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1、 2.2 2.2 动物细胞工程动物细胞工程 动物细胞培养动物细胞培养 细胞核移植细胞核移植动物细胞培养动物细胞培养动物细胞融合动物细胞融合单克隆抗体制备单克隆抗体制备体细胞克隆体细胞克隆细胞核移植细胞核移植动物动物细胞细胞工程工程技术技术动物细胞工程动物细胞工程的基础的基础动物细胞培养1、概念（人教版）、概念（人教版） 动物细胞培养就是从动物机体中取出动物细胞培养就是从动物机体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后，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，让这些细胞生长和放在适宜的培养基中，让这些细胞生长和繁殖。繁殖。讨论讨论1、动物细胞培养的原理是什么？、动物细胞培养的
2、原理是什么？2、从动物机体中要取出哪些相关组织？并、从动物机体中要取出哪些相关组织？并解释原因。解释原因。3、组织分散成单个细胞的方法是什么？、组织分散成单个细胞的方法是什么？其理论依据是什么？其理论依据是什么？4、动物细胞体外培养需要满足哪些条件、动物细胞体外培养需要满足哪些条件？阅读课本阅读课本观察图片，观察图片，简述动物简述动物细胞培养细胞培养的基本过的基本过程程动物动物胚胎胚胎或或幼龄幼龄动动物的组织、器官物的组织、器官胰蛋白酶胰蛋白酶剪碎剪碎单个细胞单个细胞加培养液加培养液制成制成细胞细胞悬浮悬浮液液10代代细胞细胞部分细胞部分细胞“癌变癌变”，遗传物质改变，遗传物质改变，无限传代无
3、限传代动物细胞培养不能动物细胞培养不能最终培养成动物体最终培养成动物体50代细胞代细胞原原代代培培养养传代培养传代培养细细胞胞贴贴壁壁剥离、分瓶剥离、分瓶细胞株细胞株细胞细胞细胞系细胞系2、过程、过程动物细胞生长特性动物细胞生长特性：细胞贴壁：细胞贴壁： 悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上，称为细胞贴悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上，称为细胞贴壁。壁。要求：要求： 培养瓶或培养皿的内表面光滑、无毒、易于贴附。培养瓶或培养皿的内表面光滑、无毒、易于贴附。细胞的接触抑制细胞的接触抑制： 当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞就会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
4、称为细胞的接触抑制。停止分裂增殖，这种现象称为细胞的接触抑制。 细胞贴壁过程3.有关概念有关概念:原代培养：从机体取出后立即培养的细胞为原代细胞。原代培养：从机体取出后立即培养的细胞为原代细胞。培养的第培养的第1代细胞与传代细胞与传10代以内的细胞称为原代培养。代以内的细胞称为原代培养。传代培养：将原代细胞从培养瓶中取出，配制成细胞传代培养：将原代细胞从培养瓶中取出，配制成细胞悬浮液，分装到两个或两个以上的培养瓶中继续培养，悬浮液，分装到两个或两个以上的培养瓶中继续培养，称为传代培养。称为传代培养。细胞株：原代细胞一般传至细胞株：原代细胞一般传至10代左右细胞生长停滞，代左右细胞生长停滞，大部
5、分细胞衰老死亡，少数细胞存活到大部分细胞衰老死亡，少数细胞存活到4050代，这种代，这种传代细胞为细胞株。传代细胞为细胞株。细胞系：细胞株传代至细胞系：细胞株传代至50代后又出现细胞生长停滞状代后又出现细胞生长停滞状态，只有部分细胞由于遗传物质的改变，使其在培养态，只有部分细胞由于遗传物质的改变，使其在培养条件下可以无限制传代，这种传代细胞为细胞系。条件下可以无限制传代，这种传代细胞为细胞系。细胞株和细胞系的区别：细胞株和细胞系的区别： 细胞系的遗传物质改变，具细胞系的遗传物质改变，具有癌细胞的特点，失去接触抑制，容易传代培养。有癌细胞的特点，失去接触抑制，容易传代培养。细胞细胞悬浮悬浮液液1
6、010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传代培养传代培养细胞株细胞株细胞系细胞系如何界定原代培养和传代培养；细胞株和细如何界定原代培养和传代培养；细胞株和细胞系？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遗传物质改变遗传物质改变思考讨论思考讨论1.动物细胞培养取材时，一般是取胚胎组织或幼龄动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。物的组织或器官，请解释原因。细胞的衰老与动物机体的衰老有着密切的关系，细胞的增殖细胞的衰老与动物机体的衰老有着
7、密切的关系，细胞的增殖能力与供体的年龄有关，幼龄动物细胞增殖能力强，有丝分能力与供体的年龄有关，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。化程度越低，则增殖能力越强，所以更容易培养。肿瘤组织或细胞肿瘤组织或细胞 正常组织或细胞正常组织或细胞 拓展拓展-动物组织或细胞培养的难易程度动物组织或细胞培养的难易程度幼体组织或细胞幼体组织或细胞 老龄组织或细胞老龄组织
8、或细胞分化程度低的组织或细胞分化程度低的组织或细胞 分化程度高的组织或细胞分化程度高的组织或细胞2、人类一般保存的是哪类细胞呢？为什么？、人类一般保存的是哪类细胞呢？为什么？ 保存保存1010代以内的细胞，因为其生物学特性未发生大的代以内的细胞，因为其生物学特性未发生大的变化，最接近于体内组织或细胞的生长特性，很适合用变化，最接近于体内组织或细胞的生长特性，很适合用于药物测试、基因表达等实验研究。于药物测试、基因表达等实验研究。3、在动物细胞培养过程中，为什么要用胰蛋白酶对、在动物细胞培养过程中，为什么要用胰蛋白酶对取出的动物组织进行处理？取出的动物组织进行处理？ 胰蛋白酶处理动物组织，可以使
9、动物组织细胞间胰蛋白酶处理动物组织，可以使动物组织细胞间的胶原纤维和细胞外的其他成分酶解，获得单个的胶原纤维和细胞外的其他成分酶解，获得单个细胞细胞; ;成块的组织细胞靠在一起成块的组织细胞靠在一起, ,彼此限制了细胞彼此限制了细胞的生长和增殖的生长和增殖. . .植物组织培养过程将组织分散成单个细胞的吗？植物组织培养过程将组织分散成单个细胞的吗？. .胰蛋白酶的作用是什么呢？由此可说明细胞间的物质是什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？么成份？. .细胞膜的主要成份是什么？胰蛋白酶能将细胞消化掉吗？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
10、细胞消化掉，那将动物组织分散成单个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？能够用胃蛋白酶代替胰蛋白酶吗？细胞要注意什么问题呢？能够用胃蛋白酶代替胰蛋白酶吗？为什么？为什么？进一步思考：进一步思考：否否 胰蛋白酶水解蛋白质胰蛋白酶水解蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质和磷脂蛋白质和磷脂能能注意时间的控制注意时间的控制 不能，因为两者的最适不能，因为两者的最适PH不同，而正常组织细胞的生存环境与不同，而正常组织细胞的生存环境与胰蛋白酶的最适胰蛋白酶的最适PH较接近较接近 多细胞动物和人体的细胞多细胞动物和人体的细胞都生活在内环境中，根据你所都生活在内环境中，根据你所学的知识，
11、认为体外培养细胞学的知识，认为体外培养细胞应该模拟内环境的哪些内容呢应该模拟内环境的哪些内容呢？动物细胞培养条件：动物细胞培养条件：1、无菌、无毒的环境、无菌、无毒的环境 （添加一定量的抗生素，定期更换培养液）（添加一定量的抗生素，定期更换培养液）2、必须的营养物质、必须的营养物质（葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、核酸、（葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、核酸、嘌呤、嘧啶、激素、生长因子、动物血清等。）嘌呤、嘧啶、激素、生长因子、动物血清等。）保证细胞顺利的保证细胞顺利的生长增殖生长增殖3、适宜的温度、适宜的温度 36.5+（-）0.5度度4、充足的氧气和适宜的酸碱度、充足的氧气和适宜的酸碱度
12、O2和和CO2（95%空气和空气和5% CO2 ）问题问题：1、培养基的类型、培养基的类型（1）天然培养基：营养价值高，成分复杂）天然培养基：营养价值高，成分复杂（2）合成培养基：成分明确，便于控制试验条件）合成培养基：成分明确，便于控制试验条件2、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？较植物组织培养基有何独特之处？较植物组织培养基有何独特之处？主要成分：葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素主要成分：葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等。和动物血清等。独特之处有：独特之处有：1、液体培养基（、液体培养基（动物体细胞动物体细胞大都生活在大都生活在液体液体的环境的环境）
13、 2、成分中有动、成分中有动物血清等物血清等获得细胞获得细胞细胞的全能性细胞的全能性细胞株、细胞系细胞株、细胞系植物体植物体培养结果培养结果或细胞产物或细胞产物快速繁殖、培育快速繁殖、培育无病毒植株等无病毒植株等培养目的培养目的葡萄糖、动物葡萄糖、动物血清血清蔗糖、植物激蔗糖、植物激素素培养基特有成分培养基特有成分液体培养基液体培养基固体培养基固体培养基培养基性质培养基性质细胞增殖细胞增殖原理原理动物细胞培养动物细胞培养植物组织培养植物组织培养比较项目比较项目植物组织和动物细胞培养的比较植物组织和动物细胞培养的比较 动物细胞培养应用动物细胞培养应用大规模培养生产生物制品（病毒疫苗、干扰素、大规
14、模培养生产生物制品（病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体）单克隆抗体）获得大量自身的皮肤细胞，用于植皮获得大量自身的皮肤细胞，用于植皮培养的动物细胞可以用于检测有毒物质，判断培养的动物细胞可以用于检测有毒物质，判断某种物质的毒性某种物质的毒性为治疗和预防癌症及其他疾病提供理论依据为治疗和预防癌症及其他疾病提供理论依据2.2.动物细胞动物细胞核移植技术和克隆动物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动物个体（克隆动物）这个新
15、的胚胎最终发育为动物个体（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 细胞分化程度细胞分化程度高高，恢复全能，恢复全能性性不不容易容易2.1 动物细胞动物细胞核移植概念：核移植概念：2.2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
16、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前，必须将受体细胞的遗传物质去掉或将其破坏。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
17、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
18、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
19、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课堂小结 动物细胞和组织培养（原理、材料动物细胞和
20、组织培养（原理、材料选择及原因、一般过程、培养条件、选择及原因、一般过程、培养条件、主要应用）主要应用）注意：注意：概念理解：原代培养、传代培养、细胞株概念理解：原代培养、传代培养、细胞株 、细胞系细胞系胰蛋白酶处理的原因、目的和注意事项胰蛋白酶处理的原因、目的和注意事项动物细胞培养和植物组织培养的区别动物细胞培养和植物组织培养的区别思考与探究：如何用细胞培养技术，为烧伤病人植皮？ 取该患者的皮肤进行取该患者的皮肤进行细胞培养细胞培养, ,获得足量的细获得足量的细胞后再移植胞后再移植 1 1、在动物细胞培养过程中遗传物质发生改变的细胞是、在动物细胞培养过程中遗传物质发生改变的细胞是 - -（
21、） A A细胞系细胞系 B B细胞株细胞株 C C原代细胞原代细胞 D D传代细胞传代细胞2 2、动物细胞工程技术的基础是、动物细胞工程技术的基础是 -（ ） A.A.动物细胞融合动物细胞融合 B.B.单克隆抗体单克隆抗体 C.C.胚胎移植胚胎移植 D.D.动物细胞培养动物细胞培养AD课堂反馈练习课堂反馈练习3 3、用于动物细胞培养的组织和细胞大都取自胚胎、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是这样的组织细胞 （ ）A.A.容易产生各种变异容易产生各种变异 B B具有更强的全能性具有更强
22、的全能性C.C.取材十分方便取材十分方便 D D分裂增殖的能力强分裂增殖的能力强D4、下列属于动物细胞工程中的工具是（、下列属于动物细胞工程中的工具是（ ） A限制性内切酶限制性内切酶 BDNA连接酶连接酶 C胰蛋白酶胰蛋白酶 D果胶酶果胶酶C5、在动物细胞培养的有关叙述中，正确的是（、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动物细胞培养的目的就是为了获得大量的细胞分泌蛋白泌蛋白B动物细胞培养前要用胰蛋白酶处理使细胞分散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细胞遗传物质的改变发生于原代培养过程中D培养至培养
23、至50代后继续传代的细胞是细胞株代后继续传代的细胞是细胞株6、在动物细胞培养中有部分细胞可能在培养条件下、在动物细胞培养中有部分细胞可能在培养条件下无限制地传代下去，这种传代细胞称之为（无限制地传代下去，这种传代细胞称之为（ ）A原代培养原代培养 B传代培养传代培养 C细胞株细胞株 D细胞系细胞系BD 7、动物细胞培养的正确过程是（、动物细胞培养的正确过程是（ ）A.原代培养原代培养传代培养传代培养细胞株细胞株细胞系细胞系 B. 原代培养原代培养传代培养传代培养细胞系细胞系细胞株细胞株C.传代培养传代培养细胞系细胞系原代培养原代培养细胞株细胞株 D. 原代培养原代培养细胞系细胞系传代培养传代培
24、养细胞株细胞株8、下列与动物细胞培养有关的表述中，不正确、下列与动物细胞培养有关的表述中，不正确的是（的是（ ）A培养液通常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、培养液通常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清维生素和动物血清B原代培养的细胞一般传至原代培养的细胞一般传至10代左右便会出代左右便会出现生长停滞现生长停滞C动物细胞培养一般能够传到动物细胞培养一般能够传到4050代，但代，但其遗传物质发生了改变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大量自身健康细胞AC 动物细胞体外培养时，通常要在培养动物细胞体外培养时，通常要在培
25、养基中补充一定浓度的某些物质。基中补充一定浓度的某些物质。右图是血清对正常细胞和癌细胞培养影右图是血清对正常细胞和癌细胞培养影响的实验结果。从该图提供的信息可以响的实验结果。从该图提供的信息可以获得的正确结论有获得的正确结论有( ) A正常细胞与癌细胞的增殖速率相同正常细胞与癌细胞的增殖速率相同 B有无血清对正常细胞培养的影响不同有无血清对正常细胞培养的影响不同C培养基中补充血清有助于正常细胞的培养基中补充血清有助于正常细胞的培养培养 D培养基中是否补充血清对癌细胞的培培养基中是否补充血清对癌细胞的培养影响不大养影响不大BCD 9、07年江苏高考题年江苏高考题10、下图是动物细胞培养的基本过程
26、示意图。请据此图回答。 (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、动物胚胎幼龄动物的器官或组织、动物胚胎剪碎剪碎 胰蛋白胰蛋白 使每个细胞能与培养液接触使每个细胞能与培养液接触 葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清 10原代培养原代培养胰蛋白酶胰蛋白酶 细胞悬浮液细胞悬浮液细胞没有发生瘤变细胞没有发生瘤变
