(理科選修三)221動物細胞培養(yǎng)和核移植技術公開課課件

專題2動物細胞工程專題2動物細胞工程1植物組織培養(yǎng)植物體細胞雜交1.動物細胞培養(yǎng)2.動物細胞融合3.制備單克隆抗體4.細胞核移植回顧：動物細胞工程常用的技術手段：植物細胞工程常用的技術手段有哪些？動物細胞工程的基礎植物組織培養(yǎng)植物體細胞雜交1.動物細胞培養(yǎng)2.動物細胞融合32一、動物細胞培養(yǎng)就是從動物機體中取出相關組織，將它分散成單個細胞，然后,放在適宜的培養(yǎng)基中，讓這些細胞生長和繁殖。1、動物細胞培養(yǎng)概念：2、原理：細胞增殖一、動物細胞培養(yǎng)就是從動物機體中取出相關組織，將它分散成單個3定義：人們通常將動物組織消化后的初次培養(yǎng)稱為原代培養(yǎng)。胰蛋白酶處理取出組織胚胎或幼齡動物器官組織剪碎單個細胞細胞懸液轉(zhuǎn)入培養(yǎng)瓶內(nèi)培養(yǎng)（貼壁生長長成單層細胞。有接觸抑制現(xiàn)象）。①原代培養(yǎng)3、過程原代培養(yǎng)增殖能力強，分裂旺盛，分化程度低，容易培養(yǎng)去掉組織間蛋白加培養(yǎng)液定義：人們通常將動物組織消化后的初次培養(yǎng)稱為原代培養(yǎng)。胰蛋白4強調(diào)一：細胞貼壁過程■細胞貼壁：在培養(yǎng)瓶懸液中分散的細胞很快就貼附在瓶壁上，稱為細胞貼壁。■培養(yǎng)瓶或培養(yǎng)皿壁要求：表面光滑、無毒、易于帖附。強調(diào)一：細胞貼壁過程■細胞貼壁：在培養(yǎng)瓶懸液中分散的細胞很快5■當貼壁細胞分裂生長到表面相互接觸時,細胞就會停止分裂增殖，這種現(xiàn)象稱為細胞的接觸抑制。強調(diào)二：接觸抑制細胞的接觸抑制■當貼壁細胞分裂生長到表面相互接觸時,細胞就會停止分裂增殖，6

定義：當原代培養(yǎng)的細胞處于接觸抑制后,用胰蛋白酶處理,使細胞從瓶壁上脫離下來,然后加入新的培養(yǎng)液,將細胞分離稀釋,并從原培養(yǎng)瓶內(nèi)轉(zhuǎn)接到新的培養(yǎng)瓶內(nèi),這個過程稱傳代培養(yǎng).（分瓶培養(yǎng)的過程）②傳代培養(yǎng)定義：②傳代培養(yǎng)7遺傳物質(zhì)未改變原代細胞40—50代細胞(細胞株)遺傳物質(zhì)己改變無限傳代（細胞系）分瓶傳代培養(yǎng)胰蛋白酶原代培養(yǎng)接觸抑制傳代培養(yǎng)遺傳物質(zhì)未改變原代細胞40—50代細胞(細胞株)遺傳物質(zhì)8細胞株：傳代細胞一般能傳到40-50代，遺傳物質(zhì)一般不會發(fā)生改變，叫細胞株。強調(diào)：細胞株、細胞系（了解即可，老課本體系）細胞系：傳代50代以后又出現(xiàn)細胞生長停滯狀態(tài)，部分細胞遺傳物質(zhì)發(fā)生了改變，能連續(xù)傳代，獲得不死性，叫細胞系。▲細胞株和細胞系的區(qū)別：細胞系的遺傳物質(zhì)改變，具有癌細胞的特點，失去接觸抑制，容易傳代培養(yǎng)。細胞株：傳代細胞一般能傳到40-50代，遺傳物質(zhì)一般不會發(fā)生9接觸抑制接觸抑制10總結(jié)：動物細胞培養(yǎng)過程動物胚胎或幼齡動物的組織、器官配置細胞懸液剪碎用胰蛋白酶處理10代細胞轉(zhuǎn)入培養(yǎng)瓶40-50代細胞傳代培養(yǎng)無限傳代單個細胞加培養(yǎng)液稀釋傳代10代以內(nèi)，遺傳物質(zhì)不改變，保持正常二倍體核型。傳代10-50代左右，增長緩慢以至于完全停止，部分細胞核型可能發(fā)生變化（遺傳物質(zhì)可能改變）為什么用胰蛋白酶處理？分瓶傳代培養(yǎng)原代培養(yǎng)特點：細胞貼壁、接觸抑制繼續(xù)傳代培養(yǎng)少部分細胞獲得不死性，細胞突變，遺傳物質(zhì)已經(jīng)改變，等同于癌細胞。細胞株：一般說遺傳物質(zhì)未改變細胞系：遺傳物質(zhì)已改變原代培養(yǎng)總結(jié)：動物細胞培養(yǎng)過程動物胚胎或幼齡動物的組織、器官配置細胞11多細胞動物和人體的細胞都生活在內(nèi)環(huán)境中據(jù)此思考：

1.內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)包括呢些方面？適宜的溫度、pH值、滲透壓、營養(yǎng)、氧氣。

2.體外培養(yǎng)的細胞需要什么樣的環(huán)境條件？

無菌、無毒的環(huán)境。想一想多細胞動物和人體的細胞都生活在內(nèi)環(huán)境中據(jù)此思123.體外培養(yǎng)細胞時需要提供哪些物質(zhì)？如何才能保證類似于內(nèi)環(huán)境的營養(yǎng)環(huán)境？培養(yǎng)基應是液態(tài)還是固態(tài)？

充足的營養(yǎng)、適宜的溫度、pH和氣體環(huán)境。加入動物血清。培養(yǎng)基應是液態(tài)。思考：動物血清的作用？主要是：提供有利于細胞生長增殖所需的激素、生長因子或提供合成培養(yǎng)基所缺乏的營養(yǎng)物質(zhì)等。保證細胞順利的生長增殖3.體外培養(yǎng)細胞時需要提供哪些物質(zhì)？如何才能保證類似于內(nèi)環(huán)境134、動物細胞培養(yǎng)條件能否用胃蛋白酶代替胰蛋白酶？無菌、無毒的環(huán)境（添加一定量的抗生素，定期更換培養(yǎng)液）營養(yǎng)（葡萄糖、氨基酸、無機鹽、維生素、動物血清、微量元素等）溫度和PH溫度36.5+0.5度，pH7.2～7.4氣體環(huán)境O2和CO2（95%空氣和5%CO2）離體培養(yǎng)的細胞對微生物和有毒物質(zhì)沒有防御能力。保證細胞順利的生長增殖4、動物細胞培養(yǎng)條件能否用胃蛋白酶代替胰蛋白酶？無菌、無毒的14動物細胞培養(yǎng)液的主要成分：葡萄糖、氨基酸、無機鹽、維生素和動物血清等。動物培養(yǎng)基特有的特點是：（1）液體培養(yǎng)基（2）含有動物血清動物體細胞大都生活在液體的環(huán)境植物組織培養(yǎng)呢？無機鹽、蔗糖、維生素、生長調(diào)節(jié)物質(zhì)、植物激素成分比較：動物細胞培養(yǎng)液的主要成分：葡萄糖、氨基酸、無機鹽、維生素和動155.動物細胞培養(yǎng)技術的應用:1.蛋白質(zhì)生物制品的生產(chǎn)如病毒疫苗、干擾素、單克隆抗體2.應用于基因工程主要用于作為受體細胞3.檢測有毒物質(zhì)，判斷某種物質(zhì)的毒性

4.細胞的生理、藥理、病理研究

如用于篩選抗癌藥物5.動物細胞培養(yǎng)技術的應用:1.蛋白質(zhì)生物制品的生產(chǎn)16

1、在動物細胞培養(yǎng)過程中遺傳物質(zhì)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2、動物細胞工程技術的基礎是------（）

A.動物細胞融合B.單克隆抗體

C.胚胎移植D.動物細胞培養(yǎng)

AD課堂反饋練習1、在動物細胞培養(yǎng)過程中遺傳物質(zhì)發(fā)生改變的細胞是---173、用于動物細胞培養(yǎng)的組織和細胞大都取自胚胎或出生不久的幼齡動物的器官或組織，其主要原因是這樣的組織細胞（）

A.容易產(chǎn)生各種變異B具有更強的全能性

C.取材十分方便D分裂增殖的能力強D4、下列屬于動物細胞工程中的工具是（）

A．限制性內(nèi)切酶B．DNA連接酶

C．胰蛋白酶D．果膠酶C3、用于動物細胞培養(yǎng)的組織和細胞大都取自胚胎或出生不久的幼齡189、下圖是動物細胞培養(yǎng)的基本過程示意圖。請據(jù)此圖回答

(1)容器A中放置的是動物器官或組織。它一般取自___________。(2)容器A中的動物器官或組織首先要進行的處理是__________，然后用

酶處理，這是為了使細胞分散開來。這樣做的目的是_______________.(3)培養(yǎng)首先在B瓶中進行。瓶中的培養(yǎng)基成分有_______

___等。在此瓶中培養(yǎng)一段時間后，有許多細胞衰老死亡，到這時的培養(yǎng)稱為___________.(4)為了把B瓶中的細胞分裝到C瓶中，用_____處理，然后配置成___________，再分裝。(5)在C瓶中正常培養(yǎng)了一段時間后，發(fā)現(xiàn)細胞全部死亡。原因是_________________________。幼齡動物的器官或組織、動物胚胎用剪刀剪碎胰蛋白使每個細胞能與培養(yǎng)液接觸，便于獲取營養(yǎng)和排出代謝廢物葡萄糖、氨基酸、無機鹽、維生素和動物血清原代培養(yǎng)胰蛋白酶細胞懸浮液細胞沒有發(fā)生癌變9、下圖是動物細胞培養(yǎng)的基本過程示意圖。請據(jù)此圖回答幼齡動19細胞的全能性細胞株、細胞系植物體或組織培養(yǎng)結(jié)果獲得細胞或細胞分泌蛋白快速繁殖、培育無病毒植株等培養(yǎng)目的葡萄糖、動物血清蔗糖、植物激素培養(yǎng)基特有成分液體培養(yǎng)基固體培養(yǎng)基培養(yǎng)基性質(zhì)細胞增殖原理動物細胞培養(yǎng)植物組織培養(yǎng)比較項目植物組織培養(yǎng)和動物細胞培養(yǎng)的比較細胞的全能性細胞株、細胞系植物體或組織培養(yǎng)結(jié)果獲得細胞或細胞20細胞分化程度

，恢復全能性

。核移植（難度高）三、動物體細胞核移植技術胚胎細胞核移植體細胞核移植細胞分化程度

，恢復全能性

。用核移植的方法得到的動物稱為克隆動物1.概念：將動物的一個細胞的細胞核，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)育成一個新的胚胎，這個新的胚胎最終發(fā)育成動物個體。低容易高困難細胞分化程度，恢復全能性。核移植（難度高）三21卵母細胞黑面母綿羊白面母綿羊乳腺細胞細胞核移植早期胚胎C母綿羊子宮胚胎移植多莉羊分娩妊娠融合后的卵母細胞2.體細胞核移植過程卵母細胞黑面母綿羊白面母綿羊乳腺細胞細胞核移植早期胚胎C母綿22

◆取供體細胞傳代培養(yǎng)10代以內(nèi)的細胞.為什么？◆用的是去核的減數(shù)第二次分裂中期細胞（MⅡ中期）為什么？◆激活方法：◆激活目的：◆促融方法：電刺激◆胚胎移植至代孕受體內(nèi)

妊娠、分娩體細胞核移植流程供體：優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)奶牛受體：普通奶牛（卵母細胞的采集與培養(yǎng)）

1.體積大，易操作。2.含有促使細胞核表達全能性的物質(zhì)和營養(yǎng)條件。有人說它三個母親，對嗎？◆取供體細胞傳代培養(yǎng)10代以內(nèi)的細胞23細胞核核移植細胞核核移植24電激處理使供體核進入受體卵母細胞構(gòu)建重組胚胎卵母細胞采集、培養(yǎng)MⅡ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）電激處理使供體核進入受體卵母細胞構(gòu)建重組胚胎卵母細胞采集、培25１、核移植之前，為何要去掉受體卵母細胞的核？為使核移植動物的核遺傳物質(zhì)全部來自有利用價值的動物提供的細胞。２、用于核移植的供體細胞一般都選用傳代10代以內(nèi)的細胞，為什么？10代以內(nèi)的細胞保持一般保持正常二倍體的核型3、細胞核移植生產(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？不是，克隆動物絕大部分DNA來自供體細胞核，但核外還有少部分DNA（如線粒體DNA）來自受體卵母細胞。１、核移植之前，為何要去掉受體卵母細胞的核？為使核移植26在體細胞克隆羊“多莉”培育成功之前，胚胎細胞核移植技術已經(jīng)有了很大的發(fā)展。實際上，“多莉”的克隆在核移植技術上沿襲了胚胎細胞核移植的全部過程，但這并不能減低“多莉”的重大意義，因為它是世界上第一例經(jīng)體細胞核移植出生的動物，是克隆技術領域研究的巨大突破。這一巨大進展意味著：在理論上證明了，同植物細胞一樣，分化了的動物細胞核也具有全能性．

4.動物克隆實例很多，為何多莉就舉世聞名呢？在體細胞克隆羊“多莉”培育成功之前，胚胎細胞核移植技術已272.體細胞核移植技術的應用前景2.體細胞核移植技術的應用前景28你還在為身體有殘疾而苦惱嗎？你還在為器官移植找不到合適的供體而焦慮嗎？不能在這樣下去了，看看我們的體細胞核移植技術吧，只需要從你身上取一個小小的體細胞，通過核移植培養(yǎng)出胚胎干細胞，再用胚胎干細胞誘導分化出各種組織器官，這樣的器官的組織相容性抗原跟你的一摸一樣，用這樣的器官進行器官移植，根本就不會發(fā)生免疫排斥。不夸張的說，如果這項技術研究成熟了，以后大家換條胳膊換條腿就跟給汽車換個輪胎一樣。你聽明白了嗎？這不是天方夜譚，巨大的前景就在眼前，你還在等什么？現(xiàn)在，對，就是現(xiàn)在，趕緊加入到生命科學的研究中來吧！廣而告之：你還在為身體有殘疾而苦惱嗎？你還在為器官移植找29四、體細胞核移植技術的應用前景1、加速家畜遺傳改良進程，促進優(yōu)良畜群繁育2、保護瀕危物種，增加存活數(shù)量3、克隆動物作為生物反應器，生產(chǎn)醫(yī)用蛋白4、可以作為異種移植的供體，可以用于組織器官的移植四、體細胞核移植技術的應用前景1、加速家畜遺傳改良進程，促30五、體細胞核移植技術存在的問題胚胎移植－動物幼體產(chǎn)出概率＜10％克隆動物存在著健康問題克隆動物的食品安全性問題存在爭議五、體細胞核移植技術存在的問題胚胎移植－動物幼體產(chǎn)出概311．(2009年浙江理綜)用動、植物成體的體細胞進行離體培養(yǎng)，下列敘述正確的是(

)A．都需用CO2培養(yǎng)箱B．都需用液體培養(yǎng)基C．都要在無菌條件下進行D．都可體現(xiàn)細胞的全能性解析：用動、植物成體的體細胞進行離體培養(yǎng)都必須在無菌條件下進行。用植物成體的體細胞進行離體培養(yǎng)獲得新個體體現(xiàn)的是細胞的全能性，而動物體細胞離體培養(yǎng)主要是獲得細胞的代謝產(chǎn)物。答案：C1．(2009年浙江理綜)用動、植物成體的體細胞進行離體培養(yǎng)327、(2008年寧夏高考)回答下列有關動物細胞培養(yǎng)的問題：(1)在動物細胞培養(yǎng)過程中，當貼壁細胞分裂生長到細胞表面___________時，細胞會停止分裂增殖，這種現(xiàn)象稱為細胞的___________。此時，瓶壁上形成的細胞層數(shù)是________。要使貼壁的細胞從瓶壁上分離下來，需要用酶處理，可用的酶是________________。(2)隨著細胞傳代次數(shù)的增多，絕大部分細胞分裂停止，進而出現(xiàn)_______________的現(xiàn)象；但極少數(shù)細胞可以連續(xù)增殖，其中有些細胞會因遺傳物質(zhì)發(fā)生改變而變成________細胞，該種細胞的黏著性________，細胞膜表面蛋白質(zhì)(糖蛋白)的量___________。相互接觸接觸抑制胰島蛋白酶單層減少不死性降低衰老甚至死亡7、(2008年寧夏高考)回答下列有關動物細胞培養(yǎng)的問題：相33(3)現(xiàn)用某種大分子染料，對細胞進行染色時，觀察到死細胞被染色，而活細胞不染色，原因是______________________________________________(4)檢查某種毒物是否能改變細胞染色體的數(shù)目，最好選用細胞分裂到________期的細胞用顯微鏡進行觀察。(5)在細胞培養(yǎng)過程中，通常在________條件下保存細胞。因為在這種條件下，細胞中________的活性降低，細胞______________的速率降低。(6)給患者移植經(jīng)細胞培養(yǎng)形成的皮膚組織后，發(fā)生了排斥現(xiàn)象，這是因為機體把移植的皮膚組織當作________進行攻擊。酶由于死細胞的膜喪失了選擇透過性，大分子染料能夠進入死細胞內(nèi)而著色中超低溫新陳代謝抗原(3)現(xiàn)用某種大分子染料，對細胞進行染色時，觀察到死細胞被染346．(海南高考)某研究小組進行藥物試驗時，以動物肝細胞為材料，測定藥物對體外培養(yǎng)細胞的毒性。供培養(yǎng)的細胞有甲、乙兩種，甲細胞為肝腫瘤細胞，乙細胞為正常肝細胞。請回答下列有關動物細胞培養(yǎng)的問題：(1)將數(shù)量相等的甲細胞和乙細胞分別置于培養(yǎng)瓶中培養(yǎng)，培養(yǎng)液及其他培養(yǎng)條件均相同。一段時間后，觀察到甲細胞數(shù)量比乙細胞數(shù)量________。(2)在動物細胞培養(yǎng)時，通常在合成培養(yǎng)基中加入適量血清，其原因是____________________________________，細胞培養(yǎng)應在含5%CO2的恒溫培養(yǎng)箱中進行，CO2的作用是_____________________。血清可以補充合成培養(yǎng)基中缺乏的物質(zhì)維持培養(yǎng)液pH多6．(海南高考)某研究小組進行藥物試驗時，以動物肝細胞為材料35(3)在兩種細胞生長過程中，當乙細胞鋪滿瓶壁時，其生長________。藥物試驗需要大量細胞，兩種細胞頻繁傳代，甲細胞比乙細胞可以傳代的次數(shù)更______。若用動物的肝臟組織塊制備肝細胞懸液，需用____________消化處理。(4)為了防止細胞培養(yǎng)過程中細菌的污染，可向培養(yǎng)液中加入適量的________。(5)已知癌基因X過量表達與肝腫瘤的發(fā)生密切相關，要試驗一種抗腫瘤藥物Y對甲細胞生長的影響，可將甲細胞分為A、B兩組，A組細胞培養(yǎng)液中加入________，B組細胞培養(yǎng)液中加入無菌生理鹽水，經(jīng)培養(yǎng)后，從A、B兩組收集等量細胞，通過分別檢測X基因在A、B兩組細胞中的________或________合成水平的差異，確定Y的藥效。胰蛋白酶多抗生素停止mRNA蛋白質(zhì)藥物Y(3)在兩種細胞生長過程中，當乙細胞鋪滿瓶壁時，其生長___362.2.2動物細胞融合2.2.2動物細胞融合3