细胞融合技术精选课件.ppt
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1、关于细胞融合技术第一页,本课件共有50页 细胞工程是指应用细胞生物学和分子细胞工程是指应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法,通过生物学的原理和方法,通过细胞水平细胞水平或或细细胞器水平胞器水平上的操作,按照人们的意愿来上的操作,按照人们的意愿来改改变变细胞内的细胞内的遗传物质遗传物质或或获得细胞产品获得细胞产品的一的一门综合科学技术。门综合科学技术。什么叫细胞工程?什么叫细胞工程?按操作对按操作对象分象分植物细胞工程植物细胞工程动物细胞工程动物细胞工程第二页,本课件共有50页应用的原理和方法应用的原理和方法研究的水平研究的水平研究的目的研究的目的细胞生物学和细胞生物学和分子生物学分子生物学细
2、胞水平或细细胞水平或细胞器水平胞器水平按照人们的意愿来改按照人们的意愿来改按照人们的意愿来改按照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质变细胞内的遗传物质变细胞内的遗传物质变细胞内的遗传物质或获得细胞产品或获得细胞产品或获得细胞产品或获得细胞产品概念:概念:第三页,本课件共有50页回忆:回忆:1 1、植物组织培养的大致过程包括哪几个阶段?、植物组织培养的大致过程包括哪几个阶段?离体的离体的器官、器官、组织或组织或细胞细胞脱分化脱分化(又叫去分化)(又叫去分化)(又叫去分化)(又叫去分化)愈伤组愈伤组织织再分化再分化根、根、芽芽植植物物体体2 2、植物组织培养技术的理论基础是什么?、植物组织培养技术的理
3、论基础是什么?植物细胞具有全能性植物细胞具有全能性第四页,本课件共有50页一一.细胞融合技术细胞融合技术概念:两个或两个以上的概念:两个或两个以上的同种同种或或异种异种细胞细胞 融合成为一个细胞的过程融合成为一个细胞的过程阅读课本第阅读课本第30-3130-31页内容,回答问题:页内容,回答问题:1.1.什么叫细胞融合技术?什么叫细胞融合技术?2.2.常用的人工诱导细胞融合的方法有哪几种?哪一种重复性强,常用的人工诱导细胞融合的方法有哪几种?哪一种重复性强,对原生质体伤害小,方法简单,可控性强?对原生质体伤害小,方法简单,可控性强?用人工方法诱导细胞融合,并在一定条件下使融合细胞用人工方法诱导
4、细胞融合,并在一定条件下使融合细胞分化再生,形成新物种或新品种的过程。分化再生,形成新物种或新品种的过程。物理法物理法:离心、振动、:离心、振动、电刺激(伤害小,可控性强)电刺激(伤害小,可控性强)化学法化学法:用聚乙二醇()诱导:用聚乙二醇()诱导灭活的病毒灭活的病毒:仙台病毒、:仙台病毒、疱疹病毒疱疹病毒等等(适合动物)(适合动物)第五页,本课件共有50页动物细胞融合(细胞杂交)动物细胞融合(细胞杂交)2个或多个动物个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程细胞结合形成一个细胞的过程细胞细胞A细胞细胞B杂种细胞杂种细胞灭活的病毒灭活的病毒物理法物理法化学法化学法仙台病毒仙台病毒疱疹病毒疱疹病毒
5、新城鸡瘟病毒新城鸡瘟病毒融合后形成的融合后形成的单核单核细胞称为细胞称为杂交杂交细胞细胞第六页,本课件共有50页用灭活的病毒诱导动物细胞融合过程用灭活的病毒诱导动物细胞融合过程细胞核细胞核病毒颗粒病毒颗粒细胞核细胞核第七页,本课件共有50页 细胞电融合仪第九页,本课件共有50页第十页,本课件共有50页二、二、植物体细胞杂交技术植物体细胞杂交技术与作物育种与作物育种因为不同种生物之间存在着因为不同种生物之间存在着生殖隔离生殖隔离,所以用传统的有,所以用传统的有性杂交方法是不可能做到这性杂交方法是不可能做到这一点的。一点的。于是,这些科学家试图用这两种植物的体细于是,这些科学家试图用这两种植物的体
6、细胞进行杂交,来实现这一美妙的设想。胞进行杂交,来实现这一美妙的设想。这幅番茄这幅番茄这幅番茄这幅番茄马铃薯图利用传统有马铃薯图利用传统有性杂交方法能实现吗?为什么?性杂交方法能实现吗?为什么?“Potamato”第十一页,本课件共有50页1 1你认为两个来自不同植物的体细胞完成融合,遇到的第你认为两个来自不同植物的体细胞完成融合,遇到的第一个障碍是什么?一个障碍是什么?2 2有没有一种温和的去壁方法呢?有没有一种温和的去壁方法呢?3 3为什么两个原生质体能发生融合,这与细胞膜的什么为什么两个原生质体能发生融合,这与细胞膜的什么特性有关?特性有关?4 4、把原生质体放在一起能自然融合吗?、把原
7、生质体放在一起能自然融合吗?5 5如果两个来源不同的原生质体发生了融合,下一如果两个来源不同的原生质体发生了融合,下一步该做何处理?步该做何处理?6 6如何将杂种细胞培育成杂种植株?如何将杂种细胞培育成杂种植株?请思考:请思考:第十二页,本课件共有50页杂交的两个细胞杂交的两个细胞用纤维素酶、果胶酶处用纤维素酶、果胶酶处理细胞壁理细胞壁原生质体、原生质体、经离心、振经离心、振动、电刺激动、电刺激用聚乙二醇用聚乙二醇()()诱导诱导融合后的原生质体融合后的原生质体再生细胞壁再生细胞壁杂种细胞杂种细胞脱分化脱分化细胞分裂细胞分裂愈伤组织愈伤组织杂种植株杂种植株再分化再分化(植物体细胞融(植物体细胞
8、融合完成的标志)合完成的标志)植植物物细细胞胞融融合合植物植物组织组织培养培养第十三页,本课件共有50页白菜白菜甘蓝甘蓝白菜甘蓝白菜甘蓝“白菜甘蓝白菜甘蓝白菜甘蓝白菜甘蓝”同普通白菜相比,具有生长期同普通白菜相比,具有生长期同普通白菜相比,具有生长期同普通白菜相比,具有生长期短、耐热性强和易于贮藏等优点。短、耐热性强和易于贮藏等优点。短、耐热性强和易于贮藏等优点。短、耐热性强和易于贮藏等优点。第十四页,本课件共有50页植物体细胞杂交意义?p33细胞融合技术可以避免受细胞融合技术可以避免受精过程,精过程,在在亲缘关系较远亲缘关系较远的物种间实现基因转移,的物种间实现基因转移,创造出自然界没有的新
9、物创造出自然界没有的新物种。种。未解决的问题未解决的问题:未能让杂种植物按照人们的需要未能让杂种植物按照人们的需要 表现出亲代的优良。表现出亲代的优良。第十五页,本课件共有50页为什么为什么“番茄番茄马铃薯马铃薯”超级杂种植株没有如科学超级杂种植株没有如科学家所想像的那样,地上长番茄、地下结马铃薯?家所想像的那样,地上长番茄、地下结马铃薯?主要原因是:生物基因的表达不是孤立的,它们主要原因是:生物基因的表达不是孤立的,它们之间是相互调控、相互影响的,所以马铃薯之间是相互调控、相互影响的,所以马铃薯番番茄杂交植株的细胞中虽然具备两个物种的遗传物质,茄杂交植株的细胞中虽然具备两个物种的遗传物质,但
10、这些遗传物质的表达受到相互干扰,不能再像马但这些遗传物质的表达受到相互干扰,不能再像马铃薯或番茄植株中的遗传物质一样有序表达,杂交铃薯或番茄植株中的遗传物质一样有序表达,杂交植株不能地上长番茄、地下结马铃薯就是很自然的植株不能地上长番茄、地下结马铃薯就是很自然的了。了。第十六页,本课件共有50页1.1.抗体是由何种细胞产生的?抗体是由何种细胞产生的?2.2.2.2.抗体是如何产生的?抗体是如何产生的?三三.动物细胞融合与动物细胞融合与单克隆抗体单克隆抗体第十七页,本课件共有50页读下面一段文字资料,思考以下问题:读下面一段文字资料,思考以下问题:长期以来,为了获得抗体,采用的是把某种抗长期以来
11、,为了获得抗体,采用的是把某种抗原反复注射到动物体内,然后原反复注射到动物体内,然后从动物血清中分从动物血清中分离出所需抗体的方法离出所需抗体的方法。用这种方法获得的抗体,。用这种方法获得的抗体,不仅不仅产量低产量低,而且抗体的,而且抗体的特异性差,纯度低,特异性差,纯度低,反应不够灵敏反应不够灵敏。人们发现,在。人们发现,在动物发生免疫动物发生免疫反应的过程中,体内的反应的过程中,体内的B B细胞可以产生多达细胞可以产生多达百万种以上的特异性抗体百万种以上的特异性抗体,但是,但是每个每个B B细胞细胞只分泌一种化学性质单一、特异性强的抗体只分泌一种化学性质单一、特异性强的抗体。要想获得大量的
12、单一抗体,必须用单个要想获得大量的单一抗体,必须用单个B B细胞细胞进行无性繁殖,即克隆进行无性繁殖,即克隆。第十八页,本课件共有50页 1、请从以上文字资料中找出单克隆抗体的概念、请从以上文字资料中找出单克隆抗体的概念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:仅用细胞培养技术可行吗?:仅用细胞培养技术可行吗?提示提示2 2: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?提示提示3 3:有什么方法能使:有什么方法能使B B细胞产生抗体的能力和细胞产生抗体的能力和肿瘤细胞无限增殖能力同时具备呢?肿瘤细胞无限增殖能力同时具备呢?用单个用单个B
13、 B细胞进行克隆,得到的细胞群能够分泌一细胞进行克隆,得到的细胞群能够分泌一种化学性质单一、特异性强的抗体,这种抗体就叫种化学性质单一、特异性强的抗体,这种抗体就叫做单克隆抗体。做单克隆抗体。(一)(一)单克隆抗体单克隆抗体概念概念第十九页,本课件共有50页1 1、如何获得化学性质单一、特异性强的抗体?、如何获得化学性质单一、特异性强的抗体?单克隆抗体单克隆抗体问题讨论问题讨论提示:提示:1.1.什么样的细胞可以产生抗体?什么样的细胞可以产生抗体?2.2.什么样的细胞可以无限增殖?什么样的细胞可以无限增殖?2 2、瘤细胞和癌细胞有何区别?、瘤细胞和癌细胞有何区别?共同点:两者都有无限增殖的能力
14、共同点:两者都有无限增殖的能力不同点:瘤细胞不能转移不同点:瘤细胞不能转移第二十页,本课件共有50页 设计方案:设计方案:一个一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体淋巴细胞只分泌一种特异性抗体小鼠骨髓瘤细胞能无限增殖小鼠骨髓瘤细胞能无限增殖杂种细胞杂种细胞单克隆抗体单克隆抗体第二十一页,本课件共有50页实验目的实验目的:制备单克隆抗体制备单克隆抗体.实验原理:实验原理:B B淋巴细胞能产生抗体,骨髓瘤淋巴细胞能产生抗体,骨髓瘤细胞能无限增殖,杂交瘤细胞既能产生抗体细胞能无限增殖,杂交瘤细胞既能产生抗体又能无限增殖。又能无限增殖。实验材料:小白鼠实验材料:小白鼠实验器材:培养皿、针筒等等。实验器材:
15、培养皿、针筒等等。实验过程:如下页实验过程:如下页根据阿根廷科学家米尔斯坦和德国科学家柯勒设根据阿根廷科学家米尔斯坦和德国科学家柯勒设计的计的 实验方案实验方案:第二十二页,本课件共有50页B B淋巴细胞淋巴细胞注射特定抗注射特定抗原蛋白原蛋白骨髓瘤细胞骨髓瘤细胞培养骨髓瘤细胞培养骨髓瘤细胞融合融合(只考虑两两融合)(只考虑两两融合)培养液中细胞有几培养液中细胞有几种类型?融合细胞种类型?融合细胞几种类型?几种类型?骨髓瘤细胞骨髓瘤细胞-骨髓瘤细胞骨髓瘤细胞B B淋巴细胞淋巴细胞-B-B淋巴细胞淋巴细胞B B淋巴细胞淋巴细胞-骨髓瘤细胞骨髓瘤细胞多种多种杂交细胞杂交细胞在具有筛选作用的培养基上
16、培养在具有筛选作用的培养基上培养专一抗体检验阳性专一抗体检验阳性克隆上述杂交细胞克隆上述杂交细胞分开不同杂交细胞,克隆专一抗体,分开不同杂交细胞,克隆专一抗体,检验阳性细胞检验阳性细胞单克隆抗体单克隆抗体注射到小鼠体内注射到小鼠体内体外培养体外培养(二)、单克隆抗体的制备过程(二)、单克隆抗体的制备过程第第第第1 1次筛选目的:得到杂次筛选目的:得到杂交瘤细胞(多种)。交瘤细胞(多种)。第第2 2次筛选目的:在杂交次筛选目的:在杂交瘤细胞中筛选出能产生所瘤细胞中筛选出能产生所需抗体的杂交瘤细胞。需抗体的杂交瘤细胞。该细胞继承该细胞继承双亲细胞双亲细胞的遗传特性,既能的遗传特性,既能产生专一产生
17、专一抗体抗体又能又能无限增殖无限增殖。杂交瘤细胞有何特点?杂交瘤细胞有何特点?特异性强,灵敏度高特异性强,灵敏度高第二十三页,本课件共有50页腹腔注射法腹腔注射法第二十四页,本课件共有50页免疫小鼠免疫小鼠培养骨髓瘤细胞培养骨髓瘤细胞融合融合骨髓瘤细胞骨髓瘤细胞B B淋巴细胞淋巴细胞注射特定注射特定抗原蛋白抗原蛋白选择培养基上培养选择培养基上培养专一抗体检专一抗体检验阳性验阳性专一抗体检专一抗体检验阳性验阳性注射到小鼠体内注射到小鼠体内体外培养体外培养单克隆抗体单克隆抗体克隆杂交细胞克隆杂交细胞分开不同杂交细胞,克隆分开不同杂交细胞,克隆专一抗体,检验阳性细胞专一抗体,检验阳性细胞多种杂交细胞
18、多种杂交细胞杂交瘤细胞有何特点?杂交瘤细胞有何特点?本过程利用的那些技术?本过程利用的那些技术?动物细胞融合技术动物细胞融合技术动物细胞培养技术动物细胞培养技术是否注射抗原是否注射抗原(只考虑两两融合)培养(只考虑两两融合)培养液中细胞有几种类型?几液中细胞有几种类型?几种融合细胞?种融合细胞?两次筛选的目的分两次筛选的目的分别是什么?别是什么?(二)(二)、单克隆抗体制备过程、单克隆抗体制备过程与传统制备的抗体相与传统制备的抗体相比具有什么特点?比具有什么特点?第二十五页,本课件共有50页诊断疾病诊断疾病(识别作用,如(识别作用,如同位素标记单克隆抗体,同位素标记单克隆抗体,可诊断肿瘤、心血
19、管畸形可诊断肿瘤、心血管畸形等)等)(三)(三)单克隆抗体的应用单克隆抗体的应用优点:优点:准确、高效、简易、快速准确、高效、简易、快速用于治疗疾病和运载药物(用于治疗疾病和运载药物(主主要用于癌症治疗,也可运载药物,要用于癌症治疗,也可运载药物,如如“生物导弹生物导弹”)(导向作用,导向作用,作为载体,作为载体,生物导弹生物导弹=单克单克隆抗体隆抗体+药物,药物,治疗肿瘤)治疗肿瘤)(位置准确、疗效高、副作用小)(位置准确、疗效高、副作用小)(位置准确、疗效高、副作用小)(位置准确、疗效高、副作用小)诊断乳腺癌单克隆抗体诊断乳腺癌单克隆抗体第二十六页,本课件共有50页小结小结两个过程两个过程
20、动物细胞动物细胞融合融合过程过程动物细胞培养过程动物细胞培养过程“一二三一二三”二次筛选二次筛选筛选杂交瘤细胞筛选杂交瘤细胞、能能产生产生所需所需抗体的杂交瘤细胞抗体的杂交瘤细胞一个新细胞一个新细胞杂交瘤细胞杂交瘤细胞三个优势三个优势产量大、特异性产量大、特异性强、强、灵敏度高灵敏度高(理化性质单一理化性质单一)的优势的优势单克隆抗体单克隆抗体第二十七页,本课件共有50页2 2、动植物细胞在结构上有何区别?这与它们杂交动植物细胞在结构上有何区别?这与它们杂交或融合过程有什么影响?或融合过程有什么影响?3 3、植物体细胞杂交诱导原生质体融合常用的、植物体细胞杂交诱导原生质体融合常用的方法有哪些?
21、方法有哪些?离心、振动、电激等物理方法;离心、振动、电激等物理方法;PEGPEG等化学方法等化学方法问题讨论问题讨论动物细胞无细胞壁,动物细胞融合过程中不动物细胞无细胞壁,动物细胞融合过程中不须去除细胞壁和再生出细胞壁。须去除细胞壁和再生出细胞壁。、植物体细胞杂交最终得到的是完整的植物个体,、植物体细胞杂交最终得到的是完整的植物个体,动物细胞融合后能形成杂种动物个体吗?动物细胞融合后能形成杂种动物个体吗?不能,只能得到杂交细胞不能,只能得到杂交细胞第二十八页,本课件共有50页4 4、动物细胞融合能利用上述两类方法吗?还有其、动物细胞融合能利用上述两类方法吗?还有其他方法吗?他方法吗?能能 ,还
22、可以利用灭活的病毒(生物方还可以利用灭活的病毒(生物方法)进行诱导法)进行诱导问题讨论问题讨论、动物细胞融合与植物原生质体融合的基本、动物细胞融合与植物原生质体融合的基本原理是否相同?原理是否相同?相同,都是细胞膜的流动性相同,都是细胞膜的流动性第二十九页,本课件共有50页问题讨论问题讨论7 7、动物细胞融合有什么意义?、动物细胞融合有什么意义?6 6、为什么要用、为什么要用灭活灭活的病毒?的病毒?病毒一般对生物体是有伤害的。病毒一般对生物体是有伤害的。仙台病毒仙台病毒物理或物理或化学方法化学方法丧失感染活性丧失感染活性保留融合活性保留融合活性突破了有性杂交方法的局限,突破了有性杂交方法的局限
23、,使远源杂交成为可能。使远源杂交成为可能。第三十页,本课件共有50页有有何何同同?不不同同?动物细胞融合动物细胞融合动物细胞融合动物细胞融合第三十一页,本课件共有50页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第三十二页,本课件共有50页 1.下图为某同学根据杂交瘤技术的方法,设计的生产破伤风杆菌的下图为某同学根据杂交瘤技术的方法,设计的生产破伤风杆菌的抗体实验方案抗体实验方案2、该方案能达到预期效果吗?为什么?、该方案能达到预期效果吗?为什么?4、图中、图中B为为_过程,常用过程,常用_作为诱导剂,该细胞继作为诱导剂,该细胞继承承_的遗传特性,既能的遗传特性,既能_
24、,又能又能_。1、该实验方案的目的是、该实验方案的目的是_3、A是从小鼠的脾脏中取得是从小鼠的脾脏中取得_,该细胞能够产生该细胞能够产生_5、C过程指细胞培养,该过程包括过程指细胞培养,该过程包括_培养和培养和_培养两个阶段,其培养两个阶段,其中中_代以内的的细胞属于细胞株。代以内的的细胞属于细胞株。制备单克隆抗体制备单克隆抗体B细胞细胞抗体抗体细胞融合细胞融合灭活病毒灭活病毒双亲细胞双亲细胞分泌抗体分泌抗体无限增殖无限增殖原代原代传代传代50B骨髓瘤细胞骨髓瘤细胞杂交瘤细胞杂交瘤细胞足够数量的细胞群足够数量的细胞群A体外培养体外培养注射到注射到小鼠腹腔小鼠腹腔C体外培养体外培养不能,未对小鼠
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