22動物細胞工程課件PPT文檔資料

1、植物植物動物動物植物組織培養(yǎng)技術(shù)植物體細胞雜交技術(shù)動物細胞核移植技術(shù)動物細胞融合技術(shù)單克隆抗體技術(shù)動物細胞培養(yǎng)技術(shù)(基礎(chǔ))思 考1、動物細胞培養(yǎng)取材時，一般是取胚胎組織或幼齡動物的組織或器官，請解釋原因？2、為什么動物細胞培養(yǎng)過程需將組織分散成單個細胞？3、如何將動物組織分散成單個的細胞呢？4、如何理解原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)？5、傳代培養(yǎng)的細胞能一直傳代下去嗎？為什么？6、動物細胞培養(yǎng)需滿足哪些條件？7、動物細胞培養(yǎng)有哪些應(yīng)用？動物細胞培養(yǎng)過程動物細胞培養(yǎng)過程1、選材：、選材： 動物胚胎或幼齡動物的組織、器官動物胚胎或幼齡動物的組織、器官它們細胞增殖能力強，分裂旺盛，分它們細胞增殖能力強，分裂旺盛

2、，分化程度低，容易培養(yǎng)。化程度低，容易培養(yǎng)。2.2.將組織細胞分散成單個細胞將組織細胞分散成單個細胞v將組織塊剪碎，用胰蛋白酶或膠原蛋白酶將組織塊剪碎，用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理一段時間，這樣組織就會分三成單個細處理一段時間，這樣組織就會分三成單個細胞。胞。思考：為什么培養(yǎng)前要將組織細胞分散成單思考：為什么培養(yǎng)前要將組織細胞分散成單個細胞？個細胞？ 1.1.進行動物細胞傳代培養(yǎng)時用胰蛋白酶分進行動物細胞傳代培養(yǎng)時用胰蛋白酶分散細胞，說明細胞間的物質(zhì)主要是什么成分？散細胞，說明細胞間的物質(zhì)主要是什么成分？用胃蛋白酶行嗎？用胃蛋白酶行嗎？p44旁欄旁欄用胰蛋白酶分散細胞用胰蛋白酶分散細胞，說明說明

3、細胞間的物質(zhì)主要細胞間的物質(zhì)主要是蛋白質(zhì)。是蛋白質(zhì)。不能用胃蛋白代替不能用胃蛋白代替因為兩者的最適因為兩者的最適phph不同，動物細胞培養(yǎng)適宜的不同，動物細胞培養(yǎng)適宜的phph為為7.27.27.47.4，此環(huán)境下胃蛋白酶（，此環(huán)境下胃蛋白酶（最適最適ph 2.02.0）沒有活性，而胰蛋白酶）沒有活性，而胰蛋白酶( (最適最適ph 7.2-8.4)7.2-8.4)的活性較高。的活性較高。胰蛋白酶真的不會把細胞消化掉嗎？為什么？胰蛋白酶真的不會把細胞消化掉嗎？為什么？p44p44尋根問底尋根問底胰蛋白酶除了可以消化細胞間的蛋白外，長時間胰蛋白酶除了可以消化細胞間的蛋白外，長時間的作用也會消化細胞

4、膜蛋白，對細胞有損傷作用，的作用也會消化細胞膜蛋白，對細胞有損傷作用，因此因此必須控制好胰蛋白酶的消化時間必須控制好胰蛋白酶的消化時間。 10代代細細胞胞50代代細細胞胞不不死死細細胞胞3. 3. 配制細胞懸液，進行原代培養(yǎng)及傳代培養(yǎng)配制細胞懸液，進行原代培養(yǎng)及傳代培養(yǎng)l1 1、細胞貼壁：、細胞貼壁： 懸液中分散的細胞很快就貼附在瓶壁上，懸液中分散的細胞很快就貼附在瓶壁上，稱為細胞貼壁。稱為細胞貼壁。要求：要求： 培養(yǎng)瓶或培養(yǎng)皿的內(nèi)表面光滑、無毒、培養(yǎng)瓶或培養(yǎng)皿的內(nèi)表面光滑、無毒、易于貼附。易于貼附。2 2、細胞的接觸抑制：、細胞的接觸抑制： 當(dāng)貼壁細胞分裂生長到表面相互接觸時，當(dāng)貼壁細胞分裂

5、生長到表面相互接觸時，細胞就會停止分裂增殖，這種現(xiàn)象稱為細胞細胞就會停止分裂增殖，這種現(xiàn)象稱為細胞的接觸抑制的接觸抑制。 細胞細胞懸浮懸浮液液1010代代細胞細胞5050代代細胞細胞無限無限傳代傳代原代培養(yǎng)原代培養(yǎng)傳代培養(yǎng)傳代培養(yǎng)4.4.如何界定原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)？如何界定原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)？隨細胞增多，細胞就會停止分裂增殖隨細胞增多，細胞就會停止分裂增殖傳代培養(yǎng)傳代培養(yǎng)動物胚胎或幼齡動動物胚胎或幼齡動物的組織、器官物的組織、器官細胞懸浮液細胞懸浮液胰蛋白酶胰蛋白酶（分解彈性纖維）（分解彈性纖維）10代細胞代細胞原代培養(yǎng)原代培養(yǎng)50代細胞代細胞細胞株細胞株無限傳代無限傳代細胞系細胞系遺傳物質(zhì)遺

6、傳物質(zhì)未改變未改變遺傳物質(zhì)遺傳物質(zhì)改變改變動物細胞培養(yǎng)過程動物細胞培養(yǎng)過程 多細胞動物和人體的細胞都生活在內(nèi)環(huán)境中，多細胞動物和人體的細胞都生活在內(nèi)環(huán)境中，根據(jù)你所學(xué)的內(nèi)環(huán)境的知識，思考以下問題：根據(jù)你所學(xué)的內(nèi)環(huán)境的知識，思考以下問題： 1. 1.體外培養(yǎng)細胞時需要提供哪些物質(zhì)？體外培養(yǎng)細胞時需要提供哪些物質(zhì)？ 2.2.體外培養(yǎng)的細胞需要什么樣的環(huán)境條件？體外培養(yǎng)的細胞需要什么樣的環(huán)境條件？ p46討討 論論充足營養(yǎng)（糖、氨基酸、促生長因子、無機鹽、微量充足營養(yǎng)（糖、氨基酸、促生長因子、無機鹽、微量元素等合成成分及血清、血漿等天然成分。）元素等合成成分及血清、血漿等天然成分。）適宜溫度、適宜溫

7、度、phph和氣體環(huán)境；無菌無毒環(huán)境和氣體環(huán)境；無菌無毒環(huán)境（抗生素，更換培養(yǎng)液）（95%空氣 + 5% co2 ）（36.50.5， 7.2-7.4）（合成培養(yǎng)基）l 1 1、大規(guī)模的生產(chǎn)生物制品。、大規(guī)模的生產(chǎn)生物制品。l 2 2、培養(yǎng)的動物細胞作為基因工程的受體、培養(yǎng)的動物細胞作為基因工程的受體細胞。細胞。l 3 3、檢測判斷物質(zhì)的毒性。、檢測判斷物質(zhì)的毒性。l 4 4、培養(yǎng)正?；蚋鞣N病變的細胞，用于生、培養(yǎng)正常或各種病變的細胞，用于生理、病理、藥理等方面的研究，如用于理、病理、藥理等方面的研究，如用于 等，為等，為 及其及其他疾病提供理論依據(jù)。他疾病提供理論依據(jù)。篩選抗癌藥物篩選抗癌藥

8、物治療和預(yù)防癌癥治療和預(yù)防癌癥比較項目比較項目植物組織培養(yǎng)植物組織培養(yǎng)動物細胞培養(yǎng)動物細胞培養(yǎng)原理原理細胞的全能性細胞的全能性細胞增殖細胞增殖培養(yǎng)基性質(zhì)培養(yǎng)基性質(zhì)固體培養(yǎng)基固體培養(yǎng)基液體培養(yǎng)基液體培養(yǎng)基培養(yǎng)基特有成分培養(yǎng)基特有成分蔗糖蔗糖 植物激素植物激素葡萄糖葡萄糖 動物血清動物血清培養(yǎng)結(jié)果培養(yǎng)結(jié)果植物體植物體細胞細胞培養(yǎng)目的培養(yǎng)目的快速繁殖、快速繁殖、培育無病毒植株培育無病毒植株獲得細胞獲得細胞或細胞分泌蛋白或細胞分泌蛋白 ( (二二) )、體細胞核移植的過程：、體細胞核移植的過程：請看教材請看教材p48p48圖圖2-212-21思考：思考：1.1.核移植的受體細胞是什么？處在什么時期？用

9、此細核移植的受體細胞是什么？處在什么時期？用此細胞作為受體細胞有什么好處？胞作為受體細胞有什么好處？2.2.通過什么手段激活受體細胞，構(gòu)建重組胚胎？通過什么手段激活受體細胞，構(gòu)建重組胚胎？ m m中期卵母細胞中期卵母細胞誘導(dǎo)方法：物理或化學(xué)方法激活受體細胞，完成誘導(dǎo)方法：物理或化學(xué)方法激活受體細胞，完成細胞分裂和發(fā)育進程。細胞分裂和發(fā)育進程。卵母細胞體積大，便于操作；含有營養(yǎng)物質(zhì)豐富，卵母細胞體積大，便于操作；含有營養(yǎng)物質(zhì)豐富，提供早期胚胎發(fā)育所需的營養(yǎng)；含有激活細胞核體提供早期胚胎發(fā)育所需的營養(yǎng)；含有激活細胞核體現(xiàn)全能性的物質(zhì)。現(xiàn)全能性的物質(zhì)。、在體細胞的細胞核移植到受體卵母細胞之、在體細胞

10、的細胞核移植到受體卵母細胞之前，為什么必須先去掉受體卵母細胞的核？前，為什么必須先去掉受體卵母細胞的核？為使核移植動物的遺傳物質(zhì)全部來自有利用為使核移植動物的遺傳物質(zhì)全部來自有利用價值的動物提供的細胞。價值的動物提供的細胞。、用于核移植的供體細胞一般都選用傳代、用于核移植的供體細胞一般都選用傳代1010代以內(nèi)的細胞，為什么？代以內(nèi)的細胞，為什么？1010代以內(nèi)的細胞一般保持正常二倍體的核型，代以內(nèi)的細胞一般保持正常二倍體的核型，未發(fā)生突變未發(fā)生突變思考題思考題3 3、體細胞核移植方法生產(chǎn)的克隆動物是對體細、體細胞核移植方法生產(chǎn)的克隆動物是對體細胞供體動物進行了胞供體動物進行了100%的復(fù)制嗎？

11、為什么？的復(fù)制嗎？為什么？不是，克隆動物絕大部分不是，克隆動物絕大部分dnadna來自供體細胞核，來自供體細胞核，但核外還有少部分但核外還有少部分dnadna（如線粒體（如線粒體dnadna）來自）來自受體卵母細胞受體卵母細胞思考題思考題 1996 1996年，英國人年，英國人ian ian wilmutwilmut成功獲得成功獲得體細胞克隆體細胞克隆羊羊“多利多利”，這是世界上這是世界上第第一例利用成年體細胞核獲得一例利用成年體細胞核獲得的克隆動物的克隆動物. .“ “多莉羊多莉羊”是雄還是雌？是雄還是雌？是否符合孟德爾遺傳？是否符合孟德爾遺傳？問問題題卵細卵細胞胞c母綿羊子宮母綿羊子宮母綿

12、羊母綿羊母綿羊母綿羊乳腺細胞乳腺細胞卵細胞質(zhì)卵細胞質(zhì)細胞核細胞核細胞核移植胚胎移植胚胎移植早期胚胎早期胚胎多莉羊多莉羊分娩分娩卵裂卵裂融合后的卵細胞融合后的卵細胞妊娠妊娠思考與探究思考與探究1.1.幼齡與老齡動物的組織細胞比較，分化程度低幼齡與老齡動物的組織細胞比較，分化程度低的與分化程度高的組織細胞比較，哪一種更易于的與分化程度高的組織細胞比較，哪一種更易于培養(yǎng)？思考一下，這是什么道理？培養(yǎng)？思考一下，這是什么道理？ 細胞的衰老與動物機體的衰老有著密切的關(guān)細胞的衰老與動物機體的衰老有著密切的關(guān)系，細胞的增殖能力與供體的年齡有關(guān)，幼齡動系，細胞的增殖能力與供體的年齡有關(guān)，幼齡動物細胞增殖能力強

13、，有絲分裂旺盛，老齡動物則物細胞增殖能力強，有絲分裂旺盛，老齡動物則相反。相反。 所以，所以，一般來說幼年動物的組織細胞比老年一般來說幼年動物的組織細胞比老年動物的組織細胞易于培養(yǎng)。動物的組織細胞易于培養(yǎng)。 同樣，同樣，組織細胞的分化程度越低，則增殖能組織細胞的分化程度越低，則增殖能力越強，所以更容易培養(yǎng)力越強，所以更容易培養(yǎng)。思考與探究思考與探究2.2.動物細胞培養(yǎng)要經(jīng)過脫分化的過程嗎？為什么？動物細胞培養(yǎng)要經(jīng)過脫分化的過程嗎？為什么？ 動物細胞培養(yǎng)動物細胞培養(yǎng)不需不需經(jīng)過脫分化過程。經(jīng)過脫分化過程。因高度分化的動物細胞發(fā)育潛能變窄，失因高度分化的動物細胞發(fā)育潛能變窄，失去了發(fā)育成完整個體的

14、能力去了發(fā)育成完整個體的能力 要想使培養(yǎng)的動物細胞定向分化，通要想使培養(yǎng)的動物細胞定向分化，通常采用常采用定向誘導(dǎo)動物干細胞定向誘導(dǎo)動物干細胞，使其分化成，使其分化成所需要的組織或器官。所需要的組織或器官。3.19973.1997年，美國威斯康星州的一個奶牛場有一頭年，美國威斯康星州的一個奶牛場有一頭名叫盧辛達（名叫盧辛達（lucindalucinda）的奶牛，年產(chǎn)奶量為）的奶牛，年產(chǎn)奶量為30.8 t30.8 t，創(chuàng)造了世界奶牛產(chǎn)奶量最高新紀(jì)錄。目，創(chuàng)造了世界奶牛產(chǎn)奶量最高新紀(jì)錄。目前世界各國高產(chǎn)奶牛場奶牛，年平均產(chǎn)奶量一般前世界各國高產(chǎn)奶牛場奶牛，年平均產(chǎn)奶量一般為十幾噸，而我國奶牛產(chǎn)奶量

15、年平均水平僅為為十幾噸，而我國奶牛產(chǎn)奶量年平均水平僅為3 34 t4 t。（1 1）能利用體細胞核移植技術(shù)克隆高產(chǎn)奶牛盧辛）能利用體細胞核移植技術(shù)克隆高產(chǎn)奶牛盧辛達嗎？請說明理由。達嗎？請說明理由。可以。盧辛達的產(chǎn)奶量很高，有高產(chǎn)奶的遺傳基可以。盧辛達的產(chǎn)奶量很高，有高產(chǎn)奶的遺傳基礎(chǔ)，利用盧辛達的體細胞克隆的奶牛其遺傳物質(zhì)礎(chǔ)，利用盧辛達的體細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，可圍內(nèi)推廣，克隆牛再與高產(chǎn)

16、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程。得到很多高產(chǎn)的后代，從而加快奶牛改良進程。（2 2）如果將克隆高產(chǎn)奶牛盧辛達的任務(wù)交）如果將克隆高產(chǎn)奶牛盧辛達的任務(wù)交給你，你將如何對它進行克隆？給你，你將如何對它進行克??？從盧辛達耳朵（也可用別的組織、器官，耳朵從盧辛達耳朵（也可用別的組織、器官，耳朵在活體上容易?。┥霞羧∫恍K組織，在體外在活體上容易?。┥霞羧∫恍K組織，在體外培養(yǎng)獲得該組織（如軟骨組織）的細胞。從屠培養(yǎng)獲得該組織（如軟骨組織）的細胞。從屠宰場取廢棄的牛卵巢，抽取卵母細胞體外培養(yǎng)宰場取廢棄的牛卵巢，抽取卵母細胞體外培養(yǎng)成熟。用顯微針去除卵母細胞的核，再將耳細成熟。

17、用顯微針去除卵母細胞的核，再將耳細胞注入卵母細胞，用電刺激方法使卵母細胞與胞注入卵母細胞，用電刺激方法使卵母細胞與體細胞融合，這時供體核就進入了受體卵母細體細胞融合，這時供體核就進入了受體卵母細胞，再用電刺激或化學(xué)物質(zhì)激活注入了體細胞胞，再用電刺激或化學(xué)物質(zhì)激活注入了體細胞核的卵母細胞，使其完成細胞分裂和發(fā)育過程。核的卵母細胞，使其完成細胞分裂和發(fā)育過程。核移植胚胎在體外短時間培養(yǎng)后，挑選正常卵核移植胚胎在體外短時間培養(yǎng)后，挑選正常卵裂的胚胎植入經(jīng)同期發(fā)情處理的受體母牛體內(nèi)。裂的胚胎植入經(jīng)同期發(fā)情處理的受體母牛體內(nèi)。4.4.體細胞核移植技術(shù)在研究和應(yīng)用上還存體細胞核移植技術(shù)在研究和應(yīng)用上還存在

18、什么問題？請你查閱資料，了解這方面在什么問題？請你查閱資料，了解這方面的前沿動態(tài)。的前沿動態(tài)。研究方面：克隆動物基因組重新編程的機制研究方面：克隆動物基因組重新編程的機制尚不清楚，克隆技術(shù)效率低，克隆動物畸形尚不清楚，克隆技術(shù)效率低，克隆動物畸形率高、死亡率高、易出現(xiàn)早衰等問題。這些率高、死亡率高、易出現(xiàn)早衰等問題。這些問題尚在研究中。問題尚在研究中。應(yīng)用上：生產(chǎn)克隆動物費用昂貴，距大規(guī)模應(yīng)用上：生產(chǎn)克隆動物費用昂貴，距大規(guī)模應(yīng)用還有一定距離。應(yīng)用還有一定距離。知識拓展知識拓展2 2.為什么動物細胞要分散成單個細胞培養(yǎng)？用酶消化的為什么動物細胞要分散成單個細胞培養(yǎng)？用酶消化的是什么物質(zhì)？是什么

19、物質(zhì)？ 細胞原代培養(yǎng)時可以分散成單個細胞培養(yǎng)，也可以用細胞細胞原代培養(yǎng)時可以分散成單個細胞培養(yǎng)，也可以用細胞群（團）、組織塊培養(yǎng)，經(jīng)傳代培養(yǎng)后，最終都為細胞培群（團）、組織塊培養(yǎng)，經(jīng)傳代培養(yǎng)后，最終都為細胞培養(yǎng)。養(yǎng)。分散成單個細胞、細胞群（團）后容易培養(yǎng)，細胞所需的分散成單個細胞、細胞群（團）后容易培養(yǎng)，細胞所需的營養(yǎng)容易供應(yīng)，其代謝廢物容易排出；而用大塊組織培養(yǎng)營養(yǎng)容易供應(yīng)，其代謝廢物容易排出；而用大塊組織培養(yǎng)時，內(nèi)部細胞的營養(yǎng)供應(yīng)和代謝廢物的排出都較困難，因時，內(nèi)部細胞的營養(yǎng)供應(yīng)和代謝廢物的排出都較困難，因此，這些細胞在體外長時間的生存和生長就較困難。同時，此，這些細胞在體外長時間的生存和

20、生長就較困難。同時，分散成單個細胞培養(yǎng)，可使得在細胞水平操作的其他技術(shù)分散成單個細胞培養(yǎng)，可使得在細胞水平操作的其他技術(shù)得以實現(xiàn)。得以實現(xiàn)。用酶消化的是細胞間基質(zhì)，細胞間基質(zhì)主要成分有膠原蛋用酶消化的是細胞間基質(zhì)，細胞間基質(zhì)主要成分有膠原蛋白、層粘連蛋白、纖粘連蛋白、彈性蛋白等成分。用蛋白白、層粘連蛋白、纖粘連蛋白、彈性蛋白等成分。用蛋白酶可使其消化，從而使細胞相互分離。酶可使其消化，從而使細胞相互分離。知識拓展知識拓展3 3.體細胞核移植技術(shù)為什么要選擇體細胞核移植技術(shù)為什么要選擇mm期的卵母細期的卵母細胞做受體細胞？胞做受體細胞？ 細胞核移植技術(shù)中能用作受體細胞的通常有細胞核移植技術(shù)中能用作受體細胞的通常有mm期卵母細胞期卵母細胞和受精卵（合子）。早期核移植技術(shù)中常用受精卵，后來和受精卵（合子）。早期核移植技術(shù)中常用受精卵，后來基本上用基本上用mm期卵母細胞取代了受精卵，主要因為兩者的細期卵母細胞取代了受精卵，主要因為兩者的細胞質(zhì)環(huán)境不同。有人認(rèn)為重組需要的因子存在于胞質(zhì)環(huán)境不同。有人認(rèn)為重組需要的因子存在于mm期卵母期