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1、学学 细胞工程细胞工程有感有感生物组生物组 周辉勤周辉勤2012,122012,12一：细胞工程的概念一：细胞工程的概念 指应用细胞和分子生物学的指应用细胞和分子生物学的原理和方法，在原理和方法，在细胞水平或细胞细胞水平或细胞器水平器水平上，按照人的意愿来改变上，按照人的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产细胞内的遗传物质或获得细胞产品的一门综合技术。品的一门综合技术。 细细胞胞工工程程植物细胞工程植物细胞工程动物细胞工程动物细胞工程植物组织培养植物组织培养 植物体细胞杂交植物体细胞杂交所采用技术的所采用技术的理论基础理论基础 植植物物细细胞胞工工程程技技术术手手段段 植物细胞的全能性植物细
2、胞的全能性脱分化脱分化再分化再分化一：植物组织培养过程一：植物组织培养过程（回顾回顾）离体的植物器官、组织或细胞离体的植物器官、组织或细胞愈伤组织愈伤组织根、芽根、芽植株植株移移 栽栽植物组织培养应用植物组织培养应用快速繁殖快速繁殖神奇的人造种子神奇的人造种子植物组织培养应用植物组织培养应用培养无病毒植株培养无病毒植株获得细胞产品获得细胞产品二二：植物体细胞杂交植物体细胞杂交1 1 你认为两个植物细胞互相融合，遇到的第你认为两个植物细胞互相融合，遇到的第一个障碍是细胞的什么结构？一个障碍是细胞的什么结构？ ( (奋斗组奋斗组） 2 2 怎么去掉这个障碍呢？怎么去掉这个障碍呢？ ( (挑战组挑战
3、组）3 3 两个原生质体能发生融合，这与细胞膜的两个原生质体能发生融合，这与细胞膜的什么特性有关？什么特性有关？ ( (奋斗组奋斗组）细胞壁细胞壁用纤维素酶，果胶酶处理用纤维素酶，果胶酶处理一定流动性一定流动性去壁去壁去壁去壁纤维素酶纤维素酶果胶酶果胶酶原原生生质质体体融融合合再再生生细细胞胞壁壁愈愈伤伤组组织织杂杂种种植植株株杂杂种种细细胞胞筛筛选选植物体细胞杂交植物体细胞杂交过程示意图过程示意图意义：克服远缘杂交不亲和的障碍，意义：克服远缘杂交不亲和的障碍，打破了不同物种间的生殖隔离限制。打破了不同物种间的生殖隔离限制。植植物物细细胞胞A植植物物细细胞胞B原原生生质质体体AB脱脱分分化化再
4、再分分化化白菜白菜甘蓝甘蓝白菜甘蓝白菜甘蓝植物体细植物体细胞杂交胞杂交 番茄与马铃薯不是同种植物。能不番茄与马铃薯不是同种植物。能不能有这样能有这样 一个梦想一个梦想 ：培养一株植物地：培养一株植物地上结番茄上结番茄(tomato)(tomato)，地下结马铃薯，地下结马铃薯(potato)(potato)？设想设想 Potomato!(!(马番铃）马番铃）能！能！ Potomato培养过程基本培养过程基本设想设想：不足之处：有些杂交细胞培不足之处：有些杂交细胞培养成的植物还不能按照人的养成的植物还不能按照人的意愿表达出来，这与调控基意愿表达出来，这与调控基因的表达有关。因的表达有关。感叹：谁
5、能控制这些调控基因的表达，感叹：谁能控制这些调控基因的表达，诺贝尔奖就会光临他！法国的莫诺和诺贝尔奖就会光临他！法国的莫诺和雅各布即为一例。雅各布即为一例。三三 动物细胞工程的技术手动物细胞工程的技术手段较多，主要有：段较多，主要有：动物细胞培养动物细胞培养动物细胞融合动物细胞融合胚胎移植胚胎移植核移植核移植单克隆抗体单克隆抗体制备制备四四 动物细胞融合：动物细胞融合：灭活病毒促进动物细胞融合过程灭活病毒促进动物细胞融合过程灭活病毒灭活病毒杂种细胞杂种细胞思考：动物细胞融合与植物体细思考：动物细胞融合与植物体细胞杂交中胞杂交中哪个环节哪个环节相似？相似？去壁去壁去壁去壁纤维素酶纤维素酶果胶酶果
6、胶酶原原生生质质体体融融合合愈愈伤伤组组织织杂杂种种植植株株植植物物细细胞胞A植植物物细细胞胞B思考：动物细胞融合与植物体细思考：动物细胞融合与植物体细胞杂交中胞杂交中哪个环节哪个环节相似？相似？脱脱分分化化再再分分化化思考：动物细胞融合后的杂交细胞思考：动物细胞融合后的杂交细胞能像植物杂交细胞那样培养成个体能像植物杂交细胞那样培养成个体吗，为什么？吗，为什么？（不能，动物细胞高度分化，全能性低）（不能，动物细胞高度分化，全能性低）A, BA, B两种动物细胞融合除能产生两种动物细胞融合除能产生ABAB型杂交细胞外，还能产生哪些类型杂交细胞外，还能产生哪些类型的杂交细胞？型的杂交细胞？AA,
7、BB即兴挑战：即兴挑战：动物细胞融合主要作用动物细胞融合主要作用是制备是制备单克隆抗体单克隆抗体。阅读下面一段资料，思考以下问题：阅读下面一段资料，思考以下问题：为了获得抗体，人们通常把抗原注射到动物体内，然后为了获得抗体，人们通常把抗原注射到动物体内，然后从血清中提取抗体。用这种方法获得的抗体，纯度低，从血清中提取抗体。用这种方法获得的抗体，纯度低，特异性差。临床治病能力弱，后来发现，在动物体内，特异性差。临床治病能力弱，后来发现，在动物体内，众多的众多的B B细胞可以产生上百万种抗体，但是一个细胞可以产生上百万种抗体，但是一个B B细胞只细胞只分泌一种抗体。要想获得大量的单一抗体，必须让单
8、个分泌一种抗体。要想获得大量的单一抗体，必须让单个B B细胞无限增殖，即克隆而获得这种单一抗体。细胞无限增殖，即克隆而获得这种单一抗体。 1 1、请从以上资料中找出单克隆抗体的概念、请从以上资料中找出单克隆抗体的概念( (挑战组挑战组）2 2、怎样才能获得单克隆抗体？、怎样才能获得单克隆抗体？提示提示1 1：我们所学的哪种细胞是可以无限增殖的？：我们所学的哪种细胞是可以无限增殖的？ (奋斗组奋斗组）提示提示3 3：怎么使：怎么使B B细胞和这种无限增殖的细胞结合？细胞和这种无限增殖的细胞结合？(挑战组挑战组）让单个让单个B B细胞无限增殖，即克隆而获得的单一抗体，细胞无限增殖，即克隆而获得的单
9、一抗体，就叫单克隆抗体。就叫单克隆抗体。提示提示2 ： 哪种细胞可以产生抗体？哪种细胞可以产生抗体？ (奋斗组奋斗组）阿根廷科学家阿根廷科学家米尔斯坦米尔斯坦和德国科学家和德国科学家柯勒柯勒因提出这因提出这个富想象力的实验而获得个富想象力的实验而获得19841984诺贝尔生理奖。诺贝尔生理奖。单克隆抗体制备过程：单克隆抗体制备过程：单克隆抗体制备过程：单克隆抗体制备过程：骨髓瘤细胞骨髓瘤细胞杂交瘤细胞杂交瘤细胞细胞融合细胞融合细胞培养细胞培养提取单克隆抗体提取单克隆抗体体体外外培培养养体体内内培培养养克隆（clone）：亦称无性繁殖系或简称无性系。增殖（克隆）增殖（克隆）浆细胞浆细胞抗原抗原为
10、为什什么么选选用用小小鼠鼠骨骨髓髓瘤瘤细细胞胞 与与 B B淋淋巴巴细细胞胞融融合合? ?骨髓瘤细胞能骨髓瘤细胞能无限增殖，无限增殖， B B细胞能细胞能产生抗体，产生抗体， 融合后的融合后的杂交瘤细胞杂交瘤细胞既能无限增殖既能无限增殖又能产生单一抗体又能产生单一抗体。单克隆抗体的应用单克隆抗体的应用与常规抗体相比，单克隆抗体产量高，与常规抗体相比，单克隆抗体产量高，特异性强，灵敏度高，优越性明显特异性强，灵敏度高，优越性明显。应用主要有：应用主要有：1 1、临床治疗，所向无敌。、临床治疗，所向无敌。2 2、与抗癌药物连接，制成、与抗癌药物连接，制成“生物导生物导弹弹”治疗癌症，不损伤正常组织
11、。治疗癌症，不损伤正常组织。基础知识有多扎实，基础知识有多扎实，感叹：感叹：想象力有多大，想象力有多大，诺贝尔奖就诺贝尔奖就有多近！有多近！ 科科学学家家用用小小鼠鼠骨骨髓髓瘤瘤细细胞胞与与某某细细胞胞融融合合，得得到到杂杂交交细细胞胞，经经培培养养可可产产生生大大量量的的单单克克隆隆抗抗体体，与骨髓瘤细胞融合的是与骨髓瘤细胞融合的是( )A. 不经过免疫的不经过免疫的B淋巴细胞淋巴细胞B. 经过免疫的经过免疫的T淋巴细胞淋巴细胞C. 经过免疫的经过免疫的B淋巴细胞淋巴细胞D. 不经过免疫的不经过免疫的T淋巴细胞淋巴细胞 C即兴挑战：即兴挑战：1、A、B细胞为动物细胞细胞为动物细胞,请据图回答
12、问题请据图回答问题:A细胞细胞B细胞细胞C细细胞胞D细细胞胞杂交瘤杂交瘤无限增殖无限增殖有丝分裂有丝分裂单克隆单克隆单克隆抗体单克隆抗体(3)D细胞中产生的抗体具有细胞中产生的抗体具有_作作用用,与血清抗体相比其优越之处在于与血清抗体相比其优越之处在于_强强, _高。高。球蛋白球蛋白基因基因核糖体核糖体转录转录翻译翻译免疫免疫特异性特异性灵敏度灵敏度(4)若若A为人细胞为人细胞,B为鼠细胞为鼠细胞,用同位素标记用同位素标记A细胞膜细胞膜上的蛋白质上的蛋白质,B不标记不标记,在在C细胞时细胞时,检测结果发现整个检测结果发现整个细胞一半有放射性另一半没有细胞一半有放射性另一半没有.在在D细胞时细胞
13、时,检测结果检测结果发现整个细胞都有放射性发现整个细胞都有放射性,请解释原因请解释原因_。构成细胞膜的蛋白质分子大都可以流动构成细胞膜的蛋白质分子大都可以流动3、在生物体的所有细胞中，全能性最、在生物体的所有细胞中，全能性最高的是高的是 A、卵细胞卵细胞 B、植物花粉、植物花粉 C、体、体细胞细胞 D、受精卵、受精卵4、不能人工诱导原生质体融合的方法是（、不能人工诱导原生质体融合的方法是（ ） A、振动、振动 B、电剌激、电剌激 C、PEG试剂试剂 D、重压重压DD5、植植物物体体细细胞胞杂杂交交尚尚未未解解决决的的问问题题是是（ ） A、去掉细胞壁，分离出有活力的原生质体、去掉细胞壁，分离出
14、有活力的原生质体 B、让杂种植物按照人们的需要表现出亲代、让杂种植物按照人们的需要表现出亲代 的优良性状的优良性状 C、将杂种细胞培育成植株、将杂种细胞培育成植株 D、尚未培育出属间杂种植物、尚未培育出属间杂种植物B6 6、在生物体内、在生物体内 ，细胞没有表现出全能，细胞没有表现出全能性，而是分化为不同的组织、器官，是性，而是分化为不同的组织、器官，是因为（因为（ ） A A、细胞丧失了全能性、细胞丧失了全能性B B、基因的表达有选择性、基因的表达有选择性 C C、不同的细胞内基因不完全相同、不同的细胞内基因不完全相同 D D、在个体发育的不同时期，细胞内的基、在个体发育的不同时期，细胞内的基因发生了变化因发生了变化B B植物体细胞杂交与动物细胞融合的比较植物体细胞杂交与动物细胞融合的比较比较比较项目项目原理原理方法方法诱导手段诱导手段用途用途植物植物动物动物细胞膜细胞膜流动性流动性去壁后去壁后原生质体原生质体融合融合细胞分散后细胞分散后融合融合物理物理化学化学物理物理化学化学灭活病毒灭活病毒克服远缘杂交克服远缘杂交不亲合障碍不亲合障碍制备单克制备单克隆抗体隆抗体
