2025届高三一轮复习生物学:动物细胞工程 大单元学习课件(共29张PPT1份视频)

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名称 2025届高三一轮复习生物学:动物细胞工程 大单元学习课件(共29张PPT1份视频)
格式 pptx
文件大小 37.2MB
资源类型 教案
版本资源 通用版
科目 生物学
更新时间 2024-07-31 18:26:06

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文档简介

(共29张PPT)
探究建构:细胞工程
——梳理细胞工程的基本原理
学习目标:
1.梳理细胞工程的基本操作流程,并从原理、结果等方面进行对比。
2.能够分析单克隆抗体制备、克隆猴培育等流程,并总结出操作过程注意事项。
3.关注生殖性克隆引发的伦理争论,对生殖性克隆和治疗性克隆等社会热点话题做出合理评价。
通过细胞培养构建的人造皮肤
动物细胞培养
所需的基本条件
一般来说,动物细胞培养(模拟体内细胞正常生长增殖的环境)需要满足以下条件:
营养条件
其他条件
无菌、无毒的环境
适宜的温度、pH和渗透压
适宜的气体环境
糖类、氨基酸、无机盐、维生素……
1.概念 动物细胞培养是指从动物体中取出相关的组织,将它分散成单个细胞,然后再适宜的培养条件下,让这些细胞生长和繁殖的技术
一、动物细胞培养
2.目的
获得细胞或细胞产物;不能获得完整动物个体
3.理论基础
细胞增殖(有丝分裂)
4.动物细胞培养的条件
4.动物细胞培养的条件
1.营养
①与体内基本相同,需要糖类、氨基酸、促生长因子、无机盐、维生素等。
②另外,在使用合成培养基时,通常需加入血清等一些天然成分。
③动物细胞培养使用的是液体培养基,也称培养液,植物组织培养使用的是固体培养基。
2.无菌、无毒的环境
①是对培养液和所有培养用具进行无菌处理;
②是在细胞培养液中添加一定量的抗生素;
③是定期更换培养液,防止细胞代谢产物积累。
3.温度和PH和渗透压
①温度以36.5±0.5℃为宜 ②pH为7.2~7.4 ③渗透压也是需要考虑的一个重要环境参数。
4.气体环境
O2和CO2(95%空气和5% CO2 )
O2是细胞代谢所必需的,CO2的主要作用是维持培养液的pH。
5.
细胞贴壁现象
1.幼龄动物的细胞与老龄动物的细胞比较,分化程度低的细胞与分化程度高的细胞比较,哪些细胞更易于培养?为什么?
幼龄动物的细胞、分化程度低的细胞更易于培养。因为幼龄动物的细胞、分化程度低的细胞生命力旺盛,分裂能力强。
思考:
2.将组织分散成单个细胞时为什么要用胰蛋白酶(胶原蛋白酶)处理?胃蛋白酶可以吗?
胰蛋白酶可以将动物组织细胞间的蛋白质成分酶解,使细胞分散开,获得单个细胞;
胃蛋白酶不可以,pH不适宜
3.为什么动物细胞要分散成单个细胞培养?
分散成单个细胞后容易培养,细胞所需的营养容易供应,其代谢废物容易排出;而用大组织块培养时,内部细胞的营养供应和代谢废物的排出都较困难。因此,这些细胞在体外长时间生存和生长就较困难。同时,分散成单个细胞培养,可使在细胞水平操作的其他技术得以实现。
细胞悬浮液
10代细胞
50代细胞
无限传代
原代培养
传代培养
细胞株
细胞系
如何界定原代培养和传代培养?细胞株和细胞系?
遗传物质改变
遗传物质可能改变
多数细胞固定在表面生长和分裂
随细胞增多,细胞就会停止分裂增殖
保持细胞正常二倍体核型
(遗传物质没改变)
思考:正常细胞能否一直传代培养下去?
比较 项目 植物组织培养 动物细胞培养
区别 原理 植物细胞的全能性 动物细胞增殖
培养基类型 固体和半固体培养基 液体培养基
培养基特有成分 植物激素 动物血清或血浆
细胞来源 离体植物器官、组织或细胞 胚胎或幼龄动物组织、器官
结果 形成完整的植株 获得细胞或细胞产物
相同 ①都需要人工条件下的无菌操作;都需要适合的温度、酸碱度 ②培养过程中细胞都进行有丝分裂,都不涉及减数分裂 ③都存在细胞培养过程 6.动物细胞培养与植物组织培养的对比
7、干细胞培养及其应用
干细胞存在于早期胚胎、骨髓和脐带血等多种组织和器官中,包括:
胚胎干细胞(ES细胞)存在于早期胚胎,能分化为成年动物体内的任何一种类型细胞
成体干细胞是成体组织或器官内的干细胞,包括骨髓内的造血干细胞(外周血和脐带血也有)、睾丸中的精原干细胞和神经系统中的神经干细胞。成体干细胞具有组织特异性,只能分化为特定的细胞或组织
诱导多能干细胞(iPS细胞)是体外诱导获得的类似胚胎干细胞的一种细胞,在疾病治疗上具有广阔的应用前景
诱导过程无需破坏胚胎可避免生物伦理问题
可用自体细胞获得iPS细胞以避免免疫排斥
病人
取成纤维细胞等
转入相关因子
细胞发生转变
iPS细胞
分化
血细胞
肠上皮细胞
神经元
胰岛细胞
肝细胞
心肌细胞
7、干细胞培养及其应用
动物细胞培养
课堂总结
动物细胞培养的概念和原理
干细胞培养及其应用
营养条件;无菌、无毒的环境;温度、pH和渗透压;气体环境
原理:细胞的增殖
在适当的培养条件下,让这些细胞生长和增殖的技术
干细胞的分布
干细胞的类型
干细胞的应用
胚胎干细胞( ES细胞)
成体干细胞
动物细胞培养的条件
动物细胞培养的过程
取动物组织
单个细胞
细胞悬液
原代培养
传代培养
早期胚胎、骨髓和脐带血等多种组织和器官中
主要应用在医学上
二、动物细胞融合技术与单克隆抗体
1.概念:动物细胞融合技术就是使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术
2.原理:细胞膜具有一定的流动性
3.诱导方式:
4.结果:形成杂交细胞。即融合后形成的原来两个或多个细胞遗传信息的单核细胞
物理法:电融合法
化学法:聚乙二醇(PEG)
生物法:灭活的病毒 如:仙台病毒
用灭活的病毒诱导动物细胞融合过程:
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
项目 植物体细胞杂交 动物细胞融合
原理
融合前处理 用_____________和__________去除细胞壁后诱导原生质体融合
用____________使细胞分散后诱导细胞融合
诱导融合的方法
杂种植株 (或杂交细胞)特点 杂种植株含有两种生物的遗传物质 杂交细胞具有
意义和用途 打破生殖隔离,实现远缘杂交育种,在培育植物新品种等方面展示出独特的优势 突破_________________,使__________成为可能。获得杂交细胞,用于_______
细胞膜的流动性
植物细胞全能性
细胞膜的流动性
纤维素酶
果胶酶
胰蛋白酶或
胶原蛋白酶
物理法(离心,振动,电激)
化学法:PEG
物理法(离心,振动,电激)
化学法:PEG
还有
生物法:灭活的病毒
两个或多个细胞的遗传物质
远缘杂交
单克隆抗体制备
有性杂交局限
比较植物体细胞杂交和动物细胞融合
B淋巴细胞
骨髓瘤细胞
动物细胞融合
动物细胞培养
单克隆抗体
杂交瘤细胞
1.制备单克隆抗体过程:
单克隆抗体的制备
2.与常规方法制备的血清抗体相比,单克隆抗体有何优越性?
常规方法: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抗体。这种方法不仅产量低,纯度低,而且制备的抗体特异性差。
单克隆抗体最主要的优点在于它的特异性强,灵敏度高,并可大量制备。
第1次筛选目的:得到杂交瘤细胞
阶段一:动物细胞融合
原理:动物细胞膜具有一定的流动性
第2次筛选目的:在杂交瘤细胞中筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞。
阶段二:动物细胞培养
原理:细胞增殖
多种B淋巴细胞
小鼠
注射抗原
骨髓瘤细胞
融合
B-B细胞
杂交瘤细胞
瘤-瘤细胞
选择性培养基 筛选1
多种杂交瘤细胞
符合要求的杂交瘤细胞
抗原-抗体
杂交法
筛选2
克隆化
体外培养
小鼠腹腔内增殖
单克隆抗体
总结
思考:
1.注射抗原的目的是什么?
2.细胞融合的方法有哪些?与植物细胞融合的区别是什么?
3.两次筛选的目的分别是什么?
4.获得单克隆抗体的方法有哪些?
5.单克隆抗体的制备过程中包括几个阶段?其原理是什么?
6.杂交瘤细胞的特点?单克隆抗体的特点?
诱导其融合的方法有哪些?
注射抗原的目的是什么?
大量增殖杂交瘤细胞获得单抗的方法
两次筛选的目的
获得能产生相应抗体的B淋巴细胞
物理:离心、振动、电激
化学:聚乙二醇 生物:灭活的病毒
第1次筛选得到杂交瘤细胞(多种)。
第2次筛选得到能产生所需抗体的
杂交瘤细胞。
体外培养或注射到小鼠腹腔内增殖。
多种B淋巴细胞
小鼠
注射抗原
骨髓瘤细胞
融合
B-B细胞
杂交瘤细胞
瘤-瘤细胞
选择性培养基 筛选1
多种杂交瘤细胞
符合要求的杂交瘤细胞
抗原-抗体
杂交法
筛选2
克隆化
体外培养
小鼠腹腔内增殖
单克隆抗体
总结
多种B淋巴细胞
小鼠
注射抗原
骨髓瘤细胞
融合
B-B细胞
杂交瘤细胞
瘤-瘤细胞
选择性培养基 筛选1
多种杂交瘤细胞
符合要求的杂交瘤细胞
抗原-抗体
杂交法
筛选2
克隆化
体外培养
小鼠腹腔内增殖
单克隆抗体
杂交瘤细胞特点
既可以产生特异性抗体,又可以大量增殖
单克隆抗体制备中包括几个阶段?
动物细胞融合、动物细胞培养
原理
细胞膜的流动性、细胞增殖
单克隆抗体的优点:
特异性强,灵敏度高,可大量制备。
总结
单克隆抗体的应用
a.作为诊断试剂——最广泛应用
同位素标记的单克隆抗体,在特定组织中成像,定位诊断相关疾病。
准确、高效、简易、快速
b.用于治疗疾病和运载药物
①特异性强、灵敏度高
生物导弹——单克隆抗体+抗癌药物
②疗效高、毒副作用小
结合同位素的单抗
-----生物导弹
单克隆抗体的应用
三、动物体细胞核移植技术和克隆动物
动物体细胞核移植技术
(1)概念: 将动物的一个细胞的细胞核移入去核的卵母细胞中,使这个重新组合的细胞发育成新胚胎,继而发育成动物个体的技术。
(2)核移植种类:胚胎细胞核移植(易);体细胞核移植(难)
(3)
(4)结果:用核移植的方法得到的动物称为克隆动物。
原理:动物体细胞核的全能性
分子水平:一般指DNA分子扩增
细胞水平:由一个细胞分裂所形成的细胞群体
个体水平:指基因型完全相同的个体或群体
克隆就是无性繁殖,具体地说,是指一个共同的祖先,通过无性繁殖的方法产生出来的一群遗传特性相同的DNA分子、细胞或个体。
补充:克隆
减数第二次分裂中期
(MⅡ卵母细胞)
胚胎移植
1.受体细胞为什么选用卵母细胞?
思考:
体积大,易操作;
含有激发细胞核全能性的物质。
2.在将体细胞的核移植到卵母细胞之前,为什么必须先对卵母细胞进行去核操作?
3.你认为用上述体细胞核移植技术培育的克隆动物,是对体细胞供体动物进行了100%的复制吗?为什么?
克隆动物绝大部分DNA来自供体细胞核,但其核外还有少量的DNA,即线粒体中的DNA来自受体卵母细胞。所以,用教材中所述的方法生产的克隆动物不是对体细胞供体动物进行了100%的复制。此外,即便动物的遗传基础完全相同,但动物的一些行为、习性的形成与所处环境有很大关系,体细胞供体动物生活的环境与克隆动物所生活的环境不会完全相同,其形成的行为、习性也不可能和体细胞供体动物的完全相同。
为使核移植后得到的胚胎或动物的主要遗传物质全部来自有重要利用价值的动物提供的体细胞,在供体细胞的细胞核移至受体卵母细胞之前,必须将受体卵母细胞的核去掉
3.你认为用上述体细胞核移植技术培育的克隆动物,是对体细胞供体动物进行了100%的复制吗?为什么?
2.在将体细胞的核移植到卵母细胞之前,为什么必须先对卵母细胞进行去核操作?
体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题
1.应用前景:
(1) 医药卫生方面:
①生产许多珍贵的医用蛋白
②转基因克隆动物的细胞、组织或器官可以作为异种移植的供体治疗人类疾病
③以患者作为供体培育相应细胞、组织或器官进行移植,避免免疫排斥反应
(2)畜牧生产:加速家畜遗传改良进程、促进优良畜群繁育
(3)科研:
①使人类更深入地了解胚胎发育及衰老过程
②分析致病基因
③研究致病机制,开发药物
(4)保护濒危动物:增加濒危物种存活数量
2.体细胞核移植技术存在的问题
① 成功率低
② 克隆动物存在健康问题
③ 克隆动物食品的安全性问题存有争议
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