动物细胞培养和核移植技术.ppt

温故知新：,1、植物组织培养过程？原理？,2、植物组织培养成功的关键？,3、哪个过程需要避光进行？原因？哪个过程需要光照？原因？,4、植物体细胞杂交包括哪些过程？原理？,5、如何去除细胞壁？促进原生质体融合的方法？,6、植物细胞融合成功的标志？植物体细胞杂交技术完成的标志？,7、植物体细胞杂交技术属于哪种生殖方式？变异类型是？,8、植物体细胞杂交技术的意义？,9、培育脱毒苗时取材部位是？,10、人工种子的结构组成？,动物细胞工程,学习目标：1.简述动物的细胞培养的过程、条件及应用。2.简述通过动物体细胞核移植技术克隆动物的过程和应用前景。【重点】1.动物细胞培养的过程及条件；2.用动物体细胞核移植技术克隆动物的过程。【难点】用动物体细胞核移植技术克隆动物的过程。,2.2动物细胞工程,生产单克隆抗体等,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,是其他动物细胞工程技术的基础。,1.动物细胞培养,如何进行细胞培养?,2.2.1动物细胞培养和核移植技术,从动物机体中取出相关组织，将它们_，然后_，让这些细胞_。,1.1概念,分散成单个细胞,放在适宜的培养基中,生长和增殖,原理：细胞增殖,1.2动物细胞培养过程,胚胎或幼龄动物的组织或器官,细胞悬液,10代细胞,50代细胞,剪碎,胰蛋白酶,原代培养,用胰蛋白酶分散细胞，说明细胞间的物质主要是蛋白质。动物细胞培养适宜的PH为7.27.4，此环境下胃蛋白酶（2.0）没有活性，而胰蛋白酶(7.2-8.4)的活性较高。,胚胎或幼龄动物组织或器官的细胞分化程度低，增殖能力很强，更易于培养。,动物细胞培养不能最终培养成生物体,细胞贴壁接触抑制,10代以内，保持正常二倍体核型,传代培养,原代培养和传代培养、细胞株和细胞系,随细胞增多，细胞就会停止分裂增殖,细胞遗传物质没有改变,部分细胞遗传物质发生改变,原代培养,传代培养,原代培养和传代培养、细胞株和细胞系,细胞株：细胞遗传物质没有改变,细胞系：细胞遗传物质发生改变,多细胞动物和人体的细胞都生活在内环境中，根据你所学的内环境的知识，思考以下问题：1.体外培养细胞时需要提供什么物质？2.体外培养的细胞需要什么样的环境条件？,讨论,充足的营养、适宜的温度、适宜的pH和气体环境,无菌无毒的环境,1.3动物细胞培养的条件,（无菌处理和添加抗生素、更换培养液）,与体内基本相同。合成培养基：糖、氨基酸、促生长因子（血清、血浆）、无机盐、微量元素等,（3637、pH7.27.4）,（O2-细胞代谢所需、CO2-维持培养液PH）（95%空气+5%CO2）,（1）无菌、无毒的环境,（2）营养,（3）温度和pH,（4）气体环境,植物组织培养和动物细胞培养的比较,细胞的全能性,细胞增殖,固体培养基,液体培养基,蔗糖植物激素,葡萄糖动物血清,获得植株或细胞产物,获得细胞或细胞产物,植物体,细胞株、细胞系,1.4动物细胞培养技术的应用,1.生产生物制品：如病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体等。2.应用于基因工程：动物细胞是基因工程中常用的受体细胞，离不开动物细胞培养。3.检测有毒物质，判断某种物质的毒性。4.用于生理、病理、药理等方面的研究，如筛选抗癌药物等。,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,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,习题巩固：,3.(2010高考浙江卷)下列关于动物细胞培养的叙述，正确的是()A培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞B克隆培养法培养过程中多数细胞的基因型会发生改变C二倍体细胞的传代培养次数通常是无限的D恶性细胞系的细胞可进行传代培养,D,2.动物体细胞核移植技术和克隆动物,将动物的一个细胞的_，移入一个_中，使其重组并发育成为一个新的_，这个新的_最终发育为动物个体（克隆动物）。,分类,细胞分化程度低，恢复全能性容易,细胞分化程度高，恢复全能性不容易,2.1动物细胞核移植概念：,细胞核,已经去掉细胞核的卵母细胞,胚胎,胚胎,理论基础：动物的细胞核具有全能性,（难度较高）,克隆：（1）概念：从一个共同的祖先，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、细胞或者个体。（2）三个层次分子水平：如PCR技术扩增DNA细胞水平：如动物细胞培养个体水平：如多利羊的诞生,2.2体细胞核移植的过程：,思考：1.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？,M中期卵母细胞,物理或化学方法(如电脉冲、钙离子载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等）激活受体细胞，完成细胞分裂和发育进程。,2.2体细胞核移植的过程：,去核方法：显微操作去核法（核移植普遍使用）课本49页生物资料卡,2.2体细胞核移植的过程：,去核方法：显微操作去核法（核移植普遍使用）课本49页生物资料卡,2.3动物细胞核移植技术的条件(1)用于核移植的受体细胞一般选择去核的卵母细胞，因为卵母细胞的体积大，易操作，细胞质中含有促使细胞核表达全能性的物质和营养条件。(2)用于核移植的供体细胞一般都选自10代以内的细胞，因为10代以内的细胞能保持正常的二倍体核型，能保证供体细胞正常的遗传基础。(3)核移植时，一般先用电刺激使供受体细胞融合，再用物理或化学方法激活受体细胞，使其完成细胞分裂和发育进程。,2.4体细胞核移植技术的意义1.可以快速繁殖动物2.属于无性繁殖，可以保持优良性状,2.5体细胞核移植技术的应用前景：,1、在畜牧业中可以加速家畜遗传改良的进程,2、保护濒危物种,3、医药卫生领域生产医用蛋白质,6、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,5、用于组织器官的移植,4、转基因克隆动物细胞、组织和器官作为异种移植的供体,2.6体细胞核移植技术存在的问题：1.成功率低2.绝大多数克隆动物还存在健康问题3.克隆动物食品的安全性问题存在争议,2.动物细胞培养要经过脱分化的过程吗？为什么？,动物细胞培养不需经过脱分化过程。因高度分化的动物细胞发育潜能变窄，失去了发育成完整个体的能力，所以，动物细胞也就没有类似植物组织或细胞培养时的脱分化过程了。要想使培养的动物细胞定向分化，通常采用定向诱导动物干细胞，使其分化成所需要的组织或器官。,思考与探究,小结,谢谢！,3.1997年，美国威斯康星州的一个奶牛场有一头名叫卢辛达（Lucinda）的奶牛，年产奶量为30.8t，创造了世界奶牛产奶量最高新纪录。目前世界各国高产奶牛场奶牛，年平均产奶量一般为十几吨，而我国奶牛产奶量年平均水平仅为34t。（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。,可以。卢辛达的产奶量很高，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。,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？,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。,4.体细胞核移植技术在研究和应用上还存在什么问题？请你查阅资料，了解这方面的前沿动态。,研究方面：克隆动物基因组重新编程的机制尚不清楚，克隆技术效率低，克隆动物畸形率高、死亡率高、易出现早衰等问题。这些问题尚在研究中。应用上：生产克隆动物费用昂贵，距大规模应用还有一定距离。,