1、2.2.1 動物細胞培養(yǎng)和核移植技術,新建二中 李艷,選修3 現(xiàn)代生物科技專題 專題2細胞工程 2.2動物細胞工程,教學目標,重點難點,問題探討,教學過程,知識結構,教學反饋,課后習題,教學參考,植物細胞工程常用的技術手段有哪些？,那么動物細胞常用的技術手段 呢？,回憶,暢想,植物組織培養(yǎng), 植物體細胞雜交,問題探討,皮膚燒傷，如果創(chuàng)面很?。ú淮笥谟矌牛┲灰３智鍧崳踔辽疃葻齻?，也可能自愈。如果下層真皮受損面積較大，常常需要植皮。植皮需要的健康皮片。植皮需要的健康皮片，可以取自燒傷病人自身未燒傷的部位（自體植皮），也可取自其他活人或尸體（異體植皮）等。自體植皮是永久性的，取自其他人或動物的植

2、皮是暫時性的，是在創(chuàng)面愈合過程中為保護創(chuàng)面而采取的措施，1014天后就要被身體排斥。,如果一個大面積燒傷的病人來說，自體皮膚有限，其他渠道的皮膚來源不足。如何才能獲得大量的自體健康皮膚？,人耳鼠,“人耳鼠”再出風頭 2001年，一只特別的活老鼠在北京引起轟動這是有著一對紅眼睛的、尾巴長長的、渾身沒毛的小白鼠。值得一提的是，這只小白鼠的背上，竟長著一只幾乎與身子一般大小的“人耳”。這只老鼠背上的“人耳”是由上海市第九人民醫(yī)院副院長、整復外科主任曹誼林教授利用組織工程技術復制出來的。,在京展出的數(shù)天，盡管門票高達20元，但還是有將近20萬人，心甘情愿地掏錢一睹“人耳鼠”的風采。,人耳鼠的出現(xiàn)，透露

3、了怎樣的信息？,動物細胞工程：,動物細胞培養(yǎng)、動物細胞核移植、 動物細胞融合、生產單克隆抗體等,動物細胞培養(yǎng)技術是其他動物細胞工程技術的基礎,教學過程,從動物機體中取出相關的組織，將它分散成單個細胞，然后，放在適宜的培養(yǎng)基中，讓這些細胞生長和增殖。,原理：細胞增殖,動物細胞培養(yǎng),注意關鍵詞: 細胞貼壁 接觸抑制 原代培養(yǎng) 傳代培養(yǎng),閱讀課文44-46面相關內容,動物細胞生長特性：,細胞貼壁： 懸液中分散的細胞很快就貼附在瓶壁上， 稱為細胞貼壁。 要求： 培養(yǎng)瓶或培養(yǎng)皿的內表面光滑、無毒、易于貼附。 細胞的接觸抑制： 細胞進行有絲分裂，數(shù)量不斷增多，當貼壁細胞分裂生長到表面相互接觸時，細胞就會停

4、止分裂增殖，這種現(xiàn)象稱為細胞的接觸抑制。,接觸抑制,定義：細胞從接種到長滿底物表面后，由于細胞繁殖數(shù)量增多相互接觸后，不再增加。,動物細胞培養(yǎng)的過程:,動物細胞培養(yǎng)過程：,動物胚胎或幼齡動物的組織、器官,胰蛋白酶,（分解彈性纖維、膠原蛋白）,10代細胞,傳代培養(yǎng),無限傳代,遺傳物質改變,遺傳物質未改變,原理：細胞增殖（有絲分裂） 結果：細胞群，細胞產物,細胞株：原代細胞一般傳至10代左右細胞生長停滯，大部分細胞衰老死亡，少數(shù)細胞存活到4050代，這種傳代細胞為細胞株。 細胞系：細胞株傳代至50代后又出現(xiàn)細胞生長停滯狀態(tài)，只有部分細胞由于遺傳物質的改變，使其在培養(yǎng)條件下可以無限制傳代，這種傳代細

5、胞為細胞系。 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)。,解答概念,原代培養(yǎng)：從機體取出后立即培養(yǎng)的細胞為原代細胞。培養(yǎng)的第1代細胞與傳10代以內的細胞稱為原代細胞培養(yǎng)。 傳代培養(yǎng)：將原代細胞從培養(yǎng)瓶中取出，配制成細胞懸浮液，分裝到兩個或兩個以上的培養(yǎng)瓶中繼續(xù)培養(yǎng)，稱為傳代培養(yǎng)。,解答概念,無菌操作,培養(yǎng)箱,培養(yǎng)器皿,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、微量元素、動物血清、血漿等。） 3、溫度和PH 36.5 +0.5度 ；PH為7.2-7.4。 4、氣體環(huán)境： O2和CO2（95%

6、空氣和5% CO2（作用） ）,補充合成培養(yǎng)基中缺乏的物質,動物細胞培養(yǎng)條件,（1）生產蛋白質生物制品：病毒疫苗、干擾素、單克隆抗體等。 （2）獲得大量自身的皮膚細胞，用于植皮。 （3）用于檢測有毒物質 （4）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),動物細胞培養(yǎng)技術的應用,如： 動物細胞培養(yǎng)就是從動物有機體中取出相關的組織,將它分散成單個細胞,然后,放在適宜的培養(yǎng)基中,讓這些細胞生長和增殖.,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？較植物組培培養(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？,

7、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、維生素和動物血清血漿等。 獨特之處有：1、液體培養(yǎng)基 2、成分中有動物血清血漿等,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,細胞的全能性,細胞株、細胞系,植物體或組織,培養(yǎng)結果,快速繁殖、培育無病毒植株等,培養(yǎng)目的,葡萄糖、動物血清,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,細胞增殖,原理,動物細胞培養(yǎng),植物組織培養(yǎng),比較項目,試一試,動物細胞特點？

8、 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,動物核移植：,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)育為動物個體。,用核移植的方法得到的動物。,克隆動物：,記一記,動物體細胞核移植技術:,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

9、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。 用核移植的方法得到的動物稱為克隆動物,核移植,胚胎細胞核移植,體細胞核移植（難度高（為什么見課本47面）,受體細胞：M期的卵母細胞,克隆步驟上,克隆步驟下,閱讀與思考,以概念圖的形式表示體細胞核移植過程？,取供體細胞,取卵母細胞,供體細胞培養(yǎng),培養(yǎng)到 M中期,卵母細胞去核,供體細胞注入去核的卵母細胞,供體核進入受體卵母細胞,重組胚胎,代孕母牛,生出與供體遺傳物質基本相同的個體,多莉羊的培育過程,無性生殖,思考題,1、在進行體細胞核移植之前，為何要去掉受體卵母細胞的核？,卵母細胞的細胞質可使體細胞核的全能性得以表達；卵母細胞體

10、積比較大，容易操作；卵母細胞的細胞質多，營養(yǎng)豐富，能為早期胚胎的形成提供營養(yǎng)。,2、為什么選卵母細胞作核移植的受體細胞？,為使核移植動物的遺傳物質全部來自有利用價值的動物提供的體細胞。,3.用于核移植的供體細胞一般都選用傳代10代以內的細胞，為什么？,10代以內的細胞保持一般保持正常二倍體的核型，未突變.,思考題,二倍體的核型：是指染色體組在有絲分裂中期的表型，是染色體數(shù)目、大小、形態(tài)特征的總和,思考題,4.細胞核移植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？,不是，克隆動物絕大部分DNA來自供體細胞核，但核外還有少部分DNA（如線粒體DNA）來自受體卵母細胞.,2.體細

11、胞核移植技術的應用前景,克隆動物的研究意義,1.克隆動物作為生物反應器，生產醫(yī)用蛋白 2.改良動物品種 3.治療人類疾病，作為供體 4.保護瀕危動物,體細胞核移植技術存在的問題,1.許多克隆動物表現(xiàn)出遺傳和生理缺陷，如體型過大，異常肥胖，發(fā)育困難，免疫失調等。 2.成功率非常低及克隆動物食品的安全性問題。,知識結構,動物細胞培養(yǎng)和核移植技術,動物細胞培養(yǎng),細胞培養(yǎng)的應用和概念,細胞培養(yǎng)的過程,細胞培養(yǎng)的條件,細胞培養(yǎng)技術的應用,動物體細胞核移植 技術和克隆動物,核移植技術和克隆動物的概念,體細胞核移植技術的過程,體細胞核移植技術的應用前景,體細胞核移植技術存在的問題,1、在動物細胞培養(yǎng)過程中遺

12、傳物質發(fā)生改變的細胞（） 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.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。 141,A,教學反饋,教學參考,1.進行動物細胞傳代培養(yǎng)時用胰蛋白酶分散細胞，說明細胞間的物質主要是什么成分？用胃蛋白酶行嗎？ 細胞間的成分主要是蛋白質。胃蛋白酶適宜的PH約為2，當PH6時，胃蛋白酶

13、就會失去活性，而胰蛋白酶作用的適宜環(huán)境PH為7.2-8.4，多數(shù)動物細胞培養(yǎng)的適宜PH為7.2-7.4，胃蛋白酶在此環(huán)境中沒有活性。胰蛋白酶在此環(huán)境中活性較高，因此胰蛋白酶適宜用于細胞培養(yǎng)時的消化。 2.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。 3.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，有些動物細胞不能合成，必須由培養(yǎng)液提供；激素有胰島素、生長激素等促進細胞的生長、增殖、貼附。因此，細胞培養(yǎng)要保證細胞能順利生長和繁殖，一般要添加10%-20%的血清。 5.無血清培養(yǎng)：在科學研究中，有時需要明確