動物細胞培養和核移植技術 專題2細胞工程 植物組織培養 植物體細胞雜交 1 動物細胞培養 2 核移植 3 動物細胞融合 4 單克隆抗體 5 胚胎移植 回顧 動物細胞工程常用的技術手段 植物細胞工程常用的技術手段有哪些 一 動物細胞培養 就是從動物機體中取出相關組織 將它分散成單細胞 然后 放在適宜的培養基中 讓這些細胞生長和繁殖 1 動物細胞培養概念 動物胚胎或幼齡動物的組織 器官 胰蛋白酶 單個細胞 加培養液 制成 細胞懸浮液 10代細胞 部分細胞 癌變 無限傳代 動物細胞培養不能最終培養成動物體 50代細胞 原代培養 傳代培養 細胞貼壁 剝離 分瓶 細胞株 細胞 細胞系 2 動物細胞培養過程 增殖能力強 分裂旺盛 分化程度低 容易培養 去掉組織間蛋白 3 動物細胞培養過程中幾個重要的概念 a 細胞貼壁 懸液中分散的細胞很快就貼附在瓶壁上 單層 要求 培養瓶或培養皿的內表面光滑 無毒 易于貼附 b 接觸抑制 當貼壁細胞分裂生長到表面相互接觸時 細胞就會停止分裂增殖 這種現象稱為細胞的接觸抑制 動物細胞培養特點 貼壁生長 接觸抑制 c 原代培養 primaryculture 從動物機體中取出組織 剪碎 加胰蛋白酶 細胞游離 加培養液 將細胞接種到培養瓶內 培養 1 2天換一次培養液 細胞貼壁生長 長成單層細胞初次培養 d 傳代培養 subculture 當原代培養的細胞生長停止 這時如果要使細胞繼續生長 就要及時用胰蛋白酶等 使細胞從瓶壁上解離下來 然后加入新的培養液 將細胞分離稀釋 并從原培養瓶內轉接到新的培養瓶內 這個過程稱傳代培養 e 細胞株 從原代培養細胞群中篩選出進行傳代培養的細胞 能傳到40 50代 其遺傳物質沒有發生變化 f 細胞系 傳到40 50代后有部分細胞遺傳物質發生了變化 帶有癌變的特點 可能在培養條件下無限制的傳代下去 這種傳代細胞稱為細胞系 細胞株和細胞系的區別 細胞系的遺傳物質改變 具有癌細胞的特點 失去接觸抑制 容易傳代培養 知識點小結 各個新名詞之間的聯系 遺傳物質改變 1 無菌 無毒的環境 添加一定量的抗生素 定期更換培養液 2 營養 葡萄糖 氨基酸 無機鹽 維生素 動物血清 微量元素等 3 溫度和PH溫度36 5 0 5度 pH7 2 7 44 氣體環境O2和CO2 95 空氣和5 CO2 4 動物細胞培養條件 保證細胞順利的生長增殖 能否用胃蛋白酶代替胰蛋白酶 5 動物細胞培養技術的應用 1 生產蛋白生物制品 病毒疫苗 干擾素 單克隆抗體等 3 用于檢測有毒物質 2 獲得大量自身的皮膚細胞 用于植皮 4 用于生理 病理 藥理等方面的研究 為治療和預防疾病提供理論依據 5 作為基因工程的受體細胞 獲得細胞 細胞的全能性 細胞株 細胞系 植物體 培養結果 或細胞分泌蛋白 快速繁殖 培育無病毒植株等 培養目的 葡萄糖 動物血清促生長因子 蔗糖 植物激素 培養基特有成分 液體培養基 固體培養基 培養基性質 細胞增殖 原理 動物細胞培養 植物組織培養 比較項目 6 植物細胞和動物細胞培養的比較 本節內容小結 1 動物細胞培養過程涉及的概念細胞貼壁 細胞的接觸抑制 原代培養 傳代培養 細胞株 細胞系 3 植物細胞和動物細胞培養的比較 4 動物細胞培養技術的應用 2 動物細胞培養條件 2 為什么選用動物胚胎或幼齡個體的器官或組織做動物細胞培養材料 1 動物細胞培養液的主要成分是什么 較植物組培培養基有何獨特之處 3 為什么培養前要將組織細胞分散成單個細胞 4 動物細胞培養能否像綠色植物組織培養那樣最終培養成新個體 主要成分 葡萄糖 氨基酸 無機鹽 維生素和動物血清等 獨特之處有 1 液體培養基2 成分中有動物血清等 因為這些組織或器官上的細胞生命力旺盛 分裂能力強 成塊組織不利培養 分散了做成細胞懸浮液利于培養 不能 動物細胞培養只能使細胞數目增多 不能發育成新的動物個體 練一練 1 在動物細胞培養過程中遺傳物質發生改變的細胞是 A 細胞系B 細胞株C 原代細胞D 傳代細胞 2 動物細胞工程技術的基礎是 A 動物細胞融合B 單克隆抗體C 胚胎移植D 動物細胞培養 A D 3 用于動物細胞培養的組織和細胞大都取自胚胎或出生不久的幼齡動物的器官或組織 其主要原因是這樣的組織細胞 A 容易產生各種變異B 具有更強的全能性C 取材十分方便D 分裂增殖的能力強 D 4 動物細胞培養與植物細胞培養的重要區別在于 A 培養基不同 B 動物細胞培養不需要在無菌條件下進行 C 動物細胞可以傳代培養 而植物細胞不能 D 動物細胞能夠大量培養 而植物細胞只能培養成植株 D 二 動物體細胞核移植技術和克隆動物 問題討論 1 某植物非常具有觀賞價值 你采取什么方法來繁殖后代 使它們繼承該植物的全部優良性狀 1997年 美國威斯康星州的一個奶牛場有一頭名叫盧辛達的奶牛 年產奶量為30 8t 創造了世界奶牛產量的最高記錄 目前世界各國高產牛奶場的奶牛 平均每年產量為十幾噸 而我國平均水平僅有3 4噸 你能想辦法繁殖盧辛達的后代 使年產奶量為30 8t嗎 克隆 1 什么是克隆 3層次 2 以前學習過動物克隆的實例嗎 3 請簡述多莉克隆的過程 多莉羊 細胞質 細胞核 細胞核移植 多莉羊的培育過程 動物的克隆與植物克隆一樣嗎 用動物體細胞進行克隆的過程 其實際操作過程是什么 動物克隆過程的實際是細胞核移植 不植物克隆的技術基礎是組織培養動物克隆的技術基礎是動物細胞培養 核移植 閱讀課本P48 簡述高產牛體細胞核移植過程 供體細胞 供核 細胞培養 體細胞 卵巢卵母細胞 M 中期 供質 去核 無核卵母細胞 注入 細胞融合 重組細胞 構建重組胚胎 胚胎移植 代孕母體 生出與供體奶牛遺傳基礎相同的犢牛 歸納 1 共分成兩大階段 核移植和胚胎移植2 取卵母細胞作受體細胞的原因是 它是最大的細胞 易操作 含有激發細胞核全能性的物質3 嚴格來說新個體有卵母細胞的細胞質所以有兩個親本的性狀 減數第二次分裂中期 去核的卵母細胞 供體細胞注入去核卵母細胞 受體細胞激活 完成減數分裂 發育 供體細胞培養 思考題 核在進行體細胞核移植之前 為何要去掉受體卵母細胞的核 為使核移植動物的遺傳物質全部來自有利用價值的動物提供的細胞 用于核移植的供體細胞一般都選用傳代10代以內的細胞 為什么 10代以內的細胞保持一般保持正常二倍體的核型 未突變 3 細胞核移植生產的克隆動物是對體細胞供體動物進行了100 的復制嗎 為什么 不是 克隆動物絕大部分DNA來自供體細胞核 但核外還有少部分DNA 如線粒體DNA 來自受體卵母細胞 4 動物克隆實例很多 為何多莉就舉世聞名呢 在1997年2月英國羅斯林研究所維爾穆特博士科研組公布體細胞克隆羊 多莉 培育成功之前 胚胎細胞核移植技術已經有了很大的發展 實際上 多莉 的克隆在核移植技術上沿襲了胚胎細胞核移植的全部過程 但這并不能減低 多莉 的重大意義 因為它是世界上第一例經體細胞核移植出生的動物 是克隆技術領域研究的巨大突破 這一巨大進展意味著 在理論上證明了 同植物細胞一樣 分化了的動物細胞核也具有全能性 思考題 5 對比多莉羊和課本高產奶牛的克隆過程 找出操作過程的不同點 多莉克隆過程的受體細胞是去核卵細胞 而高產奶牛的克隆過程的受體細胞是去核卵母細胞 多莉克隆過程是將供體細胞核注入受體細胞 而高產奶牛的克隆過程是將供體細胞注入受體細胞 6 討論分析上述哪一種措施更科學 并說明理由 卵母細胞當中的細胞周期蛋白含量 活性比卵細胞高 用它作受體更容易成功 將供體細胞注入受體細胞 使克隆動物更像供體動物 操作也方便 請同學們歸納動物體細胞核移植概念 將動物的一個細胞的細胞核 移入一個已經去掉細胞核的卵母細胞中 使其重組并發育成一個新的胚胎 這個新胚胎最終發育成動物個體 用核移植的方法得到的動物稱為克隆動物 核移植 胚胎細胞核移植 體細胞核移植 難度高 受體細胞 M 期的卵母細胞 細胞分化程度低 恢復全能性容易 克隆動物的研究意義 1 克隆動物作為生物反應器 生產醫用蛋白2 改良動物品種3 治療人類疾病 作為供體4 保護瀕危動物 體細胞核移植技術存在的問題 許多克隆動物表現出遺傳和生理缺陷 如體型過大 異常肥胖 發育困難 臟器缺陷 免疫失調等 1 在動物細胞培養過程中遺傳物質發生改變的細胞是 A 細胞系B 細胞株C 原代細胞D 傳代細胞 2 動物細胞工程技術的基礎是 A 動物細胞融合B 單克隆抗體C 胚胎移植D 動物細胞培養 A D 3 用于動物細胞培養的組織和細胞大都取自胚胎或出生不久的幼齡動物的器官或組織 其主要原因是這樣的組織細胞 A 容易產生各種變異B 具有更強的全能性C 取材十分方便D 分裂增殖的能力強 D 4 動物細胞培養與植物細胞培養的重要區別在于 A 培養基不同 B 動物細胞培養不需要在無菌條件下進行 C 動物細胞可以傳代培養 而植物細胞不能 D 動物細胞能夠大量培養 而植物細胞只能培養成植株 A 3 用于動物細胞培養的組織和細胞大都取自胚胎或出生不久的幼齡動物的器官或組織 其主要原因是這樣的組織細胞 A 容易產生各種變異B 具有更強的全能性C 取材十分方便D 分裂增殖的能力強 D 4 動物細胞培養與植物細胞培養的重要區別在于 A 培養基不同 B 動物細胞培養不需