动物细胞培养和核移植

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1、2.2 动物细胞工程,细胞工程,植物细胞工程,动物细胞工程,动物细胞培养技术,核移植技术,动物细胞融合技术,单克隆抗体,植物组织培养技术,植物体细胞杂交技术,1、概念：,动物细胞培养就是从动物有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。,据此推测动物细胞培养技术的一般思路：,动物组织离体,分散,一定条件培养,一、动物细胞培养,问题：怎样进行动物细胞培养？,过程：,任务：阅读教材，重点了解以下名词。,细胞贴壁 接触抑制原代培养 传代培养,悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上,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。,动物组织消化后

2、的初次培养,贴满瓶壁厚的细胞需要重新处理，然后分装继续培养，让细胞继续增殖的过程,10代,1050代,50代以上,保持正常的二倍体核,选材,稀释成细胞悬液,剪碎并用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理,原代培养,分散成单个细胞,加培养液,转入培养液中进行原代培养,细胞贴壁生长增殖（不分化）,细胞贴满瓶壁,重新用胰蛋白酶进行处理,传代培养,（出现接触抑制，停止增殖）,2、流程图,（取动物胚胎或幼龄动物的组织块）,其中的细胞分化程度低，增殖能力强,转入培养液中进行传代培养,习 题,1关于动物细胞培养的叙述错误的是( ) A用于培养的细胞最好取自健康动物体内的组织细胞 B将所取的组织先用胰蛋白酶或胶原蛋白酶进行

3、处理并分散成单个细胞，再稀释制成细胞悬液培养 C在培养瓶中要定期用胰蛋白酶进行处理，然后分瓶继续培养，让细胞继续增殖 D传代培养的细胞在传至1050代左右时，增殖会逐渐减慢，以至于完全停止，所培养的细胞全部衰老死亡,D,1、无菌、无毒的环境2、营养3、温度和pH：4、气体环境：,3、动物细胞培养的条件：,（无菌操作；添加一定量的抗生素；定期更换培养液）,( 36.50.5 7.2-7.4),（葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、动物血清等）,O2和CO2（95%空气和5% CO2）,清除代谢产物,目的：,维持培养液的pH,目的：,防止杂菌污染,为什么还要加血清或血浆？,答：人们对细胞所需的营养物质

4、没有完全搞清楚，加入天然血清可以保证细胞的营养需求,返回,（1）液体培养基,（2）含有动物血清,动物体细胞大都生活在液体的环境,动物细胞培养基和植物组织培养培养基相比有什么差别？,思考：,细胞的全能性,大量细胞,植物植株,培养结果,获得细胞或细胞产物,快速繁殖、培育无病毒植株等,培养目的,葡萄糖、动物血清,蔗糖、植物激素,培养基特有成分,液体培养基,固体培养基,培养基性质,细胞增殖,依据原理,动物细胞培养,植物组织培养,比较项目,4、动物细胞培养与植物组织培养的比较,大规模培养细胞以生产生物制品（病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体）,5、动物细胞培养的应用,大规模培养细胞以生产生物制品（病毒疫苗、干

5、扰素、单克隆抗体） 作为基因工程中的受体细胞 培养细胞用于检测有毒物质,5、动物细胞培养的应用,大规模培养细胞以生产生物制品（病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体） 作为基因工程中的受体细胞 培养细胞用于检测有毒物质 培养正常或病变细胞用于研究：如：筛选抗癌药物,5、动物细胞培养的应用,1、用于动物细胞培养的组织和细胞大都取自胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织，其主要原因是这样的组织细胞 （ ） A. 容易产生各种变异 B具有更强的全能性 C. 取材十分方便 D分裂增殖的能力强,D,2、动物细胞培养与植物细胞培养的重要区别在于（ ） A.培养基不同；B.动物细胞培养不需要在无菌条件下进行；C.动物细

6、胞可以传代培养，而植物细胞不能；D.动物细胞能够大量培养，而植物细胞只能培养成植株。,A,如何培养出多头高产奶牛,二、动物体细胞核移植技术,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克隆动物,核移植,胚胎细胞核移植,体细胞核移植（难度高）,2、分类,1、动物核移植,体细胞核移植（难度高）,胚胎体细胞,细胞核移植,母绵羊C的子宫,多莉羊的培育过程,分娩,供体细胞培养,（M卵母细胞）,减数第二次分裂中期,去核的卵母细胞,供体细胞注入去核卵母细胞,受体细胞激活，完成分裂、发育,胚胎移植,供

7、体细胞（供核）,细胞培养,体细胞,卵巢卵母细胞（M中期：供质）,去核,无核卵母细胞,注入,细胞融合,重组细胞,构建重组胚胎,胚胎移植,代孕母体,生出与供体奶牛遗传基础相同的犊牛,归纳: 1.共分成两大阶段：核移植和胚胎移植 2.取卵细胞作受体细胞的原因是:它是最大的细胞,易操作,它发育可直接表达性状 3.严格来说新个体有卵巢母细胞的细胞质所以有两个亲本的性状,3、核移植过程,1、为什么要选用M期的卵母细胞作为受体细胞？,（减数第二次分裂）,答： M期卵母细胞核的位置靠近第一极体，容易将细胞核与极体一并吸出。（便于操作） 卵母细胞的细胞质可使体细胞核的全能性得以表达。 卵母细胞的细胞质多，能为早

8、期胚胎的形成提供营养。,2、（P49讨论1）在核移植前，为什么必须先去掉受体卵母细胞的核？,答：这是为了使克隆动物的染色体全部来自有重要利用价值的动物,3、核移植技术的最终结果（目的）是得到什么？,得到新的动物个体,这种繁殖动物的方式属于哪种生殖方式？,属于无性生殖,动物细胞核的全能性,思考题,1、（P49讨论题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，这是为什么？,这是为了保证供体细胞正常的遗传基础。因为传代至10代以后，部分细胞的核型可能发生变化。,2、为什么要选用M期的卵母细胞作为受体细胞？,（减数第二次分裂）,答： M期卵母细胞核的位置靠近第一极体，容易将细胞核与

9、极体一并吸出。（便于操作） 卵母细胞的细胞质可使体细胞核的全能性得以表达。 卵母细胞的细胞质多，能为早期胚胎的形成提供营养。,3、（P49讨论1）在核移植前，为什么必须先去掉受体卵母细胞的核？,答：这是为了使克隆动物的染色体全部来自有重要利用价值的动物,4、书上流程图中，为什么是直接将供体细胞注入去核卵母细胞，而不是只注入细胞核？,答：直接注入完整供体细胞的方法对卵母细胞损伤较小，操作也简单。,提示：核移植技术最初确实是用微型吸管将供体细胞的细胞核吸出，再注入到去核卵母细胞内，后来才发展出直接将供体细胞注入到去核卵母细胞透明质内，再诱导（电刺激等）两个细胞融合的方法。这种方法操作简单，对卵母细

10、胞损伤较小，所以现在较为常用。,5、 （P49讨论3）用核移植方法生产的克隆动物，是对供体动物进行了100的复制吗？为什么？,首先，DNA并非完全相同。虽然克隆动物绝大部分DNA来自于供体细胞核，但其核外的线粒体中DNA来自于受体卵母细胞质。 其次，生活环境不会完全相同，从而形成的习性、行为等也不全相同。【表现型基因型环境】,克隆动物的性状与孕育它的雌性动物有无关系？那么，它和哪个个体基本一样？,不是。,4、体细胞核移植技术的应用前景,（1）畜牧业领域：,利用核移植繁殖优良、濒危动物,伊利挤奶站的奶牛,濒危动物,（2）医药卫生领域：,克隆动物作为生物反应器，生产大量医用蛋白 克隆动物（也经过转

11、基因操作）的细胞、组织、器官可作为异种移植的供体,与基因工程的综合应用,乳汁中分泌人抗胰蛋白酶的转基因羊,人造耳朵有望用于器官移植, 核移植形成的病人的胚胎干细胞经诱导分化，形成相应组织、器官用于组织器官的移植,研究价值（例如通过克隆了解胚胎发育、衰老；用克隆动物作实验动物研究疾病的发生、治疗）等,5、体细胞核移植技术还需解决的问题,（1）成功率仍非常低,（2）许多克隆动物表现出遗传和生理缺陷。 如体型过大，异常肥胖，发育困难，脏器缺陷，免疫失调等。易出现早衰（P55,多利羊猜想） （3）克隆动物食品的安全性问题存在争议。,5、体细胞核移植技术还需解决的问题,“离大规模应用还有一定距离”,二、

12、动物体细胞核移植技术和克隆动物,1、用于动物细胞培养的组织和细胞大都取自胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织，其主要原因是这样的组织细胞 （ ） A.容易产生各种变异 B具有更强的全能性 C.取材十分方便 D分裂增殖的能力强,D,2、下列属于动物细胞工程中的工具是（ ）A限制性内切酶 BDNA连接酶C胰蛋白酶 D果胶酶,C,二、动物体细胞核移植技术和克隆动物,3、在动物细胞培养的有关叙述中，正确的是（ ） A动物细胞培养的目的就是为了获得大量的细胞分泌蛋白 B动物细胞培养前要用胰蛋白酶处理使细胞分散 C细胞遗传物质的改变发生于原代培养过程中 D培养至50代后继续传代的细胞是细胞株,B,二、动物

13、体细胞核移植技术和克隆动物,4、下列与动物细胞培养有关的表述中，不正确的是（ ） A培养液通常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清 B原代培养的细胞一般传至10代左右便会出现生长停滞 C动物细胞培养一般能够传到4050代，但其遗传物质发生了改变 D动物细胞培养可用于检测有毒物质和获得大量自身健康细胞,C,5、下图是动物细胞培养的过程示意图。据此图回答。,(1)容器A中放置的是动物器官或组织。它一般取自_。 (2)容器A中的动物器官或组织首先要进行的处理是_，然后用 酶处理，这是为了使细胞分散开来。这样做的目的是_.(3)培养首先在B瓶中进行。瓶中的培养基成分有 _ _等。在此瓶中培养一

14、段时间后，一般传到第 代，有许多细胞衰老死亡，到这时的培养称为_. (4)为了把B瓶中的细胞分装到C瓶中，用_ 处理，然后配置成_，再分装。 (5)在C瓶中正常培养了一段时间后，发现细胞全部死亡。原因是_。,幼龄动物的器官或组织、动物胚胎,剪碎,胰蛋白,使每个细胞能与培养液接触,葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清,10,传代培养,胰蛋白酶,细胞悬浮液,细胞没有发生癌变,为什么要将组织分散成单个的游离的细胞来培养？,思考关于分散,成块的组织中，细胞与细胞靠在一起，彼此限制了细胞的生长与增殖（这种现象叫细胞的接触抑制）,为什么用这些酶就可以将组织分散？,相邻的动物细胞是靠细胞间隙的蛋白质连接

15、起来形成组织的。,植物组织培养中要不要将组织分散成单个细胞？动物细胞培养为何不叫“动物组织培养”？,能不能用胃蛋白酶代替胰蛋白酶？为什么？,不要,动物细胞培养不是直接培养成块的组织，而是细胞,消化细胞间基质所用的酶有没可能消化掉细胞？为什么？,不能。因为胃蛋白酶的最适pH约为2，此酶在细胞培养的适宜pH（约为7）下将失活。,长时间的作用也会消化细胞膜中的蛋白质，损伤细胞,因此消化时要注意什么?,应控制好消化时间。,返回,思考关于培养过程,放入恒温的二氧化碳培养箱后，悬浮的细胞是不是一直悬浮在培养液中？,这对培养瓶有什么要求？,不是。而是很快贴附在瓶壁上。,培养时细胞将发生 (生长/分裂/分化),内表面要光滑、无毒，易于贴附, ,返回,什么时候停止分裂？,当细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞将停止分裂（这种现象叫细胞的接触抑制）,返回,一般不能。传至10代后，细胞增殖就变缓慢了，而且部分细胞核型都将发生变化。传至50代之后，只有少数细胞（发生了癌变）仍能继续分裂。,返回,能无限传代吗？,动物细胞生长特性之一：细胞贴壁,培养时：培养瓶或培养皿的内表面光滑、无毒、易于贴附,接触抑制：细胞在贴壁生长过程中，最后形成一个单层，此时细胞间相互接触，细胞分裂和生长停止，数量不再增加。,