2.2.1动物细胞培养和核移植技术

1、专题2 动物细胞工程,植物组织培养,植物体细胞杂交,1.动物细胞培养,2.动物细胞融合,3.制备单克隆抗体,4.细胞核移植,回顾：,动物细胞工程常用的技术手段：,植物细胞工程常用的技术手段有哪些？,动物细胞工程的基础,一、动物细胞培养,就是从动物机体中取出相关组织，将它分散成单个细胞，然后,放在适宜的培养基中，让这些细胞生长和繁殖。,1、动物细胞培养概念：,2、原理：细胞增殖,定义：人们通常将动物组织消化后的初次培养称为原代培养。,胰蛋白酶处理,取出组织,胚胎或幼龄动物器官组织,剪碎,单个细胞,细胞悬液,转入培养瓶内培养 （贴壁生长长成单层细胞。 有接触抑制现象）。,原代培养,3、过程,原代培

2、养,增殖能力强，分裂旺盛，分化程度低，容易培养,去掉组织间 蛋白,加培养液,强调一：细胞贴壁过程,细胞贴壁：在培养瓶悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上，称为细胞贴壁。,培养瓶或培养皿壁要求：表面光滑、无毒、易于帖附。,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。,强调二：接触抑制,细胞的接触抑制,定义： 当原代培养的细胞处于接触抑制后, 用胰蛋白酶处理,使细胞从瓶壁上脱离下来,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.（分瓶培养的过程）,传代培养,4050代细胞(细胞株),无限传代（细胞系）,分瓶传代培养

3、,胰蛋白酶,原代培养,接触抑制,传代培养,细胞株：传代细胞一般能传到40-50代，遗传物质一般不会发生改变，叫细胞株。,强调：细胞株、细胞系（了解即可，老课本体系）,细胞系：传代50代以后又出现细胞生长停滞状态，部分细胞遗传物质发生了改变，能连续传代，获得不死性，叫细胞系。,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。,接触抑制,总结：动物细胞培养过程,动物胚胎或幼龄动物的组织、器官,配置细胞悬液,剪碎用胰蛋白酶处理,10代细胞,转入培养瓶,40-50代细胞,传代培养,无限传代,单个细胞,加培养液稀释,传代10代以内，遗传物质不改变，保持正常

4、二倍体核型。,传代10-50代左右，增长缓慢以至于完全停止，部分细胞核型可能发生变化（遗传物质可能改变）,为什么用胰蛋白酶处理？,分瓶传代培养,原代培养特点：细胞贴壁、接触抑制,继续传代培养少部分细胞获得不死性，细胞突变，遗传物质已经改变，等同于癌细胞。,细胞株：一般说遗传物质未改变,细胞系：遗传物质已改变,原代培养,多细胞动物和人体的细胞都生活在内环境中据此思考： 1 .内环境稳态包括哪些方面？ 适宜的温度、pH值、渗透压、营养、氧气。 2.体外培养的细胞需要什么样的环境条件？ 无菌、无毒的环境。,想一想,3.体外培养细胞时需要提供哪些物质？如何才能保证类似于内环境的营养环境？培养基应是液态

5、还是固态？ 充足的营养、适宜的温度、pH和气体环境。加入动物血清。培养基应是液态。,思考：动物血清的作用？,主要是：提供有利于细胞生长增殖所需的激素、生长因子或提供合成培养基所缺乏的营养物质等。,保证细胞顺利的生长增殖,4、动物细胞培养条件,能否用胃蛋白酶代替胰蛋白酶？,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,（葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、动物血清、微量元素等）,温度和PH,温度36.5+0.5度，pH7.27.4,气体环境,O2和CO2（95%空气和5%CO2）,离体培养的细胞对微生物和有毒物质没有防御能力。,保证细胞顺利的生长增殖,动物细胞培养液的主要成分：,葡

6、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.蛋白质生物制品的生产 如病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体 2.应用于基因工程 主要用于作为受体细胞 3.检测有毒物质，判断某种物质的毒性 4.细胞的生理、药理、病理研究 如用于筛选抗癌药物,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,

7、原理,动物细胞培养,植物组织培养,比较项目,植物组织培养和动物细胞培养的比较,细胞分化程度 ，恢复全能性 。,核移植,（难度高）,三、动物体细胞核移植技术,胚胎细胞核移植,体细胞核移植,细胞分化程度 ，恢复全能性 。,用核移植的方法得到的动物称为克隆动物,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。,低,容易,高,困难,卵母细胞,黑面母绵羊,白面母绵羊,乳腺细胞,细胞核移植,早期胚胎,C母绵羊子宫,胚胎移植,多莉羊,分娩,妊娠,融合后的 卵母细胞,2.体细胞核移植过程,取供体细胞传代培养10代以内的细胞

8、.为什么？,用的是去核的减数第二次分裂中期细胞（M中期）为什么？,激活方法： 激活目的：,促融方法：电刺激,胚胎移植至代孕受体内,妊娠、分娩,体细胞核移植流程,供体：优质高产奶牛,受体：普通奶牛（卵母细胞的采集与培养）,1.体积大，易操作。2.含有促使细胞核表达全能性的物质和营养条件。,有人说它三个母亲，对吗？,细胞核核移植,胚胎 移植,体细胞核移植过程（体细胞克隆动物）,、核移植之前，为何要去掉受体卵母细胞的核？,为使核移植动物的核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,3、细

9、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。,在体细胞克隆羊“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,4.动物克隆实例很多，为何多莉就举世闻名呢？,2.体细胞核移植技术的应用前景,你还在为

10、身体有残疾而苦恼吗？你还在为器官移植找不到合适的供体而焦虑吗？不能在这样下去了，看看我们的体细胞核移植技术吧，只需要从你身上取一个小小的体细胞，通过核移植培养出胚胎干细胞，再用胚胎干细胞诱导分化出各种组织器官，这样的器官的组织相容性抗原跟你的一摸一样，用这样的器官进行器官移植，根本就不会发生免疫排斥。不夸张的说，如果这项技术研究成熟了，以后大家换条胳膊换条腿就跟给汽车换个轮胎一样。你听明白了吗？这不是天方夜谭，巨大的前景就在眼前，你还在等什么？现在，对，就是现在，赶紧加入到生命科学的研究中来吧！,广而告之：,四、体细胞核移植技术的应用前景,1、加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育,2、保护濒

11、危物种，增加存活数量,3、克隆动物作为生物反应器，生产医用蛋白,4、可以作为异种移植的供体，可以用于组织器官的移植,五、体细胞核移植技术存在的问题,胚胎移植动物幼体产出 概率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,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,课堂反馈练习,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

12、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,5、下图是动物细胞培养的基本过程示意图。请据此图回答,(1)容器A中放置的是动物器官或组织。它一般取自_。 (2)容器A中的动物器官或组织首先要进行的处理是_，然后用 酶处理，这是为了使细胞分散开来。这样做的目的是_. (3)培养首先在B瓶中进行。瓶中的培养基成分有 _ _等。在此瓶中培养一段时间后，有许多细胞衰老死亡，到这时的培养称为_. (4)为了把B瓶中的细胞分装到C瓶中，用_ 处理，然后配置成_，再分装。 (5)在C瓶中正常

13、培养了一段时间后，发现细胞全部死亡。原因是_。,幼龄动物的器官或组织、动物胚胎,用剪刀剪碎,胰蛋白,使每个细胞能与培养液接触 ，便于获取营养和排出代谢废物,葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清,原代培养,胰蛋白酶,细胞悬浮液,细胞没有发生癌变,6(2009年浙江理综)用动、植物成体的体细胞进行离体培养，下列叙述正确的是() A都需用CO2培养箱 B都需用液体培养基 C都要在无菌条件下进行 D都可体现细胞的全能性 解析：用动、植物成体的体细胞进行离体培养都必须在无菌条件下进行。用植物成体的体细胞进行离体培养获得新个体体现的是细胞的全能性，而动物体细胞离体培养主要是获得细胞的代谢产物。 答案：

14、C,7、(2008年宁夏高考)回答下列有关动物细胞培养的问题： (1)在动物细胞培养过程中，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_。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_。 (2)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,接触抑制,胰岛蛋白酶,单层,减少,不死性,降低,衰老甚至死亡,(3)现用某种大分子染料，对细胞进行染色时，观察到死细胞被染色，而活

15、细胞不染色，原因是_ (4)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。 (5)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。 (6)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作_进行攻击。,酶,由于死细胞的膜丧失了选择透过性，大分子染料能够进入死细胞内而着色,中,超低温,新陈代谢,抗原,8(海南高考)某研究小组进行药物试验时，以动物肝细胞为材料，测定药物对体外培养细胞的毒性。供培养的细胞有甲、乙两种，甲细胞为肝肿瘤细胞，乙细胞为正常肝细胞。 请回答下列有关动物细胞培养的问题： (1)将数量相等的甲细胞和乙细胞分别置于培养瓶中培养，培养液及其他培养条件均相同。一段时间后，观察到甲细胞数量比乙细胞数量_。 (2)在动物细胞培养时，通常在合成培养基中加入适量血清，其原因是_，细胞培养应在含5%CO2的恒温培养箱中进行，CO2的作用是_。,血清可以补充合成培养基中缺乏的物质,维持培养液pH,多,(3)在两种细胞生长过程中，当乙细胞铺满瓶壁时，其生长_。药物试验需要大量细胞，两种细胞频繁传代，甲