人教版生物選修三專題--動(dòng)物細(xì)胞工程-課件-共張ppt第一頁，共30頁。為什么要進(jìn)行動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)?1.動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)（目的：獲得細(xì)胞或其代謝產(chǎn)物）如何進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)?2.2.1動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)和核移植技術(shù)概念：從動(dòng)物機(jī)體中取出相關(guān)組織，將它們分散成單個(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)和增殖。第二頁，共30頁。動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過程胚胎或幼齡動(dòng)物的組織器官細(xì)胞懸液10代細(xì)胞50代細(xì)胞剪碎胰蛋白酶洗滌、稀釋、分離原代培養(yǎng)比老齡動(dòng)物的組織細(xì)胞增殖能力強(qiáng)，有絲分裂旺盛。分化程度越低，增殖能力越強(qiáng)，越容易培養(yǎng)。動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)不能最終培養(yǎng)成生物體。細(xì)胞增殖緩慢，核型可能變化動(dòng)物組織細(xì)胞間隙中含有一定量的彈性纖維等蛋白質(zhì)，將細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)起來形成具有一定彈性和韌性的組織和器官。貼壁生長(zhǎng)接觸抑制10代以內(nèi)，保持正常二倍體核型傳代培養(yǎng)第三頁，共30頁。多細(xì)胞動(dòng)物和人體的細(xì)胞都生活在內(nèi)環(huán)境中，根據(jù)你所學(xué)的內(nèi)環(huán)境的知識(shí)，思考以下問題：1.體外培養(yǎng)細(xì)胞時(shí)需要提供哪些物質(zhì)？

2.體外培養(yǎng)的細(xì)胞需要什么樣的環(huán)境條件？討論第四頁，共30頁。其中含有適合細(xì)胞生長(zhǎng)增殖的各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)1、無菌、無毒

2、營(yíng)養(yǎng)

3、適宜的溫度和PH值

4、氣體環(huán)境（無菌處理培養(yǎng)液和培養(yǎng)用具，添加一定量的抗生素，定期更換培養(yǎng)液）（葡萄糖、氨基酸、無機(jī)鹽、維生素、動(dòng)物血清等。）（36.5±0.5℃,7.2-7.4）O2和CO2（95%空氣和5%CO2）動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的條件：維持培養(yǎng)液的PH第五頁，共30頁。1、大規(guī)模的生產(chǎn)有重要價(jià)值的生物制品；

如病毒疫苗、干擾素、單克隆抗體。2、為基因工程技術(shù)提供受體細(xì)胞；3、有毒物質(zhì)的檢測(cè)；4、細(xì)胞的生理、藥理、病理研究；

如用于篩選抗癌藥物等，為治療和預(yù)防癌癥及其他疾病提供依據(jù)。動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用第六頁，共30頁。獲得細(xì)胞或細(xì)胞產(chǎn)物細(xì)胞的全能性細(xì)胞或細(xì)胞產(chǎn)品新的個(gè)體或細(xì)胞產(chǎn)品培養(yǎng)目的快速繁殖、培育無病毒植株等培養(yǎng)結(jié)果葡萄糖、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)目植物細(xì)胞和動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的比較第七頁，共30頁。二、動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動(dòng)物將動(dòng)物的一個(gè)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)育成為一個(gè)新的胚胎，這個(gè)新的胚胎最終發(fā)育為動(dòng)物個(gè)體（克隆動(dòng)物）。分類胚胎細(xì)胞核移植：體細(xì)胞核移植：細(xì)胞分化程度低，恢復(fù)全能性容易。

細(xì)胞分化程度高，恢復(fù)全能性不容易。動(dòng)物細(xì)胞核移植概念：第八頁，共30頁。體細(xì)胞核移植的過程細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)細(xì)胞核移植技術(shù)體內(nèi)胚胎培養(yǎng)和胚胎移植技術(shù)思考1.上述過程運(yùn)用了哪些技術(shù)？第九頁，共30頁。思考2.為何選用MⅡ期卵母細(xì)胞？因?yàn)槁涯讣?xì)胞體積大，易操作，含有促使細(xì)胞核全能性表達(dá)的物質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)條件，且這些物質(zhì)活性最高。MⅠ期細(xì)胞質(zhì)未成熟，不能支持胚胎發(fā)育全過程。第十頁，共30頁。討論：1.在體細(xì)胞的細(xì)胞核移植到受體卵母細(xì)胞之前，為什么必須先去掉受體卵母細(xì)胞的核？為使核移植的胚胎或動(dòng)物的遺傳物質(zhì)全部來自有重要利用價(jià)值的動(dòng)物提供的體細(xì)胞。第十一頁，共30頁。

培養(yǎng)的動(dòng)物細(xì)胞一般當(dāng)傳代至10～50代左右時(shí)，部分細(xì)胞核型可能會(huì)發(fā)生變化，其細(xì)胞遺傳物質(zhì)可能會(huì)發(fā)生突變，而10代以內(nèi)的細(xì)胞一般能保持正常的二倍體核型。2.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，想一想，這是為什么？第十二頁，共30頁。3.你認(rèn)為用上述體細(xì)胞核移植方法生產(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？絕大部分DNA來自于供體細(xì)胞核，但其核外還有少量的DNA，即線粒體中的DNA是來自于受體卵母細(xì)胞。此外，即便動(dòng)物的遺傳基礎(chǔ)完全相同，但動(dòng)物的一些行為、習(xí)性的形成與所處環(huán)境有很大關(guān)系，核供體動(dòng)物生活的環(huán)境與克隆動(dòng)物所生活的環(huán)境不會(huì)完全相同，其形成的行為、習(xí)性也不可能和核供體動(dòng)物完全相同，從這一角度看，克隆動(dòng)物不會(huì)是核供體動(dòng)物100%的復(fù)制。第十三頁，共30頁。體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景：1、在畜牧業(yè)中可以加速家畜遺傳改良的進(jìn)程；2、保護(hù)瀕危物種；3、醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域生產(chǎn)醫(yī)用蛋白質(zhì)及組織器官的移植；4、了解胚胎發(fā)育和衰老過程；追蹤研究疾病的發(fā)展過程和治療疾病；第十四頁，共30頁。1、成功率比較低（平均不到10%）；2、大多存在健康問題；3、克隆動(dòng)物食品安全問題。體細(xì)胞核移植技術(shù)存在的問題：此外，體細(xì)胞核移植后的重組細(xì)胞直接發(fā)育成新個(gè)體屬于無性繁殖，產(chǎn)生的后代無更大變異性，而環(huán)境是多變的，易造成該個(gè)體適應(yīng)能力降低，易被淘汰。第十五頁，共30頁。P50思考與探究2.動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)要經(jīng)過脫分化的過程嗎？為什么？動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)不需經(jīng)過脫分化過程。因高度分化的動(dòng)物細(xì)胞發(fā)育潛能變窄，失去了發(fā)育成完整個(gè)體的能力，所以，動(dòng)物細(xì)胞也就沒有類似植物組織或細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)的脫分化過程了。要想使培養(yǎng)的動(dòng)物細(xì)胞定向分化，通常采用定向誘導(dǎo)動(dòng)物干細(xì)胞，使其分化成所需要的組織或器官。第十六頁，共30頁。3.1997年，美國(guó)威斯康星州的一個(gè)奶牛場(chǎng)有一頭名叫盧辛達(dá)（Lucinda）的奶牛，年產(chǎn)奶量為30.8t，創(chuàng)造了世界奶牛產(chǎn)奶量最高新紀(jì)錄。目前世界各國(guó)高產(chǎn)奶牛場(chǎng)奶牛，年平均產(chǎn)奶量一般為十幾噸，而我國(guó)奶牛產(chǎn)奶量年平均水平僅為3～4t。（1）能利用體細(xì)胞核移植技術(shù)克隆高產(chǎn)奶牛盧辛達(dá)嗎？請(qǐng)說明理由?？梢浴１R辛達(dá)的產(chǎn)奶量很高，有高產(chǎn)奶的遺傳基礎(chǔ)，利用盧辛達(dá)的體細(xì)胞克隆的奶牛其遺傳物質(zhì)基本上全部來自該奶牛，其克隆牛具有高產(chǎn)的遺傳基礎(chǔ)，如果精心培育和飼養(yǎng)，有可能在世界范圍內(nèi)推廣，克隆牛再與高產(chǎn)的公牛自然繁殖，可得到很多高產(chǎn)的后代，從而加快奶牛改良進(jìn)程。該克隆牛不能無限制地推廣，其數(shù)量不宜過多，尤其是在小范圍內(nèi)不能無限的繁殖，以避免奶牛群出現(xiàn)近親繁殖而引起種質(zhì)衰退。第十七頁，共30頁。（2）如果將克隆高產(chǎn)奶牛盧辛達(dá)的任務(wù)交給你，你將如何對(duì)它進(jìn)行克隆？從盧辛達(dá)耳朵（也可用別的組織、器官，耳朵在活體上容易取）上剪取一小塊組織，在體外培養(yǎng)獲得該組織（如軟骨組織）的細(xì)胞。從屠宰場(chǎng)取廢棄的牛卵巢，抽取卵母細(xì)胞體外培養(yǎng)成熟。用顯微針去除卵母細(xì)胞的核，再將耳細(xì)胞注入卵母細(xì)胞，用電刺激方法使卵母細(xì)胞與體細(xì)胞融合，這時(shí)供體核就進(jìn)入了受體卵母細(xì)胞，再用電刺激或化學(xué)物質(zhì)激活注入了體細(xì)胞核的卵母細(xì)胞，使其完成減數(shù)分裂和發(fā)育過程。核移植胚胎在體外短時(shí)間培養(yǎng)后，挑選正常卵裂的胚胎植入經(jīng)同期發(fā)情處理的受體母牛體內(nèi)。第十八頁，共30頁。4.體細(xì)胞核移植技術(shù)在研究和應(yīng)用上還存在什么問題？請(qǐng)你查閱資料，了解這方面的前沿動(dòng)態(tài)。研究方面：克隆動(dòng)物基因組重新編程的機(jī)制尚不清楚，克隆技術(shù)效率低，克隆動(dòng)物畸形率高、死亡率高、易出現(xiàn)早衰等問題。這些問題尚在研究中。應(yīng)用上：生產(chǎn)克隆動(dòng)物費(fèi)用昂貴，距大規(guī)模應(yīng)用還有一定距離。第十九頁，共30頁。2.2.2動(dòng)物細(xì)胞融合與單克隆抗體

正在融合的細(xì)胞受精作用第二十頁，共30頁。動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)的發(fā)展簡(jiǎn)史：1、20世紀(jì)30年代，在肺結(jié)核、天花等病理組織中觀察到多核細(xì)胞；2、20世紀(jì)70年代，在蛙的紅細(xì)胞中觀察到多核細(xì)胞；3、1962年，發(fā)現(xiàn)日本血凝性病毒能引起艾氏腹水瘤細(xì)胞融合成多核細(xì)胞；4、1965年，證實(shí)了滅活的病毒在適當(dāng)條件下可以誘發(fā)動(dòng)物體細(xì)胞融合。第二十一頁，共30頁。已成功的動(dòng)物細(xì)胞融合實(shí)例：

生物種類細(xì)胞來源成功年代酵母菌—雞原生質(zhì)體—血紅細(xì)胞1975年人—胡蘿卜腹水癌細(xì)胞—原生質(zhì)體1976年人—小鼠纖維肉瘤細(xì)胞—畸胎瘤細(xì)胞1978年第二十二頁，共30頁。一、動(dòng)物細(xì)胞融合1、概念2、原理3、方法4、意義也稱細(xì)胞雜交，是指兩個(gè)或多個(gè)動(dòng)物細(xì)胞結(jié)合形成一個(gè)細(xì)胞的過程。細(xì)胞膜的流動(dòng)性。與植物原生質(zhì)體融合的方法相似，常用聚乙二醇、電激、滅活的病毒等。突破了有性雜交方法的局限，使遠(yuǎn)緣雜交成為可能。第二十三頁，共30頁。細(xì)胞膜融合→細(xì)胞質(zhì)融合→細(xì)胞核融合（標(biāo)志著細(xì)胞融合的完成）誘導(dǎo)融合的原理：病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能夠與細(xì)胞膜上的糖蛋白發(fā)生作用，使細(xì)胞相互凝聚，細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)分子和脂質(zhì)分子重新排布，細(xì)胞膜打開，細(xì)胞發(fā)生融合。第二十四頁，共30頁。細(xì)胞A細(xì)胞B雜種細(xì)胞物理法化學(xué)法滅活的病毒仙臺(tái)病毒皰疹病毒新城雞瘟病毒為什么細(xì)胞融合過程中使用的病毒需要滅活？因?yàn)闇缁畹牟《臼チ烁腥镜哪芰?，但其病原體的抗原結(jié)構(gòu)并沒有被破壞。第二十五頁，共30頁。主要用于制備單克隆抗體獲得雜種植株用途物理、化學(xué)方法（同左）滅活的病毒物理（離心、振蕩、電刺激）；化學(xué)（聚乙二醇）誘導(dǎo)的方法使細(xì)胞分散后誘導(dǎo)細(xì)胞融合去除細(xì)胞壁后誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合融合的方法細(xì)胞膜的流動(dòng)性細(xì)胞膜的流動(dòng)性、植物細(xì)胞全能性原理動(dòng)物細(xì)胞融合植物體細(xì)胞雜交比較項(xiàng)目植物體細(xì)胞雜交技術(shù)和動(dòng)物細(xì)胞融合的比較：第二十六頁，共30頁。二、單克隆抗體抗體：機(jī)體受抗原刺激后產(chǎn)生的、并能與該抗原發(fā)生特異性結(jié)合的具有免疫功能的球蛋白。來源：由效應(yīng)B細(xì)胞（漿細(xì)胞）產(chǎn)生?？乖瓌?dòng)物體抗體刺激漿細(xì)胞第二十七頁，共30頁。傳統(tǒng)的抗體生產(chǎn)方法缺陷是什么？怎樣解決這個(gè)問題？抗原