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1、2.2.1 动物细胞培养和核移植技术,选修3 现代生物科技专题 专题2细胞工程 2.2动物细胞工程,教学目标,重点难点,问题探讨,教学过程,知识结构,教学反馈,课后习题,教学参考,教学目标,简述动物细胞培养的过程、条件及应用。 简述通过动物体细胞核移植技术克隆动物的过程和应用前景。,重点 动物细胞培养的过程及条件。 用动物体细胞核移植技术克隆动物的过程。 难点 用动物体细胞核移植技术克隆动物的过程。,重点难点,植物细胞工程常用的技术手段有哪些？,那么动物细胞常用的技术手段 呢？,回忆,畅想,植物组织培养, 植物体细胞杂交,问题探讨,动物细胞工程：,动物细胞培养、动物细胞核移植、 动物细胞融合、
2、生产单克隆抗体等,动物细胞培养技术是其他动物细胞工程技术的基础,教学过程,从动物机体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后，放在适宜的培养基中，让这些细胞生长和增殖。,原理：细胞增殖,动物细胞培养,注意关键词: 细胞贴壁 接触抑制 原代培养 传代培养,阅读课文44-46面相关内容,动物细胞培养的过程:,动物胚胎或幼龄动物的组织、器官,细胞悬浮液,10代细胞,传代培养,无限传代,单个细胞,加培养液,（分解弹性纤维）,过程：,动物组织细胞间隙中含有一定量的弹性纤维等蛋白质，将细胞网络起来形成具有一定弹性和韧性的组织和器官。,细胞株：原代细胞一般传至10代左右细胞生长停滞，大部分细胞衰老死亡，少
3、数细胞存活到4050代，这种传代细胞为细胞株。 细胞系：细胞株传代至50代后又出现细胞生长停滞状态，只有部分细胞由于遗传物质的改变，使其在培养条件下可以无限制传代，这种传代细胞为细胞系。 细胞株和细胞系的区别： 细胞系的遗传物质改变，具有癌细胞的特点，失去接触抑制，容易传代培养。,解答概念,原代培养：从机体取出后立即培养的细胞为原代细胞。培养的第1代细胞与传10代以内的细胞称为原代细胞培养。 传代培养：将原代细胞从培养瓶中取出，配制成细胞悬浮液，分装到两个或两个以上的培养瓶中继续培养，称为传代培养。,解答概念,无菌操作,培养箱,培养器皿,动物细胞培养瓶内表面为什么 要光滑、无毒？,1、无菌、无
4、毒的环境 （添加一定量的抗生素，定期更换培养液） 2、营养 （葡萄糖、氨基酸、无机盐、微量元素、动物血清、血浆等。） 3、温度和PH 36.5 +0.5度 ；PH为7.2-7.4。 4、气体环境： O2和CO2（95%空气和5% CO2 ）,补充合成培养基中缺乏的物质,动物细胞培养条件,（1）生产蛋白质生物制品：病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体等。 （2）获得大量自身的皮肤细胞，用于植皮。 （3）用于检测有毒物质 （4）用于生理、病理、药理等方面的研究，为治疗和预防疾病提供理论依据,动物细胞培养技术的应用,2、为什么选用动物胚胎或幼龄个体的器官或组织做动物细胞培养材料？,1、动物细胞培养液的主要成
5、分是什么？较植物组培培养基有何独特之处？,3、为什么培养前要将组织细胞分散成单个细胞？,4、动物细胞培养能否像绿色植物组织培养那样最终培养成新个体？,主要成分：葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等。 独特之处有：1、液体培养基 2、成分中有动物血清等,因为这些组织或器官上的细胞生命力旺盛，分裂能力强,成块组织不利培养，分散了做成细胞悬浮液利于培养,不能，动物细胞培养只能使细胞数目增多，不能发育成新的动物个体,练一练,细胞的全能性,细胞株、细胞系,植物体或组织,培养结果,快速繁殖、培育无病毒植株等,培养目的,葡萄糖、动物血清,蔗糖、植物激素,培养基特有成分,液体培养基,固体培养基,培养基性
6、质,细胞增殖,原理,动物细胞培养,植物组织培养,比较项目,试一试,动物细胞特点？ 分化潜能变窄：随着细胞分化程度的提高而逐渐受到限制，分化潜能变窄，这是指整体细胞而言。 细胞核仍具有全能性：细胞核，它含有保持物种遗传性所需的全套基因，而且并没有因细胞分化而丢失基因，因此高度分化细胞的细胞核仍具有全能性,想一想,根据动物细胞核仍具有全能性的特点,怎样将动物细胞的全能性表达?,再想一想,利用动物体细胞核移植技术,克隆动物的方法和植物的组织培养一样吗？,将动物的一个细胞的细胞核，移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育成动物个体。 （用核移植的方法得到的
7、动物称为克隆动物）,核移植,胚胎细胞核移植,体细胞核移植：（难度高）,受体细胞：M期的卵母细胞,1.概念,2.分类,3.过程,二、动物体细胞核移植技术和克隆动物,多莉羊的培育过程,无性生殖,供体细胞（供核）,细胞培养,体细胞,卵巢卵母细胞（M中期：供质）,去核,无核卵母细胞,注入,细胞融合,重组细胞,构建重组胚胎,胚胎移植,代孕母体,生出与供体奶牛遗传基础相同的犊牛,归纳: 1.共分成两大阶段：核移植和胚胎移植 2.取卵细胞作受体细胞的原因是:它是最大的细胞,易操作,它发育可直接表达性状 3.严格来说新个体有卵巢母细胞的细胞质所以有两个亲本的性状,核移植过程,胚胎细胞核移植相对与体细胞核移植的
8、区别： 胚胎细胞核的分化程度更低，全能性更高，体细胞核移植分化成完整个体的潜能就低，而胚胎核几乎未分化，成功的可能性就大的多,胚胎移植：又称受精卵移植，俗称人工授胎或借腹怀胎，是指将雌性动物的早期胚胎，或者通过体外受精及及其他方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物体内，使之继续发育为新个体的技术。 胚胎细胞核移植：又称胚胎克隆，它是通过显微操作将早期胚胎细胞核移植到去核卵母细胞中构建新合子的生物技术。,动物体细胞核移植难度既然大与胚胎细胞核移植,那为什么还用细胞核移植？,这个动物体细胞核移植很有意义的，打个比方如果是一个成年人他得病了需要器官更换，如果是使用他本人的体细胞核移
9、植，产生器官，这个器官就会和他的基因一模一样，不会有任何的排斥，如果使用胚胎的细胞核移植，就不可能得到和他的基因一模一样的器官了。,2.体细胞核移植技术的应用前景,克隆动物的研究意义,1.克隆动物作为生物反应器，生产医用蛋白 2.改良动物品种 3.治疗人类疾病，作为供体 4.保护濒危动物,体细胞核移植技术存在的问题,1.许多克隆动物表现出遗传和生理缺陷，如体型过大，异常肥胖，发育困难，免疫失调等。 2.成功率非常低及克隆动物食品的安全性问题。,成功率低；许多克隆动物表现出遗传和生理缺陷；克隆动物食品的安全性问题。,5.体细胞核移植技术存在的问题,知识结构,动物细胞培养和核移植技术,动物细胞培养
10、,细胞培养的应用和概念,细胞培养的过程,细胞培养的条件,细胞培养技术的应用,动物体细胞核移植 技术和克隆动物,核移植技术和克隆动物的概念,体细胞核移植技术的过程,体细胞核移植技术的应用前景,体细胞核移植技术存在的问题,1、在动物细胞培养过程中遗传物质发生改变的细胞（） A细胞系 B细胞株 C原代细胞 D传代细胞,2、动物细胞工程技术的基础是 - （ ） A.动物细胞融合 B.单克隆抗体 C.胚胎移植 D.动物细胞培养,A,D,3.动物细胞培养与植物细胞培养的重要区别在于-（ ） A.培养基不同； B.动物细胞培养不需要在无菌条件下进行； C.动物细胞可以传代培养，而植物细胞不能； D.动物细胞
11、能够大量培养，而植物细胞只能培 养成植株。,A,教学反馈,1.动物细胞培养要经过脱分化吗？为什么？ 不经过。 因为动物细胞培养，只是为了培养出来大量的细胞，而不是把它培养成器官或生物个体。 动物细胞培养，只是需要它在体外不断地进行分裂就可以了。不需要让它脱分化和再分化。 2.体细胞核移植方法生产的克隆动物是对体细胞供体动物进行了100%的复制吗？为什么？ 不是： 因为 全部的DNA 不止是存在于细胞核中的 比如线粒体中也还是有的,课后习题,教学参考,1.进行动物细胞传代培养时用胰蛋白酶分散细胞，说明细胞间的物质主要是什么成分？用胃蛋白酶行吗？ 细胞间的成分主要是蛋白质。胃蛋白酶适宜的PH约为2
12、，当PH6时，胃蛋白酶就会失去活性，而胰蛋白酶作用的适宜环境PH为7.2-8.4，多数动物细胞培养的适宜PH为7.2-7.4，胃蛋白酶在此环境中没有活性。胰蛋白酶在此环境中活性较高，因此胰蛋白酶适宜用于细胞培养时的消化。 2.胰蛋白酶真的不会把细胞消化掉吗？为什么？ 胰蛋白酶除了可以消化细胞间的蛋白质外，长时间的作用也会消化细胞膜蛋白，对细胞有损伤作用，因此必须控制好胰蛋白酶的消化时间。 3.单层细胞培养：1957年，科学家采用胰蛋白酶消化处理和应用液体培养基的方法，获得了单层细胞培养。单层培养法的出现，对细胞培养的发展起了很大的推动作用。,4.为什么对动物细胞进行培养时通常要添加血清？ 血清
13、中含有蛋白质、氨基酸、葡萄糖、激素等，其中蛋白质为白蛋白和球蛋白；氨基酸有多种，是细胞合成蛋白质的基本成分，有些动物细胞不能合成，必须由培养液提供；激素有胰岛素、生长激素等促进细胞的生长、增殖、贴附。因此，细胞培养要保证细胞能顺利生长和繁殖，一般要添加10%-20%的血清。 5.无血清培养：在科学研究中，有时需要明确界定培养液的成分，而血清中由于含有许多未知成分，会对研究结果有影响，因此，在进行细胞培养时，也可采用无血清培养。无血清培养基是在基本培养基中，添加一些已知的促进细胞生长和增殖的物质。 6.去核方法：目前核移植技术中普遍使用的去核方法是显微操作去核法。还有人采用其他方法，如梯度离心、紫外光短时间照射、化学物质处理等。这些方法是在没有刺破透明带或卵母细胞质膜的情况下，去除细胞核或使卵细胞核DNA变性，从而达到去核目的。,再见,