2.2 利用动物细胞工程改良动物细胞-2023-2024学年上海地区高二生物同步备课高效课件（沪科2020选择性必修3）

选修3 生物技术与工程 第2章 细胞工程 第2节 利用动物细胞工程改良动物细胞 本节重点 1、动物细胞培养的过程 2、细胞融合方法和单克隆抗体的制备 3、动物体细胞核移植技术过程 观看《动物细胞培养》视频 动物细胞培养技术是动物细胞工程的基础 使之得以生存和生长并维持其结构与功能的技术。 动物细胞培养是指从动物体内取出组织或细胞，在体外模拟体内的生理条件， 从动物体获取组织后，首先要通过机械法和消化法实现组织细胞的分散。 消化法常用胰蛋白酶等试剂对动物组织块进行消化，使细胞从组织中分离出来。 首次细胞培养称为原代培养。 用于原代培养的动物活体组织往往由多种细胞组成，所以原代细胞培养物往往是多种细胞的混合物。 原代培养后，将细胞从培养瓶中分离稀释，传到新的培养瓶中（传代培养）， 从而逐步分离获得单一类型的细胞。 因此，必须要在严格无菌的环境下进行细胞培养， 在培养过程中，动物细胞非常容易受到各种微生物的污染， 同时，动物细胞培养对适宜的外界环境设定和维持也有严苛的要求。 例如，适宜的培养温度和 pH 是细胞在体外生长的必要条件； 动物细胞的生长离不开氧气的供应，培养液中溶解氧水平会直接影响细胞的生长和代谢； 通常在 95% 的空气和 5% 的 CO2 混合气体中培养，其中 CO2 气体是为保持培养液 pH 的稳定； 还需要控制适宜的培养液渗透压； 培养液中需包含维持动物细胞生长所必需的营养物质。 此外，还要定期更换培养液，以便及时清除代谢产物，防止细胞代谢产物累积对细胞自身产生危害。 并在培养液中加入一定量的抗生素以防污染。 即在离体条件下，用人工方法将不同生物或同种生物不同类型的单细胞融合成一个杂合细胞。 某些病毒（灭活）如仙台病毒可以诱发细胞融合形成多核细胞，这一发现开创了细胞人工融合的新领域。 物理方法如电融合，在高压脉冲电场的作用下，细胞膜表面会形成大量微膜孔，进而发生细胞融合现象。 除了病毒促融外，细胞融合还可采用物理、化学等手段，使两个甚至多个动物细胞融合形成一个细胞。 化学方法如聚乙二醇（PEG）或其衍生物，具有比仙台病毒高数百倍的促细胞融合效率。 现代生物工程中的动物细胞融合指的是体细胞杂交， 这样形成的抗体通常存在特异性不强、质量不稳定等问题， 抗体是机体免疫应答的一个重要组成部分，可以特异性识别抗原。 动物细胞融合技术比较突出的成就是单克隆抗体的制备。 会同时刺激多个不同的 B 淋巴细胞形成克隆群。 所以，针对同一个抗原，机体往往会产生多种抗体。 且经抗原激活后的 B 淋巴细胞也无法在体外长时间培养。 那么，是否可以得到针对某一特定抗原决定簇的、高度均一的抗体呢？ 但绝大部分的抗原拥有多个不同的抗原决定簇 （即抗原分子中决定抗原特异性并刺激 B 淋巴细胞分化为浆细胞的特定区域） 观看《细胞融合与单克隆抗体的制备》视频 骨髓瘤细胞是一种癌细胞，该细胞在体外培养时能无限增殖。 两者在促融剂的作用下发生融合，形成了杂交瘤细胞。 通过选择培养基筛选出抗体分泌阳性的杂交瘤细胞，并对其进行克隆培养。 以绵羊红细胞作为抗原刺激小鼠脾脏的 B 淋巴细胞，获得了能产生抗体的浆细胞， 这样获得的杂交瘤细胞既能无限增殖，又能持续分泌高度均一、仅针对某一特定抗原决定簇的抗体， 即单克隆抗体。 单克隆抗体的高度特异性可用于鉴定各种抗原， 例如，利用单克隆抗体的靶向作用， 对多种疾病的诊断、治疗以及生理过程的检测具有重要价值。 将其携带至靶器官，直接杀伤靶细胞， 再如，早孕检测试纸可通过尿液 可将针对某一肿瘤抗原的单克隆抗体与化疗药物或放疗物质连接， 降低对健康组织与细胞的伤害 这就是靶向性治疗 快速检测出受孕妇女胎盘中产生的人绒毛膜促性腺激素。 2017年，中国科学院神经科学研究所（上海）克隆出了世界首例克隆猴， 观看《动物体细胞核移植技术》视频 具体是如何实现的？ 并使重组细胞发育成新胚胎，继而发育成动物个体的过程。 细胞核移植是将一种动物细胞的细胞核移植至去核的卵母细胞中， 所产生的后代具有与细胞核供体基本相同的遗传成分。 细胞核移植技术是目前动物克隆技术的主要手段。 克隆是指分子、细胞或个体的无性繁殖系， 如从一个分子复制成一组分子称为分子克隆； 从一个细胞分裂生成一群细胞称为细胞克隆； 动植物个体的无性繁殖就是个体克隆。 克隆羊“多莉”的诞生过程： 克隆羊“多莉”是人类首次用成年动物的体细胞细胞核移植获得的克隆后代。 “多莉”的诞生证明了哺乳动物高度分化的体细胞核能够在卵母细胞细胞质的作用下恢复其全能性， 为细胞全能性理论增添了有力的实验证据。 克隆技术具有广泛的应用前景。 在农牧业中，可将具有特殊期望性状的动物通过克隆产生更多的畜群； 在科学研究中，基因完全相同的动物可为有关实验提供最佳的“对照动物”； 在制药行业中，人