动物体细胞核移植技术.ppt

动物体细胞核移植技术 教学目标 新课标要求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 教学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 教学难点用动物体细胞核移植技术克隆动物的过程 动物胚胎或幼龄动物的组织 器官 细胞悬浮液 原代细胞 10代细胞 无限增殖 单个细胞 加培养液 细胞株 细胞系 原代培养 第1代细胞传至10代左右传代培养 将原代细胞从培养瓶中取出 分装到两个或两个以上的培养瓶中继续培养 细胞株 10到40 50代的细胞 遗传物质没发生改变 细胞系 超过50代的细胞 遗传物质发生改变 失去接触抑制 可无限增殖 回顾 等同于癌细胞 寻根问底 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 不行 胃蛋白酶适宜的PH约为2 当PH 6时 胃蛋白酶就会失去活性 而胰蛋白酶适宜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 细胞膜成分 磷脂和蛋白质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 目前使用的或冷冻保存的正常细胞为几代以内的 10代以内 以保持细胞正常的二倍体核型 5 为什么培养前要将组织细胞分散成单个细胞 6 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 成块组织不利于培养 分散了并制成细胞悬浊液 利于细胞与培养液充分接触 利于培养 不能 动物细胞培养只能使细胞数目增多 动物细胞培养的目的是获得细胞或细胞产品 4 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 分化程度低 分裂和增殖旺盛 易培养 思考 一 动物细胞培养条件 1 无菌 无毒的环境2 营养3 温度和PH温度36 5 0 5度 pH7 2 7 44 气体环境O2和CO2 95 空气和5 CO2 维持培养液的PH 培养液和所有培养用具进行无菌处理措施 培养液中加一定量的抗生素 葡萄糖 氨基酸 无机盐 微量元素 促生长因子 维生素 激素等 和动物血清 较植物组织培养基 动物细胞培养液的独特之处 液体培养基 成分中有动物血清等 想一想 为什么对动物细胞进行培养时要添加血清 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 还有很多未知的促细胞生长因子等其他活性物质 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 二 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 基因工程技术中的受体细胞 3 用于检测有毒物质 4 培养正常或病变的细胞 用于生理 病理 药理等方面的研究 可用于健康细胞的培养 如获得大量自身的皮肤细胞 用于植皮 用于筛选抗癌药物等 为治疗和预防疾病提供理论依据 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 利用动物体细胞核移植技术 再想一想 动物核移植 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 用核移植的方法得到的动物成为克隆动物 三 动物体细胞核移植技术 动物克隆包括两个过程 核移植和胚胎移植 克隆 无性繁殖 1 分类 另一头绵羊的子宫 核移植分类 体细胞核移植 胚胎细胞核移植 易 难 2 过程 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 完成细胞分裂 发育 胚胎移植 重组胚胎 代孕母牛 出生与供体奶牛遗传物质基本相同的牛 供体细胞 供核 细胞培养 体细胞 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 重组胚胎 胚胎移植 代孕母体 供体奶牛遗传基础相同的牛 取去核卵细胞作受体细胞的原因是 细胞质内存在激发细胞核全能性表达的物质 卵黄多 营养物质丰富 体积大 易操作 此实验应用到的技术 电脉冲刺激 动物细胞培养 动物体细胞核移植 胚胎移植 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 为了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 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 10代以内的细胞一般能保持正常的二倍体核型 能保证供体细胞正常的遗传基础 思考与讨论 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 不是 克隆动物的线粒体中的DNA是来自于受体卵母细胞 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 思考与讨论 3 体细胞核移植技术的应用前景 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 可作为生物反应器 生产医用蛋白 克隆动物细胞 组织 器官可作为异种移植的供体 人的核移植胚胎干细胞经过诱导分化 用于组织器官的移植 了解胚胎发育及衰老过程 做疾病模型等 畜牧业 医药卫生以及其他领域有着广泛应用前景 4 体细胞核移植技术存在的问题 出生率非常低 10 克隆动物存在着健康问题克隆动物的食品安全性问题存在争议 2 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 P50思考与探究 3 1 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 但同时需注意 该克隆牛不能无限制地推广 其数量不宜过多 尤其是在小范围内不能无限的繁殖 以避免奶牛群出现近亲繁殖而引起种质衰退 2 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 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