高中生物 專題2 動物細胞工程課件 新人教版選修3

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1、專題專題2 2 動物細胞工程動物細胞工程 溫故知新溫故知新1 1、植物細胞工程的實際應用包括哪三方面？、植物細胞工程的實際應用包括哪三方面？2 2、微型繁殖的屬于什么生殖方式，為什么能保持優(yōu)良品種、微型繁殖的屬于什么生殖方式，為什么能保持優(yōu)良品種的遺傳特性？的遺傳特性？3 3、作物脫毒選擇什么部位、什么細胞、原因？、作物脫毒選擇什么部位、什么細胞、原因？4 4、人工種子的組成？人工種皮、人工種子的組成？人工種皮( (胚乳胚乳) )中應加入什么成分？中應加入什么成分？5 5、人工種子與天然種子相比有何優(yōu)點？、人工種子與天然種子相比有何優(yōu)點？6 6、單倍體育種的過程、優(yōu)點？、單倍體育種的過程、優(yōu)點

2、？7 7、植物組織培養(yǎng)的過程，人工種子和細胞產(chǎn)物的工廠化生、植物組織培養(yǎng)的過程，人工種子和細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)分別利用了哪一階段的產(chǎn)物？產(chǎn)分別利用了哪一階段的產(chǎn)物？動物細胞培養(yǎng)動物細胞培養(yǎng)動物細胞融合動物細胞融合單克隆抗體技術單克隆抗體技術核移植核移植動物動物細胞細胞工程工程常用常用技術技術其它動物細胞工程的基礎其它動物細胞工程的基礎學習目標學習目標 理解并熟記動物細胞培養(yǎng)的原理、過程及條件理解并熟記動物細胞培養(yǎng)的原理、過程及條件 舉例說明動物細胞培養(yǎng)的應用舉例說明動物細胞培養(yǎng)的應用20032003年，四川少年小林點燃鞭炮，年，四川少年小林點燃鞭炮，導致面部、四肢被嚴重燒傷并感染。導致面部、四

3、肢被嚴重燒傷并感染。為了挽救兒子的生命小林的爸爸、為了挽救兒子的生命小林的爸爸、媽媽向醫(yī)生懇求媽媽向醫(yī)生懇求“割皮救兒割皮救兒”燒傷整形科主任魏平最終同意燒傷整形科主任魏平最終同意進行罕見的親體皮膚移植手術。進行罕見的親體皮膚移植手術。為了全覆蓋孩子身體上被深度燒傷為了全覆蓋孩子身體上被深度燒傷并發(fā)生感染的創(chuàng)面，醫(yī)生把取自父子倆的皮膚全部剪成指甲蓋大并發(fā)生感染的創(chuàng)面，醫(yī)生把取自父子倆的皮膚全部剪成指甲蓋大小的皮塊，兒子和爸爸的皮相隔相嵌小的皮塊，兒子和爸爸的皮相隔相嵌 。估計父親的皮膚至少能。估計父親的皮膚至少能在其兒子身上存活半年甚至更長時間，這就給兒子自身皮膚的生在其兒子身上存活半年甚至更

4、長時間，這就給兒子自身皮膚的生長帶來生機，孩子的痊愈指日可待。長帶來生機，孩子的痊愈指日可待。兒子撿鞭炮嚴重燒傷感染，父割千塊皮膚兒子撿鞭炮嚴重燒傷感染，父割千塊皮膚思考一下！思考一下！1 1、小林在皮膚燒傷之后，很容易得病，為什么？、小林在皮膚燒傷之后，很容易得病，為什么？2 2、選取植皮時，理論上選擇誰的皮膚最好？為什么？、選取植皮時，理論上選擇誰的皮膚最好？為什么？3 3、自身的健康皮膚是有限的，能不能通過其他途徑、自身的健康皮膚是有限的，能不能通過其他途徑獲得自身的皮膚？獲得自身的皮膚？一、動物細胞培養(yǎng)一、動物細胞培養(yǎng) 動物細胞培養(yǎng)就是從動物有機體中取出相動物細胞培養(yǎng)就是從動物有機體中

5、取出相關的關的_,將它分散成將它分散成_,然后然后,放在適宜放在適宜的的_中中,讓這些讓這些_。3 3、原理：、原理：1 1、概念：、概念：細胞增殖細胞增殖2 2、起點：、起點： 止點：止點：組織細胞組織細胞細胞細胞組織組織單個細胞單個細胞培養(yǎng)基培養(yǎng)基細胞生長和增殖細胞生長和增殖讀教材讀教材4444頁第五段，回答動物細胞培養(yǎng)的相關問題。頁第五段，回答動物細胞培養(yǎng)的相關問題。結合圖示試用文字和箭頭表示其過程結合圖示試用文字和箭頭表示其過程胰蛋白酶處理胰蛋白酶處理取動物組織塊取動物組織塊剪碎剪碎單個細胞單個細胞細胞懸液細胞懸液原代培養(yǎng)原代培養(yǎng) 傳代培養(yǎng)傳代培養(yǎng) 二、過程二、過程1、取材時一般選用、

6、取材時一般選用動物胚胎或幼齡個體的器官或組織動物胚胎或幼齡個體的器官或組織 做動物細胞培養(yǎng)材料，原因是什么？做動物細胞培養(yǎng)材料，原因是什么？因為上述材料因為上述材料細胞分化程度低，分裂增殖能力強細胞分化程度低，分裂增殖能力強2 2、動物細胞培養(yǎng)前對取出的動物組織要做怎樣的、動物細胞培養(yǎng)前對取出的動物組織要做怎樣的 處理？處理目的是什么？處理？處理目的是什么？剪碎并用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理一段時間剪碎并用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理一段時間目的是使組織塊分散成單個細胞。目的是使組織塊分散成單個細胞。3 3、為什么培養(yǎng)前要將組織細胞分散成單個細胞？、為什么培養(yǎng)前要將組織細胞分散成單個細胞？擴大細胞與

7、培養(yǎng)液的接觸面積，利與細胞吸收擴大細胞與培養(yǎng)液的接觸面積，利與細胞吸收營養(yǎng)和排出代謝廢物。營養(yǎng)和排出代謝廢物。4 4、細胞培養(yǎng)用胰蛋白酶處理說明細胞間的物質(zhì)是什么、細胞培養(yǎng)用胰蛋白酶處理說明細胞間的物質(zhì)是什么成分？用胃蛋白酶可以嗎？成分？用胃蛋白酶可以嗎？細胞間的物質(zhì)是細胞間的物質(zhì)是蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)；不可以不可以；因為動物細胞培養(yǎng)；因為動物細胞培養(yǎng)的最適的最適PH值為值為7.2-7.4，胰蛋白酶作用的適宜，胰蛋白酶作用的適宜PH為為7.2-8.4，胃蛋白酶適宜，胃蛋白酶適宜PH為為2，胃蛋白酶在胃蛋白酶在PH為為7.2-7.4的動物細胞培養(yǎng)液中無活性。的動物細胞培養(yǎng)液中無活性。5 5、胰蛋白酶會把

8、培養(yǎng)的細胞消化掉嗎？為什么？、胰蛋白酶會把培養(yǎng)的細胞消化掉嗎？為什么？會會，胰蛋白酶除了可以消化細胞間的蛋白質(zhì)外，長時，胰蛋白酶除了可以消化細胞間的蛋白質(zhì)外，長時間的作用間的作用也會消化細胞膜蛋白也會消化細胞膜蛋白，對細胞有損傷作用，對細胞有損傷作用，因此，必須因此，必須控制好胰蛋白酶的消化時間控制好胰蛋白酶的消化時間強調(diào)一：細胞貼壁過程強調(diào)一：細胞貼壁過程細胞貼壁：細胞貼壁：在培養(yǎng)瓶懸液中分散的細胞很快就貼附在瓶壁在培養(yǎng)瓶懸液中分散的細胞很快就貼附在瓶壁上，稱為細胞貼壁。上，稱為細胞貼壁。培養(yǎng)瓶或培養(yǎng)皿壁要求：培養(yǎng)瓶或培養(yǎng)皿壁要求：表面光滑、無毒、易于貼附。表面光滑、無毒、易于貼附。當貼壁細

9、胞分裂生長到當貼壁細胞分裂生長到表面相互接觸時表面相互接觸時,細胞就會細胞就會停止分裂增殖，這種現(xiàn)象停止分裂增殖，這種現(xiàn)象稱為細胞的接觸抑制。稱為細胞的接觸抑制。強調(diào)二：接觸抑制強調(diào)二：接觸抑制瓶壁上的細胞層數(shù)為瓶壁上的細胞層數(shù)為單層單層原代培養(yǎng)原代培養(yǎng)動物組織動物組織消化后消化后的的初次培養(yǎng)初次培養(yǎng)稱為原代培養(yǎng)。稱為原代培養(yǎng)。傳代培養(yǎng)：傳代培養(yǎng)：貼滿瓶壁的細胞貼滿瓶壁的細胞需要重新用需要重新用胰蛋白酶處理胰蛋白酶處理然后然后分分瓶繼續(xù)培養(yǎng)瓶繼續(xù)培養(yǎng)，讓細胞繼續(xù)增殖，這樣的培養(yǎng)過程，讓細胞繼續(xù)增殖，這樣的培養(yǎng)過程叫傳代培養(yǎng)叫傳代培養(yǎng)1 1、為什么要進行傳代培養(yǎng)？、為什么要進行傳代培養(yǎng)？因為細胞

10、出現(xiàn)接觸抑制因為細胞出現(xiàn)接觸抑制3 3、目前使用的或冷凍保存的正常細胞通常在、目前使用的或冷凍保存的正常細胞通常在10代以代以內(nèi)，為什么？內(nèi)，為什么？2 2、傳代培養(yǎng)中，第、傳代培養(yǎng)中，第1010代細胞與第代細胞與第5050代以后細胞的代以后細胞的主要區(qū)別是什么？主要區(qū)別是什么？5050代以后的細胞，遺傳物質(zhì)發(fā)生了改變，帶有癌變的特代以后的細胞，遺傳物質(zhì)發(fā)生了改變，帶有癌變的特點，失去接觸抑制的特性點，失去接觸抑制的特性10代以內(nèi)的細胞遺傳物質(zhì)不改變，保持正常二倍體核代以內(nèi)的細胞遺傳物質(zhì)不改變，保持正常二倍體核型。型。胰蛋白酶處理胰蛋白酶處理剪碎剪碎單個細胞單個細胞細胞懸液細胞懸液原代培養(yǎng)原代

11、培養(yǎng) 傳代培養(yǎng)傳代培養(yǎng) 二、總結過程二、總結過程動物胚胎或動物胚胎或幼齡動物的幼齡動物的組織、器官組織、器官原代培養(yǎng)特點：原代培養(yǎng)特點：細胞貼壁、接觸抑制細胞貼壁、接觸抑制傳代傳代10代以內(nèi)，代以內(nèi)，遺傳物質(zhì)不改變，保持正遺傳物質(zhì)不改變，保持正常二倍體核型常二倍體核型。傳代傳代10-50代左右，增長緩慢以至于完全停代左右，增長緩慢以至于完全停止，止，部分細胞核型可能發(fā)生變化部分細胞核型可能發(fā)生變化（遺傳物質(zhì)（遺傳物質(zhì)可能改變可能改變）繼續(xù)傳代培養(yǎng)少部分細胞繼續(xù)傳代培養(yǎng)少部分細胞獲得不死性獲得不死性，細胞細胞突變突變，遺傳物質(zhì)已經(jīng)改變遺傳物質(zhì)已經(jīng)改變，等同于癌細胞等同于癌細胞。分化程度低，分化程

12、度低，分裂增殖能分裂增殖能力強力強便于吸收營養(yǎng)物質(zhì)便于吸收營養(yǎng)物質(zhì)排出代謝廢物排出代謝廢物接觸抑制接觸抑制2 2、動物細胞培養(yǎng)能否像植物組織培養(yǎng)那樣、動物細胞培養(yǎng)能否像植物組織培養(yǎng)那樣 最終培養(yǎng)成新個體？最終培養(yǎng)成新個體？1 1、動物細胞培養(yǎng)過程中細胞生長的特點、動物細胞培養(yǎng)過程中細胞生長的特點貼壁生長，出現(xiàn)接觸抑制現(xiàn)象，傳代培養(yǎng)一段時貼壁生長，出現(xiàn)接觸抑制現(xiàn)象，傳代培養(yǎng)一段時間后，大部分細胞死亡，少部分生存，獲得不死間后，大部分細胞死亡，少部分生存，獲得不死性，其遺傳物質(zhì)已發(fā)生改變。性，其遺傳物質(zhì)已發(fā)生改變。不能，因為高度分化的動物細胞的全能性受到抑制不能，因為高度分化的動物細胞的全能性受到

13、抑制總結與思考總結與思考4.動物細胞培養(yǎng)的條件動物細胞培養(yǎng)的條件:1）無菌無毒）無菌無毒 的環(huán)境：的環(huán)境： 適宜的溫度：適宜的溫度：人和哺乳動物細胞最適溫度為人和哺乳動物細胞最適溫度為36.50.5。適宜的酸堿度適宜的酸堿度：PH：7.2-7.4液體合成培養(yǎng)基：（液體合成培養(yǎng)基：（糖、氨基酸）、促生長因子、糖、氨基酸）、促生長因子、（水、無機鹽、微量元素）（水、無機鹽、微量元素）等；通常還需加入等；通常還需加入血漿、血漿、血清等血清等天然成分。天然成分。4）氣體環(huán)境：）氣體環(huán)境：2）營養(yǎng)：）營養(yǎng)：3）溫度和）溫度和pH：“95空氣空氣+5CO2”的混合氣體培養(yǎng)箱。的混合氣體培養(yǎng)箱。氧氣是細氧氣

14、是細胞代謝必須的；胞代謝必須的； CO2維持培養(yǎng)液的維持培養(yǎng)液的PH。對培養(yǎng)液和所有培養(yǎng)用具對培養(yǎng)液和所有培養(yǎng)用具無菌處理；無菌處理；培養(yǎng)液中培養(yǎng)液中添加抗添加抗生素生素防止培養(yǎng)過程中污染；防止培養(yǎng)過程中污染；定期更換培養(yǎng)液定期更換培養(yǎng)液以清除代以清除代謝產(chǎn)物，防止對培養(yǎng)細胞造成危害。謝產(chǎn)物，防止對培養(yǎng)細胞造成危害。為什么加血清？為什么加血清？ 常用的動物血清主要有胎牛血清和新生牛血清，常用的動物血清主要有胎牛血清和新生牛血清，血清中血清中已知的成分主要已知的成分主要有蛋白質(zhì)、氨基酸、葡萄糖、激素等有蛋白質(zhì)、氨基酸、葡萄糖、激素等。蛋。蛋白質(zhì)主要是白質(zhì)主要是白蛋白和球蛋白白蛋白和球蛋白。氨基酸

15、是細胞合成蛋白質(zhì)的。氨基酸是細胞合成蛋白質(zhì)的基本成分，基本成分，氨基酸中有氨基酸中有12種是細胞本身不合成的，必須由種是細胞本身不合成的，必須由培養(yǎng)液提供培養(yǎng)液提供。激素有。激素有胰島素、生長激素和多種生長因子胰島素、生長激素和多種生長因子如如表皮生長因子、成纖維細胞生長因子、增殖刺激因子表皮生長因子、成纖維細胞生長因子、增殖刺激因子(MSA)、類胰島素生長因子、類胰島素生長因子(IGFl、IGF2)等。因此，在細等。因此，在細胞培養(yǎng)時，要胞培養(yǎng)時，要保證細胞能夠順利生長和增殖保證細胞能夠順利生長和增殖，一般需要添，一般需要添加體積分數(shù)為加體積分數(shù)為10%-20%10%-20%的血清。的血清。

16、動物細胞培養(yǎng)技術的應用動物細胞培養(yǎng)技術的應用:(P46(P46最后一段）最后一段）1.蛋白質(zhì)生物制品的生產(chǎn)蛋白質(zhì)生物制品的生產(chǎn) 如病毒疫苗、干擾素、單克隆抗體如病毒疫苗、干擾素、單克隆抗體2.應用于基因工程應用于基因工程 主要用于作為受體細胞主要用于作為受體細胞3.檢測有毒物質(zhì)，判斷某種物質(zhì)的毒性檢測有毒物質(zhì)，判斷某種物質(zhì)的毒性 4.細胞的生理、藥理、病理研究細胞的生理、藥理、病理研究 如用于篩選抗癌藥物如用于篩選抗癌藥物 比較項目比較項目植物組織培養(yǎng)植物組織培養(yǎng)動物細胞培養(yǎng)動物細胞培養(yǎng)原理原理培養(yǎng)基性質(zhì)培養(yǎng)基性質(zhì)培養(yǎng)基培養(yǎng)基的成分的成分培養(yǎng)結果培養(yǎng)結果用途用途細胞的全能性細胞的全能性細胞增殖

17、細胞增殖固體培養(yǎng)基固體培養(yǎng)基液體培養(yǎng)基液體培養(yǎng)基植物體植物體細胞或細胞產(chǎn)品細胞或細胞產(chǎn)品水、無機鹽、有機物、水、無機鹽、有機物、植物激素植物激素糖、氨基酸、促生長因糖、氨基酸、促生長因子、無機鹽、微量元素、子、無機鹽、微量元素、血清、血漿血清、血漿1 1、植物繁殖的新途徑、植物繁殖的新途徑2 2、作物新品種的培育、作物新品種的培育3 3、細胞產(chǎn)物的工廠化、細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)生產(chǎn)1 1、生產(chǎn)蛋白質(zhì)生物制品、生產(chǎn)蛋白質(zhì)生物制品2 2、用與基因工程做受體細胞、用與基因工程做受體細胞3 3、檢測有毒物質(zhì)、檢測有毒物質(zhì)4 4、研究病理、藥理等、研究病理、藥理等植物組織培養(yǎng)和動物細胞培養(yǎng)的比較植物組織培

18、養(yǎng)和動物細胞培養(yǎng)的比較 1 1、回答下列有關動物細胞培養(yǎng)的問題：、回答下列有關動物細胞培養(yǎng)的問題：在動物細胞培養(yǎng)的過程中，當貼壁細胞分裂生長到細胞表面在動物細胞培養(yǎng)的過程中，當貼壁細胞分裂生長到細胞表面 時，細胞會停止分裂增殖，這種現(xiàn)象稱為細胞的時，細胞會停止分裂增殖，這種現(xiàn)象稱為細胞的 。此時，瓶壁上形成的細胞層數(shù)是此時，瓶壁上形成的細胞層數(shù)是 ，要使貼壁的細胞從瓶壁上，要使貼壁的細胞從瓶壁上分離下來，需要用酶處理，可用的酶是分離下來，需要用酶處理，可用的酶是 。 隨著細胞傳代次數(shù)的增多，絕大部分細胞分裂停止，進而出現(xiàn)隨著細胞傳代次數(shù)的增多，絕大部分細胞分裂停止，進而出現(xiàn) 的現(xiàn)象；但極少數(shù)細

19、胞可以連續(xù)增殖，其中有些細的現(xiàn)象；但極少數(shù)細胞可以連續(xù)增殖，其中有些細胞會因遺傳物質(zhì)發(fā)生改變而變成胞會因遺傳物質(zhì)發(fā)生改變而變成 細胞，該種細胞的黏著細胞，該種細胞的黏著性性 ，細胞膜表面蛋白質(zhì)（糖蛋白）的量，細胞膜表面蛋白質(zhì)（糖蛋白）的量 _ _。單層單層胰蛋白酶胰蛋白酶衰老甚至死亡衰老甚至死亡接觸抑制接觸抑制不死性不死性降低降低減少減少相互接觸相互接觸 回答下列有關動物細胞培養(yǎng)的問題：回答下列有關動物細胞培養(yǎng)的問題：檢查某種毒物是否能改變細胞染色體的數(shù)目，最好選用檢查某種毒物是否能改變細胞染色體的數(shù)目，最好選用細胞分裂到細胞分裂到 期的細胞用顯微鏡進行觀察。期的細胞用顯微鏡進行觀察。在細胞培養(yǎng)過程中，通常在在細胞培養(yǎng)過程中，通常在 條件下保存細胞，因條件下保存細胞，因為在這種條件下，細胞中為在這種條件下，細胞中 的活性降低，細胞的的活性降低，細胞的 速率降低。速率降低。給患者移植經(jīng)細胞培養(yǎng)形成的皮膚組織后，發(fā)生了排斥給患者移植經(jīng)細胞培養(yǎng)形成的皮膚組織后，發(fā)生了排斥現(xiàn)象，這是因為機體把移植的皮膚組織當作現(xiàn)象，這是因為機體把移植的皮膚組織當作 _進行攻擊。進行攻擊。中中冷凍冷凍酶酶新陳代謝新陳代謝抗原抗原