2.2.1 动物细胞培养和核移植技术.ppt
生活联系：生活联系：生活联系：生活联系：烧伤病人的治疗通烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一有限，请同学们想一想如何来治疗该病人想如何来治疗该病人？最基础的是最基础的是 动物细胞培养技术动物细胞培养技术动物细胞工程常用的技术：动物细胞工程常用的技术：l动物细胞培养动物细胞培养l动物细胞核移植动物细胞核移植l动物细胞融合动物细胞融合l单克隆抗体单克隆抗体 等等2.2.1 2.2.1 动物细胞培养和核移植技术动物细胞培养和核移植技术自主阅读自主阅读P44P44第第5 5段，段，思考下列问题：思考下列问题：1 1、什么叫、什么叫动物细胞动物细胞培养（培养（animal cell culture)？2 2、动物细胞培养的原理是什么？动物细胞培养的原理是什么？一、动物细胞培养一、动物细胞培养1、概念：、概念：从动物机体中取出从动物机体中取出相关组织相关组织，将，将它们分散成它们分散成单个细胞单个细胞，然后放在适宜的培养，然后放在适宜的培养基中，让这些细胞基中，让这些细胞生长生长和和增殖增殖。原理：原理：细胞增殖细胞增殖如何进行动物细胞培养如何进行动物细胞培养?放入二氧化碳放入二氧化碳培养箱中培养培养箱中培养动物细胞培养过程示意图动物细胞培养过程示意图 结合问题，阅结合问题，阅读书本，四人一读书本，四人一组，讨论写出动组，讨论写出动物细胞培养的流物细胞培养的流程图。程图。每组推选每组推选一位一位“小老师小老师”，准备上台讲解，准备上台讲解（5min)5min)学习活动一：学习活动一：合作学习合作学习（结合问题思考流程）（结合问题思考流程）1、为何动物细胞培养过程将组织分散成单个细胞呢？、为何动物细胞培养过程将组织分散成单个细胞呢？2、如何将动物组织分散成单个的细胞？、如何将动物组织分散成单个的细胞？3、胰蛋白酶的作用是什么？由此可说明细胞间的物、胰蛋白酶的作用是什么？由此可说明细胞间的物 质主要是什么成分？质主要是什么成分？4、培养瓶或培养皿的内表面为何要光滑、无毒？、培养瓶或培养皿的内表面为何要光滑、无毒？5、培养瓶中的细胞培养到什么时候就不再分裂、增殖？、培养瓶中的细胞培养到什么时候就不再分裂、增殖？细胞贴壁接触抑制接触抑制(contact inhibition)(contact inhibition)l原代培养：原代培养：通常将直接从动物体内取出的动通常将直接从动物体内取出的动物组织消化后的初次培养称为原代培养。物组织消化后的初次培养称为原代培养。l传代培养：传代培养：原代培养的细胞出现接触抑制后，原代培养的细胞出现接触抑制后，贴满瓶壁的细胞需要重新用胰蛋白酶等处理，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，让细胞增殖。这样即为然后分瓶继续培养，让细胞增殖。这样即为传代培养。传代培养。l分类：分类：1010代内的细胞；代内的细胞；10-5010-50代；代；5050代以后。代以后。有关概念：有关概念：1、选用组织时，一般用动物胚胎或、选用组织时，一般用动物胚胎或幼龄个体的器官或组织做培养材料，幼龄个体的器官或组织做培养材料，而不用老龄动物的，这是为什么？而不用老龄动物的，这是为什么？因为幼龄组织或器官上的细胞增殖能因为幼龄组织或器官上的细胞增殖能力强，有丝分裂旺盛，容易培养。力强，有丝分裂旺盛，容易培养。老龄动物的细胞则相反。老龄动物的细胞则相反。学习活动二：学习活动二：寻根问底，加深巩固寻根问底，加深巩固2、胰蛋白酶处理组织时要注意什么问题？、胰蛋白酶处理组织时要注意什么问题？能够用胃蛋白酶代替吗？能够用胃蛋白酶代替吗？控制好消化时间，太长会消化细胞膜控制好消化时间，太长会消化细胞膜上的蛋白质上的蛋白质 不能，因为两者的最适不能，因为两者的最适PH不同，而不同，而正常组织细胞的生存环境与胰蛋白酶的正常组织细胞的生存环境与胰蛋白酶的最适最适PH较接近较接近.学习活动二：学习活动二：寻根问底，加深巩固寻根问底，加深巩固3、动物细胞培养能否最终培养成新个体？、动物细胞培养能否最终培养成新个体？不能，动物细胞培养只能使细不能，动物细胞培养只能使细胞数目增多，不能发育成新的动物胞数目增多，不能发育成新的动物个体个体学习活动二：学习活动二：寻根问底，加深巩固寻根问底，加深巩固动物动物胚胎胚胎或或幼龄幼龄动动物的组织、器官物的组织、器官胰蛋白酶胰蛋白酶剪碎剪碎单个细胞单个细胞加培养液加培养液制成制成细胞细胞悬浮悬浮液液原代培原代培养养细胞增殖细胞增殖部分细胞部分细胞无限传代无限传代去掉组织去掉组织间蛋白间蛋白动物细胞培养不能动物细胞培养不能最终培养成生物体最终培养成生物体传代培传代培养养多细胞动物和人体的细胞都生活多细胞动物和人体的细胞都生活在内环境中，根据你所学的知识，在内环境中，根据你所学的知识，认为体外培养动物细胞应该模拟认为体外培养动物细胞应该模拟内环境的哪些条件呢？内环境的哪些条件呢？问题探讨：问题探讨：无菌、无毒无菌、无毒全部的营养物质全部的营养物质适宜的温度和适宜的温度和PH值值必要的气体条件必要的气体条件3、动物细胞培养的条件、动物细胞培养的条件动物细胞培养条件：1、无菌、无毒的环境、无菌、无毒的环境（添加一定量的抗生素，定期更换培养液）（添加一定量的抗生素，定期更换培养液）2、营养、营养（葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、动物血清等。（葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、动物血清等。）3、温度和、温度和PH 36.5+（-）0.5度度,7.2-7.44、气体环境：、气体环境：O2和和CO2（95%空气和空气和5%CO2）保证细胞顺利的保证细胞顺利的生长增殖生长增殖 生物制品的生产生物制品的生产 用于基因工程用于基因工程 用于检测有毒物质用于检测有毒物质 细胞的生理、病理、药理研究细胞的生理、病理、药理研究 4、动物细胞培养技术的应用、动物细胞培养技术的应用获得细胞获得细胞细胞的全能性细胞的全能性植物体植物体培养结果培养结果或细胞产物或细胞产物快速繁殖快速繁殖、培育培育无病毒植株等无病毒植株等培养目的培养目的葡萄糖、葡萄糖、动物动物血清血清蔗糖、植物蔗糖、植物激激素素培养基特有成分培养基特有成分液体培养基液体培养基固体培养基固体培养基培养基性质培养基性质细胞增殖细胞增殖原理原理动物细胞培养动物细胞培养植物组织培养植物组织培养比较项目比较项目植物细胞和动物细胞培养的比较植物细胞和动物细胞培养的比较细胞群体细胞群体1 1动物细胞工程常用的技术手段中，动物细胞工程常用的技术手段中，最基础的是最基础的是 A.A.动物细胞培养动物细胞培养 B.B.动物细胞融合动物细胞融合 C.C.单克隆抗体单克隆抗体 D.D.胚胎核移植胚胎核移植 练一练练一练2 2贴壁细胞的分裂方式具体是贴壁细胞的分裂方式具体是 A.A.无丝分裂无丝分裂 B.B.有丝分裂有丝分裂 C.C.减数分裂减数分裂 D.D.增殖增殖3 3关于动物细胞培养的叙述，不正确的是关于动物细胞培养的叙述，不正确的是 A.A.动物细胞培养前要用胰蛋白酶或胶原蛋白动物细胞培养前要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶使细胞分散开来酶使细胞分散开来 B.B.通常将动物组织消化后的初次培养称为原通常将动物组织消化后的初次培养称为原代培养代培养 C.C.动物细胞培养只能传动物细胞培养只能传5050代左右，所培育的代左右，所培育的细胞全部衰老死亡细胞全部衰老死亡 D.D.用于培养的细胞大都取自胚胎或幼龄动物用于培养的细胞大都取自胚胎或幼龄动物的器官或组织的器官或组织 练一练练一练 根据动物细胞核仍具有全能性的特点,怎样将动物细胞的全能性表达?利用动物体细胞核移植技术利用动物体细胞核移植技术理论基础：理论基础：动物的细胞核具有全能性动物的细胞核具有全能性二、动物体细胞核移植技术二、动物体细胞核移植技术 1、概念：、概念：将动物的一个细胞的将动物的一个细胞的细胞核细胞核，移入一个已经去掉细胞核的移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞卵母细胞中，中，使其使其重组重组并发育成一个并发育成一个新的胚胎新的胚胎，这个，这个新的胚胎最终发育成新的胚胎最终发育成动物个体动物个体。用核移植的方法得到的动物用核移植的方法得到的动物称称克隆动物克隆动物二、动物体细胞核移植技术二、动物体细胞核移植技术2、核移植的种类、核移植的种类l胚胎细胞核移植胚胎细胞核移植l体细胞核移植体细胞核移植（易易）（难难）学习活动三：学习活动三：思考探究思考探究 19971997年，美国威斯康星州的一个奶牛年，美国威斯康星州的一个奶牛场有一头名叫卢辛达的奶牛，年产奶量为场有一头名叫卢辛达的奶牛，年产奶量为30.8t30.8t，创造了世界奶牛产奶量的最高记，创造了世界奶牛产奶量的最高记录。目前世界各国高产牛奶场的奶牛，平录。目前世界各国高产牛奶场的奶牛，平均每年产量为十几吨，而我国平均水平仅均每年产量为十几吨，而我国平均水平仅有有3 34 4吨。吨。你能想办法繁殖卢辛达的后代，你能想办法繁殖卢辛达的后代，使年产奶量为使年产奶量为30.8t30.8t吗？吗？（M卵母细胞）卵母细胞）减数第二次分裂中期减数第二次分裂中期去核的卵母细胞去核的卵母细胞供体细胞注入供体细胞注入去核卵母细胞去核卵母细胞激活受体细胞，激活受体细胞，完成分裂、发完成分裂、发育育胚胎移植胚胎移植代孕牛子宫代孕牛子宫克隆牛克隆牛3、过程：、过程：供体细胞供体细胞（供核）（供核）细胞培养细胞培养体细胞体细胞卵巢卵母细胞卵巢卵母细胞（M中期：供质）中期：供质）去核去核无核卵无核卵母细胞母细胞注入注入细胞细胞融合融合重重组组细细胞胞构建重构建重组胚胎组胚胎胚胎胚胎移植移植代孕代孕母体母体生出与供体奶生出与供体奶牛遗传基础相牛遗传基础相同的犊牛同的犊牛归纳归纳:1.共分成两大阶段：共分成两大阶段：核移植核移植和和胚胎移植胚胎移植2.取卵细胞作受体细胞的取卵细胞作受体细胞的原因原因是是:它是最大的细胞它是最大的细胞,易操作易操作,它发育可它发育可直接表达性状直接表达性状3.严格来说新个体有卵巢母细胞的细胞质所以有严格来说新个体有卵巢母细胞的细胞质所以有两个亲本的性状两个亲本的性状 加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育 保护濒危物种，增加存活数量保护濒危物种，增加存活数量 克隆动物作为生物反应器，生产医用蛋白克隆动物作为生物反应器，生产医用蛋白 可以作为异种移植的供体可以作为异种移植的供体4、应用前景：、应用前景：可以用于组织器官的移植可以用于组织器官的移植5、存在问题：、存在问题：成功率低成功率低 克隆动物存在健康问题克隆动物存在健康问题 克隆动物食品的安全性问题存有争议克隆动物食品的安全性问题存有争议1.1.从母羊甲的体细胞中取出细胞核，注入从母羊甲的体细胞中取出细胞核，注入到母羊乙的去核卵母细胞中，融合后的细到母羊乙的去核卵母细胞中，融合后的细胞经卵裂形成早期胚胎，再将胚胎移到另胞经卵裂形成早期胚胎，再将胚胎移到另一只母羊丙的子宫内，出生的小羊大多数一只母羊丙的子宫内，出生的小羊大多数性状性状 A.难以预测难以预测 B.像甲像甲 C.像乙像乙 D.像丙像丙 练一练练一练2 2.下列有关克隆的叙述，不正确的是下列有关克隆的叙述，不正确的是A.A.生物体通过体细胞进行的无性繁殖生物体通过体细胞进行的无性繁殖 B.B.将某种瘤细胞体外培养繁殖成大量细胞将某种瘤细胞体外培养繁殖成大量细胞C.C.扦插和嫁接实质上也是克隆扦插和嫁接实质上也是克隆 D.D.将鸡的某个将鸡的某个DNADNA片段整合到小鼠的片段整合到小鼠的DNADNA中中练一练练一练1、动物细胞培养的过程：、动物细胞培养的过程：幼龄动物幼龄动物取动物器官取动物器官和组织和组织剪碎组织剪碎组织胰蛋白酶处理胰蛋白酶处理细胞培养细胞培养单个细胞单个细胞加培养液加培养液细胞悬液细胞悬液10代细胞代细胞原代培养原代培养50代细胞代细胞传代培养传代培养无限传代无限传代遗传物质遗传物质未改变未改变遗传物质遗传物质已改变已改变1、动物细胞培养的过程：、动物细胞培养的过程：问题问题1、植物组织培养过程将组织分散成单个细胞的吗？、植物组织培养过程将组织分散成单个细胞的吗？、动物细胞培养过程将组织分散成单个细胞的吗？、动物细胞培养过程将组织分散成单个细胞的吗？、为何动物细胞培养过程将组织分散成单个细胞的呢？、为何动物细胞培养过程将组织分散成单个细胞的呢？、如何将动物组织分散成单个的细胞呢？、如何将动物组织分散成单个的细胞呢？、胰蛋白酶的作用是什么呢？由此可说明细胞间的物质、胰蛋白酶的作用是什么呢？由此可说明细胞间的物质是什么成份？是什么成份？没有没有是是成块的组织细胞靠在一起成块的组织细胞靠在一起,彼此限制了细胞的生长和增殖彼此限制了细胞的生长和增殖先用剪刀剪碎先用剪刀剪碎,后用蛋白酶处理后用蛋白酶处理胰蛋白酶水解蛋白质胰蛋白酶水解蛋白质细胞间的成份是蛋白质细胞间的成份是蛋白质(胶原蛋白等胶原蛋白等)思考题、细胞膜的主要成份是什么？、细胞膜的主要成份是什么？、胰蛋白酶能将细胞消化掉吗？、胰蛋白酶能将细胞消化掉吗？、既然胰蛋白酶能将细胞消化掉，那将动物组织分、既然胰蛋白酶能将细胞消化掉，那将动物组织分散成单个细胞要注意什么问题呢？散成单个细胞要注意什么问题呢？、能够用胃蛋白酶代替胰蛋白酶吗？为什么？、能够用胃蛋白酶代替胰蛋白酶吗？为什么？1010、动物细胞培养取材时，一般是取胚胎组织或幼龄、动物细胞培养取材时，一般是取胚胎组织或幼龄动物的组织或器官，请解释原因？动物的组织或器官，请解释原因？蛋白质和磷脂蛋白质和磷脂能能注意时间的控制注意时间的控制 不能，因为两者的最适不能，因为两者的最适PH不同，而正常组织细不同，而正常组织细胞的生存环境与胰蛋白酶的最适胞的生存环境与胰蛋白酶的最适PH较接近较接近胚胎组织或幼龄动物的组织或器官分裂、增殖旺盛胚胎组织或幼龄动物的组织或器官分裂、增殖旺盛11、贴附性细胞培养瓶内表面为何要光滑、无毒？、贴附性细胞培养瓶内表面为何要光滑、无毒？12、培养瓶中的细胞培养到什么时候就不再分裂、培养瓶中的细胞培养到什么时候就不再分裂、增殖？增殖？13、如果此时细胞数量并未达到人们的需求，应该怎、如果此时细胞数量并未达到人们的需求，应该怎样办？细胞株和细胞系通常是培养多少代的细胞样办？细胞株和细胞系通常是培养多少代的细胞?易于培养易于培养细胞贴壁细胞贴壁，进行生长增殖进行生长增殖 当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞分裂就会停止分裂增殖，这种现象叫接触抑制。分裂就会停止分裂增殖，这种现象叫接触抑制。将贴满瓶壁的细胞用胰蛋白酶处理，然后继续增将贴满瓶壁的细胞用胰蛋白酶处理，然后继续增殖。这样的过程叫做传代培养殖。这样的过程叫做传代培养思考题14、如何理解原代培养和传代培养？、如何理解原代培养和传代培养？15、传代培养的细胞能一直传代下去吗？、传代培养的细胞能一直传代下去吗？16、有些为何能一直传下去吗？动物细胞培养就是为、有些为何能一直传下去吗？动物细胞培养就是为了得到这些细胞吗？了得到这些细胞吗？17、人类一般保存的是哪类细胞呢？为什么？用于植、人类一般保存的是哪类细胞呢？为什么？用于植皮的细胞培养应该不多于多少代？皮的细胞培养应该不多于多少代？上述过程中，在第一培养瓶中培养就是原代培养，上述过程中，在第一培养瓶中培养就是原代培养，之后转移到其它培养瓶中培养就是传代培养之后转移到其它培养瓶中培养就是传代培养不是都能不是都能发生突变，朝着癌细胞方向发展发生突变，朝着癌细胞方向发展不是不是保存保存10代以内的细胞；因为代以内的细胞；因为1050部分细胞的细胞部分细胞的细胞核型可能发生变化，有少部分还发生突变向癌细胞方核型可能发生变化，有少部分还发生突变向癌细胞方向发展；向发展；10代代思考题 体细胞核移植方法生产的克隆牛是对卢体细胞核移植方法生产的克隆牛是对卢辛达进行了辛达进行了100%的复制吗？为什么？的复制吗？为什么？不是，克隆动物绝大部分不是，克隆动物绝大部分DNADNA来自供体细来自供体细胞核，但核外还有少部分胞核，但核外还有少部分DNADNA（如线粒体（如线粒体DNADNA）来自受体卵母细胞。此外，还会受）来自受体卵母细胞。此外，还会受到不同环境的影响到不同环境的影响思考：思考：
