生物選修動物細胞培養(yǎng)與核移植技術

1、關于生物選修動物細胞培養(yǎng)和核移植技術第一張，PPT共五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月2.2 動物細胞工程生產(chǎn)單克隆抗體等 動物細胞工程常用的技術動物細胞培養(yǎng)動物細胞核移植動物細胞融合是其他動物細胞工程技術的基礎。第二張，PPT共五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月為什么要進行動物細胞培養(yǎng)?一.動物細胞培養(yǎng)如何進行細胞培養(yǎng)?2.2.1動物細胞培養(yǎng)和核移植技術 從動物機體中取出相關組織，將它們分散成單個細胞，然后放在適宜的培養(yǎng)基中，讓這些細胞生長和增殖。(一)概念實驗材料，藥性、毒性檢測，提取細胞分泌物等第三張，PPT共五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月第四張，PPT共五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月第五張，P

2、PT共五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 1.進行動物細胞傳代培養(yǎng)時用胰蛋白酶分散細胞，說明細胞間的物質主要是什么成分？用胃蛋白酶行嗎？P44旁欄提示：用胰蛋白酶分散細胞，說明細胞間的物質主要是蛋白質。胃蛋白酶作用的適宜pH約為2，當pH大于6時，胃蛋白酶就會失去活性。胰蛋白酶作用的適宜環(huán)境pH為7.28.4。多數(shù)動物細胞培養(yǎng)的適宜pH為7.27.4，胃蛋白酶在此環(huán)境中沒有活性，而胰蛋白酶在此環(huán)境中活性較高，因此胰蛋白酶適宜用于細胞培養(yǎng)時的消化。第六張，PPT共五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月胰蛋白酶真的不會把細胞消化掉嗎？為什么？P44尋根問底提示：胰蛋白酶除了可以消化細胞間的蛋白外，長時間的作用

3、也會消化細胞膜蛋白，對細胞有損傷作用，因此必須控制好胰蛋白酶的消化時間。 第七張，PPT共五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月(二) 動物細胞培養(yǎng)過程胚胎或幼齡動物的組織器官細胞懸液10代細胞50代細胞剪碎胰蛋白酶或膠原蛋白酶洗滌、稀釋、分離原代培養(yǎng)用胰蛋白酶分散細胞，說明細胞間的物質主要是蛋白質。動物細胞培養(yǎng)適宜的PH為7.27.4，此環(huán)境下胃蛋白酶（2.0）沒有活性，而胰蛋白酶(7.2-8.4)的活性較高。比老齡動物的組織細胞增殖能力強，有絲分裂旺盛。分化程度越低，繁殖能力越強，越容易培養(yǎng)。動物細胞培養(yǎng)不能最終培養(yǎng)成生物體細胞增殖緩慢，核型可能變化動物組織細胞間隙中含有一定量的彈性纖維等蛋白質，

4、將細胞網(wǎng)絡起來形成具有一定彈性和韌性的組織和器官。貼壁生長接觸抑制10代以內(nèi)，保持正常二倍體核型傳代培養(yǎng)第八張，PPT共五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月動物組織塊細胞懸液原代培養(yǎng)傳代培養(yǎng)胰蛋白酶處理分散成單個細胞幼齡動物的器官組織；動物胚胎細胞貼壁接觸抑制原代培養(yǎng)傳代培養(yǎng)加入培養(yǎng)液用胰蛋白酶等處理貼壁細胞適宜條件不死性細胞第九張，PPT共五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月細胞懸浮液10代細胞50代細胞無限傳代原代培養(yǎng)（一般）傳代培養(yǎng)原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)、細胞株和細胞系多數(shù)組織細胞固定在表面生長和分裂。叫做？隨細胞增多，細胞就會停止分裂增殖第十張，PPT共五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 多細胞動物和人體

5、的細胞都生活在內(nèi)環(huán)境中，根據(jù)你所學的內(nèi)環(huán)境的知識，思考以下問題： 1.體外培養(yǎng)細胞時需要提供哪些物質？ 2.體外培養(yǎng)的細胞需要什么樣的環(huán)境條件？ P46討 論充足營養(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。）適宜溫度、PH和氣體環(huán)境；無菌無毒環(huán)境第十一張，PPT共五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月(三) 動物細胞培養(yǎng)的條件P461、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、營養(yǎng)與體內(nèi)相同。合成培養(yǎng)基：糖、氨基酸、促生長因子、無機鹽、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，3637、7.27.4）4、氣體環(huán)境95%空

6、氣、5%CO2-維持培養(yǎng)液PH）第十二張，PPT共五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月植物組織培養(yǎng)和動物細胞培養(yǎng)的比較第十三張，PPT共五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月對比：動物細胞培養(yǎng)、植物組織培養(yǎng).細胞全能性細胞有絲分裂固體,營養(yǎng)物質,激素液體,營養(yǎng)物質,血清等完整植株細胞群或細胞產(chǎn)物無有有無植物組織培養(yǎng)技術是植物細胞工程技術的基礎。動物細胞培養(yǎng)技術是動物細胞工程技術的基礎。復習植物細胞工程和動物細胞工程的部分內(nèi)容。第十四張，PPT共五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月P47最上面1、大規(guī)模的生產(chǎn)生物制品。2、培養(yǎng)的動物細胞作為基因工程的受體細胞。3、檢測判斷物質的毒性。4、培養(yǎng)正?；蚋鞣N病變的細胞，用

7、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) 動物細胞培養(yǎng)技術的應用篩選抗癌藥物治療和預防癌癥第十五張，PPT共五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月1 關于動物細胞培養(yǎng)的有關敘述中正確的是A細胞的癌變發(fā)生于原代培養(yǎng)向傳代培養(yǎng)的過渡過程中B動物細胞培養(yǎng)液中通常含有葡萄糖、氨基酸、無機鹽、生長素和動物血清C動物細胞培養(yǎng)的目的只是獲得大量的細胞分泌蛋白D動物細胞培養(yǎng)前和培養(yǎng)過程中都需要用胰蛋白酶處理第十六張，PPT共五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月第十七張，PPT共五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月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第十八張，PPT共五十四頁，

8、創(chuàng)作于2022年6月活細胞的膜具有選擇透過性，大分子染料不能進入細胞，故不染色。中低溫新陳代謝酶抗原第十九張，PPT共五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 動物細胞特點？分化潛能變窄：隨著細胞分化程度的提高而逐漸受到限制，分化潛能變窄，這是指整體細胞而言。細胞核仍具有全能性：細胞核，它含有保持物種遺傳性所需的全套基因，而且并沒有因細胞分化而丟失基因，因此高度分化細胞的細胞核仍具有全能性想一想第二十張，PPT共五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 根據(jù)動物細胞核仍具有全能性的特點,怎樣將動物細胞的全能性表達? 再想一想利用動物體細胞核移植技術第二十一張，PPT共五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月二.動物細胞核移

9、植技術和克隆動物 將動物的一個細胞核，移入一個已經(jīng)去掉細胞核的卵母細胞中，使其重組并發(fā)育成為一個新的胚胎，這個新的胚胎最終發(fā)育為動物個體（克隆動物）分類胚胎細胞核移植：體細胞核移植：細胞分化程度低，恢復全能性容易 細胞分化程度高，恢復全能性不容易(一)、 動物細胞核移植概念：第二十二張，PPT共五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月(二)、體細胞核移植的過程：請看教材P48圖2-21思考：1.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？2.通過什么手段激活受體細胞，構建重組胚胎？ M中期卵母細胞誘導方法：物理或化學方法激活受體細胞，完成細胞分裂和發(fā)育進程。卵母細胞體積大，便于

10、操作；含有營養(yǎng)物質豐富，提供早期胚胎發(fā)育所需的營養(yǎng)；含有激活細胞核體現(xiàn)全能性的物質。第二十三張，PPT共五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月電激處理使供體核進入受體卵母細胞構建重組胚胎卵母細胞采集、培養(yǎng)M期卵母細胞供體牛供體細胞注入去核卵母細胞代孕母?？寺∨ｓw細胞培養(yǎng)去核卵母細胞去核胚胎移植體細胞核移植過程（體細胞克隆動物）第二十四張，PPT共五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月整個過程用了哪些技術？細胞培養(yǎng)、核移植、胚胎移植新生牛的性別、基因？與供體相同繁殖方式？無性繁殖原理？動物細胞核的全能性第二十五張，PPT共五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月(二)、體細胞核移植的過程：第二十六張，PPT共五十四頁，創(chuàng)

11、作于2022年6月母綿羊A 乳腺細胞（體細胞） 母綿羊B未受精的卵細胞 母綿羊C“多莉” 新的卵細胞發(fā)育成早期胚胎去核卵細胞提取細胞核核移植胚胎移植體細胞核移植技術克隆羊第二十七張，PPT共五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月第二十八張，PPT共五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月步驟一：從一只6歲芬蘭多塞特白面母綿羊（姑且稱為A）的乳腺中取出乳腺細胞，將其放入低濃度的營養(yǎng)培養(yǎng)液中，細胞逐漸停止分裂，此細胞稱之為“供體細胞”；步驟二：從一頭蘇格蘭黑面母綿羊（B）的卵巢中取出未受精的卵細胞，并立即將細胞核除去，留下一個無核的卵細胞，此細胞稱之為“受體細胞”步驟三：利用電脈沖方法，使供體細胞和受體細胞融合，最

12、后形成“融合細胞”。電脈沖可以產(chǎn)生類似于自然受精過程中的一系列反應，使融合細胞也能像受精卵一樣進行細胞分裂、分化，從而形成“胚胎細胞”；步驟四：將胚胎細胞轉移到另一只蘇格蘭黑面母綿羊（C）的子宮內(nèi)，胚胎細胞進一步分化和發(fā)育，最后形成小綿羊-多莉。換言之，多莉有3個母親：基因母親，提供基因組；線粒體母親，提供去核卵細胞；代孕母親，將多莉生下來。有意思的是雖然有三個母親但多莉沒有父親。第二十九張，PPT共五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月第三十張，PPT共五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月第三十一張，PPT共五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月第三十二張，PPT共五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月第三十三張，PPT

13、共五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月P49討論：1.在體細胞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？ 為使核移植的胚胎或動物的遺傳物質全部來自有重要利用價值的動物提供的體細胞，在供體細胞的細胞核移至受體細胞之前，必須將受體細胞的遺傳物質去掉或將其破壞(P49小資料）。第三十四張，PPT共五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 培養(yǎng)的動物細胞一般當傳代至1050代左右時，部分細胞核型可能會發(fā)生變化，其細胞遺傳物質可能會發(fā)生突變，而10代以內(nèi)的細胞一般能保持正常的二倍體核型。因此，在體細胞核移植中，為了保證供體細胞正常的遺傳基礎，通常采用傳代10代以內(nèi)的細胞。2.用于核移植的供體細胞

14、一般都選用傳代10代以內(nèi)的細胞，想一想，這是為什么？第三十五張，PPT共五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月3.你認為用上述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100%的復制嗎？為什么？絕大部分DNA來自于供體細胞核，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胞。此外，即便動物的遺傳基礎完全相同，但動物的一些行為、習性的形成與所處環(huán)境有很大關系，核供體動物生活的環(huán)境與克隆動物所生活的環(huán)境不會完全相同，其形成的行為、習性也不可能和核供體動物完全相同，從這一角度看，克隆動物不會是核供體動物100%的復制。第三十六張，PPT共五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月(三)、體

15、細胞核移植技術的應用前景：1、在畜牧業(yè)中可以加速家畜遺傳改良的進程2、保護瀕危物種3、醫(yī)藥衛(wèi)生領域生產(chǎn)醫(yī)用蛋白質及組織器官的移植4、了解胚胎發(fā)育和衰老過程；追蹤研究疾病的發(fā)展過程和治療疾病第三十七張，PPT共五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月第三十八張，PPT共五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月第三十九張，PPT共五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月閱讀課本P50頁(四)、體細胞核移植技術存在的問題：第四十張，PPT共五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月思考與探究1.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，哪一種更易于培養(yǎng)？思考一下，這是什么道理？ 提示：細胞的衰老與動物機體的衰老有

16、著密切的關系，細胞的增殖能力與供體的年齡有關，幼齡動物細胞增殖能力強，有絲分裂旺盛，老齡動物則相反。所以，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)。同樣，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)。第四十一張，PPT共五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月思考與探究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)不需經(jīng)過脫分化過程。因高度分化的動物細胞發(fā)育潛能變窄，失去了發(fā)育成完整個體的能力，所以，動物細胞也就沒有類似植物組織或細胞培養(yǎng)時的脫分化過程了。要想使培養(yǎng)的動物細胞定向分化，通常采用定向誘導動物干細胞，使其分化成所需要的組織或器官。第四十二張，PPT共五十四

17、頁，創(chuàng)作于2022年6月3.1997年，美國威斯康星州的一個奶牛場有一頭名叫盧辛達（Lucinda）的奶牛，年產(chǎn)奶量為30.8 t，創(chuàng)造了世界奶牛產(chǎn)奶量最高新紀錄。目前世界各國高產(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)奶量年平均水平僅為34 t。（1）能利用體細胞核移植技術克隆高產(chǎn)奶牛盧辛達嗎？請說明理由。第四十三張，PPT共五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月可以。盧辛達的產(chǎn)奶量很高，有高產(chǎn)奶的遺傳基礎，利用盧辛達的體細胞克隆的奶牛其遺傳物質基本上全部來自該奶牛，其克隆牛具有高產(chǎn)的遺傳基礎，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，

18、從而加快奶牛改良進程。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衰退。第四十四張，PPT共五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月（2）如果將克隆高產(chǎn)奶牛盧辛達的任務交給你，你將如何對它進行克隆？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)成熟。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，再用電刺激或化學物質激活注入了體細胞核的卵母細胞，使其完成細胞分

19、裂和發(fā)育過程。核移植胚胎在體外短時間培養(yǎng)后，挑選正常卵裂的胚胎植入經(jīng)同期發(fā)情處理的受體母牛體內(nèi)。第四十五張，PPT共五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月4.體細胞核移植技術在研究和應用上還存在什么問題？請你查閱資料，了解這方面的前沿動態(tài)。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。這些問題尚在研究中。應用上：生產(chǎn)克隆動物費用昂貴，距大規(guī)模應用還有一定距離。第四十六張，PPT共五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月動物細胞培養(yǎng)與植物組織培養(yǎng)的重要區(qū)別在于 A、培養(yǎng)基不同 B、動物細胞培養(yǎng)不需要在無菌條件下進行 C、動物細胞可以傳代培養(yǎng)，而植物細

20、胞不能 D、動物細胞能夠大量培養(yǎng)，而植物細胞只能 培養(yǎng)成植株鞏固練習A第四十七張，PPT共五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月動物細胞工程技術的基礎是 A、動物細胞融合 B、胚胎移植 C、動物細胞培養(yǎng) D、核移植鞏固練習在動物細胞培養(yǎng)過程中遺傳物質發(fā)生改變的細胞是 A、細胞系 B、細胞株 C、原代細胞 D、傳代細胞CA第四十八張，PPT共五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月下列不屬于克隆的是 A、生物體通過體細胞進行的無性繁殖 B、將某腫瘤細胞在體外培養(yǎng)繁殖成一個細胞系 C、扦插和嫁接 D、將雞的某個DNA片段整合到小鼠的DNA中鞏固練習D第四十九張，PPT共五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月植物體細胞雜交的

21、結果是 A、產(chǎn)生雜種植株 B、產(chǎn)生雜交細胞 C、原生質體的融合 D、形成愈傷組織鞏固練習A植物體細胞雜交的目的是 A、產(chǎn)生雜種植株 B、產(chǎn)生雜交細胞 C、原生質體的融合 D、形成愈傷組織A第五十張，PPT共五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月植物體細胞雜交可以解決不同生物之間 的問題 A、親緣關系遠 B、地理隔離 C、生殖隔離 D、組織分化鞏固練習下列細胞中，不具有細胞全能性特點的細胞是 A、心肌細胞 B、神經(jīng)細胞 C、根的皮層細胞 D、木質部導管細胞CD第五十一張，PPT共五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月知識拓展1.動物細胞培養(yǎng)技術是如何發(fā)展起來的？ 1907年，哈里森（Harrison）在無菌條件下用淋巴液作培養(yǎng)基，培養(yǎng)蛙胚神經(jīng)組織存活數(shù)周，并觀察到神經(jīng)細胞突起的生長過程，由此創(chuàng)建了蓋片覆蓋凹窩玻璃懸滴培養(yǎng)法，奠定了動物組織體外培養(yǎng)的基礎。之后，又有人將懸滴培養(yǎng)法改良為雙蓋片培養(yǎng)，提高了傳代效率并減少了污染。1923年，卡雷爾（Carrel）設計了卡氏瓶培養(yǎng)法，擴大了組織生存空間。 1