2019年人教版-高中生物-选修3-专题二细胞工程复习课件（31PPT）

专题2 细胞工程
植物细胞工程
动物细胞工程

细胞工程


动物细胞培养
体细胞核移植技术
与克隆动物
动物细胞融合
单克隆抗体

过程
条件
应用

概念
过程
应用前景

概念
过程
应用
植物组织培养
植物体细胞杂交技术
原理、过程
过程、概念优势
专题2 细胞工程
细胞工程是指应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法，通过 或细胞器水平上的操作，按照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品的一门综合科学技术。
按操作对象分

植物细胞工程
动物细胞工程
研究的水平
研究的目的
细胞水平
一、概念
二植物细胞工程的基本技术
一）细胞的全能性
1、概念：生物体的细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能。
2、原因：受精卵

有丝分裂
体细胞
含全套遗传基因
3、全能性的程度
（1） 受精卵的全能性最高
受精卵
生殖细胞
体细胞
＞
＞
（2）
植物细胞＞动物细胞
（3）
4、形成不同组织、器官原因：
基因选择性表达
5、条件：
（1）离体状态，
（2）完全营养物质、激素

三植物组织培养技术(重点 理解 )
1、概念：
在无菌和人工控制条件下，将离体的植物器官、组织、细胞，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其产生愈伤组织、丛芽，最终形成完整的植株。
2、原理：植物细胞的全能性
3、过程：
外植体 愈伤组织 根、芽 植物体
再分化
脱分化
也叫：外植体
如：茎尖、根尖
适宜的温度、PH值、
养料、激素、充足氧气
条件



避光
需光
无细胞分裂、
分化能力

特点：具分裂、分化能力，既具全能性（主要）
无定形状态、高度液泡化、排列疏松、无规则、
无叶绿体,不进行光合作用


植物细胞工程的实际应用
植物繁殖的新途径
微型育种
作物脱毒
人工种子
作物新品种的培育
单倍体育种
诱导突变体
细胞产物的工厂化生产
人参皂甘的生产







原生质体
番茄细胞
原生质体融合
再生出细胞壁
杂种细胞
脱分化
愈伤组织
杂种植株
再分化
四、植物体细胞杂交技术（重点 理解）：
1、过程：
马铃薯细胞
标志：成功融合
人工诱导
去壁




植物组织培养



植物细胞的融合
酶解法（纤维素酶、果胶酶等）

物理法：离心、振动、电刺激等
化学法：聚乙二醇（PEG）
将不同种的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的植物体的技术。
4、优势：（与有性杂交方法比较）
克服植物远缘杂交不亲和性

3、原理： 细胞膜的流动性和细胞全能性
主要：原生质体融合
结果
2、概念：
四、植物体细胞杂交技术（重点 理解）：
如小麦和玉米之间存在生殖隔离

四、植物体细胞杂交技术：重点 理解




白菜－甘蓝
白菜
甘蓝
5、实例：
生长期短、耐热性强和易于贮藏
番茄-马铃薯（理性图）
比较
植物组织培养 植物体细胞杂交技术
所属范畴
原理
步骤
意义
联系
无性繁殖
细胞全能性
①脱分化
②再分化
保持优良性状
繁殖速度快、大规模生产
提高经济效益
杂交技术应用了组织培养
克服不同种生物远缘杂交不亲和的障碍
①去除细胞壁
②融合形成杂种细胞
③组织培养
膜流动性 细胞全能性
染色体变异
五、动物细胞培养

从动物机体中取出相关的 ，将它分散成 ，然后，放在适宜的培养基中，让这些细胞 。
1概念：
动物胚胎或
幼龄动物的组织、器官
如：肾、肺等
细胞生命力旺盛，分裂能力强

原理：细胞增殖
使细胞和培养液充分接触

组织
单个细胞
生长和增殖



2、过程：
取什么样的组织？
如何将组织分散成单个细胞？
如何制备细胞悬液？
什么叫原代培养？
什么叫传代细胞培养？
如何进行传代培养？
什么是细胞贴壁现象？
什么是细胞接触抑制
取幼龄组织或器官
如：肾脏 肌肉
用胰蛋白酶处理
加入细胞培养液
细胞贴壁：培养过程中，细胞贴附在瓶壁上的现象。
要求：培养瓶或培养皿的内表面光滑、无毒
细胞接触抑制
细胞在贴壁生长过程中，随着细胞分裂，数量不断增加，最后形成一个单层，此时细胞间相互接触，细胞分裂和生长停止，数量不再增加。

原代培养：从机体取出后立即培养的细胞。
10代以内
用胰蛋白酶分散成单个细胞
传代培养：分瓶后的培养，从10代培养到40－50代细胞
2、过程
取 的组织、器官

细胞悬浮液
酶

贴满瓶壁的细胞
单个细胞

加入 液
动物胚胎或幼龄动物
胰蛋白
培养
接触抑制
原代 培养
1-10代细胞

40—50代细胞(细胞株)
传代培养

无限传代（细胞系）
用 处理

胰蛋白酶
遗传物质不变
遗传物质改变，
能无限增殖（癌变）
注意
3、条件：
1、无菌、无毒的环境

2、营养

3、温度和PH

4、气体环境：
（添加一定量的抗生素，定期更换培养液）
补充合成培养基中缺乏的物质
36.5 +0.5度 ；PH为7.2-7.4。
O2作用：进行 呼吸，提供能量
CO2作用：维持培养液的PH值
（95%空气和5% CO2 ）
（葡萄糖、氨基酸、无机盐、微量元素、动物血清、血浆等。）

有氧

（1）生产蛋白质生物制品：病毒疫苗、干 扰素、单克隆抗体等。
（2）获得大量自身的皮肤细胞，用于植皮。
（3）用于检测有毒物质
（4）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
4、应用
比较：
培养结果
培养目的
培养基特有成分
培养基性质
原理
比较项目
细胞的全能性
植物体或组织
快速繁殖、培育无病毒植株等
蔗糖、植物激素
固体培养基
植物组织培养
细胞株、细胞系
获得细胞
或细胞分泌蛋白
葡萄糖、动物血清
液体培养基
细胞增殖
动物细胞培养














1、概念：
六、动物细胞核移植和克隆动物
将一个动物的细胞核，移入另一个去核的卵母细胞中，使其重组发育成一个胚胎，最终发育成动物个体。
结果：
原理：
分类：
克隆动物(用核移植方法得到的动物)
动物细胞核的全能性
胚胎细胞核移植、体细胞核移植
卵细胞




Ａ母绵羊
Ｂ母绵羊
乳腺细胞









细胞质
细胞核
细胞核移植

重组胚胎
卵裂
C母绵羊子宫
胚胎移植


多莉羊
分娩
妊娠
多莉羊的培育过程




重组细胞

结论：动物体细胞核具全能性
2、动物体细胞核移植的过程
供体细胞（供核）

细胞培养
体细胞
卵母细胞
（减Ⅱ中期：供质）

去核
无核卵母细胞


核移植
杂种细胞

早期胚胎

胚胎移植
代孕母体

新个体
分娩
激活
卵裂
3克隆动物的研究意义
1.克隆动物作为生物反应器，生产医用蛋白
2.改良动物品种
3.治疗人类疾病，作为供体
4.保护濒危动物
体细胞核移植技术存在的问题：
许多克隆动物表现出遗传和生理缺陷，如体型过大，异常肥胖，发育困难，脏器缺陷，免疫失调等。
1、概念：
qi、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。
原理：
结果：
细胞膜的流动性
得到杂交细胞
诱导方式

物理法：
化学法：
生物法：
灭活的病毒(与植物细胞杂交不同点)
离心、振动、电刺激；
聚乙二醇；
2、诱导融合的方法：
植物、动物细胞融合的比较





主要用于制备
单克隆抗体
获得杂种植株
用途
物理、化学方法
（同左）
灭活的病毒
物理（离心、振动、电刺激）
化学（聚乙二醇）
诱导方法
使细胞分散后诱
导细胞融合
去除细胞壁后诱
导原生质体融合
细胞融合的方法
细胞膜的流动性
细胞膜的流动性、
植物细胞全能性
原理
动物细胞融合
植物体细胞杂交
比较项目
1、概念：

单克隆：一个细胞经过无性繁殖（多次有丝分裂），形成一个细胞群，叫做一个克隆，即单克隆。

单克隆抗体：由一个效应B细胞经过无性繁殖形成一个细胞群产生的化学性质单一，特异性强的抗体，叫单克隆抗体。

八、单克隆抗体
2.制备过程：
诱导其融合的方法有哪些？
融合后培养液中有几种细胞？
怎样筛选出杂交瘤细胞，杂交瘤细胞有何优点？
注射抗原的目的是什么？

为何要进行克隆化培养和专一抗体检测，多次筛选？

大量增殖杂交瘤细胞获得单抗的方法？
2010-3-26
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B淋巴细胞
注射特定抗原蛋白
骨髓瘤细胞

培养骨髓瘤细胞




融合
（只考虑两两融合）培养液中融合细胞几种类型？
骨髓瘤细胞---骨髓瘤细胞
B淋巴细胞--- B淋巴细胞
B淋巴细胞---骨髓瘤细胞
多种杂交细胞





在具有筛选作用的培养基上培养
专一抗体检验阳性

克隆上述杂交细胞
分开不同杂交细胞，克隆专一抗体，
检验阳性细胞



单克隆抗体
注射到小鼠体内
体外培养
2、单克隆抗体的制备过程
第1次筛选目的：得到杂交瘤细胞（多种）。

第2次筛选目的：在杂交瘤细胞中筛选出能产生所需抗体的杂交瘤细胞。

该细胞继承双亲细胞的遗传特性，既能产生专一抗体又能无限增殖。

杂交瘤细胞有何特点？
特异性强，灵敏度高
【堂堂清】
1.单克隆抗体的优点是________________________________
特异性强、灵敏度高、可大量制备
2.单克隆抗体具有特异性强、灵敏度高的原因是
_________________________________
每一种B淋巴细胞只能分泌一种特异性抗体
3.产生抗体的细胞是_______________
产生单克隆抗体的细胞是__________
效应B细胞（浆细胞）
杂交瘤细胞


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
足够数量的、能产生特定抗体的细胞群

单克隆抗体
注射抗原

体外培养



注射到小鼠腹腔
(体内培养)
融合后的细胞有几种?
五种:
B BB B瘤 瘤瘤 瘤
用特定的选择培
养基进行筛选.




(效应B细胞)
八单克隆抗体
1、原理：杂交瘤细胞具有两个亲本的特性，即能迅速大量增殖，又能产生足够数量的单一抗体。
2、过程
B淋巴细胞
骨髓瘤细胞



诱导融合
B-B细胞

B-瘤细胞
瘤-瘤细胞

选择培养
杂交瘤细胞（ B-瘤细胞）

克隆化培养
抗体检测
杂交瘤细胞

体外培养
小鼠腹腔内增殖



单克隆抗体
八单克隆抗体



单克隆抗体的优点：特异性强、灵敏度高

3.应用：
①作为诊断试剂：准确识别各种抗原物质，并与特异性结合 优点：准确、高效、简易、快速
②用于
运载药物：制成“生物导弹”
治疗疾病：主要用于癌症治疗


（四）单克隆抗体

植
物
细
胞
工
程
细
胞
工
程
植物组织培养
离体的
植物器官
组织或细胞
愈伤
组织
根
芽
植
物
体



脱分化
再分化
植物体细胞杂交
植 物
细胞A
植 物
细胞B
去壁
融合
杂种细胞
组织培养





动
物
细
胞
工
程
动物组织
单个细胞
原代培养
传代培养



动物细胞培养
胚胎移植
动物细胞融合
动物细胞A
动物细胞B
杂种细胞
细胞培养
融合





筛选
核移植

单克隆抗体
免疫小鼠

小鼠骨髓瘤细胞
小鼠B细胞

提取抗体

融合细胞

杂交瘤细胞


提取




融合
筛选

体内
培养
体外
培养














1．下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。
(2)根据培养基的用途分类，图中HAT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 。
动物细胞培养
选择
特异性强，灵敏度高
灭活的病毒
在体外大量增殖

分泌特异性抗体
骨髓
造血干细胞
主动运输