动物细胞工程-(2).ppt

动物细胞工程 学习目标1 简述动物细胞培养的过程 条件及应用 2 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 3 举例说出动物细胞融合与单克隆抗体的原理和应用 一 动物细胞工程常用的技术手段 动物细胞培养 动物细胞核移植 动物细胞融合 单克隆抗体 动物细胞培养技术是其他动物细胞工程技术的基础 二 动物细胞培养 1 动物细胞培养的概念 是从动物机体中取出相关细胞 将它分散成单个细胞 放在适宜的培养基中 让这些细胞生长和增殖 2 进行动物细胞的培养原理是 和植物组织培养比较 进行动物细胞的培养原理 细胞增殖植物组织培养 全能性 动物细胞培养的过程的酶 用胰蛋白酶 或 胶原蛋白酶 处理使细胞分散 动物细胞培养的过程的过程分以下几个阶段 1 原代培养 直接从有机体取得组织分散成细胞在培养液中的培养 到接触抑制时止 这时培养称为原代培养 从1 10代 2 传代培养 分瓶后的培养 从10 50代 50代以后细胞发生了癌变 动物细胞 单个细胞 细胞液 原代培养 接触抑制 传代培养 3 动物细胞培养的过程 动物细胞培养分四个阶段 原代培养 1 10代 传代培养 10代以后 细胞株 10 50代 细胞系 50代以后 问题 什么是细胞株和细胞系 他有什么区别 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40 50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 4 动物细胞培养的条件 1 无菌 无毒的环境无菌处理加抗生素 防止污染更换培养液 防止细菌的细胞代谢产物对细胞体危害 2 营养供给 3 适宜的温度 适宜的pH 4 气体环境 和体内基本相同 葡萄糖 无机盐 氨基酸 维生素 核酸 嘌呤 嘧啶 激素和生长因子 36 5 0 5 7 2 7 4 O2供细胞代谢CO2维持培养液的pH 5 培养基的种类 1 培养基化学成分 天然培养基 合成培养基 半合成培养基 2 外观物理状态 液体培养基 半固态培养 固态培养基 3 功能 基础培养基 选择培养基 和鉴别培养基 6 动物细胞培养技术的用 1 许多有重要价值的蛋白质生物制品 如病毒疫苗 干扰素 克隆抗体等 都可以借助于动物细胞的大规模培养来生产 2 用取自烧伤病人皮肤的健康细胞进行培养 可以获得大量自身的皮肤细胞 为大面积烧伤的病人移植 3 培养的动物细胞用于检测有毒物质 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 4 医学家培养各种正常的或病变的细胞 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 7 植物组织培养和动物细胞培养的比较 细胞的全能性 细胞的增殖 固体 营养物质 激素 液体 营养物质动物血清等 培育成植株 培养成细胞株或细胞系 快速繁殖 培育无病毒植株等 获得细胞的产物或细胞等 8 回答下面的问题 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 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 3 胰蛋白酶的作用 能用胃蛋白酶吗 4 为什么培养前要将组织细胞分散成单个细胞 例1 科学家通过转基因技术获得了含有人生长激素基因的奶牛 如果要加速转基因奶牛的繁育 可以对此转基因奶牛进行克隆 如下图所示 请结合图示回答下列问题 1 在进行细胞培养时 要对取自转基因奶牛的组织细胞进行分散处理 形成单个细胞 这个过程中需要利用 酶处理 2 用于核移植的供体细胞 一般都选用传代10代以内的细胞 原因是 3 在进行原代培养时 细胞增殖的方式是 此外 细胞增殖还表现出 和接触抑制等特点 胰蛋白 该种细胞代谢旺盛 分裂能力强 且遗传物质没有发生改变 有丝分裂 贴壁生长 4 将进行培养的供体细胞注入去核的卵母细胞中 去除卵母细胞细胞核的目的是 5 将重组细胞在培养液中培养成的重组胚胎移入受体母牛后 该母牛就会生出与供体奶牛遗传物质相同的牛 但也不是100 的复制 原因最可能是 6 上述动物细胞工程中涉及的技术有 转基因奶牛的克隆成功 说明了动物的 具有全能性 使克隆出的动物个体的遗传物质几乎全部来自供体细胞 生物的性状受细胞核基因和细胞质基因共同控制 生物的性状还受环境因素的影响 核移植 细胞培养 胚胎移植技术 体细胞的细胞核 例2 2011 上海高考 关于哺乳动物细胞体外培养的难易程度 下列表述正确的是 A 乳腺癌细胞易于乳腺细胞 胚胎细胞易于脂肪细胞B 乳腺细胞易于乳腺癌细胞 胚胎细胞易于脂肪细胞C 乳腺细胞易于乳腺癌细胞 脂肪细胞易于胚胎细胞D 乳腺癌细胞易于乳腺细胞 脂肪细胞易于胚胎细胞 A 例3 2010 浙江高考 下列关于动物细胞培养的叙述 正确的是 A 培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞B 克隆培养法培养过程中多数细胞的基因型会发生改变C 二倍体细胞的传代培养次数通常是无限的D 恶性细胞系的细胞可进行传代培养 D 二 细胞核移植和动物体细胞克隆 1 动物体细胞克隆的概念 关键是什么 结果是什么 原理是什么 将供体体细胞的细胞核与受体去核卵细胞的细胞质进行人工组合 借助于卵细胞的的发育能力 经过培养发育成胚胎进而形成个体的技术 关键是细胞核移植技术 结果 得到克隆动物 原理 动物细胞的全能性 思考 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表达 把两种动物的优良性状集合在一块儿 利用 动物体细胞核移植技术 2 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 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 所以 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 3 过程 供体细胞 供核 细胞培养 体细胞 卵巢母细胞 减 中期 供质 去核 无核母细胞 注入 细胞融合 杂种细胞 构建重组胚胎 胚胎移植 代孕母体 新个体 与母体相同的个体 归纳 1共分成两大阶段 核移植和胚胎移植2取卵细胞作受体细胞的原因是 它是最大的细胞 易操作 它发育可直接表达性状3严格来说新个体有卵巢母细胞的细胞质所以有两个亲本的性状 4 应用 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 5 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 6 注意点 1 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 2 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10 50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 3 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 所以 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 例4 生物技术的发展速度很快 已灭绝生物的 复生 将不再是神话 如果世界上最后一只野驴刚死亡 以下提供的 复生 野驴个体的方法中能够成功的是 A 将野驴的体细胞取出 利用细胞培养技术 可培育成新个体B 将野驴的体细胞两两融合 再经组织培养培育成新个体C 取出野驴的体细胞核移植到母家驴的去核卵细胞中 经孕育培养成新个体D 将野驴的一个基因导入家驴的受精卵中 培育成新个体 C 例5 下列有关克隆人的说法 错误的是 A 克隆人是一种无性生殖方式B 克隆人证明了人体的体细胞核具有全能性C 在现有克隆技术条件下 成功率为100 D 克隆人和供体并不完全一致 C 四 动物细胞融合 1 概念 也称细胞杂交 是指两个或多个动物细胞结合成一个细胞的过程 2 原理 细胞膜的流动性 3 方法 物理法 化学法 生物法 灭活的病毒 仙台病毒 丧失感染性 不感染细胞 保留融合活性 诱导细胞融合 灭活的病毒颗粒黏附于细胞表面 细胞膜被病毒颗粒穿通 细胞膜连接 细胞融合 形成杂种细胞 细胞膜具有一定的流动性 4 过程 5 应用 6 植物细胞融合与动物细胞融合技术的异同 植物细胞融合与动物细胞融合过程基本相同 原理相同 生物膜流动性 不同的是植物体细胞融合前需去掉细胞壁 然后再融合 动物细胞融合是两个体细胞直接融合 诱导剂不同 植物不能用灭活的病毒 制备单克隆抗体 例6 动物细胞融合和植物原生质体融合比较 在动物细胞融合中有特殊性的是 A 融合的原理B 融合的优点C 融合的诱导手段D 融合的过程 C 五 单克隆抗体 1 概念2 特点3 原理 4 制备过程 5 单克隆抗体制备需要的条件 一是能产生单一抗体的效应B细胞 每一个淋巴细胞只能产生一种抗体 二是能够无限增殖的骨髓瘤细胞 这样融合成的杂交瘤细胞 继承了双亲细胞的遗传物质 不仅具有B细胞分泌抗体的能力 而且还有无限增殖的本领 因而可以获得大量单克隆抗体 6 应用 可用于作为诊断试剂 有准确 高效 快速的优点 可用于疾病治疗 可用于运载药物 作为运载对应疾病的药物的 生物导弹 生物导弹 单克隆抗体 药物 7 注意 1 骨髓瘤细胞是癌细胞吗 有无