动物细胞培养和核移植技术上课

1、植物细胞工程常用的技术手段有哪些？ 这些技术的理论基础是什么？,植物组织培养 和植物体细胞杂交,植物细胞的全能性,动物细胞全能性如何？,动物细胞工程,221动物细胞培养和核移植技术,第一课时,动物细胞工程,通常采用的技术手段,动物细胞培养,动物细胞融合,单克隆抗体,动物细胞核移植,是其他动物细胞工程技术的基础。,注意关键词: 细胞贴壁 接触抑制 原代培养 传代培养,阅读课文4446页相关内容,1、动物细胞培养的概念是什么？该技术实施的原理是什么？,从动物机体中取出相关组织，将它分散成单个细胞，然后在适宜的培养基中，让这些细胞生长和繁殖。 原理是细胞增殖 （有丝分裂） 。,聚焦一、动物细胞培养过

2、程,分离组织（低幼动物）,分散细胞（胰蛋白酶）,原代培养（细胞增殖）,传代培养（细胞增殖）,分装,动物细胞培养过程,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,细胞悬液,培养瓶中培养,部分细胞“癌变”，无限传代,动物细胞培养不能 最终培养成动物体,50代细胞,原代培养,传代培养,细胞贴壁,剥离、分瓶,细胞株,细胞,细胞系,2.动物细胞培养过程：,分化程度低，增殖能力强，分裂旺盛，容易培养,去掉组织间 蛋白,动物胚胎或幼龄动物的组织、器官,细胞悬浮液,10代细胞,传代培养,无限传代,单个细胞,加培养液,过程：,动物细胞生长特点：,细胞贴壁： 悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶

3、壁上，称为细胞贴壁。 要求： 培养瓶或培养皿的内表面光滑、无毒、易于贴附。 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。,细胞贴壁过程,那么什么是接触抑制？,接触抑制：细胞在贴壁生长过程中，随着细胞分裂，数量不断增加，最后形成一个单层，此时细胞间相互接触，细胞分裂和生长停止，数量不再增加。,接触抑制,动物细胞生长特性,部分细胞突变，获得不死性，向癌细胞方向发展，糖蛋白减少。,当贴壁细胞生长到表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖细胞出现接触抑制。,哪些细胞失去了接触抑制？,传代培养时，少数超过50代的细胞，由于遗传物质发生改变，可无限增

4、殖，并失去了接触抑制肿瘤细胞。,接触抑制,无菌操作,培养箱,原代培养 (primary culture),定义：指将要培养的动物细胞取出后，先用胰蛋白酶等使组织分散成单个细胞，然后配制成一定浓度的细胞悬液，再将该悬液放入培养瓶中培养。,过程：从动物机体中取出组织 剪碎 加胰蛋白酶 细胞游离 制成细胞悬液 将细胞接种到培养瓶内 培养（1-2天换一次培养液） 细胞贴壁生长 长成单层细胞,定义：当原代培养的细胞生长停止，这时如果要使细胞继续生长，就要及时用胰蛋白酶等，使细胞从瓶壁上解离下来，然后加入新的培养液，将细胞分离稀释，并从原培养瓶内转接到新的培养瓶内，这个过程称传代培养,传代培养 (subc

5、ulture),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。,知识点小结：各个新名词之间的联系,遗传物质改变,多细胞动物和人体的细胞都生活在内环境中，根据你所学的内环境的知识，思考并讨论以下问题：,讨论,1.体外培养细胞时需要提供哪些物质条件,2.体外培养的细胞需要什么样的环境条件？,充足的营

6、养供给：葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、动物血清、微量元素等。,无菌、无毒的环境、适宜的温度、 适宜的pH和气体环境 。,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、无机盐、维生素、动物血清、微量元素等） 3、温度和PH 温度36.5+0.5度，pH7.27.4 4、气体环境 O2和CO2（95%空气和5% CO2 ）,4、动物细胞培养条件,保证细胞顺利的生长增殖,能否用胃蛋白酶代替胰蛋白酶？,动物细胞培养液的主要成分：,葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等。,（1）液体培养基,（2）含有动物血清,动物体细胞大都生活在液体的环境,植物组织培养

7、呢？,无机盐、蔗糖 、维生素、生长调节物质、植物激素,成分比较：,5、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。,（4）用于检测有毒物质,（3）获得大量自身的皮肤细胞，用于植皮。,（5）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,（2）作为基因工程的受体细胞,获得细胞,细胞的全能性,细胞株、细胞系,植物体,培养结果,或细胞分泌蛋白,快速繁殖、培育无病毒植株等,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,6、植物细胞和动物

8、细胞培养的比较,本节内容小结,1、动物细胞培养过程涉及的概念 细胞贴壁、细胞的接触抑制、原代培养、传代培养、细胞株、细胞系,3、植物细胞和动物细胞培养的比较,4、动物细胞培养技术的应用,2、动物细胞培养条件,2、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？,1、动物细胞培养液的主要成分是什么？较植物组织培养培养基有何独特之处？,3、为什么培养前要将组织细胞分散成单个细胞？,4、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、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,因为这些组织或器官上的细胞生命力旺盛，

9、分裂能力强,成块组织不利培养，分散了做成细胞悬浮液利于培养,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,练一练,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,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

10、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、细胞株的特点是 A遗传物质没有改变，可以无限传代 B遗传物质发生改变，不可无限传代 C遗传物质没有改变，不可无限传代 D遗传物质发生改变，且有癌变特点，可以无限传代 5、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,C,D,6、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

11、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,7.（09江苏）下图是一个新生小鼠的肝脏小块培养装置示意图。请回答下列问题。 （1）肝脏切成小薄片，这有利于肝脏细胞 。 （2）气室中充入5C02：气体的主要作用是 。 （3）培养液中添加抗生素是为了抑制细菌生长，但要注意选择抗生素的 ，以保证抗生素对肝脏无害。,吸收氧气和营养物质、排出代谢废物,维持培养液适宜的pH,种类和剂量,08年宁夏卷回答下列有关动物细胞培养的问题： 在动物细胞培养的过程中，当贴壁细胞分裂生长到细胞表面 时，细胞会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的 。此时，瓶壁上形成的细胞层数是

12、 ，要使贴壁的细胞从瓶壁上分离下来，需要用酶处理，可用的酶是 。 随着细胞传代次数的增多，绝大部分细胞分裂停止，进而出现 的现象；但极少数细胞可以连续增殖，其中有些细胞会因遗传物质发生改变而变成 细胞，该种细胞的黏着性 ，细胞膜表面蛋白质（糖蛋白）的量 。,相互接触,单层,胰蛋白酶,衰老甚至死亡,接触抑制,不死性,降低,减少,检查某种毒物是否能改变细胞染色体的数目，最好选用细胞分裂到 期的细胞用显微镜进行观察。 在细胞培养过程中，通常在 条件下保存细胞，因为在这种条件下，细胞中 的活性降低，细胞的 速率降低。 给患者移植经细胞培养形成的皮肤组织后，发生了排斥现象，这是因为机体把移植的皮肤组织当

13、作 进行攻击。,中,冷冻,酶,新陈代谢,抗原,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.动物细胞只能够大量培养，而植物细胞还能培 养成植株。,D,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,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?,想一想,利用动物体细胞核移植技术,

14、克隆技术,1、概念：克隆就是无性繁殖，具体地说，是指一个共同的祖先，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。,a.分子水平上：一般指DNA克隆。,b.细胞水平上：指一个单一的细胞分裂所形成的细胞群体。,c.个体水平上：指基因型完全相同的两个或一个群体。,动物核移植：,将动物的一个细胞的 ，移入一个已经去掉细胞核的 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（克隆动物）。,用核移植的方法得到的动物。,克隆动物：,记一记,细胞核,卵母细胞,供体细胞培养,（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

15、成减数分裂、发育,胚胎移植,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,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,核移植过程,多莉羊的培育过程,无性生殖,2.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.加速改良动物品种 3.治疗人类疾病，提供供体（器官、细胞、组织） 4.

16、保护濒危动物,体细胞核移植技术存在的问题,1.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，免疫失调等。 2.成功率非常低 3.克隆动物食品的安全性问题。,讨论：（教材P49）,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？,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。,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

17、，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。,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？,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？,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。,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。,1.

18、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。,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。,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,思考与探究（教材P50）,思考与探究（教材P50）,2.动物细胞培养要经过脱分化的过程吗？为什么？,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。,3.19