高中生物选修三专题二-动物细胞培养和细胞核移植-课件

高中生物选修三专题二高中生物选修三专题二-动物细胞培养和细胞核移动物细胞培养和细胞核移植植-课件课件由疫情想到的由疫情想到的平凡的岗位可以逆行成为英雄。平凡的岗位可以逆行成为英雄。坚守在家看似平凡，但与他国相比，我们国人却坚守在家看似平凡，但与他国相比，我们国人却不由显得可爱许多。不由显得可爱许多。一个人若没有道德底线，影响的可能只是自己，一个人若没有道德底线，影响的可能只是自己，但一个总统若也没有，那害的可以是整个国家。但一个总统若也没有，那害的可以是整个国家。唯有德高的主席，才能为民族赢得全世界的尊重。唯有德高的主席，才能为民族赢得全世界的尊重。在经济全球化的当代，特别是在疫情面前，没有在经济全球化的当代，特别是在疫情面前，没有哪个国家可以独善其身。哪个国家可以独善其身。日后人类该如何对待野生生物？日后人类该如何对待野生生物？“担当担当”“民族自信民族自信”“得道者多助，失道者寡助得道者多助，失道者寡助”“命运共同体命运共同体”“敬畏生命敬畏生命”有一天，很惊喜，我居然在银帆公园的湖里看到了两只鸭子，当时的感觉除了要为公园管理层点赞之外，也在担心：会不会有人抓鸭吃？所以我就想：哪天，当我们看到野生动物，首先想到的不是捉它、吃它，而是为现在的环境还能孕育这些可爱的动物而感到欣慰和开心时，或许我们生存的生态环境才会有更大的希望。“生态伦理道德生态伦理道德”.一、现在面对全世界不断蔓延的新冠疫情，什么才是最有效的方法呢？答案：_二、而新冠病毒只能寄生在活的动物细胞中，因此，若要研制其疫苗，肯定要用到_技术？想一想：动物细胞培养“疫苗”2.2.1 动物细胞培养和核移植技术动物细胞培养和核移植技术植物细胞工程常用的技术有哪些？植物细胞工程常用的技术有哪些？动物细胞工程常用什么技术手段？动物细胞工程常用什么技术手段？回忆畅想植物组织培养技术植物组织培养技术,植物体细胞杂交技术植物体细胞杂交技术 20012001年曹谊林教授年曹谊林教授人造皮肤人造皮肤最著名的羊最著名的羊动物细胞工程动物细胞工程常用技术常用技术：动物细胞培养（动物细胞培养（）动物细胞核移植动物细胞核移植动物细胞融合（可制备动物细胞融合（可制备单克隆抗体单克隆抗体）基础技术基础技术 从动物机体中取出相关的组织，从动物机体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后，放在将它分散成单个细胞，然后，放在适宜的培养基中，让这些细胞生长适宜的培养基中，让这些细胞生长和和增殖增殖。原理：细胞增殖原理：细胞增殖动物细胞培养动物细胞培养的概念：的概念：注意关键词注意关键词:细胞贴壁细胞贴壁 接触抑制接触抑制 原代培养原代培养 传代培养传代培养请大家阅读选修三课本请大家阅读选修三课本P44-45：“动物细胞培养的过程动物细胞培养的过程”动物细胞培养的过程动物细胞培养的过程:原代培养：原代培养：人们通常将动物组织消化后的初人们通常将动物组织消化后的初次培养称为原代培养。次培养称为原代培养。传代培养：传代培养：将原代细胞从培养瓶中取出后重将原代细胞从培养瓶中取出后重新用胰蛋白酶等处理，然后分瓶继续培养，新用胰蛋白酶等处理，然后分瓶继续培养，这样的培养过程通常被称为传代培养。这样的培养过程通常被称为传代培养。无菌操作培养箱培养器皿动物细胞培养瓶内表面动物细胞培养瓶内表面为什么要光滑、无毒？为什么要光滑、无毒？1、无菌、无毒的环境、无菌、无毒的环境（添加一定量的抗生素，需定期更换培养液）（添加一定量的抗生素，需定期更换培养液）2、营养、营养（糖糖、氨基酸、氨基酸、促生长因子促生长因子、无机盐、微量元素等）、无机盐、微量元素等）动物血清、血浆动物血清、血浆3、温度和、温度和PH 36.5+0.5度；PH为7.2-7.4。4、气体环境：、气体环境：O2和和CO2（95%空气和空气和5%CO2）补充合成培养基补充合成培养基中缺乏的物质中缺乏的物质动物细胞培养条件动物细胞培养条件主要是维持主要是维持pH是一类具有刺激细胞生长活性的细胞因子，是一类具有刺激细胞生长活性的细胞因子，通过与特异的、高亲和的细胞膜受体结合，通过与特异的、高亲和的细胞膜受体结合，调节细胞生长与其他细胞功能等多效应的调节细胞生长与其他细胞功能等多效应的多肽类多肽类多肽类多肽类物质（狭义）物质（狭义）（1 1）生产）生产生物制品生物制品：病毒疫苗病毒疫苗、干扰素干扰素、单克、单克隆抗体等。隆抗体等。（2 2）获得大量自身的皮肤细胞，用于）获得大量自身的皮肤细胞，用于植皮植皮。（3 3）用于）用于检测检测有毒物质有毒物质（4 4）用于生理、病理、药理等方面的）用于生理、病理、药理等方面的研究研究，为治疗和预防疾病提供理论依据为治疗和预防疾病提供理论依据动物细胞培养技术的应用干扰素是一类糖蛋白，它具有高度的种属干扰素是一类糖蛋白，它具有高度的种属特异性，故动物的干扰素对人无效，干扰特异性，故动物的干扰素对人无效，干扰素具有抗病毒、抑制细胞增殖、调节免疫素具有抗病毒、抑制细胞增殖、调节免疫及抗肿瘤作用。及抗肿瘤作用。1、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？、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？2、为什么培养前要将组织细胞分散成单个细胞？、为什么培养前要将组织细胞分散成单个细胞？3、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、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？因为这些组织或器官上的细胞因为这些组织或器官上的细胞代谢旺盛，分裂能力强代谢旺盛，分裂能力强细胞分散后能与培养液细胞分散后能与培养液充分接触充分接触，更易进行，更易进行物质交换物质交换不能，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细胞的全能性细胞的全能性大量产生细胞大量产生细胞或细胞产物或细胞产物获得新个体或细胞产品获得新个体或细胞产品培养结果培养结果生产生物制品、生产生物制品、检测有毒物质等检测有毒物质等快速繁殖、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、动物血清葡萄糖、动物血清蔗糖、植物激素蔗糖、植物激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或半固体培养基固体或半固体培养基培养基类型培养基类型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 动物细胞特点？动物细胞特点？分化潜能逐渐变弱分化潜能逐渐变弱：随着细胞分化程度的提高而逐渐受到限制，分化潜能变弱。细胞核仍具有全能性细胞核仍具有全能性：细胞核，它含有保持物种遗传性所需的全套基因，而且并没有因细胞分化而丢失基因，因此高度分化细胞的细胞核仍具有全能性 根据动物细胞核仍具有全能性根据动物细胞核仍具有全能性的特点的特点,怎样将动物细胞的全能性怎样将动物细胞的全能性表达表达?利用动物体细胞核移植技术利用动物体细胞核移植技术 动物核移植：将动物的一个细胞的细胞核，移入一个已将动物的一个细胞的细胞核，移入一个已经去掉细胞核的经去掉细胞核的卵母细胞卵母细胞中，使其重组并中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育成一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育为动物个体。发育为动物个体。用核移植的方法得到的动物。用核移植的方法得到的动物。克隆动物：一、一、一、一、胚胎细胞胚胎细胞胚胎细胞胚胎细胞核移植核移植核移植核移植二、二、二、二、体细胞体细胞体细胞体细胞核移植核移植核移植核移植卵细胞卵细胞C母绵羊子宫母绵羊子宫母绵羊母绵羊母绵羊母绵羊乳腺细胞乳腺细胞细胞质细胞质细胞核细胞核细胞核移植细胞核移植胚胎移植胚胎移植早期胚胎早期胚胎多莉羊多莉羊分娩分娩卵裂卵裂融合后的卵细胞融合后的卵细胞细胞拆合技术细胞拆合技术妊娠妊娠多多莉莉羊羊的的培培育育过过程程归纳归纳:1.1.共分成两大阶段：共分成两大阶段：核移植核移植和和胚胎移植。胚胎移植。2.2.取卵细胞作受体细胞的取卵细胞作受体细胞的原因原因是是:它是最大的细胞它是最大的细胞,易操作易操作,它发育后可直接表达性状，同时其可为细它发育后可直接表达性状，同时其可为细胞核的全能性表达提供物质基础。胞核的全能性表达提供物质基础。3.3.严格来说新个体有卵母细胞的细胞质，所以新个严格来说新个体有卵母细胞的细胞质，所以新个体有体有两个亲本的性状。两个亲本的性状。课本P49“讨论”1 1、在体细胞的细胞核移植到受体卵母细胞之前，为什么必、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？须先去掉受体卵母细胞的核？为使核移植的胚胎或动物的细胞核内的遗传物质全部来自为使核移植的胚胎或动物的细胞核内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。有重要利用价值的动物提供的体细胞。2 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1010代以内的细胞，代以内的细胞，想一想，这是为什么？想一想，这是为什么？1010代以内的动物细胞一般能保持正常的二倍体核型，具有代以内的动物细胞一般能保持正常的二倍体核型，具有正常的遗传基础。正常的遗传基础。3 3、用体细胞核移植方法生产的克隆动物，是对体细胞供体用体细胞核移植方法生产的克隆动物，是对体细胞供体用体细胞核移植方法生产的克隆动物，是对体细胞供体用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动物进行了动物进行了动物进行了100%100%100%100%的复制吗？为什么？的复制吗？为什么？的复制吗？为什么？的复制吗？为什么？不是。绝大部分不是。绝大部分DNADNA来自于供体细胞核，但其细胞核外还有来自于供体细胞核，但其细胞核外还有少量的少量的DNADNA，即线粒体中的，即线粒体中的DNADNA来自于受体卵母细胞；其次来自于受体卵母细胞；其次生物的性状还受到环境的影响。生物的性状还受到环境的影响。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一、在畜牧生产方面：一、在畜牧生产方面：加速家畜遗传改良进程加速家畜遗传改良进程二、在保护濒危物种方面：可增加濒危动物的二、在保护濒危物种方面：可增加濒危动物的存活数量存活数量三、在医药卫生领域：三、在医药卫生领域：1.克隆动物作为生物反应器，生产医用蛋白克隆动物作为生物反应器，生产医用蛋白 2.治疗人类疾病，如器官克隆得到器官后进行治疗人类疾病，如器官克隆得到器官后进行器官移植。如下图：器官移植。如下图：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一、在畜牧生产方面：一、在畜牧生产方面：加速家畜遗传改良进程加速家畜遗传改良进程二、在保护濒危物种方面：二、在保护濒危物种方面：可增加濒危动物的存活数量可增加濒危动物的存活数量三、在医药卫生领域：三、在医药卫生领域：1.克隆动物作为生物反应器，生产医用蛋白克隆动物作为生物反应器，生产医用蛋白2.治疗人类疾病，如器官克隆得到器官后进行器治疗人类疾病，如器官克隆得到器官后进行器官移植。官移植。3 3、研究克隆动物和克隆细胞可使人类更深入地、研究克隆动物和克隆细胞可使人类更深入地了解胚胎发育及衰老过程。了解胚胎发育及衰老过程。4 4、用克隆动物做疾病模型，能使人们更好的追、用克隆动物做疾病模型，能使人们更好的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。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1 1、胚胎存活率低、胚胎存活率低2.许多克隆动物表现出遗传和生理缺陷，如体型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、免疫失过大、异常肥胖、发育困难、脏器缺陷、免疫失调等。调等。3.克隆动物食品的安全性问题引争议。克隆动物食品的安全性问题引争议。4 4、其他担忧、其他担忧动物细胞培养和核移植技术动物细胞培养和核移植技术动物细胞培养和核移植技术动物细胞培养和核移植技术概念：概念：概念：概念：应用前景：应用前景：过程：过程：条件：条件：应用：应用：动物体细胞核移植动物体细胞核移植技术和克隆动物技术和克隆动物过程：过程：动物细胞培养动物细胞培养课堂小结课堂小结细胞贴壁、接触抑制、细胞贴壁、接触抑制、原代培养、传代培养、原代培养、传代培养、一、胚胎细胞核移植一、胚胎细胞核移植二、体细胞核移植二、体细胞核移植 1 1、在动物细胞培养过程中遗传物质、在动物细胞培养过程中遗传物质发生改变发生改变的细胞（）的细胞（）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 3.3.动物细胞培养与植物细胞培养的重要区别在于动物细胞培养与植物细胞培养的重要区别在于-（）A.A.培养基不同；培养基不同；B.B.动物细胞培养不需要在无菌条件下进行；动物细胞培养不需要在无菌条件下进行；C.C.动物细胞可以传代培养，而植物细胞不能；动物细胞可以传代培养，而植物细胞不能；D.D.动物细胞能够大量培养，而植物细胞只能培养成植株。动物细胞能够大量培养，而植物细胞只能培养成植株。A课堂练习课堂练习课本问题汇总 1.1.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？质主要是什么成分？用胃蛋白酶行吗？说明细胞间的成分主要是蛋白质。说明细胞间的成分主要是蛋白质。不能用胃蛋白酶。不能用胃蛋白酶。胃蛋白酶适宜的胃蛋白酶适宜的PHPH约为约为2 2，当，当PH6PH6时，胃蛋时，胃蛋白酶就会失去活性，胰蛋白酶作用的适宜环境白酶就会失去活性，胰蛋白酶作用的适宜环境PHPH为为7.2-8.47.2-8.4，而多数动物细胞培养的适宜而多数动物细胞培养的适宜PHPH为为7.2-7.47.2-7.4，胃蛋白酶在此环境，胃蛋白酶在此环境中已没有活性。中已没有活性。2.2.胰蛋白酶真的不会把细胞消化掉吗？为什么？胰蛋白酶真的不会把细胞消化掉吗？为什么？会的，胰蛋白酶除了可以消化细胞间的蛋白质外，长时间的作用会的，胰蛋白酶除了可以消化细胞间的蛋白质外，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。白酶的消化时间。3.3.什么是单层细胞培养：什么是单层细胞培养：19571957年，科学家采用胰蛋白酶消化处理和应用液体培养基的方法，年，科学家采用胰蛋白酶消化处理和应用液体培养基的方法，获得了单层细胞培养。单层培养法的出现，对细胞培养的发展起获得了单层细胞培养。单层培养法的出现，对细胞培养的发展起了很大的推动作用。了很大的推动作用。4.4.为什么对动物细胞进行培养时为什么对动物细胞进行培养时通常通常通常通常要添加血清？要添加血清？血清中含有蛋白质、氨基酸、葡萄糖、激素等，其中蛋白质为白血清中含有蛋白质、氨基酸、葡萄糖、激素等，其中蛋白质为白蛋白和球蛋白；氨基酸有多种，是细胞合成蛋白质的基本成分，蛋白和球蛋白；氨基酸有多种，是细胞合成蛋白质的基本成分，有些动物细胞不能合成，必须由培养液提供；激素有胰岛素、生有些动物细胞不能合成，必须由培养液提供；激素有胰岛素、生长激素等，可促进细胞的生长、增殖、贴附。因此，细胞培养要长激素等，可促进细胞的生长、增殖、贴附。因此，细胞培养要保证细胞能顺利生长和繁殖，保证细胞能顺利生长和繁殖，一般一般一般一般要添加要添加10%-20%10%-20%的血清。的血清。5.5.为什么有时需要进行无血清培养：为什么有时需要进行无血清培养：在科学研究中，有时需要明确界定培养液的成分，而血清中由于在科学研究中，有时需要明确界定培养液的成分，而血清中由于含有许多未知成分，会对研究结果有影响，因此，在进行细胞培含有许多未知成分，会对研究结果有影响，因此，在进行细胞培养时，也可采用无血清培养。无血清培养基是在基本培养基中，养时，也可采用无血清培养。无血清培养基是在基本培养基中，添加一些已知的促进细胞生长和增殖的物质。添加一些已知的促进细胞生长和增殖的物质。6.6.去核方法：去核方法：目前核移植技术中普遍使用的去核方法是目前核移植技术中普遍使用的去核方法是显微操作去核法显微操作去核法。还有。还有人采用其他方法，如人采用其他方法，如梯度离心梯度离心、紫外光短时间照射紫外光短时间照射、化学物质化学物质处处理等。这些方法是在没有刺破透明带或卵母细胞质膜的情况下，理等。这些方法是在没有刺破透明带或卵母细胞质膜的情况下，去除细胞核或使卵细胞核去除细胞核或使卵细胞核DNADNA变性，从而达到去核目的。变性，从而达到去核目的。动物细胞培养和核移植技术动物细胞培养和核移植技术动物细胞培养和核移植技术动物细胞培养和核移植技术概念：概念：概念：概念：应用前景：应用前景：过程：过程：条件：条件：应用：应用：动物体细胞核移植动物体细胞核移植技术和克隆动物技术和克隆动物过程：过程：动物细胞培养动物细胞培养课堂小结课堂小结细胞贴壁、接触抑制、细胞贴壁、接触抑制、原代培养、传代培养、原代培养、传代培养、细胞株、细胞系细胞株、细胞系一、胚胎细胞核移植一、胚胎细胞核移植二、体细胞核移植二、体细胞核移植