《细胞工程复习课》ppt课件.ppt

细胞工程,细胞的全能性,知识结构,植物组织培养和动物细胞培养的比较,获得细胞或细胞分泌蛋白,细胞的全能性,细胞群体,植物体,培养结果,快速繁殖、培育无病毒植株等,培养目的,葡萄糖、动物血清,蔗糖、植物激素,培养基特有成分,液体培养基,固体培养基,培养基性质,细胞增殖,原理,动物细胞培养,植物组织培养,比较项目,植物体细胞杂交和动物细胞融合比较,最终目的,诱导方法,细胞融合的方法,原理,比较项目,获得杂种植株,物理（离心、振荡、电刺激）,化学（聚乙二醇）,去除细胞壁后诱,导原生质体融合,细胞膜的流动性、,植物细胞全能性,植物体细胞杂交,主要用于制备,单克隆抗体,物理、化学方法,（灭活的仙台病毒）,使细胞分散后诱,导细胞融合,细胞膜的流动性,动物细胞融合,生物方法：,几种杂交技术的比较,基因重组,细胞膜的流动性、细胞的全能性,细胞膜的流动性、细胞增殖,碱基互补配对原则,植物母本去雄套袋人工传粉后,套袋隔离,物理法：离心电刺激振荡等 化学法：PEG,物化法：同左 生物法：灭活的仙台病毒,标记的单链DNA或RNA探针,培养新品种,克服远缘杂交不亲和性的障碍,制备单克隆抗体,用于克隆基因的筛选、基因组中序列的定性、基因诊断等,几种类型生物的培养,微生物个体,离体植物细胞,完整植物个体,幼龄动物器官或胚胎,水、无机盐、碳源、氮源、生长因子,水、无机盐、有机营养、维生素、植物激素,水、无机盐,水、无机盐、有机营养、维生素、动物血清,固体、半固体或液体,固体,液体,液体,无菌、适宜的温度等,无菌、离体、适宜的温度等,光照、CO2、适宜的温度等,无菌、适宜的温度等,右图为细胞融合的简略过程（只考虑两个细胞的融合），请据图回答：若A、B是基因型分别为rrHH、RRhh两个烟草品种细胞的花粉，且这两对基因位于非同源染色体上，由于一对隐性纯合基因(rr或hh) 的作用，在光照强度大于800勒克斯时，都不能生长。（1）实验开始时必须用 除去不利于原生质体融合的物质。（2）实验中除获得杂种细胞外，还有基因型为 的融合细胞。（3）设计一方法（不考虑机械方法），从培养液中分离出杂种细胞，方法：,纤维素酶(或果胶酶),rrHH、RRhh,置大于800勒克斯光照下培养，收集分化的细胞团,5、（2006 年江苏卷）(9分)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的诱导剂外，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,主动运输,脱分化,再分化,一、植物组织培养的过程,（分化）,（未分化）,（分化）,幼芽或幼根？,条件？,优点？,特点？,繁殖速度快不受季节限制工厂化生产幼苗无毒保持优良性状,适宜温度、光照、 pH和无菌环境。无机物、有机物和植物激素（生长素，细胞分裂素）,无定形状态薄壁细胞高度液泡化排列疏松、无规则,分化程度低脱分化较易,考点,胡萝卜的组织培养技术及植物细胞工程的实际应用,1细胞的全能性(1)细胞全能性的基础：生物体的每一个细胞都含有本物种的全套遗传物质，都有发育成完整个体的全套基因。(2)细胞全能性实现的条件：离体、提供营养物质、激素及其他适宜条件。(3)细胞全能性高低的比较：受精卵卵细胞体细胞；植物体细胞动物体细胞；胚胎干细胞其他干细胞体细胞。,2胡萝卜的组织培养技术,(1)实验原理：离体的植物组织、器官、细胞表现出植物细,胞的全能性，发育成新个体。,(2)实验流程：制备外植体接种脱分化培养再分化培,养移栽培养成正常植株。,(3)注意事项,选材：根尖、茎尖、形成层等最容易诱导脱分化。无菌：培养基一旦污染，迅速生长的各种杂菌不仅会与培养物争夺营养，而且还会产生大量对培养物有害的物质。光照：脱分化过程不需要光照，再分化过程一定要有光,照。,激素的使用,a生长素类细胞分裂素类：诱导植物组织脱分化和根原,基形成。,b生长素类细胞分裂素类：诱导愈伤组织再分化和芽原,基形成。,c赤霉素类：促进分化的丛芽和小植株快速生长。3植物细胞工程的实际应用,二、植物体细胞杂交过程,植物细胞 A（大豆）,植物细胞 B（花生）,原生质体 A,原生质体 B,再生出细胞壁,方法？,促融方法？,类型？,遗传物质？优点？,去除细胞壁,原生质体融合,杂种植株(大豆花生),细胞分裂,愈伤组织,杂种细胞,植物体细胞杂交的过程：,小 结,D.筛选和组织培养。,C. 植物细胞A和植物细胞B杂交时，产生了AB和AA、BB型融合细胞。,B.诱导融合：注意物理方法的类型和化学方法的药剂聚乙二醇。,A.制备原生质体：用纤维素酶、果胶酶分解细胞壁。,E.打破生殖隔离，克服远缘杂交不亲和的障碍，培育作物新品种。,考点,植物体细胞杂交技术,细胞融合完成的标志：新的细胞壁的生成。植物体细胞杂交的终点是培育成杂种植株，而不是形成杂种细胞就结束。杂种植株特征：具备两种植物的遗传特征。原因是杂种植株中含有两种植物的遗传物质。,(1)体细胞杂交即两个细胞融合成一个细胞，不管染色体、基因组还是染色体组都采用直接相加的方法。若一植物细胞含有 2X 条染色体，2 个染色体组，基因型为 Aabb，另一植物细胞含有 2Y 条染色体，2 个染色体组，基因型为 ccDd，则新植株应为四倍体，其体细胞中染色体数为 2X 2Y ，基因型为AabbccDd。,(2)该培育新品种的过程中，遗传物质的传递不遵循孟德尔的遗传定律，只有有性生殖进行减数分裂过程中才符合遗传定律，而体细胞杂交未有此过程。,（2006年重庆卷）植物甲、乙是两种濒危药用植物（二倍体）。请按要求回答问题：(1)以植物甲、乙的茎尖和叶片为材料，通过组织培养获得了再生植株，解决了自然繁殖率低的问题。这表明植物细胞具有_。由叶片等材料形成的愈伤组织的形态结构特点是_。（2）题31图1和题31图2分别是植物甲、乙的萌发花粉粒和未受精胚珠的示意图。,在分离珠被细胞的原生质体时，通常使用纤维素酶和果胶酶破除细胞壁。其原理是利用了酶的_性质。,全能性,排列疏松无规则,高度液泡化而无定型状态的薄壁细胞,专一性,动物细胞培养 细胞培养按细胞的来源不同可以分为原代培养和传代培养。,1.为什么将组织取出后，要用胰蛋白酶处理分散成单个细胞？,细胞核移植,多莉羊的培育过程,灭活的病毒颗粒黏附于细胞表面,细胞膜被病毒颗粒穿通,细胞膜连接,细胞融合，形成杂种细胞,动物细胞融合,骨髓瘤细胞？,选出能产特定抗体细胞群、继续培养,体外培养,从培养液中获取,促融方法？,单克隆抗体制备过程,抗原？,淋巴细胞？,体内培养,从腹水中提取,单克隆抗体,细胞融合、筛选,杂交瘤细胞,细胞培养,物理法,化学法,生物法：,灭活的病毒,动物细胞培养技术应用克隆器官：皮肤、耳朵检测有毒物质 细胞治疗：干细胞蛋白质生物制品：病毒疫苗、干扰素、酶、激素、生长因子、单抗,单抗的应用和特点诊断、治疗和预防疾病治疗癌症等病（生物导弹）特异性强、灵敏度高、纯度高,考点,动物细胞培养和动物细胞克隆,1动物细胞培养(1)流程,幼龄动物组织或胚胎细胞贴壁生长,单个细胞细胞悬液,细胞悬液细胞株或细胞,系选用幼龄动物组织或胚胎的原因：它们的细胞分化程度低，增殖能力很强，更易于培养。,进行动物细胞传代培养时用胰蛋白酶分散细胞，不用胃蛋白酶的原因：胃蛋白酶作用的适宜pH 约为 2，当 pH 大于 6时，胃蛋白酶就会失去活性。而胰蛋白酶作用的适宜pH 为7.28.4，多数动物细胞培养的适宜 pH 为7.27.4，因此胰蛋白酶适用于细胞培养时细胞间质(主要为蛋白质)的分解。,(2)细胞贴壁和接触抑制,细胞贴壁：悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上。接触抑制：细胞数目不断增多，当贴壁细胞分裂生长到,表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖的现象。,(3)动物细胞培养条件营养：微量元素、无机盐、糖类、氨基酸、促生长因子、血清等。适宜的温度：36.5 0.5 。适宜的 pH：7.27.4。,气体环境,O2：有氧呼吸、细胞代谢(95%的空气)CO2：维持 pH(5%),无菌、无毒环境：培养液和培养用具杀菌消毒，培养过程加抗生素杀菌，定期更换培养液，清除代谢产物。,(4)动物细胞培养技术的应用,生产生物制品：疫苗、干扰素、抗体等。作为基因工程中的受体细胞。检测有毒物质及毒性。,科研方面：筛选抗癌药物、治疗和预防疾病等。2动物核移植技术和克隆动物,(1)动物核移植技术可以分为胚胎细胞核移植和体细胞核,移植，前者比较容易。,(2)如上图所示，注入去核卵母细胞中的不是供体细胞核，而是整个细胞。伴随着两细胞融合，体现细胞膜的结构特点具有一定的流动性。,(3)该技术形成的重组细胞发育成一个新个体，体现了细胞核的全能性而非动物细胞的全能性。,a卵母细胞质内存在激发细胞核全能性表达的物质。b卵母细胞体积大，便于操作。c卵黄多，营养物质丰富等。,(4)用卵母细胞作受体细胞的原因,1975年Kohler和Milstein的单克隆抗体技术在生产和使用抗体方面开创了新纪元，图10示单克隆抗体制备流程阶段示意图。请据图回答下列问题：（1）该技术是在动物细胞培养技术和 技术的基础上发展起来的。（2）图10中细胞A体外培养不具有分裂能力，但能分泌 ，细胞B体外培养能够 。（3）动物细胞融合常用的方法是 。,图10,动物细胞融合,分泌特异性抗体,无限增殖,PEG（灭活的病毒、电激）,图10,（4）细胞融合是随机的过程，在HAT培养基中培养，要筛选出 细胞。在细胞培养过程中，为了促进细胞摄取葡萄糖，常向培养液中加入 (激素) （5）培养2周后，即测定培养细胞的特征，筛选出 细胞置于不同孔内（如图所示）培养。此操作前要将培养细胞稀释到710个细胞/ml，每孔滴入0.1ml细胞稀释液，其目的是 。（6）要获得大量的单克隆抗体，可对获得的杂交瘤细胞进行 培养。,保证每个孔内不多于一个细胞，达到单克隆培养的目的（单一细胞培养以保证抗体的纯度）,体外或体内,杂交瘤,胰岛素,特异性分泌抗X蛋白抗体的,