动物细胞培养和核移植技术

2.2.1 动物细胞培养和核移植技术 淮南市 第三中学 孟剑斐 选修3 现代生物科技专题 专题2细胞工程 2.2动物细胞工程 安徽省远程教育优秀作品 教学目标重点难点问题探讨教学过程知识结构教学反馈课后习题教学参考 教学目标 简述动物细胞培养的过程、条件及应 用。 简述通过动物体细胞核移植技术克隆 动物的过程和应用前景。 重点 动物细胞培养的过程及条件。 用动物体细胞核移植技术克隆动物的 过程。 难点 用动物体细胞核移植技术克隆动物的 过程。 重点难点 植物细胞工程常用的技术手段 有哪些？ 那么动物细胞常用的技术手段 呢？ 植物组织培养, 植物体细胞杂交 问题探讨 动物细胞工程： 动物细胞培养、动物细胞核移植、 动物细胞融合、生产单克隆抗体等 动物细胞培养技术是其他 动物细胞工程技术的基础 教学过程 从动物机体中取出相关的组 织，将它分散成单个细胞，然 后，放在适宜的培养基中，让 这些细胞生长和增殖。 原理：细胞增殖 注意关键词: 细胞贴壁 接触抑制 原代培养 传代培养 动物细胞培养的过程: 动物胚胎或幼龄动 物的组织、器官 细胞悬浮液 10代细胞 50代细胞 传代培养 无限传代 单个细胞 加培养液 （分解弹性纤维） 原代培养 胰蛋白酶剪碎 细胞株 细胞系 动物组织细胞间隙中 含有一定量的弹性纤 维等蛋白质，将细胞 网络起来形成具有一 定弹性和韧性的组织 和器官。 遗传物质 未改变 遗传物质 已改变 细胞株：原代细胞一般传至10代左右细胞 生长停滞，大部分细胞衰老死亡，少数细胞存 活到4050代，这种传代细胞为细胞株。 细胞系：细胞株传代至50代后又出现细胞 生长停滞状态，只有部分细胞由于遗传物质的 改变，使其在培养条件下可以无限制传代，这 种传代细胞为细胞系。 细胞株和细胞系的区别： 细胞系的遗传 物质改变，具有癌细胞的特点，失去接触抑制 ，容易传代培养。 原代培养：从机体取出后立即培养的细胞为 原代细胞。培养的第1代细胞与传10代以内 的细胞称为原代细胞培养。 传代培养：将原代细胞从培养瓶中取出，配 制成细胞悬浮液，分装到两个或两个以上的 培养瓶中继续培养，称为传代培养。 培养器皿 动物细胞培养瓶内表面为什么 要光滑、无毒？ 1、无菌、无毒的环境 （添加一定量的抗生素，定期更换培养液） 2、营养 （葡萄糖、氨基酸、无机盐、微量元素、动物血清、血浆 等。） 3、温度和PH 36.5 +0.5度 ；PH为7.2-7.4。 4、气体环境： O2和CO2（95%空气和5% CO2 ） 补充合成培养基 中缺乏的物质 （1）生产蛋白质生物制品：病毒疫苗、干 扰素、单克隆抗体等。 （2）获得大量自身的皮肤细胞，用于植皮 。 （3）用于检测有毒物质 （4）用于生理、病理、药理等方面的研究 ，为治疗和预防疾病提供理论依据 2、为什么选用动物胚胎或幼龄个体的器官或组织做动物细胞培养材料？ 1、动物细胞培养液的主要成分是什么？较植物组培培养基有何独特之处 ？ 3、为什么培养前要将组织细胞分散成单个细胞？ 4、动物细胞培养能否像绿色植物组织培养那样最终培养成新 个体？ 主要成分：葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等。 独特之处有：1、液体培养基 2、成分中有动物血清等 因为这些组织或器官上的细胞生命力旺盛，分裂能力强 成块组织不利培养，分散了做成细胞悬浮液利于培养 不能，动物细胞培养只能使细胞数目增多，不能发育成新的动物个体 细胞的全能性 细胞株、细胞系 植物体或组织培养结果 获得细胞 或细胞分泌蛋白 快速繁殖、培育 无病毒植株等 培养目的 葡萄糖、动物血清 蔗糖、植物激素 培养基特有成分 液体培养基固体培养基培养基性质 细胞增殖 原理 动物细胞培养 植物组织培养 比较项目 动物细胞特点？ 分化潜能变窄：随着细胞分化程度的 提高而逐渐受到限制，分化潜能变窄 ，这是指整体细胞而言。 细胞核仍具有全能性：细胞核，它含 有保持物种遗传性所需的全套基因， 而且并没有因细胞分化而丢失基因， 因此高度分化细胞的细胞核仍具有全 能性 根据动物细胞核仍具有全能性 的特点,怎样将动物细胞的全能性 表达? 利用动物体细胞核移植技术 动物核移植： 将动物的一个细胞的细胞核，移入一个已 经去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并 发育成一个新的胚胎，这个新的胚胎最终 发育为动物个体。 用核移植的方法得到的动物。 克隆动物： 卵细胞 C母绵羊子宫 母绵羊 母绵羊 乳腺细胞 细胞质细胞核 细胞核移植 胚胎移植 早期胚胎 多莉羊 分娩 卵裂 融合后的卵细胞 细胞拆合技术 妊娠 多莉羊的培育过程 供体细胞（供核） 细胞培养体细胞 卵巢卵母细胞（M中期：供质）去核无核卵母细胞 注入 细胞融合 重组 细胞 构建重组胚胎 胚胎移植 代孕母体 生出与供体奶牛遗传 基础相同的犊牛 归纳: 1.共分成两大阶段：核移植和胚胎移植 2.取卵细胞作受体细胞的原因是:它是最大的细胞,易操作,它发育可直接表达性状 3.严格来说新个体有卵巢母细胞的细胞质所以有两个亲本的性状 2.体细胞核移植技术的应用前景 克隆动物的研究意义 1.克隆动物作为生物反应器，生产医用蛋白 2.改良动物品种 3.治疗人类疾病，作为供体 4.保护濒危动物 体细胞核移植技术存在的问题 1.许多克隆动物表现出遗传和生理缺陷，如体型过 大，异常肥胖，发育困难，免疫失调等。 2.成功率非常低及克隆动物食品的安全性问题。 知识结构 动物细胞培养和核移植技术 动物细胞培养 细胞培养的应用和概念 细胞培养的过程 细胞培养的条件 细胞培养技术的应用 动物体细胞核移植 技术和克隆动物 核移植技术和克隆动物的概念 体细胞核移植技术的过程 体细胞核移植技术的应用前景 体细胞核移植技术存在的问题 1、在动物细胞培养过程中遗传物质发生改变的细胞（ ） A细胞系 B细胞株 C原代细胞 D传代细胞 2、动物细胞工程技术的基础是 - （ ） A.动物细胞融合 B.单克隆抗体 C.胚胎移植 D.动物细胞培养 A D 3.动物细胞培养与植物细胞培养的重要区别在于-（ ） A.培养基不同； B.动物细胞培养不需要在无菌条件下进行； C.动物细胞可以传代培养，而植物细胞不能； D.动物细胞能够大量培养，而植物细胞只能培 养成植株。 A 教学反馈 1.动物细胞培养要经过脱分化吗？为什么？ 2.体细胞核移植方法生产的克隆动物是对体 细胞供体动物进行了100%的复制吗？为什 么？ 课后习题 教学参考 1.进行动物细胞传代培养时用胰蛋白酶分散细胞，说明细胞间的物 质主要是什么成分？用胃蛋白酶行吗？ 细胞间的成分主要是蛋白质。胃蛋白酶适宜的PH约为2，当 PH6时，胃蛋白酶就会失去活性，而胰蛋白酶作用的适宜环境 PH为7.2-8.4，多数动物细胞培养的适宜PH为7.2-7.4，胃蛋 白酶在此环境中没有活性。胰蛋白酶在此环境中活性较高，因此 胰蛋白酶适宜用于细胞培养时的消化。 2.胰蛋白酶真的不会把细胞消化掉吗？为什么？ 胰蛋白酶除了可以消化细胞间的蛋白质外，长时间的作用也会消 化细胞膜蛋白，对细胞有损伤作用，因此必须控制好胰蛋白酶的 消化时间。 3.单层细胞培养：1957年，科学家采用胰蛋白酶消化处理和应用液 体培养基的方法，获得了单层细胞培养。单层培养法的出现，对 细胞培养的发展起了很大的推动作用。 4.为什么对动物细胞进行培养时通常要添加血清？ 血清中含有蛋白质、氨基酸、葡萄糖、激素等，其中蛋白质为白 蛋白和球蛋白；氨基酸有多种，是细胞合成蛋白质的基本成分， 有些动物细胞不能合成，必须由培养液提供；激素有胰岛素、生 长激素等促进细胞的生长、增殖、贴附。因此，细胞培养要保证 细胞能顺利生长和繁殖，一般要添加10%-20%的血清。 5.无血清培养：在科学研究中，有时需要明确界定培养液的成分， 而血清中由于含有许多未知成分，会对研究结果有影响，因此， 在进行细胞