苏教版 (2019)选择性必修3 生物技术与工程第三节 动物细胞工程及其应用备课ppt课件
展开植物体细胞杂交技术跨越不同种植物之间生殖隔离的屏障,克服远缘杂交不亲和的障碍,培育出新的作物类型。
有没有技术让不同种动物的体细胞杂交,培育出集不同细胞优势于一身的动物细胞呢?
形成的具有原来____________________ 的 ____ 细胞,称为 ________ 。
1. 什么是动物细胞融合技术(概念)?原理是什么?
2. 所形成的杂种细胞有什么特点?
两个或多个细胞遗传信息
概念:是指在一定的条件下将 动物细胞,通过物理、化学或生物方法,结合形成 细胞的技术。
自发融合 缺点:频率 。人为促进细胞融合①生物方法a.诱导物: ,如仙台病毒、疱疹病毒、腮腺炎病毒等。
3. 诱导动物细胞融合的方法有哪些?
动物细胞融合——诱导方法
灭活是指用物理或化学手段使病毒失去感染能力,但是并不破坏病毒的抗原结构。
★为什么能用灭活的病毒进行动物细胞膜的融合?
动物细胞融合所特有的融合方式
用灭活的病毒诱导动物细胞融合过程:灭活的病毒颗粒黏附于细胞表面
↓细胞膜被病毒颗粒穿通 ↓
细胞核融合,形成杂交细胞
灭活原理: 灭活的病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能够与细胞质膜上的糖蛋白发生作用,使细胞相互凝聚,细胞质膜上的蛋白质分子和脂质分子重新排布,细胞质膜打开,细胞发生融合
b.诱导机理:病毒可以与细胞质膜发生作用,使细胞紧密凝集,直至融合。c.缺点:病毒进入细胞后,可能会对细胞的 产生一定的干扰。
②化学方法a.诱导剂: 。b.局限性:有一定的 ,对某些细胞(如 )不适用。③物理方法a.诱导方法: 融合法。b.优点:对细胞伤害 ,易操作、控制和观察。
正在融合的淋巴细胞与骨髓瘤细胞
正在融合的鸡血细胞
(3)诱导细胞融合的机理在各种方法的促融合作用下,细胞质膜出现 、 和 ,进而发生细胞质融合和细胞核的融合,最终形成 。(4)融合结果人工诱导细胞融合后,可能产生 类型的细胞,因此需要对细胞进行_____,挑选出所需要的细胞。
_______法诱导
①融合过程:细胞膜融合→细胞质融合→ ________融合。②细胞膜融合的过程体现出细胞质膜具有__________________。③融合后杂交细胞的特点: 具有____________________,杂交细胞表现出两个____________的特点。④融合后的杂交细胞经过 ________后仍能形成两个完整的杂交细胞
诱导细胞融合的机理在各种方法的促融合作用下,细胞质膜出现 、 和 ,进而发生细胞质融合和细胞核的融合,最终形成 。
融合结果人工诱导细胞融合后,可能产生 类型的细胞,因此需要对细胞进行_____,挑选出所需要的细胞。
(1)细胞融合体现了细胞质膜的流动性( )(2)通过诱导只能使同物种细胞发生融合,而不能使不同物种的细胞之间发生融合( )(3)与植物原生质体融合相比,动物细胞融合特有的诱导方法有聚乙二醇(PEG)诱导融合法、灭活的病毒诱导融合法( )(4)二倍体动物细胞融合后的杂种细胞仍然是二倍体细胞( )
1.19世纪30年代,科学家曾在患肺结核、天花和麻疹等疾病的病人的病理组织中,观察到多核细胞。如何解释这一现象?
病人体内的病毒等诱导多个体细胞融合形成了多核细胞。
2.比较动物细胞融合技术和植物体细胞杂交技术(1)动物细胞融合和植物体细胞杂交技术的原理分别是什么?
动物细胞融合的原理是细胞质膜的流动性;植物体细胞杂交技术的原理是细胞质膜的流动性和植物细胞的全能性。
(2)两者在方法上有什么异同?
都可用聚乙二醇(PEG)诱导融合法和电场诱导融合法诱导融合;但动物细胞还可用灭活的病毒诱导融合法诱导细胞融合。
(3)两者在最终结果上有什么不同?
动物细胞融合最终得到的是杂种细胞,而植物体细胞杂交技术最终得到的是杂种植株。
打破生殖隔离,实现远缘杂交育种
细胞膜的流动性植物细胞的全能性
纤维素酶和果胶酶去掉细胞壁后,诱导原生质体融合,形成杂种细胞,再经植物组织培养形成杂种植株
胰蛋白酶或胶原蛋白酶分散成单个细胞后,诱导细胞融合,形成杂交细胞
化学融合法(聚乙二醇法)、物理融合法(电融合法)
生物方法(病毒诱导)、化学方法(聚乙二醇诱导)、物理方法(电场诱导融合法)
突破有性杂交的局限,使远缘杂交成为可能;制备单克隆抗体
核心归纳——植物体细胞杂交和动物细胞融合的比较
形成杂种细胞,以生产细胞产品
1.对比动物细胞融合和植物体细胞杂交技术,下列论述合理的是A.均可使用PEG、电融合或灭活病毒诱导细胞融合B.两者都可以跨越种属间的生殖隔离C.两者都可以体现细胞的全能性D.在适宜的条件下,均可产生完整个体
2.基因型为Aa与基因型为Bb的动物体细胞混合,用灭活的病毒处理后,不可能获得下列哪种基因型的细胞A.AAaa B.AaBb C.Aabb D.BBbb
已成功的动物细胞融合实例有很多,如鼠—鸡、鼠—兔、鼠—猴、人—鼠、人—兔、人—鸡、人—蛙等上百种融合细胞。
应用前景:在 、 等领域展现出美好的前景。
特别是利用杂交瘤技术制造单克隆抗体。
传统抗体制备方法及缺陷
①是含有多种抗体的 抗体。②不能 地对付某一类病原体。③治疗效果不佳。
①体内产生的特异性抗体种类多达百万种以上②每个B淋巴细胞只分泌一种特异性的抗体
如何获得大量、单一的抗体?
体外培养时,一个B淋巴细胞不能无限增殖
积极思维:如何解决传统抗体制备的缺陷?
思考1:我们所学的哪种细胞是可以无限增殖的
思考2:有什么方法能使B细胞产生抗体的能力 和无限增殖能力同时具备
一个极富创造力的方案:
既能迅速大量增殖,又能产生专一抗体
骨髓瘤细胞(癌细胞)能无限增殖
一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体
将骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合
能产生抗体,但不能大量增殖
不能产生抗体,但能大量增殖
PEG融合法、电融合法、灭活病毒诱导法
在该培养基上,未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡,只有融合的杂交瘤细胞才能生长
(既能迅速大量增殖,又能产生抗体)
每一个孔中尽量只接种一个杂交瘤细胞
(能产生所需抗体的杂交瘤细胞)
抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞
(分泌的抗体能与特定抗原结合)
(1)如何得到效应B淋巴细胞?(2)如何诱导融合?(3) 细胞两两融合后,有哪些融合细胞类型?(4)如何筛选出杂交瘤细胞?(5)第二次筛选的杂交瘤细胞有什么特点?(6)融合后的细胞,在培养时通过什么方式进行繁殖?细胞中染 色体数目与淋巴细胞相比有何不同? (7)筛选过程中对细胞克隆培养时,在特定培养基上使每个孔只有一个细胞的目的是什么?(8)如何大规模培养杂交瘤细胞?如何提取?体外培养的条件?(9)制备单克隆抗体时,不直接用经过免疫的B淋巴细胞(浆细胞)获得单克隆抗体的原因是什么?(10)单克隆抗体制备过程中用到的技术手段有哪些?
(1)如何得到B淋巴细胞(浆细胞)?(2)如何诱导融合?(3) 细胞两两融合后,有哪些融合细胞类型?
注射特定的抗原蛋白,从而获得B淋巴细胞 。该细胞能产生特异性抗体
加入聚乙二醇(PEG)、灭活病毒 、电激等
B-B 、B-瘤(杂交瘤细胞) 、瘤-瘤
(4)如何筛选出杂交瘤细胞和产生特异性?
① 两次筛选,目的不同 第一次筛选目的:获得杂交瘤细胞。第二次筛选目的:获得能产生所需单一抗体的杂交瘤细胞。
②两次筛选方法和原理是不相同。第一次筛:方法:用选择培养基筛选出杂交瘤细胞原理:选择培养基只允许杂交瘤细胞生长、增殖,未融合的亲本细胞和融合了同种核的细胞不能生存第二次筛选:方法:克隆化培养、抗体检测(专一抗体检验呈阳性的细胞)原理:无性繁殖、抗原-抗体杂交
①细胞合成DNA有两条途径,正常细胞内两种途径都有,若全合成途径被阻断,可以通过补救合成途径合成DNA;②骨髓瘤细胞不能合成转化酶和激酶,因此只能进行全合成途径;③全合成途径能被氨基喋呤(A)阻断;④次黄嘌呤(H)、胸腺嘧啶(T)是补救合成途径的原料;⑤无增殖能力的细胞在培养基中存活仅5-7天,细胞的多聚体也容易死去;将诱导融合后的细胞接种于HAT培养基后两周,则细胞生存状况及原因为:B细胞和B-B细胞________________________________________骨髓瘤细胞和瘤-瘤细胞__________________________________________杂交瘤细胞_____________________________________________
死亡;能进行补救合成途径,但是无增殖能力;
死亡;两种途径均无法进行,无法合成DNA,无法增殖;
存活;能进行补救合成途径,能合成DNA,可大量增殖;
补充了解——HAT选择培养基的筛选原理
(3)如图是核苷酸合成的两个途径,物质A可以阻断其中的全合成途径。正常细胞内含有补救合成途径所必需的转化酶和激酶。制备单克隆抗体时选用的骨髓瘤细胞中缺乏转化酶。现用加入H、A、T三种物质的“HAT培养基”来筛选特定的细胞,请问该培养基是一种什么培养基?诱导后能在该培养基中存活的是什么细胞?不能存活的是什么细胞?原因分别是什么?
HAT培养基是选择培养基。骨髓瘤细胞及其自身融合的细胞中缺乏转化酶,无法进行上述两个途径,因而在HAT培养基上不能增殖;浆细胞和自身融合的细胞因高度分化而不能增殖,在该培养基上能增殖的只有杂交瘤细胞,因为虽然杂交瘤细胞中全合成途径被物质A阻断,但其可借助浆细胞的补救合成途径来合成核苷酸,进而大量繁殖。
(4)经HAT培养基筛选出来的杂交瘤细胞都是分泌所需抗体的杂交瘤细胞吗?如果不是,怎样将分泌所需抗体的杂交瘤细胞筛选出来?
不全是;可以通过抗原—抗体杂交将分泌所需抗体的杂交瘤细胞筛选出来。
怎样二次筛选出能分泌所需抗体的杂交瘤细胞?
将杂交瘤细胞群稀释,约每孔1个进行培养(克隆化培养)
一段时间后,检测各孔上清液中细胞分泌的抗体
上清液可与特定抗原结合的培养孔为阳性孔
专一抗体检验呈阳性的细胞
再次筛选出能分泌所需抗体的杂交瘤细胞: 克隆化培养和专一抗体检测
(5)第二次筛选的杂交瘤细胞有什么特点?(6)融合后的细胞,在培养时通过什么方式进行繁殖?细胞中染色体数目与淋巴细胞相比有何不同? (7)筛选过程中对细胞克隆培养时,在特定培养基上使每个孔一个细胞的目的是什么?
融合了两个亲本细胞的特征,既能迅速大量繁殖,又能产生专一抗体
有丝分裂。融合后细胞内染色体数目加倍。
使每个孔内不多于一个细胞,达到单克隆培养的目的(或单一细胞培养以保证抗体的纯度)。
(8)如何大规模培养杂交瘤细胞?如何提取?体外培养的条件?(9)制备单克隆抗体时,不直接用经过免疫的B淋巴细胞(浆细胞)获得单克隆抗体的原因是什么?(10)单克隆抗体制备过程中用到的技术手段有哪些?
体内培养:注入小鼠腹腔内增殖体外培养:细胞培养液体外培养条件:葡萄糖、氨基酸。促生长因子、无机盐、血清或血浆等天然成分
浆细胞高度分化,不能增殖
动物细胞培养、动物细胞融合
克隆化培养,专一抗体检验
体外培养或小鼠腹腔内增殖
能分泌所需抗体的杂交瘤细胞
①制备单克隆抗体 ,其优点是对肿瘤细胞有较好的 杀伤作用。②由于单克隆抗体可以高度 地识别抗原,它在 上也有一定的临床价值。③利用单克隆抗体进行 ,其目的是利用 的单克隆抗体在体内显示肿瘤 ,用以指导手术范围。
1)诊断试剂——最广泛应用
比原来诊断方法提前了10d左右,准确率在90﹪以上。
具有准确、高效、简易、快速特点
(主要用于癌症治疗)如:单克隆抗体+药物 =“生物导弹”
2)用于治疗疾病和运载药物
优点:位置准确、疗效高、副作用小
(“生物导弹” —单抗导向,药物为弹头)
(1)浆细胞与骨髓瘤细胞融合后需要进行筛选( )(2)实验室制备单克隆抗体可通过动物体内培养或体外培养两种途径获得( )(3)要提取单克隆抗体必须要破碎细胞( )
1.根据单克隆抗体的制备过程,回答以下问题。(1)给小鼠注射特定抗原的目的是什么?
目的是能从该小鼠的脾脏中得到可以产生特定抗体的浆细胞。
(2)浆细胞与骨髓瘤细胞经诱导融合后,培养基中共出现几种细胞?其中融合的细胞有几种?(若融合的话,只考虑两两融合)
共有5种细胞;其中融合的细胞有3种。
2.根据资料,回答问题。资料 使用高效的细胞毒素类药物进行化疗可以有效杀伤肿瘤细胞。但细胞毒素没有特异性,在杀伤肿瘤细胞的同时还会对健康细胞造成伤害,这限制了它在临床上的应用。抗体—药物偶联物(antibdy-drug cnjugate,ADC)通过将细胞毒素与能特异性识别肿瘤抗原的单克隆抗体结合,实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤。ADC通常由抗体、接头和药物(如细胞毒素)三部分组成,它的作用机制如右图所示。
(1)据图分析ADC进入肿瘤细胞的方式是什么?需不需要能量?
(2)ADC的抗体和药物各具有什么作用?
抗体具有靶向运输作用;药物具有治疗作用。
(3)ADC与传统的化疗相比较具有什么优势?
ADC协同发挥了抗体特异性识别的靶向作用和细胞毒素对肿瘤细胞的杀伤作用,具有靶点清楚、毒副作用小的优点。
1.单克隆抗体制备的过程
2.单克隆抗体制备过程中两次筛选的比较
3.(2021·江苏泰州中学高二期中)下列有关单克隆抗体制备过程的叙述错误的是A.过程①注射一种灭活病毒可使 小鼠体内产生浆细胞B.过程②形成的两两融合细胞只 有图中所示的类型C.过程③采用抗原—抗体反应进 行特定杂交细胞的筛选D.过程④获得的全部杂交细胞都只能产生同一种抗体
4.下图是一种“生物导弹”的作用原理示意图,没有与肿瘤细胞结合的“生物导弹”一段时间后被机体清除。阿霉素是一种抗肿瘤药,可抑制DNA和RNA的合成,对正常细胞也有一定毒性。下列说法不正确的是A.单克隆抗体是由杂交细胞合 成和分泌的B.活化阿霉素能抑制细胞中的 DNA复制和转录过程C.在治疗中,应先注射非活化 磷酸阿霉素再注射生物导弹D.单克隆抗体特异性强,能减轻阿霉素对正常细胞的伤害
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