人教版高中生物选修3专题二第2节《动物细胞培养技术与核移植技术》课件.ppt

动物细胞培养和核移植技术,欢迎走进生物课堂,探索生物的奥秘,如何获取大量的皮肤细胞？,皮肤移植,资料分析,1.烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人？,取该患者的皮肤进行细胞培养,获得足量的细胞后再移植,人耳鼠,2.“人耳鼠”再出风头2001年，一只特别的活老鼠在北京引起轰动这是有着一对红眼睛的、尾巴长长的、浑身没毛的小白鼠。值得一提的是，这只小白鼠的背上，竟长着一只几乎与身子一般大小的“人耳”。这只老鼠背上的“人耳”是由上海市第九人民医院副院长、整复外科主任曹谊林教授利用组织工程技术复制出来的。,在京展出的数天，尽管门票高达20元，但还是有将近20万人，心甘情愿地掏钱一睹“人耳鼠”的风采。,人耳鼠的出现，透露了怎样的信息？,随着人类生命奥秘的揭晓，有朝一日人体就会像一辆汽车一样，哪个零件坏了，可再买一个新的换上。,动物细胞培养,人耳鼠,探究活动,资料一：细菌真菌和病毒等均可造成细胞培养环境的污染，而离体培养的细胞已失去了对微生物和有毒物质的防御能力，一旦受到污染或自身代谢物质积累等，培养的细胞就会死亡。,资料二：人体细胞培养的标准温度为36.5+0.5度,偏离这一温度范围,细胞的正常代谢就会受到影响。培养的细胞对低温的耐受能力比对高温的耐受力大。,资料三：开放培养时一般把细胞置于95%氧气和5%二氧化碳的气体环境中。氧气参与细胞的呼吸作用，二氧化碳可以维持培养基的pH。大多数细胞的适宜pH为7.27.4。,资料四：培养的细胞就像体内细胞一样，需要一些基本的营养物质和生长因子，如氨基酸、葡萄糖、无机盐、维生素、核苷酸等。不同组织来源的细胞需要不同的生长因子，而且需求量也不同，所以，必须精心设计这些成分的搭配比例。,动物细胞培养需要哪些条件？,归纳总结,动物细胞培养的条件,无菌、无毒的环境：添加一定量的抗生素，定期更换培养液营养：氨基酸、葡萄糖、无机盐、维生素、核苷酸及动物血清。适宜的温度和pH:36.5+0.5度；PH为7.2-7.4。气体环境：O2和CO2（95%氧气和5%CO2）,补充合成培养基中缺乏的物质,动物细胞的培养过程,幼龄动物,取动物器官和组织,剪碎组织,胰蛋白酶处理,细胞培养,单个细胞,用胰蛋白酶分散成单个细胞，说明细胞间的物质是什么？用胃蛋白酶行吗？,为何选幼龄动物组织或器官进行细胞培养？,动物细胞培养过程：,动物胚胎或幼龄动物的组织、器官,细胞悬浮液,胰蛋白酶,10代细胞,原代培养,传代培养,无限传代,单个细胞,加培养液,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。,（分解纤维蛋白）,动物细胞培养过程：,动物胚胎或幼龄动物的组织、器官,细胞悬浮液,胰蛋白酶,10代细胞,原代培养,传代培养,无限传代,单个细胞,加培养液,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。,（分解纤维蛋白）,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,成块的组织中细胞与细胞靠在一起,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,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,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？,易于培养的细胞贴壁，进行生长增殖,当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖，这种现象叫细胞的接触抑制。,将贴满瓶壁的细胞用胰蛋白酶处理，然后分瓶继续培养，让细胞继续增殖。,这样的过程叫做传代培养,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、有些细胞为何能一直传代下去吗？,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，以保持细胞正常的二倍体核型。因为1050代左右时部分细胞的细胞核型可能发生变化，有少部分还会发生突变向癌细胞方向发展。,动物胚胎或幼龄动物的组织、器官,胰蛋白酶,单个细胞,加培养液,制成,细胞悬浮液,原代培养,动物细胞培养,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,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。,动物细胞培养技术的应用,（一）生产蛋白质类生物制品,（二）检测有毒物质,（三）为烧伤病人植皮,（四）生理、病理、药理研究,（五）为基因工程提供受体细胞,获得细胞,细胞的全能性,植物体,培养结果,或细胞产物,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,细胞群体,细胞核移植,问题讨论,1、某植物非常具有观赏价值，你采取什么方法来繁殖后代，使它们继承该植物的全部优良性状？、1997年，美国威斯康星州的一个奶牛场有一头名叫卢辛达的奶牛，年产奶量为30.8t，创造了世界奶牛产量的最高记录。目前世界各国高产牛奶场的奶牛，平均每年产量为十几吨，而我国平均水平仅有34吨。你能想办法繁殖卢辛达的后代，使年产奶量为30.8t吗？,克隆,1、什么是克隆?,2、以前学习过动物克隆的实例吗？,3、请简述多利克隆的过程？,多利羊,克隆是指无性繁殖系，具体地说，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。,细胞质,细胞核,细胞核移植,多利羊的培育过程,、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,、阅读课本P48，简述高产牛体细胞核移植过程,思考题,、核在进行体细胞核移植之前，为何要去掉受体卵母细胞的核？,为使核移植动物的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代以内的细胞保持一般保持正常二倍体的核型，未突变,3、细胞核移植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，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。,4.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。,思考题,5、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。,6、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,请同学们归纳动物体细胞核移植概念:,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，这个新胚胎最终发育成动物个体。用核移植的方法得到的动物称为克隆动物,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,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：,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，脏器缺陷，免疫失调等。,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,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.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.动物细胞能够大量培养，而植物细胞只能培养成植株。,A,4.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.动物细胞能够大量培养，而植物细胞只能培养成植株。,A,5.世界上第一只克隆绵羊“多莉”的培育等程序如图所示。请仔细看图后回答问题：,写出、所指的细胞工程各称：。实施细胞工程时，所需的受体细胞大多采用动物卵细胞的原因是：。,细胞核移植、胚胎移植,有利于细胞融合；卵细胞体积大，易操作，最主要的是卵细胞中具有启动核基因表达的信息蛋白质分子，能够使已经高度分化的细胞核脱分化。,5.世界上第一只克隆绵羊“多莉”的培育等程序如图所示。请仔细看图后回答问题：,多莉面部的毛色是，判断依据：。继植物组织培养之后，克隆绵羊培育成功，证明动物细胞也具有。请举例说明克隆绵羊培育成功的实际意义：。,白色、多莉羊的全部核基因来自白面绵羊。,全能性,保护濒危物种，繁育优育品种，医学上克隆器官等。,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，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