动物细胞工程课件ppt课件.ppt
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1、2.2 动物细胞工程动物细胞工程2.2 2.2 动物细胞工程动物细胞工程生产单克隆抗体生产单克隆抗体常常用用技技术术手手段段动动物物细细胞胞工工程程 动物细胞培养动物细胞培养动物细胞核移植动物细胞核移植动物细胞融合动物细胞融合 动物细胞培养技术动物细胞培养技术是其他动物细胞工程技术的是其他动物细胞工程技术的基础。基础。动物细胞工程常用的技术手段技术:动物细胞工程常用的技术手段技术:皮肤烧伤,如果创面很小(不大于硬币)只要保持清洁,甚至深度烧伤,也可能自愈。如果下层真皮受损面积较大,常常需要植皮。植皮需要的健康皮片,可以取自烧伤病人自身未烧伤的部位(自体植皮),也可取自其他活人或尸体(异体植皮)
2、等。自体植皮是永久性的,取自其他人或动物的植皮是暂时性的,是在创面愈合过程中为保护创面而采取的措施,1014天后就要被身体排斥。如果一个大面积烧伤的病人来说,自体皮肤有限,其他渠道的皮肤来源不足。如何才能获得大量的自体健康皮肤?动动物物细细胞胞培培养养技技术术 从动物机体中取出相关组织,将它们分散成单从动物机体中取出相关组织,将它们分散成单个细胞,然后放在适宜的培养基中,让这些细胞生个细胞,然后放在适宜的培养基中,让这些细胞生长和增殖。长和增殖。一、动物细胞培养一、动物细胞培养1 1、动物细胞培养的概念、动物细胞培养的概念原理:原理:细胞增殖细胞增殖人耳鼠“人耳鼠”再出风头 2001年,一只特
3、别的活老鼠在北京引起轰动这是有着一对红眼睛的、尾巴长长的、浑身没毛的小白鼠。值得一提的是,这只小白鼠的背上,竟长着一只几乎与身子一般大小的“人耳”。这只老鼠背上的“人耳”是由上海市第九人民医院副院长、整复外科主任曹谊林教授利用组织工程技术复制出来的。在京展出的数天,尽管门票高达20元,但还是有将近20万人,心甘情愿地掏钱一睹“人耳鼠”的风采。动物细胞培养过程动物细胞培养过程1、选材:、选材:动物胚胎或幼龄动物的组织、器官动物胚胎或幼龄动物的组织、器官原因:细胞增殖能力强,分裂旺盛,分原因:细胞增殖能力强,分裂旺盛,分化程度低,容易培养。化程度低,容易培养。2.2.将组织细胞分散成单个细胞将组织
4、细胞分散成单个细胞v将组织块剪碎,用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处将组织块剪碎,用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理一段时间,这样组织就会分散成单个细胞。理一段时间,这样组织就会分散成单个细胞。思考:为什么培养前要将组织细胞分散成单思考:为什么培养前要将组织细胞分散成单个细胞?个细胞?单个细胞容易和周围环境进行物质交换单个细胞容易和周围环境进行物质交换获得营养物质、氧气等,排出代谢废物;获得营养物质、氧气等,排出代谢废物;分散成单个细胞培养能使细胞水平操作的分散成单个细胞培养能使细胞水平操作的其他技术得以实现其他技术得以实现 。1.1.进行动物细胞传代培养时用胰蛋白酶分进行动物细胞传代培养时用胰蛋白酶分散细胞,
5、说明细胞间的物质主要是什么成分?散细胞,说明细胞间的物质主要是什么成分?用胃蛋白酶行吗?用胃蛋白酶行吗?用胰蛋白酶分散细胞用胰蛋白酶分散细胞,说明说明细胞间的物质主要是细胞间的物质主要是蛋白质。蛋白质。不能用胃蛋白代替不能用胃蛋白代替因为两者的最适因为两者的最适pHpH不同,动物细胞培养适宜的不同,动物细胞培养适宜的pHpH为为7.27.27.47.4,此环境下胃蛋白酶(,此环境下胃蛋白酶(最适最适pH 2.02.0)没有活性,而胰蛋白酶)没有活性,而胰蛋白酶(最适最适pH 7.2-8.4)7.2-8.4)的活性较高。的活性较高。胰蛋白酶真的不会把细胞消化掉吗?为什么?胰蛋白酶真的不会把细胞消
6、化掉吗?为什么?胰蛋白酶除了可以消化细胞间的蛋白外,长时间的胰蛋白酶除了可以消化细胞间的蛋白外,长时间的作用也会消化细胞膜蛋白,对细胞有损伤作用,因作用也会消化细胞膜蛋白,对细胞有损伤作用,因此此必须控制好胰蛋白酶的消化时间必须控制好胰蛋白酶的消化时间。动动动动物物物物组组组组织织织织单单单单个个个个细细细细胞胞胞胞细细细细胞胞胞胞悬悬悬悬液液液液贴贴贴贴壁壁壁壁生生生生长长长长分分分分瓶瓶瓶瓶培培培培养养养养10代代细细胞胞50代代细细胞胞不不死死细细胞胞原代培养原代培养原代培养原代培养传代培养传代培养传代培养传代培养胰蛋白酶胰蛋白酶胰蛋白酶胰蛋白酶剪碎剪碎剪碎剪碎加培养液加培养液加培养液加
7、培养液接触抑制接触抑制接触抑制接触抑制少数癌变少数癌变少数癌变少数癌变少数少数少数少数3.3.配制细胞悬液,进行原代培养及传代培养配制细胞悬液,进行原代培养及传代培养1 1、细胞贴壁:、细胞贴壁:悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上,悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上,称为细胞贴壁。称为细胞贴壁。要求:要求:培养瓶或培养皿的内表面光滑、无毒、培养瓶或培养皿的内表面光滑、无毒、易于贴附。易于贴附。2 2、细胞的接触抑制:、细胞的接触抑制:当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时,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,这种现象称为细胞细胞就会停止分裂增殖,这种现象称为细胞的接触抑制的接
8、触抑制。细胞接触抑制细胞接触抑制 细胞在贴壁细胞在贴壁生长过程中,随生长过程中,随着细胞分裂,数着细胞分裂,数量不断增加,最量不断增加,最后形成一个单层,后形成一个单层,此时细胞间相互此时细胞间相互接触,细胞分裂接触,细胞分裂和生长停止,数和生长停止,数量不再增加。量不再增加。细胞细胞悬浮悬浮液液1010代代细胞细胞5050代代细胞细胞无限传无限传代代原代培养原代培养传代培养传代培养4.4.如何界定原代培养和传代培养?如何界定原代培养和传代培养?随细胞增多,细胞就会停止分裂增殖随细胞增多,细胞就会停止分裂增殖原代培养原代培养原代培养原代培养:将动物组织消化后的初次培养。将动物组织消化后的初次培
9、养。将动物组织消化后的初次培养。将动物组织消化后的初次培养。传代培养传代培养传代培养传代培养:对贴满瓶壁的细胞用胰蛋白酶处理,然后再分瓶继对贴满瓶壁的细胞用胰蛋白酶处理,然后再分瓶继对贴满瓶壁的细胞用胰蛋白酶处理,然后再分瓶继对贴满瓶壁的细胞用胰蛋白酶处理,然后再分瓶继续培养。续培养。续培养。续培养。动动物物物物组织块组织块细细胞胞胞胞悬悬液液液液原代培养原代培养原代培养原代培养传代培养传代培养传代培养传代培养胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞散成单个细胞散成单个细胞散成单个细胞幼龄动物的器官组织;动物胚胎幼龄动
10、物的器官组织;动物胚胎幼龄动物的器官组织;动物胚胎幼龄动物的器官组织;动物胚胎动动物物细细胞胞培培养养过过程程细胞贴壁细胞贴壁细胞贴壁细胞贴壁接触抑制接触抑制接触抑制接触抑制原代培养原代培养原代培养原代培养传代培养传代培养传代培养传代培养加入培养液加入培养液加入培养液加入培养液用胰蛋白酶等用胰蛋白酶等用胰蛋白酶等用胰蛋白酶等处理贴壁细胞处理贴壁细胞处理贴壁细胞处理贴壁细胞适宜条件适宜条件适宜条件适宜条件不死性细胞不死性细胞不死性细胞不死性细胞 多细胞动物和人体的细胞都生活在内环境中,多细胞动物和人体的细胞都生活在内环境中,根据你所学的内环境的知识,思考以下问题:根据你所学的内环境的知识,思考以
11、下问题:1.1.体外培养细胞时需要提供哪些物质?体外培养细胞时需要提供哪些物质?2.2.体外培养的细胞需要什么样的环境条件?体外培养的细胞需要什么样的环境条件?充足营养(糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元充足营养(糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等合成成分及血清、血浆等天然成分。)素等合成成分及血清、血浆等天然成分。)适宜温度、适宜温度、PHPH和气体环境;无菌无毒环境和气体环境;无菌无毒环境 无菌无毒环境、充足营养无菌无毒环境、充足营养(血清或血浆)、(血清或血浆)、适适宜温度、宜温度、PHPH、气体环境。、气体环境。4、体外培养动物细胞需要物质和环境条件、体外培养动物细胞需要物
12、质和环境条件无菌、无毒的环境无菌、无毒的环境 对培养液、培养用具进行无菌处理;对培养液、培养用具进行无菌处理;在培养液中加抗生素;在培养液中加抗生素;定期更换培养液。定期更换培养液。充的营足养充的营足养 葡萄糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、葡萄糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素、微量元素、血浆或血清血浆或血清为什么要加血清呢?为什么要加血清呢?为什么要加血清呢?为什么要加血清呢?温度和温度和PH 36.50.5 0.5;PH=7.27.4PH=7.27.4气体环境气体环境O2和和CO2 C0C02 2的主要作用是维持培养液的的主要作用是维持培养液的PHPH。含含 95%95%空气加空气加
13、 5%CO5%CO2 2 混合气体混合气体1 1、大规模的生产生物制品。、大规模的生产生物制品。2 2、作为基因工程的受体细胞。、作为基因工程的受体细胞。3 3、检测判断物质的毒性。、检测判断物质的毒性。4 4、用于生理、病理、药理等方面的研究。、用于生理、病理、药理等方面的研究。三、动物细胞培养技术的三、动物细胞培养技术的应用:应用:5 5、培养健康细胞用于烧伤病人皮肤移植培养健康细胞用于烧伤病人皮肤移植1 1、大规模的生产生物制品。、大规模的生产生物制品。2 2、培养的动物细胞作为基因工程的受体、培养的动物细胞作为基因工程的受体细胞。细胞。3 3、检测判断物质的毒性。、检测判断物质的毒性。
14、4 4、培养正常或各种病变的细胞,用于生、培养正常或各种病变的细胞,用于生理、病理、药理等方面的研究,如用于理、病理、药理等方面的研究,如用于 等,为等,为 及其及其他疾病提供理论依据。他疾病提供理论依据。三、动物细胞培养技术的三、动物细胞培养技术的应用:应用:筛选抗癌药物筛选抗癌药物治疗和预防癌症治疗和预防癌症(五)、动物细胞培养技术的应用(五)、动物细胞培养技术的应用(3)细胞的生理、药理、病理研究)细胞的生理、药理、病理研究(1)培养健康细胞用于烧伤病人皮肤移植培养健康细胞用于烧伤病人皮肤移植(2)基因工程的受体细胞基因工程的受体细胞植物组织培养和动物细胞培养的比较植物组织培养和动物细胞
15、培养的比较比较项目比较项目植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细胞的细胞的 细胞细胞培养基特有培养基特有成分成分 、植物激素、植物激素 葡萄糖、葡萄糖、培养结果培养结果植物体植物体培养目的培养目的快速繁殖、培育快速繁殖、培育无病毒植株无病毒植株获得获得全能性全能性增殖增殖蔗糖蔗糖动物动物血清血清细胞株、细胞系细胞株、细胞系细胞细胞,或细或细胞分泌蛋白胞分泌蛋白植物组织培养和动物细胞培养的比较植物组织培养和动物细胞培养的比较比较项目比较项目植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细胞的全能性细胞的全能性细胞增殖细胞增殖培养基性质培养基性质固体固体培养基培养基液
16、体液体培养基培养基培养基特有成分培养基特有成分蔗糖蔗糖 植物激素植物激素葡萄糖葡萄糖 动物血清动物血清培养结果培养结果植物体植物体细胞细胞培养目的培养目的快速繁殖、快速繁殖、培育无病毒植株培育无病毒植株获得细胞获得细胞或细胞分泌蛋白或细胞分泌蛋白资料一:资料一:培养的动物细胞可以用于培养的动物细胞可以用于检测有毒物质检测有毒物质。许。许多致畸、致癌物质加入培养液后,培养细胞会发多致畸、致癌物质加入培养液后,培养细胞会发生染色体结构和数目的变异。根据变异细胞占全生染色体结构和数目的变异。根据变异细胞占全部培养细胞的百分数,可以判断某种物质的毒性。部培养细胞的百分数,可以判断某种物质的毒性。现在动
17、物细胞培养已经成为检测有毒物质的快速现在动物细胞培养已经成为检测有毒物质的快速而灵敏的有效手段。而灵敏的有效手段。资料二:资料二:人工关节人工关节软骨再生软骨再生1.1.第一次手第一次手术术:从从病人病人关节软骨关节软骨中未中未 受力的部分,取出一片受力的部分,取出一片约为约为葡萄葡萄干干大大小的健康小的健康软软骨骨组织组织。2.2.分分离软离软骨骨细胞并经细胞并经三星期的三星期的体体外外 培培养养,使,使细胞数细胞数增加增加约约10102020倍。倍。3.3.第二次手第二次手术术:清理清理软软骨受骨受损损的部分,的部分,从从下方骨下方骨头头部位取出一片部位取出一片约与伤约与伤口口大大小相同的
18、骨膜,小相同的骨膜,缝缝在在伤伤口上方,再口上方,再将将软软骨骨细胞细胞注射到骨膜下方。注射到骨膜下方。资料三:资料三:结果结果:经过复健经过复健一年一年后后即可即可恢复恢复正常的生活。正常的生活。二二.动物细胞动物细胞核移植技术和克隆动物核移植技术和克隆动物 将动物的一个细胞核,移入一个已经去掉细胞核的将动物的一个细胞核,移入一个已经去掉细胞核的将动物的一个细胞核,移入一个已经去掉细胞核的将动物的一个细胞核,移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中,使其重组并发育成为一个新的胚胎,这个新卵母细胞中,使其重组并发育成为一个新的胚胎,这个新卵母细胞中,使其重组并发育成为一个新的胚胎,这个新卵母细胞中,
19、使其重组并发育成为一个新的胚胎,这个新的胚胎最终发育为动物个体的胚胎最终发育为动物个体的胚胎最终发育为动物个体的胚胎最终发育为动物个体(克隆动物)(克隆动物)(克隆动物)(克隆动物)。分分类类胚胎细胞核移植胚胎细胞核移植:体细胞核移植体细胞核移植:细胞分化程度低,细胞分化程度低,恢复全能性容易;恢复全能性容易;细胞分化程度细胞分化程度高高,恢复全能性恢复全能性不不容易容易1.1.动物细胞动物细胞核移植概念:核移植概念:(难度高难度高)克隆动物:用核移植的方法得到的动物。克隆动物:用核移植的方法得到的动物。(二二)、体细胞核移植的过程:、体细胞核移植的过程:请看教材请看教材P48P48图图2-2
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