2.2.1和2.2.2 动物细胞培养和核移植技术.ppt

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1、动物细胞工程动物细胞培养动物细胞培养动物细胞融合动物细胞融合制造单克隆抗体制造单克隆抗体核移植核移植动物动物细胞细胞工程工程常用常用技术技术一、动物细胞培养一、动物细胞培养 1.1.发展历史发展历史:20 20世纪初，人们不知道神经纤维是由神经细胞的细世纪初，人们不知道神经纤维是由神经细胞的细胞质向外突出形成的，还是由神经细胞周围的其他细胞胞质向外突出形成的，还是由神经细胞周围的其他细胞融合而成的。生物学家们就这个问题展开了激烈的争论。融合而成的。生物学家们就这个问题展开了激烈的争论。19071907年，美国生物学家哈里森年，美国生物学家哈里森(Harrison)(Harrison)从蝌蚪的脊

2、从蝌蚪的脊索中分离出神经组织，把它放在青蛙的凝固的淋巴液中索中分离出神经组织，把它放在青蛙的凝固的淋巴液中培养。蝌蚪的神经组织存活了好几周，并且从神经细胞培养。蝌蚪的神经组织存活了好几周，并且从神经细胞中长出了神经纤维。哈里森的实验不仅解决了神经纤维中长出了神经纤维。哈里森的实验不仅解决了神经纤维的起源问题，而且开创了动物组织培养的先河。此后，的起源问题，而且开创了动物组织培养的先河。此后，在许多科学家的不懈努力下，动物组织培养不断改进并在许多科学家的不懈努力下，动物组织培养不断改进并逐渐发展成为动物细胞培养。逐渐发展成为动物细胞培养。2.动物细胞培养的应用和概念：动物细胞培养的应用和概念：动

3、物细胞培动物细胞培养就是从动物有养就是从动物有机体中取出相关机体中取出相关的组织的组织,将它分将它分散成单个细胞散成单个细胞,然后然后,放在适宜放在适宜的培养基中的培养基中,让让这些细胞生长和这些细胞生长和增殖增殖.3.动物细胞的培养过程动物细胞的培养过程取健康动物组织块取健康动物组织块剪碎组织剪碎组织胰蛋白酶处理胰蛋白酶处理分散成单个细胞分散成单个细胞动物细胞培养技术动物细胞培养技术是其他动是其他动物细胞工程技术的基础物细胞工程技术的基础制成细胞悬液制成细胞悬液转入培养液中转入培养液中进行进行原代培养原代培养出现接触抑制，重新用出现接触抑制，重新用胰蛋白酶等处理，分散胰蛋白酶等处理，分散成单

4、个细胞，分瓶培养成单个细胞，分瓶培养转入培养转入培养液中进行液中进行传代培养传代培养原代培养和传代培养都要放在二氧化碳培养箱中培养原代培养和传代培养都要放在二氧化碳培养箱中培养动物细胞培养过程：动物细胞培养过程：动物胚胎或幼龄动动物胚胎或幼龄动物的组织、器官物的组织、器官细胞悬浮液细胞悬浮液胰蛋白酶胰蛋白酶10代细胞代细胞原代培养原代培养50代细胞代细胞传代培养传代培养无限传代无限传代单个细胞单个细胞加加培养液培养液遗传物质遗传物质未改变未改变遗传物质遗传物质已改变已改变（分解弹性纤维）（分解弹性纤维）思考讨论：在动物细胞培养过程中，为什么思考讨论：在动物细胞培养过程中，为什么要用胰蛋白酶对取

5、出的动物组织进行处理？要用胰蛋白酶对取出的动物组织进行处理？动物组织细胞间隙中含有一定量的弹性动物组织细胞间隙中含有一定量的弹性纤维等蛋白质，将细胞网络起来形成具有一纤维等蛋白质，将细胞网络起来形成具有一定弹性和韧性的组织和器官。定弹性和韧性的组织和器官。胰蛋白酶处理动物组织，可以使动物组胰蛋白酶处理动物组织，可以使动物组织细胞间的胶原纤维和细胞外的其他成分酶织细胞间的胶原纤维和细胞外的其他成分酶解，获得单个细胞但不破坏细胞结构。解，获得单个细胞但不破坏细胞结构。有关概念有关概念原代培养：原代培养：从机体取出后立即培养的细胞为从机体取出后立即培养的细胞为原代培养。原代培养。传代培养：传代培养：

6、将原代细胞从培养瓶中取出，配将原代细胞从培养瓶中取出，配制成细胞悬浮液，分装到两个或两个以上的制成细胞悬浮液，分装到两个或两个以上的培养瓶中继续培养，称为传代培养。培养瓶中继续培养，称为传代培养。合成培养基：合成培养基：将细胞所需营养物质按其种类将细胞所需营养物质按其种类和所需数量严格配制而成的培养基。和所需数量严格配制而成的培养基。4.动物细胞培养的条件动物细胞培养的条件无菌、无毒的环境无菌、无毒的环境营养营养温度和温度和pH气体环境气体环境 5.动物细胞培养技术的应用动物细胞培养技术的应用蛋白质生物制品的生产蛋白质生物制品的生产 如病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体如病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体

7、健康细胞培养健康细胞培养 培养健康细胞用于烧伤病人皮肤移植培养健康细胞用于烧伤病人皮肤移植细胞的生理、药理、病理研究细胞的生理、药理、病理研究 植物组织培养和动物细胞培养的比较植物组织培养和动物细胞培养的比较比较项目比较项目植物组织培养植物组织培养动物细胞培养动物细胞培养原理原理细胞的全能性细胞的全能性细胞增殖细胞增殖培养基性质培养基性质固体培养基固体培养基液体培养基液体培养基培养基特有成分培养基特有成分植物激素植物激素动物血清动物血清培养结果培养结果植物体植物体细胞细胞培养目的培养目的快速繁殖、培育快速繁殖、培育无病毒植株无病毒植株获得细胞或细胞获得细胞或细胞分泌蛋白分泌蛋白旁栏思考为什么对

8、动物细胞进行培养时通常要添加血清？血清中含有蛋白质、氨基酸、葡萄糖、激素等，其中蛋白质主血清中含有蛋白质、氨基酸、葡萄糖、激素等，其中蛋白质主要为白蛋白和球蛋白。氨基酸有多种，是细胞合成蛋白质的基要为白蛋白和球蛋白。氨基酸有多种，是细胞合成蛋白质的基本成分，其中有些氨基酸动物细胞本身不能合成（称为必需氨本成分，其中有些氨基酸动物细胞本身不能合成（称为必需氨基酸），必须由培养液提供。血清激素有胰岛素、生长激素等基酸），必须由培养液提供。血清激素有胰岛素、生长激素等及多种生长因子（如表皮生长因子、成纤维细胞生长因子、类及多种生长因子（如表皮生长因子、成纤维细胞生长因子、类胰岛素生长因子等）；血清还

9、含有多种未知的促细胞生长因子、胰岛素生长因子等）；血清还含有多种未知的促细胞生长因子、促贴附因子及其他活性物质，能促进细胞的生长、增殖和贴附。促贴附因子及其他活性物质，能促进细胞的生长、增殖和贴附。因此，细胞培养时，要保证细胞能够顺利生长和增殖，一般需因此，细胞培养时，要保证细胞能够顺利生长和增殖，一般需添加添加10%20%的血清。的血清。思考：思考：2、为什么选用动物胚胎或幼龄个体的器官或组织做动物细胞、为什么选用动物胚胎或幼龄个体的器官或组织做动物细胞培养材料？培养材料？1、动物细胞培养液的主要成分是什么？较植物组培培养基有、动物细胞培养液的主要成分是什么？较植物组培培养基有何独特之处？何

10、独特之处？3、为什么培养前要将组织细胞分散成单个细胞？、为什么培养前要将组织细胞分散成单个细胞？4、动物细胞培养能否像绿色植物组织培养那样最终培养成新个、动物细胞培养能否像绿色植物组织培养那样最终培养成新个体？体？主要成分：葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等。主要成分：葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等。独特之处有：独特之处有：1、液体培养基、液体培养基 2、成分中有动物血清等、成分中有动物血清等因为这些组织或器官上的细胞生命力旺盛，分裂能力强因为这些组织或器官上的细胞生命力旺盛，分裂能力强成块组织不利培养，分散了做成细胞悬浮液利于培养成块组织不利培养，分散了做成细胞悬浮液利于

11、培养不能，动物细胞培养只能使细胞数目增多，不能发育成新的不能，动物细胞培养只能使细胞数目增多，不能发育成新的动物个体动物个体二、动物体细胞核移植技术和克隆动物二、动物体细胞核移植技术和克隆动物 动物核移植是将动物的一个细胞的细胞动物核移植是将动物的一个细胞的细胞核核,移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中.使其重组并发育成一个新的胚胎使其重组并发育成一个新的胚胎,这个新的这个新的胚胎最终发育为动物个体胚胎最终发育为动物个体.1.核移植技术核移植技术例例1.克隆羊培育过程克隆羊培育过程黑面绵羊去黑面绵羊去核卵细胞核卵细胞白面绵羊乳白面绵羊乳腺细胞核腺细胞核细胞核移植

12、细胞核移植重组细胞重组细胞电脉冲刺激电脉冲刺激早期胚胎早期胚胎胚胎移植胚胎移植另另一头绵羊的子宫一头绵羊的子宫妊娠、出生妊娠、出生克隆羊多利克隆羊多利供体细胞（供核）供体细胞（供核）细胞培养细胞培养体细胞体细胞卵母细胞（卵母细胞（M中期：供质）中期：供质）去核去核无核卵母细胞无核卵母细胞注入注入细胞细胞融合融合重组重组细胞细胞构建重组胚胎构建重组胚胎胚胎移植胚胎移植代孕母体代孕母体生出与供体奶牛遗传生出与供体奶牛遗传基础相同的犊牛基础相同的犊牛注意注意:1.取卵细胞作受体细胞的取卵细胞作受体细胞的原因原因是是:它是最大的细胞它是最大的细胞,易操作易操作,它发育可直接表达性它发育可直接表达性状状

13、2.严格来说新个体有卵母细胞的细胞质所以有严格来说新个体有卵母细胞的细胞质所以有两个亲本的性状两个亲本的性状核移植技术：核移植技术：2.体细胞核移植技术的应用前景体细胞核移植技术的应用前景1.克隆动物作为生克隆动物作为生物反应器，生产医物反应器，生产医用蛋白。用蛋白。2.改良动物品种。改良动物品种。3.治疗人类疾病，治疗人类疾病，作为供体。作为供体。4.保护濒危动物保护濒危动物3.体细胞核移植技术存在的问题体细胞核移植技术存在的问题1.许多克隆动物许多克隆动物表现出遗传和生表现出遗传和生理缺陷，如体型理缺陷，如体型过大，异常肥胖，过大，异常肥胖，发育困难，免疫发育困难，免疫失调等。失调等。2.

14、成功率非常低成功率非常低及克隆动物食品及克隆动物食品的安全性问题。的安全性问题。1.在体细胞的细胞核移植到受体卵母细胞之前，为什么必须先去掉受体细胞的核?为使核移植的胚胎或动物的遗传物质全部来自有重要利用价值的动物提供的体细为使核移植的胚胎或动物的遗传物质全部来自有重要利用价值的动物提供的体细胞，在供体细胞的细胞核移至受体细胞之前，必须将受体细胞的遗传物质去掉或胞，在供体细胞的细胞核移至受体细胞之前，必须将受体细胞的遗传物质去掉或将其破坏。将其破坏。2.用于核移植的供体细胞一般都选用传代10代以内的细胞，为什么？培养的动物细胞一般当传代至培养的动物细胞一般当传代至1050代左右时，部分细胞核型

15、可能会发生变化，代左右时，部分细胞核型可能会发生变化，其细胞遗传物质可能会发生突变，而其细胞遗传物质可能会发生突变，而10代以内的细胞一般能保持正常的二倍体代以内的细胞一般能保持正常的二倍体核型。因此，在体细胞核移植中，为了保证体细胞正常的遗传基础，通常采用核型。因此，在体细胞核移植中，为了保证体细胞正常的遗传基础，通常采用传代传代10代以内的细胞。代以内的细胞。3.你认为用上述体细胞核移植的方法生产的克隆动物，是对体细胞供体动物进行了100%的复制吗？为什么？克隆动物绝大部分克隆动物绝大部分DNA来自于供体细胞核，但其核外还有少量的来自于供体细胞核，但其核外还有少量的DNA，即线粒体，即线粒

16、体中的中的DNA是来自于受体卵母细胞。所以，用教材中所述的方法克隆的动物不是供是来自于受体卵母细胞。所以，用教材中所述的方法克隆的动物不是供核动物完全相同的复制。核动物完全相同的复制。此外，即便动物的遗传基础完全相同，但动物的一些行为、习性的形成与所处环此外，即便动物的遗传基础完全相同，但动物的一些行为、习性的形成与所处环境有很大关系，核供体动物生活的环境与克隆动物所生活的环境不会完全相同，境有很大关系，核供体动物生活的环境与克隆动物所生活的环境不会完全相同，其形成的行为、习性也不可能和核供体动物完全相同，从这一角度看，克隆动物其形成的行为、习性也不可能和核供体动物完全相同，从这一角度看，克隆

17、动物不会是核供体动物不会是核供体动物100%的复制。的复制。讨论：讨论：2.动物细胞培养要经过脱分化的过程吗？为什么？动物细胞培养要经过脱分化的过程吗？为什么？脱分化又称去分化，是指分化细胞失去特有的结构和功能变为具有未分化细胞特脱分化又称去分化，是指分化细胞失去特有的结构和功能变为具有未分化细胞特性的过程。植物的任何一部分，甚至单个细胞都具有长成完整植株的能力。但要性的过程。植物的任何一部分，甚至单个细胞都具有长成完整植株的能力。但要发育成完整植株，必须先脱分化，脱分化的细胞具有发育成任何组织的能力，然发育成完整植株，必须先脱分化，脱分化的细胞具有发育成任何组织的能力，然后进行再分化，形成完

18、整植株。植物细胞培养主要用于农林生产中的作物、苗木后进行再分化，形成完整植株。植物细胞培养主要用于农林生产中的作物、苗木育种，快速繁育种苗、培育无病毒植株等，这就要求植物的组织或细胞先进行脱育种，快速繁育种苗、培育无病毒植株等，这就要求植物的组织或细胞先进行脱分化。动物细胞的培养有各种用途，一般而言，动物细胞培养不需经过脱分化过分化。动物细胞的培养有各种用途，一般而言，动物细胞培养不需经过脱分化过程。因高度分化的动物细胞发育潜能变窄，失去了发育成完整个体的能力，所以，程。因高度分化的动物细胞发育潜能变窄，失去了发育成完整个体的能力，所以，动物细胞也就没有类似植物组织或细胞培养时的脱分化过程了。

19、要想使培养的动动物细胞也就没有类似植物组织或细胞培养时的脱分化过程了。要想使培养的动物细胞定向分化，通常采用定向诱导动物干细胞，使其分化成所需要的组织或器物细胞定向分化，通常采用定向诱导动物干细胞，使其分化成所需要的组织或器官。官。1.幼龄与老龄动物的组织细胞比较，分化程度低的与分化程度高的组织细胞比较，哪一种更易于培养？思考一下，这是什么道理？细胞的衰老与动物机体的衰老有着密切的关系，细胞的增殖能力与供体的年细胞的衰老与动物机体的衰老有着密切的关系，细胞的增殖能力与供体的年龄有关，幼龄动物细胞增殖能力强，有丝分裂旺盛，老龄动物则相反。所以，龄有关，幼龄动物细胞增殖能力强，有丝分裂旺盛，老龄动

20、物则相反。所以，一般来说幼年动物的组织细胞比老年动物的组织细胞易于培养。同样，组织一般来说幼年动物的组织细胞比老年动物的组织细胞易于培养。同样，组织细胞的分化程度越低，则增殖能力越强，所以更容易培养。细胞的分化程度越低，则增殖能力越强，所以更容易培养。思考与探究思考与探究3.19973.1997年，美国威斯康星州的一个奶牛场有一头名叫卢辛达（年，美国威斯康星州的一个奶牛场有一头名叫卢辛达（年，美国威斯康星州的一个奶牛场有一头名叫卢辛达（年，美国威斯康星州的一个奶牛场有一头名叫卢辛达（LucindaLucinda）的奶牛，）的奶牛，）的奶牛，）的奶牛，年产奶量为年产奶量为年产奶量为年产奶量为30

21、.8 t30.8 t，创造了世界奶牛产奶量最高新纪录。目前世界各国高产奶牛，创造了世界奶牛产奶量最高新纪录。目前世界各国高产奶牛，创造了世界奶牛产奶量最高新纪录。目前世界各国高产奶牛，创造了世界奶牛产奶量最高新纪录。目前世界各国高产奶牛场奶牛，年平均产奶量一般为十几吨，而我国奶牛产奶量年平均水平仅为场奶牛，年平均产奶量一般为十几吨，而我国奶牛产奶量年平均水平仅为场奶牛，年平均产奶量一般为十几吨，而我国奶牛产奶量年平均水平仅为场奶牛，年平均产奶量一般为十几吨，而我国奶牛产奶量年平均水平仅为3 34 t4 t。（1 1）能利用体细胞核移植技术克隆高产奶牛卢辛达吗？请说明理由。）能利用体细胞核移植技

22、术克隆高产奶牛卢辛达吗？请说明理由。）能利用体细胞核移植技术克隆高产奶牛卢辛达吗？请说明理由。）能利用体细胞核移植技术克隆高产奶牛卢辛达吗？请说明理由。提示：可以用体细胞核移植技术克隆高产奶牛卢辛达。卢辛达的产奶量很高，提示：可以用体细胞核移植技术克隆高产奶牛卢辛达。卢辛达的产奶量很高，提示：可以用体细胞核移植技术克隆高产奶牛卢辛达。卢辛达的产奶量很高，提示：可以用体细胞核移植技术克隆高产奶牛卢辛达。卢辛达的产奶量很高，说明它有高产奶的遗传基础，利用卢辛达的体细胞克隆的奶牛其遗传物质基本说明它有高产奶的遗传基础，利用卢辛达的体细胞克隆的奶牛其遗传物质基本说明它有高产奶的遗传基础，利用卢辛达的体

23、细胞克隆的奶牛其遗传物质基本说明它有高产奶的遗传基础，利用卢辛达的体细胞克隆的奶牛其遗传物质基本上全部来自该奶牛，其克隆牛具有高产的遗传基础，如果精心培育和饲养，有上全部来自该奶牛，其克隆牛具有高产的遗传基础，如果精心培育和饲养，有上全部来自该奶牛，其克隆牛具有高产的遗传基础，如果精心培育和饲养，有上全部来自该奶牛，其克隆牛具有高产的遗传基础，如果精心培育和饲养，有可能在世界范围内推广，克隆牛再与高产的公牛自然繁殖，可得到很多高产的可能在世界范围内推广，克隆牛再与高产的公牛自然繁殖，可得到很多高产的可能在世界范围内推广，克隆牛再与高产的公牛自然繁殖，可得到很多高产的可能在世界范围内推广，克隆牛

24、再与高产的公牛自然繁殖，可得到很多高产的后代，从而加快奶牛改良进程。后代，从而加快奶牛改良进程。后代，从而加快奶牛改良进程。后代，从而加快奶牛改良进程。但同时需注意，该克隆牛不能无限制地推广，其数量不宜过多，尤其是在小范但同时需注意，该克隆牛不能无限制地推广，其数量不宜过多，尤其是在小范但同时需注意，该克隆牛不能无限制地推广，其数量不宜过多，尤其是在小范但同时需注意，该克隆牛不能无限制地推广，其数量不宜过多，尤其是在小范围内不能无限的繁殖，以避免奶牛群出现近亲繁殖而引起种质衰退。围内不能无限的繁殖，以避免奶牛群出现近亲繁殖而引起种质衰退。围内不能无限的繁殖，以避免奶牛群出现近亲繁殖而引起种质衰

25、退。围内不能无限的繁殖，以避免奶牛群出现近亲繁殖而引起种质衰退。提示：在研究方面，克隆动物基因组重新编程的机制尚不清楚，克隆技术效提示：在研究方面，克隆动物基因组重新编程的机制尚不清楚，克隆技术效率低，克隆动物畸形率高、死亡率高、易出现早衰等问题。这些问题尚在研率低，克隆动物畸形率高、死亡率高、易出现早衰等问题。这些问题尚在研究中。在应用上，生产克隆动物费用昂贵，距大规模应用还有一定距离。究中。在应用上，生产克隆动物费用昂贵，距大规模应用还有一定距离。（2）如果将克隆高产奶牛卢辛达的任务交给你，你将如何对它进行克隆？）如果将克隆高产奶牛卢辛达的任务交给你，你将如何对它进行克隆？提示：首先从卢辛

26、达耳朵（也可用别的组织、器官，耳朵在活体上容易取）提示：首先从卢辛达耳朵（也可用别的组织、器官，耳朵在活体上容易取）上剪取一小块组织，在体外培养获得该组织（如软骨组织）的细胞。从屠宰上剪取一小块组织，在体外培养获得该组织（如软骨组织）的细胞。从屠宰场取废弃的牛卵巢，抽取卵母细胞体外培养成熟。用显微针去除卵母细胞的场取废弃的牛卵巢，抽取卵母细胞体外培养成熟。用显微针去除卵母细胞的核，再将耳细胞注入卵母细胞，用电刺激方法使卵母细胞与体细胞融合，这核，再将耳细胞注入卵母细胞，用电刺激方法使卵母细胞与体细胞融合，这时供体核就进入了受体卵母细胞，再用电刺激或化学物质激活注入了体细胞时供体核就进入了受体卵

27、母细胞，再用电刺激或化学物质激活注入了体细胞核的卵母细胞，使其完成减数分裂和发育过程。核移植胚胎在体外短时间培核的卵母细胞，使其完成减数分裂和发育过程。核移植胚胎在体外短时间培养后，挑选正常卵裂的胚胎植入经同期发情处理的受体母牛体内。养后，挑选正常卵裂的胚胎植入经同期发情处理的受体母牛体内。4.体细胞核移植技术在研究和应用上还存在什么问题？请你查阅资料，体细胞核移植技术在研究和应用上还存在什么问题？请你查阅资料，了解这方面的前沿动态。了解这方面的前沿动态。知识结构知识结构动物细胞培养和核移植技术动物细胞培养和核移植技术动物细胞培养动物细胞培养细胞培养的应用和概念细胞培养的应用和概念细胞培养的过

28、程细胞培养的过程细胞培养的条件细胞培养的条件细胞培养技术的应用细胞培养技术的应用动物体细胞核移植动物体细胞核移植技术和克隆动物技术和克隆动物核移植技术和克隆动物的概念核移植技术和克隆动物的概念体细胞核移植技术的过程体细胞核移植技术的过程体细胞核移植技术的应用前景体细胞核移植技术的应用前景体细胞核移植技术存在的问题体细胞核移植技术存在的问题一、动物细胞融合一、动物细胞融合 细胞融合是正常的生命活动两个细胞正在融合两个细胞正在融合 受精作用受精作用植物体细胞杂交植物体细胞杂交植物细胞植物细胞A植物细胞植物细胞B原生质体原生质体A原生质体原生质体B原生质原生质体融合体融合杂种细胞杂种细胞组织培养组织

29、培养杂种植株杂种植株去细胞壁去细胞壁纤维素酶、纤维素酶、果胶酶果胶酶化学法化学法物理法物理法筛选筛选动物细胞与植物细胞的差别：无细胞壁全能性受限制，不能发育成杂种动物动物细胞杂交与植物细胞杂交的不同：不需去除细胞壁不能发育成新的动物个体细胞细胞A细胞细胞B杂种细胞杂种细胞生物法生物法灭活的病毒灭活的病毒物理法物理法化学法化学法仙台病毒仙台病毒疱疹病毒疱疹病毒新城鸡瘟病毒新城鸡瘟病毒动物动物细胞细胞融合融合一、动物细胞融合（细胞杂交）1、概念：指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。2、结果：形成单核的杂交细胞3、原理：细胞膜的流动性4、诱导方式物理法：离心、振动、电激化学法：聚乙二醇（PE

30、G)生物法：灭活的病毒5、过程：动物细胞A动物细胞B诱导，融合2个完整的杂交细胞AB有丝分裂（膜融合、质融合）（核融合）注意：动物细胞的融合也需要把多个两种细胞放在一起，让它们随机融合后，再从中筛选杂交细胞6、意义：突破了有性杂交方法的局限，打破生殖隔离打破生殖隔离,使远缘杂交（种间、属间、科间、动植物之间）成为可能。7、应用：成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和生物新品种培育等的重要手段 特别是利用杂交瘤技术制造单克隆抗体植物体细胞杂交和动物细胞融合的比较植物体细胞杂交和动物细胞融合的比较比较项目比较项目植物体细胞杂交植物体细胞杂交动物细胞融合动物细胞融合细胞融合原理细胞融合原理细胞膜的流动性

31、、细胞膜的流动性、细胞膜的流动性细胞膜的流动性细胞融合的方法细胞融合的方法 去去除细胞壁除细胞壁后诱导后诱导原生质体融合原生质体融合使细胞分散后诱使细胞分散后诱导细胞融合导细胞融合诱导方法诱导方法物理（离心、振荡、物理（离心、振荡、电刺激）电刺激）化学（聚乙二醇）化学（聚乙二醇）物理、化学方法物理、化学方法（同左）（同左）灭活的病毒灭活的病毒用途用途获得杂种植株获得杂种植株制备单克隆抗体制备单克隆抗体二、单克隆抗体二、单克隆抗体什么是抗体？什么是抗体？抗体是机体受抗原刺激后产生抗体是机体受抗原刺激后产生的、并能与该抗原发生特异性结合的的、并能与该抗原发生特异性结合的具有免疫功能的球蛋白。具有免

32、疫功能的球蛋白。B淋巴细胞产生抗体。淋巴细胞产生抗体。B淋巴细胞与抗体的关系淋巴细胞与抗体的关系B B淋巴细胞受抗原刺激后，可以淋巴细胞受抗原刺激后，可以产生特异性抗体。产生特异性抗体。动物在免疫反应过程中，体内产生特异性抗体种动物在免疫反应过程中，体内产生特异性抗体种类可达类可达百万种百万种以上，以上，每种抗体对特定的抗原具有特异性每种抗体对特定的抗原具有特异性免疫免疫作用。作用。但但每一个淋巴细胞只分泌一种特异性抗体。每一个淋巴细胞只分泌一种特异性抗体。.在体外，在体外，一个淋巴细胞是不可能无限增殖的。一个淋巴细胞是不可能无限增殖的。单克隆抗体单克隆抗体 由单个由单个B淋巴细胞经过淋巴细胞

33、经过无性繁殖无性繁殖（克隆），形成基因型相同的细胞群，（克隆），形成基因型相同的细胞群，这一细胞群所产生的这一细胞群所产生的化学性质单一、特化学性质单一、特异性强的抗体异性强的抗体称为单克隆抗体。称为单克隆抗体。特点：特点：特异性强、灵敏度高特异性强、灵敏度高 如何大量生产单克隆抗体？如何大量生产单克隆抗体？利用淋巴细胞产生抗体的功能利用淋巴细胞产生抗体的功能利用肿瘤细胞无限增殖的特性利用肿瘤细胞无限增殖的特性利用细胞融合的技术将两种细胞融利用细胞融合的技术将两种细胞融合获得具有淋巴细胞和肿瘤细胞特合获得具有淋巴细胞和肿瘤细胞特性的杂交瘤细胞性的杂交瘤细胞利用动物细胞培养技术大量培养杂利用动物

34、细胞培养技术大量培养杂交瘤细胞交瘤细胞一个一个B B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体淋巴细胞只分泌一种特异性抗体骨髓瘤细胞（癌细胞）能无限增殖骨髓瘤细胞（癌细胞）能无限增殖杂种细胞杂种细胞动物细胞培养技术动物细胞培养技术1.设计方案：设计方案：动物细胞融合动物细胞融合创始人：米尔斯坦创始人：米尔斯坦创始人：米尔斯坦创始人：米尔斯坦单克隆单克隆抗体抗体既能产生特异性抗既能产生特异性抗体，又能大量繁殖体，又能大量繁殖 2.单克隆抗体制备过程单克隆抗体制备过程 注射抗原注射抗原B淋巴细胞淋巴细胞骨髓瘤细胞骨髓瘤细胞细胞融合、筛选细胞融合、筛选杂交瘤细胞杂交瘤细胞细胞培养细胞培养筛选，继续培养筛选，继续培

35、养足够数量的、能产生足够数量的、能产生特定抗体的细胞群特定抗体的细胞群体外培养体外培养注射到小鼠腹腔注射到小鼠腹腔单克隆抗体单克隆抗体动物细胞动物细胞融合技术融合技术B、BB、B瘤瘤、瘤瘤、瘤瘤、瘤、瘤只有杂种细只有杂种细胞才能活胞才能活动物细胞培养动物细胞培养单克隆单克隆抗体制抗体制备过程备过程获得产生相应抗获得产生相应抗体的体的B淋巴细胞淋巴细胞思考：思考：1.本过程利用了哪些技术？本过程利用了哪些技术？免疫学、细胞融合技术、动物细胞培养技术免疫学、细胞融合技术、动物细胞培养技术2.为什么选用小鼠骨髓瘤细胞与为什么选用小鼠骨髓瘤细胞与B细胞融合？细胞融合？这样融合成的杂交瘤细胞，继承了双亲

36、细胞的遗传这样融合成的杂交瘤细胞，继承了双亲细胞的遗传物质，不仅具有物质，不仅具有B细胞分泌抗体的能力，而且还有细胞分泌抗体的能力，而且还有无限增殖的本领，因而可以获得大量单克隆抗体无限增殖的本领，因而可以获得大量单克隆抗体3.3.植物体细胞杂交技术与动物细胞融合技术有什么不同？植物体细胞杂交技术与动物细胞融合技术有什么不同？植物体细胞杂交技术与动物细胞融合技术有什么不同？植物体细胞杂交技术与动物细胞融合技术有什么不同？植物体细胞杂交技术与动物细胞融合技术基本相同植物体细胞杂交技术与动物细胞融合技术基本相同,不不同的是植物体细胞融合前需去掉细胞壁同的是植物体细胞融合前需去掉细胞壁,然后再融合然

37、后再融合;动物动物细胞融合是两个体细胞直接融合。细胞融合是两个体细胞直接融合。4.单克隆抗体的应用单克隆抗体的应用特点：特点：与常规抗体相比，单克隆抗体产量高，特异与常规抗体相比，单克隆抗体产量高，特异性强，灵敏度高，优越性十分明显性强，灵敏度高，优越性十分明显。应用主要有：应用主要有：1.临床诊断临床诊断:作为诊断试剂：有准确，高效，快速的优点作为诊断试剂：有准确，高效，快速的优点2.作为载体，运载抗癌药物，形成作为载体，运载抗癌药物，形成“生物导弹生物导弹”治疗肿瘤治疗肿瘤资料资料：目前世界各国已经研制出数以百计的单克隆抗目前世界各国已经研制出数以百计的单克隆抗体。许多缺乏良好诊断手段的传

38、染病、免疫性疾病、血液病、体。许多缺乏良好诊断手段的传染病、免疫性疾病、血液病、内分泌疾病和遗传病，用单克隆抗体作为诊断手段，是一个内分泌疾病和遗传病，用单克隆抗体作为诊断手段，是一个必然趋势。另外，用单克隆抗体做体内诊断，借以鉴别和定必然趋势。另外，用单克隆抗体做体内诊断，借以鉴别和定位体内位体内“病灶病灶”也引起人们的注意，目前，主要用于肿瘤追也引起人们的注意，目前，主要用于肿瘤追踪及心肌梗塞的诊断。踪及心肌梗塞的诊断。下图为某同学根据杂交瘤技术的方法，设计的生产破伤下图为某同学根据杂交瘤技术的方法，设计的生产破伤风杆菌的实验方案风杆菌的实验方案2、该方案能达到预期效果吗？为什么？、该方案

39、能达到预期效果吗？为什么？4、图中、图中B为为_过程，常用过程，常用_作为诱导剂，该细胞继作为诱导剂，该细胞继承承_的遗传特性，既能的遗传特性，既能_,又能又能_。1、该实验方案的目的是、该实验方案的目的是_3、A是从小鼠的脾脏中取得是从小鼠的脾脏中取得_,该细胞能够产生该细胞能够产生_5、C过程指细胞培养，该过程包括过程指细胞培养，该过程包括_培养和培养和_培养两个阶段。培养两个阶段。制备单克隆抗体制备单克隆抗体B细胞细胞抗体抗体细胞融合细胞融合灭活病毒灭活病毒双亲细胞双亲细胞分泌抗体分泌抗体无限增殖无限增殖原代原代传代传代B体外培养体外培养骨髓瘤细胞骨髓瘤细胞杂交瘤细胞杂交瘤细胞足够数量的

40、细胞群足够数量的细胞群注射到注射到小鼠腹腔小鼠腹腔AC1.动物细胞工程技术的基础是：（）动物细胞工程技术的基础是：（）A动物细胞融合动物细胞融合B胚胎移植胚胎移植C动物细胞培养动物细胞培养D核移植核移植在动物细胞融合和植物体细胞杂交的比较中，正在动物细胞融合和植物体细胞杂交的比较中，正确的是（）确的是（）A结果是相同的结果是相同的B杂种细胞的形成过程基本相同杂种细胞的形成过程基本相同C操作过程中酶的作用相同操作过程中酶的作用相同D诱导融合的手段相同诱导融合的手段相同用灭活的病毒诱导动物细胞融合过程用灭活的病毒诱导动物细胞融合过程细胞核细胞核病毒颗粒病毒颗粒细胞核细胞核灭活的病毒颗粒黏附于细胞表面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被病毒颗粒穿通细胞膜连接细胞膜连接细胞融合，形成杂种细胞细胞融合，形成杂种细胞（细胞膜具有一定的流动性）（细胞膜具有一定的流动性）生物法：生物法：灭活的病毒灭活的病毒（丧失感染性、保留抗原结构）（丧失感染性、保留抗原结构）