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1、,专题2.2动物细胞工程,提问：,植物细胞工程常用的技术手段有哪些？,植物组织培养, 植物体细胞杂交,这些技术的理论基础：,植物细胞的全能性,动物细胞培养,动物细胞融合,单克隆抗体制备,细胞核移植,动物细胞工程技术,动物细胞工程的基础,2.2.1动物细胞培养和核移植技术,动物细胞培养,一、动物细胞培养的概念：,动物细胞培养就是从动物有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.,二、原理,细胞增殖,三、过程,幼龄动物,剪碎组织,原代细胞培养,细胞悬浮液,传代细胞培养,有关概念,原代培养：从机体取出后立即培养的细胞为原代细胞。一般培养的第1代细胞与传
2、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。,细胞贴壁:培养贴附性细胞时,细胞要能贴附于底物上才能生长繁殖.,细胞接触抑制,细胞在贴壁生长过程中，随着细胞分裂，数量不断增加，最后形成一个单层，此时细胞间相互接触，细胞分裂和生长停止，数量不再增加。,取 的组织、器官,酶,单个细胞,加入 液,动物胚胎或幼龄动物,胰蛋白,培养,归纳 过程,剪碎组织,传代培养,细胞悬浮液,10代细胞,原代培养,无限传代,酶,胰蛋白,加入 液,培养,未,已,有关概念,细胞株：原代细胞一般传至10代左右细胞生长停滞，大部分
3、细胞衰老死亡，少数细胞存活到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。,思考题：,1、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？,2、为什么培养前要将组织细胞分散成单个细胞？,因为这些组织或器官，分裂能力旺盛，易于培养。,成块组织使细胞靠在一起限制了细胞的生长和增殖，且细胞不能与培养液充分接触，不利于培养。,3、胰蛋白酶的作用是什么呢？由此可说明细胞间的
4、物质是什么成份？,催化蛋白质水解。细胞间的物质主要是蛋白质(胶原蛋白等)。,4、细胞膜的主要成份是什么？,蛋白质和磷脂,5、胰蛋白酶能将细胞消化掉吗？,能,6、既然胰蛋白酶能将细胞消化掉，那将动物组织分散成单个细胞要注意什么问题呢？,7、能够用胃蛋白酶代替胰蛋白酶吗？为什么？,注意时间的控制,不能，因为两者的最适PH不同，而正常组织细胞的生存环境与胰蛋白酶的最适PH较接近,a、无菌、无毒的环境,保证细胞顺利的生长增殖,添加一定量的抗生素，定期更换培养液,添加：糖（葡萄糖）、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素、动物血清等。,4、动物细胞培养的条件,b、营养,在使用合成培养基时通常需加入血清、血
5、浆等天然成分，目的是什么？,c、温度和PH,培养室中控制,使之达到 36.5 0.5, 7.27.4,培养箱中提供O2和CO2（95%空气和5% CO2 ）,d、气体环境：,5、动物细胞培养技术的应用,（1）生产蛋白生物制品：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,6、植物组织培养和动物细胞培养的比较,细胞的全能性,细胞增殖,固体培养基,液体培养基,蔗糖 植物激素,葡萄糖 动物血清,植物体,细胞株、细胞系,快速繁殖、培育无病毒植株,获得细胞或细胞分泌蛋白,前景展望
6、,资料一：,培养的动物细胞可以用于检测有毒物质。许多致畸、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。根据变异细胞占全部培养细胞的百分数，可以判断某种物质的毒性。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。,资料二：,人工关节软骨再生,1.第一次手术: 从病人关节软骨中未 受力的部分，取出一片约为葡萄干大小的健康软骨组织。 2.分离软骨细胞并经三星期的体外 培养，使细胞数增加约1020倍。 3.第二次手术: 清理软骨受损的部分，从下方骨头部位取出一片约与伤口大小相同的骨膜，缝在伤口上方，再将软骨细胞注射到骨膜下方。,资料三：,结果: 经过复健一年后即可恢复正常的
7、生活。,小 结,动物体细胞核移植技术和克隆动物,1、动物细胞核移植的概念,3、原理,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为动物个体（克隆动物）,细胞核的全能性,胚胎细胞核移植,体细胞核移植,2、分类,多莉羊的培育过程,4、体细胞核移植的过程,1997年,美国威斯康星州的一个奶牛场有一头叫卢辛达的奶牛，年产奶量为30.8吨,创造了世界奶牛产奶量最高纪录.目前世界各国高产奶牛场的奶牛,年平均产奶量一般为十几吨,而我国奶牛产奶量年平均水平仅为3-4吨. 能利用体细胞核移植技术克隆高产奶牛卢辛达吗?,去核卵细胞,供体细胞培养,重
8、组细胞,代孕母牛C,无性生殖,体细胞的核移植过程,1、在畜牧业中可以加速家畜遗传改良的进程,2、保护濒危物种,3、医药卫生领域生产医用蛋白质及组织器官的移植,5、体细胞核移植技术的应用前景,有了体细胞核移植技术，就可以随时生产每个人自己的器官。如果这样，我们人是否可以像汽车那样坏了零件换一个，换掉生病的器官，从而使人长生不老呢？,材料一：克隆羊“多莉”的摇篮英国罗斯林研究所曾进行过约例羊细胞克隆移植实验。结果除“多莉”以外，其余克隆羊或胎死腹中，或以畸形问世，而且后者发生几率高达。目前的体细胞动物克隆实验成功率都非常低，据哈里格里芬所长称，小羊“多莉”是两百多个克隆胚胎中惟一的成功者。他说，在
9、公开发表的研究里，克隆胚胎最终成活率大概是，实际成功率很可能比这还要低得多。许多动物在即将出生或出生后不久即死去，肺、肾、心血管系统等重要器官出现问题的风险很高。,材料二：1996年7月5日，苏格兰罗斯林研究所和英国PPL公司共同培育的克隆羊“多莉”问世，1997年2月23日公布于众，引起各界的普遍关注。 2003年2月14日，罗斯林研究所证实“多莉”已死亡。“多莉”的尸体已解剖并制成标本，现存放于苏格兰国家博物馆。“多莉”的死亡再次引起世界的关注。 据介绍，绵羊通常能活到1112年。但2002年1月科学家发现“多莉”羊的左右腿患上了关节炎这种典型的“高龄病症”，以后又得了老年羊常得的肺部感染
10、疾病。研究人员不得不对其实施了“安乐死”。“多莉”羊的“英年早逝”，震惊了世界，引起了人们对克隆动物健康的关注，以及对克隆技术的发展前景的再思考。,6、体细胞核移植技术存在的问题,1、克隆动物基因组重新编程的机制尚不清楚。 2、克隆技术效率低，畸形率高、死亡率高、易出 现早衰等问题。 3、生产克隆动物费用昂贵。,2、在动物细胞培养过程中遗传物质发生改变的细胞是 （ ） A获得不死性的细胞 B10代以内细胞 C原代细胞 D传代细胞,1、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,课堂反馈练习,3、在动物细胞培养的有关叙述中正确的是：
11、（ ） A、动物细胞培养的目的只是为了获得大量的细胞 分泌蛋白 B、动物细胞培养前要用胰蛋白酶使细胞分散 C、细胞的癌变发生在原代培养向传代培养的过渡 过程中 D、培养至50代后传代细胞遗传物质没有发生改变,B,4、一般说来，动物细胞体外培养需要满足以下条件（ ）,无毒的环境 无菌的环境 培养基需要加入血清 温度与动物体温相似 需要O2，不需要CO2 CO2能调节培养液PH,A、 B、 C、 D、 ,D,5、动物细胞培养的特点 （ ） 细胞贴壁 有丝分裂 细胞分化 接触抑制 减数分裂 原代培养一般传110代 A、 B、 C、 D、,A,6、下图是动物细胞培养的基本过程示意图。请据此回答： （1
12、）容器A中放置的是动物器官或组织。它一般取自_。 （2）容器A中的动物器官或组织首先要进行的处理是 ，然后用 酶处理，这是为了使细胞分散开来，,动物胚胎或幼龄动物,剪碎,胰蛋白,（3）培养首先在B瓶中进行，瓶中的培养基成分有 _等。在此瓶中培养一段时间后，有许多细胞衰老死亡，这是培养到第 代，到这时的培养称为_ 。 （4）为了把B瓶中的细胞分装到C瓶中，用 处理，然后配置成 ，再分装。,动物血清,10,原代培养,胰蛋白酶,细胞悬浮液,世界上第一只克隆羊“多莉”的培育过程如图所示，请据图回答：,乙,甲,a,b,c,d,e,f,(1)图中的甲为苏格兰绵羊，乙为多莉羊。那么，a和b是通过_分裂形成的
13、，其DNA含量是体细胞的 _ ；c是_ 细胞，乙的遗传性状与提供 _的绵羊 一致.,减数,一半,体,细胞核,乙,甲,a,b,c,d,e,f,(2)产生 甲和乙的过程分别是和 （3）在形成乙是的过程中，需要将d的细胞核取出，将c细胞核移入d细胞内，此技术叫。所需的受体细胞大多采用动物卵细胞的原因是（4）绵羊的白色对黑色为显色。若甲是白色绵羊，要判断它是否纯合体，选用与它交配的绵羊最好是-,有性生殖,克隆,核移植,卵细胞大，易于操作；卵细胞具有继续分化的潜能。,黑毛,乙,甲,a,b,c,d,e,f,（5）在产生多莉羊时，需将e细胞形成的早期胚胎移入另一头母羊（f）子宫里，这种技术在细胞工程中叫 （6）继植物组织培养后，克隆绵羊的培育成功，证明动物细胞也有 （7）在繁殖多莉羊的过程中，是否遵循孟德尔遗传规律？多莉羊的性状与d羊、c羊及f羊的关系是什么？,胚胎移植,全能性,不遵循，多莉羊的多数性状 象c羊，个别性状象d羊，发育也会受到f羊影响。,