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1、单克隆抗体等等 动物细胞工程常用的技术动物细胞培养动物细胞核移植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。为什么要进行动物细胞培养?1.1.动物细胞培养动物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，然后放在适宜的培养基中，让这些单个细胞，然后放在适宜的培养基中，让这些细胞生长和增殖。细胞生长和增殖。1.1概念概念1.2 1.2 动物细胞培养过程动物细胞培养过程o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细胞细胞剪碎胰蛋白酶洗涤、稀释、分离原代培养用用胰
2、蛋白酶胰蛋白酶分散分散细胞，说明细胞细胞，说明细胞间的物质主要是间的物质主要是蛋白质蛋白质。动物细。动物细胞培养适宜的胞培养适宜的PH为为7.27.4，此环境下胃蛋，此环境下胃蛋白酶（白酶（2.0）没）没有活性，而胰蛋有活性，而胰蛋白酶白酶(7.2-8.4)的的活性较高。活性较高。比老龄动比老龄动物的组织物的组织细胞增殖细胞增殖能力强，能力强，有丝分裂有丝分裂旺盛。分旺盛。分化程度越化程度越低，繁殖低，繁殖能力越强，能力越强，越容易培越容易培养。养。动物细胞培养动物细胞培养不能最终培养不能最终培养成生物体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动物
3、组织细胞间隙中含有一定量的弹性纤维等蛋白质，将细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胞网络起来形成具有一定弹性和韧性的组织和器官。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代以内，保持正常二倍体核型传代培养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原代培养培养传代培养传代培养细胞株细胞株细胞系细胞系原代培养和传代培养、细胞株和细胞系原代培养和传代培养、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。生长和分裂。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 多细胞动物和人体的细
4、胞都生活在内环境中，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：根据你所学的内环境的知识，思考以下问题： 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.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？ 充足营养充足营养适宜温度、适宜温度、PH和气体环境；无菌无毒环境和气体环境；无菌无毒环境1.3 动物细胞培养的条件动物细胞培养的条件（无菌处理和添加抗（无菌处理和添加抗生素、更换培养液）生素、更换培养液）与体内相同。合成培养基：糖、氨基酸、与体内相同。合成培养基：糖、氨基酸、促生长因子（血清、血浆）、无机盐、
5、微促生长因子（血清、血浆）、无机盐、微量元素等量元素等（3637、7.27.4）（O2、CO2-维持培养液维持培养液PH）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比较项目比较项目植物组织培养植物组织培养动物细胞培养动物细胞培养原理原理细胞的全能性细胞的全能性细胞增殖细胞增殖培养基性质培养基性质固体培养基固体培养基液体培养基液体培养基培养基特有成分培养基特有成分蔗糖蔗糖 植物激素植物激素葡萄糖葡萄糖 动物血清动物血清培养结果培养结果植物体植物体细胞株、细胞系细胞株、细胞系培养目的培养目的快速繁殖、培育无快速繁殖、培育无病毒植株病毒植株获得细胞或细胞分获得细胞或细胞分泌蛋白
6、泌蛋白1.4 动物细胞培养技术的应用动物细胞培养技术的应用2.2.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，移入一个已经去掉细胞核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新的胚胎，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这个新的胚胎最终发育为动物个体（克隆动物）动物个体（克隆动物）分分类类胚胎细胞核移植：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，恢复全能性不容易2.1 动物细胞核移植概念：动物细胞核移植概念：2.
7、2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P48图图2-21思考：思考：1.核移植的受体细胞是什么？处在什么时期？核移植的受体细胞是什么？处在什么时期？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。细胞分裂和发育进程。1.在体细胞的细胞核移植到受体卵母细胞之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？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为使
8、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。胞的遗传物质去掉或将其破坏。 培养的动物细胞一般当传代至培养的动物细胞一般当传代至1050代代左右时，部分细胞核型可能会发生变化，其左右时，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，而细胞遗传物质可能会发生突变，而10代以代以内的细胞一般能保持正常的二倍体核型。因内的细胞一般能保持正常的二倍体核型。因此，在体细胞核移植中，为了保证供体细胞此，在体细胞核
9、移植中，为了保证供体细胞正常的遗传基础，通常采用传代正常的遗传基础，通常采用传代10代以内代以内的细胞。的细胞。2.用于核移植的供体细胞一般都选用传代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？代以内的细胞，想一想，这是为什么？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对体细胞供体动物进行了100%的复制吗？为什么？的复制吗？为什么？绝大部分绝大部分DNA来自于供体细胞核，但其核外还有少来自于供体细胞核，但其核外还有少量的量的DNA，即线粒体中的，即线粒体中的DNA是来自于受体卵母细是来自于
10、受体卵母细胞。胞。此外，即便动物的遗传基础完全相同，但动物的一些此外，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，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，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从这一角度看，克隆动物不会是核供体动物100%的复制。的复制。2.3体细胞核移植技术的应用前景：体细胞核移植技术的应用前景：1、在畜牧业中可以加、在畜牧业中可以加速家畜
11、遗传改良的进程速家畜遗传改良的进程2、保护濒危物种、保护濒危物种3、医药卫生领域生产、医药卫生领域生产医用蛋白质及组织器官医用蛋白质及组织器官的移植的移植4、了解胚胎发育和衰老过程；追、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踪研究疾病的发展过程和治疗疾病2.4体细胞核移植技术存在的问题：体细胞核移植技术存在的问题：思考与探究思考与探究2.动物细胞培养要经过脱分化的过程吗？为什么？动物细胞培养要经过脱分化的过程吗？为什么？动物细胞培养不需经过脱分化过程。因高度分化动物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的动物细胞发育潜能变窄，失去了发
12、育成完整个体的能力，所以，动物细胞也就没有类似植物组体的能力，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。要想使培养的织或细胞培养时的脱分化过程了。要想使培养的动物细胞定向分化，通常采用定向诱导动物干细动物细胞定向分化，通常采用定向诱导动物干细胞，使其分化成所需要的组织或器官。胞，使其分化成所需要的组织或器官。3.1997年，美国威斯康星州的一个奶牛场有一头名叫卢辛达年，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）的奶牛，年产奶量为30.8 t，创造了世界奶牛产奶量最高，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
13、量一般为十几吨，而新纪录。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我国奶牛产奶量年平均水平仅为34 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。）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，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，全部来自该奶牛，其克隆牛具有高产的遗传基础，如果精心培育和饲养，有可能在世界范围内推广，如果精心培育和饲养，
14、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。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。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）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？对它进行克隆？从卢辛达耳朵（也可用别的组织、器官，耳朵在活体从卢辛达耳朵（也可用别的组
15、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，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，使其完成减数分
16、裂和发育过程。核移植胚卵母细胞，使其完成减数分裂和发育过程。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。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。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。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。有一定距离。
