【生物】動(dòng)物細(xì)胞工程單元復(fù)習(xí)課件 2023-2024學(xué)年高二下學(xué)期生物人教版選擇性必修3

第1節(jié)動(dòng)物細(xì)胞工程一、必備知識(shí)知識(shí)點(diǎn)1動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)1.概念:從動(dòng)物體中取出相關(guān)的組織,將它分散成單個(gè)細(xì)胞,然后在適宜的培養(yǎng)條件下,讓這些細(xì)胞生長和增殖的技術(shù)。2.基本條件(1)營養(yǎng)條件:糖類、氨基酸、無機(jī)鹽、維生素等,此外,在使用合成培養(yǎng)基時(shí),通常需要加入血清等一些天然成分。(2)無菌、無毒的環(huán)境①對培養(yǎng)液和所有培養(yǎng)用具進(jìn)行滅菌處理。②在無菌環(huán)境下進(jìn)行操作。③定期更換培養(yǎng)液,以便清除代謝物,防止細(xì)胞代謝物積累對細(xì)胞自身造成危害。第1節(jié)動(dòng)物細(xì)胞工程一、必備知識(shí)知識(shí)點(diǎn)1動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)1.概念:從動(dòng)物體中取出相關(guān)的組織,將它分散成單個(gè)細(xì)胞,然后在適宜的培養(yǎng)條件下,讓這些細(xì)胞生長和增殖的技術(shù)。2.基本條件(3)適宜的溫度、pH和滲透壓。(4)適宜的氣體環(huán)境:95%空氣+5%CO2。①O2:細(xì)胞代謝所必需的。②CO2:維持培養(yǎng)液的pH。第1節(jié)動(dòng)物細(xì)胞工程一、必備知識(shí)知識(shí)點(diǎn)1動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)3.培養(yǎng)過程(1)細(xì)胞貼壁:細(xì)胞貼附在培養(yǎng)瓶瓶壁上生長增殖的現(xiàn)象。(2)接觸抑制:當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長到表面相互接觸時(shí),

細(xì)胞通常停止分裂增殖的現(xiàn)象。(3)胰蛋白酶、膠原蛋白酶處理①第一次使用的目的:使組織細(xì)胞分散開。②貼壁細(xì)胞傳代培養(yǎng)時(shí)使用的目的:使細(xì)胞從瓶壁上脫離下來,分散成單個(gè)細(xì)胞,便于分瓶后繼續(xù)培養(yǎng)。第1節(jié)動(dòng)物細(xì)胞工程一、必備知識(shí)知識(shí)點(diǎn)1動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)3.培養(yǎng)過程

(4)處理使細(xì)胞分散開的目的①使細(xì)胞與營養(yǎng)充分接觸,保證細(xì)胞所需要的營養(yǎng)供應(yīng)。②保證細(xì)胞內(nèi)有害代謝物的及時(shí)排出。特別提醒

①使用胰蛋白酶時(shí),要控制好作用時(shí)間,因?yàn)橐鹊鞍酌覆粌H能分解細(xì)胞間的蛋白質(zhì),長時(shí)間作用還會(huì)分解細(xì)胞膜蛋白等,對細(xì)胞造成損傷。②進(jìn)行動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)不能用胃蛋白酶分散細(xì)胞,主要是因?yàn)槲傅鞍酌冈趧?dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)環(huán)境中失去活性。第1節(jié)動(dòng)物細(xì)胞工程一、必備知識(shí)知識(shí)點(diǎn)2干細(xì)胞培養(yǎng)及其應(yīng)用1.干細(xì)胞的主要種類、存在部位及特點(diǎn)主要種類存在部位特點(diǎn)胚胎干細(xì)胞(ES細(xì)胞)早期胚胎具有分化為成年動(dòng)物體內(nèi)的任何一種類型的細(xì)胞,并進(jìn)一步形成機(jī)體的所有組織和器官甚至個(gè)體的潛能,即具有發(fā)育全能性成體干細(xì)胞造血干細(xì)胞神經(jīng)干細(xì)胞精原干細(xì)胞成體組織或器官內(nèi)一般認(rèn)為,成體干細(xì)胞具有組織特異性,只能分化成特定的細(xì)胞或組織,不具有發(fā)育成完整個(gè)體的能力第1節(jié)動(dòng)物細(xì)胞工程一、必備知識(shí)知識(shí)點(diǎn)2干細(xì)胞培養(yǎng)及其應(yīng)用3.誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(iPS細(xì)胞)(2)應(yīng)用:治療小鼠的鐮狀細(xì)胞貧血;現(xiàn)在用iPS細(xì)胞治療阿爾茨海默病、心血管疾病等領(lǐng)域的研究也取得了新進(jìn)展。(3)優(yōu)點(diǎn):誘導(dǎo)過程無須破壞胚胎,且iPS細(xì)胞可來源于病人自身的體細(xì)胞,將它移植回病人體內(nèi)后,理論上可避免免疫排斥反應(yīng)。第1節(jié)動(dòng)物細(xì)胞工程一、必備知識(shí)知識(shí)點(diǎn)3動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)與單克隆抗體1.動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)(1)概念:使兩個(gè)或多個(gè)動(dòng)物細(xì)胞結(jié)合形成一個(gè)細(xì)胞的技術(shù)。(2)原理:細(xì)胞膜的流動(dòng)性。(3)方法:PEG融合法、電融合法和滅活病毒誘導(dǎo)法等。特別提醒

①滅活是指用物理或化學(xué)手段使病毒或細(xì)菌失去感染能力,但并不破壞它們的抗原結(jié)構(gòu)。②滅活病毒誘導(dǎo)法是誘導(dǎo)動(dòng)物細(xì)胞融合特有的方法,不能用于誘導(dǎo)植物原生質(zhì)體融合。第1節(jié)動(dòng)物細(xì)胞工程一、必備知識(shí)知識(shí)點(diǎn)3動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)與單克隆抗體1.動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)(4)滅活病毒誘導(dǎo)細(xì)胞融合過程①動(dòng)物細(xì)胞融合的過程包括細(xì)胞膜融合、細(xì)胞質(zhì)融合和細(xì)胞核融合。②經(jīng)融合處理后的細(xì)胞不可以直接用于培養(yǎng),還需要篩選。因?yàn)檎T導(dǎo)融合的手段只是促進(jìn)了細(xì)胞間的融合,不能保證所有的細(xì)胞都發(fā)生融合,融合后形成的細(xì)胞也有多種。(5)結(jié)果:形成具有原來兩個(gè)或多個(gè)細(xì)胞遺傳信息的雜交細(xì)胞。(6)意義:突破了有性雜交的局限,使遠(yuǎn)緣雜交成為可能。第1節(jié)動(dòng)物細(xì)胞工程一、必備知識(shí)知識(shí)點(diǎn)3動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)與單克隆抗體2.單克隆抗體及其應(yīng)用(1)原理①一種B淋巴細(xì)胞只能分泌一種特異性抗體,但B淋巴細(xì)胞不能在體外大量增殖。②骨髓瘤細(xì)胞能在體外大量增殖,但不能分泌抗體。③B淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合形成的雜交瘤細(xì)胞既能迅速大量增殖,又能產(chǎn)生單一抗體。第1節(jié)動(dòng)物細(xì)胞工程一、必備知識(shí)知識(shí)點(diǎn)3動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)與單克隆抗體2.單克隆抗體及其應(yīng)用(2)制備過程第1節(jié)動(dòng)物細(xì)胞工程一、必備知識(shí)知識(shí)點(diǎn)3動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)與單克隆抗體2.單克隆抗體及其應(yīng)用(2)制備過程

篩選1篩選2篩選原因篩選目的篩選方法誘導(dǎo)融合后得到多種雜交細(xì)胞,另外還有未融合的細(xì)胞和同種細(xì)胞融合后形成的細(xì)胞篩選出雜交瘤細(xì)胞用特定的選擇培養(yǎng)基(HAT培養(yǎng)基)進(jìn)行篩選:未融合的細(xì)胞和同種細(xì)胞融合后形成的細(xì)胞都會(huì)死亡,只有融合的雜交瘤細(xì)胞才能生長由于小鼠在生活中還受到其他抗原的刺激,因此經(jīng)選擇培養(yǎng)獲得的雜交瘤細(xì)胞中有能產(chǎn)生其他抗體的細(xì)胞篩選出能產(chǎn)生特異性抗體的雜交瘤細(xì)胞用96孔板培養(yǎng)和篩選:在每一個(gè)孔中盡量只接種一個(gè)雜交瘤細(xì)胞的情況下進(jìn)行克隆化培養(yǎng)和抗體檢測,經(jīng)多次篩選得到足夠數(shù)量的能分泌所需抗體的細(xì)胞第1節(jié)動(dòng)物細(xì)胞工程一、必備知識(shí)知識(shí)點(diǎn)3動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)與單克隆抗體2.單克隆抗體及其應(yīng)用(3)單克隆抗體的優(yōu)點(diǎn)①能準(zhǔn)確識(shí)別抗原的細(xì)微差異,與特定抗原發(fā)生特異性結(jié)合。②可大量制備。(4)單克隆抗體的應(yīng)用①運(yùn)載藥物,如將細(xì)胞毒素與能特異性識(shí)別腫瘤抗原的單克隆抗體結(jié)合(抗體—藥物偶聯(lián)物),可選擇性殺傷腫瘤細(xì)胞。②用作診斷試劑。③治療疾病。第1節(jié)動(dòng)物細(xì)胞工程一、必備知識(shí)知識(shí)點(diǎn)4動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動(dòng)物1.概念:動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)是將動(dòng)物一個(gè)細(xì)胞的細(xì)胞核移入去核的卵母細(xì)胞中,使這個(gè)重新組合的細(xì)胞發(fā)育成新胚胎,繼而發(fā)育成動(dòng)物個(gè)體的技術(shù)。2.哺乳動(dòng)物核移植的類型動(dòng)物體細(xì)胞核移植的難度明顯高于胚胎細(xì)胞核移植。類型特點(diǎn)胚胎細(xì)胞核移植動(dòng)物胚胎細(xì)胞分化程度低,表現(xiàn)全能性相對容易體細(xì)胞核移植動(dòng)物體細(xì)胞分化程度高,表現(xiàn)全能性十分困難第1節(jié)動(dòng)物細(xì)胞工程一、必備知識(shí)知識(shí)點(diǎn)4動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動(dòng)物3.原理:動(dòng)物細(xì)胞核的全能性。4.過程(1)核移植技術(shù)中選用的核供體應(yīng)為具有優(yōu)良性狀的個(gè)體,提供卵母細(xì)胞的個(gè)體和代孕個(gè)體只需為同一物種的健康雌性個(gè)體即可。(2)選用去核卵母細(xì)胞的原因①卵母細(xì)胞體積比較大,易操作。②卵母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)多,營養(yǎng)豐富,含有能激發(fā)細(xì)胞核全能性表達(dá)的物質(zhì)。第1節(jié)動(dòng)物細(xì)胞工程一、必備知識(shí)知識(shí)點(diǎn)4動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動(dòng)物4.過程

(3)對卵母細(xì)胞進(jìn)行去核操作的原因:使克隆動(dòng)物的核遺傳物質(zhì)全部來自有重要利用價(jià)值的動(dòng)物提供的體細(xì)胞。(4)克隆動(dòng)物的遺傳物質(zhì)和性狀分析①核內(nèi)遺傳物質(zhì):全部來自供體細(xì)胞。

細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì):一部分來自核供體細(xì)胞,另一部分來自卵母細(xì)胞。②性狀分析:受細(xì)胞質(zhì)遺傳物質(zhì)、環(huán)境等的影響,克隆動(dòng)物與體細(xì)胞核供體的性狀基本相同,而不是完全相同。③代孕母體沒有為克隆動(dòng)物提供遺傳物質(zhì),克隆動(dòng)物的性狀與代孕母體沒有直接關(guān)系。特別提醒

利用核移植技術(shù)得到克隆動(dòng)物的過程,屬于無性生殖。第1節(jié)動(dòng)物細(xì)胞工程一、必備知識(shí)知識(shí)點(diǎn)4動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動(dòng)物5.應(yīng)用前景及存在的問題應(yīng)用前景存在的問題加速家畜遺傳改良進(jìn)程、促進(jìn)優(yōu)良畜群繁育轉(zhuǎn)基因克隆動(dòng)物可以作為生物反應(yīng)器,生產(chǎn)醫(yī)用蛋白以患者作為供體培育的人核移植胚胎干細(xì)胞,經(jīng)誘導(dǎo)分化能形成相應(yīng)的細(xì)胞、組織或器官,將它們移植給患者可以避免發(fā)生免疫排斥反應(yīng)有望增加瀕危物種的存活數(shù)量了解胚胎發(fā)育及衰老過程;分析致病基因;為研究疾病的致病機(jī)制和開發(fā)相應(yīng)的藥物提供幫助①體細(xì)胞核移植技術(shù)的成功率非常低;②核移植的理論研究較為滯后;③絕大多數(shù)克隆動(dòng)物存在健康問題等第1節(jié)動(dòng)物細(xì)胞工程一、必備知識(shí)知識(shí)點(diǎn)4干細(xì)胞培養(yǎng)及其應(yīng)用2.干細(xì)胞的應(yīng)用(1)造血干細(xì)胞:可用于治療白血病及造血系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)功能障礙等疾病。(2)神經(jīng)干細(xì)胞:可用于治療神經(jīng)組織損傷和神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病。3.誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(iPS細(xì)胞)(1)概念:通過體外誘導(dǎo)成纖維細(xì)胞等,獲得的類似胚胎干細(xì)胞的一種細(xì)胞。特別提醒

iPS細(xì)胞最初是由成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)化來的,后來發(fā)現(xiàn)已分化的T細(xì)胞、B細(xì)胞等也能被誘導(dǎo)為iPS細(xì)胞。二、知識(shí)辨析1.制備肝細(xì)胞懸液時(shí),可用胰蛋白酶或胃蛋白酶處理肝組織塊,這種說法正確嗎?不正確。制備肝細(xì)胞懸液時(shí),常用胰蛋白酶、膠原蛋白酶處理,不能使用胃蛋白酶,因?yàn)槎鄶?shù)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的適宜pH為7.2~7.4,胃蛋白酶在此環(huán)境中失去活性。2.科學(xué)家以SARS病毒的核衣殼蛋白為抗原,體外培養(yǎng)單個(gè)B淋巴細(xì)胞可以獲得針對SARS病毒的單克隆抗體,這種說法正確嗎?不正確。B淋巴細(xì)胞具有產(chǎn)生抗體的能力,但沒有無限增殖的能力,因此在體外培養(yǎng)單個(gè)B淋巴細(xì)胞不能獲得大量針對SARS病毒的單克隆抗體。第1節(jié)動(dòng)物細(xì)胞工程二、知識(shí)辨析3.我國科學(xué)家采集了一只睡眠明顯紊亂的BMAL1(生物節(jié)律基因)敲除猴的體細(xì)胞,通過體細(xì)胞核移植技術(shù),獲得了5只克隆猴,這5只克隆猴體細(xì)胞的遺傳物質(zhì)與供體細(xì)胞相同嗎?不完全相同。克隆猴體細(xì)胞的核遺傳物質(zhì)來自供體細(xì)胞,質(zhì)遺傳物質(zhì)來自去核卵母細(xì)胞和供體細(xì)胞,因此克隆猴體細(xì)胞的遺傳物質(zhì)與供體細(xì)胞不完全相同。第1節(jié)動(dòng)物細(xì)胞工程三、能力提升（一）.植物細(xì)胞工程和動(dòng)物細(xì)胞工程技術(shù)的比較1.植物組織培養(yǎng)與動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的比較第1節(jié)動(dòng)物細(xì)胞工程

植物組織培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)理論基礎(chǔ)培養(yǎng)基類型成分植物細(xì)胞的全能性固體或半固體培養(yǎng)基水、礦質(zhì)元素、維生素、蔗糖、氨基酸、瓊脂、植物激素等細(xì)胞增殖液體培養(yǎng)基糖類、氨基酸、無機(jī)鹽、維生素、動(dòng)物血清等三、能力提升（一）.植物細(xì)胞工程和動(dòng)物細(xì)胞工程技術(shù)的比較1.植物組織培養(yǎng)與動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的比較第1節(jié)動(dòng)物細(xì)胞工程取材關(guān)鍵環(huán)節(jié)結(jié)果相同點(diǎn)都需要人工條件下的無菌操作、適宜的溫度、pH等條件;植物較幼嫩部分或花藥等細(xì)胞的脫分化和再分化可形成植物個(gè)體,體現(xiàn)細(xì)胞的全能性動(dòng)物胚胎或幼齡動(dòng)物的器官或組織細(xì)胞增殖形成細(xì)胞群,不形成個(gè)體,不體現(xiàn)細(xì)胞的全能性三、能力提升（一）.植物細(xì)胞工程和動(dòng)物細(xì)胞工程技術(shù)的比較2.植物體細(xì)胞雜交和動(dòng)物細(xì)胞融合的比較第1節(jié)動(dòng)物細(xì)胞工程

植物體細(xì)胞雜交動(dòng)物細(xì)胞融合原理融合前處理誘導(dǎo)方法結(jié)果意義細(xì)胞膜的流動(dòng)性、細(xì)胞的全能性纖維素酶和果膠酶除去細(xì)胞壁電融合法、離心法、PEG融合法、高Ca2+—高pH融合法等形成雜種植株打破生殖隔離,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)緣雜交育種細(xì)胞膜的流動(dòng)性胰蛋白酶、膠原蛋白酶等使細(xì)胞分散開電融合法、PEG融合法、滅活病毒誘導(dǎo)法等得到雜交細(xì)胞突破有性雜交