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1、,专题2.2动物细胞工程,2.2.1动物细胞培养和核移植技术,离体植物器官、组织或细胞,愈伤组织,胚状体,（芽、根）,植物细胞工程常用的技术手段有哪些？,植物组织培养,使用的培养基：,固体 有机物（蔗糖） 植物激素,提问：,植物体细胞杂交,植物细胞A,植物细胞B,去细胞壁,原生质体融合,杂种细胞,植物细胞融合,1、植物体细胞杂交的结果 是产生了？ 2、这个过程中涉及的原理是？,杂种植株,细胞膜的流动性 植物细胞的全能性,动物细胞培养,动物细胞融合,单克隆抗体制备,动物细胞核移植,动物细胞工程常用技术,其它动物细胞工程的基础,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
2、细胞,然后,放在适宜的培养基中,让这些细胞生长和增殖.,2、原理：,为什么要进行动物细胞培养?,细胞增殖,定义： 人们通常将动物组织 消化后的初次培养 称为原代培养。,原代培养,过程：,强调一：细胞贴壁过程,细胞贴壁：在培养瓶悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上，称为细胞贴壁。,培养瓶或培养皿壁要求：表面光滑、无毒、易于贴附。,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。,强调二：接触抑制,定义： 当原代培养的细胞处于接触抑制后, 用胰蛋白酶处理,使细胞从瓶壁上脱离下来,然后加入新的培养液,将细胞分离稀释,并从原培养瓶内转接到新的培养瓶内,这个过程称传代
3、培养.（分瓶培养的过程）,传代培养,细胞株：传代细胞一般能传到50代，遗传物质一般不会发生改变，叫细胞株。,强调：细胞系、细胞株,细胞系：传代50代以后不能再传下去，部分细胞遗传物质发生了改变，能连续传代，获得不死性，叫细胞系。,1.2 动物细胞培养过程,胚胎或幼龄动物的组织器官,细胞悬液,10代细胞,50细胞,剪碎,胰蛋白酶,洗涤、稀释、分离,原代培养,用胰蛋白酶分散细胞，说明细胞间的物质主要是蛋白质。动物细胞培养适宜的PH为7.27.4，此环境下胃蛋白酶（2.0）没有活性，而胰蛋白酶(7.2-8.4)的活性较高。,比老龄动物的组织细胞增殖能力强，有丝分裂旺盛。分化程度越低，繁殖能力越强，越
4、容易培养。,动物细胞培养不能最终培养成生物体,动物组织细胞间隙中含有一定量的弹性纤维等蛋白质，将细胞网络起来形成具有一定弹性和韧性的组织和器官。,贴壁生长 接触抑制,10代以内，保持正常二倍体核型,传代培养,遗传物质未改变,遗传物质改变,3、总结：动物细胞培养过程,动物胚胎或幼龄动物的组织、器官,配置细胞悬液,剪碎用胰蛋白酶处理,10代细胞,转入培养瓶,40-50代细胞,传代培养,无限传代,单个细胞,加培养液稀释,传代10代以内，遗传物质不改变，保持正常二倍体核型。,传代10-50代左右，增长缓慢以至于完全停止，部分细胞核型可能发生变化（遗传物质可能改变）,原代培养特点：细胞贴壁、接触抑制,继
5、续传代培养少部分细胞获得不死性，细胞突变，遗传物质已经改变，等同于癌细胞。,细胞株：一般说遗传物质未改变,细胞系：遗传物质已改变,原代培养,1、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？,、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？,没有,是,成块的组织细胞靠在一起,彼此限制了细胞的生长和增殖,先用剪刀剪碎,后用蛋白酶处理。,思考题,、细胞膜的主要成份是什么？,、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，那将动物组织分散成单个细胞要注意什么问题呢？,蛋白质和磷脂,能,注意时间的控制,思考题,
6、、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？,胰蛋白酶水解蛋白质,细胞间的成份是蛋白质,、能够用胃蛋白酶代替胰蛋白酶吗？为什么？,、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？,不能，因为两者的最适pH不同，而正常组织细胞的生存环境与胰蛋白酶的最适pH较接近,胚胎组织或幼龄动物的组织或器官分裂、增殖旺盛,思考题,11、动物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、增殖？,13、如此时细胞数量并未达到人们的需求，应该怎样办？,易于培养细胞贴壁，进行生长增殖,当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞分裂就会停止分裂
7、增殖，这种现象叫接触抑制。,将贴满细胞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,思考题,14、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？,16、有些为何能一直传下去？,17、动物细胞培养就是为了得到这些细胞吗？,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,不都能,发生突变，朝着癌细胞方向发展,不全是,思考题,18、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1050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,思考题,19、动物细胞培养能否像绿色植物组织培养那样最终
8、培养成新个体？,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个体,20、为何要进行传代培养呢？,培养空间的限制，营养物质的消耗； 细胞数量大量增加时出现接触抑制，停止生长。,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，思考并讨论以下问题：,讨论,1.体外培养细胞时需要提供哪些物质,2.体外培养的细胞需要什么样的环境条件？,充足的营养供给、适宜的温度、适宜的pH和气体环境,无菌、无毒的环境。,1、无菌、无毒的环境 （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、促生长因子、无机盐、微量元素、维生素、血清、血浆等。合成培养基）,保证细胞顺利的生长
9、增殖,培养条件：,动物细胞培养液的主要成分：,葡萄糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素、维生素、血清、血浆等。,与植物培养基相比其特点是：,（1）液体培养基,（2）含有血清、血浆,动物体细胞大都生活在液体的环境,培养条件：,3、温度和pH 36.5+（-）0.5度, 7.2-7.4 4、气体环境： O2和CO2（95%空气和5% CO2 ）,培养条件：,1、无菌、无毒的环境 （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、促生长因子、无机盐、微量元素、维生素、血清、血浆等。合成培养基）,思考题,动物细胞培养液的主要成分是什么？ 较植物组培培养基有何独特之处？,主要成分：
10、葡萄糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素、维生素、血清、血浆等。,独特之处有： 1、液体培养基 2、成分中有血清、血浆等,细胞的全能性,细胞株、细胞系,植物体,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、血清、血浆,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,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,5.动物细胞培养技术的应用:,1.蛋白质生物制品的生产 如病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体 2.应用于基因工程 主要用于作为受体细胞 3.检测有毒物质，判断某种物质的毒性 原理：有毒物质会使动物细胞发
11、生染色体变异，可通过变异细胞所占比例来判断毒性。 镜检：用龙胆紫溶液染色，寻找处于有丝分裂中期的细胞,4、用于生理、病理、药理等方面的研究，为治疗和预防疾病提供理论依据,思考： 1、动物细胞全能性特点？ 随着细胞分化程度的提高而逐渐受到限制，分化潜能变窄。细胞核仍具有全能性。 2、动物的细胞培养的理论依据（原理）？ 细胞增殖 3、用动物体细胞克隆的动物是通过什么实现的？ 核移植,4、动物细胞培养能脱分化吗？能否像绿色植物组织培养那样最终培养成新个体？,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个体。增殖方式：有丝分裂,二、动物体细胞核移植技术和克隆动物,动物核移植是将动物的一个细
12、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, 最终发育为动物个体.,胚胎核移植、体细胞核移植。,胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性容易。,动物体细胞分化程度高，恢复其全能性困难,动物细胞核具有全能性,用核移植的方法得到的动物称为克隆动物,1、定义：,2、原理：,3、分类：,、动物的克隆与植物克隆一样吗？,、用动物体细胞进行克隆的过程,其实际操作过程是什么？,动物克隆过程的实际是细胞核移植,不,思考题,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，完成减数分裂、发育,胚胎移植,体细胞核移植的过程,卵母细胞
13、去核,体细胞,重组细胞,重组胚胎,新个体,2、在体细胞的细胞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？,为使核移植动物的遗传物质全部来自有利用价值的动物提供的细胞。,3、用于核移植的供体细胞一般都选用传代10代以内的细胞，为什么？,10代以内的细胞一般保持正常二倍体的核型，未发生突变,思考题,1、体细胞核移植时，所需受体细胞大多采用卵母细胞的为什么？,体积大，易操作。含有促使细胞核表达全能性的物质和营养条件。,4：为何常采用减中期的卵母细胞？,核移植技术，动物细胞培养技术，胚胎移植技术,6：此过程使用了哪些技术？,此时细胞核靠近第一极体，可用微型吸管一并吸出细胞核和第一极体,5
14、、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？,不可能！ 因为：一、供体动物只提供细胞核，而细胞质中的遗传物质（如线粒体DNA）来自于受体卵母细胞. 二、生物的性状不仅与遗传物质有关，还受环境的影响。,7.动物克隆实例很多，多莉就举世闻名,他是怎样得到的？,思考题,细胞质,细胞核,细胞核移植,多莉羊的培育过程,8、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？,多莉克隆过程的受体细胞是去核卵细胞，而高产奶牛的克隆过程的受体细胞是去核卵母细胞；多莉克隆过程是将供体细胞核注入受体细胞，而高产奶牛的克隆过程是将供体细胞注入受体细胞。,9、讨论分析上述哪
15、一种措施更科学？并说明理由？,卵母细胞当中的细胞周期蛋白含量、活性比卵细胞高，用它作受体更容易成功,将供体细胞注入受体细胞，使克隆动物更像供体动物，操作也方便,思考题,10:若A绵羊的基因型为AA,B绵羊的基因型为aa，则克隆羊的基因型为什么？,aa,11:研究发现B母羊的线粒体发达，因此产奶量高。多利会遗传这一性状吗？,不会！因为线粒体基因位于细胞质中，而B母羊只提供细胞核；,12:A母羊的去除的细胞核先死去，还是B母羊去除的细胞质先死去为什么？,去除的细胞核先死去。因为： 细胞核缺乏新陈代谢所需的酶，原料，能量。 而细胞质仍有原来转录的mRNA可继续指导 蛋白质的合成，提供酶与原料；同时线粒体供能,体细胞核移植技术的应用前景,1、加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育,2、保护濒危物种，增加存活数量,3、克隆动物作为生物反应器，生产医用蛋白,4、可以作为异种移植的供体，可以用于组织器官的移植,5、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,体细胞核移植技术存在的问题,1.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，免疫失调等。 2.成功率非常低 3.克隆动物食品的安全性问题。,
