生物选修动物细胞培养与核移植技术.ppt
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1、关于生物选修动物细关于生物选修动物细胞培养和核移植技术胞培养和核移植技术第一张,PPT共五十四页,创作于2022年6月生产单克隆抗体生产单克隆抗体等等 动物细胞工程常用的技术动物细胞工程常用的技术动物细胞培养动物细胞培养动物细胞核移植动物细胞核移植动物细胞融合动物细胞融合是其他动物细胞工程技术的基础。是其他动物细胞工程技术的基础。第二张,PPT共五十四页,创作于2022年6月为什么要进行动物细胞培养为什么要进行动物细胞培养?一一.动物细胞培养动物细胞培养如何进行细胞培养如何进行细胞培养?从动物机体中取出相关组织,将它们分散成单个细胞,然后从动物机体中取出相关组织,将它们分散成单个细胞,然后放在
2、适宜的培养基中,让这些细胞生长和增殖。放在适宜的培养基中,让这些细胞生长和增殖。(一一)概念概念实验材料,药性、毒性检测,提取细胞分泌物等实验材料,药性、毒性检测,提取细胞分泌物等第三张,PPT共五十四页,创作于2022年6月第四张,PPT共五十四页,创作于2022年6月第五张,PPT共五十四页,创作于2022年6月 1.1.进行动物细胞传代培养时用胰蛋白酶分散细进行动物细胞传代培养时用胰蛋白酶分散细胞,说明细胞间的物质主要是什么成分?用胃蛋白胞,说明细胞间的物质主要是什么成分?用胃蛋白酶行吗?酶行吗?提示:用胰蛋白酶分散细胞,说明细胞间的物质主要是提示:用胰蛋白酶分散细胞,说明细胞间的物质主
3、要是蛋白质。胃蛋白酶作用的适宜蛋白质。胃蛋白酶作用的适宜pHpH约为约为2 2,当,当pHpH大于大于6 6时,时,胃蛋白酶就会失去活性。胰蛋白酶作用的适宜环境胃蛋白酶就会失去活性。胰蛋白酶作用的适宜环境pHpH为为7.27.28.48.4。多数动物细胞培养的适宜。多数动物细胞培养的适宜pHpH为为7.27.27.47.4,胃,胃蛋白酶在此环境中没有活性,而胰蛋白酶在此环境中活蛋白酶在此环境中没有活性,而胰蛋白酶在此环境中活性较高,因此胰蛋白酶适宜用于细胞培养时的消化。性较高,因此胰蛋白酶适宜用于细胞培养时的消化。第六张,PPT共五十四页,创作于2022年6月胰蛋白酶真的不会把细胞消化掉吗?为
4、什么?胰蛋白酶真的不会把细胞消化掉吗?为什么?提示:胰蛋白酶除了可以消化细胞间的蛋白外,长时提示:胰蛋白酶除了可以消化细胞间的蛋白外,长时间的作用也会消化细胞膜蛋白,对细胞有损伤作用,间的作用也会消化细胞膜蛋白,对细胞有损伤作用,因此必须控制好胰蛋白酶的消化时间。因此必须控制好胰蛋白酶的消化时间。第七张,PPT共五十四页,创作于2022年6月(二二)动物细胞培养过程动物细胞培养过程胚胎或幼龄动物的组织器官胚胎或幼龄动物的组织器官细胞悬液细胞悬液10代细胞代细胞50代细胞代细胞剪碎胰蛋白酶或胶原蛋白酶洗涤、稀释、洗涤、稀释、分离分离原代培养用用胰蛋白酶胰蛋白酶分分散细散细胞,说明细胞间的胞,说明
5、细胞间的物质主要是物质主要是蛋白质蛋白质。动物细胞培养适动物细胞培养适宜的宜的PHPH为为7.27.27.47.4,此环境下胃蛋白,此环境下胃蛋白酶(酶(2.02.0)没有活)没有活性,而胰蛋白酶性,而胰蛋白酶(7.2-8.4)(7.2-8.4)的活性的活性较高较高。比老龄动物比老龄动物的组织细胞的组织细胞增殖能力强,增殖能力强,有丝分裂旺有丝分裂旺盛。分化程盛。分化程度越低,繁度越低,繁殖能力越强,殖能力越强,越容易培养。越容易培养。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细胞增殖细胞增殖缓慢,核缓慢,核型可能变型可能变化化动物组织细胞间隙中含有一定量的动物组织细胞间
6、隙中含有一定量的弹性纤维等蛋白质,将细胞网络起弹性纤维等蛋白质,将细胞网络起来形成具有一定弹性和韧性的组织来形成具有一定弹性和韧性的组织和器官。和器官。贴壁生长贴壁生长接触抑制接触抑制1010代以内,保持正常二倍体核型代以内,保持正常二倍体核型传代培养传代培养第八张,PPT共五十四页,创作于2022年6月动物组织块动物组织块动物组织块动物组织块细胞悬液细胞悬液细胞悬液细胞悬液原代培养原代培养原代培养原代培养传代培养传代培养传代培养传代培养胰蛋白酶处理分散成单个细胞胰蛋白酶处理分散成单个细胞胰蛋白酶处理分散成单个细胞胰蛋白酶处理分散成单个细胞幼龄动物的器官组织;动物胚胎幼龄动物的器官组织;动物胚
7、胎幼龄动物的器官组织;动物胚胎幼龄动物的器官组织;动物胚胎细胞贴壁细胞贴壁细胞贴壁细胞贴壁接触抑制接触抑制接触抑制接触抑制原代培养原代培养原代培养原代培养传代培养传代培养传代培养传代培养加入培养液加入培养液加入培养液加入培养液用胰蛋白酶等处用胰蛋白酶等处用胰蛋白酶等处用胰蛋白酶等处理贴壁细胞理贴壁细胞理贴壁细胞理贴壁细胞适宜条件适宜条件适宜条件适宜条件不死性细胞不死性细胞不死性细胞不死性细胞第九张,PPT共五十四页,创作于2022年6月细胞细胞悬浮悬浮液液1010代代细胞细胞5050代代细胞细胞无限传无限传代代原代培养原代培养(一般)(一般)传代培养传代培养原代培养和传代培养、细胞株和细胞系原
8、代培养和传代培养、细胞株和细胞系多数组织细胞固定在表面多数组织细胞固定在表面生长和分裂。叫做?生长和分裂。叫做?随细胞增多,细胞就会停止分裂增殖随细胞增多,细胞就会停止分裂增殖第十张,PPT共五十四页,创作于2022年6月 多细胞动物和人体的细胞都生活在内环境中,根据多细胞动物和人体的细胞都生活在内环境中,根据你所学的内环境的知识,思考以下问题:你所学的内环境的知识,思考以下问题:1.1.体外培养细胞时需要提供哪些物质?体外培养细胞时需要提供哪些物质?2.2.体外培养的细胞需要什么样的环境条件?体外培养的细胞需要什么样的环境条件?充足营养(糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素充足营养(糖、
9、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等合成成分及血清、血浆等天然成分。)等合成成分及血清、血浆等天然成分。)适宜温度、适宜温度、PHPH和气体环境;无菌无毒环境和气体环境;无菌无毒环境第十一张,PPT共五十四页,创作于2022年6月(三三)动物细胞培养的条件动物细胞培养的条件P46P461、无菌、无毒环境(无菌处理和添加抗生素目的?更换培、无菌、无毒环境(无菌处理和添加抗生素目的?更换培养液的好处?)养液的好处?)2、营养与体内相同。合成培养基:糖、氨基酸、促生长、营养与体内相同。合成培养基:糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等,通常需加入血清、血浆等一因子、无机盐、微量元素等,通常需加
10、入血清、血浆等一些天然成分。些天然成分。3、温度温度和和PH,3637、7.27.4)4、气体环境气体环境95%空气、空气、5%CO2-维维持培养液持培养液PH)第十二张,PPT共五十四页,创作于2022年6月植物组织培养和动物细胞培养的比较植物组织培养和动物细胞培养的比较第十三张,PPT共五十四页,创作于2022年6月对比:动物细胞培养、植物组织培养对比:动物细胞培养、植物组织培养.细胞全能性细胞全能性细胞全能性细胞全能性细胞有丝分裂细胞有丝分裂细胞有丝分裂细胞有丝分裂固体固体固体固体,营养物质营养物质营养物质营养物质,激素激素激素激素液体液体液体液体,营养物质营养物质营养物质营养物质,血清
11、血清血清血清等等等等完整植株完整植株完整植株完整植株细胞群或细胞产物细胞群或细胞产物细胞群或细胞产物细胞群或细胞产物无无无无有有有有有有有有无无无无植物植物组织组织培养技术是植物细胞工程技术的基础。培养技术是植物细胞工程技术的基础。动物动物细胞细胞培养技术是动物细胞工程技术的基础。培养技术是动物细胞工程技术的基础。复习复习植物细胞工程植物细胞工程和和动物细胞工程的部分内容动物细胞工程的部分内容。第十四张,PPT共五十四页,创作于2022年6月P47P47最上面最上面1 1、大规模的生产生物制品。、大规模的生产生物制品。2 2、培养的动物细胞作为基因工程的受体细胞。、培养的动物细胞作为基因工程的
12、受体细胞。3 3、检测判断物质的毒性。、检测判断物质的毒性。4 4、培培养养正正常常或或各各种种病病变变的的细细胞胞,用用于于生生理理、病病理理、药药理理等等方面的研究,如用于方面的研究,如用于 等,等,为为 及其他疾病提供理论依据。及其他疾病提供理论依据。(四四)动物细胞培养技术的应用动物细胞培养技术的应用筛选抗癌药物筛选抗癌药物治疗和预防癌症治疗和预防癌症第十五张,PPT共五十四页,创作于2022年6月1 关于动物细胞培养的有关叙述中正确的是关于动物细胞培养的有关叙述中正确的是A细胞的癌变发生于原代培养向传代培养的过渡细胞的癌变发生于原代培养向传代培养的过渡过程中过程中B动物细胞培养液中通
13、常含有葡萄糖、氨基酸、无机动物细胞培养液中通常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、生长素和动物血清盐、生长素和动物血清C动物细胞培养的目的只是获得大量的细胞分泌动物细胞培养的目的只是获得大量的细胞分泌蛋白蛋白D动物细胞培养前和培养过程中都需要用胰蛋白酶动物细胞培养前和培养过程中都需要用胰蛋白酶处理处理第十六张,PPT共五十四页,创作于2022年6月第十七张,PPT共五十四页,创作于2022年6月相互接触相互接触接触抑制接触抑制单层单层胰蛋白酶胰蛋白酶衰老或死亡衰老或死亡不死性不死性降低降低减少减少第十八张,PPT共五十四页,创作于2022年6月活细胞的膜具有活细胞的膜具有选择透过性,大分子染料不能进入
14、细胞,故不染色。选择透过性,大分子染料不能进入细胞,故不染色。中中低温新陈代谢新陈代谢酶抗原抗原第十九张,PPT共五十四页,创作于2022年6月 动物细胞特点?动物细胞特点?分分化化潜潜能能变变窄窄:随着细胞分化程度的提高而逐渐受到限制,分化潜能变窄,这是指整体细胞而言。细细胞胞核核仍仍具具有有全全能能性性:细胞核,它含有保持物种遗传性所需的全套基因,而且并没有因细胞分化而丢失基因,因此高度分化细胞的细胞核仍具有全能性想一想第二十张,PPT共五十四页,创作于2022年6月 根根据据动动物物细细胞胞核核仍仍具具有有全全能能性性的的特特点点,怎样将动物细胞的全能性表达怎样将动物细胞的全能性表达?利
15、用动物体细胞核移植技术利用动物体细胞核移植技术第二十一张,PPT共五十四页,创作于2022年6月二二.动物细胞核移植技术和克隆动物动物细胞核移植技术和克隆动物 将动物的一个细胞核,移入一个已经去掉将动物的一个细胞核,移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中,使其重组并发育成为一个细胞核的卵母细胞中,使其重组并发育成为一个新的胚胎,这个新的胚胎最终发育为新的胚胎,这个新的胚胎最终发育为动物个体动物个体(克隆动物)(克隆动物)分分类类胚胎细胞核移植:胚胎细胞核移植:体细胞核移植:体细胞核移植:细胞分化程度低,恢复全能性容易细胞分化程度低,恢复全能性容易 细胞分化程度高,恢复全能性不容易细胞分化程度高,恢
16、复全能性不容易(一一)、动物细胞核移植概念:动物细胞核移植概念:第二十二张,PPT共五十四页,创作于2022年6月(二二)、体细胞核移植的过程:、体细胞核移植的过程:请看教材请看教材P48P48图图2-212-21思考:思考:1.1.核移植的受体细胞是什么?处在什么时期?用此细胞作为核移植的受体细胞是什么?处在什么时期?用此细胞作为受体细胞有什么好处?受体细胞有什么好处?2.2.通过什么手段激活受体细胞,构建重组胚胎?通过什么手段激活受体细胞,构建重组胚胎?M M中期卵母细胞中期卵母细胞诱导方法:物理或化学方法激活受体细胞,完成诱导方法:物理或化学方法激活受体细胞,完成细胞分裂和发育进程。细胞
17、分裂和发育进程。卵母细胞体积大,便于操作;含有营养物质丰富,提供早卵母细胞体积大,便于操作;含有营养物质丰富,提供早期胚胎发育所需的营养;含有激活细胞核体现全能性的物期胚胎发育所需的营养;含有激活细胞核体现全能性的物质。质。第二十三张,PPT共五十四页,创作于2022年6月电激处理使供电激处理使供电激处理使供电激处理使供体核进入受体体核进入受体体核进入受体体核进入受体卵母细胞构建卵母细胞构建卵母细胞构建卵母细胞构建重组胚胎重组胚胎重组胚胎重组胚胎卵母细胞采集、培养卵母细胞采集、培养卵母细胞采集、培养卵母细胞采集、培养MM期期期期卵母细胞卵母细胞卵母细胞卵母细胞供体牛供体牛供体牛供体牛供体细胞注
18、入供体细胞注入供体细胞注入供体细胞注入去核卵母细胞去核卵母细胞去核卵母细胞去核卵母细胞代孕母牛代孕母牛代孕母牛代孕母牛克隆牛克隆牛克隆牛克隆牛体细胞培养体细胞培养体细胞培养体细胞培养去核卵母细胞去核卵母细胞去核卵母细胞去核卵母细胞去核去核去核去核胚胎胚胎胚胎胚胎移植移植移植移植体细胞核移植过程体细胞核移植过程(体细胞克隆动物)(体细胞克隆动物)第二十四张,PPT共五十四页,创作于2022年6月整个过程用了哪些技术整个过程用了哪些技术?细胞培养、核移植、胚胎移植细胞培养、核移植、胚胎移植新生牛的性别、基因?新生牛的性别、基因?与供体相同与供体相同繁殖方式?繁殖方式?无性繁殖无性繁殖原理?原理?动
19、物细胞动物细胞核核的全能性的全能性第二十五张,PPT共五十四页,创作于2022年6月(二二)、体细胞核移植的过程:、体细胞核移植的过程:第二十六张,PPT共五十四页,创作于2022年6月母绵羊母绵羊A 乳腺细胞乳腺细胞(体细胞)(体细胞)母绵羊母绵羊B未受精的未受精的卵细胞卵细胞 母绵羊母绵羊C“多莉多莉”新的卵细胞发育成早期胚胎新的卵细胞发育成早期胚胎去核卵细胞去核卵细胞提取细胞核提取细胞核核移植核移植胚胎移植胚胎移植体细胞核移植技术克隆羊第二十七张,PPT共五十四页,创作于2022年6月第二十八张,PPT共五十四页,创作于2022年6月步骤一:从一只步骤一:从一只6岁芬兰多塞特白面母绵羊(
20、姑且称为岁芬兰多塞特白面母绵羊(姑且称为A)的乳腺)的乳腺中取出乳腺细胞,将其放入低浓度的营养培养液中,细胞逐渐停止中取出乳腺细胞,将其放入低浓度的营养培养液中,细胞逐渐停止分裂,此细胞称之为分裂,此细胞称之为“供体细胞供体细胞”;步骤二:从一头苏格兰黑面母绵羊(步骤二:从一头苏格兰黑面母绵羊(B)的卵巢中取出未受精的)的卵巢中取出未受精的卵细胞,并立即将细胞核除去,留下一个无核的卵细胞,此细胞称卵细胞,并立即将细胞核除去,留下一个无核的卵细胞,此细胞称之为之为“受体细胞受体细胞”步骤三:利用电脉冲方法,使供体细胞和受体细胞融合,最步骤三:利用电脉冲方法,使供体细胞和受体细胞融合,最后形成后形
21、成“融合细胞融合细胞”。电脉冲可以产生类似于自然受精过程。电脉冲可以产生类似于自然受精过程中的一系列反应,使融合细胞也能像受精卵一样进行细胞分中的一系列反应,使融合细胞也能像受精卵一样进行细胞分裂、分化,从而形成裂、分化,从而形成“胚胎细胞胚胎细胞”;步骤四:将胚胎细胞转移到另一只苏格兰黑面母绵羊(步骤四:将胚胎细胞转移到另一只苏格兰黑面母绵羊(C)的)的子宫内,胚胎细胞进一步分化和发育,最后形成小绵羊子宫内,胚胎细胞进一步分化和发育,最后形成小绵羊-多莉。多莉。换言之,多莉有换言之,多莉有3个母亲:基因母亲,提供基因组;线粒体母亲,个母亲:基因母亲,提供基因组;线粒体母亲,提供去核卵细胞;代
22、孕母亲,将多莉生下来。有意思的是虽然提供去核卵细胞;代孕母亲,将多莉生下来。有意思的是虽然有三个母亲但多莉没有父亲。有三个母亲但多莉没有父亲。第二十九张,PPT共五十四页,创作于2022年6月第三十张,PPT共五十四页,创作于2022年6月第三十一张,PPT共五十四页,创作于2022年6月第三十二张,PPT共五十四页,创作于2022年6月第三十三张,PPT共五十四页,创作于2022年6月1.1.在体细胞的细胞核移植到受体卵母细胞之前,在体细胞的细胞核移植到受体卵母细胞之前,为什么必须先去掉受体卵母细胞的核?为什么必须先去掉受体卵母细胞的核?为使核移植的胚胎或动物的遗传物质全部为使核移植的胚胎或
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