高中生物 第二章第三節(jié) 動物細胞工程課件 蘇教版選修3
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1、第三節(jié)動物細胞工程第三節(jié)動物細胞工程課標領航課標領航通過本節(jié)的學習,我能夠通過本節(jié)的學習,我能夠1簡述動物細胞的培養(yǎng)過程及所需條件。簡述動物細胞的培養(yǎng)過程及所需條件。2掌握動物體細胞克隆技術,并關注其倫理問掌握動物體細胞克隆技術,并關注其倫理問題。題。3舉例說出細胞融合和單克隆抗體技術及應用。舉例說出細胞融合和單克隆抗體技術及應用。情景導引情景導引早在早在1978年,美國科幻小說年,美國科幻小說家羅維克就寫過一本名叫家羅維克就寫過一本名叫克隆人的小說。該小說克隆人的小說。該小說對對“克隆人克隆人”培育過程的描培育過程的描述與今天科學家所述的原理述與今天科學家所述的原理和過程基本一致。然而,有和
2、過程基本一致。然而,有些人認為,克隆人嚴重地違些人認為,克隆人嚴重地違反了人類的倫理道德,是克反了人類的倫理道德,是克隆技術的濫用。隆技術的濫用。有些國家制定相關法律嚴禁進行克隆人的研究,有些國家制定相關法律嚴禁進行克隆人的研究,而現(xiàn)任美國總統(tǒng)奧巴馬在剛剛上任的第而現(xiàn)任美國總統(tǒng)奧巴馬在剛剛上任的第48天,天,即即2009年年3月月9日,就正式為美國科學界簽署了日,就正式為美國科學界簽署了為人體胚胎干細胞在醫(yī)學方面的克隆研究解禁為人體胚胎干細胞在醫(yī)學方面的克隆研究解禁的命令。為什么人們對克隆技術既愛又恨?的命令。為什么人們對克隆技術既愛又恨?讓我們走進克隆世界一探究竟吧!讓我們走進克隆世界一探究
3、竟吧!核心要點突破核心要點突破知能過關演練知能過關演練第第三三節(jié)節(jié)基礎自主梳理基礎自主梳理基礎自主梳理基礎自主梳理一、動物細胞與組織培養(yǎng)一、動物細胞與組織培養(yǎng)1動物細胞工程一般包括動物細胞與組織培養(yǎng)、動物細胞工程一般包括動物細胞與組織培養(yǎng)、_移植、移植、_克隆、細胞融合、單克隆克隆、細胞融合、單克隆抗體的制備等技術??贵w的制備等技術。_是動是動物細胞工程的基礎。物細胞工程的基礎。2動物細胞與組織培養(yǎng)是指在體外模擬動物體動物細胞與組織培養(yǎng)是指在體外模擬動物體內環(huán)境,將動物細胞或組織在內環(huán)境,將動物細胞或組織在_、_和營養(yǎng)充足的條件下培養(yǎng),使其繼續(xù)生長、繁殖和營養(yǎng)充足的條件下培養(yǎng),使其繼續(xù)生長、繁
4、殖并維持原有結構和功能的技術過程。并維持原有結構和功能的技術過程。細胞核細胞核體細胞體細胞動物細胞與組織培養(yǎng)動物細胞與組織培養(yǎng)無菌無菌溫度適宜溫度適宜3動物細胞培養(yǎng)需要嚴格的環(huán)境條件,包括動物細胞培養(yǎng)需要嚴格的環(huán)境條件,包括_、_、氣體和營養(yǎng)物質等。、氣體和營養(yǎng)物質等。4動物細胞培養(yǎng)與動物組織培養(yǎng)方法主要區(qū)別是動物細胞培養(yǎng)與動物組織培養(yǎng)方法主要區(qū)別是動物細胞培養(yǎng)過程中需要用動物細胞培養(yǎng)過程中需要用_等使組織塊等使組織塊中的細胞離散,而動物組織培養(yǎng)過程中不需要使中的細胞離散,而動物組織培養(yǎng)過程中不需要使用胰蛋白酶等。用胰蛋白酶等。5原代培養(yǎng)是指從供體獲取組織或細胞后的初次原代培養(yǎng)是指從供體獲取組
5、織或細胞后的初次培養(yǎng)。這一階段的培養(yǎng)很適用于藥物測試、基因培養(yǎng)。這一階段的培養(yǎng)很適用于藥物測試、基因表達等實驗研究。傳代培養(yǎng)是將表達等實驗研究。傳代培養(yǎng)是將_的細胞的細胞分離稀釋后轉入新的培養(yǎng)瓶中繼續(xù)培養(yǎng)。一般情分離稀釋后轉入新的培養(yǎng)瓶中繼續(xù)培養(yǎng)。一般情況下,傳代培養(yǎng)況下,傳代培養(yǎng)_后,細胞增殖會明顯后,細胞增殖會明顯緩慢,甚至完全停止。緩慢,甚至完全停止。溫度溫度pH胰蛋白酶胰蛋白酶原代培養(yǎng)原代培養(yǎng)1050次次思考感悟思考感悟1動物細胞培養(yǎng)如何檢測有毒物質毒性的大???動物細胞培養(yǎng)如何檢測有毒物質毒性的大???【提示】【提示】用含有一定濃度有毒物質的細胞培用含有一定濃度有毒物質的細胞培養(yǎng)液和正常
6、細胞培養(yǎng)液同時培養(yǎng)正常細胞,通養(yǎng)液和正常細胞培養(yǎng)液同時培養(yǎng)正常細胞,通過對照觀察變異細胞的百分數(shù)來確定其毒性強過對照觀察變異細胞的百分數(shù)來確定其毒性強弱。弱。二、細胞核移植與動物體細胞克隆二、細胞核移植與動物體細胞克隆1動物體細胞克隆是將供體體細胞的動物體細胞克隆是將供體體細胞的_與與受體去核卵細胞的細胞質進行人工組合,借助于受體去核卵細胞的細胞質進行人工組合,借助于卵細胞的發(fā)育能力,經(jīng)過培養(yǎng)發(fā)育成胚胎進而形卵細胞的發(fā)育能力,經(jīng)過培養(yǎng)發(fā)育成胚胎進而形成個體的技術。其技術關鍵是成個體的技術。其技術關鍵是_技術。技術。2細胞核移植是一種利用顯微操作技術將某種細胞核移植是一種利用顯微操作技術將某種動
7、物的細胞核移入同種或異種動物的去除細胞核動物的細胞核移入同種或異種動物的去除細胞核的成熟的成熟_內的技術。內的技術。3克隆技術在克服動物克隆技術在克服動物_雜交繁殖障礙、雜交繁殖障礙、創(chuàng)造新物種等方面具有重要的科學意義和潛在的創(chuàng)造新物種等方面具有重要的科學意義和潛在的經(jīng)濟價值。經(jīng)濟價值。細胞核細胞核細胞核移植細胞核移植卵細胞卵細胞種間種間三、細胞融合和單克隆抗體三、細胞融合和單克隆抗體1細胞融合是指在一定條件下將兩個或多個細細胞融合是指在一定條件下將兩個或多個細胞融合為一個細胞的過程??茖W研究表明,不同胞融合為一個細胞的過程??茖W研究表明,不同類型的動物細胞之間能進行融合,形成類型的動物細胞之
8、間能進行融合,形成_細細胞,如鼠雞、鼠猴雜種細胞等。胞,如鼠雞、鼠猴雜種細胞等。2要促進細胞融合,采取的方法主要有要促進細胞融合,采取的方法主要有_(如電激法如電激法)、化學法、化學法(如用如用_作為誘導劑作為誘導劑)和生物法和生物法(如用滅活的如用滅活的_作為誘導劑作為誘導劑)。目。目前物理法融合效率較高,且對細胞傷害小,易操前物理法融合效率較高,且對細胞傷害小,易操作、控制和觀察,在實驗室被廣泛使用。動物細作、控制和觀察,在實驗室被廣泛使用。動物細胞融合技術的最重要的用途是制備胞融合技術的最重要的用途是制備_。雜種雜種物理法物理法聚乙二醇聚乙二醇仙臺病毒仙臺病毒單克隆抗體單克隆抗體3單克隆
9、抗體制備的基本原理是:單克隆抗體制備的基本原理是:單個的單個的B淋巴細胞只能產(chǎn)生一種抗體,骨髓瘤細淋巴細胞只能產(chǎn)生一種抗體,骨髓瘤細胞具有胞具有_的能力,若將小鼠的的能力,若將小鼠的B淋巴細淋巴細胞與骨髓瘤細胞相融合,首先形成胞與骨髓瘤細胞相融合,首先形成_細胞,細胞,隨后該細胞通過多次增殖形成一群這樣的細胞,隨后該細胞通過多次增殖形成一群這樣的細胞,這些細胞即可產(chǎn)生大量的這些細胞即可產(chǎn)生大量的_抗體??贵w。4目前,單克隆抗體主要用于治療各種目前,單克隆抗體主要用于治療各種_,如淋巴瘤、白血病等。此外,還可以用于治療由如淋巴瘤、白血病等。此外,還可以用于治療由于免疫系統(tǒng)紊亂導致的疾病,如類風濕
10、性關節(jié)炎、于免疫系統(tǒng)紊亂導致的疾病,如類風濕性關節(jié)炎、過敏性鼻炎等。過敏性鼻炎等。無限增殖無限增殖雜交雜交單克隆單克隆腫瘤腫瘤思考感悟思考感悟2鼠的單克隆抗體能否用于人體疾病的治療?鼠的單克隆抗體能否用于人體疾病的治療?試分析?試分析?【提示】【提示】不能。因為抗體具有特異性,鼠的不能。因為抗體具有特異性,鼠的B淋巴細胞所產(chǎn)生的抗體與人體淋巴細胞所產(chǎn)生的抗體與人體B淋巴細胞產(chǎn)生的淋巴細胞產(chǎn)生的抗體是不同的??贵w是不同的。核心要點突破核心要點突破動物細胞與組織培養(yǎng)動物細胞與組織培養(yǎng)1基本條件基本條件(1)無菌、無毒的環(huán)境:首先應保證被培養(yǎng)的細無菌、無毒的環(huán)境:首先應保證被培養(yǎng)的細胞處于無菌、無毒
11、的環(huán)境,即對培養(yǎng)液和所有胞處于無菌、無毒的環(huán)境,即對培養(yǎng)液和所有的培養(yǎng)用具進行無菌處理。通常還要在細胞培的培養(yǎng)用具進行無菌處理。通常還要在細胞培養(yǎng)液中添加一定量的抗生素,以防培養(yǎng)過程中養(yǎng)液中添加一定量的抗生素,以防培養(yǎng)過程中的污染。此外,應定期更換培養(yǎng)液,以便清除的污染。此外,應定期更換培養(yǎng)液,以便清除代謝產(chǎn)物,防止細胞代謝產(chǎn)物積累對細胞自身代謝產(chǎn)物,防止細胞代謝產(chǎn)物積累對細胞自身造成危害。造成危害。(2)營養(yǎng):細胞體外培養(yǎng)所需營養(yǎng)物質與體內的環(huán)境營養(yǎng):細胞體外培養(yǎng)所需營養(yǎng)物質與體內的環(huán)境基本相同。例如,需要有糖、氨基酸、促生長因子、基本相同。例如,需要有糖、氨基酸、促生長因子、無機鹽、微量元
12、素等。將細胞所需的上述營養(yǎng)物質無機鹽、微量元素等。將細胞所需的上述營養(yǎng)物質按其種類和所需數(shù)量嚴格配制而成的培養(yǎng)基,稱為按其種類和所需數(shù)量嚴格配制而成的培養(yǎng)基,稱為合成培養(yǎng)基。由于人們對細胞所需的營養(yǎng)物質還沒合成培養(yǎng)基。由于人們對細胞所需的營養(yǎng)物質還沒有完全搞清楚,因此,在使用合成培養(yǎng)基時,通常有完全搞清楚,因此,在使用合成培養(yǎng)基時,通常需加入血清、血漿等一些天然成分。需加入血清、血漿等一些天然成分。(3)溫度和溫度和pH:細胞體外培養(yǎng)的適宜溫度一般與動:細胞體外培養(yǎng)的適宜溫度一般與動物的體溫相近,哺乳動物多以物的體溫相近,哺乳動物多以36.50.5為宜。多為宜。多數(shù)細胞生存的適宜數(shù)細胞生存的適
13、宜pH為為7.27.4。(4)氣體環(huán)境:細胞培養(yǎng)所需氣體主要有氣體環(huán)境:細胞培養(yǎng)所需氣體主要有O2和和CO2,O2是細胞代謝所必需的,是細胞代謝所必需的,CO2的主要作用是維持的主要作用是維持培養(yǎng)液的培養(yǎng)液的pH。進行細胞培養(yǎng)時,通常采用培養(yǎng)皿。進行細胞培養(yǎng)時,通常采用培養(yǎng)皿或松蓋培養(yǎng)瓶,將其置于含或松蓋培養(yǎng)瓶,將其置于含95%空氣加空氣加5%CO2的混合氣體的培養(yǎng)箱中進行培養(yǎng)。的混合氣體的培養(yǎng)箱中進行培養(yǎng)。2培養(yǎng)過程培養(yǎng)過程(1)原代培養(yǎng)原代培養(yǎng)材料:動物早期胚胎或出生不久的幼齡動物的材料:動物早期胚胎或出生不久的幼齡動物的器官或組織,因為這些組織或器官中的細胞生命器官或組織,因為這些組織或
14、器官中的細胞生命力旺盛,分裂能力強。力旺盛,分裂能力強。過程:直接從動物體內取出的組織塊,用胰過程:直接從動物體內取出的組織塊,用胰蛋白酶使其分散成單個細胞,然后轉入培養(yǎng)瓶蛋白酶使其分散成單個細胞,然后轉入培養(yǎng)瓶中進行培養(yǎng)的過程。中進行培養(yǎng)的過程。(2)傳代培養(yǎng)傳代培養(yǎng)原代培養(yǎng)到一定程度,空間會變小,營養(yǎng)會減原代培養(yǎng)到一定程度,空間會變小,營養(yǎng)會減少,而且細胞會出現(xiàn)接觸抑制,如果還需要繼少,而且細胞會出現(xiàn)接觸抑制,如果還需要繼續(xù)進行細胞培養(yǎng),就要用胰蛋白酶使細胞從瓶續(xù)進行細胞培養(yǎng),就要用胰蛋白酶使細胞從瓶壁上脫離下來,重新形成懸浮細胞,分裝到多壁上脫離下來,重新形成懸浮細胞,分裝到多個培養(yǎng)瓶中
15、繼續(xù)培養(yǎng)。個培養(yǎng)瓶中繼續(xù)培養(yǎng)。【規(guī)律小結】【規(guī)律小結】動物細胞培養(yǎng)與植物組織培動物細胞培養(yǎng)與植物組織培養(yǎng)的比較養(yǎng)的比較植物組織培養(yǎng)植物組織培養(yǎng)動物細胞培養(yǎng)動物細胞培養(yǎng)理論基礎理論基礎(原理原理)細胞的全能性細胞的全能性細胞增殖細胞增殖培養(yǎng)基培養(yǎng)基固體培養(yǎng)基,需一定營養(yǎng)物質、固體培養(yǎng)基,需一定營養(yǎng)物質、激素、光照等條件激素、光照等條件液體培養(yǎng)基,其中包括營養(yǎng)物液體培養(yǎng)基,其中包括營養(yǎng)物質、維生素、動物血清等質、維生素、動物血清等過程過程結果結果獲得新個體或細胞產(chǎn)品獲得新個體或細胞產(chǎn)品大量產(chǎn)生細胞或細胞產(chǎn)物大量產(chǎn)生細胞或細胞產(chǎn)物用途用途快速繁殖名貴花卉和果樹??焖俜敝趁F花卉和果樹。培養(yǎng)無病毒植物
16、、轉基因植培養(yǎng)無病毒植物、轉基因植物。物。大規(guī)模生產(chǎn)藥物、食品大規(guī)模生產(chǎn)藥物、食品添加劑、香精、色素等添加劑、香精、色素等生產(chǎn)蛋白質制品如病毒疫苗、生產(chǎn)蛋白質制品如病毒疫苗、干擾素、單克隆抗體等。干擾素、單克隆抗體等。檢檢測有毒物質。測有毒物質。研究藥理、病研究藥理、病理。理。移植治療移植治療(2009年高考江蘇卷年高考江蘇卷)動物器官的體外培動物器官的體外培養(yǎng)技術對于研究器官的生理、病理過程及其機養(yǎng)技術對于研究器官的生理、病理過程及其機制意義重大。下圖是一個新生小鼠的肝臟小塊制意義重大。下圖是一個新生小鼠的肝臟小塊培養(yǎng)裝置示意圖。請回答下列問題:培養(yǎng)裝置示意圖。請回答下列問題:(1)肝臟切成
17、小薄片,這有 利 于 肝 臟 細 胞肝臟切成小薄片,這有 利 于 肝 臟 細 胞_。(2)氣室中充入氣室中充入5%CO2氣體的主要作用是氣體的主要作用是_。(3)培養(yǎng)液中添加抗生素是為了抑制細菌生長,培養(yǎng)液中添加抗生素是為了抑制細菌生長,但要注意選擇抗生素的但要注意選擇抗生素的_,以保證抗生,以保證抗生素對肝臟無害。素對肝臟無害。(4)有機物有機物X有毒性,可誘發(fā)染色體斷裂。利用上有毒性,可誘發(fā)染色體斷裂。利用上圖所示裝置和提供的下列材料用具,探究肝臟小圖所示裝置和提供的下列材料用具,探究肝臟小塊對有機物塊對有機物X是否具有解毒作用。是否具有解毒作用。材料用具:材料用具:肝臟小塊,外周血淋巴細
18、胞,淋巴細胞培養(yǎng)液,肝臟小塊,外周血淋巴細胞,淋巴細胞培養(yǎng)液,植物凝集素植物凝集素(刺激淋巴細胞分裂刺激淋巴細胞分裂),顯微鏡,載玻,顯微鏡,載玻片,蓋玻片,玻璃皿,滴管,吉姆薩染液片,蓋玻片,玻璃皿,滴管,吉姆薩染液(使染色使染色體著色體著色),有機物,有機物X溶液等。溶液等。實驗過程:實驗過程:在淋巴細胞培養(yǎng)液中加入植物凝集素培養(yǎng)淋巴在淋巴細胞培養(yǎng)液中加入植物凝集素培養(yǎng)淋巴細胞,取細胞,取4等份,備用。等份,備用。利用甲、乙、丙、丁利用甲、乙、丙、丁4組上圖所示裝置,按組上圖所示裝置,按下表步驟操作下表步驟操作(“”表示已完成的步驟表示已完成的步驟)。甲甲乙乙丙丙丁丁步驟一:加入肝臟培養(yǎng)液
19、步驟一:加入肝臟培養(yǎng)液步驟二:加入有機物步驟二:加入有機物X溶溶液液步驟三:放置肝臟小塊步驟三:放置肝臟小塊上表中還需進行的操作是上表中還需進行的操作是_。培養(yǎng)一段時間后,取培養(yǎng)一段時間后,取4組裝置中的等量培養(yǎng)液,組裝置中的等量培養(yǎng)液,分別添加到分別添加到4份備用的淋巴細胞培養(yǎng)液中繼續(xù)培份備用的淋巴細胞培養(yǎng)液中繼續(xù)培養(yǎng)。養(yǎng)。一段時間后取淋巴細胞分別染色、制片。在顯一段時間后取淋巴細胞分別染色、制片。在顯微鏡下觀察微鏡下觀察_,并對比分析。若丙組淋巴,并對比分析。若丙組淋巴細胞出現(xiàn)異常,而甲組的淋巴細胞正常,則說明細胞出現(xiàn)異常,而甲組的淋巴細胞正常,則說明_?!緡L試解答】【嘗試解答】(1)吸收
20、氧氣和營養(yǎng)物質、排吸收氧氣和營養(yǎng)物質、排出代謝廢物出代謝廢物(2)維持培養(yǎng)液適宜的維持培養(yǎng)液適宜的pH(3)種類和劑量種類和劑量(4)向乙向乙(或丁或丁)組裝置中放置肝臟小塊組裝置中放置肝臟小塊染色體形態(tài)和數(shù)量肝臟小塊對有機物染色體形態(tài)和數(shù)量肝臟小塊對有機物X具具有解毒作用有解毒作用【解析】【解析】肝臟是動物體內最大的消化腺,還有肝臟是動物體內最大的消化腺,還有造血和解毒功能。將肝臟切成小薄片,可使肝細造血和解毒功能。將肝臟切成小薄片,可使肝細胞直接接觸培養(yǎng)液,有利于肝細胞吸收氧氣和營胞直接接觸培養(yǎng)液,有利于肝細胞吸收氧氣和營養(yǎng)物質、排出代謝廢物。向培養(yǎng)液中充入養(yǎng)物質、排出代謝廢物。向培養(yǎng)液中
21、充入5%CO2,有利于維持培養(yǎng)液的,有利于維持培養(yǎng)液的pH。添加抗生素。添加抗生素可抑制細菌生長,但不能用錯、用多,否則會傷可抑制細菌生長,但不能用錯、用多,否則會傷害甚至殺死肝細胞。害甚至殺死肝細胞。跟蹤訓練跟蹤訓練右圖是動物細胞培養(yǎng)右圖是動物細胞培養(yǎng)的基本過程示意圖。請據(jù)此回答:的基本過程示意圖。請據(jù)此回答:(1)容器容器A中放置的是動物器官或中放置的是動物器官或組織。它一般取自組織。它一般取自_。(2)容器容器A中的動物器官或組織首先要進行的處理中的動物器官或組織首先要進行的處理是是_,然后用,然后用_處理,這是為了使處理,這是為了使細 胞 分 散 開 來 , 這 樣 做 的 目 的 是
22、細 胞 分 散 開 來 , 這 樣 做 的 目 的 是_。(3)培養(yǎng)首先在培養(yǎng)首先在B瓶中進行,瓶中的培養(yǎng)基成分有瓶中進行,瓶中的培養(yǎng)基成分有_等。在此瓶等。在此瓶中的培養(yǎng)稱為中的培養(yǎng)稱為_。(4)為了把為了把B瓶中的細胞分裝到瓶中的細胞分裝到C瓶中,用胰蛋白瓶中,用胰蛋白酶處理,然后配制成酶處理,然后配制成_,再分裝。,再分裝。(5)在在C瓶中正常培養(yǎng)了一段時間后,發(fā)現(xiàn)細胞全瓶中正常培養(yǎng)了一段時間后,發(fā)現(xiàn)細胞全部死亡。原因是部死亡。原因是_。解析:解析:(1)動物細胞培養(yǎng)一般取材于動物早期胚胎動物細胞培養(yǎng)一般取材于動物早期胚胎或幼齡動物的器官或組織,這部分細胞的分裂能或幼齡動物的器官或組織,
23、這部分細胞的分裂能力強。力強。(2)在進行培養(yǎng)時應盡量使細胞分散,便于與培養(yǎng)在進行培養(yǎng)時應盡量使細胞分散,便于與培養(yǎng)液充分接觸,使其分散需要用胰蛋白酶或膠原蛋液充分接觸,使其分散需要用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理。白酶處理。(3)動物細胞培養(yǎng)過程中應盡量使培養(yǎng)基成分與體動物細胞培養(yǎng)過程中應盡量使培養(yǎng)基成分與體內基本相同,所以需要添加葡萄糖、氨基酸、無內基本相同,所以需要添加葡萄糖、氨基酸、無機鹽、動物血清等。培養(yǎng)的過程分為原代培養(yǎng)和機鹽、動物血清等。培養(yǎng)的過程分為原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)兩個大階段,傳代培養(yǎng)兩個大階段,B瓶中的培養(yǎng)叫原代培養(yǎng)。瓶中的培養(yǎng)叫原代培養(yǎng)。(4)原代培養(yǎng)的細胞由于接觸抑制不再分裂
24、,用胰原代培養(yǎng)的細胞由于接觸抑制不再分裂,用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理后,再分瓶培養(yǎng),讓細蛋白酶或膠原蛋白酶處理后,再分瓶培養(yǎng),讓細胞繼續(xù)增殖。胞繼續(xù)增殖。(5)傳代培養(yǎng)過程中,有個別細胞傳傳代培養(yǎng)過程中,有個別細胞傳50代后,遺傳代后,遺傳物質改變,成為不死的癌細胞,如果遺傳物質沒物質改變,成為不死的癌細胞,如果遺傳物質沒有改變,細胞會全部死亡。有改變,細胞會全部死亡。答案:答案:(1)早期胚胎或幼齡動物的器官或組織早期胚胎或幼齡動物的器官或組織(2)剪碎組織胰蛋白酶使細胞與培養(yǎng)液充分接觸剪碎組織胰蛋白酶使細胞與培養(yǎng)液充分接觸(3)葡萄糖、氨基酸、無機鹽和動物血清原代培葡萄糖、氨基酸、無機鹽和
25、動物血清原代培養(yǎng)養(yǎng)(4)細胞懸浮液細胞懸浮液(5)細胞沒有發(fā)生癌變細胞沒有發(fā)生癌變細胞核移植與動物體細胞克隆細胞核移植與動物體細胞克隆1原理:細胞核的全能性。原理:細胞核的全能性。2動物細胞全能性的特點動物細胞全能性的特點動物細胞的全能性隨著動物細胞分化程度的提動物細胞的全能性隨著動物細胞分化程度的提高而逐漸受到抑制,全能性表達很難,但動物高而逐漸受到抑制,全能性表達很難,但動物的細胞核內仍含有該種動物的全部遺傳基因,的細胞核內仍含有該種動物的全部遺傳基因,具有發(fā)育成完整個體的潛能,即動物的細胞核具有發(fā)育成完整個體的潛能,即動物的細胞核仍具有全能性。仍具有全能性。(2)用卵母細胞作受體細胞的原
26、因:用卵母細胞作受體細胞的原因:卵母細卵母細胞質內存在激發(fā)細胞核全能性表達的物質。胞質內存在激發(fā)細胞核全能性表達的物質。卵母細胞體積大,便于操作。卵母細胞體積大,便于操作。卵黃多,卵黃多,營養(yǎng)物質豐富。營養(yǎng)物質豐富。(3)體細胞核移植技術的應用體細胞核移植技術的應用加速家畜遺傳改良進程,促進優(yōu)良畜群繁加速家畜遺傳改良進程,促進優(yōu)良畜群繁育。育。保護瀕危物種,增大存活數(shù)量。保護瀕危物種,增大存活數(shù)量。生生產(chǎn)珍貴的醫(yī)用蛋白。產(chǎn)珍貴的醫(yī)用蛋白。作為異種移植的供體。作為異種移植的供體。用于組織、器官移植等。用于組織、器官移植等。5動物體細胞克隆的一般過程動物體細胞克隆的一般過程【特別提醒】【特別提醒】
27、動物細胞克隆利用的技術主要包動物細胞克隆利用的技術主要包括動物體細胞核移植技術、動物細胞培養(yǎng)技術和胚括動物體細胞核移植技術、動物細胞培養(yǎng)技術和胚胎移植。胎移植。動物體細胞核移植產(chǎn)生的新個體的親本有三個:動物體細胞核移植產(chǎn)生的新個體的親本有三個:體細胞核供體、卵細胞細胞質供體、代孕母體。新體細胞核供體、卵細胞細胞質供體、代孕母體。新個體細胞核基因型與體細胞核供體完全一樣,因此個體細胞核基因型與體細胞核供體完全一樣,因此新個體性狀與體細胞核供體基本相同。卵細胞細胞新個體性狀與體細胞核供體基本相同。卵細胞細胞質中也有少量質中也有少量DNA,即線粒體,即線粒體DNA,新個體性狀與,新個體性狀與卵細胞供
28、體也有一些地方相同。代孕母體沒有為新卵細胞供體也有一些地方相同。代孕母體沒有為新個體提供遺傳物質,性狀之間沒有聯(lián)系。個體提供遺傳物質,性狀之間沒有聯(lián)系。克隆可分以下三個層次:克隆可分以下三個層次:a.分子水平:如分子水平:如DNA復復制;制;b.細胞水平:動物細胞培養(yǎng);細胞水平:動物細胞培養(yǎng);c.個體水平:個體水平:“多多利利”羊的誕生。羊的誕生。 “ “治療性克隆治療性克隆”將是人胚胎干細胞將是人胚胎干細胞(簡稱簡稱ES細胞細胞)造福于人類的一種非常重要的途徑。應用人造福于人類的一種非常重要的途徑。應用人胚胎干細胞進行胚胎干細胞進行“治療性克隆治療性克隆”研究的技術途徑研究的技術途徑包括以下
29、幾個步驟:首先取病人的體細胞核,移包括以下幾個步驟:首先取病人的體細胞核,移植到去核的成熟受體卵母細胞中;在早期胚胎形植到去核的成熟受體卵母細胞中;在早期胚胎形成后,從中分離獲得成后,從中分離獲得ES細胞;對細胞;對ES細胞進行基因細胞進行基因修飾和定向分化研究,將定向分化后的細胞移植修飾和定向分化研究,將定向分化后的細胞移植給病人。進行核移植的目的并不是用于克隆人,給病人。進行核移植的目的并不是用于克隆人,而是希望通過對而是希望通過對ES細胞進行分離培養(yǎng)、定向分化細胞進行分離培養(yǎng)、定向分化等處理后,進一步獲得再造的人體組織或器官。等處理后,進一步獲得再造的人體組織或器官。請根據(jù)材料回答下列問
30、題:請根據(jù)材料回答下列問題:(1)人類人類“治療性克隆治療性克隆”屬于動物細胞工程的屬于動物細胞工程的_技術。技術。(2)科學家為何要將患者的體細胞核植入去核的卵科學家為何要將患者的體細胞核植入去核的卵細胞中,而不直接用體細胞進行細胞培養(yǎng)?細胞中,而不直接用體細胞進行細胞培養(yǎng)?_。(3)“治療性克隆治療性克隆”的結果說明高度分化的體細胞的結果說明高度分化的體細胞的細胞核仍然具有的細胞核仍然具有_。相同的胚胎干細胞,。相同的胚胎干細胞,“克隆克隆”的結果各種各樣,如有的是胰島細胞、的結果各種各樣,如有的是胰島細胞、有的是血細胞、有的是心肌細胞,究其本質原因有的是血細胞、有的是心肌細胞,究其本質原
31、因是基因是基因_的結果。的結果。(4)克隆的器官在給自身移植方面的主要優(yōu)點是克隆的器官在給自身移植方面的主要優(yōu)點是_。(5)目前世界上絕大多數(shù)國家反對進行目前世界上絕大多數(shù)國家反對進行“克隆人克隆人”的原因是的原因是_?!緡L試解答】【嘗試解答】(1)動物細胞核移植動物細胞核移植(2)體細胞核體細胞核在體細胞中不能表達全能性,而卵細胞的細胞質可在體細胞中不能表達全能性,而卵細胞的細胞質可以為其提供表達全能性的環(huán)境以為其提供表達全能性的環(huán)境(3)全能性選擇全能性選擇性表達性表達(4)沒有免疫排斥反應沒有免疫排斥反應(5)克隆人會導致克隆人會導致人類社會的倫理道德發(fā)生混亂人類社會的倫理道德發(fā)生混亂(
32、合理解釋均可合理解釋均可)【解析】【解析】本題主要考查細胞核移植在人類本題主要考查細胞核移植在人類“治療性克隆治療性克隆”中的應用,分析如下:中的應用,分析如下:跟蹤訓練跟蹤訓練(2011年無錫高二檢測年無錫高二檢測)乙馬的卵細胞乙馬的卵細胞核被甲馬的體細胞核置換后,這個卵細胞經(jīng)過核被甲馬的體細胞核置換后,這個卵細胞經(jīng)過多次分裂,再植入丙馬的子宮內發(fā)育,結果產(chǎn)多次分裂,再植入丙馬的子宮內發(fā)育,結果產(chǎn)下一只小馬。下列敘述正確的是下一只小馬。下列敘述正確的是()A直接在體外對甲馬的體細胞進行誘導也能培直接在體外對甲馬的體細胞進行誘導也能培養(yǎng)出胚胎來養(yǎng)出胚胎來B小馬的性狀完全與甲馬相同小馬的性狀完全
33、與甲馬相同C此項技術可用于保護瀕危物種此項技術可用于保護瀕危物種D該過程可以很好地證明動物細胞的全能性該過程可以很好地證明動物細胞的全能性解析:解析:選選C。克隆過程中細胞質中遺傳物質來??寺∵^程中細胞質中遺傳物質來自一方,而細胞核中遺傳物質來自另一方,自一方,而細胞核中遺傳物質來自另一方,所以小馬與甲馬不完全一致,該過程只能說所以小馬與甲馬不完全一致,該過程只能說明動物細胞核具有全能性,而動物細胞全能明動物細胞核具有全能性,而動物細胞全能性的體現(xiàn)目前還沒成功。性的體現(xiàn)目前還沒成功。細胞融合和單克隆抗體細胞融合和單克隆抗體1動物細胞融合動物細胞融合(1)概念:動物細胞融合也稱細胞雜交,是指兩概
34、念:動物細胞融合也稱細胞雜交,是指兩個或多個動物細胞結合形成一個細胞的過程。個或多個動物細胞結合形成一個細胞的過程。融合后形成的具有原來兩個或多個細胞遺傳信融合后形成的具有原來兩個或多個細胞遺傳信息的單核細胞,稱為雜交細胞。息的單核細胞,稱為雜交細胞。(2)過程:細胞融合的過程包括細胞膜融合、細過程:細胞融合的過程包括細胞膜融合、細胞質融合和細胞核融合。細胞膜融合是細胞融胞質融合和細胞核融合。細胞膜融合是細胞融合的先導。沒有細胞膜的融合,就不會有細胞合的先導。沒有細胞膜的融合,就不會有細胞質和細胞核的融合。質和細胞核的融合。(3)意義:克服了遠源雜交的不親和性,成為研意義:克服了遠源雜交的不親
35、和性,成為研究細胞遺傳、細胞免疫、腫瘤和生物新品種培究細胞遺傳、細胞免疫、腫瘤和生物新品種培育的重要手段。育的重要手段。(4)誘導方法:物理和化學方法與植物體細胞雜誘導方法:物理和化學方法與植物體細胞雜交相同,如聚乙二醇、電激法等,又增加了生交相同,如聚乙二醇、電激法等,又增加了生物方法:滅活的病毒。物方法:滅活的病毒。2單克隆抗體單克隆抗體(1)概念:通過細胞融合技術獲得的雜交瘤細概念:通過細胞融合技術獲得的雜交瘤細胞群產(chǎn)生的化學性質單一、特異性強的抗體。胞群產(chǎn)生的化學性質單一、特異性強的抗體。(2)制備過程制備過程(3)特點:特異性強、靈敏度高、產(chǎn)量大。特點:特異性強、靈敏度高、產(chǎn)量大。(
36、4)制備條件:無菌、無毒的環(huán)境、營養(yǎng)全面、制備條件:無菌、無毒的環(huán)境、營養(yǎng)全面、適宜的溫度和適宜的溫度和pH、氣體條件符合要求。、氣體條件符合要求。(5)單克隆抗體的作用單克隆抗體的作用作為診斷試劑:準確識別各種抗原物質的細作為診斷試劑:準確識別各種抗原物質的細微差異,并與一定抗原發(fā)生特異性結合,具有微差異,并與一定抗原發(fā)生特異性結合,具有準確、高效、簡易、快速的優(yōu)點。準確、高效、簡易、快速的優(yōu)點。用于治療疾病和運載藥物:主要用于癌癥治用于治療疾病和運載藥物:主要用于癌癥治療,可制成療,可制成“生物導彈生物導彈”,也有少量用于治療,也有少量用于治療其他疾病。其他疾病?!咎貏e提醒】【特別提醒】從
37、小鼠或其他動物體中取從小鼠或其他動物體中取B淋淋巴細胞前必須先注射抗原,使體內發(fā)生免疫反應,巴細胞前必須先注射抗原,使體內發(fā)生免疫反應,而且參與融合的細胞應是漿細胞而且參與融合的細胞應是漿細胞(只有漿細胞能只有漿細胞能產(chǎn)生抗體產(chǎn)生抗體)或已免疫過的或已免疫過的B淋巴細胞,不能簡單地淋巴細胞,不能簡單地說說B淋巴細胞。淋巴細胞。融合過程中一共有五種細胞融合過程中一共有五種細胞(一般只考慮了細一般只考慮了細胞兩兩融合胞兩兩融合),未融合的有兩種,已融合的有三,未融合的有兩種,已融合的有三種,符合要求的只有雜交瘤細胞。種,符合要求的只有雜交瘤細胞。兩次篩選:第一次利用選擇培養(yǎng)基篩選出雜交兩次篩選:第
38、一次利用選擇培養(yǎng)基篩選出雜交瘤細胞,第二次是篩選出能分泌特定抗體的雜交瘤細胞,第二次是篩選出能分泌特定抗體的雜交瘤細胞。瘤細胞。如圖表示用生物工程制備人抗如圖表示用生物工程制備人抗A抗體的抗體的過程。請回答下列問題。過程。請回答下列問題。(1)圖中細胞圖中細胞1是小鼠體內注入人是小鼠體內注入人A型血紅細胞后型血紅細胞后獲得的獲得的_細胞,這種細胞具有產(chǎn)生細胞,這種細胞具有產(chǎn)生_的特點,但難以在體外培養(yǎng)。甲的特點,但難以在體外培養(yǎng)。甲培養(yǎng)皿中培養(yǎng)的細胞培養(yǎng)皿中培養(yǎng)的細胞2是從患骨髓瘤的小鼠體內是從患骨髓瘤的小鼠體內獲取的骨髓瘤細胞,這種細胞在體外培養(yǎng)時能獲取的骨髓瘤細胞,這種細胞在體外培養(yǎng)時能_
39、,但不會產(chǎn)生抗體。,但不會產(chǎn)生抗體。(2)為了能充分發(fā)揮上述兩種細胞各自的特點,經(jīng)為了能充分發(fā)揮上述兩種細胞各自的特點,經(jīng)特殊處理,在促細胞融合因子的作用下,使兩種特殊處理,在促細胞融合因子的作用下,使兩種細胞發(fā)生融合,形成圖中的細胞細胞發(fā)生融合,形成圖中的細胞3,這種細胞稱為,這種細胞稱為_。把它在乙培養(yǎng)皿中進行培養(yǎng),。把它在乙培養(yǎng)皿中進行培養(yǎng),則能產(chǎn)生大量的細胞群,這種方法稱為則能產(chǎn)生大量的細胞群,這種方法稱為_。(3)過程過程的主要目的是的主要目的是_。通過過程通過過程或或的培養(yǎng)方法能產(chǎn)生大量的培養(yǎng)方法能產(chǎn)生大量_抗體。抗體。【嘗試解答】【嘗試解答】(1)免疫免疫B淋巴單一的抗淋巴單一的
40、抗A抗抗體體(或單一的特異性抗體或單一的特異性抗體)快速大量增殖快速大量增殖(2)雜交瘤細胞單克隆雜交瘤細胞單克隆(3)篩選出能產(chǎn)生單一篩選出能產(chǎn)生單一抗抗A抗體的雜交瘤細胞抗抗體的雜交瘤細胞抗A單克隆單克隆【解析】【解析】由于抗體具有專一性,而不同的效由于抗體具有專一性,而不同的效應應B細胞產(chǎn)生的抗體是不同的,因此單克隆抗細胞產(chǎn)生的抗體是不同的,因此單克隆抗體的制備的首要步驟就是獲得相應的效應體的制備的首要步驟就是獲得相應的效應B細細胞。圖中細胞胞。圖中細胞1應是小鼠體內注入人應是小鼠體內注入人A型血紅細型血紅細胞后而獲得的效應胞后而獲得的效應B細胞,這種細胞能分泌單細胞,這種細胞能分泌單一
41、的特異性抗體。一的特異性抗體。2是骨髓瘤細胞,是骨髓瘤細胞,3是骨髓瘤是骨髓瘤細胞和細胞和B細胞融合形成的雜交瘤細胞。細胞融合形成的雜交瘤細胞。乙是在具有篩選作用的培養(yǎng)基上培養(yǎng),目的是乙是在具有篩選作用的培養(yǎng)基上培養(yǎng),目的是篩選出雜交瘤細胞。這種細胞既具有效應篩選出雜交瘤細胞。這種細胞既具有效應B細細胞能產(chǎn)生抗體的特點,又具有骨髓瘤細胞在體胞能產(chǎn)生抗體的特點,又具有骨髓瘤細胞在體外大量增殖的本領,因此可獲得大量的化學性外大量增殖的本領,因此可獲得大量的化學性質單一的抗體。質單一的抗體。是篩選出能產(chǎn)生單一抗是篩選出能產(chǎn)生單一抗A型型血抗體的雜交細胞。血抗體的雜交細胞。是將能產(chǎn)生單一抗體的是將能產(chǎn)
42、生單一抗體的雜交瘤細胞在體外適宜條件下做大規(guī)模培養(yǎng),雜交瘤細胞在體外適宜條件下做大規(guī)模培養(yǎng),或注射到小鼠腹腔內增殖?;蜃⑸涞叫∈蟾骨粌仍鲋?。跟蹤訓練跟蹤訓練近年來,我國死于狂犬病的人數(shù)有上近年來,我國死于狂犬病的人數(shù)有上升之勢。狂犬病病毒的核酸是升之勢??袢〔《镜暮怂崾荝NA,機體感染病,機體感染病毒后產(chǎn)生的特異性毒后產(chǎn)生的特異性IgG抗體,能消除狂犬病病毒,抗體,能消除狂犬病病毒,這是接觸狂犬病病毒后及時注射疫苗和特異性抗這是接觸狂犬病病毒后及時注射疫苗和特異性抗體的重要依據(jù)。我國利用地鼠的腎細胞培養(yǎng)狂犬體的重要依據(jù)。我國利用地鼠的腎細胞培養(yǎng)狂犬病疫苗,已取得良好效果。病疫苗,已取得良好效
43、果。請根據(jù)上述材料,回答下列問題:請根據(jù)上述材料,回答下列問題:(1)狂犬病病毒的毒力可發(fā)生變異。從自然感染動狂犬病病毒的毒力可發(fā)生變異。從自然感染動物體內分離的病毒株稱為野毒株,其致病力強。物體內分離的病毒株稱為野毒株,其致病力強。將野毒株在家兔腦將野毒株在家兔腦_內連續(xù)傳內連續(xù)傳50代后,變代后,變成固定毒株。固定毒株對人及動物致病。成固定毒株。固定毒株對人及動物致病。(2)特異性抗體獲取的方法可用單克隆抗體制備特異性抗體獲取的方法可用單克隆抗體制備法。在制備單克隆抗體的過程中,應用的動物法。在制備單克隆抗體的過程中,應用的動物細胞工程技術是細胞工程技術是_。(3)如圖是單克隆抗體制備過程
44、示意圖,請據(jù)圖如圖是單克隆抗體制備過程示意圖,請據(jù)圖回答:回答:圖中圖中A過程,從小鼠的脾臟中取得的過程,從小鼠的脾臟中取得的“小鼠小鼠細胞細胞”是是_細胞,該細胞能夠產(chǎn)生細胞,該細胞能夠產(chǎn)生_。從小鼠體內提取分離該細胞之前,。從小鼠體內提取分離該細胞之前,給 小 鼠 注 射 的 特 定 的 物 質 是給 小 鼠 注 射 的 特 定 的 物 質 是_。圖中圖中B過程是細胞融合,該過程需要用滅活過程是細胞融合,該過程需要用滅活的的_、聚乙二醇或電激等誘導。、聚乙二醇或電激等誘導。特異性抗體的獲取方法也可以采用向動物體內反特異性抗體的獲取方法也可以采用向動物體內反復注射某種抗原,使動物產(chǎn)生抗體,然
45、后從動物血復注射某種抗原,使動物產(chǎn)生抗體,然后從動物血清中分離所需抗體。與這種方法制備的抗體相比,清中分離所需抗體。與這種方法制備的抗體相比,單克隆抗體具有單克隆抗體具有_等特點。等特點。(4)動物細胞體外培養(yǎng)需要滿足的環(huán)境條件有動物細胞體外培養(yǎng)需要滿足的環(huán)境條件有_。( 5 ) 單 克 隆 抗 體 技 術 還 有 哪 些 用 途 ?單 克 隆 抗 體 技 術 還 有 哪 些 用 途 ?_。解析:解析:病毒是營寄生生活的,所以在體外只能病毒是營寄生生活的,所以在體外只能用活細胞來培養(yǎng)。用活細胞來培養(yǎng)。B淋巴細胞受到抗原刺激后淋巴細胞受到抗原刺激后可分化成漿細胞,產(chǎn)生相應的抗體。動物細胞可分化成
46、漿細胞,產(chǎn)生相應的抗體。動物細胞培養(yǎng)最大的用途就是制備單克隆抗體,單克隆培養(yǎng)最大的用途就是制備單克隆抗體,單克隆抗體的特點和應用要熟練、準確地掌握??贵w的特點和應用要熟練、準確地掌握。答案:答案:(1)活細胞活細胞(2)動物細胞融合技術動物細胞融合技術(3)B淋巴抗體抗原淋巴抗體抗原(或狂犬病病毒或狂犬病病毒)病毒病毒(或仙臺病毒或仙臺病毒)特異性強、靈敏度高,特異性強、靈敏度高,并可以大量制備并可以大量制備(4)無菌、無毒,溫度和無菌、無毒,溫度和pH,氣體,營養(yǎng)物質氣體,營養(yǎng)物質(5)作為診斷試劑;開發(fā)治作為診斷試劑;開發(fā)治療惡性腫瘤的抗體等療惡性腫瘤的抗體等知能過關演練知能過關演練本部分內容講解結束本部分內容講解結束點此進入課件目錄點此進入課件目錄按按ESC鍵退出全屏播放鍵退出全屏播放謝謝使用謝謝使用
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