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動物細(xì)胞工程發(fā)展歷程(含胚胎工程)希普:首例胚胎移植成功哈里森:首創(chuàng)動物組織體外培養(yǎng)法張明覺:發(fā)現(xiàn)哺乳動物精子獲能現(xiàn)象格登、童第周:體細(xì)胞核移植成功試管家兔誕生米爾斯坦和科勒:創(chuàng)立單克隆抗體技術(shù)胚胎分割移植成功埃文斯:成功分離和培養(yǎng)小鼠的胚胎干細(xì)胞克隆羊多莉誕生山中伸彌:獲得誘導(dǎo)多能干細(xì)胞單細(xì)胞基因組測序進(jìn)行遺傳病篩查的試管嬰兒誕生我國科學(xué)家首次培育了體細(xì)胞克隆猴1890年1907年1951年1958年1959年1975年1978年1981年1996年2006年2014年2017年第2節(jié)
動物細(xì)胞工程第2章細(xì)胞工程選修三動物細(xì)胞培養(yǎng)1動物細(xì)胞融合技術(shù)與單克隆抗體2目錄動物體細(xì)胞核移植技術(shù)與克隆動物3習(xí)題檢測41.闡明動物細(xì)胞培養(yǎng)的條件和過程。2.闡述干細(xì)胞在生物醫(yī)學(xué)工程中有廣泛的應(yīng)用價值。一、學(xué)習(xí)目標(biāo)二、重難點1.動物細(xì)胞培養(yǎng)的條件和過程。3.闡明利用動物細(xì)胞融合技術(shù)制備單克隆抗體的過程,認(rèn)同單克隆抗體在臨床上有重要的應(yīng)用價值。2.干細(xì)胞在生物醫(yī)學(xué)工程中的應(yīng)用。3.單克隆抗體的制備和應(yīng)用。4.用動物體細(xì)胞核移植技術(shù)克隆動物的過程。動物細(xì)胞工程動物細(xì)胞培養(yǎng)動物細(xì)胞融合動物細(xì)胞核移植——動物細(xì)胞工程的基礎(chǔ)動物細(xì)胞培養(yǎng)1問題探討在治療大面積燒傷時,通常采用的方法是取燒傷病人的健康皮膚進(jìn)行自體移植。但對這樣的病人來說,自體健康皮膚非常有限,使用他人皮膚來源又不足,而且會產(chǎn)生免疫排斥反應(yīng)。那么,怎樣才能獲得大量的自體健康皮膚?能不能用自體皮膚的單個細(xì)胞培養(yǎng)出可供移植的皮膚?可以從病人身上取少量正常、健康的皮膚在體外進(jìn)行培養(yǎng)、擴(kuò)增。目前,科學(xué)家還在研究對皮膚干細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng),以獲得適合臨床上使用的人造皮膚。動物細(xì)胞培養(yǎng)1一、動物細(xì)胞培養(yǎng)的條件動物細(xì)胞培養(yǎng)的條件營養(yǎng)物質(zhì)其他條件<<糖類、氨基酸無機(jī)鹽、維生素……無菌、無毒的環(huán)境適宜溫度、pH和滲透壓適宜的氣體環(huán)境——充足的營養(yǎng)、穩(wěn)定的內(nèi)環(huán)境不同的細(xì)胞、組織適合生存的環(huán)境不同,需要配置不同的培養(yǎng)基。一、動物細(xì)胞培養(yǎng)的條件1.營養(yǎng)合成培養(yǎng)基+(1)合成培養(yǎng)基
將細(xì)胞所需的營養(yǎng)物質(zhì)按種類和所需量嚴(yán)格配制而成的培養(yǎng)基稱為合成培養(yǎng)基。(2)血清等一些天然成分
由于人們對細(xì)胞所需的營養(yǎng)物質(zhì)尚未全部研究清楚。血清可以補充合成培養(yǎng)基中缺乏的物質(zhì),如蛋白質(zhì)、氨基酸、未知的促生長因子等。細(xì)胞培養(yǎng)時,一般需添加10%~20%的血清或血漿。一般使用液體培養(yǎng)基,也稱為培養(yǎng)液。血清等一些天然成分血清
血清中含有蛋白質(zhì)、氨基酸、葡萄糖、激素等,其中,蛋白質(zhì)主要為白蛋白和球蛋白;氨基酸有多種,是細(xì)胞合成蛋白質(zhì)的基本原料,且有些氨基酸是動物細(xì)胞本身不能合成的(稱為必需氨基酸),必須由培養(yǎng)液提供;激素有胰島素、生長激素等。血清還含有多種未知的促細(xì)胞生長因子、促貼附因子及其他活性物質(zhì),它們能促進(jìn)細(xì)胞的生長、增殖和貼附。因此,在培養(yǎng)動物細(xì)胞時,為保證細(xì)胞能夠順利生長和增殖,一般需在培養(yǎng)基中添加10%~20%的血清等天然成分。一、動物細(xì)胞培養(yǎng)的條件2.無菌、無毒的環(huán)境(1)無菌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可根據(jù)實際情況適量添加抗生素(2)無毒
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。④定期更換培養(yǎng)液3.溫度、pH和滲透壓一般與動物體內(nèi)相同(1)適宜的溫度:(2)適宜的pH:多數(shù)動物細(xì)胞生存的適宜pH為
。7.2-7.4(3)適宜的滲透壓:維持細(xì)胞正常的形態(tài)和功能。(1)氣體的組成及作用95%空氣5%CO2(2)培養(yǎng)裝置哺乳動物細(xì)胞培養(yǎng)的溫度多以
為宜。36.5±0.5℃培養(yǎng)皿或松蓋培養(yǎng)瓶CO2培養(yǎng)箱置于維持培養(yǎng)液的pH細(xì)胞代謝所必需4.氣體環(huán)境一、動物細(xì)胞培養(yǎng)的條件動物細(xì)胞培養(yǎng)1體外培養(yǎng)的動物細(xì)胞可以分為兩大類懸浮培養(yǎng)瓶第1類:懸浮生長細(xì)胞細(xì)胞能夠懸浮在培養(yǎng)液中生長增殖第2類:貼壁生長細(xì)胞細(xì)胞需要貼附于某些基質(zhì)(如培養(yǎng)瓶壁)表面才能增殖(主要類型)這些細(xì)胞往往貼附在培養(yǎng)瓶的瓶壁上,這種現(xiàn)象稱為細(xì)胞貼壁。接觸抑制當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長到表面相互接觸時,細(xì)胞就會停止分裂增殖。動物細(xì)胞培養(yǎng)1思考:“細(xì)胞增殖到互相接觸的時候,糖蛋白識別了這種信息,就會使細(xì)胞停止繼續(xù)繁殖,出現(xiàn)接觸抑制的現(xiàn)象”試結(jié)合上述解釋,舉例說明哪種細(xì)胞無接觸抑制現(xiàn)象,并闡述原因。癌細(xì)胞;癌細(xì)胞的細(xì)胞膜上糖蛋白等物質(zhì)減少動物細(xì)胞培養(yǎng)1二、動物細(xì)胞培養(yǎng)的過程動物細(xì)胞培養(yǎng)是指從動物體中取出相關(guān)的
,將它們分散成
,然后在
下,讓這些細(xì)胞
和
的技術(shù)。生長組織單個細(xì)胞適宜的培養(yǎng)條件增殖
動物細(xì)胞培養(yǎng)(1)原理:細(xì)胞增殖(2)目的:獲得細(xì)胞或細(xì)胞產(chǎn)物傳代培養(yǎng)取動物組織制成細(xì)胞懸液原代培養(yǎng)放入CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)放入CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)用機(jī)械的方法,或用胰蛋白酶、膠原蛋白酶等處理的方法,將組織分散成單個細(xì)胞轉(zhuǎn)入培養(yǎng)液中進(jìn)行二、動物細(xì)胞培養(yǎng)的過程機(jī)械方法胰蛋白酶處理膠原蛋白酶處理動物組織塊分散成單個細(xì)胞加培養(yǎng)液細(xì)胞懸液原代培養(yǎng)放入培養(yǎng)瓶在適宜條件在適宜條件分瓶培養(yǎng)傳代培養(yǎng)(1)取材原因細(xì)胞分化程度低,增殖能力強,容易培養(yǎng)。動物胚胎或幼齡動物的組織、器官。1.取動物組織二、動物細(xì)胞培養(yǎng)的過程機(jī)械方法胰蛋白酶處理膠原蛋白酶處理動物組織塊分散成單個細(xì)胞加培養(yǎng)液細(xì)胞懸液原代培養(yǎng)放入培養(yǎng)瓶在適宜條件在適宜條件分瓶培養(yǎng)傳代培養(yǎng)1.取動物組織(2)將組織分散成單個細(xì)胞①從動物體取出的成塊組織中,細(xì)胞與細(xì)胞靠在一起,彼此限制了生長和增殖;②能使細(xì)胞與培養(yǎng)液充分接觸,更易進(jìn)行物質(zhì)交換。保證細(xì)胞
所需的營養(yǎng)物質(zhì)的供應(yīng)及有害產(chǎn)物的及時排出。二、動物細(xì)胞培養(yǎng)的過程原因?qū)⒔M織分散成單個細(xì)胞培養(yǎng)的原因
動物細(xì)胞培養(yǎng)時,需將相關(guān)的組織分散成單個細(xì)胞培養(yǎng),因為將組織塊分散成單個細(xì)胞后,細(xì)胞所需的營養(yǎng)容易供應(yīng),其代謝廢物容易排出;而且用大塊組織進(jìn)行培養(yǎng)時,組織塊內(nèi)部細(xì)胞的營養(yǎng)供應(yīng)和代謝廢物排出都比較困難,且細(xì)胞相互接觸,限制了細(xì)胞的生長和增殖。同時,分散成單個細(xì)胞培養(yǎng),也可使在細(xì)胞水平上操作的其他技術(shù)得以實現(xiàn)。習(xí)題鞏固1.常用胰蛋白酶分散細(xì)胞,這說明細(xì)胞間的物質(zhì)主要是什么成分?
用胃蛋白酶行嗎?說明細(xì)胞間的物質(zhì)主要是蛋白質(zhì)。胃蛋白酶作用的適宜pH約為2,當(dāng)pH大于6時,胃蛋白酶就失去活性,多數(shù)動物細(xì)胞培養(yǎng)的適宜pH為7.2~7.4,胃蛋白酶在此環(huán)境中沒有活性,所以用胃蛋白酶不行。2.胰蛋白酶真的不會把細(xì)胞消化掉嗎,為什么?
細(xì)胞膜的成分中含有蛋白質(zhì),而胰蛋白酶能夠水解蛋白質(zhì),因此,胰蛋白酶會把細(xì)胞消化掉。因此,胰蛋白酶處理的時間不能太長。二、動物細(xì)胞培養(yǎng)的過程機(jī)械方法胰蛋白酶處理膠原蛋白酶處理動物組織塊分散成單個細(xì)胞加培養(yǎng)液細(xì)胞懸液放入培養(yǎng)瓶在適宜條件在適宜條件分瓶培養(yǎng)傳代培養(yǎng)原代培養(yǎng)(2)用培養(yǎng)液將細(xì)胞制成細(xì)胞懸液,再將
細(xì)胞懸液放入培養(yǎng)皿或培養(yǎng)瓶。培養(yǎng)瓶或培養(yǎng)皿要求:內(nèi)表面光滑、無毒、易于貼附。二、動物細(xì)胞培養(yǎng)的過程機(jī)械方法胰蛋白酶處理膠原蛋白酶處理動物組織塊分散成單個細(xì)胞加培養(yǎng)液放入培養(yǎng)瓶在適宜條件在適宜條件分瓶培養(yǎng)傳代培養(yǎng)原代培養(yǎng)3.原代培養(yǎng)將分瓶之前的細(xì)胞培養(yǎng),即動物組織經(jīng)過處理后的初次培養(yǎng)稱為原代培養(yǎng)。細(xì)胞懸液機(jī)械方法胰蛋白酶處理膠原蛋白酶處理動物組織塊分散成單個細(xì)胞加培養(yǎng)液細(xì)胞懸液放入培養(yǎng)瓶在適宜條件在適宜條件分瓶培養(yǎng)傳代培養(yǎng)懸浮生長貼壁生長(大多數(shù))細(xì)胞密度過大有害代謝物積累培養(yǎng)中營養(yǎng)物質(zhì)缺乏接觸抑制細(xì)胞分裂受阻需要二、動物細(xì)胞培養(yǎng)的過程原代培養(yǎng)4.傳代培養(yǎng)將分瓶后的細(xì)胞培養(yǎng)稱為傳代培養(yǎng)。習(xí)題鞏固3.進(jìn)行傳代培養(yǎng)(分瓶培養(yǎng))時,如何處理?懸浮細(xì)胞貼壁細(xì)胞離心法收集胰蛋白酶處理制成細(xì)胞懸液分瓶培養(yǎng)思考:正常細(xì)胞能否一直傳代培養(yǎng)下去?傳代培養(yǎng)傳代培養(yǎng)部分細(xì)胞的細(xì)胞核型可能會發(fā)生變化,增殖緩慢,甚至完全停止大部分細(xì)胞衰老死亡少數(shù)細(xì)胞會克服細(xì)胞壽命的自然極限,獲得不死性,這些細(xì)胞已經(jīng)發(fā)生了突變,正朝癌細(xì)胞發(fā)展。10~50代繼續(xù)培養(yǎng)(50代以后)(有限細(xì)胞系)(無限細(xì)胞系)使用或冷凍保存的細(xì)胞通常為10代以內(nèi),以保持細(xì)胞正常的二倍體核型(遺傳物質(zhì)不改變)。這一階段的細(xì)胞稱為細(xì)胞株無限細(xì)胞系的遺傳物質(zhì)一定改變區(qū)分原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)
區(qū)分兩種“培養(yǎng)”的關(guān)鍵是看用胰蛋白酶處理的對象①第一次用胰蛋白酶對剪碎的動物組織進(jìn)行處理,使其分散成單個細(xì)胞后進(jìn)行培養(yǎng),為原代培養(yǎng)。②第二次用胰蛋白酶處理,使細(xì)胞從瓶壁上脫離下來,分瓶后
的細(xì)胞培養(yǎng)為傳代培養(yǎng)。習(xí)題鞏固3.幼齡動物的細(xì)胞與老齡動物的細(xì)胞比較,分化程度低的細(xì)胞與分化程度高的細(xì)胞比較,哪些細(xì)胞更容易培養(yǎng)?為什么?細(xì)胞增殖能力與供體的年齡有關(guān),幼齡動物的細(xì)胞增殖能力強,有絲分裂旺盛,老齡動物的細(xì)胞則相反。所以,一般來說,幼齡動物細(xì)胞比老齡動物細(xì)胞易于培養(yǎng)。分化程度越低的細(xì)胞,增殖能力越強,所以更容易培養(yǎng)。4.動物細(xì)胞培養(yǎng)能否像植物組織培養(yǎng)那樣最終培養(yǎng)成新個體?不能,動物細(xì)胞培養(yǎng)只能使細(xì)胞數(shù)目增多,不能發(fā)育成新的動物個體。植物組織培養(yǎng)和動物細(xì)胞培養(yǎng)的比較比較項目植物組織培養(yǎng)動物細(xì)胞培養(yǎng)原理培養(yǎng)基性質(zhì)培養(yǎng)基特有成分培養(yǎng)過程培養(yǎng)結(jié)果培養(yǎng)目的植物細(xì)胞的全能性細(xì)胞增殖固體液體植物激素動物血清脫分化、再分化原代培養(yǎng)、傳代培養(yǎng)可獲得植物體動物細(xì)胞群快速繁殖植物得到動物細(xì)胞及細(xì)胞產(chǎn)物相同點:培養(yǎng)基中都需要加入營養(yǎng)物質(zhì)、培養(yǎng)過程中都需要防止雜菌污染、都需要提供適宜的溫度、pH和滲透壓的條件。傳代培養(yǎng)取動物組織制成細(xì)胞懸液原代培養(yǎng)放入CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)放入CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)用機(jī)械的方法,或用胰蛋白酶、膠原蛋白酶等處理的方法,將組織分散成單個細(xì)胞轉(zhuǎn)入培養(yǎng)液中進(jìn)行二、動物細(xì)胞培養(yǎng)的過程習(xí)題鞏固5.(2023·山東德州期末)如圖所示為動物細(xì)胞培養(yǎng)的基本過程,下列關(guān)于甲、乙、丙、丁四個操作過程的敘述,正確的是(
)A.甲過程可選取動物個體的任何組織細(xì)胞B.乙過程可用纖維素酶和果膠酶處理細(xì)胞C.丙過程所用培養(yǎng)液中需添加動物血清D.丁過程中的細(xì)胞因接觸抑制而大量死亡C習(xí)題鞏固6.(2023海南,7,3)某團(tuán)隊通過多代細(xì)胞培養(yǎng),將小鼠胚胎干細(xì)胞的Y染色體去除,獲得XO胚胎干細(xì)胞,再經(jīng)過一系列處理,使之轉(zhuǎn)變?yōu)橛泄δ艿穆涯讣?xì)胞。下列有關(guān)敘述錯誤的是(
)A.營養(yǎng)供應(yīng)充足時,傳代培養(yǎng)的胚胎干細(xì)胞不會發(fā)生接觸抑制B.獲得XO胚胎干細(xì)胞的過程發(fā)生了染色體數(shù)目變異C.XO胚胎干細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)橛泄δ艿穆涯讣?xì)胞的過程發(fā)生了細(xì)胞分化D.若某瀕危哺乳動物僅存雄性個體,
可用該法獲得有功能的卵母細(xì)胞用于繁育A
習(xí)題鞏固7.(2022江蘇,14,2)航天員葉光富和王亞平在天宮課堂上展示了培養(yǎng)的心肌細(xì)胞跳動的視頻。下列相關(guān)敘述正確的是(
)A.培養(yǎng)心肌細(xì)胞的器具和試劑都要先進(jìn)行高壓蒸汽滅菌B.培養(yǎng)心肌細(xì)胞的時候既需要氧氣也需要二氧化碳C.心肌細(xì)胞在培養(yǎng)容器中通過有絲分裂不斷增殖D.心肌細(xì)胞在神經(jīng)細(xì)胞發(fā)出的神經(jīng)沖動的支配下跳動B
動物細(xì)胞培養(yǎng)1三、干細(xì)胞的培養(yǎng)及其應(yīng)用干細(xì)胞早期胚胎、骨髓和臍帶血等多種組織和器官中動物和人體內(nèi)保留的具有分裂和分化能力的細(xì)胞。胚胎干細(xì)胞成體干細(xì)胞定義分布種類動物細(xì)胞培養(yǎng)1三、干細(xì)胞的培養(yǎng)及其應(yīng)用1.胚胎干細(xì)胞(1)分布(2)特點(3)應(yīng)用實例(4)局限性早期胚胎中具有分化為成年動物體內(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體的潛能。在體外分化成心肌細(xì)胞、神經(jīng)元細(xì)胞和造血干細(xì)胞等。需要分化誘導(dǎo)因子誘導(dǎo)必須從胚胎中獲取,涉及倫理問題,因而限制了在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用。動物細(xì)胞培養(yǎng)1三、干細(xì)胞的培養(yǎng)及其應(yīng)用2.成體干細(xì)胞(1)分布(2)舉例(3)特點成體組織或器官內(nèi)造血干細(xì)胞(骨髓、外周血和臍帶血中)神經(jīng)干細(xì)胞(神經(jīng)系統(tǒng)中)精原干細(xì)胞(睪丸中)發(fā)現(xiàn)最早、研究最多的、應(yīng)用最成熟的實例
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)育成完整個體的能力。2.成體干細(xì)胞(4)應(yīng)用
有著自我更新能力及分化潛能的干細(xì)胞,與組織、器官的發(fā)育、再生和修復(fù)等密切相關(guān)。①應(yīng)用原理②應(yīng)用實例
治療神經(jīng)組織損傷和神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾?。ㄈ缗两鹕 柎暮D〉龋?。
治療白血病及一些惡性腫瘤放療或化療后引起的造血系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)功能障礙等疾病。Ⅰ.造血干細(xì)胞Ⅱ.神經(jīng)干細(xì)胞治療細(xì)胞損傷造成的疾病動物細(xì)胞培養(yǎng)1四、誘導(dǎo)多能干細(xì)胞及其應(yīng)用1.概念通過體外誘導(dǎo)小鼠成纖維細(xì)胞得到的類似胚胎干細(xì)胞的一種細(xì)胞。2.制備方法(1)將特定基因或特定蛋白導(dǎo)入細(xì)胞;
(成纖維細(xì)胞、已分化的T細(xì)胞、B細(xì)胞)(2)用小分子化合物誘導(dǎo)形成。3.優(yōu)點(1)誘導(dǎo)過程無須破壞胚胎;(2)iPS細(xì)胞可以來源于病人自身的體細(xì)胞,將它移植回病人體內(nèi)后,
理論上可以避免免疫排斥反應(yīng)。四、誘導(dǎo)多能干細(xì)胞及其應(yīng)用4.應(yīng)用移植取成纖維細(xì)胞等iPS細(xì)胞轉(zhuǎn)入相關(guān)因子細(xì)胞發(fā)生轉(zhuǎn)化分化胰島細(xì)胞神經(jīng)元血細(xì)胞腸上皮細(xì)胞心肌細(xì)胞肝細(xì)胞病人iPS細(xì)胞用于治療人類疾病示意圖取成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)入相關(guān)因子細(xì)胞轉(zhuǎn)化為iPS細(xì)胞誘導(dǎo)iPS細(xì)胞定向分化為多種組織細(xì)胞移植回病人體內(nèi)課堂小結(jié)無菌、無毒營養(yǎng)溫度、pH和滲透壓氣體環(huán)境制備細(xì)胞懸液原代培養(yǎng)傳代培養(yǎng)動物細(xì)胞培養(yǎng)動物細(xì)胞培養(yǎng)的條件動物細(xì)胞培養(yǎng)的過程干細(xì)胞的培養(yǎng)和應(yīng)用干細(xì)胞的種類、特點及應(yīng)用iPS細(xì)胞的培養(yǎng)和應(yīng)用干細(xì)胞應(yīng)用面臨的問題存在存在著導(dǎo)致腫瘤發(fā)生的風(fēng)險。習(xí)題鞏固1.利用iPS細(xì)胞治療鐮狀細(xì)胞貧血的過程是首先制備患者的iPS細(xì)胞,
再將其誘導(dǎo)形成造血干細(xì)胞,最終輸給患者使其產(chǎn)生健康的血細(xì)胞。
判斷該過程是否能治療鐮狀細(xì)胞貧血?并闡述理由。
不能。
因為患者體細(xì)胞的相應(yīng)基因是突變的,制成iPS細(xì)胞仍然是突變的,分化成的細(xì)胞也是突變的,因此無法通過該方法治療。習(xí)題鞏固8.胚胎干細(xì)胞必須從胚胎中獲取,但這涉及倫理問題,因而限制了它在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用??茖W(xué)家通過體外誘導(dǎo)成纖維細(xì)胞,獲得了類似于胚胎干細(xì)胞的一種細(xì)胞,稱為誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(簡稱iPS細(xì)胞)。因為誘導(dǎo)過程無須破壞胚胎,而且iPS細(xì)胞可來源于病人自身的體細(xì)胞,因此iPS細(xì)胞的應(yīng)用前景優(yōu)于胚胎干細(xì)胞。如圖為iPS細(xì)胞的獲得及用其培育不同種細(xì)胞的示意圖(c-Myc、Klf4、Sox2和Oct3/4等基因與細(xì)胞的脫分化有關(guān))?;卮鹣铝袉栴}:習(xí)題鞏固(1)在對成纖維細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)時,常用胰蛋白酶處理使之分散成單個細(xì)胞,這說明細(xì)胞間的物質(zhì)為_______,_____(填“能”或“不能”)用胃蛋白酶處理成纖維細(xì)胞,原因是:蛋白質(zhì)不能
多數(shù)動物細(xì)胞培養(yǎng)的適宜pH為7.2~7.4,胃蛋白酶在此環(huán)境中失活變性。(2)在培養(yǎng)iPS細(xì)胞的過程中,培養(yǎng)基中應(yīng)含有細(xì)胞所需的各種營養(yǎng)
物質(zhì),并定期更換培養(yǎng)液。定期更換培養(yǎng)液的目的是: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。習(xí)題鞏固(3)過程③④為iPS細(xì)胞提供的條件不同,分化得到的細(xì)胞不同,可知細(xì)胞分化是_______________的結(jié)果。若iPS細(xì)胞來源于病人自身體細(xì)胞的誘導(dǎo),再將其分化出的細(xì)胞移入患者體內(nèi)的優(yōu)勢是___________________。(4)如果誘導(dǎo)iPS細(xì)胞定向分化為原始生殖細(xì)胞,
該技術(shù)可能的應(yīng)用是_____________?;蜻x擇性表達(dá)解決不育問題避免了免疫排斥問題習(xí)題鞏固9.(2023汕頭一模,12)通過大量實驗,在多種候選基因中篩選出Sox2、Klf4、Oct4、c-Myc(簡稱SKOM)4種基因。將這些基因?qū)敫叨确只捏w細(xì)胞,可使其重編程,形成類似胚胎干細(xì)胞(ES細(xì)胞)的一種細(xì)胞類型,稱為iPS細(xì)胞。下列說法正確的是(
)A.不同類型的干細(xì)胞分裂和分化潛能基本相同B.胚胎干細(xì)胞因需要從胚胎中獲取涉及倫理問題而限制了其應(yīng)用C.誘導(dǎo)產(chǎn)生iPS細(xì)胞的過程中需用到基因工程技術(shù)和核移植技術(shù)D.iPS細(xì)胞和ES細(xì)胞具有相同的基因組成且都能體現(xiàn)出細(xì)胞的全能性B
習(xí)題鞏固10.(2023廣州二模,10)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(BMSC)在某些誘導(dǎo)劑作用下可分化成心肌細(xì)胞,在心臟類疾病的治療中擁有廣闊的應(yīng)用前景。在細(xì)胞培養(yǎng)的過程中,通過檢測細(xì)胞中基因的表達(dá)產(chǎn)物可以判斷細(xì)胞的分化方向。科研人員研究丹酚酸B(丹參提取物)對BMSC分化的影響,從大鼠體內(nèi)分離BMSC并進(jìn)行多代培養(yǎng),用一定濃度的丹酚酸B處理一段時間后,與對照組相比,實驗組中與分化為心肌細(xì)胞相關(guān)的關(guān)鍵基因的mRNA含量明顯增加。下列敘述錯誤的是(
)A.在使用丹酚酸B和生理鹽水處理細(xì)胞前,需對兩種試劑進(jìn)行滅菌處理B.原代培養(yǎng)的BMSC出現(xiàn)接觸抑制時,需要用胃蛋白酶處理并進(jìn)行分瓶培養(yǎng)C.BMSC與多能干細(xì)胞都是具有分裂能力的細(xì)胞,且具有一定的分化潛能D.推測丹酚酸B是通過促進(jìn)相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄來促進(jìn)BMSC分化為心肌細(xì)胞的B
習(xí)題鞏固11.(2023·河北石家莊期中)美國和日本的兩個研究小組分別宣布,其研究人員成功地將人體皮膚細(xì)胞改造成了幾乎可以和胚胎干細(xì)胞相媲美的誘導(dǎo)多能干細(xì)胞——iPS細(xì)胞,人類“iPS細(xì)胞”可以形成神經(jīng)元等人體多種組織細(xì)胞。以下有關(guān)“iPS細(xì)胞”的說法正確的是(
)A.“iPS細(xì)胞”分化為人體多種組織細(xì)胞的過程體現(xiàn)了細(xì)胞的全能性B.“iPS細(xì)胞”既可分化形成神經(jīng)元,也可用于分化形成心肌細(xì)胞,
說明“iPS細(xì)胞”在分裂時很容易發(fā)生突變C.“iPS細(xì)胞”有細(xì)胞周期,它分化形成的神經(jīng)細(xì)胞沒有細(xì)胞周期D.“iPS細(xì)胞”只能分化成人體多種組織細(xì)胞,
是因為它不具有人體細(xì)胞的全部遺傳物質(zhì)C習(xí)題檢測1.判斷下列有關(guān)動物細(xì)胞培養(yǎng)的表述是否正確。(1)培養(yǎng)環(huán)境中需要O2,不需要CO2。(
)(2)細(xì)胞要經(jīng)過脫分化形成愈傷組織。(
)(3)培養(yǎng)液中通常含有糖類、氨基酸、無機(jī)鹽、維生素和
動物血清(
)(4)培養(yǎng)瓶中的細(xì)胞需定期用胰蛋白酶處理,分瓶后才能繼續(xù)
增殖(
)×√××習(xí)題檢測2.干細(xì)胞有著廣泛的應(yīng)用前景。下列相關(guān)敘述錯誤的是()A.干細(xì)胞是從胚胎中分離提取的細(xì)胞B.造血干細(xì)胞可以分化為各種血細(xì)胞C.不同類型的干細(xì)胞,它們的分化潛能是有差別的D.由iPS細(xì)胞產(chǎn)生的特定細(xì)胞,可以在新藥的測試中發(fā)揮重要作用A習(xí)題檢測3.現(xiàn)在關(guān)于iPS細(xì)胞的研究正在不斷深入。請你從以下兩個方面來查閱資料進(jìn)行思考。(1)由于誘導(dǎo)iPS細(xì)胞、促使其分化都需要時間,因此用某人特異的iPS細(xì)胞進(jìn)行醫(yī)療只限于時間比較充裕的情形。從實際事故、疾病發(fā)生的不可預(yù)測性方面考慮,如果要將這些細(xì)胞用于緊急情況,應(yīng)該提前采取什么措施?
像建立骨髓庫一樣,有研究團(tuán)隊正在嘗試建立HLA(HumanLeukocyteAntigen,人類白細(xì)胞抗原)多態(tài)性豐富的iPS細(xì)胞庫,可以為需要的人找到HIA匹配度較高的iPS細(xì)胞,這樣不僅可以節(jié)省時間、成本,還能減輕異體干細(xì)胞移植后發(fā)生的免疫排斥反應(yīng)。習(xí)題檢測(2)如果誘導(dǎo)iPS細(xì)胞定向分化為生殖細(xì)胞的技術(shù)發(fā)展成熟,
該技術(shù)可能會有哪些應(yīng)用?又可能帶來哪些問題?該技術(shù)可能被用于治療不孕癥;獲得足夠量的生殖細(xì)胞來進(jìn)行瀕危物種的克隆研究;獲得生殖細(xì)胞進(jìn)行轉(zhuǎn)基因操作,再經(jīng)過受精、胚胎發(fā)育等過程來獲得轉(zhuǎn)基因動物。該技術(shù)可能帶來一系列的倫理問題。例如,如果用同一個人的iPS細(xì)胞分別誘導(dǎo)形成精子和卵子,兩者受精可能培育出“單親”嬰兒;有的人還可能有目的地選擇iPS細(xì)胞,從而“設(shè)計”嬰兒。A細(xì)胞B細(xì)胞A原生質(zhì)體B原生質(zhì)體正在融合的原生質(zhì)體雜種細(xì)胞愈傷組織雜種植株移栽后的植株①①②③④⑤⑥①去除細(xì)胞壁纖維素酶去壁:酶解法果膠酶②誘導(dǎo)融合物理法:化學(xué)法電融合法、離心法聚乙二醇(PEG)融合法高Ca2+
-高pH融合法等③細(xì)胞壁再生④脫分化⑤再分化⑥移栽植物細(xì)胞融合植物組織培養(yǎng)植物細(xì)胞的全能性細(xì)胞膜的流動性植物體細(xì)胞雜交技術(shù)植物體細(xì)胞雜交技術(shù)
運用植物體細(xì)胞雜交技術(shù),可以跨越不同植物之間生殖隔離的屏障,培育出新的作物類型。那么,有沒有技術(shù)能讓不同種動物的體細(xì)胞進(jìn)行雜交,培育出集不同細(xì)胞的優(yōu)勢于一身的動物細(xì)胞呢?動物細(xì)胞融合技術(shù)動物細(xì)胞融合技術(shù)與單克隆抗體2動物細(xì)胞融合技術(shù)與單克隆抗體2一、動物細(xì)胞融合技術(shù)1.概念
動物細(xì)胞融合也稱細(xì)胞雜交,是指兩個或多個動物細(xì)胞形成一個細(xì)胞的過程。2.結(jié)果形成的具有原來
的
細(xì)胞,稱為
。單核兩個或多個細(xì)胞遺傳信息雜交細(xì)胞3.原理細(xì)胞膜的流動性一、動物細(xì)胞融合技術(shù)4.動物細(xì)胞融合的方法與植物原生質(zhì)體融合的方法相同(1)物理方法:動物細(xì)胞沒有細(xì)胞壁,可以直接誘導(dǎo)融合。電融合法、離心法(2)化學(xué)方法:聚乙二醇(PEG)法(3)生物方法:滅活病毒誘導(dǎo)法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,并不破壞它們的抗原結(jié)構(gòu)?!獎游锛?xì)胞融合特有一、動物細(xì)胞融合技術(shù)思考:19世紀(jì)30年代,科學(xué)家曾在肺結(jié)核、天花和麻疹等疾病的病人的病理組織中觀察到多核細(xì)胞。如何解釋這一現(xiàn)象?病人體內(nèi)病毒等誘導(dǎo)多個體細(xì)胞融合形成了多核細(xì)胞。肺結(jié)核病人病理切片原理是什么?4.動物細(xì)胞融合的方法——滅活病毒誘導(dǎo)法原理
病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能夠與細(xì)胞膜上的糖蛋白發(fā)生作用,使細(xì)胞相互凝集,細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)分子和脂質(zhì)分子重新排布,細(xì)胞膜打開,細(xì)胞發(fā)生融合。一、動物細(xì)胞融合技術(shù)5.構(gòu)建動物細(xì)胞融合模型①融合過程:細(xì)胞膜融合→細(xì)胞質(zhì)融合→________融合。②重組細(xì)胞的特點:具有____________________,雜種細(xì)胞表現(xiàn)出兩個____________的特點。③融合后的雜交細(xì)胞經(jīng)過__________后仍能形成兩個完整的雜交細(xì)胞。動物細(xì)胞A動物細(xì)胞B膜融合、質(zhì)融合動物細(xì)胞培養(yǎng)雜交細(xì)胞(單核)物理、化學(xué)、生物法誘導(dǎo)細(xì)胞核親本細(xì)胞有絲分裂兩種細(xì)胞的遺傳信息動物細(xì)胞融合實質(zhì)及完成的標(biāo)志6.意義突破了有性雜交方法的局限,使遠(yuǎn)緣雜交(種間、屬間、科間、動植物之間)成為可能。成為研究細(xì)胞遺傳、細(xì)胞免疫、腫瘤和生物新品種培育等的重要手段。特別是利用雜交瘤技術(shù)制造單克隆抗體。7.應(yīng)用一、動物細(xì)胞融合技術(shù)動物細(xì)胞融合技術(shù)與植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的比較植物體細(xì)胞雜交動物細(xì)胞融合原理細(xì)胞融合前的處理方法誘導(dǎo)細(xì)胞融合的方法細(xì)胞融合成功的標(biāo)志主要用途意義細(xì)胞膜具有一定的流動性、植物細(xì)胞的全能性細(xì)胞膜具有一定的流動性用果膠酶和纖維素酶去除細(xì)胞壁用胰蛋白酶或膠原蛋白酶使細(xì)胞分散成單個細(xì)胞電融合法、離心法;PEG融合法、高Ca2+-高pH融合法PEG融合法、電融合法、滅活病毒誘導(dǎo)法再生出細(xì)胞壁細(xì)胞核的融合獲得完整的雜種植株主要用于制造單克隆抗體打破生殖隔離,實現(xiàn)遠(yuǎn)緣雜交育種,培育植物新品種突破了有性雜交的局限,使遠(yuǎn)緣雜交成為可能動物細(xì)胞融合技術(shù)與單克隆抗體2二、單克隆抗體及其應(yīng)用1.早期獲得抗體的方法產(chǎn)量低,純度低,制備的抗體特異性差、反應(yīng)不靈敏反復(fù)注射動物體內(nèi)抗原多種漿細(xì)胞多種抗體(血清)
每一個漿細(xì)胞只能產(chǎn)生一種特異性抗體體內(nèi)產(chǎn)生的特異性抗體多達(dá)百萬種缺點二、單克隆抗體及其應(yīng)用
動物會接觸多種天然抗原,體內(nèi)相應(yīng)產(chǎn)生的特異性抗體種類可以達(dá)到百萬種以上,但每一個淋巴細(xì)胞只分泌一種特異性抗體。因此,要想獲得大量的單一抗體,必須克隆單一的淋巴細(xì)胞,形成細(xì)胞群。遺憾的是,在體外培養(yǎng)條件下,一個B淋巴細(xì)胞是不可能無限增殖的。一個B淋巴細(xì)胞B淋巴細(xì)胞群單克隆抗體克隆產(chǎn)生單個B淋巴細(xì)胞壽命有限,又因為能產(chǎn)生抗體的B淋巴細(xì)胞屬于高度分化的細(xì)胞,不可能無限增殖。1975年,英國科學(xué)家米爾斯坦和德國科學(xué)家科勒設(shè)計了一個極富創(chuàng)造性的試驗方案:把一種B淋巴細(xì)胞與能在體外大量增殖的骨髓瘤細(xì)胞進(jìn)行融合,所得到的融合細(xì)胞就能大量增殖,產(chǎn)生足夠數(shù)量的特定抗體。在體外培養(yǎng)條件下,如何讓一個B淋巴細(xì)胞無限增殖?二、單克隆抗體及其應(yīng)用動物細(xì)胞融合技術(shù)與單克隆抗體2二、單克隆抗體及其應(yīng)用2.單克隆抗體一種B淋巴細(xì)胞(只產(chǎn)生一種特定抗體)能在體外大量增殖的骨髓瘤細(xì)胞融合雜交瘤細(xì)胞產(chǎn)生足夠數(shù)量的特定抗體大量增殖單克隆抗體既能迅速大量增殖,又能產(chǎn)生抗體由單個B淋巴細(xì)胞經(jīng)過克?。o限增殖),形成基因型相同的細(xì)胞群,這一細(xì)胞群所產(chǎn)生的化學(xué)性質(zhì)單一、特異性強的抗體。(1)
概念2.單克隆抗體(2)
制備過程用特定的抗原免疫,從小鼠的脾中得到能產(chǎn)生特定抗體的B淋巴細(xì)胞。將骨髓瘤細(xì)胞與B淋巴細(xì)胞融合誘導(dǎo)融合B、瘤、BB、B瘤、瘤瘤*不是為了得到抗體!√抗原免疫動物多種B淋巴細(xì)胞骨髓瘤細(xì)胞培養(yǎng)骨髓瘤細(xì)胞(2)
制備過程用特定的
進(jìn)行篩選:在該培養(yǎng)基上,未融合的親本細(xì)胞和融合的具有同種核的細(xì)胞都會死亡,只有融合的雜交瘤細(xì)胞才能生長。B、瘤、BB、B瘤、瘤瘤選擇培養(yǎng)基既能迅速大量增殖,又能產(chǎn)生抗體。雜交瘤細(xì)胞HAT培養(yǎng)基小資料:細(xì)胞合成DNA有D和S兩條途徑,其中D途徑能被氨基嘌呤阻斷。②鼠骨髓瘤細(xì)胞中只有D途徑,沒有S途徑,可是能無限增殖。①人淋巴細(xì)胞中有這兩種DNA的合成途徑,但不能無限增殖。HAT培養(yǎng)基:在培養(yǎng)液中加入氨基嘌呤,阻斷D途徑B淋巴細(xì)胞及同型融合細(xì)胞不能無限增殖,死亡骨髓瘤細(xì)胞及同型融合細(xì)胞不能合成DNA,死亡雜交瘤細(xì)胞能無限增殖,生長(2)
制備過程
對上述經(jīng)選擇培養(yǎng)的雜交瘤細(xì)胞進(jìn)行克隆化培養(yǎng)和抗體檢測,經(jīng)多次篩選,就可獲得足夠數(shù)量的能分泌所需抗體的細(xì)胞。雜交瘤細(xì)胞抗體檢測呈陽性的雜交瘤細(xì)胞抗體檢測★原理:抗原-抗體特異性結(jié)合將雜交瘤細(xì)胞群稀釋,約每孔1個進(jìn)行培養(yǎng)(克隆化培養(yǎng))用標(biāo)記的抗原檢測每個小孔上清液里是否含有我們需要的特異性的抗體(抗原抗體能結(jié)合即為陽性孔)經(jīng)過多次克隆化培養(yǎng)以及有限稀釋法的篩選,就能選出需要的那種雜交瘤細(xì)胞(AB3)AB1、AB2、AB3……(2)
制備過程注射到小鼠腹腔內(nèi)體外培養(yǎng)將抗體檢測呈陽性的雜交瘤細(xì)胞在體外條件下大規(guī)模培養(yǎng),或注射到小鼠腹腔內(nèi)增殖。從細(xì)胞培養(yǎng)液或小鼠腹水中獲取大量的單克隆抗體。細(xì)胞培養(yǎng)液提取小鼠腹水中提取(2)
制備過程抗體檢測呈陽性的雜交瘤細(xì)胞單克隆抗體2.單克隆抗體單克隆抗體篩選二雜交細(xì)胞雜交瘤細(xì)胞體外或體內(nèi)培養(yǎng)篩選一骨髓瘤細(xì)胞
誘導(dǎo)融合分泌特異抗體的雜交瘤細(xì)胞雜交瘤細(xì)胞群提取已免疫的B淋巴細(xì)胞動物細(xì)胞融合技術(shù)動物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)既能大量繁殖又能產(chǎn)生專一抗體特異性強靈敏度高可大量制備注射抗原原理:細(xì)胞增殖原理:細(xì)胞膜具有流動性單克隆抗體制備過程中兩次篩選的方法及目的項目第一次篩選第二次篩選(需要多次篩選)篩選原因方法篩選結(jié)果誘導(dǎo)融合后得到多種雜交細(xì)胞,還有未融合細(xì)胞等用特定的選擇培養(yǎng)基進(jìn)行篩選:未融合的親本細(xì)胞和融合的具有同種核的細(xì)胞都會死亡,只有融合的雜種細(xì)胞才能生長。篩選出融合的雜種細(xì)胞選擇培養(yǎng)獲得的雜交瘤細(xì)胞中有能產(chǎn)生其他抗體的細(xì)胞用96孔板培養(yǎng),在每個孔中盡量接種一個雜交瘤細(xì)胞的情況下進(jìn)行克隆化培養(yǎng)和抗體檢測,經(jīng)過多次篩選得到足夠數(shù)量的能分泌所需抗體的細(xì)胞。篩選出分泌所需抗體的雜交瘤細(xì)胞體內(nèi)培養(yǎng)及體外培養(yǎng)的比較項目腹腔培養(yǎng)體外培養(yǎng)優(yōu)點缺點易于控制培養(yǎng)條件(如無需提供無菌環(huán)境等);操作簡單;成本較低規(guī)模小,產(chǎn)量少可大規(guī)模培養(yǎng),大量生產(chǎn)需要人為控制培養(yǎng)條件,成本相對較高2.單克隆抗體動物細(xì)胞融合技術(shù)與單克隆抗體2二、單克隆抗體及其應(yīng)用3.單克隆抗體的應(yīng)用資料1
用抗人絨毛膜促性腺激素單克隆抗體做成的“早早孕診斷試劑盒”,在妊娠第8天就可以作出診斷,這比原來的診斷方法提前了10d左右,可以避免孕婦在不知道妊娠的情況下因服用藥物而對胎兒造成不利影響。該方法檢測的準(zhǔn)確率在90%以上。3.單克隆抗體的應(yīng)用(1)作為診斷試劑(最廣泛的用途)
女性懷孕后會分泌一種糖蛋白——人絨毛膜促性腺激素(HCG),尿液中會檢出HCG的存在。
用抗HCG單克隆抗體制備的試紙可以測試女性是否懷孕。動物細(xì)胞融合技術(shù)與單克隆抗體2二、單克隆抗體及其應(yīng)用3.單克隆抗體的應(yīng)用資料2
使用高效的細(xì)胞毒素類藥物進(jìn)行化療可以有效殺傷腫瘤細(xì)胞。但細(xì)胞毒素沒有特異性,在殺傷腫瘤細(xì)胞的同時還會對健康細(xì)胞造成傷害,這限制了它在臨床上的應(yīng)用??贵w一藥物偶聯(lián)物(antibody-drugconjugate,ADC)通過將細(xì)胞毒素與能特異性識別腫瘤抗原的單克隆抗體結(jié)合,實現(xiàn)了對腫瘤細(xì)胞的選擇性殺傷。ADC通常由抗體、接頭和藥物(如細(xì)胞毒素)三部分組成,它的作用機(jī)制如下圖所示。單克隆抗體接頭(連接體)連接抗體和藥物,在腫瘤細(xì)胞內(nèi)釋放藥物藥物釋放后殺死腫瘤細(xì)胞,如細(xì)胞毒素3.單克隆抗體的應(yīng)用(2)用于疾病的治療和運載藥物(主要用于癌癥的治療)單克隆抗體+接頭+藥物=ADC①傳遞ADC釋放到血液中②結(jié)合ADC與腫瘤抗原結(jié)合③內(nèi)吞ADC通過受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用進(jìn)入細(xì)胞④循環(huán)部分ADCs在早期胞內(nèi)體中與FcRn受體結(jié)合并被運出細(xì)胞網(wǎng)格蛋白溶酶體含有蛋白酶細(xì)胞凋亡⑤釋放溶酶體與晚期胞內(nèi)體融合,釋放活性細(xì)胞毒素Ⅰ.單克隆抗體:①特異性強、靈敏度高★原理不損傷正常細(xì)胞,減少劑量。導(dǎo)向作用,將藥物定向帶到癌細(xì)胞所在位置。Ⅱ.抗癌藥物:殺死癌細(xì)胞②療效高、毒副作用小單克隆抗體+接頭+藥物=ADCADC的抗體和藥物各具有什么作用?討論1習(xí)題鞏固抗體主要發(fā)揮靶向運輸作用,即通過特異性結(jié)合靶細(xì)胞表面的抗原,將連接的藥物輸送到靶細(xì)胞;藥物發(fā)揮治療效應(yīng),如殺傷靶細(xì)胞。習(xí)題鞏固可以用放射性同位素標(biāo)記單克隆抗體進(jìn)行靶向放療。一些作用于細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的藥物可以通過阻斷腫瘤細(xì)胞的信號通路來抑制其生長,理論上也可以將這些藥物與單克隆抗體結(jié)合進(jìn)行治療。除了細(xì)胞毒素,還有哪些物質(zhì)理論上可以作為ADC偶聯(lián)的藥物?討論2習(xí)題鞏固單克隆抗體診斷試劑盒和ADC在臨床應(yīng)用上各具有什么優(yōu)勢?討論3單克隆抗體診斷試劑盒中的單克隆抗體只與特定的抗原反應(yīng),因此檢測的特異性和靈敏度大大提高;生產(chǎn)單克隆抗體的雜交瘤細(xì)胞可以傳代培養(yǎng)、冷凍保存和復(fù)蘇利用,有利于控制產(chǎn)品的質(zhì)量和標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)診斷試劑盒。ADC能夠協(xié)同發(fā)揮抗體特異性識別的靶向作用和細(xì)胞毒素對腫瘤細(xì)胞的殺傷作用,因此它在臨床上具有靶點清楚、毒副作用小等優(yōu)點。習(xí)題鞏固1.核苷酸合成有兩個途徑,物質(zhì)A可以阻斷其中的全合成途徑(如下圖)。正常細(xì)胞內(nèi)含有補救合成途徑所必需的轉(zhuǎn)化酶和激酶,制備單克隆抗體時選用的骨髓瘤細(xì)胞中缺乏轉(zhuǎn)化酶?,F(xiàn)用加入H、A、T三種物質(zhì)的“HAT培養(yǎng)基”來篩選特定的雜交瘤細(xì)胞。關(guān)于篩選原理的敘述,正確的是()A.免疫B細(xì)胞及其互相融合細(xì)胞因全合成途徑被A阻斷而在HAT培養(yǎng)基上不能增殖B.骨髓瘤細(xì)胞及其互相融合細(xì)胞因無法進(jìn)行上述兩個途徑而在HAT培養(yǎng)基上不能增殖C.雜交瘤細(xì)胞因為可以進(jìn)行上述兩個途徑所以能在HAT培養(yǎng)基上大量增殖D.HAT培養(yǎng)基上篩選出的所有雜交瘤細(xì)胞既能大量增殖又能產(chǎn)生高純度目標(biāo)抗體B習(xí)題鞏固2.
(2023·黑龍江黑河市一模)人乳頭瘤病毒(HPV)是一種DNA病毒,可誘發(fā)細(xì)胞癌變??笻PV的單克隆抗體可以準(zhǔn)確檢測出HPV,從而及時監(jiān)控宮頸癌的發(fā)生。以HPV衣殼蛋白為抗原制備出單克隆抗體的過程如下圖所示。下列敘述錯誤的是(
)A.在HAT培養(yǎng)基上存活的雜交瘤細(xì)胞
既能無限增殖又可以分泌抗體B.單克隆抗體的特點是靈敏度高、
特異性強,可以大量制備C.可用HPV衣殼蛋白檢測篩選出能
產(chǎn)生特異性抗體的雜交瘤細(xì)胞D.單克隆抗體制備過程涉及的生物學(xué)
原理有細(xì)胞增殖和細(xì)胞膜的選擇透過性D習(xí)題鞏固3.(2022山東,15,2分)如圖所示,將由2種不同的抗原分別制備的單克隆抗體分子,在體外解偶聯(lián)后重新偶聯(lián)可制備雙特異性抗體,簡稱雙抗。下列說法錯誤的是()A.雙抗可同時與2種抗原結(jié)合B.利用雙抗可以將蛋白類藥物
運送至靶細(xì)胞C.篩選雙抗時需使用制備單克隆抗體時所使用的2種抗原D.同時注射2種抗原可刺激B細(xì)胞分化為產(chǎn)雙抗的漿細(xì)胞D習(xí)題鞏固4.(2023東莞質(zhì)檢,12)病毒A常導(dǎo)致西瓜、甜瓜等多種瓜類發(fā)病或減產(chǎn),如圖示科研人員制備抗病毒A單克隆抗體的部分過程,有關(guān)敘述錯誤的是(
)A.以提純的病毒A作為抗原
對小鼠甲進(jìn)行免疫B.單細(xì)胞懸液可由小鼠甲的
脾臟用解離液分散成單個
細(xì)胞制得C.制備過程中篩選1和篩選2的原理和目的均不相同D.制備成功的單克隆抗體可用于檢測田間西瓜是否感染病毒AB習(xí)題鞏固5.(2023廣州一模,6)雙特異性抗體(BsAb)是一種能夠同時結(jié)合兩種抗原的抗體。CD19和CD47是淋巴瘤細(xì)胞廣泛表達(dá)的表面標(biāo)記物(CD19在B細(xì)胞表面普遍存在,CD47在正常組織細(xì)胞上普遍存在)。研究人員將兩種產(chǎn)生不同抗體的雜交瘤細(xì)胞融合成雙雜交瘤細(xì)胞,最終得到了能同時結(jié)合CD19和CD47的BsAb,它可以結(jié)合同一靶細(xì)胞上兩種不同的抗原,通過這種“雙靶向”模式增強對腫瘤細(xì)胞的選擇性,在體內(nèi)、體外實驗中均可顯著殺傷淋巴瘤細(xì)胞。下列敘述錯誤的是(
)A.同時注射2種抗原后提取B細(xì)胞,易得大量同時分泌兩種抗體的漿細(xì)胞B.獲得BsAb的過程中,篩選雙雜交瘤細(xì)胞的依據(jù)是抗原—抗體的特異性結(jié)合C.使用BsAb治療對正常細(xì)胞的損傷小于聯(lián)合使用CD19單抗和CD47單抗D.若BsAb的部分結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,可能會出現(xiàn)治療效果降低的情況A習(xí)題鞏固6.(2023·北京延慶區(qū)模擬)抗體—藥物偶聯(lián)物(ADC)通過將細(xì)胞毒素與單克隆抗體結(jié)合,實現(xiàn)了對腫瘤細(xì)胞的選擇性殺傷,過程如圖所示。下列表述正確的是(
)CA.ADC可通過主動運輸
進(jìn)入腫瘤細(xì)胞B.抗體進(jìn)入細(xì)胞后激活溶酶體酶,
導(dǎo)致細(xì)胞凋亡C.單克隆抗體攜帶細(xì)胞毒素與腫瘤細(xì)胞特異性結(jié)合D.腫瘤細(xì)胞凋亡是細(xì)胞主動死亡的過程,所以不會產(chǎn)生新的蛋白質(zhì)習(xí)題鞏固7.(2022·東北三省聯(lián)考)科學(xué)家將細(xì)胞毒素與能特異性識別腫瘤抗原的單克隆抗體結(jié)合,制成了抗體—藥物偶聯(lián)(ADC),實現(xiàn)了對腫瘤細(xì)胞的選擇性殺傷,機(jī)理見圖?;卮鹣铝袉栴}:(4)除ADC外,單克隆抗體在臨床上的應(yīng)用還有
(答出兩點即可)。習(xí)題鞏固(1)制備單克隆抗體時,獲得的雜交瘤細(xì)胞需進(jìn)行________培養(yǎng)和抗體檢測,抗體檢測的原理是________________________。(2)ADC中,抗體的作用是
___________________________________________。除細(xì)胞毒素外,圖中的物質(zhì)C還可以
。(答出兩點即可)(3)圖中細(xì)胞A為
,結(jié)構(gòu)B為一種細(xì)胞器,在細(xì)胞A中
的作用是________________________。克隆化抗體與抗原特異性結(jié)合與腫瘤細(xì)胞特異性結(jié)合,將物質(zhì)C帶到腫瘤細(xì)胞放射性同位素、化學(xué)藥物腫瘤細(xì)胞水解抗體,釋放出物質(zhì)C作為診斷試劑;單獨使用治療疾病習(xí)題檢測下列有關(guān)動物細(xì)胞融合與植物體細(xì)胞雜交比較的敘述,
錯誤的是()A.它們的原理都涉及細(xì)胞膜的流動性B.都可以用電融合法或PEG融合法誘導(dǎo)融合C.融合前都需用纖維素酶或果膠酶處理細(xì)胞D.前者主要為了獲得細(xì)胞產(chǎn)品,后者主要為了獲得雜種植株C習(xí)題檢測2.科學(xué)家以SARS病毒的核衣殼蛋白為抗原,制備出了單克隆抗體。下列相關(guān)敘述正確的是()A.利用該單克隆抗體可以診斷是否感染SARS病毒B.體外培養(yǎng)單個B淋巴細(xì)胞可以獲得針對SARS病毒的單克隆抗體C.將等量B淋巴細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞混合,
經(jīng)誘導(dǎo)后融合的細(xì)胞即為雜交瘤細(xì)胞D.將純化的核衣殼蛋白反復(fù)注射到小鼠體內(nèi),從小鼠血清中分離出的抗體為單克隆抗體A習(xí)題檢測3.假如你掌握了動物細(xì)胞融合技術(shù),你想用這種技術(shù)來解決哪些問題?解決這些問題的大致思路是怎樣的?這樣做會有什么風(fēng)險?請查閱相關(guān)資料,完善自己的思路,并形成文字報告,與同學(xué)交流??梢岳脛游锛?xì)胞融合技術(shù)培育多倍體胚胎,研究其發(fā)育機(jī)制,甚至可能培育出新的物種。但是,目前相關(guān)技術(shù)還不成熟,存在融合率低、胚胎死亡率高等問題,并且還可能帶來些倫理方面的問題。課堂小結(jié)兩個過程動物細(xì)胞融合過程單克隆抗體制備過程三個“一”一個誘導(dǎo)細(xì)胞融合的新方法——滅活病毒一個新細(xì)胞——雜交瘤細(xì)胞一個優(yōu)勢——單克隆抗體特異性強、靈敏度高、
可大量制備的優(yōu)勢課堂小結(jié)動物體細(xì)胞核移植技術(shù)與克隆動物3問題探討“(悟空)拔一把毫毛,丟在口中嚼碎,望空噴去,叫一聲‘變!’,即變作三二百個小猴,周圍攢簇(cù)?!边@是《西游記》中的一段描述,展示了中華先賢的想象力。毫毛來自體細(xì)胞,我們能用體細(xì)胞“變”出猴來嗎?
2017年,中國的科學(xué)家將這一幕變成了現(xiàn)實,他們利用體細(xì)胞核移植技術(shù)成功克隆出兩只獼猴“中中”和“華華”(如右圖)??寺〖夹g(shù)為何不稱為“克隆技術(shù)”而是“核移植技術(shù)”?克?。–lone)技術(shù)
在生物學(xué)上包含分子、細(xì)胞、個體3個層次,即分子克隆、細(xì)胞克隆、個體克隆。是一個很廣的概念,凡指新形成的事、物與親本一致的現(xiàn)象均可稱為“克隆”。單克隆抗體技術(shù)、PCR技術(shù)動物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)植物組織培養(yǎng)技術(shù)核移植技術(shù)問題探討1.克隆猴的過程中最大的困難是什么?最大的困難是如何才能激發(fā)動物細(xì)胞表達(dá)其全能性。2.由于植物細(xì)胞具有全能性,所以可以直接利用其體細(xì)胞培育出克隆植物??梢灾苯永脛游锛?xì)胞培育出克隆動物嗎?
不能。因為動物細(xì)胞的全能性受到限制,不能經(jīng)培養(yǎng)直接發(fā)育成完整個體,所以動物通過體細(xì)胞核移植技術(shù)得到克隆動物。動物體細(xì)胞核移植技術(shù)與克隆動物3一、動物細(xì)胞核移植技術(shù)1.概念將動物的一個細(xì)胞的
,移入
中,使這個重新組合的細(xì)胞發(fā)育成
,繼而發(fā)育成
的技術(shù)。細(xì)胞核去核的卵母細(xì)胞新胚胎動物個體卵母細(xì)胞動物細(xì)胞去核取核移入重組細(xì)胞新胚胎克隆動物發(fā)育發(fā)育2.原理動物細(xì)胞核的全能性3.生殖方式無性生殖一、動物細(xì)胞核移植技術(shù)克隆動物不是核供體動物100%復(fù)制的原因是什么?①克隆動物的細(xì)胞質(zhì)遺傳物質(zhì)來自受體卵母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)(或供體細(xì)胞和受體卵母細(xì)胞)。②生物的性狀不僅與遺傳物質(zhì)有關(guān),還受環(huán)境等因素的影響。③可能發(fā)生基因突變、染色體變異等可遺傳變異。一、動物細(xì)胞核移植技術(shù)4.哺乳動物核移植分類種類難易程度原因相對容易十分困難胚胎細(xì)胞核移植體細(xì)胞核移植分化程度低,全能性容易表現(xiàn)分化程度高,全能性難表現(xiàn)動物細(xì)胞核的全能性整個細(xì)胞隨分化程度的提高,分化潛能逐漸減弱,全能性受到限制。一、動物細(xì)胞核移植技術(shù)5.非人靈長類動物體細(xì)胞核移植的困難原因①供體細(xì)胞的細(xì)胞核在去核卵母細(xì)胞中不能完全恢復(fù)其
前
的功能狀態(tài),這導(dǎo)致了
;胚胎發(fā)育率低②對非人靈長類動物
進(jìn)行操作的技術(shù)尚不完善。胚胎分化非人靈長類動物:具有許多與人類相似的生物學(xué)特征的靈長類動物。我國科學(xué)家經(jīng)過多年努力,攻克了這些障礙,終于成功獲得了體細(xì)胞克隆猴。動物體細(xì)胞核移植技術(shù)與克隆動物3二、體細(xì)胞核移植的過程從屠宰場收集牛卵巢,采集卵母細(xì)胞(研究人員正在使用設(shè)備從牛的卵巢采集卵母細(xì)胞),在體外培養(yǎng)到MⅡ期通過顯微操作去核將供體細(xì)胞注射入去核的卵母細(xì)胞高產(chǎn)奶牛(供體)從供體高產(chǎn)奶牛身體的某一部位(如耳)上取體細(xì)胞,進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)通過電融合法使兩細(xì)胞融合,供體核進(jìn)入卵母細(xì)胞,形成重構(gòu)胚胎將胚胎移入受體(代孕)母牛體內(nèi)出生與供體奶牛遺傳物質(zhì)基本相同的犢牛二、體細(xì)胞核移植的過程從屠宰場收集牛卵巢,采集卵母細(xì)胞(研究人員正在使用設(shè)備從牛的卵巢采集卵母細(xì)胞),在體外培養(yǎng)到MⅡ期。①卵母細(xì)胞體積大,易操作②卵黃多,營養(yǎng)物質(zhì)豐富。1.為何選用卵母細(xì)胞?2.為何要培養(yǎng)到MⅡ期?含有促使細(xì)胞核表達(dá)全能性的物質(zhì)和營養(yǎng)條件正常排出的卵子即處于MⅡ期二、體細(xì)胞核移植的過程高產(chǎn)奶牛(供體)
一般選用傳代10代以內(nèi)的細(xì)胞,因為10代以內(nèi)的細(xì)胞一般能保持正常的二倍體核型,保證了供體細(xì)胞正常的遺傳基礎(chǔ)。從供體高產(chǎn)奶牛身體的某一部位(如耳)上取體細(xì)胞,進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)。二、體細(xì)胞核移植的過程實際上是去除紡錘體-染色體復(fù)合物1.卵母細(xì)胞去核的原因是什么?保證克隆動物的遺傳物質(zhì)最大限度來自優(yōu)良供體。2.卵母細(xì)胞去核的方法?顯微操作去核法梯度離心紫外光短時間照射化學(xué)物質(zhì)處理使DNA變性失活,達(dá)到去核的目的。沒有刺破卵母細(xì)胞膜,對卵母細(xì)胞傷害小。通過顯微操作去核二、體細(xì)胞核移植的過程將供體細(xì)胞注射入去核的卵母細(xì)胞直接將供體細(xì)胞注入去核卵母細(xì)胞的透明帶內(nèi)將供體細(xì)胞整個注入去核卵母細(xì)胞中的原因①對卵母細(xì)胞損傷較??;②保證供體細(xì)胞的細(xì)胞核不被破壞,操作方便。二、體細(xì)胞核移植的過程通過電融合法使兩細(xì)胞融合,供體核進(jìn)入卵母細(xì)胞,形成重構(gòu)胚胎。重構(gòu)胚胎:人工重新構(gòu)建的胚胎,具有發(fā)育成完整個體的能力。二、體細(xì)胞核移植的過程用物理或化學(xué)方法(如電刺激、Ca2+載體、乙醇、蛋白酶合成抑制劑等)激活重構(gòu)胚胎,使其完成細(xì)胞分裂和發(fā)育進(jìn)程。二、體細(xì)胞核移植的過程將胚胎移入受體(代孕)母牛體內(nèi)生出與供體奶牛遺傳物質(zhì)基本相同的犢牛新生個體的細(xì)胞質(zhì)基因一部分來自去核卵母細(xì)胞,一般分來自供體細(xì)胞。二、體細(xì)胞核移植的過程細(xì)胞培養(yǎng)MII期去核細(xì)胞融合激活重構(gòu)胚取供體細(xì)胞采集卵母細(xì)胞供體細(xì)胞去核卵母細(xì)胞重構(gòu)胚胎早期胚胎將胚胎移入受體(代孕)母牛體內(nèi)將供體細(xì)胞注入去核的卵母細(xì)胞生出與供體奶牛遺傳物質(zhì)基本相同的犢牛動物細(xì)胞培養(yǎng)動物細(xì)胞核移植早期胚胎培養(yǎng)胚胎移植習(xí)題鞏固1.體細(xì)胞核移植技術(shù)與誘導(dǎo)iPS細(xì)胞相比,有什么相似或不同之處?
請你預(yù)測它們應(yīng)用前景的差異。利用體細(xì)胞核移植技術(shù)和誘導(dǎo)iPS細(xì)胞都能生成干細(xì)胞,但它們的過程是完全不同的。①通過體細(xì)胞核移植技術(shù)可以生成帶有核供體細(xì)胞遺傳物質(zhì)的
胚胎干細(xì)胞;誘導(dǎo)iPS細(xì)胞需要在細(xì)胞中表達(dá)幾個關(guān)鍵基因,
將細(xì)胞逆轉(zhuǎn)到類似胚胎干細(xì)胞的狀態(tài)。習(xí)題鞏固②體細(xì)胞核移植技術(shù)對核供體細(xì)胞有較高要求,一般情況下體細(xì)胞的分化程度越高,它重編程為干細(xì)胞的成功率就越低;可
誘導(dǎo)成為iPS細(xì)胞的細(xì)胞來源相對廣一些,研究表明成纖維細(xì)胞、B淋巴細(xì)胞、脂肪干細(xì)胞等都可以誘導(dǎo)成為iPS細(xì)胞。③體細(xì)胞核移植技術(shù)涉及采集卵母細(xì)胞、去核、融合等復(fù)雜的操作;誘導(dǎo)iPS細(xì)胞的技術(shù)流程相對簡單,可能更適合用于生產(chǎn)實踐。目前科學(xué)家還在研究由這兩種技術(shù)生成的干細(xì)胞在基因表達(dá)、DNA甲基化等方面的差異,這些研究成果也將直接影響它們今后的應(yīng)用。動物體細(xì)胞核移植技術(shù)與克隆動物3三、體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景及存在的問題1.應(yīng)用前景加速家畜遺傳改良進(jìn)程、促進(jìn)優(yōu)良畜群繁育(1)在畜牧生產(chǎn)中(2)在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域①建立轉(zhuǎn)基因體細(xì)胞系,再利用此技術(shù)培育的轉(zhuǎn)基因克隆動物可作為生物反應(yīng)器生產(chǎn)珍貴的醫(yī)用蛋白。②治療人類疾病時,轉(zhuǎn)基因克隆動物的細(xì)胞、組織或器官,可作為異種移植的供體。③患者的核移植胚胎干細(xì)胞經(jīng)過誘導(dǎo)分化,能形成相應(yīng)的細(xì)胞、組織或器官可用于移植以避免免疫排斥反應(yīng)。治療性克隆1.應(yīng)用前景治療性克隆與iPS細(xì)胞治療病人取核去核卵母細(xì)胞重構(gòu)胚胎各種細(xì)胞組織或器官誘導(dǎo)取出體細(xì)胞核移植移植成纖維細(xì)胞取出轉(zhuǎn)入相關(guān)因子各種細(xì)胞組織或器官iPS細(xì)胞取出胚胎干細(xì)胞誘導(dǎo)移植治療性克隆iPS細(xì)胞治療細(xì)胞發(fā)生轉(zhuǎn)化(3)在科研領(lǐng)域①研究克隆動物可以使人類更深入地了解胚胎發(fā)育及衰老過程;②克隆一批遺傳背景相同的動物,可以通過它們之間的對比來
分析致病基因;③克隆特定疾病模型的動物,還能為
研究該疾病的致病機(jī)制和開發(fā)相應(yīng)
的藥物提供幫助。1.應(yīng)用前景(4)在保護(hù)瀕危物種方面該技術(shù)有望增加瀕危物種的存活數(shù)量黑草黃弄蝶白鰭豚金絲猴1.應(yīng)用前景動物體細(xì)胞核移植技術(shù)與克隆動物3三、體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景及存在的問題2.存在問題(1)該技術(shù)的成功率非常低,各個技術(shù)環(huán)節(jié)有待進(jìn)一步改進(jìn)。(2)
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