人教版河北省石家庄一中2012-2013学年高二生物《第二章第2节动物细胞工程》课件(新人教版选修3).ppt

2.2动物细胞工程学.科.网 zxxk.组卷网,动物细胞培养,动物细胞融合,单克隆抗体技术,核移植学.科.网 zxxk.组卷网,动物细胞工程常用技术手段,基础,小资料：皮肤烧伤，如果创面很小（不大于硬币）只要保持清洁，甚至深度烧伤，也可能自愈。如果下层真皮受损面积较大，常常需要植皮。植皮需要健康皮片。植皮需要的健康皮片，可以取自烧伤病人自身未烧伤的部位（自体植皮），也可取自其他活人或尸体（异体植皮）等。自体植皮是永久性的，取自其他人或动物的植皮是暂时性的，是在创面愈合过程中为保护创面而采取的措施，1014天后就要被身体排斥。,如果一个大面积烧伤的病人来说，自体皮肤有限，其他渠道的皮肤来源不足。如何才能获得大量的自体健康皮肤？,2.2.1学.科.网 zxxk.组卷网动物细胞培养和核移植技术,一、动物细胞培养,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.,剪碎组织的目的？,胰蛋白酶处理的目的？,2、过程：,取什么样的动物组织？为什么？,培养瓶光滑无毒,贴壁生长,转入培养液中进行传代培养,培养过程：,动物胚胎或幼龄动物的组织、器官,细胞悬浮液,剪碎后用胰蛋白酶、胶原蛋白酶,10代细胞,原代培养,传代培养,无限传代,单个细胞,加培养液,动物细胞培养不能最终培养成生物体,（第一瓶）,（之后的瓶）,有关概念,细胞贴壁：悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上。接触抑制：当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖。原代培养：动物组织消化后的初次培养。（分瓶前的细胞培养）传代培养：将贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶等处理，然后分瓶继续培养，让细胞继续增殖。,思考：1.根据细胞生活的内环境的知识，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？,3、动物细胞培养的条件:,3.1无菌无毒的环境3.2营养3.3温度和pH3.4气体环境,PH：7.2-7.,温度为36.50.5,O2:细胞代谢必需，：调节PH的作用。,合成培养基（糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等），还需加入血清、血浆等天然成分学.科.网 zxxk.组卷网,无菌处理、加抗生素、定期更换培养液,（95%空气和5%CO2）,血清中含有蛋白质、氨基酸、葡萄糖、激素等，有胰岛素、生长激素等及多种生长因子；血清还含有多种未知的促细胞生长因子、促贴附因子及其他活性物质，能促进细胞的生长、增殖和贴附。,为什么对动物细胞进行培养时通常要添加血清？,4.动物细胞培养技术的应用,4.1 生物制品的生产 如病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体4.2 基因工程中的受体细胞的培养、获得大量自体健康皮肤4.3 用于检测物质的毒性学.科.网 zxxk.组卷网 4.4 细胞的生理、药理、病理研究,1、简述动物细胞培养的过程2、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,植物组织培养和动物细胞培养的比较,二、动物体细胞核移植技术和克隆动物,核移植,胚胎细胞核移植,体细胞核移植（难度高）,1.动物核移植概念 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。,2.种类,细胞分化程度低，恢复全能性容易,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,电脉冲刺激细胞融合,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本相同的犊牛,3.过程,4.原理,动物体细胞核具有全能性,细胞膜具有一定的流动性,5.应用：加速家畜遗传改良进程，促进良畜种群繁育保护濒危动物，增大存活数量转基因克隆动物生产珍贵医用蛋白转基因克隆动物作为异种移植的供体人的核移植胚胎干细胞诱导可用于组织器官的移植,细胞质,细胞核,细胞核移植,多莉羊的培育过程,1、概念：,一、动物细胞融合,也称细胞杂交，是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。形成的细胞称杂交细胞,2、诱导方法：,物理（离心、振动、电激）、化学（聚乙二醇）、生物（灭活的仙台病毒）学.科.网 zxxk.组卷网,灭活的病毒诱导细胞融合的原理是什么？灭活的含义是什么？（52页资料）,仙台病毒,丧失感染性,（不感染细胞）,保留融合活性,（诱导细胞融合）,3、过程：,动物细胞融合成功的标志是什么？,为何要用灭活的病毒？,此时细胞的核型特点？,4、细胞融合技术应用,细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和生物新品种培育及制备单克隆抗体。,5、植物体细胞杂交和动物细胞融合的比较,4、植物体细胞杂交和动物细胞融合的比较,、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？,为使核移植动物的核遗传物质全部来自有利用价值的动物提供的细胞。,、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,3、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,思考题,思考题 1.克隆动物是指？2.核移植的一般操作过程？,4.动物克隆实例很多，为何多莉就举世闻名呢？,在1997年2月英国罗斯林研究所维尔穆特博士科研组公布体细胞克隆羊“多莉”培育成功之前，胚胎细胞核移植技术已经有了很大的发展。实际上，“多莉”的克隆在核移植技术上沿袭了胚胎细胞核移植的全部过程，但这并不能减低“多莉”的重大意义，因为它是世界上第一例经体细胞核移植出生的动物，是克隆技术领域研究的巨大突破。这一巨大进展意味着：在理论上证明了，同植物细胞一样，分化了的动物细胞核也具有全能性,思考题,5、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。,6、讨论分析上述哪一种措施更科学？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,（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。提示：可以用体细胞核移植技术克隆高产奶牛卢辛达。卢辛达的产奶量很高，说明它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，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。但同时需注意，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，你将如何对它进行克隆？提示：首先从卢辛达耳朵（也可用别的组织、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同期发情处理的受体母牛体内。,（6）体细胞核移植技术存在的问题：,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。,1、在动物细胞培养中，所培养的动物细胞大都取自幼龄动物器官老龄动物器官中年动物器官中年动物器官,当堂练,2、动物细胞培养与植物组织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,3、下列不属于克隆的是A、生物体通过体细胞进行的无性繁殖B、将某肿瘤细胞在体外培养繁殖成一个细胞系C、扦插和嫁接D、将鸡的某个DNA片段整合到小鼠的DNA中,1.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。,2.与胰蛋白酶接触,3.分散成单个细胞，增加与培养液的接触面积。同时，成块的组织细胞靠在一起,彼此限制了细胞的生长和增殖,思考：,1、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？,2、动物细胞培养能否像绿色植物组织培养那样最终培养成新个体？,主要成分：葡萄糖、氨基酸、无机盐、微量元素和动物血清等。独特之处有：1、液体培养基 2、成分中有动物血清等,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,1.进行动物细胞传代培养时用胰蛋白酶分散细胞，说明细胞间的物质主要是什么成分？用胃蛋白酶行吗？（44页）,用胰蛋白酶分散细胞，说明细胞间的物质主要是蛋白质。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,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。,2、胰蛋白酶真的不会把细胞消化掉吗？为什么？,3、目前使用或冷冻保存的细胞通常为10代以内，为什么？,保持细胞正常的二倍体核型,