动物细胞培养和核移植技术(苗).ppt

知识回顾知识回顾 植物细胞工程 植物细胞工程技术植物细胞工程应用 植植 物物 组组 织织 培培 养养 植植 物物 体体 细细 胞胞 杂杂 交交 植植 物物 繁繁 殖殖 的的 新新 途途 径径 作作 物物 新新 品品 种种 的的 培培 育育 细细 胞胞 产产 物物 的的 工工 厂厂 化化 生生 产产 动物细胞工程常用的技术手段： 动物细胞培养技术、 动物细胞核移植技术、 动物细胞融合技术、 生产单克隆抗体技术 动物细胞培养技术是其他动物细胞工程技术 的基础。 胰蛋白酶 胶原蛋白酶 .培养条件 动物 组织 分散成 单个细胞 细胞 悬液 培养 胰蛋白酶 胶原蛋白酶 原理：原理： 细胞增殖（有丝分裂） 细胞增殖（有丝分裂） 结果：结果： 细胞群，细胞产物 细胞群，细胞产物 原代 培养 传代 培养 动物细胞培养过程动物细胞培养过程 胚胎的细胞或刚出生不久动物的组织 B 刀锋课件 动物胚胎或幼龄动 物的组织、器官 胰蛋白酶 剪碎 单个细胞 加培养液 制成 细胞悬浮液 原代培养 细胞增殖 部分细胞 无限传代 去掉组织间 蛋白 动物细胞培养不能 最终培养成生物体 传代培养 动物细胞培养 B 刀锋课件 思考题 1、植物组织培养过程将组织分散成单个细胞的吗？ 、动物细胞培养过程将组织分散成单个细胞的吗？ 、为何动物细胞培养过程将组织分散成单个细胞的呢？ 、如何将动物组织分散成单个的细胞呢？ 、胰蛋白酶的作用是什么呢？由此可说明细胞间的物质 是什么成份？ 没有 是 成块的组织细胞靠在一起,彼此限制了细胞的生长和增殖 先用剪刀剪碎,后用蛋白酶处理 胰蛋白酶水解蛋白质 细胞间的成份是蛋白质 B 刀锋课件 思考题 、细胞膜的主要成份是什么？ 、胰蛋白酶能将细胞消化掉吗？ 、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？ 、能够用胃蛋白酶代替胰蛋白酶吗？为什么？ 、动物细胞培养取材时，一般是取胚胎组织或幼 龄动物的组织或器官，请解释原因？ 蛋白质和磷脂 能 注意时间的控制 不能，因为两的最适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 胚胎组织或幼龄动物的组织或器官分裂、增殖旺盛 B 刀锋课件 思考题 11、动物细胞培养瓶内表面为何要光滑、无毒？ 12、培养瓶中的细胞培养到什么时候就不再分裂、增殖？ 13、如此时细胞数量并未达到人们的需求，应该怎样办？ 易于培养细胞贴壁，进行生长增殖 当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞分裂 就会停止分裂增殖，这种现象叫接触抑制。 将贴满细胞壁的细胞用胰蛋白酶处理，然后继续增殖。 这样的过程叫做传代培养 B 刀锋课件 思考题 14、如何理解原代培养和传代培养？ 15、传代培养的细胞能一直传代下去吗？ 16、有些为何能一直传下去吗？ 17、动物细胞培养就是为了得到这些细胞吗？ 18、人类一般保存的是哪类细胞呢？为什么？ 上述过程中，在第一培养瓶中培养就是原代培养 ，之后转移到其它培养瓶中培养就是传代培养 不都能 发生突变，朝着癌细胞方向发展 不是 保存10代以内的细胞，因为1050代部分细胞的 细胞核型可能发生变化，有少部分还发生突变向癌 细胞方向发展 B 刀锋课件 动物胚胎或幼龄动 物的组织、器官 胰蛋白酶 剪碎 单个细胞 加培养液 制成 细胞 悬浮 液 原代培 养 细胞增殖 部分细胞 无限传代 去掉组织 间蛋白 动物细胞培养不能 最终培养成生物体 传代培 养 B 刀锋课件 请总结出动物细胞培养的定义 动物细胞培养就是从动物机体内取出相 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。 B 刀锋课件 B 刀锋课件 相互接触 接触抑制 单层 胰蛋白酶 衰老或死亡 不死性 降低 减少 B 刀锋课件 活细胞的膜具有 选择透过性，大分子染料不能进入细胞，故不染色。 中 低温 新陈代谢 酶 抗原 B 刀锋课件 思考题 多细胞动物和人体的细胞 都生活在内环境中，根据 你所学的知识，认为体培 养细胞应该模拟内环境的 哪些内容呢？ B 刀锋课件 1、无菌、无毒的环境 （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、促生长因子、无机盐、微 量元素、维生素、血清、血浆等。合成培养基） 保证细胞顺利的 生长增殖 培养条件： B 刀锋课件 动物细胞培养液的主要成分： 葡萄糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、 微量元素、维生素、血清、血浆等。 与植物培养基相比 其特点是： （1）液体培养基 （2）含有血清、血浆 动物体细胞大都生 活在液体的环境 培养条件： B 刀锋课件 3、温度和pH 36.5+（-）0.5度, 7.2-7.4 4、气体环境： O2和CO2（95%空气和5% CO2 ） 培养条件： 1、无菌、无毒的环境 （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、促生长因子、无机盐、微 量元素、维生素、血清、血浆等。合成培养基） B 刀锋课件 思考题 动物细胞培养液的主要成分是什么？ 较植物组培培养基有何独特之处？ 主要成分： 葡萄糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、 微量元素、维生素、血清、血浆等。 独特之处有： 1、液体培养基 2、成分中有血清、血浆等 B 刀锋课件 获得细胞 或细胞产物 细胞的全能性 细胞数目增多一般为植物体 培养结果 快速繁殖、培育 脱毒作物等 培养目的 葡萄糖、动物血清 促生长因子 蔗糖、植物激素 培养基特有成分 液体培养基固体培养基 培养基性质 细胞增殖 原理 动物细胞培养植物组织培养比较项目 植物细胞和动物细胞培养的比较 . 动物细胞培养技术的实际应用动物细胞培养技术的实际应用 1 1、大量生产细胞或产物。、大量生产细胞或产物。 如：病毒疫苗如：病毒疫苗 干扰素干扰素 单克隆抗体单克隆抗体 胰岛素胰岛素 2 2、给基因工程提供受体细胞。、给基因工程提供受体细胞。 3 3、检测有毒物质及毒性。、检测有毒物质及毒性。 4 4、用于生理、病理、药理等方面、用于生理、病理、药理等方面 的研究，为治疗和预防疾病提的研究，为治疗和预防疾病提 供理论依据。供理论依据。 动物细胞培养 核移植技术 将动物的一个细胞的，移入一个 已经去掉的细胞中，使其并 发育成一个新的，这个新的胚胎最终发 育为动物个体。 分类 胚胎细胞核移植、体细胞核移植 细胞核细胞核 细胞核细胞核卵母卵母重组重组 胚胎胚胎 核移植技术核移植技术 母绵羊A 乳腺细胞 （体细胞） 母绵羊B 未受精的 卵细胞 母绵羊C “多莉” 新的卵细胞发育成早期胚胎 去核卵细胞 提取细胞核 核移植 胚胎移植 体细胞核移植技术体细胞核移植技术 克隆羊克隆羊 B 刀锋课件 （ M卵母细胞） 减数第二次分裂中期 2.结合P48图2-21，叙述克隆高产奶牛的培育过程。 将供体细胞注入去核卵母细胞 核移植 胚胎移植 供体细胞培养 胚胎移植胚胎移植 胚胎发育胚胎发育 供体体细胞供体体细胞 细胞培养细胞培养 体细胞群体细胞群 细胞融合细胞融合 细胞细胞 胚胎胚胎 代孕母体代孕母体 生出克隆个体生出克隆个体 卵巢卵母细胞卵巢卵母细胞( (减减 ) ) 去核去核 无核卵母细胞无核卵母细胞 体细胞核移植技术过程体细胞核移植技术过程 整个过程用了哪些技术？ 细胞培养、核移植、胚胎移植 新生牛的性别、基因？ 与供体相同 繁殖方式？ 无性繁殖 原理？ 动物细胞核的全能性 体细胞核移植技术体细胞核移植技术 1、对比多莉羊和课本高产奶牛的克隆过程，找出 操作过程的不同点？ 2、讨论分析上述哪一种措施更科学？并说明理由？ M卵母细胞细胞质中含有的物质更易支持胚胎的全 程发育，用它作受体更容易成功。 将供体细胞注入受体细胞，使克隆动物更像供体动物 ，操作也方便。 思考与讨论： （1）多莉克隆过程中受体细胞是去核卵细胞，高产奶 牛克隆过程中受体细胞是去核卵母细胞。 （2）多莉克隆过程是将供体细胞核注入受体细胞，而 高产奶牛的克隆过程是将供体细胞注入受体细胞。 、在体细胞的细胞核移植到受体卵母细胞之前， 为什么必须先去掉受体卵母细胞的核？ 为使核移植动物的核遗传物质全部来自有 利用价值的动物提供的细胞。 、用于核移植的供体细胞一般都选用传代10代以 内的细胞，为什么？ 10代以内的细胞一般保持正常二倍体的核型， 未发生突变。 讨 论： 3、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？ 克隆动物绝大部分DNA来自供体细胞核，但核外还 有少部分DNA（如线粒体DNA）来自受体卵母细胞。 不是 B 刀锋课件 （三）体细胞核移植技术的应用前景 阅读P49-50 1、畜牧业方面： 2、医药卫生方面： 可以加速家畜遗传改良的进程，促进优良畜群繁育 。 保护濒危物种，增加其存活数量 生产医用蛋白质 组织器官的移植 3、其他领域 了解胚胎发育及衰老过程 更好追踪研究疾病的发展过程、治疗疾病 B 刀锋课件 （四）体细胞核移植技术存在的问题 1、成功率低 2、克隆动物存在健康问题 B 刀锋课件 植物组织培养、动物细胞培养和核移植的比较 B 刀锋课件 植物组织培养动物细胞培养核移植 结 果 关 键 环 节 与外植体完全相同的个体 相同分化程度的细 胞群 与供体基本相同的 个体 细胞的脱分化、再分化、 分化 细胞分化、细胞癌变核融合、细胞分化 【高考警示钟】 1.植物组织培养和动物细胞培养过程都存在细胞的培养过 程，但植物细胞可以先分裂再分化，而动物细胞不分化只 分裂。 2.区分原代培养和传代培养的关键是是否分瓶培养。贴壁 生长到一定程度需要用胰蛋白酶处理，然后再分瓶培养， 原代培养结束，开始了传代培养。 3.植物组织培养成的植株与提供外植体的植株完全相同， 而动物细胞核移植形成的个体与供体大部分性状相同，也 有部分性状与受体相同。 B 刀锋课件 【典例训练1】人的血清白蛋白(HAS)在临床上需求量很大，通 常从血液中提取。但由于艾滋病病毒等的威胁与日俱增，使人 们对血液制品的使用顾虑重重。如果应用现代生物科学技术， 将人的血清白蛋白基因导入奶牛细胞中，那么利用牛的乳汁生 产血清白蛋白就会安全、高效地满足人类需求。如图是利用奶 牛乳汁生产人类血清白蛋白的图解，根据图示回答： (1)以上过程涉及的现代生物技术中，属于细胞工程的有_ _。 (2)在基因工程中，我们称为目的基因，请举出获取目的基因 的主要方法：_(至少答两种)。 在进入之前要构建基因表达载体，这是基因工程的核心， 除目的基因外，基因表达载体还必须含有_ _，将导入的常用方法是_。 (4)用细胞进行培养发育成胚胎时，一般不超过_代，原因 是_，此培养过程与植物细胞培养所用的 培养基有何不同？_。 (5)将送入的最佳时期是_期。 (3)图中一般经过_处理可以得到，从到的 过程中一般利用未受精的卵母细胞去核后作为受体细胞，对卵母 细胞的去核处理一般选择在_期进行。 B 刀锋课件 【解析】(1)图中形成的过程为核移植，由重组细胞发育成的过程需 经动物细胞培养。 (2)获取目的基因的方法主要有PCR扩增技术、人工合成法和从基因文库中 提取法，获取的目的基因导入动物细胞常用显微注射法。 (3)动物组织分散成单个细胞常用胰蛋白酶处理，对卵母细胞的去核处理 一般选择在M时期。 (4)动物细胞培养时，一般不超过10代，超过10代后细胞的核型可能会发 生变化。 (5)胚胎移植的最佳时期是桑椹胚或囊胚期。 【解题指南】 1.考查实质：动物细胞核移植过程、基因工程操作过程。 2.解题关键：(1)明确过程是将目的基因导入受体细胞 ，的形成过程为核移植； (2)明确细胞培养在10代以内，细胞核型不会发生变化。 B 刀锋课件 答案：(1)核移植技术、动物细胞培养 (2)基因文库中提取、PCR技术扩增、人工化学合成(两种即可) 启动子、终止子、标记基因 显微注射法 (3)胰蛋白酶或胶原蛋白酶 M(或减数第二次分裂中) (4)10 10代以内的细胞，细胞核型不发生变化 此培养基中加入动物血清、血浆等 (5)桑椹胚或囊胚 【变式】（2012桐城模拟）某同学在学习“细胞工程”时， 列表比较了动植物细胞工程的有关内容，你认为有几处错误 植物细胞工程动物细胞工程 技术手段 植物组织 培养、植物体细 胞杂交 动物细胞培养和融合、单克隆 抗体、核移植等 特殊处理酶解法去除细胞壁胃蛋白酶处理制成细胞悬浮液 融合方法 物理方法、化学方法、生 物方法 物理方法、化学方法、生物方法 典型应用 无病毒植物的培育、人工 种子等 单克隆抗体的制备等 培养基 区别 所用的糖必须为 葡萄糖 所用的糖为葡萄糖且动物血清不 可缺少 B 刀锋课件 A0 B1 C2 D3 【解析】选D。动物的组织块剪碎后只能用胰蛋白酶处理，而不 能用胃蛋白酶处理；植物的原生质体的促融方法可用物理法或 化学法，而不用生物法；植物组织培养的培养基中的糖需用蔗 糖，不用葡萄糖。 B 刀锋课件 、动物的克隆与植物克隆一样吗？ 、用动物体细胞进行克隆的过程,其实 际操作过程是什么？ 动物克隆过程的实际是细胞核移植 不 思考题 动物细胞培养与植物组织培养的重要区别在于动物细胞培养与植物组织培养的重要区别在于 A A、培养基不同、培养基不同 B B、动物细胞培养不需要在无菌条件下进行、动物细胞培养不需要在无菌条件下进行 C C、动物细胞可以传代培养，而植物细胞不能、动物细胞可以传代培养，而植物细胞不能 D D、动物细胞能够大量培养，而植物细胞只能、动物细胞能够大量培养，而植物细胞只能 培养成植株培养成植株 巩固练习巩固练习 A A 动物细胞工程技术的基础是动物细胞工程技术的基础是 A A、动物细胞融合、动物细胞融合 B B、胚胎移植、胚胎移植 C C、动物细胞培养、动物细胞培养 D D、核移植、核移植 巩固练习巩固练习 C C 下列不属于克