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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）3、条件：1、无菌、无毒的环境2、营养3、温度和PH4、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？2010-3-2625B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