《动物细胞培养和核移植技术sxh.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《动物细胞培养和核移植技术sxh.ppt（29页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、2.2 动物细胞工程,桃源一中 单湘华,2.2 动物细胞工程,单克隆抗体等,动物细胞工程常用的技术,动物细胞培养,动物细胞核移植,动物细胞融合,是其他动物细胞工程技术的基础。,1.动物细胞培养,如何进行细胞培养?培养时又需要提供哪些必要条件呢？,动物细胞培养和核移植技术,从动物机体中取出相关组织，将它们分散成单个细胞，然后放在适宜的培养基中，让这些细胞生长和增殖。,1.1概念,阅读课文44-46面相关内容：,注意关键词:细胞贴壁 接触抑制 原代培养 传代培养,动物细胞培养的过程:,原代,1.2 动物细胞培养过程,胚胎或幼龄动物的组织器官,细胞悬液,10代细胞,50代细胞,剪碎,胰蛋白酶,洗涤、
2、稀释、分离,原代培养,用胰蛋白酶分散细胞，说明细胞间的物质主要是蛋白质。动物细胞培养适宜的PH为7.27.4，此环境下胃蛋白酶（2.0）没有活性，而胰蛋白酶(7.2-8.4)的活性较高。,比老龄动物的组织细胞增殖能力强，有丝分裂旺盛。分化程度越低，增殖能力越强，越容易培养。,动物细胞培养不能最终培养成生物体,贴壁生长接触抑制,10代以内，保持正常二倍体核型,传代培养,原理？：,细胞增殖,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，思考以下问题：1.体外培养细胞时需要提供哪些物质？2.体外培养的细胞需要什么样的环境条件？,讨 论,葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、促生长因子和
3、动物血清等。,适宜温度、PH和气体环境；无菌无毒环境,36.5+0.5度,PH为,O2和CO2（95%空气和5%CO2）,无菌操作,培养箱,培养器皿,动物细胞培养瓶内表面为什么要光滑、无毒？,获得细胞,细胞的全能性,细胞或细胞产品,新的个体或细胞产品,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,植物细胞和动物细胞培养的比较,大规模的生产有重要价值的生物制品 如病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体为基因工程技术提供受体细胞 有毒物质的检测
4、细胞的生理、药理、病理研究 如用于筛选抗癌药物等，为治疗和预防癌症及其他疾病提供依据,动物细胞培养技术的应用,培养健康细胞用于烧伤病人皮肤移植,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,比较植物组织培养和动物细胞培养（原理、培养结果）？,2.动物细胞核移植技术和克隆动物,将动物的一个细胞核，移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成为一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育为动物个体（克隆动
5、物）,分类,细胞分化程度低，恢复全能性容易,细胞分化程度高，恢复全能性不容易,2.1 动物细胞核移植概念：,2.2体细胞核移植的过程：,请看教材P48图2-21,思考：1.核移植的受体细胞是什么？处在什么时期？2.通过什么手段激活受体细胞，构建重组胚胎？,M中期卵母细胞,诱导方法：物理或化学方法激活受体细胞，完成细胞分裂和发育进程。,3.原理：,4.为什么选择卵母细胞作为核移植的受体细胞？,细胞核的全能性,卵母细胞体积大、易操作，含有促使细胞核表达全能性的物质和营养条件。,无性生殖,例.在克隆多利羊的过程中，下列哪项技术没有运用到（）A.细胞培养技术B.细胞核移植C.胚胎移植技术D.基因工程技
6、术,D,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:共分成两大阶段：核移植和胚胎移植。,核移植过程,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？,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。,克隆动物的性别取决于？,思考：,讨论：,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
7、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，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？,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
8、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。,例：一只羊的卵细胞核被另一只羊的体细胞核置换后，这个卵细胞经过多次分裂，再植入第三只羊的子宫内发育，结果产下一只羊羔。这种克隆技术具有多种用途，但是不能（）A.有选择地繁殖某一性别的家畜 B.繁殖家畜中的优良品种 C.用于保存物种 D.改变动物的基因,D,2.3体细胞核移植技术的应用前景：,1、在畜牧业中可以加速家畜遗传改良的进程
9、,2、保护濒危物种,3、医药卫生领域生产医用蛋白质及组织器官的移植，作为供体,4、了解胚胎发育和衰老过程；追踪研究疾病的发展过程和治疗疾病,1、成功率比较低2、大多存在健康问题，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，免疫失调等。3、克隆动物食品安全问题,2.4体细胞核移植技术存在的问题：,思考与探究,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
10、成所需要的组织或器官。,3.1997年，美国威斯康星州的一个奶牛场有一头名叫卢辛达（Lucinda）的奶牛，年产奶量为30.8 t，创造了世界奶牛产奶量最高新纪录。目前世界各国高产奶牛场奶牛，年平均产奶量一般为十几吨，而我国奶牛产奶量年平均水平仅为34 t。（1）能利用体细胞核移植技术克隆高产奶牛卢辛达吗？请说明理由。,可以。卢辛达的产奶量很高，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。,该克隆牛不能无限制地推广
11、，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）如果将克隆高产奶牛卢辛达的任务交给你，你将如何对它进行克隆？,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
12、内。,4.体细胞核移植技术在研究和应用上还存在什么问题？请你查阅资料，了解这方面的前沿动态。,研究方面：克隆动物基因组重新编程的机制尚不清楚，克隆技术效率低，克隆动物畸形率高、死亡率高、易出现早衰等问题。这些问题尚在研究中。应用上：生产克隆动物费用昂贵，距大规模应用还有一定距离。,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-（）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.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
13、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,教学反馈,1.动物细胞培养要经过脱分化吗？为什么？2.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？,课后习题,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，多数动物细胞培养的适宜PH为，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
14、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，细胞培养要保证细胞能顺利生长和繁殖，一般要添加10%-20%的血清。5.无血清培养：在科学研究中，有时需要明确界定培养液的成分，而血清中由于含有许多未知成分，会对研究结果有影响，因此，在进行细胞培养时，也可采用无血清培养。无血清培养基是在基本培养基中，添加一些已知的促进细胞生长和增殖的物质。6.去核方法：目前核移植技术中普遍使用的去核方法是显微操作去核法。还有人采用其他方法，如梯度离心、紫外光短时间照射、化学物质处理等。这些方法是在没有刺破透明带或卵母细胞质膜的情况下，去除细胞核或使卵细胞核DNA变性，从而达到去核目的。,
