动物细胞培养及核移植

动 物 细 胞 工 程 通常采用的 技术手段 动物细胞培养 动物细胞融合 生产单克隆抗体 动物细胞核移植 是其他动物细胞工程技术的基础。 阅读 P.44 第 1段，思考动物细胞工程常用 的技术手段有哪些，作为基础的是哪项 技术？ 动物细胞培养 阅读教材 P.44-46，思考： 1.为什么要进行动物细胞培养？ 2.什么是动物细胞培养？ 3.怎样进行动物细胞培养？（关注过程和条件） 重点 4.动物细胞培养的应用。 资料一： 培养的动物细胞还可以用于 检测有毒物质 。 许多致畸、致癌物质加入培养液后，培养细胞会 发生染色体结构和数目的变异。根据变异细胞占 全部培养细胞的百分数，可以判断某种物质的毒 性。现在动物细胞培养已经成为检测有毒物质的 快速而灵敏的有效手段。 资料二： 人工关节 软骨再生 1.第一次手 术 : 从 病人 关节软骨 中未 受力的部分，取出一片 约为 葡萄 干 大 小的健康 软 骨 组织 。 2.分 离出软 骨 细胞并经 三星期的 体 外 培 养 ，使 细胞数 增加 约 10 20倍。 3.第二次手 术 : 清理 软 骨受 损 的部分， 从 下方骨 头 部位取出一片 约与伤 口 大 小相同的骨膜， 缝 在 伤 口上方，再 将 软 骨 细胞 注射到骨膜下方。 资料三： 结果 : 经过复健 一年 后 即可 恢复 正常的生活。 一、应用 (Why) 大规模培养生产生物制品（病毒疫苗、干扰素、单 克隆抗体） 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 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 作为基因工程中的受体细胞 什么（ What）是动物细胞培养 如何（ How）进行动物细胞培养？ 二、动物细胞培养概念（ What） 动物细胞培养就是从动物机体内取出相关的 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 。 动物细胞培养的原理 三、过程（ How） 幼龄动物 取动物器官 和组织 剪碎组织 胰蛋白酶处理 单个细胞 细胞培养 请同学根据图 2-10来描述细胞培养的基本过程： 探究 3、如何将动物组织分散成单个的细胞呢？ 2、动物细胞培养过程将组织分散成了单个细胞，这样做有什 么好处？ 4、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？ 根据图 2-10中细胞培养过程，回答下列问题： 5、细胞膜的主要成份是什么？胰蛋白酶能将其破坏吗？由此 可见，将动物组织分散成单个细胞要注意什么问题呢？ 1、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？ 积极思考 细胞的分化程度低增殖能力强，有丝分裂旺盛， 容易培养 成块的组织细胞靠在一起 ,彼此限制了细胞的生长和增 殖 避免动物细胞的接触抑制现象 细胞贴壁过程 细胞接触抑制 细胞接触抑制 细胞在贴壁生长过 程中，随着细胞分裂， 数量不断增加，最后形 成一个单层，此时细胞 间相互接触，细胞分裂 和生长停止，数量不再 增加。 探究 3、如何将动物组织分散成单个的细胞呢？ 2、动物细胞培养过程将组织分散成了单个细胞，这样做有什 么好处？ 4、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？ 根据图 2-10中细胞培养过程，回答下列问题： 5、细胞膜的主要成份是什么？胰蛋白酶能将其破坏吗？由此 可见，将动物组织分散成单个细胞要注意什么问题呢？ 1、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？ 积极思考 胰蛋白酶作用：将组织分散成单个细胞以及将 贴壁细胞从瓶壁上分离下来 胰蛋白酶的作用是使细胞间的蛋白质水解从而 使细胞离散。如果时间足够长时，胰蛋白酶处 理可以损伤膜蛋白使细胞死亡。 6、培养瓶中的细胞培养到出现什么现象时就不再分裂 增殖？ 7、细胞出现此现象后，如果此时细胞数量并未达到人们 的需求，应该怎样办？ 分析 积极思考 8、动物 细胞培养 瓶内表面为何要光滑、无毒？ 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 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。 易于培养细胞贴壁，进行生长增殖 原代培养： 传代培养： 从供体获取组织或细胞后的初次培养，统称 为原代培养。 (一般指 10代） 将原代培养的细胞分离稀释后转入到新的 培养基中继续培养，称为传代培养。一般 是 10代以后传到 40、 50代 。 阅读课本，然后回答问题 思考题 9、如何理解原代培养和传代培养？ 10、传代培养的细胞能一直传代下去吗？ 11、有些为何能一直传下去吗？ 12、动物细胞培养就是为了得到这些细胞吗？ 13、人类一般保存的是哪类细胞呢？为什么？ 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 不是 保存 10代以内的细胞，因为 10 50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 归纳 过程 取 的组织、器官 细胞悬浮液 酶 10代细胞 培养 40-50代细胞 培养 无限传代 单个细胞 加 液 动物胚胎或幼龄动物 胰蛋白 培养 原代 传代 动物细胞培养的原理 （细胞增殖） （细胞增殖） 细胞株 细胞系 遗传物质 未改变 遗传物质 已改变 探究 对于多细胞生物来说，细胞都生活在内环 境中，根据你所学的知识，认为体外培养 细胞应该模拟内环境的哪些内容呢？ 4、无菌、无毒 3、全部的营养物质 1、适宜的温度和 PH值 2、必要的气体条件 （添加一定量的抗生素，定期更换培养液） （葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、动物血清等） 37, pH:7.2-7.4 O2和 CO2（ 95%空气和 5% CO2 ） 四、条件： 小结 动物细胞培养 应用 过程 概念 条件 2、在动物细胞培养过程中遗传物质发生改变的 细胞是 （ ） A细胞系 B细胞株 C原代细胞 D传代细胞 1、动物细胞工程技术的基础是 （ ） A.动物细胞融合 B.单克隆抗体 C.胚胎移植 D.动物细胞培养 A D 课堂反馈练习 3、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 是这样的组织细胞 （ ） A、容易产生各种变异 B、具有更强的全能性 C、取材十分方便 D、分裂增殖的能力强 D 4、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只是为了获得大量的细胞 分泌蛋白 B、动物细胞培养前要用胰蛋白酶使细胞分散 C、细胞的癌变发生在原代培养向传代培养的过渡 过程中 D、培养至 50代后传代细胞称为细胞株 B 5、一般说来，动物细胞体外培养需要满足以下条件（ ） 无毒的环境 无菌的环境 合成培养基需要加 入血清 温度与动物体温相似 需要 O2，不需要 CO2 CO2能调节培养液 PH A、 B、 C、 D、 D 6、动物细胞培养的特点 （ ） 细胞贴壁 有丝分裂 分散生长 接触抑制 减数分裂 原代培养一般传 1 10代 A、 B、 C、 D、 A 7下列与动物细胞培养有关的表述中，不正 确的是 （ ） A培养液通常含有葡萄糖、氨基酸、 无机盐、维生素和动物血清 B原代培养的细胞一般传至 10代左右 便会出现生长停滞 C动物细胞培养一般能够传到 40 50 代，但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 和获得大量自身健康细胞 C 8.用动、植物成体的体细胞进行离体培养，下列叙 述正确的是 A都需用培养箱 B都需用液体培养基 C都要在无菌条件下进行 D都可体现细胞的全能性 C 巩固练习 ： 外界条件适 宜，植物细 胞不需要。 动物细胞培 养一般需要 培养箱。 9、下列属于动物细胞培养与植物组织培养主要区 别的是 A.培养基成分不同 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 A 愈伤组织 条件适宜 可以传代 培养不分 化。 8、下图是动物细胞培养的基本过程示意图。请据 此回答： （ 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， 有许多细胞衰老死亡，这是培养到第 代，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 。 获得细胞 细胞的全能性 细胞株、细胞系 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 比较 肿瘤组织或细胞 正常组织或细胞 拓展 -动物细胞或组织培养的难易程度 幼体组织或细胞 老龄组织或细胞 分化程度低的组织或细胞 分化程度高的组织或细胞 二、动物体细胞核移植技术和克隆动物 克隆就是 无性繁殖 ，具体地说，是指 一个共 同的祖先，通过无性繁殖的方法产生出来的一群 遗传特性相同的 DNA分子、细胞或个体 。 a.分子水平上： b.细胞水平上： c.个体水平上： 1. 什么是克隆？ 一般指 DNA克隆。 指一个单一的细胞分裂所形成的细胞群体。 指基因型完全相同的两个或一个群体。 2、克隆动物能否用类似植物组织培 养的方法获得？为什么？ 目前不能。 因为动物细胞的全能性随着分化程度 的提高逐渐受到限制。 目前，用动物体细胞 克隆的动物，实际上是通过 核移植 来实现的。 动物核移植 是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） 动物核移植 胚胎细胞核移植 体细胞核移植 动物体细胞核移植技术 1.回忆克隆羊 “ 多莉 ” 的培育过 程 卵细胞 母绵羊 母绵羊 乳腺细胞 核移植 早期胚胎 卵裂 C母绵羊子宫 胚胎移植 多莉羊 分娩 妊娠 融合后的卵细胞 （ M 卵母细胞） 减数第二次分裂中期 2.结合 P48图 2-21， 叙述克隆高产奶牛的培育过程。 将供体细胞注入去核卵母细胞 核移植 胚胎移植 供体细胞培养 1、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？ 2、讨论分 析上述哪一种措施更科学？并说明理由？ M 卵母细胞细胞质中含有的物质更易支持胚胎的全 程发育，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。 思考与讨论： （ 1）多莉克隆过程中 受体细胞 是 去核卵细胞， 高产奶 牛克隆过程中 受体细胞 是 去核卵母细胞。 （ 2）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。 、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。 讨 论： 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？ 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。 不是 （三）体细胞核移植技术的应用前景 阅读 P49-50 1、畜牧业方面： 2、医药卫生方面： 可以加速家畜遗传改良的进程，促进优良畜群繁育。 保护濒危物种，增加其存活数量 生产医用蛋白质 组织器官的移植 3、其他领域 了解胚胎发育及衰老过程 更好追踪研究疾病的发展过程、治疗疾病 （四）体细胞核移植技术存在的问题 1、成功率低 2、克隆动物存在健康问题 细胞株： 从原代培养细胞群中筛选出进行传代培 养的细胞，能传到 40-50代，其遗传物质没有 发生变化。 细胞系： 传到 40-50代后有部分细胞遗传物质发生 了变化，带有癌变的特点，可能在培养条件下 无限制的传代下去，这种传代细胞称为细胞系。