课件47张PPT。动物细胞工程E:经典老歌不得不爱.swf动物细胞工程常用的技术手段：动物细胞培养、 动物细胞核移植、
动物细胞融合、 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。提问：植物细胞工程常用的技术手段有哪些？植物组织培养, 植物体细胞杂交动物细胞培养动物细胞培养就是从动物机体内取出相关的组织，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。
在进行动物细胞培养时，用胰蛋白酶分散细胞，说明细胞间的物质主要是蛋白质。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。1、选材： 动物胚胎或幼龄动物的组织、器官，它们细胞增殖能力强，分裂旺盛，分化程度低，容易培养。动物细胞生长特性：细胞贴壁：
悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上，
称为细胞贴壁。
要求：
培养瓶或培养皿的内表面光滑、无毒、易于贴附。
细胞的接触抑制：
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。
（一）动物细胞培养单层培养法一、动物细胞培养1、过程：动物胚胎或幼龄动物的组织、器官细胞悬浮液胰蛋白酶10代细胞原代培养传代培养无限传代单个细胞加培养液动物组织细胞间隙中含有一定量的弹性纤维等蛋白质，将细胞网络起来形成具有一定弹性和韧性的组织和器官。（分解弹性纤维）思考：2、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？1、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因为这些组织或器官上的细胞生命力旺盛，分裂能力强3、为什么培养前要将组织细胞分散成单个细胞？为什么要用胰蛋白酶做上述处理？4、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？成块组织不利培养，分散了做成细胞悬浮液利于培养。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动物细胞培养的过程：动物胚胎或幼龄动物的组织、器官剪碎组织分散成单个细胞细胞悬液10代细胞50代细胞原代培养传代培养细胞株细胞系胰蛋白酶细胞增值无限传代培养液如何界定原代培养和传代培养；细胞株和细胞系？（一）动物细胞培养遗传物质改变2、为什么细胞培养要分散成单个细胞培养？分散成单个细胞、细胞群（团）后容易培养，细胞所需的营养容易供应，代谢废物容易排除；而用大块组织培养时，内部细胞的营养供应和代谢废物的排除都较困难，因此，这些细胞在体外长时间的生存和生长较困难。 体外细胞生长增殖过程原代培养期（10代细胞以内）
传代培养期（10代细胞以后）
细胞株：（10~50代细胞）
细胞系：（50代细胞以后，细胞发生了癌变）
细胞悬浮液细胞株10代细胞50代细胞细胞系无限传代原代培养传代培养遗传物质改变概念：原代培养、传代培养、细胞株、细胞系原代培养 (primary culture)定义：把第1代细胞的培养与传10代以内的细胞培养统称为原代培养。过程：从动物机体中取出组织 ? 剪碎 ? 加胰蛋白酶? 细胞游离 ? 加培养液 ? 将细胞接种到培养瓶内 ? 培养（1—2天换一次培养液）? 细胞贴壁生长 ? 长成单层细胞
传代培养 (subculture)定义：当原代培养的细胞生长停止，这时如果要使细胞继续生长，就要及时用胰蛋白酶等，使细胞从瓶壁上解离下来，然后加入新的培养液，将细胞分离稀释，并从原培养瓶内转接到新的培养瓶内，这个过程称传代培养 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，带有癌变的特点，可能在培养条件下无限制的传代下去，这种传代细胞称为细胞系。动物细胞培养条件：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、维生素、动物血清等。）
3、温度和PH
36.5+（-）0.5度, 7.2-7.4
4、气体环境：
O2和CO2（95%空气和5% CO2 ）
保证细胞顺利的生长增殖获得细胞细胞的全能性细胞株、细胞系植物体培养结果或细胞产物快速繁殖、培育无病毒植株等培养目的葡萄糖、动物血清蔗糖、植物激素培养基特有成分液体培养基固体培养基培养基性质细胞增殖原理动物细胞培养植物组织培养比较项目植物细胞和动物细胞培养的比较动物细胞培养应用大规模培养生产生物制品（病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体）
获得大量自身的皮肤细胞，用于植皮
培养的动物细胞可以用于检测有毒物质，判断某种物质的毒性
为治疗和预防癌症及其他疾病提供理论依据
动物体细胞核移植技术: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成动物个体。
用核移植的方法得到的动物称为克隆动物
核移植胚胎细胞核移植体细胞核移植（难度高）受体细胞：MⅡ期的卵母细胞细胞质细胞核细胞核移植多莉羊的培育过程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、在动物细胞培养过程中遗传物质发生改变的细胞是 --------------------（ ）
A．细胞系 B．细胞株
C．原代细胞 D．传代细胞2、动物细胞工程技术的基础是 ------（ ）
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 AD3、用于动物细胞培养的组织和细胞大都取自胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织，其主要原因是这样的组织细胞 （ ）
A.容易产生各种变异
B．具有更强的全能性 C.取材十分方便
D．分裂增殖的能力强D 4.动物细胞培养与植物细胞培养的重要区别在于------------------------------（ ）
A.培养基不同；
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。A二、动物细胞融合指用自然或人工方法、使两个或多个不同的细胞融合成一个细胞的过程，又称为体细胞杂交
杂交细胞：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，称为杂交细胞。二、动物细胞融合细胞核病毒颗粒细胞核灭活的病毒颗粒黏附在细胞表面细胞膜被病毒颗粒穿过细胞膜连接二、动物细胞融合细胞融合，形成杂种细胞细胞融合方法化学：PEG（聚乙二醇）
物理：电融合
生物：灭活的病毒（仙台病毒）仙台病毒丧失感染性（不感染细胞）保留融合活性（诱导细胞融合）和植物细胞融合有什么区别: 植物体细胞杂交过程:植物体细胞杂交过程植物细胞 A（番茄）植物细胞 B（马铃薯）去除细胞壁原生质体 A原生质体 B原生质体融合正在融合的原生质体再生出细胞壁杂种细胞细胞分裂愈伤组织杂种植株(番茄马铃薯)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、振荡、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植物、动物细胞融合的比较三、单克隆抗体读下面一段文字资料，思考以下问题：长期以来，为了获得抗体，采用的是把某种抗原反复注射到动物体内，然后从动物血清中分离出所需抗体的方法。用这种方法获得的抗体，不仅产量低，而且抗体的特异性差，纯度低，反应不够灵敏。人们发现，在动物发生免疫反应的过程中，体内的B细胞可以产生多达百万种以上的特异性抗体，但是每个B细胞只分泌一种化学性质单一、特异性强的抗体。要想获得大量的单一抗体，必须用单个B细胞进行无性繁殖，即克隆。什么是抗体？
由何种细胞产生？
主要分布在哪里？
起何作用？
什么是单
克隆抗体？效应B细胞血清特异性免疫作用抗体：机体受抗原刺激后产生的，并且能与该抗原发生特异性结合的具有免疫功能的球蛋白。 用单个B淋巴细胞进行无性增殖（扩增），也就是通过克隆，形成细胞群，这样的细胞群就有可能产生出化学性质单一、特异性强的抗体 ——单克隆抗体单克隆抗 体
讨论：怎样才能获得单克隆抗体？提示1：仅用细胞培养技术可行吗？提示2：我们所学的哪种细胞是可以无限增殖的？提示3：有什么方法能使B细胞产生抗体的能力和肿瘤细胞无限增殖能力同时具备呢？设计方案：
一个B淋巴细胞－－只分泌一种特异性抗体
小鼠骨髓瘤细胞－－能无限增殖
-化学性质单一、特异性强的抗体。杂种细胞单克隆抗 体抗原B淋巴细胞骨髓瘤细胞杂交瘤细胞细胞融合、筛选细胞培养筛选提 取体外培养体内培养 单克隆抗体制备过程 单克隆抗体制备过程细胞融合、筛选足够数量的、能产生特定抗体的细胞群单克隆抗体诱导其融合的方法有哪些？两次筛选分别有什么目的？本过程利用了哪些原理？为什么选用小鼠骨髓瘤细胞与B细胞融合？（1）为什么选用小鼠骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合?（小鼠骨髓瘤细胞可以在体外培养条件下大量增殖，
B淋巴细胞能够产生抗体，
细胞的同源性越近，融合形成的杂种细胞越易成活。（2）骨髓瘤细胞是癌细胞吗? 有无限增殖能力的细胞是肿瘤细胞，
具有转移能力的肿瘤细胞，称为癌细胞，
所以说，瘤细胞不能等于癌细胞。（3）整个制备过程为何要经过两次筛选?（第一次筛选得到杂交瘤细胞（多种），
第二次需先在多孔培养板上，在每孔只有一个杂交瘤细胞的情况下开始培养，然后再筛选出能产生特异性抗体的细胞群。
由于该细胞群是单个杂交瘤细胞克隆得来的，所以产生的抗体必然是化学性质单一的，特异性强的单克隆抗体。这里的单克隆确有单个细胞克隆的含义，只不过克隆的不是B淋巴细胞，而是杂交瘤细胞。） 单克隆抗体制备过程单克隆抗体的应用与常规抗体相比，单克隆抗体产量高，特异性强，灵敏度高，优越性十分明显。应用主要有：1、临床诊断2、作为载体，运载抗癌药物，形成“生物导弹”治疗肿瘤资料：目前世界各国已经研制出数以百计的单克隆抗体。许多缺乏良好诊断手段的传染病、免疫性疾病、血液病、内分泌疾病和遗传病，用单克隆抗体作为诊断手段，是一个必然趋势。另外，用单克隆抗体做体内诊断，借以鉴别和定位体内“病灶”也引起人们的注意，目前，主要用于肿瘤追踪及心肌梗塞的诊断。 下图为某同学根据杂交瘤技术的方法，设计的生产破伤风杆菌的实验方案制备单克隆抗体B细胞抗体细胞融合灭活病毒双亲细胞分泌抗体无限增殖原代传代50练一练A 、 B细胞为动物细胞,请据图回答问题:A细胞B细胞C细胞D细胞(1)若A细胞为骨髓瘤细胞B细胞为淋巴细胞,那么D细胞称为 细胞,D细胞具有两个亲本细胞的特征,一方面因具有骨髓瘤细胞的 性质,通过 方式产生大量细胞,我们称之为 过程;另一方面能分泌大量的抗体,我们把该过程分泌的抗体称 .杂交瘤连续分裂有丝分裂单克隆单克隆抗体练一练(2)D细胞中产生的抗体其化学本质是 ,合成该物质的场所是 ,它是由 控制合成的,合成过程包括 和 两个重要步骤.球蛋白核糖体基因转录翻译(3)D细胞中产生的抗体具有 作用,与血清抗体相比其优越之处在于 强, 高.免疫特异性灵敏度(4)若A为人细胞,B为鼠细胞,用同位素标记A细胞膜上的蛋白质,B不标记,在C细胞时,检测结果发现整个细胞一半有放射性另一半没有.在D细胞时,检测结果发现整个细胞都有放射性,请解释原因 .构成细胞膜的蛋白质分子大都可以流动练一练课件45张PPT。 专题2 细胞工程 你还记得基因工程的概念吗？
基因工程是指按照人们的愿望,进行严格的设计,并通过体外DNA重组技术和转基因等技术,赋予生物以新的遗传特性,从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品，是在DNA分子水平进行设计和施工的一门综合科学技术。什么叫细胞工程？ 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，通过细胞水平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。什么叫细胞工程？按操作对象分类植物细胞工程动物细胞工程请你说出基因工程和细胞工程的异同。2.1植物细胞工程§2.1.1植物细胞工程的基本技术1、植物组织培养技术
2、植物体细胞杂交技术一、植物组织培养技术
植物细胞培养大致包括哪几阶段？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组织培养过程发育愈伤组织： 细胞排列疏松而无规则，是一种高度液泡化的、无定形状态的具有分生能力薄壁细胞；脱（去）分化： 已经分化的细胞，经过诱导后，失去其特有的结构和功能而变成未分化的细胞。再分化： 脱分化生产的愈伤组织继续进行培养，又可以重新分化成根或芽等器官的过程。
这样经过脱分化和再分化，离体的植物细胞、组织或器官就形成了一个新的植株。
植物组织培养的理论基础是什么？植物组织培养技术的理论基础是什么？植物细胞具有全能性。细胞的全能性概念 具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞，都具有发育成完整生物体的潜能，即每个细胞都具有全能性。 为什么细胞具有全能性呢？
每个细胞具有发育成完整个体所需的全部遗传信息（基因）。为什么每个细胞都具有发育成完整个体的全部遗传信息呢？
生物体每一个体细胞都是一个受精卵经有丝分裂产生的。
生物的哪种细胞最容易发育生物体（全能性最高） ？细胞全能性的高低1、受精卵>生殖细胞>体细胞;
2、植物细胞>动物细胞
1、同一个体的不同组织细胞中DNA相同；RNA、蛋白质呢？
思考讨论：
为什么体内细胞没有表现出全能性，而是分化成为不同的组织、器官？ 基因在特定空间和时间条件下选择性表达的结果。在个体发育的不同时期，生物体不同部位的细胞表达的基因是不同的，合成的蛋白质也不一样，从而形成了不同的组织和器官。科学利用菊花花瓣培养的菊花为什么植物的花瓣在植物体内没有能发育成完整的植株呢？
Ａ．细胞失去了全能性 Ｂ．细胞中的基因部分丢失
Ｃ．细胞中的基因进行选择性表达 Ｄ．细胞中的基因变异不同★为什么植物的一个花瓣就可以培育出完整的植株呢？ 一、植物组织培养技术1、植物组织培养的过程 怎样才能由一块组织通过培养得到一株完整植株, 应该如何操作?1.植物细胞表现出全能性的条件有哪些？
细胞离体、一定的营养物质、激素和其他外界条件。
你认为应当有哪些营养条件？
蔗糖（糖类）、维生素、水、无机盐等；
激素是什么？
生长素、细胞分裂素；
外界条件是什么？
适宜的温度、PH值。 2.在植物组培过程中，为什么要进行一系列的消毒，灭菌，并且要求无菌操作？避免杂菌在上面迅速生长消耗营养，且有些杂菌会危害培养物的生长。
你认为杂菌和植物细胞之间有哪些关系？
竞争、寄生。
操作中有哪些措施可防止杂菌的污染？ 胡萝卜根形成层容易诱导成愈伤组织（此处细胞具有分生能力）；其他部分如叶、花也能培养成小植株，只是稍微困难些。
你能设计实验来验证吗？3、为什么切取胡萝卜根的形成层，其他部分也能培养成小植株吗？4、为什么诱导愈伤组织的过程中应避光培养？在有光时，往往容易形成维管组织，而不易形成愈伤组织。
注意：
在诱导愈伤组织再分化成芽，特别是形成叶时，要在光照的条件下进行。
你知道为什么吗？切取
形成层无菌接种诱导愈伤组织
的形成试管苗的形成培养室移栽脱分化再分化5、植物组织培养技术的流程图 归纳出组织培养的概念。 2、概念：
植物组织培养就是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。自我评价1、关于愈伤组织形成过程的正确叙述是 A、愈伤组织的形成是离体植物细胞分化的结果
B、愈伤组织的形成是离体植物细胞分裂的结果
C 、愈伤组织的形成是离体动物细胞分化的结果
D 、愈伤组织的形成是离体植物细胞脱分化的结果
D2、下列属于组织培养的是（ ）
A. 花药离体培养成单倍体植株
B. 芽发育成枝条
C. 根尖分生区发育成成熟区
D. 利用桑枝条扦插大田并发育成完整植株★自我评价3、若用“① ② ③ ④”
表示植物组织培养的过程。请回答：
（1） ①表示 ，
能被培养成为④的根本原因是
（2） ②表示 ，其细胞特点
是 薄壁细胞。 脱分化再分化离体的植物器官、组织或细胞植物细胞具有全能性排列疏松、无定形、高度液泡化具分生能力的愈伤组织自我评价4、有关全能性的表述中，不正确的是（ ）
Ａ．受精卵在自然条件下能使后代细胞形成完
整个体，因此全能性最高
Ｂ．生物体内细胞由于分化全能性不能表达
Ｃ．卵细胞和受精卵一样，细胞未分化，全能
性很高
Ｄ．植物细胞离体培养在一定条件下能表现出
全能性C自我评价因为不同种生物之间存在着生殖隔离，所以用传统的有性杂交方法是不可能做到这一点的。二、植物体细胞杂交技术这幅番茄—马铃薯图利用传统有性杂交方法能实现吗？为什么？1．你认为两个来自不同植物的体细胞完成融合，遇到的第一个障碍是什么？
2．有没有一种温和的去壁方法呢？
3．为什么两个原生质体能发生融合，这与细胞膜的什么特性有关？
4、促融的方法有哪些？
5．如果两个来源不同的原生质体发生了融合，下一步该做何处理？
6．如何将杂种细胞培育成杂种植株？请思考：杂种植株融合的原生质体AB再生出细胞壁脱分化愈伤组织再分化1、过程植物细胞的融合植物组织培养植物细胞A原生质体B原生质体A杂种细胞AB去 壁去 壁人
工
诱
导方法？促进融合的方法？融合完成的
标志植物细胞B二、植物体细胞杂交技术二、植物体细胞杂交技术2、成果和未解决的问题 成果：克服不同生物远缘杂交的障碍，出
现自然界没有的新品种。未解决的问题：未能让杂种植物按照人们
的需要表现出亲代的优良。1、不能人工诱导原生质体融合的方法是（ ）A、振动 B、电刺激
C、PEG试剂 D、重压2、植物细胞融合完成的标志的是（ ）
A、产生新的细胞壁
B、细胞膜发生融合
C、细胞质发生融合
D、细胞核发生融合AD自我评价所采用技术的理论基础 植物细胞工程通常采用的技术手段 植物组织培养 植物体细胞杂交植物细胞的全能性小结1、有关全能性的表述中，不正确的是（ ）
Ａ．受精卵在自然条件下能使后代细胞形成完
整个体，因此全能性最高
Ｂ．生物体内细胞由于分化全能性不能表达
Ｃ．卵细胞和受精卵一样，细胞未分化，全能
性很高
Ｄ．植物细胞离体培养在一定条件下能表现出
全能性C练习2.1.2植物细胞工程的实际应用一、植物繁殖的新途径1.微型繁殖
(1)微型繁殖技术：快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。
因此，也叫做快速繁殖技术。
(2)特点:
保持优良品种的遗传特性;
高效快速地实现种苗的大量繁殖.2.作物脱毒
（1）材料：无病毒的茎尖；
（2）脱毒苗：切取茎尖进行组织培养获得。3.人工种子双子叶植物的种子单子叶植物的种子人造种皮胚状体或不定芽或顶芽或腋芽.人工胚乳或子叶人工种子的结构为了促进胚状体的生长发育，可以向其中加入哪些物质？3.神奇的人工种子
（1）优点:
后代无形状分离
不受气候,季节和地域限制
（2）技术；
植物组织培养.
（3）结构：
人工薄膜胚状体或不定芽或顶芽或腋芽.二、作物新品种的培育1.单倍体育种
(1)方法:
花药的离体培养
(2)优点:
后代稳定遗传,都是纯合体;
明显缩短育种年限.2.突变体的利用
（1）突变体的产生
在植物组织培养的过程中，由于培养的细胞一直处于不断的分生状态，因此容易受到培养条件和外界压力（如射线、化学物质等）的影响而产生突变。
产生的突变属于什么？
为什么不断分生的细胞容易突变？
（2）利用：筛选对人们有利突变体,进而培育新品种三、细胞产物的工厂化生产1.产物的种类：
蛋白质，脂肪，糖类，药物，香料，生物碱等。
2.技术：植物的组织培养。
紫草素是一种名贵的香料，用植物组织培养的方法可以大量生产紫草素，你认为紫草素是从什么中提取出来的？
