動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)和核移植技術(shù)完整版本

2 2動(dòng)物細(xì)胞工程 生產(chǎn)單克隆抗體等 動(dòng)物細(xì)胞工程常用的技術(shù) 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng) 動(dòng)物細(xì)胞核移植 動(dòng)物細(xì)胞融合 是其他動(dòng)物細(xì)胞工程技術(shù)的基礎(chǔ) 一 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng) 如何進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng) 2 2 1動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)和核移植技術(shù) 從動(dòng)物機(jī)體中取出相關(guān)組織 將它們分散成單個(gè)細(xì)胞 然后放在適宜的培養(yǎng)基中 讓這些細(xì)胞生長(zhǎng)和增殖 一 概念 閱讀P44 P45頁(yè)回答問題 問題1 試說動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)大致過程 原理 二 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過程 胚胎或幼齡動(dòng)物的器官 組織 細(xì)胞懸液 10 50代細(xì)胞 剪碎 胰蛋白酶或膠原蛋白酶 胰蛋白酶處理分瓶培養(yǎng) 原代培養(yǎng) 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)不能最終培養(yǎng)成生物體 細(xì)胞增殖緩慢 核型可能變化 貼壁生長(zhǎng)接觸抑制 10代以內(nèi) 保持正常二倍體核型 傳代培養(yǎng) 單個(gè)細(xì)胞 培養(yǎng)液 原理 有絲分裂 問題4 為什么用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理 問題2 為什么選用動(dòng)物胚胎或幼齡個(gè)體的器官或組織做動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)材料 因?yàn)槠浼?xì)胞生命力旺盛 分裂能力強(qiáng) 分化程度低 問題3 為什么培養(yǎng)前要將組織細(xì)胞分散成單個(gè)細(xì)胞 分散成單個(gè)細(xì)胞 細(xì)胞群 團(tuán) 后容易培養(yǎng) 細(xì)胞所需的營(yíng)養(yǎng)容易供應(yīng) 其代謝廢物容易排出 動(dòng)物組織細(xì)胞間隙中含有一定量的彈性纖維等蛋白質(zhì) 胰蛋白酶處理動(dòng)物組織 可以使動(dòng)物組織細(xì)胞間的蛋白質(zhì)和細(xì)胞外的其他成分酶解 獲得單個(gè)細(xì)胞 問題5 為什么用胰蛋白酶處理而不用胃蛋白酶 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的最適PH值為7 2 7 4 胰蛋白酶作用的適宜PH為7 2 8 4 胃蛋白酶適宜PH為2 胃蛋白酶在PH為7 2 7 4的動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)中無活性 問題6 用胰蛋白酶處理不會(huì)把所培養(yǎng)的細(xì)胞消化掉嗎 控制好時(shí)間 長(zhǎng)時(shí)間處理當(dāng)然會(huì)損傷細(xì)胞 當(dāng)原代培養(yǎng)的細(xì)胞處于接觸抑制后 用胰蛋白酶處理 使細(xì)胞從瓶壁上脫離下來 然后加入新的培養(yǎng)液 將細(xì)胞分離稀釋 并從原培養(yǎng)瓶?jī)?nèi)轉(zhuǎn)接到新的培養(yǎng)瓶?jī)?nèi) 這個(gè)過程稱傳代培養(yǎng) 分瓶培養(yǎng)的過程 傳代培養(yǎng) 原代培養(yǎng) 定義 人們通常將動(dòng)物組織消化后的初次培養(yǎng)稱為原代培養(yǎng) 強(qiáng)調(diào)一 原代培養(yǎng)與傳代培養(yǎng) 原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng) 細(xì)胞株和細(xì)胞系 了解 細(xì)胞株 傳代細(xì)胞一般能傳到40 50代 遺傳物質(zhì)一般不會(huì)發(fā)生改變 叫細(xì)胞株 細(xì)胞系 傳代50代以后 部分細(xì)胞遺傳物質(zhì)發(fā)生了改變 能無限增殖 獲得不死性 叫細(xì)胞系 強(qiáng)調(diào)二 細(xì)胞貼壁過程 細(xì)胞貼壁 在培養(yǎng)瓶懸液中分散的細(xì)胞很快就貼附在瓶壁上 稱為細(xì)胞貼壁 培養(yǎng)瓶或培養(yǎng)皿壁要求 表面光滑 無毒 易于帖附 當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長(zhǎng)到表面相互接觸時(shí) 細(xì)胞就會(huì)停止分裂增殖 這種現(xiàn)象稱為細(xì)胞的接觸抑制 強(qiáng)調(diào)三 接觸抑制 多細(xì)胞動(dòng)物和人體的細(xì)胞都生活在內(nèi)環(huán)境中 根據(jù)你所學(xué)的內(nèi)環(huán)境的知識(shí) 思考以下問題 1 體外培養(yǎng)細(xì)胞時(shí)需要提供哪些物質(zhì) 2 體外培養(yǎng)的細(xì)胞需要什么樣的環(huán)境條件 P46討論 充足營(yíng)養(yǎng) 糖 氨基酸 促生長(zhǎng)因子 無機(jī)鹽 微量元素等合成成分及血清 血漿等天然成分 適宜溫度 PH和氣體環(huán)境 無菌無毒環(huán)境 三 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的條件P46 1 無菌 無毒環(huán)境 無菌處理和添加抗生素目的 更換培養(yǎng)液的好處 2 營(yíng)養(yǎng) 與體內(nèi)相同 液體合成培養(yǎng)基 糖 氨基酸 促生長(zhǎng)因子 水 無機(jī)鹽 微量元素等 通常需加入血清 血漿等一些天然成分 3 溫度和PH 4 氣體環(huán)境95 空氣 5 CO2 維持培養(yǎng)液PH 適宜的溫度 人和哺乳動(dòng)物細(xì)胞最適溫度為36 5 0 5 適宜的酸堿度 PH 7 2 7 4 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)液的主要成分是什么 較植物組培培養(yǎng)基有何獨(dú)特之處 主要成分 葡萄糖 氨基酸 水 無機(jī)鹽 維生素和動(dòng)物血清等 獨(dú)特之處有 1 液體培養(yǎng)基2 成分中有動(dòng)物血清等 P47最上面1 大規(guī)模的生產(chǎn)生物制品 2 培養(yǎng)的動(dòng)物細(xì)胞作為基因工程的受體細(xì)胞 3 檢測(cè)判斷物質(zhì)的毒性 4 培養(yǎng)正?；蚋鞣N病變的細(xì)胞 用于生理 病理 藥理等方面的研究 如用于等 為及其他疾病提供理論依據(jù) 四 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用 篩選抗癌藥物 治療和預(yù)防癌癥 植物組織培養(yǎng)和動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的比較 我收獲了什么 背誦1 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的過程 注意問題2 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的條件 注意問題3 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)和植物組織培養(yǎng)的比較 相互接觸 接觸抑制 單層 胰蛋白酶 衰老或死亡 不死性 降低 減少 活細(xì)胞的膜具有 選擇透過性 大分子染料不能進(jìn)入細(xì)胞 故不染色 中 低溫 新陳代謝 酶 抗原 二 動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動(dòng)物 將動(dòng)物的一個(gè)細(xì)胞核 移入一個(gè)已經(jīng)去掉細(xì)胞核的卵母細(xì)胞中 使其重組并發(fā)育成為一個(gè)新的胚胎 這個(gè)新的胚胎最終發(fā)育為動(dòng)物個(gè)體 克隆動(dòng)物 分類 細(xì)胞分化程度低 恢復(fù)全能性容易 細(xì)胞分化程度高 恢復(fù)全能性不容易 一 動(dòng)物細(xì)胞核移植概念 二 體細(xì)胞核移植的過程 請(qǐng)看教材P48圖2 21 思考 1 核移植的受體細(xì)胞是什么 處在什么時(shí)期 用此細(xì)胞作為受體細(xì)胞有什么好處 2 通過什么手段激活受體細(xì)胞 構(gòu)建重組胚胎 M 中期卵母細(xì)胞 誘導(dǎo)方法 物理或化學(xué)方法激活受體細(xì)胞 完成細(xì)胞分裂和發(fā)育進(jìn)程 卵母細(xì)胞體積大 便于操作 含有營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)豐富 提供早期胚胎發(fā)育所需的營(yíng)養(yǎng) 含有激活細(xì)胞核體現(xiàn)全能性的物質(zhì) 二 體細(xì)胞核移植的過程 P49討論 1 在體細(xì)胞的細(xì)胞核移植到受體卵母細(xì)胞之前 為什么必須先去掉受體卵母細(xì)胞的核 為使核移植的胚胎或動(dòng)物的遺傳物質(zhì)全部來自有重要利用價(jià)值的動(dòng)物提供的體細(xì)胞 在供體細(xì)胞的細(xì)胞核移至受體細(xì)胞之前 必須將受體細(xì)胞的遺傳物質(zhì)去掉或?qū)⑵淦茐?P49小資料 培養(yǎng)的動(dòng)物細(xì)胞一般當(dāng)傳代至10 50代左右時(shí) 部分細(xì)胞核型可能會(huì)發(fā)生變化 其細(xì)胞遺傳物質(zhì)可能會(huì)發(fā)生突變 而10代以內(nèi)的細(xì)胞一般能保持正常的二倍體核型 因此 在體細(xì)胞核移植中 為了保證供體細(xì)胞正常的遺傳基礎(chǔ) 通常采用傳代10代以內(nèi)的細(xì)胞 2 用于核移植的供體細(xì)胞一般都選用傳代10代以內(nèi)的細(xì)胞 想一想 這是為什么 3 你認(rèn)為用上述體細(xì)胞核移植方法生產(chǎn)的克隆動(dòng)物 是對(duì)體細(xì)胞供體動(dòng)物進(jìn)行了100 的復(fù)制嗎 為什么 絕大部分DNA來自于供體細(xì)胞核 但其核外還有少量的DNA 即線粒體中的DNA是來自于受體卵母細(xì)胞 此外 即便動(dòng)物的遺傳基礎(chǔ)完全相同 但動(dòng)物的一些行為 習(xí)性的形成與所處環(huán)境有很大關(guān)系 核供體動(dòng)物生活的環(huán)境與克隆動(dòng)物所生活的環(huán)境不會(huì)完全相同 其形成的行為 習(xí)性也不可能和核供體動(dòng)物完全相同 從這一角度看 克隆動(dòng)物不會(huì)是核供體動(dòng)物100 的復(fù)制 三 體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景 1 在畜牧業(yè)中可以加速家畜遺傳改良的進(jìn)程 2 保護(hù)瀕危物種 3 醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域生產(chǎn)醫(yī)用蛋白質(zhì)及組織器官的移植 4 了解胚胎發(fā)育和衰老過程 追蹤研究疾病的發(fā)展過程和治療疾病 閱讀課本P50頁(yè) 四 體細(xì)胞核移植技術(shù)存在的問題 思考與探究 1 幼齡與老齡動(dòng)物的組織細(xì)胞比較 分化程度低的與分化程度高的組織細(xì)胞比較 哪一種更易于培養(yǎng) 思考一下 這是什么道理 提示 細(xì)胞的衰老與動(dòng)物機(jī)體的衰老有著密切的關(guān)系 細(xì)胞的增殖能力與供體的年齡有關(guān) 幼齡動(dòng)物細(xì)胞增殖能力強(qiáng) 有絲分裂旺盛 老齡動(dòng)物則相反 所以 一般來說幼年動(dòng)物的組織細(xì)胞比老年動(dòng)物的組織細(xì)胞易于培養(yǎng) 同樣 組織細(xì)胞的分化程度越低 則增殖能力越強(qiáng) 所以更容易培養(yǎng) 思考與探究 2 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)要經(jīng)過脫分化的過程嗎 為什么 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)不需經(jīng)過脫分化過程 因高度分化的動(dòng)物細(xì)胞發(fā)育潛能變窄 失去了發(fā)育成完整個(gè)體的能力 所以 動(dòng)物細(xì)胞也就沒有類似植物組織或細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)的脫分化過程了 要想使培養(yǎng)的動(dòng)物細(xì)胞定向分化 通常采用定向誘導(dǎo)動(dòng)物干細(xì)胞 使其分化成所需要的組織或器官 3 1997年 美國(guó)威斯康星州的一個(gè)奶牛場(chǎng)有一頭名叫盧辛達(dá) Lucinda 的奶牛 年產(chǎn)奶量為30 8t 創(chuàng)造了世界奶牛產(chǎn)奶量最高新紀(jì)錄 目前世界各國(guó)高產(chǎn)奶牛場(chǎng)奶牛 年平均產(chǎn)奶量一般為十幾噸 而我國(guó)奶牛產(chǎn)奶量年平均水平僅為3 4t 1 能利用體細(xì)胞核移植技術(shù)克隆高產(chǎn)奶牛盧辛達(dá)嗎 請(qǐng)說明理由 可以 盧辛達(dá)的產(chǎn)奶量很高 有高產(chǎn)奶的遺傳基礎(chǔ) 利用盧辛達(dá)的體細(xì)胞克隆的奶牛其遺傳物質(zhì)基本上全部來自該奶牛 其克隆牛具有高產(chǎn)的遺傳基礎(chǔ) 如果精心培育和飼養(yǎng) 有可能在世界范圍內(nèi)推廣 克隆牛再與高產(chǎn)的公牛自然繁殖 可得到很多高產(chǎn)的后代 從而加快奶牛改良進(jìn)程 該克隆牛不能無限制地推廣 其數(shù)量不宜過多 尤其是在小范圍內(nèi)不能無限的繁殖 以避免奶牛群出現(xiàn)近親繁殖而引起種質(zhì)衰退 2 如果將克隆高產(chǎn)奶牛盧辛達(dá)的任務(wù)交給你 你將如何對(duì)它進(jìn)行克隆 從盧辛達(dá)耳朵 也可用別的組織 器官 耳朵在活體上容易取 上剪取一小塊組織 在體外培養(yǎng)獲得該組織 如軟骨組織 的細(xì)胞 從屠宰場(chǎng)取廢棄的牛卵巢 抽取卵母細(xì)胞體外培養(yǎng)成熟 用顯微針去除卵母細(xì)胞的核 再將耳細(xì)胞注入卵母細(xì)胞 用電刺激方法使卵母細(xì)胞與體細(xì)胞融合 這時(shí)供體核就進(jìn)入了受體卵母細(xì)胞 再用電刺激或化學(xué)物質(zhì)激活注入了體細(xì)胞核的卵母細(xì)胞 使其完成細(xì)胞分裂和發(fā)育過程 核移植胚胎在體外短時(shí)間培養(yǎng)后 挑選正常