是干啥的？（定义） ？（定义 在细胞生物学和分子生物学理论指导下， 在细胞生物学和分子生物学理论指导下，根 据人类的需要一方面深入探索并改造生物的 遗传特性，另一方面应用工程技术手段， 遗传特性，另一方面应用工程技术手段，大 量培养细胞。 量培养细胞。
4.动物克隆实例很多，为何多莉就举 动物克隆实例很多， 动物克隆实例很多 世闻名呢？ 世闻名呢？
在1997年2月英国罗斯林研究所维尔穆特博士 年 月英国罗斯林研究所维尔穆特博士 科研组公布体细胞克隆羊“多莉”培育成功之前， 科研组公布体细胞克隆羊“多莉”培育成功之前， 胚胎细胞核移植技术已经有了很大的发展 实际上， 已经有了很大的发展。 胚胎细胞核移植技术已经有了很大的发展。实际上， 多莉” “多莉”的克隆在核移植技术上沿袭了胚胎细胞核 移植的全部过程，但这并不能减低“多莉” 移植的全部过程，但这并不能减低“多莉”的重大 意义，因为它是世界上第一例 体细胞核移植出生 第一例经 意义，因为它是世界上第一例经体细胞核移植出生 的动物，是克隆技术领域研究的巨大突破。 的动物，是克隆技术领域研究的巨大突破。这一巨 大进展意味着：在理论上证明了，同植物细胞一样， 大进展意味着：在理论上证明了，同植物细胞一样， 也具有全能性 全能性． 分化了的动物细胞核也具有全能性．
动物细胞工程(第二课时)高二生物课件(人教版2019选择性必修3)
实战训练
3.动物和人体内具有分裂和分化能力的细胞称为干细胞。对右 图的相关叙述中，错误的是( ) A.a过程可表示干细胞的自我更新 B.b、c过程表示干细胞具有分化能力 C.a、b、c过程中细胞的遗传信息表达情况不同 D.a、b、c过程中遗传物质发生了定向改变
问题2:胚胎干细胞必须从胚胎中获取，这涉及伦理问题，因而限制了 它在医学上的应用。我们还有其他途径干细胞吗？
A.iPS细胞分化的实质是基因的选择性表达，细胞种类增多 B.iPS细胞分化成的多种细胞中所有核酸均相同，蛋白质却不完全相同 C.若将突变的相关基因替换，或许可以起到治疗该病的作用 D.经体外诱导产生造血干细胞，在小鼠骨髓中能够增殖分化出B细胞
实战训练
11.人体骨髓中的造血干细胞在体内环境下能分裂、分化形成红细 胞、白细胞和血小板。现代科学研究发现,在体外一定条件下培养 造血干细胞,它可以分裂、分化形成神经细胞。下列有关的叙述不 正确的是 ( )
容易发生突变 D.“iPS细胞”分化成人体多种组织细胞，是因为它具有不同于其他细
胞的特定基因
实战训练
9.有一个婴儿在出生后医院为他保留了脐带血,在他的生长发育过程中如果 出现了某种难治疗的疾病,就可以通过脐带血中的干细胞来为他治病,下列关 于这个实例说法正确的是( )
A.用干细胞培育出人体需要的器官用来移植治病,需要激发细胞的所有全能 性
实战训练
4.如图2-2-3是胚胎干细胞潜能示意图,相关叙述错误的是 ( ) A.由细胞形态判断,4种细胞中细胞②最可能连续分裂 B.胚胎干细胞能分化为各种细胞的实质是遗传物质相同 C.分化得到的各种细胞,功能不同的主要差异是特定蛋白不同 D.定向诱导胚胎干细胞分化形成组织或器官,进行自体移植可避免免疫排斥
专题2动物细胞工程课件
第4页，共15页。
原代培养：将动物组织消化后的初次培养 称为原代培养。
传代培养：用胰蛋白酶将出现接触抑制的
贴壁细胞从培养瓶壁上脱离下来，制成细 胞悬液，分装到多个培养瓶中继续培养， 这个过程叫传代培养。
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
第9页，共15页。
思考题
3、胰蛋白酶的作用是什么呢？由此可说明细 胞间的物质是什么成份？
胰蛋白酶水解蛋白质
细胞间的成份是蛋白质 4、细胞膜的主要成份是什么？ 蛋白质和磷脂 5、胰蛋白酶能将细胞消化掉吗？ 能
6、既然胰蛋白酶能将细胞消化掉，那将动物组织分 散成单个细胞要注意什么问题呢？
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，这个新的胚胎最终 发育为动物个体。
类型：胚胎细胞核移植和体细胞核移植
克隆动物：
用核移植的方法得到的动物。
第12页，共15页。
供体细胞注 入去核卵母 细胞
受体细胞 激活，完 成减数分 裂、发育
减数第二次分裂中期
织和器官。
原代培养
接触抑制
遗传物质 未改变
细胞株
10代细胞
遗传物质 已改变
细胞系 50代细胞
无限传代
传代培养
第3页，共15页。
细胞株：原代细胞一般传至10代左右细胞生 长停滞，大部分细胞衰老死亡，少数细胞存活到 40~50代，这种传代细胞为细胞株。
细胞系：细胞株传代至50代后又出现细胞生长
停滞状态，只有部分细胞由于遗传物质的改变，使 其在培养条件下可以无限制传代，这种传代细胞为 细胞系。
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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
5.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。
相关叙述正确
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 ．体外培养单个效应B 细胞可以获得大量针对SARS 病毒的单克隆抗体
C ．将等量效应B 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
6.图是单克隆抗体制备流程阶段示意图。
（1） 技术是单克隆抗体技术的基础。
选育出产生高特异性抗体的细胞 骨髓瘤细胞 HA T 某些淋巴细胞 （产生特异抗体） 混合并进行细胞融合，转到HA T 培养基上 培养 杂交瘤 杂交瘤
（2）根据培养基的用途分类，图中培养基属于培养基。
（3）单克隆抗体与常规的血清抗体相比。
最大的优越性是。
（4）动物细胞融合除了采用植物细胞原生质体融合常用诱导剂外，还可以采用。
（5）选出的杂交瘤细胞既具备骨髓瘤细胞的特点，又具备淋巴细胞的特点。
（6）淋巴细胞是由动物体中的细胞分化、发育而来。
（7）杂交瘤细胞从培养基中吸收葡萄糖、氨基酸的主要方式是。
课后作业：
7.对细胞全能性的表达正确的是 ( )
A．离体的植物细胞均能够表现出全能性
B．动物细胞融合标志着动物细胞全能性的实现
C．花粉可培育成单倍体植株是细胞全能性的表现
D．单克隆抗体的制备依据的原理是细胞的全能性
8.（12上海）以绵羊红细胞刺激小鼠脾脏B淋巴细胞，再将后者与小鼠骨髓瘤细胞融合形成杂
交瘤细胞克隆群，由此筛选出的单克隆杂交瘤细胞所产生的抗体
A．能识别绵羊整个红细胞 B．只识别绵羊红细胞表面的特定分子
C．能识别绵羊所有体细胞 D．只识别绵羊所有体细胞表面的特定分子
9.(08理综Ⅰ)下列关于细胞工程的叙述，错误的是
A．电刺激可诱导植物原生质体融合或动物细胞融合
B．去除植物细胞的细胞壁和将动物组织分散成单个细胞均需酶处理
C．小鼠骨髓瘤细胞和经抗原免疫小鼠的B淋巴细胞融合可制务单克隆抗体
D．某种植物甲乙两品种的体细胞杂种与甲乙两品种杂交后代的染色体数目相同
10.下图表示用生物工程制备人抗A抗体的过程。
请回答下列问题
（1）人的红细胞膜表面有被称为凝集原的特异____；从免疫学
角度看，这种凝集原是________。
（2）图中细胞中1是小鼠体内注入人A型血红细胞后而获得的
________细胞，这种细胞具有产生____________的特点，
但难以在体外培养。
甲培养皿中培养的细胞2是从患骨髓
瘤的小鼠体内获取的骨髓瘤细胞，这种细胞在体外培养时
能________________，但不会产生抗体。
（3）为了能充分发挥上述两种细胞各自的特点，经特殊处理，
在促细胞融合因子的作用下，使两种细胞发生融合，形成
图中的细胞3，这种细胞称为_____________。
把它在乙培
养皿中进行培养，则能产生大量的细胞群，这种方法称为
________________。
（4）过程①的主要目的___________________。
通过过程②或③的培养方法能产生大量_____________抗体。
高三生物一轮复习导学提纲(38)参考答案
1-5：CACCD 7-9：CBD
6.（1）动物细胞培养（微生物培养）（2）选择
（3）特异性强，灵敏度高（4）灭活的病毒
（5）在体外大量增殖分泌特异性抗体（6）骨髓造血干
（7）主动运输（主动吸收）
11．（1）糖蛋白抗原
（2）免疫B淋巴单一的抗A抗体（或单一的特异性抗体）快速大量增殖（3）杂交瘤细胞单克隆
（4）筛选出能产生单一抗A抗体的杂交瘤细胞抗A单克隆。