人教版教学课件221核移植技术.ppt

专题一： 专题 2 动物体细胞核移植技术 和克隆动物 2.2.1 动物细胞培养和核移植技术 常用 的技 术手 段 动物细胞培养（基础） 动物细胞融合 单克隆抗体制备 动物体细胞核移植技术和克隆动物 复习 问题1、为什么培养前要将组织细胞分散成单个细胞？ 问题2：为什么用胰蛋白酶处理？ 分散成单个细胞便于物质交换，使营养物质吸收 及代谢废物排出更容易，利于细胞生长和繁殖 问题3：为什么用胰蛋白酶处理而不用胃蛋白酶？ 动物细胞培养的最适PH值为7.2-7.4，胰蛋白酶作用的适 宜PH为7.2-8.4，胃蛋白酶适宜PH为2.胃蛋白酶在PH为 7.2-7.4的动物细胞培养中无活性。 细胞贴壁： 悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上，称 为细胞贴壁。 细胞的接触抑制： 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 的接触抑制。 复习 问题4：几个概念？ 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代细胞与繁殖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。 复习 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。 复习 动物胚胎或幼龄动 物的组织、器官 细胞悬浮液 10代细胞 50代细胞 传代培养 无限传代 单个细胞 加培养液 原代培养 胰蛋白酶剪 碎 细胞株 细胞系 复习 问题5：过程？ 问题6、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？ 问题7、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）、（水、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 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 复习 问题8、动物细胞培养的原理： 问题9、目前使用的或冷冻保存的正常细胞通常在10代以 内，为什么？ 二倍体的核型：是指染色体组在有丝分裂中期的表型 ，是染色体数目、大小、形态特征的总和 保存10代以内的细胞，因为其生物学特性未发生大的 变化，最接近于体内组织或细胞的生长特性，很适合用 于药物测试、基因表达等实验研究。 复习 点击此处添加标题文字 问题10：为什么对动物细胞进行培养时通常 要添加血清？ 血清中含有蛋白质、氨基酸、葡萄糖、激素等，其中蛋 白质主要为白蛋白和球蛋白。氨基酸有多种，是细胞合 成蛋白质的基本成分，其中有些氨基酸动物细胞本身不 能合成（称为必需氨基酸），必须由培养液提供。血清 激素有胰岛素、生长激素等及多种生长因子（如表皮生 长因子、成纤维细胞生长因子、类胰岛素生长因子等） ；血清还含有多种未知的促细胞生长因子、促贴附因子 及其他活性物质，能促进细胞的生长、增殖和贴附。因 此，细胞培养时，要保证细胞能够顺利生长和增殖，一 般需添加10%20%的血清。 学习目标 1.简述动物体细胞核移植技术的过程 2.简述克隆动物的过程和应用前景。 重点 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 2.2.1 动物细胞培养和核移植技术 随着细胞分化程度的提高而逐渐受到限制， 全能性表达很难，但细胞核内仍含有该物种 所需的全套遗传基因，具有发育成完整个体 的潜能，即细胞核仍具有全能性 条件：只有动物的细胞核是不行的，必须提 供促进细胞核表达全能性的物质和营养条件 ，去核的卵母细胞是最合适的细胞，因为卵 母细胞体积大、易操作，含有促进促进细胞 核表达全能性的物质和营养条件 动物细胞全能性的特点？ 二、动物体细胞核移植技术和克隆动物 2.原理: 1.概念：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。 细胞核的全能性 3.核移植种类 （难度高） 受体细胞：M期的 卵母细胞 胚胎细胞核移植： 体细胞核移植： 细胞分化程度低， 恢复全能性容易 什么是克隆? 就是无性繁殖，具体的说，是指从一个共同的祖先，通 过无性繁殖的方法产生出来的一群遗传特性相同的DNA 分子、细胞或个体。 二、动物体细胞核移植技术和克隆动物 用核移植的方法得到的动物称为克隆动物 卵细胞 母绵羊 母绵羊 乳腺细胞 细胞质 细胞核 细胞核移植 早期胚胎 卵裂 C母绵羊子宫 胚胎移植 多莉羊 分娩妊娠 多莉羊的培育过程 融合后的卵细胞 二、动物体细胞核移植技术和克隆动物 （1）动物的克隆与植物克隆一样吗？ （2）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 （3）阅读课本P48，简述高产牛体细胞核移植过程 思考 二、动物体细胞核移植技术和克隆动物 （M卵母细胞） 减数第二次分裂中期 去核的卵母细胞 供体细胞注入 去核卵母细胞 受体细胞激活 ，完成分裂、 发育 胚胎移植 二、动物体细胞核移植技术和克隆动物 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 4.体细胞核移植过程 二、动物体细胞核移植技术和克隆动物 归纳: （1）共分成两大阶段： （2）移植过程用到的生物技术： 核移植和胚胎移植 动物细胞培养、核移植、早期胚胎培 养、胚胎移植等 （3）严格来说新个体具有两个亲本的性状 据上图思考下列问题： 二、动物体细胞核移植技术和克隆动物 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？ 提示：为使核移植的胚胎或动物的遗传物质 全部来自有重要利用价值的动物提供的体细 胞，在供体细胞的细胞核移至受体细胞之前 ，必须将受体细胞的遗传物质去掉或将其破 坏。 二、动物体细胞核移植技术和克隆动物 用于核移植的供体细胞一般都选用传代 10代以内的细胞，想一想，这是为什么？ 提示：培养的动物细胞一般当传代至1050 代左右时，部分细胞核型可能会发生变化， 其细胞遗传物质可能会发生突变，而10代以 内的细胞一般能保持正常的二倍体核型。因 此，在体细胞核移植中，为了保证供体细胞 正常的遗传基础，通常采用传代10代以内的 细胞。 二、动物体细胞核移植技术和克隆动物 你认为用上述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？ 提示：克隆动物绝大部分DNA来自于供体细胞核，但其 核外还有少量的DNA，即线粒体中的DNA是来自于受体卵 母细胞。用教材中所述的方法克隆的动物不是供核动物 完全相同的复制。此外，即便动物的遗传基础完全相同 ，但动物的一些行为、习性的形成与所处环境有很大关 系，核供体动物生活的环境与克隆动物所生活的环境不 会完全相同，其形成的行为、习性也不可能和核供体动 物完全相同，从这一角度看，克隆动物不会是核供体动 物100%的复制。 二、动物体细胞核移植技术和克隆动物 动物克隆实例很多，为何多莉就举世闻名呢？ 在1997年2月英国罗斯林研究所维尔穆特博士科 研组公布体细胞克隆羊“多莉”培育成功之前，胚胎 细胞核移植技术已经有了很大的发展。实际上，“多 莉”的克隆在核移植技术上沿袭了胚胎细胞核移植的 全部过程，但这并不能减低“多莉”的重大意义，因 为它是世界上第一例经体细胞核移植出生的动物，是 克隆技术领域研究的巨大突破。这一巨大进展意味着 ：在理论上证明了，同植物细胞一样，分化了的动物 细胞核也具有全能性 二、动物体细胞核移植技术和克隆动物 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？ 多莉克隆过程的受体细胞是去核卵细胞， 而高产奶牛的克隆过程的受体细胞是去核 卵母细胞；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。 二、动物体细胞核移植技术和克隆动物 讨论分析上述哪一种措施更科学？并说明 理由？ 卵母细胞当中的细胞周期蛋白含量、活性比 卵细胞高，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 二、动物体细胞核移植技术和克隆动物 5、体细胞核移植技术的应用前景： 在畜牧业中可以加速家畜遗传改良的进 程，促进优良畜群的繁育。 在保护濒危物种方面，可望利用体细胞 核移植技术增加动物的存活量。 二、动物体细胞核移植技术和克隆动物 二、动物体细胞核移植技术和克隆动物 医药卫生领域可作为 生物反应器生产医用蛋 白质。 在治疗人类疾病时， 转基因克隆动物细胞、 组织和器官可作为异种 移植的供体；人的核移 植胚胎干细胞经诱导分 化，形成相应的组织、 器官后，可用于器官移 植。 二、动物体细胞核移植技术和克隆动物 了解胚胎发育和衰老过程；追踪研究疾病的 发展过程和治疗疾病 成功率比较低 大多存在健康问题 克隆动物食品安全问题 6、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 概念 过程 条件 应用 动物体细胞核移植 技术和克隆动物 概念 过程 应用前景 存在的问题 二、动物体细胞核移植技术和克隆动物 1.幼龄与老龄动物的组织细胞比较，分化程度 低的与分化程度高的组织细胞比较，哪一种更 易于培养？思考一下，这是什么道理？ 细胞的衰老与动物机体的衰老有着密切的关系，细胞 的增殖能力与供体的年龄有关，幼龄动物细胞增殖能 力强，有丝分裂旺盛，老龄动物则相反。所以，一般 来说幼年动物的组织细胞比老年动物的组织细胞易于 培养。同样，组织细胞的分化程度越低，则增殖能力 越强，所以更容易培养。 二、动物体细胞核移植技术和克隆动物 思考与探究 肿瘤组织或细胞 正常组织或细胞 拓展-动物组织或细胞培养的难易程度 幼体组织或细胞 老龄组织或细胞 分化程度低的组织或细胞 分化程度高的组织或细胞 二、动物体细胞核移植技术和克隆动物 2.动物细胞培养要经过脱分化的过程吗？为什么？ 二、动物体细胞核移植技术和克隆动物 提示：脱分化又称去分化，是指分化细胞失去特有的结 构和功能变为具有未分化细胞特性的过程。植物的任何 一部分，甚至单个细胞都具有长成完整植株的能力。但 要发育成完整植株，必须先脱分化，脱分化的细胞具有 发育成任何组织的能力，然后进行再分化，形成完整植 株。植物细胞培养主要用于农林生产中的作物、苗木育 种，快速繁育种苗、培育无病毒植株等，这就要求植物 的组织或细胞先进行脱分化。 二、动物体细胞核移植技术和克隆动物 动物细胞的培养有各种用途，一般而言，动物细胞培养 不需经过脱分化过程。因高度分化的动物细胞发育潜能 变窄，失去了发育成完整个体的能力，所以，动物细胞 也就没有类似植物组织或细胞培养时的脱分化过程了。 要想使培养的动物细胞定向分化，通常采用定向诱导动 物干细胞，使其分化成所需要的组织或器官。 3、能利用体细胞核移植技术克隆高产奶牛卢辛达吗 ？请说明理由。 提示：可以用体细胞核移植技术克隆高产奶牛卢辛达 。卢辛达的产奶量很高，说明它有高产奶的遗传基础 ，利用卢辛达的体细胞克隆的奶牛其遗传物质基本上 全部来自该奶牛，其克隆牛具有高产的遗传基础，如 果精心培育和饲养，有可能在世界范围内推广，克隆 牛再与高产的公牛自然繁殖，可得到很多高产的后代 ，从而加快奶牛改良进程。 二、动物体细胞核移植技术和克隆动物 4、如果将克隆高产奶牛卢辛达的任务交给你，你将如 何对它进行克隆？ 提示：首先从卢辛达耳朵（也可用别的组织、器官，耳 朵在活体上容易取）上剪取一小块组织，在体外培养获 得该组织（如软骨组织）的细胞。从屠宰场取废弃的牛 卵巢，抽取卵母细胞体外培养成熟。用显微针去除卵母 细胞的核，再将耳细胞注入卵母细胞，用电刺激方法使 卵母细胞与体细胞融合，这时供体核就进入了受体卵母 细胞，再用电刺激或化学物质激活注入了体细胞核的卵 母细胞，使其完成减数分裂和发育过程。核移植胚胎在 体外短时间培养后，挑选正常卵裂的胚胎植入经同期发 情处理的受体母牛体内。 二、动物体细胞核移植技术和克隆动物 5.体细胞核移植技术在研究和应用上还存在什么问 题？请你查阅资料，了解这方面的前沿动态。 提示：在研究方面，克隆动物基因组重新编程的机 制尚不清楚，克隆技术效率低，克隆动物畸形率高 、死亡率高、易出现早衰等问题。这些问题尚在研 究中。 在应用上，生产克隆动物费用昂贵，距大规模应用 还有一定距离。 二、动物体细胞核移植技术和克隆动物 二、动物体细胞核移植技术和克隆动物 1、在动物细胞培养过程中遗传物质发生改变的 细胞是 -（ ） 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 二、动物体细胞核移植技术和克隆动物 3、用于动物细胞培养的组织和细胞大都取自胚胎 或出生不久的幼龄动物的器官或组织，其主要原因 是这样的组织细胞 （ ） A.容易产生各种变异 B具有更强的全能性 C.取材十分方便 D分裂增殖的能力强 D 4、下列属于动物细胞工程中的工具是（ ） A限制性内切酶 BDNA连接酶 C胰蛋白酶 D果胶酶 C 二、动物体细胞核移植技术和克隆动物 5、在动物细胞培养的有关叙述中，正确的是（ ） A动物细胞培养的目的就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处理使细胞分散 C细胞遗传物质的改变发生于原代培养过程中 D培养至50代后继续传代的细胞是细胞株 B 二、动物体细胞核移植技术和克隆动物 6、在动物细胞培养中有部分细胞可能在培养条件下 无限制地传代下去，这种传代细胞称之为（ ） A原代培养 B传代培养 C细胞株 D细胞系 D 7、动物细胞培养的正确过程是（ ） A. 原代培养传代培养细胞株细胞系 B. 原代培养传代培养细胞系细胞株 C. 传代培养细胞系原代培养细胞株 D. 原代培养细胞系传代培养细胞株 A 二、动物体细胞核移植技术和克隆动物 8