动物细胞培养第一课时

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1、2 2 动物细胞工程 动物细胞工程常用的技术手段 动物细胞工程常用的技术手段 动物细胞培养技术 动物细胞核移植技术 动物细胞融合技术 生产单克隆抗体技术 提问 v植物细胞工程常用的技术手段有哪些 植物组织培养技术 植物体细胞杂交技术 动物细胞培养技术是其他动物细胞工程技术的基础 一 动物细胞培养 从动物机体中取出相关的组织 将它分 散成单个细胞 然后 放在适宜的培养基中 让 这些细胞生长和增殖 植物组织培养 在无菌和人工控制的条件下 将离体的植 物器官 组织 细胞 培养在人工控制的培 养基上 给予适宜的培养条件 诱导其产生 愈伤组织 丛芽 最终形成完整的植株 一 概念 二 动物细胞培养的过程

2、结合图2 16 阅读P44最后一段至P46第一段结束 2 叙述动物细胞培养的过程 1 找出关键词并理解它们的含义 细胞贴壁细胞的接触抑制 原代培养传代培养 细胞悬液 动物的组织 胰蛋白酶 单个 细胞 加培养液 细胞 悬液 原代 培养 部分细胞无限传代 传代 培养 动物细胞培养过程 1 原代培养 动物组织消化后的初次培养 2 传代培养 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 让细胞继续增殖 这样的培养过程通常 称为传代培养 通常取动物胚胎或幼龄动物的组织 器官 因为其分化程度低 增殖能力强 更容易培养 说明细胞与细胞间的主要物质是蛋白质 1 动物细胞培养对培养的材料有要求吗 3

3、 用胰蛋白酶处理 组织就会分散成单个细胞 说明了什么 2 为什么在培养前要将组织分散成单个细胞 成块的组织不利于培养 分散了做成细胞悬浮液利于培养 4 胰蛋白酶真的不会把细胞消化掉吗 为什么 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 因此必须控制好胰蛋白酶的处理时间 5 人类一般保存的是哪类细胞呢 为什么 保存10代以内的细胞 因为10 50代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向发展 动物细胞生长特性 细胞贴壁 悬液中分散的细胞很快就贴附在 瓶壁上 称为细胞贴壁 要求 培养瓶或培养皿的内表面光滑 无毒 易于贴附 细胞贴壁过程细胞贴壁过程 接

4、触抑制 当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触 时 细胞就会停止分裂增殖 这种现象称为细胞 的接触抑制 50代以后 失去接触抑制 接触抑制 动物细胞生长特性动物细胞生长特性 部分细胞突变 获 得不死性 向癌细 胞方向发展 糖蛋 白减少 三 动物细胞培养条件 能否用胃蛋白酶 代替胰蛋白酶 1 无菌 无毒的环境 对培养液和培养用具进行无菌处理 在培养液中添加一定量的抗生素 定期更换培养液 2 营养 葡萄糖 氨基酸 无机盐 促生长因子 微量元素等 动物血清 血浆 3 温度和pH 温度36 5 0 5度 pH7 2 7 4 4 气体环境 O2和CO2 95 空气和5 CO2 O2是细胞代谢所必需的 CO2维

5、持培养液的pH 细胞的全能性 脱分化 再分化 过程 幼龄器官和组 织 植物的器官 和组织 取材 液体培养基固体培养基培养基性质 细胞增殖 原理 动物细胞培养植物组织培养比较项目 植物细胞和动物细胞培养的比较 原代培养 传代培 养 分裂 愈伤组织 分化 形成根 芽 植物体 培养结果 葡萄糖 动物 血清 蔗糖 植物 激素 培养基特有成分 贴壁生长 接触抑制 只分裂不分化 细胞分裂和分 化特点 动物细胞培养植物组织培养比较项目 细胞群体 四 动物细胞培养技术的应用 1 生产生物制品 病毒疫苗 干扰素 单克隆抗体等 3 用于检测有毒物质及 判断某种物质的毒性 2 作为基因工程中的受体细胞 动物基因工程

6、 离不开动物细胞的培养 4 培养正常或各种病变的细胞 用于生理 病理 药理等方面的研究 阅读P46 47 动物细胞工程快速复习题动物细胞工程快速复习题 1 1 动物细胞工程的基础是什么 动物细胞工程的基础是什么 2 2 动物细胞培养的基本原理是什么 动物细胞培养的基本原理是什么 3 3 进行动物细胞培养的材料一般有何特点 进行动物细胞培养的材料一般有何特点 4 4 为什么要将组织分散成了单个细胞再进行培养 为什么要将组织分散成了单个细胞再进行培养 动物细胞培养技术动物细胞培养技术 离体的细胞在适宜的条件下可以增殖离体的细胞在适宜的条件下可以增殖 一般取胚胎组织或幼龄动物的组织一般取胚胎组织或幼

7、龄动物的组织 5 5 怎样将动物组织分散成单个的细胞 怎样将动物组织分散成单个的细胞 6 6 胰蛋白酶的作用是什么呢 细胞间隙主要含有什胰蛋白酶的作用是什么呢 细胞间隙主要含有什 么物质成份 么物质成份 7 7 为何要定期用胰蛋白酶使细胞从瓶壁上脱离下来为何要定期用胰蛋白酶使细胞从瓶壁上脱离下来 8 8 细胞贴壁生长对培养容器有何要求 细胞贴壁生长对培养容器有何要求 用剪刀剪碎组织 再用胰蛋白酶处理 用剪刀剪碎组织 再用胰蛋白酶处理 胰蛋白酶将动物组织细胞间隙中的蛋白质分胰蛋白酶将动物组织细胞间隙中的蛋白质分 解 使细胞分散开 解 使细胞分散开 当贴壁细胞生长到表面相互接触时 细胞就会当贴壁细

8、胞生长到表面相互接触时 细胞就会 停止分裂增殖停止分裂增殖 细胞出现接触抑制 细胞出现接触抑制 培养瓶的内表面要光滑 无毒 易于贴附 培养瓶的内表面要光滑 无毒 易于贴附 9 9 什么是原代培养与传代培养 什么是原代培养与传代培养 10 10 动物细胞培养液的主要成分是什么 动物细胞培养液的主要成分是什么 将动物组织消化后的初次培养就是原代培养 将动物组织消化后的初次培养就是原代培养 当原代培养的细胞贴满瓶壁后 用胰蛋白酶处理 当原代培养的细胞贴满瓶壁后 用胰蛋白酶处理 制成细胞悬浮液后再次分瓶继续培养就是传代培制成细胞悬浮液后再次分瓶继续培养就是传代培 养 养 通常含有葡萄糖 氨基酸 促生长

9、因通常含有葡萄糖 氨基酸 促生长因 子 无机盐 微量元素 子 无机盐 微量元素 动物血清等 动物血清等 离体的植物组织或细胞在适宜的条 件下可发育成完整的植株 那么我们 是否可以利用类似的方法 使动物细 胞发育成一个完整的个体呢 例如 能否用高产奶牛的耳细胞 培 育出高产奶牛呢 分 类 胚胎细胞核移植 体细胞核移植 细胞分化程度低 恢复全能性容易 细胞分化程度高 恢复全能性不容易 二 动物体细胞核移植技术和克隆动物 一 动物细胞核移植概念 将动物的一个细胞的细胞核 移入一个已经去掉 细胞核的卵母细胞中 使其重组并发育成一个新的 胚胎 这个新的胚胎最终发育成动物个体 用核移植的方法得到的动物称为

10、克隆动物 结合图2 21 阅读P47 50 1 卵母细胞从哪来 2 如何去除细胞核 3 对供体牛有何要求 4 克隆动物的过程中实际有哪些技术支持 5 克隆牛的性别和主要性状与哪头牛相同 回忆克隆羊 多莉 的培育过程 卵细胞 母绵羊 母绵羊 乳腺细胞 核移植 早期胚胎 卵裂 C母绵羊子宫 胚胎移植 多莉羊 分娩妊娠 融合后的卵细胞 M 卵母细胞 减数第二次分裂中期 将供体细胞注入去核卵母细胞 核移植 胚胎移植 供体细胞培养 二 体细胞核移植的过程 1 对比多莉羊和课本高产奶牛的克隆过程 找出 操作过程的不同点 2 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 M 中期卵母

11、细胞 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 现全能性的物质 P49讨论 1 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 为使核移植的胚胎或动物的遗传物质全部 来自有重要利用价值的动物提供的体细胞 在供体细胞的细胞核移至受体细胞之前 必须 将受体细胞的遗传物质去掉或将其破坏 P49小资料 培养的动物细胞一般当传代至10 50代左 右时 部分细胞核型可能会发生变化 其细胞 遗传物质可能会发生突变 而10代以内的细胞 一般能保持正常的二倍体核型 2 用于核移植的供体细胞一般都选用传代10 代以内的细胞 想一想 这是为

12、什么 3 你认为用上述体细胞核移植方法生产的克隆动 物 是对体细胞供体动物进行了100 的复制吗 为什么 绝大部分DNA来自于供体细胞核 但其核外还有 少量的DNA 即线粒体中的DNA是来自于受体卵 母细胞 此外 即便动物的遗传基础完全相同 但动物的 一些行为 习性的形成与所处环境有很大关系 核供体动物生活的环境与克隆动物所生活的环境 不会完全相同 其形成的行为 习性也不可能和 核供体动物完全相同 从这一角度看 克隆动物 不会是核供体动物100 的复制 三 体细胞核移植技术的应用前景 1 在畜牧业中可 以加速家畜遗传 改良的进程 2 保护濒危物种 3 医药卫生领域生 产医用蛋白质及组 织器官的

13、移植 4 了解胚胎发育和 衰老过程 追踪研 究疾病的发展过程 和治疗疾病 1 成功率低 活的克隆动物不到10 2 克隆动物存在健康问题 遗传和生理的 缺陷 体型过大 发育困难 3 克隆动物食品的安全性问题 四 体细胞核移植技术存在的问题 思考与探究 1 幼龄与老龄动物的组织细胞比较 分化程度低的 与分化程度高的组织细胞比较 哪一种更易于培养 思考一下 这是什么道理 幼龄动物细胞增殖能力强 有丝分裂旺盛 老龄动物则相反 所以 一般来说幼年动物的组 织细胞比老年动物的组织细胞易于培养 同样 组织细胞的分化程度越低 则增殖能力越强 所 以更容易培养 2 动物细胞培养要经过脱分化的过程吗 为什么 动物

14、细胞培养不需经过脱分化过程 因高度 分化的动物细胞发育潜能变窄 失去了发育成 完整个体的能力 所以 动物细胞也就没有类 似植物组织或细胞培养时的脱分化过程了 3 1997年 美国威斯康星州的一个奶牛场有一头 名叫卢辛达 Lucinda 的奶牛 年产奶量为 30 8 t 创造了世界奶牛产奶量最高新纪录 目 前世界各国高产奶牛场奶牛 年平均产奶量一般 为十几吨 而我国奶牛产奶量年平均水平仅为3 4 t 1 能利用体细胞核移植技术克隆高产奶牛卢辛 达吗 请说明理由 可以 卢辛达的产奶量很高 有高产奶的遗传基础 利用卢辛达的体细胞克隆的奶牛其遗传物质基本 上全部来自该奶牛 其克隆牛具有高产的遗传基础

15、如果精心培育和饲养 有可能在世界范围内推广 克隆牛再与高产的公牛自然繁殖 可得到很多高 产的后代 从而加快奶牛改良进程 该克隆牛不能无限制地推广 其数量不宜过多 尤 其是在小范围内不能无限的繁殖 以避免奶牛群出 现近亲繁殖而引起种质衰退 2 如果将克隆高产奶牛卢辛达的任务交 给你 你将如何对它进行克隆 从卢辛达耳朵 也可用别的组织 器官 耳朵 在活体上容易取 上剪取一小块组织 在体外 培养获得该组织 如软骨组织 的细胞 从屠 宰场取废弃的牛卵巢 抽取卵母细胞体外培养 成熟 用显微针去除卵母细胞的核 再将耳细 胞注入卵母细胞 用电刺激方法使卵母细胞与 体细胞融合 这时供体核就进入了受体卵母细 胞 再用电刺激或化学物质激活注入了体细胞 核的卵母细胞 使其完成细胞分裂和发育过程 核移植胚胎在体外短时间培养后 挑选正常 卵裂的胚胎植入经同期发情处理的受体母牛体 内 4 体细胞核移植技术在研究和应用上还存 在什么问题 请你查阅资料 了解这方面 的前沿动态 研究方面 克隆动物基因组重新编程的机制 尚不清楚 克隆技术效率低 克隆动物畸形 率高 死亡率高 易出现早衰等问题 这些 问题尚在研究中 应用上 生产克隆动物费用昂贵 距大规模 应用还有一定距离