2023-2024学年高二下学期生物竞赛课件-细胞工程

第三章 细胞工程 2 3.1 细胞工程的基本技术 3.2 植物细胞工程 3.3 动物细胞工程 3.4 单克隆抗体 3.5 核移植与克隆动物 3.6 干细胞 3.1 细胞工程的基本技术 细胞工程实验室的常见设备 细胞培养的基本方法 3 3.1.1细胞工程实验室的常见设施 灭菌锅 电热干燥箱 超净工作台 倒置显微镜 细胞计数板 4 电热鼓风干燥箱 手提式高压灭菌锅 立式高压灭菌锅 垂直双人双面超净工作台 离心机 光照培养箱 CO2培养箱 液氮罐 4 要求保持严格的无菌环境，以避免微生物和其他有害因素造成的不利影响。 倒置显微镜 细胞计数板 5 动物细胞培养中用于观察细胞的生长状况及计数。 CO2培养箱（动物细胞培养） 6 光照培养箱（植物细胞培养） CO2培养箱主要控制模拟活体内环境相关的3个基本变量：稳定的CO2水平、温度、相对湿度。 6 CO2培养箱是通过对周围环境条件的控制制造出一个能使细胞/组织更好地生长的环境，条件控制的结果就会形成一个稳定的条件：如恒定的酸碱度（pH值：7.2-7.4）、稳定的温度（37°C）、较高的相对湿度（95％）、稳定的CO2水平（5％）。CO2培养箱主要控制模拟活体内环境相关的3个基本变量：稳定的CO2水平、温度、相对湿度。 液氮罐（用于冻存培养的动物细胞） 7 3.1.2 细胞培养的基本方法 ——无菌操作 细胞工程的所有试验都要求在无菌条件下进行，要求十分严格的无菌操作。 1、准备室、接种室、培养室（紫外线、熏蒸等）； 2、超净工作台、高压灭菌设备、过滤器； 3、生物材料的消毒（酒精、升汞、次氯酸钠等）； 4、试验器械、器皿的灭菌（干热、湿热）； 5、药品、培养基的灭菌（湿热、过滤）； 8 细胞培养技术 细胞培养是指动物、植物或微生物细胞在体外无菌条件下的保存和生长。(微生物培养、植物细胞培养、动物细胞培养) 基本步骤包括： 获取原材料及除菌； 配制培养基，对培养基进行灭菌； 接种、培养和传代。 9 9 所谓细胞培养，就是将生物有机体的某一部分组织取出一小块，在体外经过表面消毒处理后，使其分散成单个游离的细胞，并放置在人工配制的培养基中进行培养，使之生长、分裂的技术。由于生物体的一种组织，往往包含有两种或两种以上的细胞（如叶片组织至少包括叶肉细胞、维管束鞘细胞和表皮细胞等），在培养过程中不易分开，所以细胞培养有时又叫组织培养，或统称为细胞与组织培养。 掌握细胞培养技术，为细胞生物学的研究提供了诸多的便利条件。首先，研究者可根据不同的研究内容和目的，十分方便地在细胞培养基中添加或减去某些特殊的物质，如激素或生长因子等，这样就可以确切地了解这些因子对细胞生长发育的效应及其生理生化本质。其次，可以获得比较均一的细胞群体，为细胞的生理生化分析以及不同细胞之间的相互作用的研究创造条件。事实上，近二十年来细胞生物学的一些重要理论研究的进展，例如细胞全能性的揭示，细胞周期及其调控，癌变机理与细胞衰老的研究，基因表达与调控等，都是与细胞培养技术分不开的。 细胞融合技术 离体条件下将不同生物或同种生物不同类型的单细胞通过无性方式融合成一个杂合细胞的技术。 ——单克隆抗体 细胞融合技术的主要过程： 制备原生质体（植物）； 诱导细胞融合（化学融合剂介导、电融合、病毒融合剂介导等）； 筛选杂合细胞。 10 10 动物细胞融合与植物细胞融合的原理和步骤基本是相似的，只是植物细胞融合必须先制备原生质体。 病毒是最早采用的融合剂。用作融合剂的病毒必须事先用紫外线或β丙内酯灭活，使病毒的感染活性丧失而保留病毒的融合活性。 植物原生质体的制备（1）取材与除菌；（2）酶解；（3）分离；（4）洗涤；（5）鉴定。 核移植 用机械的办法将供体细胞的细胞核转移至另一个受体细胞（去除细胞核）中，并使这个重组细胞进一步发育、分化。 ——克隆羊Dolly 11 11 右下图为显微操作仪。 3.2 植物细胞工程 12 12 1 几个基本概念 2 组织培养的基本方法 3 快速繁殖技术 4 植物脱毒技术 5 次生物质与植物细胞的大量培养 6 原生质体培养与细胞融合 7 人工种子 细胞的全能性(totipotence) 1902年：德国植物学家哈伯兰德（Haberlandt）就预言，植物细胞具有全能性，即植物活细胞具有能够发育成为完整植株的潜在能力。 1943年，怀特明确提出了“植物细胞全能性”学说：每个植物细胞具有该植物的全部遗传信息和发育成完整植株的能力。 植物细胞的全能性，是植物细胞工程创立的重要理论基础。 13 1997年多利羊诞生证明了动物细胞全能性 3.2 .1 几个基本概念 * 13 植物细胞与动物细胞的一个重要差别在于它具有发育的全能性。也就是说在适宜的条件下，一个来自已分化的根、茎、叶