高二生物【13】动物细胞培养和核移植技术

动物细胞培养技术与核移植技术高二年级生物它们是否是用植物组织培养的方法培养动物细胞，并使其发育成完整个体形成的？2017年，经过我国科学家多年的努力，体细胞克隆猴“中中”和“华华”诞生。一、学习目标：1简述动物细胞培养的过程、条件及应用。2简述通过动物细胞核移植技术克隆动物的过程。二、学习重点和难点学习重点：1动物细胞培养的过程及条件。2用动物体细胞核移植技术克隆动物的过程。学习难点：用动物体细胞核移植技术克隆动物的过程。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动物细胞工程常用技术动物细胞培养动物细胞核移植动物细胞融合其它动物细胞工程的基础生产单克隆抗体动物细胞工程常用技术为什么要进行动物细胞培养？什么是动物细胞培养？怎样进行动物细胞的培养？对烧伤患者来说，通常采用的方法是取患者的健康皮肤进行自体移植。但对一个大面积烧伤的病人来说，自体健康皮肤非常有限，而使用他人皮肤来源不足，而且可能产生排斥反应，怎样才能获得大量自体健康皮肤呢？资料一、动物细胞培养1、概念：动物细胞培养就是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。（一）、动物细胞培养概念、原理一、动物细胞培养1、概念：动物细胞培养就是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。（一）、动物细胞培养概念、原理2、原理：细胞增殖取健康动物组织块（二）、动物细胞培养的过程问题1、选材：幼龄还是老龄的组织？分化程度低的还是分化程度高的组织细胞？问题1、选材：幼龄还是老龄的组织？分化程度低的还是分化程度高的组织细胞？

动物胚胎或幼龄动物的组织、器官问题1、选材：幼龄还是老龄的组织？分化程度低的还是分化程度高的组织细胞？

动物胚胎或幼龄动物的组织、器官细胞分化程度低的增殖能力强，分裂旺盛。取健康动物组织块剪碎组织（二）、动物细胞培养的过程取健康动物组织块剪碎组织分散成单个细胞（二）、动物细胞培养的过程问题2、为什么培养前要将组织细胞分散成单个细胞？成块组织限制了细胞的生长和增殖，为了使细胞与培养液更充分接触，保证细胞所需的营养物质供应及有害产物的及时排出，要分散成单个细胞。在进行动物细胞培养时，用胰蛋白酶或胶原蛋白酶分散细胞，说明细胞间的物质主要是蛋白质。问题3、如何分散成单个细胞？用胃蛋白酶可以吗？动物细胞培养适宜的PH为7.2—7.4，此环境下胃蛋白酶（2.0）没有活性，而胰蛋白酶(7.2-8.4)的活性较高。问题4、胰蛋白酶能将细胞消化掉吗？需要注意哪些问题？

能，因为细胞膜的主要成分也有蛋白质分子。因为胰蛋白酶能将细胞膜蛋白消化掉，所以用胰蛋白酶处理动物组织分散成单个细胞时要注意时间的控制。取健康动物组织块剪碎组织分散成单个细胞制成细胞悬液转入培养瓶内培养胰蛋白酶处理（二）、动物细胞培养的过程取健康动物组织块剪碎组织分散成单个细胞制成细胞悬液1、原代培养转入培养瓶内培养原代培养胰蛋白酶处理（二）、动物细胞培养的过程取健康动物组织块剪碎组织分散成单个细胞制成细胞悬液1、原代培养定义：人们通常将动物组织消化后的初次培养称为原代培养。转入培养瓶内培养原代培养胰蛋白酶处理（二）、动物细胞培养的过程资料资料资料资料资料资料资料资料资料资料2、细胞贴壁：在培养瓶悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上，称为细胞贴壁。资料资料资料资料2、细胞贴壁：在培养瓶悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上，称为细胞贴壁。培养瓶或培养皿要求：内表面光滑、无毒、易于贴附。资料资料资料资料当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时,细胞就会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的接触抑制。3、接触抑制资料当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时,细胞就会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的接触抑制。3、接触抑制因此正常瓶壁上的细胞层数是一层或单层资料取健康动物组织块剪碎组织分散成单个细胞制成细胞悬液转入培养瓶内进行原代培养胰蛋白酶处理出现接触抑制分瓶培养（二）、动物细胞培养的过程取健康动物组织块剪碎组织分散成单个细胞制成细胞悬液转入培养瓶内进行原代培养胰蛋白酶处理出现接触抑制分瓶培养4、传代培养：分瓶进行进行传代培养（二）、动物细胞培养的过程取健康动物组织块剪碎组织分散成单个细胞制成细胞悬液转入培养瓶内进行原代培养胰蛋白酶处理出现接触抑制分瓶培养4、传代培养：贴满瓶壁的细胞需要重新用胰蛋白酶等处理，然后分瓶继续培养，让细胞继续增殖。这样的培养过程就叫传代培养。分瓶进行进行传代培养（二）、动物细胞培养的过程10代细胞

50代细胞传代培养无限传代①、传代10代以内，遗传物质不改变，保持正常二倍体核型。（冷冻和保存）分瓶传代培养原代培养4、传代培养10代细胞

50代细胞传代培养无限传代①、传代10代以内，遗传物质不改变，保持正常二倍体核型。（冷冻和保存）②、传代10-50代左右，增长缓慢以至于完全停止，部分细胞核型可能发生变化。分瓶传代培养原代培养4、传代培养10代细胞

50代细胞传代培养无限传代①、传代10代以内，遗传物质不改变，保持正常二倍体核型。（冷冻和保存）②、传代10-50代左右，增长缓慢以至于完全停止，部分细胞核型可能发生变化。分瓶传代培养③、50代以后继续传代培养，少部分细胞获得不死性，细胞突变，朝着等同于癌细胞方向发展，遗传物质已经改变。原代培养4、传代培养（二）、动物细胞培养的条件（二）、动物细胞培养的条件1、无菌、无毒的环境对培养液和所有培养用具无菌处理；培养液中添加抗生素防止培养过程中污染；定期更换培养液以清除代谢产物，防止对培养细胞造成危害。（二）、动物细胞培养的条件1、无菌、无毒的环境2、营养糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等（二）、动物细胞培养的条件1、无菌、无毒的环境2、营养液体合成培养基：糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等动物血清、血浆等天然成分（二）、动物细胞培养的条件1、无菌、无毒的环境2、营养液体合成培养基：补充合成培养基中缺乏的物质糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等动物血清、血浆等天然成分（二）、动物细胞培养的条件1、无菌、无毒的环境2、营养液体合成培养基：补充合成培养基中缺乏的物质糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等动物血清、血浆等天然成分培养基的不同是动物细胞培养和植物组织培养最重要的区别之一（二）、动物细胞培养的条件1、无菌、无毒的环境2、营养液体合成培养基：3、温度和PH

适宜的温度：人和哺乳动物细胞最适温度为36.5±0.5℃。适宜的酸碱度：PH：7.2-7.4（二）、动物细胞培养的条件1、无菌、无毒的环境2、营养液体合成培养基：3、温度和PH4、气体环境“95％空气+5％CO2”的混合气体培养箱。氧气是细胞代谢必须的；CO2维持培养液的PH。资料（三）、动物细胞培养技术的应用1、生产蛋白质生物制品如病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体2、应用于基因工程主要用于作为受体细胞3、检测有毒物质，判断某种物质的毒性4、细胞的生理、药理、病理研究如用于筛选抗癌药物（四）、植物组织培养与动物细胞培养技术的比较项目原理结果培养基的状态培养基的特有成分植物组织培养动物细胞培养（四）、植物组织培养与动物细胞培养技术的比较项目原理结果培养基的状态培养基的特有成分植物组织培养植物细胞全能型动物细胞培养细胞增殖

（四）、植物组织培养与动物细胞培养技术的比较项目原理结果培养基的状态培养基的特有成分植物组织培养植物细胞全能型产生新植株细胞产物

动物细胞培养细胞增殖

产生细胞群细胞产物

（四）、植物组织培养与动物细胞培养技术的比较项目原理结果培养基的状态培养基的特有成分植物组织培养植物细胞全能型产生新植株细胞产物

固体

动物细胞培养细胞增殖

产生细胞群细胞产物

液体

（四）、植物组织培养与动物细胞培养技术的比较项目原理结果培养基的状态培养基的特有成分植物组织培养植物细胞全能型产生新植株细胞产物

固体

植物激素

动物细胞培养细胞增殖

产生细胞群细胞产物

液体

动物血清血浆问题我们能否利用类似植物组织培养获得完整植物体的方法培养动物细胞，使其发育成一个完整的个体？天津市战“疫”微型课问题我们能否利用类似植物组织培养获得完整植物体的方法培养动物细胞，使其发育成一个完整的个体？

不能，高度分化的植物细胞仍保持着全能性，而动物细胞的全能性会随细胞分化程度的提高逐渐受到限制，分化潜能逐渐变弱。因此，目前还不能用类似植物组织培养的方法获得完整的动物个体，用动物体细胞克隆的动物，实际是通过核移植来实现的。天津市战“疫”微型课二、动物体细胞核移植技术和克隆动物

（一）、核移植的概念

1、概念：

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成动物个体。

二、动物体细胞核移植技术和克隆动物

（一）、核移植的概念

1、概念：

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成动物个体。2、克隆动物：用核移植的方法得到的动物称为克隆动物二、动物体细胞核移植技术和克隆动物

（一）、核移植的概念

1、概念：

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成动物个体。2、克隆动物：用核移植的方法得到的动物称为克隆动物3、原理：动物细胞核具有全能性4、分类：胚胎细胞核移植、体细胞核移植（更困难）。胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性相对容易。动物体细胞分化程度高，恢复其全能性十分困难1938年有人提出核移植技术，1952年美国学者将豹蛙囊胚细胞的核移植到去核的卵中得到了能够发育的胚胎。20世纪70年代，我国科学家运用核移植技术将鲤鱼囊胚细胞的细胞核，移植到已去核的鲫鱼未受精卵中，培养出鲤鲫移核鱼。还有很多科学家也相继得到了胚胎细胞核移植的各种动物。

“多利”是世界上第一例经体细胞核移植出生的哺乳动物。这一巨大进展证明了分化了的动物细胞核具有全能性．卵细胞Ａ母绵羊Ｂ母绵羊乳腺细胞细胞质细胞核细胞核移植早期胚胎卵裂C母绵羊子宫胚胎移植多利羊分娩妊娠融合后的卵细胞多利羊的培育过程（二）体细胞核移植的过程供体细胞培养（二）体细胞核移植的过程取体细胞高产奶牛供体细胞培养（二）体细胞核移植的过程选10代以内的细胞取体细胞高产奶牛减数第二次分裂（MⅡ）中期卵母细胞去核的卵母细胞供体细胞培养（二）体细胞核移植的过程选10代以内的细胞从屠宰场卵巢中采集卵母细胞取体细胞高产奶牛去核减数第二次分裂（MⅡ）中期卵母细胞去核的卵母细胞供体细胞注入去核卵母细胞供体细胞培养（二）体细胞核移植的过程选10代以内的细胞从屠宰场卵巢中采集卵母细胞取体细胞高产奶牛去核注入减数第二次分裂（MⅡ）中期卵母细胞去核的卵母细胞供体细胞注入去核卵母细胞受体细胞激活，完成分裂、发育供体细胞培养（二）体细胞核移植的过程选10代以内的细胞从屠宰场卵巢中采集卵母细胞取体细胞高产奶牛去核融合重组胚胎注入减数第二次分裂（MⅡ）中期卵母细胞去核的卵母细胞供体细胞注入去核卵母细胞受体细胞激活，完成分裂、发育胚胎移植供体细胞培养（二）体细胞核移植的过程选10代以内的细胞从屠宰场卵巢中采集卵母细胞取体细胞高产奶牛去核融合重组胚胎注入减数第二次分裂（MⅡ）中期卵母细胞去核的卵母细胞供体细胞注入去核卵母细胞受体细胞激活，完成分裂、发育胚胎移植供体细胞培养（二）体细胞核移植的过程选10代以内的细胞妊娠分娩从屠宰场卵巢中采集卵母细胞取体细胞高产奶牛去核融合重组胚胎注入讨论1受体细胞为减数第二次分裂中期的次级卵母细胞的原因？讨论1受体细胞为减数第二次分裂中期的次级卵母细胞的原因？1）细胞比较大，易操作。2）卵黄多，营养丰富，为发育提供充足的营养。3）此时具有受精能力，含有促使体细胞核表达全能性的物质。讨论2在体细胞的细胞核移植到受体卵母细胞之前，为什么必须先去掉受体卵母细胞的核？讨论2在体细胞的细胞核移植到受体卵母细胞之前，为什么必须先去掉受体卵母细胞的核？为使核移植的胚胎或动物的遗传物质全部来自有重要利用价值的动物提供的体细胞。如高产奶牛讨论3用于核移植的供体细胞一般都选用10代以内的细胞，这是为什么？讨论3用于核移植的供体细胞一般都选用10代以内的细胞，这是为什么？培养的动物细胞一般当传代至10～50代左右时，部分细胞核型可能会发生变化，而10代以内的细胞一般能保持正常的二倍体核型。讨论4克隆牛是对体细胞供体动物进行100%的复制吗？讨论4克隆牛是对体细胞供体动物进行100%的复制吗？不是，克隆牛绝大部分DNA来自供体细胞核，但其核外还有少量的DNA，即线粒体中的DNA是来自于受体卵母细胞。生物的性状不仅与遗传物质有关，还受环境的影响。（三）体细胞核移植技术的应用前景1.加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育2.保护濒危动物3.克隆动物作为生物反应器，生产医用蛋白4.作为异种移植的供体5.用于组织器官的移植体细胞核移植技术用于人类疾病治疗1.成功率非常低2.克隆技术有待改进3.存在健康问题4.克隆动物食品的安全性存在争议（四）体细胞核移植技术存在的问题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动物细胞工程常用技术小结其它动物细胞工程的基础概念、原理、培养过程、细胞生长特点、结果、培养条件、应用概念、原理、操作过程、结果、应用前景、存在问题

下列关于动物细胞培养的叙述，正确的是(

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