高三生物《选修3专题22.2动物细胞工程》

1第2节动物细胞工程复习目标：1．动物细胞培养2．动物体细胞核移植技术3．动物细胞融合与单克隆抗体复习重点：1．动物细胞培养2．动物体细胞核移植技术3．单克隆抗体复习难点：1．动物细胞培养3．单克隆抗体课时安排：3课时【基础知识整合】一、动物细胞培养1.动物细胞培养概念：动物细胞培养就是从动物机体中取出相关的___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___生长和繁殖___。2.动物细胞培养的流程：取动物组织块(动物胚胎或幼龄动物的器官或组织)→剪碎→用___胰蛋白酶或胶原蛋白酶___处理分散成___单个细胞___→制成___细胞悬液___→转入培养瓶中进行___原代___培养→贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞继续___传代___培养。3.细胞贴壁和接触抑制：悬液中分散的细胞很快就___贴附在瓶壁上___，称为___细胞贴壁___。细胞数目不断增多，当贴壁细胞分裂生长到表面___相互抑制___时，细胞就会___停止分裂增殖___，这种现象称为___细胞的接触抑制___。4.动物细胞培养需要满足以下条件①___无菌、无毒的环境___：培养液应进行___无菌___处理。通常还要在培养液中添加一定量的___抗生素___，以防培养过程中的污染。此外，应定期更换培养液，防止___代谢产物积累对细胞自身造成危害___。②___营养___：合成培养基成分：糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等。通常需加入___血清、血浆___等天然成分。③___温度___：适宜温度：哺乳动物多是___36.5℃±0.5℃___；pH：___7.2～7.4___。④___气体环境___：95%___空气___＋5%___CO2___。O2是___细胞代谢___所必需的，CO2的主要作用是___维持培养液的pH___。二、动物体细胞核移植技术1.动物体细胞核移植可以分为___胚胎细胞___核移植(比较容易)和___体细胞___核移植(比较难)。动物体细胞核移植选用去核卵(母)细胞的原因：卵(母)细胞___比较大，容易操作___；卵(母)细胞___细胞质多，营养丰富___。2.体细胞核移植的大致过程是：2三、动物细胞融合与单克隆抗体1.动物细胞融合(1)动物细胞融合也称___细胞杂交___，是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。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___。(2)动物细胞融合与植物原生质体融合的原理基本相同，诱导动物细胞融合的方法与植物原生质体融合的方法类似，常用的诱导因素有___聚乙二醇、灭活的病毒、电刺激___等。(3)动物细胞融合的意义：克服了___远缘杂交的不亲和性___，成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和生物新品种培育的重要手段。2.单克隆抗体(1)抗体：一个B淋巴细胞只分泌一种___特异性抗体___。从血清中分离出的抗体___产量低、纯度低、特异性差___。(2)杂交瘤细胞的特点：既能大量___繁殖___，又能产生___专一的抗体___。(3)单克隆抗体的优点：___特异性强，灵敏度高，并能大量制备___。【知识拓展】【知识拓展】一、动物细胞培养与植物组织培养的区别植物组织培养动物细胞培养理论基础(原理)细胞的全能性细胞增殖培养基固体或半固体培养基，需一定营养物质、激素、光照等条件液体培养基，其中包括营养物质、维生素、动物血清等过程3结果获得新个体或细胞产品大量产生细胞或细胞产物用途①快速繁殖名贵花卉和果树；②培养无病毒植物、转基因植物；③大规模生产药物、食品添加剂、香料、色素等①生产蛋白质制品如病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体等；②检测有毒物质；③研究药理病理；④移植治疗相同点都需人工条件下的无菌操作特别注意以下几点：1.动物细胞培养基成分特有的动物血清含有蛋白质、氨基酸、葡萄糖、激素等多种成分。2.两技术手段培养过程中都进行有丝分裂，都是无性繁殖，都可称克隆，都不涉及减数分裂。3.植物组织培养最终产生新个体，体现全能性；动物细胞培养产生大量细胞，不形成新个体，故不能体现全能性。动物细胞培养与植物组织培养有许多相似之处，也有许多不同点：一是它们用的培养基不同，植物组织培养用的一般是固体培养基，而动物细胞培养用的一般是液体培养基。第二是它们的培养基的成分不同，动物细胞培养的培养液中通常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐和维生素，另外还有动物血清。植物组织培养所需要的培养基包含植物生长和发育的全部营养成分，如矿质元素、蔗糖、维生素、植物激素和有机添加物，没有动物血清。第三是植物组织培养最后一般得到新的植物个体，而动物细胞培养因为动物体细胞一般不能表达其全能性，因此得到的是同一种的细胞。二、几项技术手段的比较类型过程及原理遗传物质来源后代性状表现生殖方式受精卵移植精子+卵细胞体外受精卵植入母体来自两个亲本两个亲本显性性状有性生殖核移植主要来自供体细胞核，少量来自卵细胞主要与核供体相似，少量性状与卵供体相似无性生殖胚胎移植胚胎分割移植同一受精卵有丝分裂胚胎分割后分别植入多个母体遗传物质相同基因型相同，表现型基本一致无性生殖试管婴儿(动物)精子+卵子试管中受精受精卵发育一定阶段的胚胎植入母体子宫胎儿两个亲本两个亲本显性性状有性生殖4三、植物体细胞杂交和动物细胞融合的比较植物体细胞杂交动物细胞融合(单克隆抗体制备)理论基础(原理)细胞膜的流动性、细胞的全能性细胞膜的流动性、细胞增殖融合前处理酶解法去除细胞壁(纤维素酶、果胶酶)注射特定抗原，免疫处理正常小鼠促融(1)物理法：离心、振动、电刺激等(2)化学法：聚乙二醇(PEG)(1)物化法：与植物细胞融合相同(2)生物法：灭活的仙台病毒过程第一步原生质体的制备(酶解法)正常小鼠免疫处理第二步原生质体的融合(物、化法)动物细胞的融合(物、化、生法)第三步杂种细胞的筛选和培养杂交瘤细胞的筛选与培养第四步杂种植株的诱导与鉴定单克隆抗体的提纯用途意义(1)克服远缘杂交的不亲和障碍，大大扩展杂交的亲本组合范围(1)制备单克隆抗体(2)诊断、治疗、预防疾病，例如：单抗诊断盒、“生物导弹”治疗癌症(2)克服有性杂交的母系遗传、获得细胞质基因的杂合子、研究细胞质遗传四、植物体细胞杂交和动物细胞融合的拓展分析(1)植物细胞A、B的体细胞是二倍体，体细胞中的染色体数是2n，则杂种细胞C就是4n，称为异源四倍体。(2)利用植物体细胞杂交的方法培育作物新品种的过程中，其遗传物质的传递不遵循孟德尔的遗传规律，因为生物在进行有性生殖时才遵循孟德尔的遗传规律，而植物体细胞杂交的过程不属于有性生殖。(3)动物细胞融合后获得的杂种细胞，目前还没有办法让其发育成一个个体，它不同于“克隆”，也不同于植物体细胞杂交。(4)两者在融合过程中都会发生多种融合方式，如A—A、B—B、A—B，因此要进行筛选。(5)两者都要用到细胞融合和细胞培养两个技术手段。(6)动物细胞培养中用选择性培养基先后选择出杂交瘤细胞和能产生抗体的细胞群。5(7)植物体细胞杂交的终点不是杂种细胞，而是杂种植株，所以其原理有两个：一是细胞的全能性；二是细胞膜的流动性。动物细胞融合是形成杂交瘤细胞，不是形成新个体，所以其原理只有一个，即体现细胞的流动性。【例题】【例1】下列属于动物细胞培养与植物组织培养主要区别的是(A)A.培养基成分不同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【例2】科学家从某些能无限增殖细胞的细胞质中分离出了无限增殖调控基因(prG)，该基因能激发许多动物细胞的分裂，这为单克隆抗体的制备提供了更为广阔的背景。请回答以下相关的问题：(1)利用细胞融合技术制备单克隆抗体，促进动物细胞融合常用的诱导因素是___灭活的病毒___。(2)有人提出，可以直接通过基因工程导入该调控基因来制备单克隆抗体，其思路如下图所示：请回答：①酶A是指___限制性核酸内切酶___，酶B是指___DNA连接酶___。②对已导入重组质粒的Ⅱ进行“检测”的目的是___检测目的基因在受体细胞中是否进行了表达(或检测受体细胞是否显示出目的基因控制的性状)___。(3)也有人提出用细胞核移植技术构建重组细胞来生产单克隆抗体，试用相关的图示及文字表示该过程：【例3】科学家用小鼠骨髓瘤细胞与某种细胞融合，得到杂交细胞，经培养可产生大量的单克隆抗体，与骨髓瘤细胞融合的是(A)A.经过免疫的B淋巴细胞B.不经过免疫的T淋巴细胞6C.经过免疫的T淋巴细胞D.不经过免疫的B淋巴细胞【作业】完成《名师导学》对应部分