1、專題2,細胞工程,動物細胞工程,課題2,單克隆抗體等,動物細胞工程常用的技術,動物細胞培養(yǎng),動物細胞核移植,動物細胞融合,是其他動物細胞工程技術的基礎。,植物組織培養(yǎng),植物體細胞雜交,回顧：,植物細胞工程常用的技術手段有哪些？,動物胚胎或幼齡動物的組織、器官,胰蛋白酶,單個細胞,加培養(yǎng)液,制成,細胞懸液,培養(yǎng)瓶中培養(yǎng),部分細胞“癌變”，無限傳代,動物細胞培養(yǎng)不能 最終培養(yǎng)成動物體,50代細胞,原代培養(yǎng),傳代培養(yǎng),細胞貼壁,剝離、分瓶,細胞株,細胞,細胞系,2.動物細胞培養(yǎng)過程：,增殖能力強，分裂旺盛，分化程度低，容易培養(yǎng),去掉組織間 蛋白,動物細胞培養(yǎng),如何進行細胞培養(yǎng)? 培養(yǎng)時又需要提供哪些

2、必要條件呢？,動物細胞培養(yǎng)和核移植技術,從動物機體中取出相關組織，將它們分散成單個細胞，然后放在適宜的培養(yǎng)基中，讓這些細胞生長和增殖。,（一）,3、動物細胞培養(yǎng)過程中幾個重要的概念,（1）細胞貼壁： 懸液中分散的細胞很快就貼附在瓶壁上（單層）。要求：培養(yǎng)瓶或培養(yǎng)皿的內表面光滑、無毒、易于貼附。,（2）接觸抑制： 當貼壁細胞分裂生長到表面相互接觸時，細胞就會停止分裂增殖，這種現(xiàn)象稱為細胞的接觸抑制。,動物細胞培養(yǎng)特點：,貼壁生長、接觸抑制：,(3)原代培養(yǎng) (primary culture),定義：指將要培養(yǎng)的動物細胞取出后，先用胰蛋白酶等使組織分散成單個細胞，然后配制成一定濃度的細胞懸液，再將

3、該懸液放入培養(yǎng)瓶中培養(yǎng)。,過程：從動物機體中取出組織 剪碎 加胰蛋白酶 細胞游離 制成細胞懸液 將細胞接種到培養(yǎng)瓶內 培養(yǎng)（1-2天換一次培養(yǎng)液） 細胞貼壁生長 長成單層細胞,定義：當原代培養(yǎng)的細胞生長停止，這時如果要使細胞繼續(xù)生長，就要及時用胰蛋白酶等，使細胞從瓶壁上脫離下來，然后加入新的培養(yǎng)液，將細胞分離稀釋，并從原培養(yǎng)瓶內轉接到新的培養(yǎng)瓶內，這個過程稱傳代培養(yǎng),(4)傳代培養(yǎng) (subculture),細胞株： 從原代培養(yǎng)細胞群中篩選出進行傳代培養(yǎng)的細胞，能傳到40-50代，其遺傳物質沒有發(fā)生變化。,細胞系： 傳到40-50代后有部分細胞遺傳物質發(fā)生了變化，帶有癌變的特點，可能在培養(yǎng)條件

4、下無限制的傳代下去，這種傳代細胞稱為細胞系。,細胞株和細胞系的區(qū)別： 細胞系的遺傳物質改變，具有癌細胞的特點，失去接觸抑制，容易傳代培養(yǎng)。,知識點小結：各個新名詞之間的聯(lián)系,遺傳物質改變,1、無菌、無毒的環(huán)境 （添加一定量的抗生素，定期更換培養(yǎng)液） 2、營養(yǎng) （葡萄糖、氨基酸、無機鹽、維生素、動物血清、微量元素等） 3、溫度和PH 溫度36.5+0.5度，pH7.27.4 4、氣體環(huán)境 O2和CO2（95%空氣和5% CO2 ）,4、動物細胞培養(yǎng)條件,保證細胞順利的生長增殖,能否用胃蛋白酶代替胰蛋白酶？,5、動物細胞培養(yǎng)技術的應用,（1）生產蛋白生物制品：病毒疫苗、干擾素、單克隆抗體等。,（4

5、）用于檢測有毒物質,（3）獲得大量自身的皮膚細胞，用于植皮。,（5）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(jù),（2）作為基因工程的受體細胞,獲得細胞,細胞的全能性,細胞株、細胞系,植物體,培養(yǎng)結果,或細胞分泌蛋白,快速繁殖、培育無病毒植株等,培養(yǎng)目的,葡萄糖、動物血清 促生長因子,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),比較項目,6、植物細胞和動物細胞培養(yǎng)的比較,本節(jié)內容小結,1、動物細胞培養(yǎng)過程涉及的概念 細胞貼壁、細胞的接觸抑制、原代培養(yǎng)、傳代培養(yǎng)、細胞株、細胞系,3、植物細胞和動物細胞培養(yǎng)的比較

6、,4、動物細胞培養(yǎng)技術的應用,2、動物細胞培養(yǎng)條件,2、為什么選用動物胚胎或幼齡個體的器官或組織做動物細胞培養(yǎng)材料？,1、動物細胞培養(yǎng)液的主要成分是什么？較植物組織培養(yǎng)培養(yǎng)基有何獨特之處？,3、為什么培養(yǎng)前要將組織細胞分散成單個細胞？,4、動物細胞培養(yǎng)能否像綠色植物組織培養(yǎng)那樣最終培養(yǎng)成新個體？,主要成分：葡萄糖、氨基酸、無機鹽、維生素和動物血清等。 獨特之處有：1、液體培養(yǎng)基 2、成分中有動物血清等,因為這些組織或器官上的細胞生命力旺盛，分裂能力強,成塊組織不利培養(yǎng)，分散了做成細胞懸浮液利于培養(yǎng),不能，動物細胞培養(yǎng)只能使細胞數(shù)目增多，不能發(fā)育成新的動物個體,練一練,1、在動物細胞培養(yǎng)過程中遺

7、傳物質發(fā)生改變的細胞是 -（ ） A細胞系 B細胞株 C原代細胞 D傳代細胞,2、動物細胞工程技術的基礎是 -（ ） A.動物細胞融合 B.單克隆抗體 C.胚胎移植 D.動物細胞培養(yǎng),A,D,3、用于動物細胞培養(yǎng)的組織和細胞大都取自胚胎或出生不久的幼齡動物的器官或組織，其主要原因是這樣的組織細胞 （ ） A.容易產生各種變異 B具有更強的全能性 C.取材十分方便 D分裂增殖的能力強,D,4.動物細胞培養(yǎng)與植物細胞培養(yǎng)的重要區(qū)別在于-（ ） A.培養(yǎng)基不同； B.動物細胞培養(yǎng)不需要在無菌條件下進行； C.動物細胞可以傳代培養(yǎng)，而植物細胞不能； D.動物細胞能夠大量培養(yǎng)，而植物細胞只能培 養(yǎng)成植株

8、。,D,二、克隆技術,1、概念：克隆就是無性繁殖，具體地說，是指一個共同的祖先，通過無性繁殖的方法產生出來的一群遺傳特性相同的DNA分子、細胞或個體。,a.分子水平上：一般指DNA克隆。,b.細胞水平上：指一個單一的細胞分裂所形成的細胞群體。,c.個體水平上：指基因型完全相同的兩個或一個群體。,2、克隆的條件：,a.具有包含五種完整基因組的細胞核的活細胞（乳腺上壁細胞）,b.能有效調控細胞核發(fā)育的細胞質物質（去核的卵細胞質）。,c.完成胚胎發(fā)育的必要的環(huán)境條件（誘導核-質重組細胞生長、分化的實驗條件和懷胎母體的子宮環(huán)境）。,3、技術基礎：,1.植物克隆的技術基礎是組織培養(yǎng) 2.動物克隆的技術基

9、礎是動物細胞培養(yǎng),動物細胞特點？ 分化潛能變窄：隨著細胞分化程度的提高而逐漸受到限制，分化潛能變窄，這是指整體細胞而言。 細胞核仍具有全能性：細胞核，它含有保持物種遺傳性所需的全套基因，而且并沒有因細胞分化而丟失基因，因此高度分化細胞的細胞核仍具有全能性,想一想,根據(jù)動物細胞核仍具有全能性的特點,怎樣將動物細胞的全能性表達?,再想一想,利用動物體細胞核移植技術,1. 概念：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)育成動物個體。,核移植,（難度高）,受體細胞：M期的卵母細胞,三、動物體細胞核移植技術,細胞分化程度低，恢復全能性

10、容易,用核移植的方法得到的動物稱為克隆動物,體細胞核移植的過程：,思考： 1.核移植的受體細胞是什么？處在什么時期？ 2.通過什么手段激活受體細胞，構建重組胚胎？,M中期卵母細胞,誘導方法：物理或化學方法激活受體細胞，完成細胞分裂和發(fā)育進程。,細胞核移植,供體細胞（供核）,細胞培養(yǎng),體細胞,卵巢卵母細胞（M中期：供質）,去核,無核卵母細胞,注入,細胞融合,重組細胞,構建重組胚胎,胚胎移植,代孕母體,生出與供體奶牛遺傳物質基本相同的犢牛,歸納: 1.共分成兩大階段：核移植和胚胎移植 2.取卵母細胞作受體細胞的原因是:它是最大的細胞,易操作；含有激發(fā)細胞核全能性的物質 3.嚴格來說新個體有卵母細胞

11、的細胞質所以有兩個親本的性狀,2.體細胞核移植過程,供體細胞培養(yǎng),（M卵母細胞）,減數(shù)第二次分裂中期,去核的卵母細胞,供體細胞注入去核卵母細胞,受體細胞激活，完成減數(shù)分裂、發(fā)育,胚胎移植,核移植圖片,多莉與“母親”,(1)遺傳素質完全一致的克隆動物將更有利于開展對動物(人)生長、發(fā)育、衰老和健康等機理的研究； (2)有利于大量培養(yǎng)品質優(yōu)良的家畜; (3)經轉基因的克隆哺乳動物，將能為人類提供源源不斷的廉價的藥品、保健品以及較易被人體接受的移植器官； (4)科學家將很快地從目前的同種克隆技術推進到異種克隆,即借腹懷胎的新領域,這無疑將大大促進對瀕臨滅種的哺乳動物的保護工作。,克隆技術將對21世紀

12、產生的重大影響,四、體細胞核移植技術的應用前景,1、加速家畜遺傳改良進程，促進優(yōu)良畜群繁育,2、保護瀕危物種，增加存活數(shù)量,3、克隆動物作為生物反應器，生產醫(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、體細胞核移植技術存在的問題,胚胎移植動物幼體產出 概率10 克隆動物存在著健康問題 克隆動物的食品安全性問題存在爭議,知識點小結,動物體細胞核移植技術和克隆動物,1. 克隆動物的概念,2.體細胞核移植技術的過程,3.體細胞核移植技術的應用前景,4.體細胞核移植技術存在的問題,1.動物細胞培養(yǎng)要經過脫分化嗎？為什么？ 2.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？,課后習題,3. 胰蛋白酶真的不會把細胞消化掉嗎？為什么？ 胰蛋白酶除了可以消化細胞間的蛋白質外，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。,5.什么叫單層細胞培養(yǎng) 1957年，科學家采用胰蛋白酶消化處理和應用液體培養(yǎng)基的方法，獲得了單層細胞培養(yǎng)。單層培養(yǎng)法的出現(xiàn)，對細胞培養(yǎng)的發(fā)展起了很大的推動作用。,4.為什么對動物細胞進行培養(yǎng)時通常要添加血清？ 血清中含有蛋白質、氨基酸、葡萄糖、激素等，其中蛋白質為白蛋白和球蛋白；氨基酸有多種，是細胞合成蛋白質的基本成分，有些動物