高中生物選修3動物細胞工程

復習提問植物細胞工程的技術手段有哪些？植物組織培養(yǎng)的原理和一般過程？植物體細胞雜交的原理和一般過程？動物細胞工程技術手段：根底：動物細胞培養(yǎng)、動物細胞核移植、動物細胞融合、單克隆抗體動物細胞培養(yǎng)技術是其他動物細胞工程技術的根底動物細胞培養(yǎng)概念：原理：目的：從動物機體中取出相關的組織或器官，將它分散成單個細胞，然后，放在適宜的培養(yǎng)基中，讓這些細胞生長和增殖動物細胞培養(yǎng)移植修復細胞增殖(有絲分裂)獲得細胞或細胞產物動物細胞的培養(yǎng)過程思考：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)？提示：細胞的衰老與動物機體的衰老有著密切的關系，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，老齡動物那么相反。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，那么增殖能力越強，所以更容易培養(yǎng)。動物胚胎或幼齡動物的組織、器官，它們的細胞分化程度低，增殖能力強，容易培養(yǎng)。動物細胞的培養(yǎng)過程幼齡動物取動物器官和組織剪碎組織胰蛋白酶處理細胞培養(yǎng)單個細胞強調一：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：外表光滑、無毒、易于帖附。■當貼壁細胞分裂生長到外表相互接觸時,細胞就會停止分裂增殖，這種現(xiàn)象稱為細胞的接觸抑制。強調二：接觸抑制動物胚胎或幼齡動物的組織器官單個細胞分散原因：目的：方法：1.為什么要將細胞分散后，細胞才能生長增殖？從物質交換的角度分析，細胞分散后，有什么優(yōu)點？接觸抑制(細胞與細胞緊靠在一起，限制了細胞的生長和增殖)便于細胞與外界溶液進行充分的物質交換(易于吸收營養(yǎng)，排除代謝廢物)胰蛋白酶或膠原蛋白酶2.分散細胞的方法是什么？該方法說明細胞間的物質主要成分是什么？3.用胰蛋白酶分散細胞會不會傷害細胞？改用胃蛋白酶可不可以？細胞間的物質主要是蛋白質〔膠原纖維〕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。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7.2～8.4。多數(shù)動物細胞培養(yǎng)的適宜pH為7.2～7.4。在此環(huán)境中胰蛋白酶活性高，適宜細胞培養(yǎng)時的消化4.分散的單個細胞要用什么狀態(tài)的培養(yǎng)基來培養(yǎng)，你認為培養(yǎng)基中應參加哪些物質？單個細胞細胞懸液培養(yǎng)基作用：狀態(tài)：成分液體培養(yǎng)基營養(yǎng)物質為細胞提供營養(yǎng)無機物：有機物：水、無機鹽氨基酸、糖類、促生長因子等血清、血漿合成培養(yǎng)基+血清、血漿=半合成培養(yǎng)基促生長因子是一類具有刺激細胞生長活性的細胞因子，通過與特異的、高親和的細胞膜受體結合，調節(jié)細胞生長與其他細胞功能等多效應的多肽類物質。存在于血小板和各種成體與胚胎組織及多數(shù)培養(yǎng)細胞中，對不同種類細胞有一定專一性。5.細胞在培養(yǎng)瓶中生長具有哪些特點？細胞懸液原代培養(yǎng)(初次裝瓶培養(yǎng))培養(yǎng)瓶中培養(yǎng)—細胞生長特點貼壁生長含義：要求：細胞要能貼附于底物上才能增殖培養(yǎng)瓶或培養(yǎng)皿內外表光滑、無毒、易貼附接觸抑制傳代培養(yǎng)(分瓶繼續(xù)培養(yǎng))胰蛋白酶處理貼壁細胞，分散成單個細胞，制成細胞懸液概念：原代培養(yǎng)：從機體取出后立即培養(yǎng)的細胞為原代細胞。培養(yǎng)的第1代細胞與傳10代以內的細胞稱為原代細胞培養(yǎng)。傳代培養(yǎng)：將原代細胞從培養(yǎng)瓶中取出，配制成細胞懸浮液，分裝到兩個或兩個以上的培養(yǎng)瓶中繼續(xù)培養(yǎng)，稱為傳代培養(yǎng)。動物胚胎或幼齡動物的組織、器官細胞懸浮液10代細胞50代細胞傳代培養(yǎng)無限傳代單個細胞加培養(yǎng)液原代培養(yǎng)胰蛋白酶細胞株細胞系細胞株：培養(yǎng)細胞一般傳至10—50代左右時，生長停滯，大局部細胞衰老死亡(核型正常)，這種傳代細胞為細胞株細胞系：細胞傳至50代后，有局部細胞由于遺傳物質(核型)的改變，使其在培養(yǎng)條件下可以無限制傳代，這種傳代細胞為細胞系細胞株和細胞系的區(qū)別：細胞系的遺傳物質(細胞核型)改變，具有癌細胞的特點(不死性)，失去接觸抑制，容易傳代培養(yǎng)有關概念細胞懸浮液10代細胞50代細胞無限傳代原代培養(yǎng)傳代培養(yǎng)細胞株細胞系如何界定原代培養(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。隨細胞增多，細胞就會停止分裂增殖遺傳物質改變動物胚胎或幼齡動物的組織、器官胰蛋白酶剪碎單個細胞加培養(yǎng)液制成細胞懸浮液細胞株細胞系細胞增殖無限傳代去掉組織間蛋白動物細胞培養(yǎng)不能最終培養(yǎng)成生物體思考：保存或使用細胞時，一般選擇10代以內的，還是10代以后的細胞？為什么？保存材料：方法：10代以內的細胞冷凍〔或超低溫、液氮〕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洗滌、稀釋、別離原代培養(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7.2—7.4，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，增殖能力越強，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，將細胞網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，保持正常二倍體核型傳代培養(yǎng)細胞系1、無菌、無毒的環(huán)境動物細胞培養(yǎng)的條件培養(yǎng)液和培養(yǎng)器具—無菌處理培養(yǎng)液中添加抗生素—目的：防止培養(yǎng)過程中雜菌污染定期更換培養(yǎng)液—目的：去除代謝產物，防止細胞代謝積累對細胞造成傷害2、營養(yǎng)：合成培養(yǎng)基+血清、血漿3、適宜的溫度和PH值36.5+0.5℃4、必要的氣體條件O2和CO2〔95%空氣和5%CO2〕CO2維持培養(yǎng)液的PH細胞的全能性培養(yǎng)瓶錐形瓶培養(yǎng)器皿獲得細胞或細胞產物獲得完整個體或細胞產物培養(yǎng)目的葡萄糖、動物血清或血漿蔗糖、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)基性質細胞增殖原理動物細胞培養(yǎng)植物組織培養(yǎng)比較工程植物細胞和動物細胞培養(yǎng)的比較過程：植物組織培養(yǎng)動物細胞培養(yǎng)外植體脫分化愈傷組織再分化胚狀體/叢芽移栽試管苗植株動物胚胎或幼齡動物的組織、器官細胞懸浮液原代培養(yǎng)傳代培養(yǎng)單個細胞加培養(yǎng)液胰蛋白酶應用：快速繁殖、作物脫毒等生產生物制品、檢測毒性等應用生產生物制品〔病毒疫苗、干擾素、單克隆抗體〕作為基因工程中的受體細胞檢測有毒物質，判斷某種物質的毒性用于生理、病理、藥理等方面的研究，為治療和預防疾病提供理論依據10年浙江卷以下關于動物細胞培養(yǎng)的表達，正確的選項是A．培養(yǎng)保存有的細胞在培養(yǎng)瓶壁上可形成多層細胞B．克隆培養(yǎng)法培養(yǎng)過程中多數(shù)細胞的基因型會發(fā)生改變C．二倍體細胞的傳代培養(yǎng)次數(shù)通常是無限的D．惡性細胞系的細胞可進行傳代培養(yǎng)答案：D(08寧夏)答復以下有關動物細胞培養(yǎng)的問題：⑴在動物細胞培養(yǎng)過程中。當貼壁細胞分裂生長到細胞外表時，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別離下來，需要用酶處理，可用的酶是。⑵隨著細胞傳代次數(shù)的增多，絕大局部細胞分裂停止，進而出現(xiàn)___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發(fā)生改變而變成細胞，該種細胞的黏著性，細胞膜外表蛋白質〔糖蛋白〕的量。⑶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。相互接觸接觸抑制單層胰蛋白酶衰老甚至死亡不死性降低減少由于活細胞的膜具有選擇透過性，大分子染料不能進入活細胞內，故活細胞不能著色〔或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而著色〕⑷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。⑸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。⑹給患者移植經細胞培養(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。中冷凍〔或超低溫、液氮〕酶新陳代謝抗原二、動物體細胞核移植技術和克隆動物1、定義：

動物核移植是將動物的一個細胞的細胞核,移入一個已經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)育為動物個體.3、分類：

胚胎核移植、體細胞核移植。胚胎細胞分化程度低，恢復其全能性相對容易。動物體細胞分化程度高，恢復其全能性十分困難2、原理：

動物細胞核具有全能性1996年，英國人IanWilmut成功獲得體細胞克隆羊“多利”，這是世界上第一例利用成年體細胞核獲得的克隆動物.卵細胞Ａ母綿羊Ｂ母綿羊乳腺細胞細胞質細胞核細胞核移植早期胚胎卵裂C母綿羊子宮（代孕母體）胚胎移植多莉羊分娩妊娠多莉羊的培育過程重組細胞多莉羊誕生的意義： 多莉羊在技術上的突破之處在于供核細胞不是胚胎細胞，而是已分化的體細胞。這說明已經分化的動物體細胞核，仍然具有全能性，在適宜的條件下，就可以發(fā)育成新的個體。 克隆技術在繁育優(yōu)良家畜、治療人類遺傳病、搶救瀕危物種和保護生物多樣性等方面有廣闊的應用前景。2000年，美國科學家成功地克隆出首例長類靈動物——一只恒河短尾猴“泰特拉〔Tetra〕”。與其它動物克隆不同的是，“泰特拉”未用細胞核移植技術，而是采用胚胎分解的方法，將受精卵培育卵裂至8個細胞時將其別離，每2個細胞分為一局部，共分為4局部，并分別植入4個“代理母親”子宮中，結果有一個“代理母親”成功a生下了“泰特拉”，這意味著克隆人類已沒有技術障礙。黑面綿羊去核卵母細胞白面綿羊乳腺細胞核a重組細胞電脈沖刺激早期重組胚胎b另一頭綿羊的子宮妊娠、出生克隆羊多利1、寫出AB所代表細胞工程名稱：a表示：

b表示:

2、實施細胞工程時，所需受體細胞大多采用卵母細胞的原因：體積大，易操作。含有促使細胞核表達全能性的物質和營養(yǎng)條件。3、多利面部毛色是：

根據遺傳學原理說明判斷依據。4、假設黑面綿羊的基因型為AA,白面綿羊的基因型為aa，那么克隆羊的基因型為核移植胚胎移植白色多利全部的核基因都來自白面綿羊aa

◆取供體細胞傳代培養(yǎng)10代以內的細胞.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

妊娠、分娩2.〕核移植流程供體：優(yōu)質高產奶牛受體：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和營養(yǎng)條件。有人說它三個母親，對嗎？過程供體細胞〔供核〕細胞培養(yǎng)體細胞卵母細胞〔減２中期：供質〕去核無核卵母細胞注入電刺激重組細胞重組胚胎胚胎移植代孕母體新個體(與母體相同的個體)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。培養(yǎng)的動物細胞一般當傳代至10～50代左右時，局部細胞核型可能會發(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根底，通常采用傳代10代以內的細胞。2.用于核移植的供體細胞一般都選用傳代10代以內的細胞，想一想，這是為什么？3.你認為用上述體細胞核移植方法生產的克隆動物，是對體細胞供體動物進行了100%的復制嗎？為什么？絕大局部DNA來自于供體細胞核，但其核外還有少量的DNA，即線粒體DNA是來自于受體卵母細胞。此外，即便動物的遺傳根底完全相同，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。應用前景1、加快家畜遺傳改進進程2、保護頻危物種3、器官移植供體4、利用生物反響器生產生物蛋白前景5.體細胞核移植技術存在的問題看書P49-50頁存在問題成功率低存在健康問題克隆動物食品的平安問題許多克隆動物表現(xiàn)出遺傳和生理缺陷，如體型過大，異常肥胖，發(fā)育困難，臟器缺陷，免疫失調等。