专题二细胞工程课件.ppt

1、 第一节第一节 细胞的生物膜系统细胞的生物膜系统 第二节第二节 植物细胞工程植物细胞工程 第三节第三节 动物细胞工程动物细胞工程 思考讨论思考讨论：下图是变形虫去核实验示意图，这个实验：下图是变形虫去核实验示意图，这个实验说明了什么？说明了什么？变形虫变形虫切切无核细胞质无核细胞质单独培养单独培养死亡死亡去核细胞去核细胞单独培养单独培养死亡死亡植入细胞核植入细胞核正常生活正常生活细胞只有保持完整性，才能正常地完成各项生命活动。细胞只有保持完整性，才能正常地完成各项生命活动。思考讨论思考讨论 细胞的结构是怎样的？具有单层膜的细胞结构有细胞的结构是怎样的？具有单层膜的细胞结构有 哪些？双层膜的有哪

2、些？无膜结构的有哪些？哪些？双层膜的有哪些？无膜结构的有哪些？生物膜的结构怎样的？其化学成分又是由什么组成？生物膜的结构怎样的？其化学成分又是由什么组成？从上表中，你能得出什么结论？从上表中，你能得出什么结论？膜结构的化学成分基本相同。膜结构的化学成分基本相同。不同生物的同一种膜的成分一样吗？不同生物的同一种膜的成分一样吗？各种真核细胞膜内蛋白质与脂质的比值各种真核细胞膜内蛋白质与脂质的比值1.3变形虫变形虫1.1人红细胞人红细胞0.85小鼠肝细胞小鼠肝细胞0.23神经髓鞘神经髓鞘蛋白质蛋白质/脂质（重量比）脂质（重量比）细胞膜的种类细胞膜的种类 从右表中，你能得出什从右表中，你能得出什么结论

3、么结论？不同种类的生物膜的蛋白不同种类的生物膜的蛋白质和脂质的比例存在较大差异。质和脂质的比例存在较大差异。一般地说，功能越多，膜蛋白一般地说，功能越多，膜蛋白比例越大，种类越多；反之，比例越大，种类越多；反之，所含蛋白质的种类和数量越少。所含蛋白质的种类和数量越少。一、生物膜系统的概念：一、生物膜系统的概念：细胞内由细胞膜、核膜、内质网膜、高尔基体膜、线粒细胞内由细胞膜、核膜、内质网膜、高尔基体膜、线粒体膜、质体膜等膜结构组成的统一整体，由这些化学组成相体膜、质体膜等膜结构组成的统一整体，由这些化学组成相似，基本结构大致相同的膜形成的结构体系似，基本结构大致相同的膜形成的结构体系生物膜系统。

4、生物膜系统。细胞中由各种膜构成了生物体的生物膜系统。细胞中由各种膜构成了生物体的生物膜系统。二、各种生物膜在结构上的联系二、各种生物膜在结构上的联系内质网内质网核膜核膜线粒体线粒体细胞膜细胞膜直接联系直接联系高尔基体高尔基体间接联系间接联系间接联系间接联系膜结构联系膜结构联系1膜结构联系膜结构联系2内质网膜内质网膜细胞膜细胞膜高尔基体膜高尔基体膜直接转化直接转化间接转化间接转化间接转化间接转化三、各种生物膜在功能上的联系三、各种生物膜在功能上的联系 蚕的丝腺细胞在蚕的丝腺细胞在5龄的初期主要是细胞本身增大，龄的初期主要是细胞本身增大，这时细胞质中的核糖体多为游离型的，而内质网数量这时细胞质中的

5、核糖体多为游离型的，而内质网数量很少。但到很少。但到5龄的后半期，腺细胞开始大量合成和分泌龄的后半期，腺细胞开始大量合成和分泌丝心蛋白，且大量核糖体与内质网结合，形成发达的丝心蛋白，且大量核糖体与内质网结合，形成发达的粗面型内质网。粗面型内质网。通过上述事实，你能得出什么结论？通过上述事实，你能得出什么结论？结论：结论：蛋白质的合成场所是核糖体。蛋白质的合成场所是核糖体。核糖体在细胞内以游离态和附着态存在。核糖体在细胞内以游离态和附着态存在。肌球蛋白、组蛋白等肌球蛋白、组蛋白等可溶性结构蛋白质可溶性结构蛋白质在细胞质在细胞质 中中游离核糖体游离核糖体上合成；上合成；分泌性蛋白分泌性蛋白（如丝蛋

6、白）（如丝蛋白）是是附着在内质网上的核糖体附着在内质网上的核糖体中合成。中合成。核糖体核糖体（合成多肽链）（合成多肽链）内质网内质网（折叠、组装、（折叠、组装、糖基化、运输）糖基化、运输）高尔基体高尔基体（浓缩、加工、运输）（浓缩、加工、运输）细胞膜细胞膜（外排作用）（外排作用）细胞外细胞外四、生物膜系统的生理作用四、生物膜系统的生理作用五、生物膜系统的重要意义五、生物膜系统的重要意义1、生命基础理论研究：、生命基础理论研究：有助于阐明细胞的生命活动规律。有助于阐明细胞的生命活动规律。如细胞与环境的物质交换、细胞内各种有机物的合成如细胞与环境的物质交换、细胞内各种有机物的合成各运输等。各运输等

7、。“生物导弹生物导弹”用免疫脂质体或用免疫脂质体或“隐形隐形”脂质体包裹基脂质体包裹基 因或药物，定向导向靶细胞，起治疗或临床诊断作用。因或药物，定向导向靶细胞，起治疗或临床诊断作用。利用生物膜能量转换原理，制作利用生物膜能量转换原理，制作“生物芯片生物芯片”。2、实践上的应用、实践上的应用仿生学：仿生学：海水淡化装置：模拟生物膜选择性透过原理，对海水、海水淡化装置：模拟生物膜选择性透过原理，对海水、污水进行净化获得纯净淡水。污水进行净化获得纯净淡水。作物的抗性的解决（抗寒、抗旱、耐盐等）。作物的抗性的解决（抗寒、抗旱、耐盐等）。医学上根据生物膜的结构、功能原理，可以研制出许多医学上根据生物膜

8、的结构、功能原理，可以研制出许多种代用的人体组织与器官。种代用的人体组织与器官。细胞的内膜系统细胞的内膜系统真核细胞内，由膜围绕而成的细胞器真核细胞内，由膜围绕而成的细胞器 或细胞结构。是真核细胞所特有，也是真核细胞或细胞结构。是真核细胞所特有，也是真核细胞 所必需。一切生理生化反应均在内膜或膜表面进行。所必需。一切生理生化反应均在内膜或膜表面进行。膜融合膜融合两个不同的膜相互接触和融合的过程。即两膜的两个不同的膜相互接触和融合的过程。即两膜的 脂质和蛋白质相互混合，以及两膜包围的内含物的脂质和蛋白质相互混合，以及两膜包围的内含物的 混合。这与细胞的内吞、外排、物质运输有关。混合。这与细胞的内

9、吞、外排、物质运输有关。融合过程受某种因素控制。融合过程受某种因素控制。各种膜的结构关系各种膜的结构关系项目项目有联系的膜结构有联系的膜结构 联系方式联系方式备注备注核膜核膜线粒体线粒体内质网内质网高尔基体高尔基体细胞膜细胞膜内质网内质网直接直接内质网内质网直接直接核膜、线粒体、胞膜核膜、线粒体、胞膜直接直接高尔基体高尔基体间接间接细胞膜、内质网细胞膜、内质网间接间接内质网内质网直接直接高尔基体高尔基体间接间接直接联系：直接联系：膜结构之间通膜结构之间通过膜直接相连过膜直接相连间接联系：间接联系：不同膜结构之间不同膜结构之间通过小泡发生膜的转化通过小泡发生膜的转化 各种膜之间都有直接各种膜之间

10、都有直接或间接联系或间接联系 内质网在各种膜结构内质网在各种膜结构中处于中心地位中处于中心地位生物膜在结构上的联系生物膜在结构上的联系内质网内质网核膜核膜线粒体线粒体细胞膜细胞膜高尔基体高尔基体溶酶体溶酶体实线：表示直接连接实线：表示直接连接虚线：表示膜泡联系虚线：表示膜泡联系生物膜在功能上的联系生物膜在功能上的联系氨基酸氨基酸核糖体核糖体（脱水缩合成多肽链）（脱水缩合成多肽链）内质网内质网（加工：（加工：）折叠、组装、糖基化、二硫键等形成折叠、组装、糖基化、二硫键等形成较成熟蛋白质较成熟蛋白质小泡小泡（内有蛋白质）（内有蛋白质）高尔基体高尔基体（再加工：（再加工：）浓缩、空间结构形成浓缩、空

11、间结构形成成熟蛋白质成熟蛋白质小泡小泡（内有分泌蛋白质）（内有分泌蛋白质）细胞膜细胞膜（小泡与细胞膜融合）（小泡与细胞膜融合）分泌蛋白分泌蛋白线粒体线粒体供供能能细胞亚显微结构图细胞亚显微结构图细胞质细胞质细胞质细胞质内质网内质网内质网内质网核膜核膜 核膜核膜 细胞核细胞核细胞核细胞核核仁核仁核仁核仁线粒体线粒体线粒体线粒体高尔基体高尔基体内质网内质网核糖体核糖体核糖体核糖体细胞膜细胞膜细胞膜细胞膜细胞壁细胞壁叶绿体叶绿体大液泡大液泡中心体中心体单层膜：单层膜：细胞膜、内质网膜、高尔基体膜、液泡膜细胞膜、内质网膜、高尔基体膜、液泡膜、溶酶体膜、溶酶体膜双层膜：双层膜：核膜、线粒体膜、叶绿体膜核

12、膜、线粒体膜、叶绿体膜无膜结构：无膜结构：核糖体、中心体核糖体、中心体细胞膜及生物膜的结构细胞膜及生物膜的结构生物膜的种类生物膜的种类生物膜的化学组成：生物膜的化学组成：主要是蛋白质、脂质和糖类主要是蛋白质、脂质和糖类磷磷脂脂糖糖脂脂胆胆固固醇醇内质网与细内质网与细胞膜相连胞膜相连内质网与核内质网与核膜外层相连膜外层相连内质网腔与两层核内质网腔与两层核膜之间的腔相通膜之间的腔相通细胞内的各种膜在结构上存在着直接或间接的联系。细胞内的各种膜在结构上存在着直接或间接的联系。细胞工程是细胞工程是应用应用生物学生物学和和分子生物学分子生物学的原理和的原理和方法，通过某种工程手段，在方法，通过某种工程手

13、段，在细胞细胞整体整体水平水平或或细胞器水平细胞器水平，按照人们的，按照人们的意愿意愿来来改变细胞内的改变细胞内的遗传物质遗传物质或获得或获得细胞产品细胞产品的一门综合科学技术。的一门综合科学技术。什么是细胞工程？什么是细胞工程？一、植物细胞工程的基本技术一、植物细胞工程的基本技术2、理论基础：、理论基础：植物组织培养植物组织培养和和植物体细胞杂交植物体细胞杂交等等4、原理：、原理：3、物质基础：、物质基础：1、植物细胞工程常用手段：、植物细胞工程常用手段：细胞的全能性细胞的全能性（2）受精卵的全能性最高；卵细胞也具有较高的全能性。）受精卵的全能性最高；卵细胞也具有较高的全能性。（1）分化程度

14、越低，细胞的全能性越高。）分化程度越低，细胞的全能性越高。细胞的全能性、细胞增殖、膜的流动性细胞的全能性、细胞增殖、膜的流动性细胞内含有本物种的全套遗传物质细胞内含有本物种的全套遗传物质已分化的细胞仍具有发育成已分化的细胞仍具有发育成完整个体的潜能。完整个体的潜能。二、细胞的全能性二、细胞的全能性1、细胞的全能性的概念：、细胞的全能性的概念：2、植物细胞全能性表达的必要条件：、植物细胞全能性表达的必要条件：离体、提供营养物质、激素等离体、提供营养物质、激素等3、植物组织培养的过程：、植物组织培养的过程：外植体外植体脱分化脱分化 愈伤组织愈伤组织（具全能性）（具全能性）再分化再分化先芽后根先芽后

15、根植物体植物体（1）脱分化：）脱分化：（2）再分化：）再分化：高度分化的植物器官、组织或细胞产生高度分化的植物器官、组织或细胞产生愈伤组织愈伤组织的过程。的过程。脱分化的脱分化的愈伤组织愈伤组织继续进行培养，重新继续进行培养，重新分化成根或芽等器官。分化成根或芽等器官。17页页（4）植物组织培养的优点：）植物组织培养的优点：取材少取材少；培养周期短；培养周期短；繁殖率高繁殖率高；大幅提高产量；大幅提高产量；便于自动化管理便于自动化管理。（3）影响植物组织培养的因素：）影响植物组织培养的因素：适宜的养料和适宜的养料和激素激素，适宜的温度适宜的温度和和无菌无菌条件。条件。4、克隆、克隆“多莉多莉”

16、羊羊每一个细胞核含有本物种全套遗传物质每一个细胞核含有本物种全套遗传物质说明了什么？说明了什么？5、生物体内的细胞为什么没有表现出全能性，而是、生物体内的细胞为什么没有表现出全能性，而是 分化成不同的组织器官？分化成不同的组织器官？基因在特定的时间、空间条件下有基因在特定的时间、空间条件下有选择性表达选择性表达的结果。的结果。在生物体内，由于在生物体内，由于基因的选择性表达基因的选择性表达，细胞不能表现，细胞不能表现出全能性，而是分化成为不同的组织、器官。当已分化的出全能性，而是分化成为不同的组织、器官。当已分化的植物细胞、组织或器官植物细胞、组织或器官脱离母体脱离母体后（即后（即脱分化脱分化

17、），在一定），在一定的的营养物质、激素营养物质、激素等外界条件作用下，脱分化形成等外界条件作用下，脱分化形成愈伤组愈伤组织织（一种相对没有分化的细胞团）（一种相对没有分化的细胞团），再在，再在植物激素植物激素等诱导等诱导下发生再分化，才能表达出全能性，发育成完整的植株。下发生再分化，才能表达出全能性，发育成完整的植株。三、植物组织培养三、植物组织培养1、为什么运用植物组织培养技术能把植物的离体、为什么运用植物组织培养技术能把植物的离体 器官、组织或细胞能培养成完整植物体？器官、组织或细胞能培养成完整植物体？脱分化细胞的全能性所受到的限制已解除。脱分化细胞的全能性所受到的限制已解除。2、植物细胞

18、全能性表达的关键条件：植物细胞全能性表达的关键条件：细胞的脱分化。细胞的脱分化。3、决定植物细胞脱分化、再分化的关键因素：、决定植物细胞脱分化、再分化的关键因素：植物激素植物激素应用：应用：生产药物、食品添加剂、香料、色素和杀虫剂等生产药物、食品添加剂、香料、色素和杀虫剂等和人工种子。和人工种子。小结：小结：四、植物体细胞杂交四、植物体细胞杂交1、概念：、概念：用两个来自不同植物的体细胞融合成一个杂种用两个来自不同植物的体细胞融合成一个杂种细胞，并把杂种细胞培育成新植物体的方法。细胞，并把杂种细胞培育成新植物体的方法。2、杂交时间：、杂交时间：植物细胞杂交是植物细胞杂交是从细胞融合开始从细胞融

19、合开始，到培育，到培育成的新植物体结束。成的新植物体结束。：以原生质体培养技术为基础，借以原生质体培养技术为基础，借用动物细胞融合方法形成。用动物细胞融合方法形成。3 3、过程、过程（1 1）原生质体制备：）原生质体制备：用酶解法去除细胞壁用酶解法去除细胞壁纤维素酶纤维素酶果胶酶果胶酶（2 2）原生质体融合：）原生质体融合：融合融合方法方法物理方法物理方法化学方法化学方法离心、振动、电刺激离心、振动、电刺激聚乙二醇（聚乙二醇（PEGPEG）融合融合形式形式膜融合膜融合核融合核融合高钙、高高钙、高PHPH诱导膜融合诱导膜融合杂种细胞第一次有丝分裂时融合杂种细胞第一次有丝分裂时融合鉴定方法：鉴定方

20、法：有形态学方法、生化方法（如电泳）、有形态学方法、生化方法（如电泳）、细胞学方法（如染色体组型分析）、细胞学方法（如染色体组型分析）、分子生物学方法（如分子杂交）等。分子生物学方法（如分子杂交）等。4、优点：、优点：克服远源杂交不亲和障碍；克服远源杂交不亲和障碍；扩大杂交亲本范围，培养新品种。扩大杂交亲本范围，培养新品种。机械法、生理法、遗传法机械法、生理法、遗传法（3 3）杂种细胞的筛选和培养：）杂种细胞的筛选和培养：（4 4）杂种植株的再生与鉴定：）杂种植株的再生与鉴定：由愈伤组织再培养出杂种由愈伤组织再培养出杂种植株的过程。植株的过程。五、植物细胞培养五、植物细胞培养1、概念：、概念：

21、在实验室或工厂化生产的条件下，将组织培养在实验室或工厂化生产的条件下，将组织培养过程中形成的愈伤组织或其他易分散的组织置过程中形成的愈伤组织或其他易分散的组织置于液体培养基中，进行悬浮培养，得到分散游于液体培养基中，进行悬浮培养，得到分散游离的悬浮细胞，通过传代培养使细胞增殖，从离的悬浮细胞，通过传代培养使细胞增殖，从而获得大量的细胞群体的一种技术。而获得大量的细胞群体的一种技术。2、目的：、目的：获得人类所需的细胞次级代谢产物。获得人类所需的细胞次级代谢产物。3、培养基成分、培养基成分：主要由主要由无机盐无机盐（NO3-、NH4+）、）、碳源碳源（蔗糖、葡萄糖等）、（蔗糖、葡萄糖等）、植物激

22、素植物激素（如生长素、（如生长素、细胞分裂素）、细胞分裂素）、有机氮源有机氮源（如蛋白质水解物）（如蛋白质水解物）和和有机复合物有机复合物等组成。等组成。4、培养类型、培养类型（1）按培养对象分：）按培养对象分：单细胞培养、单倍体培养、原生单细胞培养、单倍体培养、原生质培养质培养（2）按培养基的物理性质分：）按培养基的物理性质分：悬浮培养、液体培养、固体培养悬浮培养、液体培养、固体培养5、优点：、优点：快速、高效、不受季节和外部环境条件的限制。快速、高效、不受季节和外部环境条件的限制。六、植物细胞工程的实际应用六、植物细胞工程的实际应用1、开辟植物繁殖的新途径、开辟植物繁殖的新途径（1）植物微

23、型繁殖：）植物微型繁殖：运用植物组织培养技术，高效快速运用植物组织培养技术，高效快速繁殖大量具优良性状的作物。繁殖大量具优良性状的作物。（2）培养无毒植株：）培养无毒植株：采用茎尖组织培养技术进行作物脱采用茎尖组织培养技术进行作物脱毒，繁殖无毒作物，增加产量。毒，繁殖无毒作物，增加产量。（3）制造人工种子）制造人工种子：以植物组织培养得到的胚状体、以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等材料，经过不定芽、顶芽和腋芽等材料，经过人工薄膜包装得到的种子人工薄膜包装得到的种子 特点：特点：a、可使自然条件下难结实或种子昂贵的植物、可使自然条件下难结实或种子昂贵的植物 得以繁殖。得以繁殖。b、

24、固定杂种优势和快捷高效繁殖。、固定杂种优势和快捷高效繁殖。结构组成：结构组成：胚状体胚状体+人工胚乳人工胚乳+人工种皮人工种皮解决繁殖差和发芽率低解决繁殖差和发芽率低问题。问题。后代无性状分离。后代无性状分离。2、改良作物、改良作物（1）单倍体育种单倍体育种：花药花药组织培养组织培养单倍体植株单倍体植株秋水仙素处理萌秋水仙素处理萌发种子或幼苗，发种子或幼苗，使其染色体加倍使其染色体加倍稳定遗传的正常植株稳定遗传的正常植株（二倍体等）（二倍体等）（2）突变体的利用）突变体的利用3、细胞产物的工厂化生产、细胞产物的工厂化生产生产人参皂甙干粉生产人参皂甙干粉优点：优点：明显缩短育种年限；明显缩短育种

25、年限；后代性状稳定，不产生性状分离。后代性状稳定，不产生性状分离。产生方法产生方法 利用利用:对突变体进行组织培养对突变体进行组织培养:筛选对人们有用的突变体，培养出新品种。筛选对人们有用的突变体，培养出新品种。离体植物器官、离体植物器官、组织或细胞组织或细胞脱分化脱分化愈伤组织愈伤组织完整植株完整植株再分化再分化芽胚芽胚再分化再分化根胚根胚外植体外植体（离体的植物器官、组织或细胞）（离体的植物器官、组织或细胞）脱分化脱分化愈伤组织愈伤组织（具全能性）（具全能性）再分化再分化胚状体胚状体（芽、根）（芽、根）植物体植物体细胞分裂素细胞分裂素/生长素的比值生长素的比值高高时利时利芽芽分化分化，低低

26、时利时利根根分化。分化。1、脱分化的关键：、脱分化的关键：植物激素植物激素。2、再分化：先诱导、再分化：先诱导芽芽，再诱导，再诱导根根。3、愈伤组织的形态发生主要有、愈伤组织的形态发生主要有不定不定 芽方式和胚状体方式芽方式和胚状体方式（对愈伤组（对愈伤组 织进行处理后，形成分散的单个织进行处理后，形成分散的单个 细胞，再诱导基分化出具有胚芽细胞，再诱导基分化出具有胚芽 、胚轴、胚根的结构）。、胚轴、胚根的结构）。AABBABAB植物细胞融合植物细胞融合植物组织培养植物组织培养白菜白菜甘蓝甘蓝分离原生质体分离原生质体原生原生质体融合质体融合诱发产生诱发产生新细胞壁新细胞壁植物组织植物组织培养培

27、养植物细胞杂交植物细胞杂交去细胞壁去细胞壁原生质体融合原生质体融合再生细胞壁再生细胞壁杂种细胞杂种细胞植物细胞融合植物细胞融合细胞分裂细胞分裂愈伤组织愈伤组织杂种植株杂种植株植物组织培养植物组织培养克克隆隆多多莉莉羊羊的的培培育育“多莉多莉”乳腺乳腺细胞细胞卵细胞卵细胞提取细胞核提取细胞核去核去核核移植核移植重组细胞重组细胞重组细胞重组细胞体外培养体外培养胚胎移植胚胎移植细胞核移植细胞核移植细胞培养细胞培养胚胎移植胚胎移植动物细胞工程中常用的技术手段：动物细胞工程中常用的技术手段：动物细胞培养动物细胞培养（基础）（基础）、单克隆抗体、单克隆抗体、动物细胞融合、胚胎移植、核移植动物细胞融合、胚胎

28、移植、核移植等。等。将原代培养增殖的细胞将原代培养增殖的细胞定期定期用胰蛋白用胰蛋白酶把细胞从瓶壁上脱离出来，配制成悬液，分装酶把细胞从瓶壁上脱离出来，配制成悬液，分装到两个或两个以上的培养瓶中培养。到两个或两个以上的培养瓶中培养。将组织取出后，先用将组织取出后，先用胰蛋白酶胰蛋白酶等处理等处理使组织分散成单个细胞，然后配制成一定浓度的使组织分散成单个细胞，然后配制成一定浓度的细胞悬液，再将细胞悬液，再将悬液悬液放入放入培养瓶培养瓶中培养。中培养。一、动物细胞培养一、动物细胞培养动物胚胎或幼动物胚胎或幼龄的器官组织龄的器官组织剪碎剪碎胰蛋白酶胰蛋白酶单细胞群单细胞群加培养液加培养液细胞悬浮液细

29、胞悬浮液原代培养原代培养传代培养传代培养细胞株细胞株遗传物质改变遗传物质改变传代培养传代培养细胞系细胞系培养条件下无限传代培养条件下无限传代（1）原代培养：）原代培养：（2）传代培养：）传代培养：1、概念：、概念：从动物机体中取出相关组织，将它分散成从动物机体中取出相关组织，将它分散成 ，然后放在适宜培养基中，让这些，然后放在适宜培养基中，让这些细胞细胞 和和 。单个细胞单个细胞生长生长增殖增殖2、过程：、过程：原代培养的细胞一般传至原代培养的细胞一般传至10代左右代左右就不易传就不易传下去了，细胞的下去了，细胞的生长生长就会就会停滞停滞，大部分细胞衰老死亡，大部分细胞衰老死亡，极极少数存活少

30、数存活，并能传到，并能传到4050代。代。属传代细胞。属传代细胞。（3 3）细胞株：）细胞株：（4 4）细胞系：）细胞系：50代后代后又出现不能再传下去的细胞，有又出现不能再传下去的细胞，有部分部分遗传物质发生了改变遗传物质发生了改变，并且有癌变的特点，有可能在，并且有癌变的特点，有可能在培养条件下培养条件下无限地传下去无限地传下去。细胞悬浮液细胞悬浮液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细胞株细胞株细胞系细胞系（5）动物细胞培养液：）动物细胞培养液：葡萄糖、必需氨基酸、促生长因子、维葡萄糖、必需氨基酸、促生长因子、维生素、无机盐和动物血清等生素、无机盐和动物血清等

31、 主要成分：主要成分：特点：特点：液体培养基、含有动物血清液体培养基、含有动物血清必需氨基酸、必需氨基酸、各种激素等生长因子各种激素等生长因子 ：细胞呼吸需氧气供给，产生的细胞呼吸需氧气供给，产生的CO2可调节可调节PH（7.27.4）（6）动物细胞培养的条件：）动物细胞培养的条件：（7）应用：）应用：离体细胞对微生物和有毒物质无离体细胞对微生物和有毒物质无防御能力，易受细菌、真菌和病毒等微生物的污染。防御能力，易受细菌、真菌和病毒等微生物的污染。a、原因：、原因：b、机理：、机理：温度会影响酶的活性。温度会影响酶的活性。37370.5 0.5 细胞细胞对低温的耐受能力对低温的耐受能力比对高温

32、的比对高温的高高。高温会造成酶结构不可逆变性失活高温会造成酶结构不可逆变性失活：培养不同的动物细胞的培养基不同培养不同的动物细胞的培养基不同 无菌、无毒培养无菌、无毒培养 适宜温度适宜温度 充足的氧气和充足的氧气和PH 必需的营养物质必需的营养物质 大规模地生产有重要价值的蛋白质生物制品大规模地生产有重要价值的蛋白质生物制品 （如病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体等）（如病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体等）；培养正常或病变细胞用于医疗和研究；培养正常或病变细胞用于医疗和研究；用于检验有毒物质等。用于检验有毒物质等。（8）动物细胞培养与植物组织培养的比较）动物细胞培养与植物组织培养的比较比较项目比较项目植

33、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培养基培养基结果结果培养目的培养目的动物细胞动物细胞培养特点培养特点细胞的全能性细胞的全能性细胞的增殖细胞的增殖固体；固体；营养物质、激素营养物质、激素液体；液体；营养物质、血清营养物质、血清培养成植株培养成植株培养成细胞系或细胞株培养成细胞系或细胞株快速繁殖培育无毒植株快速繁殖培育无毒植株 获得细胞产物或细胞获得细胞产物或细胞（1）液体培养基；）液体培养基；（2）成分中有动物血清。）成分中有动物血清。二、动物细胞融合二、动物细胞融合可用于可用于制备单克隆抗体制备单克隆抗体1、概念：、概念：2、结果、结果:两个或两个以上的动物细胞结合形成一

34、个细胞两个或两个以上的动物细胞结合形成一个细胞的过程的过程形成具有原来两个形成具有原来两个细胞的遗传信息细胞的遗传信息的的单核单核杂种细胞杂种细胞3、理论基础：、理论基础：细胞的全能性细胞的全能性4、原理：、原理：细胞膜的流动性、细胞增殖细胞膜的流动性、细胞增殖5、促融方法、促融方法（1）物化法）物化法（2）生物法）生物法:电刺激、离心、电刺激、离心、PEG（聚乙二醇）（聚乙二醇）:灭活的仙台病毒灭活的仙台病毒仙台病毒仙台病毒紫外线紫外线丧失感染活性丧失感染活性保留融合活性保留融合活性:不能感染细胞不能感染细胞:能诱导细胞融合能诱导细胞融合6、过程、过程不同个体的两个或多个细胞不同个体的两个或

35、多个细胞灭活病毒灭活病毒或或PEG或电刺激或电刺激杂交细胞杂交细胞:包括包括膜融合、质融合和核融合膜融合、质融合和核融合7、意义、意义（1）克服了远缘杂交不亲和的障碍；）克服了远缘杂交不亲和的障碍；（2）成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和生物新）成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和生物新 品种的重要手段。品种的重要手段。三、单克隆抗体三、单克隆抗体1、概念：、概念：由由单个单个效应效应B细胞细胞进行进行无性繁殖无性繁殖形成的形成的细胞系细胞系所产生出的所产生出的化学性质单一、特异性强化学性质单一、特异性强的抗体。的抗体。2、普通抗体：、普通抗体：（1）产生细胞）产生细胞（2）成分）成分（3）特点

36、）特点:效应效应B细胞细胞:蛋白质或免疫球蛋白蛋白质或免疫球蛋白:血清中分离出的抗体血清中分离出的抗体产量低、纯度低、特异性差产量低、纯度低、特异性差3、单克隆抗体特点：、单克隆抗体特点：化学性质单一，特异性强，灵敏度高化学性质单一，特异性强，灵敏度高4、单克隆抗体的制备：、单克隆抗体的制备：动画动画 先用多先用多孔培孔培养板养板上培养，上培养，每孔只留一个杂交瘤细胞每孔只留一个杂交瘤细胞的情况下开的情况下开始培养，然后再始培养，然后再筛选出能产生特异性抗体的细胞群筛选出能产生特异性抗体的细胞群（1）过程）过程给小鼠注射给小鼠注射特定的抗原特定的抗原脾脏中分离脾脏中分离效应效应B细胞细胞培养骨

37、髓瘤培养骨髓瘤细胞细胞骨髓瘤细胞骨髓瘤细胞A灭活灭活病毒病毒A、B两种两种未融合细胞未融合细胞AB融合融合BB融合融合AA融合融合选择选择培养基培养基杂交瘤细胞杂交瘤细胞克隆克隆检测检测小鼠体小鼠体内外培养内外培养单克隆抗体单克隆抗体（2）两次筛选的原因）两次筛选的原因 第一次筛选可得到多个杂交瘤细胞；第一次筛选可得到多个杂交瘤细胞；第二次筛选才能得到单一杂交瘤细胞。第二次筛选才能得到单一杂交瘤细胞。（3）杂交瘤细胞的特点）杂交瘤细胞的特点既能既能迅速大量繁殖，迅速大量繁殖，又能又能产生单专一抗体。产生单专一抗体。（选择性培养基）（选择性培养基）连接连接（4）单克隆抗体的应用：）单克隆抗体的应

38、用：诊断疾病：诊断疾病：药物导向治疗：药物导向治疗：分离、纯化抗原分子：分离、纯化抗原分子：运用药物与单克隆抗体连接在一起运用药物与单克隆抗体连接在一起制成制成“生物导弹生物导弹”诊断病毒引起的疾病和用癌细胞抗原诊断病毒引起的疾病和用癌细胞抗原制备的单克隆抗定位诊断制备的单克隆抗定位诊断诊断试剂具诊断试剂具准确准确、高效高效、简易简易、快速快速的优点。的优点。因为卵母细胞的体积因为卵母细胞的体积大、易操作，且含有促使细胞核表达全能性的物大、易操作，且含有促使细胞核表达全能性的物质和营养条件。质和营养条件。四、动物细胞核移植四、动物细胞核移植细胞拆合技术细胞拆合技术1、概念：、概念：2、种类：、

39、种类：将动物的一个细胞的将动物的一个细胞的细胞核细胞核，移入，移入去核的去核的卵母卵母细胞细胞中，使其重组并发育成一个新胚胎，这个中，使其重组并发育成一个新胚胎，这个胚胎最终成为动物个体。胚胎最终成为动物个体。胚胎细胞核移植、体细胞核移植胚胎细胞核移植、体细胞核移植3、原理：、原理：细胞核的全能性细胞核的全能性（1）动物细胞的全能性随着细胞分化程度的提高而）动物细胞的全能性随着细胞分化程度的提高而 逐渐受到抑制，全能性表达困难。逐渐受到抑制，全能性表达困难。（2）细胞核全能性表达的条件：）细胞核全能性表达的条件：提供促进细胞核表达全能性的物质和营养条件。提供促进细胞核表达全能性的物质和营养条件

40、。分化程度越高，全能性越低。分化程度越高，全能性越低。一般选用去核的卵母细胞。一般选用去核的卵母细胞。4、过程：、过程：供体供体体细胞体细胞细胞细胞培养培养提取提取细胞核细胞核卵巢卵卵巢卵母细胞母细胞减减中期中期 去核去核去核去核卵细胞卵细胞注入注入融融合合重组细胞重组细胞发育发育 重组胚胎重组胚胎胚胎移植胚胎移植 代孕动物代孕动物与供体遗传基础相同的幼体与供体遗传基础相同的幼体（2）保护濒危物种；）保护濒危物种；5、应用、应用（1）加速家畜遗传改良进程，）加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育；促进优良畜群繁育；（3）转基因克隆动物可作生物）转基因克隆动物可作生物 反应器，生产医用蛋白；反应

41、器，生产医用蛋白；（4）作为治疗人类疾病的异体移植供体；）作为治疗人类疾病的异体移植供体；（5）用于组织器官移植。）用于组织器官移植。分分治疗性克隆治疗性克隆和和生殖性克隆生殖性克隆6、动物细胞核移植类型、动物细胞核移植类型（1）不同种动物的细胞拆合技术）不同种动物的细胞拆合技术核移植核移植概念：概念：将一种生物的细胞核移植到另一种去核或将一种生物的细胞核移植到另一种去核或 不去核不去核生物的细胞质中生物的细胞质中鲫鱼卵细胞鲫鱼卵细胞细胞核细胞核无核细胞无核细胞鲤鱼囊胚细胞鲤鱼囊胚细胞细胞核细胞核无核细胞无核细胞组装细胞组装细胞鲤鲫鱼鲤鲫鱼（2）同种动物的细胞拆合技术）同种动物的细胞拆合技术克

42、隆克隆 是指来自人或动物的是指来自人或动物的早期胚胎早期胚胎，具有，具有自我复制自我复制、自我更新自我更新、高度增殖高度增殖和和多向分化多向分化潜能潜能的原始细胞。的原始细胞。五、胚胎干细胞五、胚胎干细胞1、概念：、概念：2、特点：、特点：（1）形态：）形态：（2）功能：）功能：体积小，细胞核大，核仁明显。体积小，细胞核大，核仁明显。具有发育的全能性，可分化为成年动物体内具有发育的全能性，可分化为成年动物体内任何一种组织细胞任何一种组织细胞.体外培养可增殖不分化。体外培养可增殖不分化。（3）在体外培养条件下，胚胎干细胞可以增殖而不发生）在体外培养条件下，胚胎干细胞可以增殖而不发生 分化。可以进

43、行冷冻保存，也可以进行遗传改造。分化。可以进行冷冻保存，也可以进行遗传改造。3、理论基础：、理论基础：细胞的全能性细胞的全能性4、干细胞的类型：、干细胞的类型：全能干细胞全能干细胞多能干细胞多能干细胞专能干细胞专能干细胞5、主要用途：、主要用途：（1）治疗人类的某些顽症：）治疗人类的某些顽症：脑病（如帕金森症）、治疗脑病（如帕金森症）、治疗脑瘤（癌）、血癌（白血病）等一些顽症。脑瘤（癌）、血癌（白血病）等一些顽症。（2）培育出人造组织器官，用于器官移植：）培育出人造组织器官，用于器官移植：成功用干细成功用干细胞分化出肝细胞、用鸡胚胎干细胞制作胞分化出肝细胞、用鸡胚胎干细胞制作心肌片、对自身免疫

44、疾病的治疗（如类心肌片、对自身免疫疾病的治疗（如类风湿病、红斑狼疮等）风湿病、红斑狼疮等）（3）是研究体外细胞分化的理想材料。）是研究体外细胞分化的理想材料。动物细胞培养动物细胞培养动物细胞融合动物细胞融合单克隆抗体的制备单克隆抗体的制备返回返回返回返回单克隆抗体的制备过程单克隆抗体的制备过程获得杂交瘤细胞获得杂交瘤细胞 将抗原注入小鼠体内获得效应将抗原注入小鼠体内获得效应B B细胞细胞 效应效应B B细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合 用特定培养基筛选出杂交瘤细胞用特定培养基筛选出杂交瘤细胞动物细胞培养动物细胞培养 筛选能够产生所需抗体细胞群筛选能够产生所需抗体细胞群 再生培养

45、液或小鼠腹腔中培养再生培养液或小鼠腹腔中培养提取单克隆抗体提取单克隆抗体 从培养液或小鼠腹水中提取从培养液或小鼠腹水中提取 3、只有杂交瘤细胞具有寿命、只有杂交瘤细胞具有寿命长又能经补偿途径合成核酸而繁殖。长又能经补偿途径合成核酸而繁殖。2 2、由于骨髓瘤细胞中缺少、由于骨髓瘤细胞中缺少HGPRTHGPRT酶和酶和TKTK酶，因此酶，因此不能合成核酸而死亡；虽然淋巴不能合成核酸而死亡；虽然淋巴B B细胞中有这两种酶，但其细胞中有这两种酶，但其寿命短，培养几天后也死亡。寿命短，培养几天后也死亡。将杂交瘤细胞分离的基本原理：将杂交瘤细胞分离的基本原理：骨髓瘤细胞缺少骨髓瘤细胞缺少次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸

46、核糖转化酶次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖转化酶（HGPRTHGPRT酶）和酶）和胸腺嘧啶激酶胸腺嘧啶激酶（TKTK酶）酶），运用培养液中加入次黄嘌呤、，运用培养液中加入次黄嘌呤、氨基蝶呤、胸腺嘧啶制成选择培养基。氨基蝶呤、胸腺嘧啶制成选择培养基。核酸的合成有两条途径：核酸的合成有两条途径：主要途径和补偿途径主要途径和补偿途径。核酸生物合成核酸生物合成的主要途径与的主要途径与补偿途径补偿途径DNARNA主要的生物合成途径主要的生物合成途径 补偿途径补偿途径 HGPRT次黄嘌呤次黄嘌呤TK酶酶胸腺嘧啶胸腺嘧啶1、当氨基蝶呤存在时，主要途径将被阻断，就由补偿途径、当氨基蝶呤存在时，主要途径将被阻断，就由补偿

47、途径合成核酸。合成核酸。氨氨基基蝶蝶呤呤体细胞核移植体细胞核移植技术的应用技术的应用干细胞的基本概念干细胞的基本概念干细胞的定义：干细胞的定义：是在生物个体生长发育中起是在生物个体生长发育中起“主干主干”作用的原始细胞，作用的原始细胞，具有自我复制、自我更新、高度增殖和多向分化的潜能。具有自我复制、自我更新、高度增殖和多向分化的潜能。在一定条件下能够分化成各种功能细胞。在一定条件下能够分化成各种功能细胞。干细胞的分类：干细胞的分类：（1 1）全能干细胞：）全能干细胞：包括包括胚胎干细胞胚胎干细胞、生殖干细胞生殖干细胞。是指具有全能性的细胞。是指具有全能性的细胞。能够分化成人体能够分化成人体20

48、0多种细胞类多种细胞类型，进而构成心、肝、肾等组织器官，最终发育形成一型，进而构成心、肝、肾等组织器官，最终发育形成一个完整的个体。个完整的个体。受精卵是最初始的全能干细胞，受精卵分裂形成许受精卵是最初始的全能干细胞，受精卵分裂形成许多全能干细胞多全能干细胞胚胎干细胞，胚胎干细胞能够生长发胚胎干细胞，胚胎干细胞能够生长发育成完整的个体。育成完整的个体。（2 2）多能干细胞：）多能干细胞：具有分化为多种细胞组织的潜能，但失去了发育具有分化为多种细胞组织的潜能，但失去了发育成完整个体的能力。成完整个体的能力。如骨髓造血干细胞、神经干细胞等。如骨髓造血干细胞、神经干细胞等。1 1、按分化潜能分：、按

49、分化潜能分：细胞数目小于细胞数目小于25的胚胎细胞。的胚胎细胞。2 2、按发育阶段分：、按发育阶段分：（1）胚胎干细胞：）胚胎干细胞：（2）成体干细胞：）成体干细胞：如囊胚期的如囊胚期的内层细胞团内层细胞团的细胞的细胞（即全能干细胞）（即全能干细胞）。如成肌细胞、（骨髓）造血干细胞、神经干细胞等如成肌细胞、（骨髓）造血干细胞、神经干细胞等3 3、成体干细胞的分化和横向分化及其意义：、成体干细胞的分化和横向分化及其意义：神经干细胞神经干细胞造血干细胞造血干细胞调控因子调控因子横向分化横向分化分化分化分化分化神经元、神经胶质细胞神经元、神经胶质细胞淋巴细胞、巨噬细胞淋巴细胞、巨噬细胞调控因子调控因

50、子调控因子调控因子 干细胞的来源多样化、避免从胚胎途径获得干细胞、避免干细胞的来源多样化、避免从胚胎途径获得干细胞、避免因国际社会伦理学反对而无法进行干细胞的研究及应用。因国际社会伦理学反对而无法进行干细胞的研究及应用。4 4、干细胞技术：、干细胞技术：早期胚胎分离人胚干细胞早期胚胎分离人胚干细胞体外培养体外培养体外增殖体外增殖体外定向诱导分化体外定向诱导分化移植给患者移植给患者返回返回（3 3）专能干细胞：）专能干细胞：是由多能干细胞分裂、分化形成的，这种干细胞是由多能干细胞分裂、分化形成的，这种干细胞只能向一种类型或密切相关的两种类型的细胞分化。只能向一种类型或密切相关的两种类型的细胞分化