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1、所采用技术的理论基础,植物细胞工程,通常采用的技术手段,植物组织培养,植物体细胞杂交,植物细胞的全能性,克隆羊“多利”,动物细胞工程,2.2,动物细胞培养(基础）动物细胞核移植动物细胞融合生产单克隆抗体,、为什么要进行动物细胞的培养？,一、动物细胞培养,目的：获得大量的细胞或细胞产物,2、概念,从动物机体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后，放在适宜的培养基中，让这些细胞生长和增殖。,胚胎或幼龄动物的组织器官,细胞悬浮液,细胞株,细胞悬浮液,剪碎,加培养液,制成,胰蛋白酶,转入培养液,分瓶 转入培养液,原代培养,传代培养,3、动物细胞培养的过程,胰蛋白酶,4、动物细胞培养的条件,无菌、无
2、毒的环境：无菌处理、加抗生素、定期更换培养液营养：特别加入血清或血浆温度和PH：36.5度左右PH为7.27.4气体环境：O2细胞呼吸必需；C2O维持PH值,5、动物细胞培养的应用,）大规模生产有重要价值的蛋白质生物制品。如：病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体,）基因工程技术中常用动物细胞作为受体细胞，也进行细胞培养。,）检测有关物质毒性。,）培养正常或病变细胞，用于科研。如：解决为大面积烧伤病人移植皮肤问题。（利用贴壁生长和接触抑制原理）,植物组织培养和动物细胞培养的比较,植物细胞全能性,细胞增殖,二、动物体细胞核移植技术和克隆动物,1997年英国生物学家首次用成年羊的（乳腺细胞）体细胞，成功地克
3、隆出一只小母羊“多莉”。,绵 羊 1997小 鼠 1998 牛 1998山 羊 2000 张 涌 西北农林科技大学 猪 2000 兔 2001 大 鼠 2003 周 琪 中科院动物所 狗 2005,已 克 隆 的 动 物,克隆即无性繁殖系，是指从一个共同的祖先，通过无性繁殖的方法产生出来的一群遗传特性相同的分子、细胞或个体。克隆动物一般是指通过无性繁殖形成动物后代。,克隆动物,克隆动物是如何实现的呢?,目前动物体细胞克隆是通过核移植技术实现的.,动物核移植：是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。,体细胞核移
4、植,胚胎细胞核移植,核 移 植 分 类,过程,供体体细胞,细胞培养,体细胞,卵巢卵母细胞,MII期卵母细胞,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,生出与供体遗传物质相同的个体,多莉的诞生,多莉羊的培育过程,1、加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育,体细胞核移植技术的应 用前景,2 异 种 器 官 移 植,可移植器官短缺 猪的器官大小、结构和功能上与人体器官相近 急性免疫排斥反应 基因敲除半乳糖基转移酶 核移植 基因敲除SPF克隆猪 器官移植,三 核 移 植 技 术 的 应 用,3、生 产 药 用 蛋 白,三 核 移 植 技 术 的 应 用,4 保 护 濒
5、 危 物 种,细胞核,去核卵母细胞,核移植重构胚,三 核 移 植 技 术 的 应 用,5 培 育 各 种 疾 病 动 物 模 型,应用核移植技术可以培育基因完全一致的实验动物模型，为遗传学，病理学研究提供良好的实验材料。,三 核 移 植 技 术 的 应 用,展 望,虽然核移植技术有着广阔的应用前景，并且已取得了一些进展如体细胞核移植等，但也存在着一些问题。主要包括 核移植效率低，动物畸形。这要求研究人员进一步了解核质作用机理，改进培养方式。,目 前 存 在 的 问 题,1、核移植效率低,2、克 隆 动 物 异 常 胎儿或新生儿死亡率极高,极少数能全程发育的个体也表现为超重、呼吸系统疾病等异常表
6、型,个别表型正常者也存在有免疫缺陷、关节炎或肾、脑畸形等问题,导致克 隆动物后期死亡,据新科学家杂志2005年8月3日报道，韩国著名的克隆专家Woo Suk Hwang一手培育出世界首只克窿犬阿富汗猎犬，自克隆羊多利诞生之后，公众有兴又见到一条由克窿技术培育存活下来的猎犬。Hwang的研究小组共采集了1095个母阿富汗猎犬的卵细胞，并将其放入一条公阿富汗猎犬体细胞核进行核移植，然后把他们放置在123个受孕母猎犬的体内。在这么多受孕母猎犬中，只有三个最终成功受孕。其中有一个流产，最后只有两个成功到分娩期。其中一个分娩成功的小猎犬在出生22天的时候死于肺炎。,多莉羊诞生的意义：多莉羊在在技术上的突
7、破之处在于供核细胞不是胚胎细胞，而是已分化的体细胞。这说明已经分化的动物体细胞核，仍然具有全能性，在合适的条件下，就可以发育成新的个体。克隆技术在繁育优良家畜、治疗人类遗传病、抢救濒危物种和保护生物多样性等方面有广阔的应用前景。,克隆的意义与应用,细胞工程应用例1、多莉,写出、所指的细胞工程各称：。实施细胞工程时，所需的受体细胞大多采用动物卵细胞的原因是：。多莉面部的毛色是，判断依据：。继植物组织培养之后，克隆绵羊培育成功，证明动物细胞也具有。请举例说明克隆绵羊培育成功的实际意义：。,（1999上海高考）世界上第一只克隆绵羊“多莉”的培育等程序如图所示。请仔细看图后回答问题：,细胞工程应用例1
8、、多莉羊答案1,细胞核移植、胚胎移植,细胞工程应用例1、多莉羊答案2,有利于细胞融合；卵细胞体积大，易操作，最主要的是卵细胞中具有启动核基因表达的信息蛋白质分子，能够使已经高度分化的细胞核脱分化。,细胞工程应用例1、多莉羊答案3,白色、多莉羊的全部核基因来自白色绵羊。,细胞工程应用例1、多莉羊答案4,全能性,细胞工程应用例1、多莉羊答案5,保护濒危物种，繁育优育品种，医学上克隆器官等。,胚胎发育:,指受精卵发育成为幼体.,受精卵,八细胞胚,卵裂,囊胚,原肠胚,幼体.,原肠胚,具有原肠腔,具备三胚层,外胚层,内胚层,中胚层,表皮及其附属结构,神经系统和感觉器官,脊索、真皮、肌肉,内脏器官的外膜,
9、循环、排泄和生殖系统,消化道上皮,呼吸道上皮,腺体（如肝和胰）,生殖的类型,无性生殖,不经过生殖细胞的结合，由母体直接产生出新个体的生殖方式叫无性生殖。,有性生殖,由亲本产生有性生殖细胞（也叫配子），经过两性生殖细胞（如卵细胞和精子）的结合，成为合子（如受精卵），再由合子发育成为新个体的生殖方式，叫做有性生殖。,草莓的营养生殖,水螅的出芽生殖,胚胎干细胞 当受精卵分裂发育成囊胚时，内层细胞团 的细胞即为胚胎干细胞。胚胎干细胞具有全能性，可以自我更新并具有分化为体内所有组织的能力。进一步说，胚胎干细胞（ES细胞）是一种高度未分化细胞。它具有发育的全功能性，能分化出成体动物的所有组织和器官，包括生殖细胞。,显微操作仪,
