專題2動(dòng)物細(xì)胞工程,植物組織培養(yǎng),植物體細(xì)胞雜交,1.動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng),2.動(dòng)物細(xì)胞融合,3.制備單克隆抗體,4.細(xì)胞核移植,回顧：,動(dòng)物細(xì)胞工程常用的技術(shù)手段：,植物細(xì)胞工程常用的技術(shù)手段有哪些？,動(dòng)物細(xì)胞工程的基礎(chǔ),一、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng),就是從動(dòng)物機(jī)體中取出相關(guān)組織，將它分散成單個(gè)細(xì)胞，然后,放在適宜的培養(yǎng)基中，讓這些細(xì)胞生長(zhǎng)和繁殖。,1、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)概念：,2、原理：細(xì)胞增殖,定義：人們通常將動(dòng)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(dòng)物器官組織,剪碎,單個(gè)細(xì)胞,細(xì)胞懸液,轉(zhuǎn)入培養(yǎng)瓶?jī)?nèi)培養(yǎng)（貼壁生長(zhǎng)長(zhǎng)成單層細(xì)胞。有接觸抑制現(xiàn)象）。,原代培養(yǎng),3、過程,原代培養(yǎng),增殖能力強(qiáng)，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,強(qiáng)調(diào)一：細(xì)胞貼壁過程,細(xì)胞貼壁：在培養(yǎng)瓶懸液中分散的細(xì)胞很快就貼附在瓶壁上，稱為細(xì)胞貼壁。,培養(yǎng)瓶或培養(yǎng)皿壁要求：表面光滑、無(wú)毒、易于帖附。,當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長(zhǎng)到表面相互接觸時(shí),細(xì)胞就會(huì)停止分裂增殖，這種現(xiàn)象稱為細(xì)胞的接觸抑制。,強(qiáng)調(diào)二：接觸抑制,細(xì)胞的接觸抑制,定義：當(dāng)原代培養(yǎng)的細(xì)胞處于接觸抑制后,用胰蛋白酶處理,使細(xì)胞從瓶壁上脫離下來,然后加入新的培養(yǎng)液,將細(xì)胞分離稀釋,并從原培養(yǎng)瓶?jī)?nèi)轉(zhuǎn)接到新的培養(yǎng)瓶?jī)?nèi),這個(gè)過程稱傳代培養(yǎng).（分瓶培養(yǎng)的過程）,傳代培養(yǎng),4050代細(xì)胞(細(xì)胞株),無(wú)限傳代（細(xì)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),細(xì)胞株：傳代細(xì)胞一般能傳到40-50代，遺傳物質(zhì)一般不會(huì)發(fā)生改變，叫細(xì)胞株。,強(qiáng)調(diào)：細(xì)胞株、細(xì)胞系（了解即可，老課本體系）,細(xì)胞系：傳代50代以后又出現(xiàn)細(xì)胞生長(zhǎng)停滯狀態(tài)，部分細(xì)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(xì)胞系。,細(xì)胞株和細(xì)胞系的區(qū)別：細(xì)胞系的遺傳物質(zhì)改變，具有癌細(xì)胞的特點(diǎn)，失去接觸抑制，容易傳代培養(yǎng)。,接觸抑制,總結(jié)：動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過程,動(dòng)物胚胎或幼齡動(dòng)物的組織、器官,配置細(xì)胞懸液,剪碎用胰蛋白酶處理,10代細(xì)胞,轉(zhuǎn)入培養(yǎng)瓶,40-50代細(xì)胞,傳代培養(yǎng),無(wú)限傳代,單個(gè)細(xì)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(zhǎng)緩慢以至于完全停止，部分細(xì)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(diǎn)：細(xì)胞貼壁、接觸抑制,繼續(xù)傳代培養(yǎng)少部分細(xì)胞獲得不死性，細(xì)胞突變，遺傳物質(zhì)已經(jīng)改變，等同于癌細(xì)胞。,細(xì)胞株：一般說遺傳物質(zhì)未改變,細(xì)胞系：遺傳物質(zhì)已改變,原代培養(yǎng),多細(xì)胞動(dòng)物和人體的細(xì)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)包括哪些方面？適宜的溫度、pH值、滲透壓、營(yíng)養(yǎng)、氧氣。2.體外培養(yǎng)的細(xì)胞需要什么樣的環(huán)境條件？無(wú)菌、無(wú)毒的環(huán)境。,想一想,3.體外培養(yǎng)細(xì)胞時(shí)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(yíng)養(yǎng)環(huán)境？培養(yǎng)基應(yīng)是液態(tài)還是固態(tài)？充足的營(yíng)養(yǎng)、適宜的溫度、pH和氣體環(huán)境。加入動(dòng)物血清。培養(yǎng)基應(yīng)是液態(tài)。,思考：動(dòng)物血清的作用？,主要是：提供有利于細(xì)胞生長(zhǎng)增殖所需的激素、生長(zhǎng)因子或提供合成培養(yǎng)基所缺乏的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)等。,保證細(xì)胞順利的生長(zhǎng)增殖,4、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)條件,能否用胃蛋白酶代替胰蛋白酶？,無(wú)菌、無(wú)毒的環(huán)境,（添加一定量的抗生素，定期更換培養(yǎng)液）,營(yíng)養(yǎng),（葡萄糖、氨基酸、無(wú)機(jī)鹽、維生素、動(dòng)物血清、微量元素等）,溫度和PH,溫度36.5+0.5度，pH7.27.4,氣體環(huán)境,O2和CO2（95%空氣和5%CO2）,離體培養(yǎng)的細(xì)胞對(duì)微生物和有毒物質(zhì)沒有防御能力。,保證細(xì)胞順利的生長(zhǎng)增殖,動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)液的主要成分：,葡萄糖、氨基酸、無(wú)機(jī)鹽、維生素和動(dòng)物血清等。,（1）液體培養(yǎng)基,（2）含有動(dòng)物血清,動(dòng)物體細(xì)胞大都生活在液體的環(huán)境,植物組織培養(yǎng)呢？,無(wú)機(jī)鹽、蔗糖、維生素、生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)、植物激素,成分比較：,5.動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)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(yīng)用于基因工程主要用于作為受體細(xì)胞3.檢測(cè)有毒物質(zhì)，判斷某種物質(zhì)的毒性4.細(xì)胞的生理、藥理、病理研究如用于篩選抗癌藥物,細(xì)胞的全能性,細(xì)胞株、細(xì)胞系,植物體或組織,培養(yǎng)結(jié)果,快速繁殖、培育無(wú)病毒植株等,培養(yǎng)目的,葡萄糖、動(dòng)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(xì)胞增殖,原理,動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng),植物組織培養(yǎng),比較項(xiàng)目,植物組織培養(yǎng)和動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的比較,細(xì)胞分化程度，恢復(fù)全能性。,核移植,（難度高）,三、動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù),胚胎細(xì)胞核移植,體細(xì)胞核移植,細(xì)胞分化程度，恢復(fù)全能性。,用核移植的方法得到的動(dòng)物稱為克隆動(dòng)物,1.概念：,將動(dòng)物的一個(gè)細(xì)胞的細(xì)胞核，移入一個(gè)已經(jīng)去掉細(xì)胞核的卵母細(xì)胞中，使其重組并發(fā)育成一個(gè)新的胚胎，這個(gè)新的胚胎最終發(fā)育成動(dòng)物個(gè)體。,低,容易,高,困難,卵母細(xì)胞,黑面母綿羊,白面母綿羊,乳腺細(xì)胞,細(xì)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(xì)胞,2.體細(xì)胞核移植過程,取供體細(xì)胞傳代培養(yǎng)10代以內(nèi)的細(xì)胞.為什么？,用的是去核的減數(shù)第二次分裂中期細(xì)胞（M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(xì)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(xì)胞的采集與培養(yǎng)）,1.體積大，易操作。2.含有促使細(xì)胞核表達(dá)全能性的物質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)條件。,有人說它三個(gè)母親，對(duì)嗎？,細(xì)胞核核移植,胚胎移植,體細(xì)胞核移植過程（體細(xì)胞克隆動(dòng)物）,、核移植之前，為何要去掉受體卵母細(xì)胞的核？,為使核移植動(dòng)物的核遺傳物質(zhì)全部來自有利用價(jià)值的動(dòng)物提供的細(xì)胞。,、用于核移植的供體細(xì)胞一般都選用傳代10代以內(nèi)的細(xì)胞，為什么？,10代以內(nèi)的細(xì)胞保持一般保持正常二倍體的核型,3、細(xì)胞核移植生產(chǎn)的克隆動(dòng)物是對(duì)體細(xì)胞供體動(dòng)物進(jìn)行了100%的復(fù)制嗎？為什么？,不是，克隆動(dòng)物絕大部分DNA來自供體細(xì)胞核，但核外還有少部分DNA（如線粒體DNA）來自受體卵母細(xì)胞。,在體細(xì)胞克隆羊“多莉”培育成功之前，胚胎細(xì)胞核移植技術(shù)已經(jīng)有了很大的發(fā)展。實(shí)際上，“多莉”的克隆在核移植技術(shù)上沿襲了胚胎細(xì)胞核移植的全部過程，但這并不能減低“多莉”的重大意義，因?yàn)樗鞘澜缟系谝焕?jīng)體細(xì)胞核移植出生的動(dòng)物，是克隆技術(shù)領(lǐng)域研究的巨大突破。這一巨大進(jìn)展意味著：在理論上證明了，同植物細(xì)胞一樣，分化了的動(dòng)物細(xì)胞核也具有全能性,4.動(dòng)物克隆實(shí)例很多，為何多莉就舉世聞名呢？,2.體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景,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(xì)胞核移植技術(shù)吧，只需要從你身上取一個(gè)小小的體細(xì)胞，通過核移植培養(yǎng)出胚胎干細(xì)胞，再用胚胎干細(xì)胞誘導(dǎo)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(jìn)行器官移植，根本就不會(huì)發(fā)生免疫排斥。不夸張的說，如果這項(xiàng)技術(shù)研究成熟了，以后大家換條胳膊換條腿就跟給汽車換個(gè)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(duì)，就是現(xiàn)在，趕緊加入到生命科學(xué)的研究中來吧！,廣而告之：,四、體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景,1、加速家畜遺傳改良進(jìn)程，促進(jìn)優(yōu)良畜群繁育,2、保護(hù)瀕危物種，增加存活數(shù)量,3、克隆動(dòng)物作為生物反應(yīng)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,五、體細(xì)胞核移植技術(shù)存在的問題,胚胎移植動(dòng)物幼體產(chǎn)出概率10克隆動(dòng)物存在著健康問題克隆動(dòng)物的食品安全性問題存在爭(zhēng)議,1、在動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過程中遺傳物質(zhì)發(fā)生改變的細(xì)胞是-（）A細(xì)胞系B細(xì)胞株C原代細(xì)胞D傳代細(xì)胞,2、動(dòng)物細(xì)胞工程技術(shù)的基礎(chǔ)是-（）A.動(dòng)物細(xì)胞融合B.單克隆抗體C.胚胎移植D.動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng),A,D,課堂反饋練習(xí),3、用于動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的組織和細(xì)胞大都取自胚胎或出生不久的幼齡動(dòng)物的器官或組織，其主要原因是這樣的組織細(xì)胞（）A.容易產(chǎn)生各種變異B具有更強(qiáng)的全能性C.取材十分方便D分裂增殖的能力強(qiáng),D,4、下列屬于動(dòng)物細(xì)胞工程中的工具是（）A限制性內(nèi)切酶BDNA連接酶C胰蛋白酶D果膠酶,C,5、下圖是動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的基本過程示意圖。請(qǐng)據(jù)此圖回答,(1)容器A中放置的是動(dòng)物器官或組織。它一般取自_。(2)容器A中的動(dòng)物器官或組織首先要進(jìn)行的處理是_，然后用酶處理，這是為了使細(xì)胞分散開來。這樣做的目的是_.(3)培養(yǎng)首先在B瓶中進(jìn)行。瓶中的培養(yǎng)基成分有_等。在此瓶中培養(yǎng)一段時(shí)間后，有許多細(xì)胞衰老死亡，到這時(shí)的培養(yǎng)稱為_.(4)為了把B瓶中的細(xì)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(shí)間后，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞全部死亡。原因是_。,幼齡動(dòng)物的器官或組織、動(dòng)物胚胎,用剪刀剪碎,胰蛋白,使每個(gè)細(xì)胞能與培養(yǎng)液接觸，便于獲取營(yíng)養(yǎng)和排出代謝廢物,葡萄糖、氨基酸、無(wú)機(jī)鹽、維生素和動(dòng)物血清,原代培養(yǎng),胰蛋白酶,細(xì)胞懸浮液,細(xì)胞沒有發(fā)生癌變,6(2009年浙江理綜)用動(dòng)、植物成體的體細(xì)胞進(jìn)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(wú)菌條件下進(jìn)行D都可體現(xiàn)細(xì)胞的全能性解析：用動(dòng)、植物成體的體細(xì)胞進(jìn)行離體培養(yǎng)都必須在無(wú)菌條件下進(jìn)行。用植物成體的體細(xì)胞進(jìn)行離體培養(yǎng)獲得新個(gè)體體現(xiàn)的是細(xì)胞的全能性，而動(dòng)物體細(xì)胞離體培養(yǎng)主要是獲得細(xì)胞的代謝產(chǎn)物。答案：C,7、(2008年寧夏高考)回答下列有關(guān)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的問題：(1)在動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過程中，當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長(zhǎng)到細(xì)胞表面_時(shí)，細(xì)胞會(huì)停止分裂增殖，這種現(xiàn)象稱為細(xì)胞的_。此時(shí)，瓶壁上形成的細(xì)胞層數(shù)是_。要使貼壁的細(xì)胞從瓶壁上分離下來，需要用酶處理，可用的酶是_。(2)隨著細(xì)胞傳代次數(shù)的增多，絕大部分細(xì)胞分裂停止，進(jìn)而出現(xiàn)_的現(xiàn)象；但極少數(shù)細(xì)胞可以連續(xù)增殖，其中有些細(xì)胞會(huì)因遺傳物質(zhì)發(fā)生改變而變成_細(xì)胞，該種細(xì)胞的黏著性_，細(xì)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,(3)現(xiàn)用某種大分子染料，對(duì)細(xì)胞進(jìn)行染色時(shí)，觀察到死細(xì)胞被染色，而活細(xì)胞不染色，原因是_(4)檢查某種毒物是否能改變細(xì)胞染色體的數(shù)目，最好選用細(xì)胞分裂到_期的細(xì)胞用顯微鏡進(jìn)行觀察。(5)在細(xì)胞培養(yǎng)過程中，通常在_條件下保存細(xì)胞。因?yàn)樵谶@種條件下，細(xì)胞中_的活性降低，細(xì)胞_的速率降低。(6)給患者移植經(jīng)細(xì)胞培養(yǎng)形成的皮膚組織后，發(fā)生了排斥現(xiàn)象，這是因?yàn)闄C(jī)體把移植的皮膚組織當(dāng)作_進(jìn)行攻擊。,酶,由于死細(xì)胞的膜喪失了選擇透過性，大分子染料能夠進(jìn)入死細(xì)胞內(nèi)而著色,中,超低溫,新陳代謝,抗原,8(海南高考)某研究小組進(jìn)行藥物試驗(yàn)時(shí)，以動(dòng)物肝細(xì)胞為材料，測(cè)定藥物對(duì)體外培養(yǎng)細(xì)胞的毒性。供培養(yǎng)的細(xì)胞有甲、乙兩種，甲細(xì)胞為肝腫瘤細(xì)胞，乙細(xì)胞為正常肝細(xì)胞。請(qǐng)回答下列有關(guān)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的問題：(1)將數(shù)量相等的甲細(xì)胞和乙細(xì)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(shí)間后，觀察到甲細(xì)胞數(shù)量比乙細(xì)胞數(shù)量_。(2)在動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)，通常在合成培養(yǎng)基中加入適量血清，其原因是_，細(xì)胞培養(yǎng)應(yīng)在含5%CO2的恒溫培養(yǎng)箱中進(jìn)行，CO2的作用是_。,血清可以補(bǔ)充合成培養(yǎng)基中缺乏的物質(zhì),維持培養(yǎng)液pH,多,(3)在兩種細(xì)胞生長(zhǎng)過程中，當(dāng)乙細(xì)胞鋪滿瓶壁時(shí)，其生長(zhǎng)_。藥物試驗(yàn)需要大量細(xì)胞，兩種細(xì)胞頻繁傳代，甲細(xì)胞