动物细胞培养(2018.3.26).ppt
,知识回顾,植物细胞工程,植物细胞工程技术,植物细胞工程应用,植物组织培养,植物体细胞杂交,植物繁殖的新途径,作物新品种的培育,细胞产物的工厂化生产,动物细胞工程,最基础的是 动物细胞培养技术,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生产单克隆抗体等,动物细胞培养技术,1、简述动物细胞培养的过程、条件及应用2、对比说出动物细胞培养与植物组织培养原理、条件、结果、培养目的,学习目标：,生活联系：,烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人？,思考？,许多动物的细胞能够分泌蛋白质，如抗体等。但是，单个细胞的蛋白质量是很少的，怎样才能获得大量的分泌蛋白呢？,一、动物细胞培养,1、概念：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，让这些细胞生长和增殖。,2、原理：,细胞增殖,如何进行动物细胞培养?,阅读“动物细胞培养过程”并思考,1、为什么要对取出的动物组织进行处理，使细胞分散？2、用胰蛋白酶对动物组织进行处理是因为细胞间的物质主要是什么？用胃蛋白酶可以吗？3、胰蛋白酶真的不会把细胞消化掉吗？为什么？4、为什么选用动物胚胎或幼龄个体的器官或组织做动物细胞培养材料？5、简述动物细胞培养的操作过程。,1、为什么要对取出的动物组织进行处理，使细胞分散？,分散的单个细胞容易摄取所需的营养，排出代谢废物；而用大块组织培养时，内部细胞的营养供应和代谢废物的排出都较困难。,2、（旁栏思考）用胰蛋白酶对动物组织进行处理是因为细胞间的物质主要是什么？用胃蛋白酶可以吗？,细胞间的物质主要是蛋白质（胶原纤维）。胃蛋白酶作用的适宜pH约为2，当pH大于6时，胃蛋白酶就会失去活性。胰蛋白酶作用的适宜环境pH为7.28.4。多数动物细胞培养的适宜pH为7.27.4。,3、（旁栏思考）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，对细胞有损伤作用，因此必须控制好胰蛋白酶的消化时间。,4、为什么选用动物胚胎或幼龄个体的器官或组织做动物细胞培养材料？,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。,胰蛋白酶处理,取出组织,胚胎或幼龄动物器官组织,剪碎,单个细胞,细胞悬液,转入培养瓶内培养（贴壁生长长成单层细胞。有接触抑制现象）。,原代培养,3、过程,原代培养,增殖能力强，分裂旺盛，分化程度低，容易培养,去掉组织间蛋白,加培养液,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、易于帖附。,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,细胞的接触抑制,思考：如此时细胞数量并未达到人们的需求，应该怎样办？,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,这个过程称传代培养.（分瓶培养的过程）,传代培养,1050代细胞(细胞株),无限传代（细胞系）,分瓶传代培养,胰蛋白酶,原代培养,细胞贴壁接触抑制,传代培养,细胞株：原代细胞一般传至10代左右细胞生长停滞，大部分细胞衰老死亡，少数细胞存活到40-50代，这种传代细胞为细胞株。细胞系：细胞株传代至50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。,强调：细胞株、细胞系（了解即可，老课本体系）,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,10-50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,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）,分瓶传代培养,原代培养特点：细胞贴壁、接触抑制,继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,多细胞动物和人体的细胞都生活在内环境中，根据你所学的知识，认为体外培养动物细胞应该模拟内环境的哪些条件呢？,问题探讨：,4.动物细胞培养的条件:,1）无菌无毒 的环境：,液体合成培养基：糖、氨基酸、促生长因子、水、无机盐、微量元素等；通常还需加入血浆、血清等天然成分。,4）气体环境：,2）营养：,3）温度和pH：,对培养液和所有培养用具无菌处理；培养液中添加抗生素防止培养过程中污染；定期更换培养液以清除代谢产物，防止对培养细胞造成危害。,旁栏思考：动物血清的作用？,主要是：提供有利于细胞生长增殖所需的激素、生长因子或提供合成培养基所缺乏的营养物质等。,4.动物细胞培养的条件:,1）无菌无毒 的环境：,适宜的温度：人和哺乳动物细胞最适温度为36.50.5。适宜的酸碱度：PH：,液体合成培养基：糖、氨基酸、促生长因子、水、无机盐、微量元素等；通常还需加入血浆、血清等天然成分。,4）气体环境：,2）营养：,3）温度和pH：,“95空气+5CO2”的混合气体培养箱。氧气是细胞代谢必须的；CO2维持培养液的PH。,对培养液和所有培养用具无菌处理；培养液中添加抗生素防止培养过程中污染；定期更换培养液以清除代谢产物，防止对培养细胞造成危害。,生物制品的生产 用于基因工程 用于检测有毒物质 细胞的生理、病理、药理研究,5、动物细胞培养技术的应用,获得细胞,细胞的全能性,植物体,培养结果,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,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,细胞群体,1动物细胞工程常用的技术手段中，最基础的是 A.动物细胞培养 B.动物细胞融合 C.单克隆抗体 D.胚胎核移植,练一练,Lets try!,2贴壁细胞的分裂方式具体是 A.无丝分裂 B.有丝分裂 C.减数分裂 D.增殖,3关于动物细胞培养的叙述，不正确的是 A.动物细胞培养前要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶使细胞分散开来 B.通常将动物组织消化后的初次培养称为原代培养 C.动物细胞培养只能传50代左右，所培育的细胞全部衰老死亡 D.用于培养的细胞大都取自胚胎或幼龄动物的器官或组织,练一练,Lets try!,根据动物细胞核仍具有全能性的特点,怎样将动物细胞的全能性表达?,再想一想,利用动物体细胞核移植技术,理论基础：,动物的细胞核具有全能性,二、动物体细胞核移植技术,二、动物体细胞核移植技术和克隆动物,1、定义：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为动物个体.,3、分类：胚胎核移植、体细胞核移植。,胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性相对容易。,动物体细胞分化程度高，恢复其全能性十分困难,2、原理：动物细胞核具有全能性,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,激活受体细胞，完成分裂、发育,胚胎移植,代孕牛子宫,克隆牛,4、过程：,供体细胞（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,生出与供体遗传基本相同的个体,归纳:1.共分成两大阶段：核移植和胚胎移植2.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,核移植过程,加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育,保护濒危物种，增加存活数量,克隆动物作为生物反应器，生产医用蛋白,可以作为异种移植的供体,5、应用前景：,可以用于组织器官的移植,6、存在问题：,成功率低 克隆动物存在健康问题 克隆动物食品的安全性问题存有争议,从母羊甲的体细胞中取出细胞核，注入到母羊乙的去核卵母细胞中，融合后的细胞经卵裂形成早期胚胎，再将胚胎移到另一只母羊丙的子宫内，出生的小羊大多数性状 A.难以预测 B.像甲 C.像乙 D.像丙,练一练,Lets try!,2.下列有关克隆的叙述，不正确的是A.生物体通过体细胞进行的无性繁殖 B.将某种瘤细胞体外培养繁殖成大量细胞C.扦插和嫁接实质上也是克隆 D.将鸡的某个DNA片段整合到小鼠的DNA中,练一练,Lets try!,1、动物细胞培养的过程：,幼龄动物,取动物器官和组织,剪碎组织,胰蛋白酶处理,细胞培养,单个细胞,加培养液,细胞悬液,10代细胞,原代培养,传代培养,无限传代,1、动物细胞培养的过程：,问题,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？,、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？,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,胰蛋白酶水解蛋白质,细胞间的成份是蛋白质(胶原蛋白等),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？,、能够用胃蛋白酶代替胰蛋白酶吗？为什么？,10、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？,蛋白质和磷脂,能,注意时间的控制,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,11、贴附性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、如果此时细胞数量并未达到人们的需求，应该怎样办？细胞株和细胞系通常是培养多少代的细胞?,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增殖，这种现象叫接触抑制。,将贴满瓶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吗？动物细胞培养就是为了得到这些细胞吗？,17、人类一般保存的是哪类细胞呢？为什么？用于植皮的细胞培养应该不多于多少代？,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,不是都能,发生突变，朝着癌细胞方向发展,不是,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；10代,思考题,体细胞核移植方法生产的克隆牛是对卢辛达进行了100%的复制吗？为什么？,不是，克隆动物绝大部分DNA来自供体细胞核，但核外还有少部分DNA（如线粒体DNA）来自受体卵母细胞。此外，还会受到不同环境的影响,思考：,
