细胞工程复习课课件

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1、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

2、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

3、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

4、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

5、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

6、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

7、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

8、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

9、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

10、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

11、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 2 8 4 多数动物细胞培养的适宜pH为7 2 7 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

12、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 2 7 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

13、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7 10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