動物細胞培養和核移植技術(上課用)[]

從動物機體中取出相關組織，將它們分散成單個細胞，然后放在適宜的培養基中，讓這些細胞生長和增殖。一、動物細胞培養1、動物細胞培養的概念動物細胞核移植技術和克隆動物從動物機體中取出相關組織，將它們分散成單個細胞，然后放在適宜的培養基中，讓這些細胞生長和增殖。動物細胞培養和核移植技術獨特之處有：1、液體培養基2、成分中有動物血清等1997年，美國威斯康星州的一個奶牛場有一頭名叫盧辛達（Lucinda）的奶牛，年產奶量為30.（幼齡動物的器官、組織或胚胎）用胰蛋白酶等處理貼壁細胞，使細胞從瓶壁脫落從盧辛達耳朵（也可用別的組織、器官，耳朵在活體上容易取）上剪取一小塊組織，在體外培養獲得該組織（如軟骨組織）的細胞。因高度分化的動物細胞發育潛能變窄，失去了發育成完整個體的能力，所以，動物細胞也就沒有類似植物組織或細胞培養時的脫分化過程了。哪些細胞失去了接觸抑制？用顯微針去除卵母細胞的核，再將耳細胞注入卵母細胞，用電刺激方法使卵母細胞與體細胞融合，這時供體核就進入了受體卵母細胞，再用電刺激或化學物質激活注入了體細胞核的卵母細胞，使其完成減數分裂和發育過程。主要成分：葡萄糖、氨基酸、無機鹽、維生素和動物血清等。原理：動物細胞核具有全能性將動物組織經胰蛋白酶等處理后的初次培養。體細胞核移植技術在研究和應用上還存在什么問題？請你查閱資料，了解這方面的前沿動態。4、動物細胞培養條件：因此，在體細胞核移植中，為了保證供體細胞正常的遺傳基礎，通常采用傳代10代以內的細胞。動物組織塊細胞懸液原代培養傳代培養胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理分散成單個細胞（幼齡動物的器官、組織或胚胎）加入培養液用胰蛋白酶等處理貼壁細胞，使細胞從瓶壁脫落適宜條件2.動物細胞培養的過程細胞懸浮液細胞貼滿瓶壁50代細胞原代培養傳代培養⑴原代培養:將動物組織經胰蛋白酶等處理后的初次培養。⑵傳代培養:

對貼滿瓶壁的細胞用胰蛋白酶處理，然后再分瓶繼續培養。1997年，美國威斯康星州的一個奶牛場有一頭名叫盧辛達（Lucinda）的奶牛，年產奶量為30.（添加一定量的抗生素，定期更換培養液）動物細胞培養不需經過脫分化過程。從盧辛達耳朵（也可用別的組織、器官，耳朵在活體上容易取）上剪取一小塊組織，在體外培養獲得該組織（如軟骨組織）的細胞。思考與探究（教材P50）傳代培養時，少數超過50代的細胞，由于遺傳物質發生改變，可無限增殖，并失去了接觸抑制——腫瘤細胞。保證細胞順利的生長增殖O2和CO2（95%空氣和5%CO2）通過什么手段激活受體細胞，構建重組胚胎？因為這些組織或器官上的細胞生命力旺盛，分裂能力強體外培養細胞時需要提供哪些物質？為治療和預防癌癥及其他疾病提供理論依據用胰蛋白酶等處理貼壁細胞，使細胞從瓶壁脫落動物細胞核移植技術和克隆動物主要成分：葡萄糖、氨基酸、無機鹽、維生素和動物血清等。誘導方法：物理或化學方法激活受體細胞，完成從動物機體中取出相關組織，將它們分散成單個細胞，然后放在適宜的培養基中，讓這些細胞生長和增殖。從動物機體中取出相關組織，將它們分散成單個細胞，然后放在適宜的培養基中，讓這些細胞生長和增殖。動物組織單個細胞細胞懸液貼壁生長分瓶培養10代細胞50代細胞不死細胞原代培養傳代培養胰蛋白酶或膠原蛋白酶剪碎加培養液接觸抑制少數癌變少數動物細胞培養技術流程失去接觸抑制現象細胞核型不變當貼壁細胞生長到表面相互接觸時，細胞就會停止分裂增殖—細胞出現接觸抑制。哪些細胞失去了接觸抑制？傳代培養時，少數超過50代的細胞，由于遺傳物質發生改變，可無限增殖，并失去了接觸抑制——腫瘤細胞。⑶接觸抑制動物胚胎或幼齡動物的組織、器官細胞懸浮液胰蛋白酶10代細胞50代細胞細胞株無限傳代（不死性）細胞系遺傳物質改變遺傳物質未改變

多細胞動物和人體的細胞都生活在內環境中，根據你所學的內環境的知識，思考以下問題：1.體外培養細胞時需要提供哪些物質？

2.體外培養的細胞需要什么樣的環境條件？

P46討論充足營養（糖、氨基酸、促生長因子、無機鹽、微量元素等合成成分及血清、血漿等天然成分。）適宜溫度、PH和氣體環境；無菌無毒環境4、動物細胞培養條件：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、動物血清等。）3、溫度和PH

36.5+（-）0.5度,7.2-7.44、氣體環境：

O2和CO2（95%空氣和5%CO2）保證細胞順利的生長增殖維持培養液的PH5、動物細胞培養應用大規模培養生產生物制品（病毒疫苗、干擾素、單克隆抗體）作為基因工程中的受體細胞培養的動物細胞可以用于檢測有毒物質，判斷某種物質的毒性為治療和預防癌癥及其他疾病提供理論依據思考：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細胞的全能性細胞株、細胞系植物體或組織培養結果獲得細胞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試一試第二課時動物細胞培養和核移植技術二.動物細胞核移植技術和克隆動物

將動物的一個細胞核，移入一個已經去掉細胞核的卵母細胞中，使其重組并發育成為一個新的胚胎，這個新的胚胎最終發育為動物個體（克隆動物）。

分類胚胎細胞核移植：體細胞核移植：細胞分化程度低，恢復全能性容易；細胞分化程度高，恢復全能性不容易1.動物細胞核移植概念：（難度高）卵母細胞Ａ母綿羊Ｂ母綿羊乳腺細胞細胞質細胞核細胞核移植早期胚胎卵裂C母綿羊子宮胚胎移植多莉羊分娩妊娠多莉羊的培育過程融合后的卵母細胞2、體細胞核移植的過程：請看教材P48圖2-21思考：1.核移植的受體細胞是什么？處在什么時期？用此細胞作為受體細胞有什么好處？2.通過什么手段激活受體細胞，構建重組胚胎？MⅡ中期卵母細胞誘導方法：物理或化學方法激活受體細胞，完成細胞分裂和發育進程。卵母細胞體積大，便于操作；含有營養物質豐富，提供早期胚胎發育所需的營養；含有激活細胞核體現全能性的物質。電激處理使供體核進入受體卵母細胞構建重組胚胎卵母細胞采集、培養MⅡ中期卵母細胞供體牛供體細胞注入去核卵母細胞代孕母牛克隆牛體細胞培養去核卵母細胞去核胚胎移植2.體細胞核移植過程

（體細胞克隆動物）原理：動物細胞核具有全能性顯微操作3.體細胞核移植技術的應用前景：1.加速家畜遺傳改良的進程2.保護瀕危物種3.生產醫用蛋白質及組織器官的移植4.了解胚胎發育和衰老過程；追蹤研究疾病的發展過程和治療疾病4、體細胞核移植技術存在的問題P173（1）成功率非常低（2）克隆動物以表現早衰、生理缺陷等健康問題成功率低，絕大多數克隆動物存在健康問題并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。討論：（教材P49）1.在體細胞的細胞核移植到受體卵母細胞之前，為什么必須先去掉受體卵母細胞的核？

為使核移植的胚胎或動物的遺傳物質全部來自有重要利用價值的動物提供的體細胞，在供體細胞的細胞核移至受體細胞之前，必須將受體細胞的遺傳物質去掉或將其破壞。

培養的動物細胞一般當傳代至10～50代左右時，部分細胞核型可能會發生變化，其細胞遺傳物質可能會發生突變，而10代以內的細胞一般能保持正常的二倍體核型。因此，在體細胞核移植中，為了保證供體細胞正常的遺傳基礎，通常采用傳代10代以內的細胞。2.用于核移植的供體細胞一般都選用傳代10代以內的細胞，想一想，這是為什么？3.你認為用上述體細胞核移植方法生產的克隆動物，是對體細胞供體動物進行了100%的復制嗎？為什么？克隆動物絕大部分DNA來自于供體細胞核，但其核外還有少量的DNA，即線粒體中的DNA是來自于受體卵母細胞。此外，即便動物的遺傳基礎完全相同，但動物的一些行為、習性的形成與所處環境有很大關系，核供體動物生活的環境與克隆動物所生活的環境不會完全相同，其形成的行為、習性也不可能和核供體動物完全相同，從這一角度看，克隆動物不會是核供體動物100%的復制。1.動物細胞培養取材時，一般是取胚胎組織或幼齡動物的組織或器官，請解釋原因。細胞的衰老與動物機體的衰老有著密切的關系，細胞的增殖能力與供體的年齡有關，幼齡動物細胞增殖能力強，有絲分裂旺盛，老齡動物則相反。所以，一般來說幼年動物的組織細胞比老年動物的組織細胞易于培養。同樣，組織細胞的分化程度越低，則增殖能力越強，所以更容易培養。腫瘤組織或細胞＞正常組織或細胞拓展---動物組織或細胞培養的難易程度幼體組織或細胞＞老齡組織或細胞分化程度低的組織或細胞＞分化程度高的組織或細胞思考與探究（教材P50）思考與探究（教材P50）2.動物細胞培養要經過脫分化的過程嗎？為什么？動物細胞培養不需經過脫分化過程。因高度分化的動物細胞發育潛能變窄，失去了發育成完整個體的能力，所以，動物細胞也就沒有類似植物組織或細胞培養時的脫分化過程了。要想使培養的動物細胞定向分化，通常采用定向誘導動物干細胞，使其分化成所需要的組織或器官。3.1997年，美國威斯康星州的一個奶牛場有一頭名叫盧辛達（Lucinda）的奶牛，年產奶量為30.8t，創造了世界奶牛產奶量最高新紀錄。目前世界各國高產奶牛場奶牛，年平均產奶量一般為十幾噸，而我國奶牛產奶量年平均水平僅為3～4t。（1）能利用體細胞核移植技術克隆高產奶牛盧辛達嗎？請說明理由。可以。盧辛達的產奶量很高，有高產奶的遺傳基礎，利用盧辛達的體細胞克隆的奶牛其遺傳物質基本上全部來自該奶牛，其克隆牛具有高產的遺傳基礎，如果精心培育和飼養，有可能在世界范圍內推廣，克隆牛再與高產的公牛自然繁殖，可得到很多高產的后代，從而加快奶牛改良進程。該克隆牛不能無限制地推廣，其數量不宜過多，尤其是在小范圍內不能無限的繁殖，以避免奶牛群出現近親繁殖而引起種質衰退。（2）如果將克隆高產奶牛盧辛達的任務交給你，你將如何對它進行克隆？從盧辛達耳朵（也可用別的組織、器官，耳朵在活體上容易取）上剪取一小塊組織，在體外培養獲得該組織（如軟骨組織）的細胞。從屠宰場取廢棄的牛卵巢，抽取卵母細胞體外培養成熟。用顯微針去除卵母細胞的核，再將耳細胞注入卵母細胞，用電刺激方法使