动物细胞工程原理
高三生物一轮复习课件动物细胞工程
拓展 提升科学思维
3.科学家已尝试采用多种方法来制备iPS细胞，尝试说出几种获取iPS细 胞的方法。（结合教材46页）
借助载体将特定基因导入细胞中，直接将特定蛋白导入细胞中或者 用小分子化合物等来诱导形成iPS细胞。iPS细胞最初是由成纤维细胞转 化而来的，后来发现已分化的T细胞、B细胞等也能被诱导为iPS细胞。
成纤维细胞 T细胞和B细胞
导入特定基因
导入特定蛋白 小分子化合物诱导
iPS 细胞
治疗阿尔茨海默症 治疗心血管疾病
突破 强化关键能力
1.(2023·山西运城高三模拟)对某种动物的肝肿瘤细胞进行细胞培养，下
列说法错误的是（C ）
A.在利用肝组织块制备细胞悬液时，可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理 B.动物细胞培养应在含5%CO2的CO2培养箱中进行，CO2的作用维持培 养液的pH C.为了防止动物细胞培养过程中受污染，可向培养液中加入适量的干扰素 D.在合成培养基中，通常需加入血清等一些天然成分
应用： ①人造皮肤的构建； ②动物分泌蛋白的规模化生产； ③用于药理及细胞发育方面的研究。
考点一 动物细胞培养
4.培养的条件：
糖类、氨基酸、无 机盐、维生素 …
培养基的构成：合成培养基 + 血清等天然成分
将细胞所需的营养物 质按种类和所需量严 格配制而成的培养基
含人类未知、细胞生长增
殖所必需的物质，满足细
动物细胞培养 原理：细胞的增殖
的概念和原理 在适当的培养条件下，让这些细胞生长和增殖的技术
动
物
动物细胞培养
(1)营养条件 (2)无菌、无毒的环境
细 的条件
(3)温度、pH和渗透压
胞
(4)气体环境
培 动物细胞培养 取动物 单个 细胞 原代 传代
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：1.技术的进一步成熟：随着技术的不断发展，动物细胞工程制药技术将变得更加成熟，能够更准确、高效地生产药物。
2.2动物细胞工程
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
动物细胞工程动物细胞与组织培养课件
动物细胞工程动物细胞与组织培养课件汇报人：2024-01-10•动物细胞工程概述•动物细胞培养技术•动物细胞与组织的体外培养目录•动物细胞工程的应用案例•展望与挑战01动物细胞工程概述定义与特点定义动物细胞工程是以动物细胞为研究对象，通过细胞培养、细胞融合、基因转移等技术手段，实现动物细胞和组织的体外培养、繁殖和生产，以及动物疾病治疗和生物医学研究的技术。
特点动物细胞工程具有高度的技术性、复杂性和应用性，涉及多个学科领域，如生物学、医学、生物工程等。
它能够实现动物细胞的体外大规模培养，生产出大量的生物制品，如疫苗、单克隆抗体等，为人类疾病预防和治疗提供重要的技术支持。
利用动物细胞大规模培养技术，生产出大量的疫苗、单克隆抗体等生物制品，用于疾病的预防和治疗。
生物制品生产通过动物细胞培养和基因工程技术，实现新药的筛选和开发，提高药物研发的效率和成功率。
药物筛选与开发利用动物细胞工程技术，体外培养出人体组织和器官，用于移植和修复人体损伤的组织和器官。
组织工程通过动物细胞培养和基因工程技术，建立各种疾病模型，用于疾病的发病机制研究和药物筛选。
疾病模型建立动物细胞工程的应用德国科学家Rudolf Virchow首次提出“细胞来源于细胞”的著名论断，为动物细胞工程的发展奠定了基础。
1907年美国科学家Graham和Milstein首次成功实现了哺乳动物细胞的体外培养，开启了动物细胞工程的新篇章。
1958年美国科学家Kohler和Milstein首次成功制备出了单克隆抗体，为动物细胞工程在生物制品生产领域的应用奠定了基础。
1975年随着基因工程技术的发展和应用，动物细胞工程进入了一个新的发展阶段，实现了基因转移和基因编辑等先进技术的应用。
1990年代动物细胞工程的发展历程02动物细胞培养技术细胞生存和增殖条件动物细胞培养需要提供适宜的温度、湿度、pH值、营养物质等条件，以维持细胞的生存和增殖。
细胞贴壁与生长动物细胞在培养过程中需要贴附在培养器皿的表面才能生长，因此需要选择适当的细胞培养器皿和贴壁介质。
《动物细胞工程》 讲义
《动物细胞工程》讲义一、动物细胞工程的概念动物细胞工程是应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法，在细胞水平上进行的操作，以获得人们所需要的生物产品或细胞本身。
它是现代生物技术的重要组成部分，涵盖了细胞培养、细胞融合、细胞核移植、胚胎移植等多个方面。
二、动物细胞培养（一）基本原理细胞培养的基本原理是细胞的增殖。
细胞在适宜的环境中，能够吸收营养物质，进行新陈代谢，并通过分裂增加数量。
（二）培养条件1、无菌、无毒的环境：对培养液和所有培养用具进行无菌处理，通常还会添加一定量的抗生素，以防止培养过程中的污染。
2、营养物质：包括糖、氨基酸、无机盐、维生素等，这些物质要按照细胞所需的种类和量进行精确配置。
3、适宜的温度和 pH：哺乳动物细胞的培养温度一般在 365℃左右，pH 则在 72 74 之间。
4、气体环境：细胞培养所需的气体主要有氧气和二氧化碳，氧气用于细胞呼吸，二氧化碳则用于维持培养液的 pH。
（三）培养过程1、取材：通常从动物的组织或器官中获取细胞，如从胚胎或幼龄动物的器官组织中获取细胞，其分裂能力更强。
2、原代培养：将取得的组织用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理，使其分散成单个细胞，然后制成细胞悬液，放入培养瓶中培养。
3、传代培养：当细胞贴满瓶壁时，需要用胰蛋白酶处理，使细胞从瓶壁上脱落下来，然后分瓶继续培养。
三、动物细胞融合（一）概念动物细胞融合也称细胞杂交，是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。
（二）诱导融合的方法1、物理法：如电激融合法。
2、化学法：常用的诱导剂是聚乙二醇（PEG）。
3、生物法：如灭活的病毒。
（三）应用1、制备单克隆抗体：这是动物细胞融合技术最突出的应用。
2、用于基因定位和染色体转移等研究。
四、单克隆抗体（一）概念单克隆抗体是由单个 B 淋巴细胞经过无性繁殖形成的细胞群所产生的化学性质单一、特异性强的抗体。
（二）制备过程1、给小鼠注射特定的抗原，使其发生免疫反应，产生能分泌特定抗体的 B 淋巴细胞。
动物细胞工程在食品中的应用
动物细胞工程在食品中的应用引言动物细胞工程是一种利用细胞培养和基因工程技术来生产和改造动物细胞的方法。
近年来，动物细胞工程在食品工业中的应用越来越广泛。
通过动物细胞工程技术，可以获得高品质的食品并改善农业生产效率。
本文将介绍动物细胞工程在食品中的应用领域和取得的成果。
动物细胞工程的基本原理动物细胞工程是一种利用基因工程技术改造动物细胞来生产特定物质的方法。
其基本原理包括以下几个步骤：1.细胞培养：选择合适的细胞系进行培养，提供合适的培养基和生长条件，使细胞快速繁殖并分化成特定的细胞类型。
2.基因转染：通过基因工程技术将目标基因导入细胞中，使细胞产生特定的蛋白质或其他物质。
3.生物反应器：利用生物反应器对细胞进行大规模培养，提高目标物质的产量。
4.提取和纯化：对培养得到的细胞进行提取和纯化，得到目标物质的纯品。
动物细胞工程在食品中的应用领域动物细胞工程在食品工业中有多种应用领域，以下将介绍其中几个重要的领域。
1. 高品质肉制品的生产传统的肉制品生产需要进行屠宰和加工过程，而动物细胞工程可以通过培养肌肉细胞来生产高品质的肉制品，无需屠宰动物。
这种肉制品无需激素和抗生素的投入，更加健康和安全。
同时，细胞培养的肉制品可以控制其脂肪和蛋白质含量，满足不同消费者的需求。
2. 新型食品添加剂的生产动物细胞工程可以生产各种新型食品添加剂，如酶和酵母。
这些添加剂可以提高食品的质量和口感，同时减少对环境的影响。
例如，利用细胞工程技术制造的酵母可以用于酿造啤酒和面包制作，提高产品的风味和发酵效率。
3. 医学营养品的生产动物细胞工程可以生产医学营养品，如人类乳蛋白和人类胰岛素。
这些营养品可以用于医学治疗和疾病预防，提高人类健康水平。
利用动物细胞工程技术生产的医学营养品具有高纯度和高效性，可以更好地满足患者的需求。
4. 宠物食品的改良动物细胞工程可以用于改良宠物食品的配方和质量。
通过细胞培养技术可以提高宠物食品的营养价值和口感。
动物细胞工程技术的原理是
动物细胞工程技术的原理是动物细胞工程技术是一种应用生物学、遗传学和工程学原理和方法，通过对动物细胞进行体外培养和基因改造，以实现对动物细胞特性的调控和改变。
该技术可以用于研究和应用领域，如疾病模型建立、药物筛选、生物产物的生产等。
动物细胞工程技术的原理可以分为以下几个方面：1. 细胞培养基和培养条件的优化：为了使动物细胞在体外能够正常生长和繁殖，需要提供适合的培养基和培养条件。
培养基中包含各种营养物质，如氨基酸、糖类、维生素等，以满足细胞的生长需求。
同时，培养条件包括温度、湿度、气体含量等因素的调控，以创造适合细胞生长的环境。
2. 细胞的定向培养和扩增：为了得到大量的目标细胞，需要对其进行定向培养和扩增。
这包括合理控制细胞的密度、愈伤组织的形成和分化、细胞的成熟和分裂等过程。
常用的培养方法包括贴壁培养、悬浮培养和生物反应器培养等。
3. 基因工程技术：基因工程技术是动物细胞工程技术的核心和关键。
通过基因工程技术，可以对动物细胞的基因进行改造和调控，实现特定基因的表达或静默。
主要的基因工程技术包括DNA重组技术、RNA干扰技术、基因敲除技术、基因转导技术等。
这些技术可以通过转染或转化等方法将外源基因或RNA分子导入细胞内，以改变细胞的特性。
4. 细胞分化和功能组织的构建：在动物细胞工程技术中，可以通过控制细胞分化和组织形成过程，构建具有特定功能的细胞和组织。
通过合适的生长因子、培养基和培养条件，可以使细胞向特定方向分化，并形成具有相应功能的组织结构。
这可以应用于人工器官、组织工程等领域。
5. 质控和纯化技术：在动物细胞工程技术中，质控和纯化技术是非常重要的环节。
质控技术可以用于监测细胞的生长状态和表达情况，以保证细胞的质量和稳定性。
纯化技术可以用于提取和纯化所需的生物产物，以获得高纯度的产品。
综上所述，动物细胞工程技术的原理是通过优化细胞培养基和培养条件，定向培养和扩增细胞，应用基因工程技术对细胞基因进行改造和调控，控制细胞分化和构建功能组织，进行质控和纯化等环节，以实现对动物细胞特性的调控和改变。
第45讲 动物细胞工程
第45讲动物细胞工程课标内容(1)阐明动物细胞培养是从动物体获得相关组织，分散成单个细胞后，在适宜的培养条件下让细胞生长和增殖的过程。
动物细胞培养是动物细胞工程的基础。
(2)阐明动物细胞核移植一般是将动物一个细胞的细胞核移入去核的卵母细胞中，并使重组细胞发育成新胚胎，继而发育成动物个体的过程。
(3)阐明动物细胞融合是指通过物理、化学或生物学等手段，使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。
(4)概述细胞融合技术是单克隆抗体制备的重要技术。
(5)简述干细胞在生物医学工程中有广泛的应用价值。
考点一动物细胞培养1.动物细胞培养原理：细胞增殖(1)地位：动物细胞工程常用的技术有动物细胞培养、动物细胞核移植、动物细胞融合等。
其中动物细胞培养是动物细胞工程的基础。
(2)培养条件一般用液体培养基(3)培养过程(1)区分原代培养和传代培养的关键是看用胰蛋白酶处理的对象和是否分瓶。
①分瓶前，第一次用胰蛋白酶对动物组织进行处理后的培养是原代培养。
②第二次用胰蛋白酶处理，使细胞从瓶壁上脱离下来，分瓶后的细胞培养为传代培养。
(2)细胞贴壁和接触抑制：悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上，称为细胞贴壁。
细胞数目不断增多，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。
2.干细胞培养及其应用【情境推理·探究】1.进行动物传代培养时用胰蛋白酶分散细胞，可以用胃蛋白酶替代胰蛋白酶吗？说明原因。
提示不可以，胃蛋白酶作用的适宜pH约为1.5，当pH大于6时，胃蛋白酶就会失活。
胰蛋白酶作用的适宜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失活，而胰蛋白酶在此环境中活性较高，因此胰蛋白酶适宜用于传代培养时分散细胞。
2.若将病人的皮肤成纤维细胞诱导成iPS细胞，再使它转化为需要的细胞，用这些细胞给病人治病，不会产生免疫排斥反应，尝试解释其中的原因。
提示iPS细胞来源于病人自身的体细胞。
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？
动物细胞工程动物细胞培养和核移植技术
核移植操作
显微操作
在显微镜下，将供体细胞核移植到受体细胞中。
融合与激活
通过电刺激或化学方法诱导受体细胞与供体细胞 融合，并激活新形成的细胞。
筛选与鉴定
对新形成的细胞进行筛选和鉴定，确保核移植成 功。
重组胚胎的培养与移植
胚胎培养 在适宜的培养条件下，对重组胚胎进行培养，促进其发育。
胚胎移植 将培养成熟的胚胎移植到代孕动物体内，以产生后代。
融合后的细胞开始分裂和发育，最终 形成与供体具有相同遗传物质的克隆 个体。
核移植技术流程
单击此处添加副标题
供体细胞的选择与准备
选择适当的供体细胞
01
根据实验需求选择具有所需特性的供体细胞，如特定组织或器
官来源的细胞。
细胞培养准备
02
确保供体细胞处于适宜的培养环境中，包括适当的培养基、温
度、气体条件等。
细胞传代与扩增
03
对供体细胞进行传代和扩增，以获得足够的细胞数量用于核移
植。
受体细胞的选择与准备
选择适当的受体细胞
根据实验需求选择具有良好接受性的受体细胞，如去核的卵母细 胞。
去核处理
使用显微操作技术去除受体细胞的细胞核，为核移植做好准备。
受体细胞激活
通过化学或电刺激方法激活受体细胞，使其恢复分裂活性。
细胞分离
通过离心、过滤等方法将细胞从酶液
3
中分离出来。
培养环境控制
提供适宜的温度、湿度、气体环境，
5
保持培养基的营养成分和pH值。
组织消化
2
使用适当的酶液将组织分解成单个细
胞。
细胞接种
4
将分离出的细胞接种到培养容器中。
传代细胞培养
《动物细胞工程》 讲义
《动物细胞工程》讲义一、动物细胞工程的定义和范围动物细胞工程是应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法，在细胞水平上进行的遗传操作以及细胞和组织培养技术，以改造细胞、创造新的生物品种或生产生物产品的一门综合性科学技术。
其范围涵盖了细胞培养、细胞融合、细胞核移植、胚胎移植、细胞重组、转基因动物等多个方面。
二、动物细胞培养技术（一）基本原理细胞培养是动物细胞工程的基础，其原理是细胞具有分裂和生长的能力。
在适宜的条件下，细胞可以不断增殖并保持一定的生理特性。
（二）培养条件1、无菌环境：防止微生物污染是细胞培养成功的关键。
2、合适的培养基：包含细胞生长所需的营养物质，如氨基酸、维生素、无机盐等。
3、适宜的温度和 pH：一般来说，培养温度在 37℃左右，pH 在 72 74 之间。
4、气体环境：通常需要 95%的空气和 5%的二氧化碳，二氧化碳用于维持培养基的 pH 稳定。
（三）培养过程1、取材：从动物体内取出组织或器官，进行处理以获得单细胞。
2、原代培养：将获得的细胞直接培养，这是细胞培养的第一代。
3、传代培养：当原代培养的细胞生长到一定密度时，进行分瓶培养。
（四）应用1、生物制品的生产，如疫苗、抗体等。
2、细胞生物学和分子生物学的研究。
3、药物筛选和毒性测试。
三、细胞融合技术（一）原理细胞融合是指两个或多个细胞通过物理、化学或生物方法融合成一个杂种细胞的过程。
其原理基于细胞膜的流动性。
（二）方法1、病毒诱导融合：使用某些病毒，如仙台病毒，促使细胞膜融合。
2、化学诱导融合：常用的化学试剂有聚乙二醇（PEG）。
3、电融合：通过电场作用使细胞排列紧密接触，进而融合。
（三）应用1、单克隆抗体的制备：将免疫小鼠的 B 淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，形成杂交瘤细胞，分泌单克隆抗体。
2、细胞遗传和细胞免疫的研究。
四、细胞核移植技术（一）原理细胞核移植是将一个细胞的细胞核移植到另一个去核的细胞中，使其发育成一个新的个体。
这基于细胞核的全能性，即细胞核包含了生物体发育所需的全部遗传信息。
动物细胞工程
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展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〔产生型生物个体〕的技术体系，是生物技术〔生物工程〕的重要组成局部。
狭义细胞工程指对细胞个体进展的各种操作，广义的细胞工程包括对细胞、组织、器官所进展的各种操作。
2.动物细胞工程争论的主要内容以狭义细胞工程为主，兼顾组织、器官工程等内容的争论。
(1)狭义细胞工程：争论体外分别、培育、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：争论体外培育、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：争论体外培育、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：争论动物胚胎生产、保存、操作及移植的工艺技术体系。
3.动物细胞工程争论的意义(1)是动物生殖的重要技术手段加快动物生殖速度：A.体外受精生产胚胎 B.胚胎移植生产动物 (2)是人类关心生殖技术的重要组成局部体外受精—胚胎移植技术，可以抑制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展遗传操作，或利用细胞融合、胚胎嵌合技术可以使假设干个动物性状进展有机组合，产生的生物个体；(4)生产药物直接培育细胞或组织，从细胞或组织代谢物中直接获得药物;对细胞进展遗传操作，生产转基因动物，利用转基因动物生产药物〔生物反响器〕；(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)供给人类器官移植的材料人类器官移植进展很快，目前可以进展心脏、肝、肾脏移植，可以进展皮肤、角膜、骨髓细胞移植。
三、动物细胞工程讲授的主要内容1.动物细胞、组织培育2.动物细胞融合3.动物细胞重组4.向细胞内引入高分子物质5.动物细胞冷冻保存6.动物胚胎工程四、动物细胞工程试验〔实习〕内容1.试验仪器设备的识别与使用2.动物细胞培育用液的制备3.动物胎儿成纤维细胞分别与培育4.动物细胞常规检查和生物学检测5.培育细胞的冻存与复苏五、动物细胞工程争论取得的重要进展1.采集、冷冻与人工授精技术的成熟和进展，为充分发挥利用雄性动物生殖潜力奠定了根底；2.雌性动物卵母细胞体外成熟培育技术的成功，使人们在体外完成动物生殖过程成为可能；3.体外受精与胚胎移植技术的成功，产生了试管婴儿，试管牛，试管猪，试管山羊，试管兔；4.细胞核移植技术的成功，使人们克隆高等哺乳动物的梦想得以实现体细胞核移植、胚胎细胞核移植、胚胎干细胞核移植技术的成功，为克隆动物和转基因动物生产供给了技术支撑；5.胚胎干细胞与组织干细胞成功分别、体外扩增与诱导分化争论的成功，为人类医学进展供给了贵重的材料；胚胎干细胞，胰腺干细胞，神经干细胞，骨髓干细胞，皮肤干细胞，角膜干细胞6.转基因细胞〔细胞转染基因〕技术的成功，为转基因动物的生产制造了条件；7.胚胎嵌合技术一种或两种动物胚胎共同生长发育形成一个生物个体的技术，即在一个生物体内，含有来源于两个不同胚胎的细胞和组织；8.细胞融合技术将两种或两种以上的细胞融合，形成一个具有性状的细胞，这种技术称为细胞融合技术。
高三生物一轮复习动物细胞工程(4)
领域发挥大作用。
5.诱导多能干细胞（iPS细胞） （1）胚胎干细胞的局限性： 胚胎干细胞必须从_胚__胎__中获取 ，涉及_伦_理__问__题__,因而限制了在医学上的应用。
（2）诱导多能干细胞概念： 通过体外诱导小鼠成纤维细胞，获得了类似胚胎干细胞的一种细胞，称为诱导
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，具有癌细胞的特点，失去
接触抑制，可能在培养条件下无限制的传代下去。
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。
三、干细胞培养及其应用
动物细胞培养
动物细胞 动物细胞融合技术与单克隆抗体
工程
动物细胞核移植技术
克隆动物
一、动物细胞培养
1.动物细胞培养概念：指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.动物细胞培
养的原理：细胞增殖（有丝分裂）。3.动物细胞培养的地位：动物细胞工程的基础。
上皮细胞
肌细胞
神经细胞
4.干细胞的应用 （1）应用原理：有着自我更新能力及分化潜能的干细胞，与组织、 器官的发育、再生和修复等密切相关。 （2）应用实例： 造血干细胞：治疗白血病及一些恶性肿瘤放疗或化疗后引起的 造血系统、免疫系统功能障碍等疾病
神经干细胞：治疗神经组织损伤和神经系统退行性疾病（如帕 金森病、阿尔茨海默病等）
多能干细胞，简称iPS细胞。
诱导方法：①将特定基因或特定蛋白导入细胞（成纤维细胞以及已分化的T细胞、 B细胞均可）；
动物细胞工程的原理和应用
动物细胞工程的原理和应用1. 动物细胞工程的概述动物细胞工程是一种利用现代生物学技术对动物细胞进行修饰和改造的研究领域。
通过对动物细胞进行基因编辑、细胞培养和再生医学技术的应用，动物细胞工程能够为医学研究和治疗提供重要的工具和资源。
2. 动物细胞工程的原理动物细胞工程主要基于以下几个原理：•基因编辑技术：通过使用CRISPR/Cas9等基因编辑技术，可以有针对性地编辑动物细胞的基因组，实现基因的添加、删除或修改，从而产生具有特定功能或性状的细胞。
•细胞培养技术：动物细胞工程依赖于体外细胞培养技术，即在无菌条件下将动物细胞培养在培养基上，提供细胞生长所需的养分和环境因素，从而使细胞不断繁殖和扩增。
•再生医学技术：动物细胞工程可以利用再生医学技术，将经过基因编辑和培养的细胞应用于组织工程、器官移植和疾病治疗等方面，实现对生物体的修复和改良。
3. 动物细胞工程的应用领域动物细胞工程在医学研究和治疗领域有着广泛的应用：•基因治疗：利用动物细胞工程的原理，可以将健康基因导入患有遗传疾病的细胞中，修复或替代患有缺陷基因的功能，从而治疗遗传疾病。
•组织工程：动物细胞工程可以将经过基因编辑的细胞应用于组织工程，通过构建具有特定功能的细胞组织，实现对组织损伤和器官缺陷的修复。
•器官移植：利用动物细胞工程技术，可以培养出与患者自身组织相匹配的器官，避免器官移植过程中的排异反应，提高移植成功率。
•疾病治疗：动物细胞工程的原理可以应用于研发新药和治疗方案，通过研究和修饰细胞功能，探索疾病发生和发展的机制，为疾病治疗提供新的思路和方法。
4. 动物细胞工程的挑战和展望尽管动物细胞工程具有广泛的应用前景，但在实践过程中仍然面临一些挑战：•安全性问题：基因编辑技术和细胞培养技术的应用可能涉及潜在的安全风险，如基因突变导致的不良反应和细胞克隆引发的肿瘤等问题，需要在技术开发过程中进行严格的安全评估和监测。
•伦理和道德问题：动物细胞工程涉及对动物生命和基因的操控，引发了一系列的伦理和道德争议，如何平衡科学研究和动物权益之间的关系是一个重要的议题。
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。
2-2-1动物细胞培养(课件)——高中生物人教版(2019)选择性必修三
练习
3.有研究表明“渐冻症”是由突变的基因导致运动神经元合成了某种毒蛋白，从而阻碍了轴突内营养物质的流动。也有最新研究结果表明，利用诱移功能干细胞(iPS细胞) 制作前驱细胞，然后移植给渐冻症实验鼠，能延长其寿命。下列相关描述错误的是( )iPS细胞分化成的多种细胞中所有核酸相同，蛋白质却不完全相同B. iPS细胞分化的实质是基因的选择性表达，细胞种类增多C.若控制运动神经元合成毒蛋白的基因替换,则可以起到良好的治疗作用D.植入神经干细胞，恢复受损的运动功能，也许会在一定程度上使渐冻症病情改善
ES细胞
成体干细胞
成体组织或器官内
造血干细胞（骨髓、外周血和脐带血中）神经干细胞（神经系统中）精原干细胞（睾丸中）
具有组织特异性，只能分化成特定的细胞或组织，不具有发育成完整个体的能力
治疗神经组织损伤和神经系统退行性疾病（如帕金森病、阿尔茨海默病等）
治疗白血病及一些恶性肿瘤放疗或化疗后引起的造血系统、免疫系统功能障碍等疾病
A.使用合成培养基时，通常需要加入血清等一些天然成分B.通常置于含有 和 的混合气体的 培养箱中进行培养C.渗透压也是动物细胞培养过程中需要考虑的一个重要环境参数D.需要对培养液和所有培养用具进行灭菌处理以及在无菌环境下进行操作
B
练习
例2 下列关于动物细胞培养过程的叙述，正确的是( )。
动物细胞培养的条件
保证无菌、无毒的环境
无菌
①对培养液和所有培养用具进行灭菌处理
②在无菌环境下进行操作
定期更换培养液。
无毒
③添加一定量的抗生素
目的：方便清除代谢物，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成伤害。
动物细胞培养的条件
温度、PH和渗透压
(1)适宜的温度：哺乳动物多以__________ ℃为宜。(2)适宜的pH：多数细胞生存的适宜pH为_________。(3)适宜的渗透压。
动物细胞工程
D．果胶酶
身 【3】动物细胞培养的特点 （ A ） ①细胞贴壁 ②有丝分裂 ③细胞分化
④接触抑制 ⑤减数分裂
⑥原代培养一般传1－10代
手 A、①②④⑥ C、①③④⑥
B、②③④⑤ D、③④⑤⑥ຫໍສະໝຸດ 单个细胞培养液稀释
细胞悬液
细胞贴壁
培养瓶培养
接触抑制
胰蛋白酶处理分瓶培养
10代细胞
细胞株
50代细胞
细胞系
不死细胞
胰蛋白酶会不会把细胞 消化掉？为什么?
胰蛋白酶除了消化细胞间的 蛋白质，长时间作用也会消 化细胞膜蛋白，对细胞有损 伤作用，因此必须控制好消 化时间。
4、动物细胞培养条件
1)无菌、无毒的环境
细 分瓶培养 细
胞
胞
传 代
原代培养
传代培养
结4 培养条件 无菌无毒，营养，温度、PH，气体环境
大 【1】动物细胞工程技术的基础是 （ D ） A.动物细胞融合 B.单克隆抗体
C.胚胎移植
D.动物细胞培养
展 【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
如病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体
2.应用于基因工程
主要用于作为受体细胞
3.检测有毒物质，判断某种物质的毒性
4.细胞的生理、药理、病理研究
如用于筛选抗癌药物
课
动物细胞培养（记忆）
1 概念：
2 原理 细胞增
堂 3 过程 殖
动 剪碎 单 加培养液 细
物
个
胞
10
50
无
代
代
限
小组 织
胰蛋白酶
细 胞
悬 液
适宜条件
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动物细胞工程原理
动物细胞工程是一种新兴的技术，它利用现代生物学、生物工程学和细胞学的知识和技术，对动物细胞进行基因工程、细胞培养和分离等操作，以达到人类医学、生物制药、农业和环境保护等多个领域的应用。
动物细胞工程原理主要包括以下几个方面：
1.基因工程：利用人工合成或克隆的基因，通过转染、电转化、病毒载体等方式将其导入细胞内，实现对细胞内基因的改变和调控，从而获取所需的功能或物质。
2.细胞培养：利用细胞培养技术，将动物细胞培养在培养皿或生物反应器中，提供适宜的营养物质和环境条件，使细胞生长繁殖，从而大量生产所需的物质。
3.分离纯化：通过生化分离、柱层析、电泳等技术，将所需的物质从培养基或细胞内分离纯化出来，以达到高纯度和高质量的要求。
4.质量控制：对于生产的物质，需要进行质量控制，包括物质的纯度、活性、稳定性和安全性等方面的检查，以确保生产出的物质符合规格和标准要求。
动物细胞工程技术在生物制药、基因治疗、组织工程、动物遗传改良和环境保护等领域具有广阔的应用前景。