动物的克隆浙科版公开课获奖课件.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第三节 动物旳克隆,第1页,1.动物细胞全能性特点？,伴随细胞分化程度提高而全能性逐渐受到限制，分化潜能变窄。细胞核仍具有全能性。,2.离体植物细胞和组织可以通过组织培养技术克隆成完整植株，那么动物细胞和组织能否也进行同样克隆？,不能，动物细胞全能性受到限制，到目前为止将离体动物细胞直接克隆成个体还很困难，因此动物细胞和组织不能进行与植物同样个体克隆。,第2页,动物细胞旳培养和克隆形成,第3页,机械消化或者胰酶消化,一、动物细胞、组织培养,1.什么措施获得离体单个动物细胞？,2.离体动物细胞能否正常生活、体现出正常生命活动？,能，在人工控制培养条件下，生长、分裂乃至接触克制和衰老、死亡等，并展现一定组织特性。,3.是不是所有动物细胞都能在离体状况下体现出生命活动？,(1)幼嫩细胞（如：动物胚胎或幼龄动物组织、器官）,(2)含所有营养物质液体培养基和合适环境条件。,（胰蛋白酶）,第4页,动物细胞培养：体外培养分散后单个细胞，使其得以生存，并保持生命活动现象。像体内同样展现一定组织特性。,动物组织培养：体外培养动物组织，使其维持生活状态或生长特性。可以伴随组织分化，但最终成为细胞培养。,动物器官培养：体外培养动物器官原基、部分或整个器官，使之得以保留、生长。保持器官构造、功能及分化能力。,组织培养,第5页,7.1951,年，海拉细胞系建成。,6.1950,年，人工培养液,“,199,”,研制成功,1.1885,年，鸡神经板在生理盐水中培养成活。,2.19，皮肤及白细胞在腹水及血清中存活一种月，且观测到细胞分裂。,3.19，蛙胚神经管在蛙淋巴液中悬浮培养，成功看到神经末端阿米巴运动。,4.19，鸡胚浸出液对鸡胚心脏组织块进行原代培养和传代培养。,5.1943年，获得长期培养细胞系（可持续传代）和细胞克隆。,“,组织培养”一词产生,真正组织培养开始；,创立了悬浮培养法,成功进行了传代培养；,发明了卡氏瓶；,标志着组织培养工作进入全新阶段,二、动物组织培养技术发展,第6页,2.合适环境条件,无菌、无毒环境：加抗生素，定期更换培养液,合适温度和pH值：温度：36.50.5,pH值：,合适气体环境：O2和CO2（95%空气和5%CO2）,合适渗透压等,（一）培养条件,三、动物细胞培养过程,成分：水、无机盐、葡萄糖、氨基酸、维生素和动物血清等,1.含所有营养物质培养液,第7页,（二）培养过程,卡氏瓶,第8页,怎样界定原代培养和传代培养？为何要传代培养？,细胞悬浮液,转入特殊培养液,首次培养,换瓶后培养,原代培养,传代培养,为何？,第9页,从动物,胚胎或幼龄动物组织,切片中取小片样品,转入特殊培养液,原代培养,分装到多种卡氏瓶中,传代培养,单个,细胞悬浮液,CO,2,培养箱中保温培养,细胞系,机械消化或胰酶消化,（胰蛋白酶）,（二）培养过程,动物组织细胞间隙中具有一定量胶原纤维等蛋白质，将细胞网络起来形成具有一定弹性和韧性组织和器官。,原代培养物,选择或纯化,选择或纯化,细胞株,细胞株,二氧化碳培养箱,通过在培养箱内模拟形成一种类似细胞或组织在生物体内生长环境，如恒定pH值（）、稳定温度（37C）、较高相对湿度（95%）、稳定CO2水平（5%），来对细胞或组织进行体外培养一种装置。,第10页,1.离体动物细胞生长特性：,（1）贴壁生长：,悬浮液中分散细胞紧贴培养瓶内壁才能生长。,（2）接触克制：,当贴壁细胞分裂生长到表面互相接触时，细胞就会停止分裂。,（3）正常生命活动：,生长、分裂、有规律衰老、死亡等现象，但不分化。,2.,传代培养原因：,假如不进行传代培养，就会因细胞密度过大和代谢消耗引起营养枯竭，不能正常生长。,第11页,原代培养,传,代,培,养,原代培养物,细胞系：可持续传代细胞,原代培养物在初次传代时就成为细胞系。,能持续培养,持续细胞系,不能持续培养,有限细胞系,四、细胞系、细胞株,（二倍体细胞）,（异倍体核型细胞）,（1）恶性细胞系，异体致瘤性,（2）保留接触克制，不致癌,（遗传物质变化，不死性）,第12页,2.,细胞株：,通过一定选择或纯化措施，从原代培养物或细胞系中获得具有特殊性质细胞系。,如：单抗细胞株,细胞株一般具有恒定染色体组型、同工酶类型、病毒敏感性和生化特性等。遗传物质未变化。,持续细胞株：可持续一再传代细胞株。,有限细胞株：传代,次数有限,细胞株,细胞系：泛指可传代细胞。,细胞株:具有特殊性质细胞系。,第13页,五、克隆培养法（细胞克隆）,1.概念：,把一种单细胞从群体中分离出来单独培养，使之繁衍成一种新细胞群体技术。,2.,特点：,遗传性状均一、体现性状相似，便于研究,异质性,细胞系,克隆培养,纯系（克隆）,3.最基本规定:,保证所建成克隆来源于单个细胞,第14页,4.适合于克隆细胞：,对环境有较大适应范围和具有较强独立生存能力细胞,5.提高细胞克隆形成率措施：,选择合适培养基,添加血清（胎牛血清）(能增进细胞生长、增殖和贴附),以滋养细胞支持生长（经射线照射小鼠成纤维细胞）,激素刺激（胰岛素等）,使用CO2培养箱，调整PH,群体细胞,单细胞,无限细胞系、转化或肿瘤细胞,原代细胞、有限细胞系,6.细胞克隆重要用途：,从一般细胞系中分离出缺乏特殊基因突变细胞系。,用于研究细胞遗传规律和生理特性。,第15页,六、动物细胞融合技术及应用,1.,动物细胞融合,两个或多种细胞融合成一种细胞现象,（,1,）原理：,（2）诱导措施：,灭火仙台病毒、聚乙二醇、电融合技术,（,3,）意义：,克服了远缘杂交不亲和障碍,是研究细胞遗传、免疫、肿瘤和生物新品种培育重要手段,细胞膜流动,性,第16页,三、动物细胞融合技术及其应用,什么是细胞融合技术？,为何要进行细胞融合？,怎样实现细胞融合？,第17页,定义,指用自然或人工措施,使两个或多种不一样样细胞融合成一种细胞过程。,不一样样基因型细胞之间融合就是细胞杂交。,1.,动物细胞融合,受精作用,两个细胞正在融合,第18页,诱导融合原因,生物法：灭活仙台病毒诱导融合（特有）,这是由于病毒磷脂外衣与动物细胞膜十分相似缘故。病毒外壳上某些糖蛋白也许尚有增进细胞融合功能。,化学法：聚乙二醇诱导融合（应用最广泛）,物理法：电刺激诱导融合,病毒颗粒黏 附细胞表面,细胞膜连接,细胞膜被 病毒颗粒穿通,细胞融合、形成杂种细胞,第19页,5.,应用,3.运用杂交瘤技术，制备单克隆抗体。,2.,克服远缘杂交不亲和障碍,鼠,鸡、鼠,兔、鼠,猴、人,鼠、人,兔、,人,鸡、人,蛙、,酵母菌,鸡、人,胡萝卜,等,此技术有什么缺陷和长处？,1.由于细胞杂交中染色体轻易丢失，因此运用杂交细胞检测特定染色体丢失与特定基因产物减少对应关系，可以进行基因定位。,第20页,读下面一段文字资料，思索如下问题：,长期以来，为了获得抗体，采用是把某种抗原反复注射到动物体内，然后从动物血清中分离出所需抗体措施。用这种措施获得抗体，不仅产量低，并且抗体特异性差，纯度低，反应不够敏捷。人们发现，在动物发生免疫反应过程中，体内B细胞可以产生多达百万种以上特异性抗体，不过每个B细胞只分泌一种化学性质单一、特异性强抗体。要想获得大量单一抗体，必须用单个B细胞进行无性繁殖，即克隆。,1.运用已学知识，设想怎样获得单一类型抗体？,2.能否用单个B淋巴细胞通过克隆形成细胞群来产生单一类型抗体呢？,第21页,设计方案：,一种B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体,小鼠骨髓瘤细胞能无限增殖,-,化学性质单一、特异性强抗体。,杂种细胞,单克隆抗 体,尔斯坦(阿根廷)和科勒(德国)因此在1984年获诺贝尔奖。,第22页,1.用外界抗原刺激动物（如小鼠，兔子等），使其产生免疫反应，使B淋巴细胞产生抗体；,2.运用仙台病毒或聚乙二醇等作为介导，使经免疫动物脾细胞与可以无限传代骨髓瘤细胞融合；,（3）通过筛选、克隆培养，获得来自单一细胞既能产生特异抗体、又能无限增值杂交瘤细胞克隆,单抗制备过程,1.体外培养：通过动物细胞培养技术获得大量杂交瘤细胞，从细胞培养液中获得单克隆抗体；,2.体内培养：将杂交瘤细胞注射到小鼠腹腔中增殖，最终从小鼠腹水中提取、纯化单克隆抗体。,第23页,思 考,：,（,1,）为何用小鼠骨髓瘤细胞与,B,淋巴细胞融合？,细胞同源性越近，融合形成杂种细胞越易成活。继承了双亲细胞遗传物质，不仅具有B细胞分泌抗体能力，并且尚有无限增殖本领，因而可以获得大量单克隆抗体。,(2)制备过程为何要通过两次筛选？,第一次筛选获得多种杂交瘤细胞,第二次筛选出特异抗体杂交瘤细胞。,（3）制备过程中应用哪些细胞工程技术手段？,细胞融合技术、细胞培养技术。,第24页,动物旳克隆繁殖,第25页,一、动物细胞全能性体现程度,桑椹胚,八分,裂球,受精卵,二分,裂球,四分,裂球,囊胚,原肠胚,幼体,组织、器官,1、动物受精卵，卵裂球具有2-8个细胞时，每个细胞具有全能性。,2、伴随胚胎发育继续，有细胞只具有分化出多种组织细胞潜能，这样细胞叫多能干细胞。,3、有细胞只能分化为一种细胞，叫单能干细胞。,第26页,受精卵,胚胎干细胞,多能干细胞,单能干细胞,体细胞,2、低等动物细胞：全能性一般轻易体现。,1,、高等动物细胞,3,、癌细胞：仍能逆转为正常细胞。,不管分化还是癌变，变化都是体现型，基因构成完整性可以保留。,一、动物细胞全能性体现程度,为何动物细胞很难体现出全能性？,第27页,二、动物难以克隆主线原因,基因选择性表达（差异表达），使得细胞中合成了专一蛋白质，即动物细胞已经发生了分化。,分化细胞，其基因组中基因不一样样时进行活动。,动物基因组,一类基因：维持生存，多种细胞中都处在活动状态,一类基因：伴随组织器官和发育阶段不一样样而选择性表达。,第28页,动物细胞难以实现克隆，那么怎样实现动物克隆？,第29页,多莉培育用到了哪些技术,?,核移植、动物细胞培养、胚胎移植,第30页,三、核移植和动物克隆繁殖,去 核,注 核,重组细胞,1、核移植：,运用一种细胞细胞核（供体核）,来取代另一细胞中细胞核，形成一种重建“合子”（重组细胞），使发育成一种新个体。,第31页,胚胎细胞克隆：使用供体核来自,胚胎,体细胞克隆：使用供体核来自,体细胞,1952,年，罗伯特,.,布里格斯：,豹蛙 囊胚细胞核,+,去核卵母细胞 发育成个体,1978,年，童第周：,黑斑蛙成体红细胞核去核卵细胞中发育成蝌蚪,2,、动物克隆繁殖：,第32页,胚胎细胞核移植,成功率远高于,成体细胞核移植,。,第33页,体细胞克隆羊成功分子细胞生物学机理：,1、核移植前对乳腺细胞营养限制性培养（调整牛血清浓度）和电脉冲细胞融合技术，有助于核变化和细胞融合后基因表达分子开关启动。,2、重组卵细胞最初分裂时，转录并未开始。,3、重组卵细胞供体核DNA丢失了来源于乳腺细胞制止核基因表达调整蛋白。,4、开始第三次分裂时，原乳腺细胞调整蛋白所有被卵细胞质中蛋白因子替代了，核DNA被重新编排，胚细胞开始表达自己基因。,第34页,体细胞克隆羊培育成功，证明了什么？,高度分化细胞经一定技术处理，也可答复到类似受精卵时期功能。,在胚胎和个体发育中，细胞质具有调控细胞核（包括异源细胞核）发育作用。,（核质互作）,第35页,体细胞核移植技术存在问题：,许多克隆动物体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，免疫失调等。,第36页,3,、动物克隆成功条件：,（1）具有包括本物种完整基因组细胞核活细胞,如：乳腺上皮细胞；,（2）能有效调控细胞核发育细胞质物质,如：去核卵细胞质；,（3）完毕胚胎发育必要环境条件,如：诱导重组细胞生长、分化试验条件和怀胎母体子宫环境,第37页,4、动物克隆意义：,（1）有助于遗传疾病治疗，优良品种培育,（2）对物种优化、濒危动物保护和转基因动物扩群有重要意义,（3）丰富人们物质生活，减少畜牧业成本，缩短育种年限，提高生产效率,第38页,1、用于动物细胞培养组织和细胞大都取自胚胎或出生很快幼龄动物器官或组织，其重要原因是这样组织细胞（）,A、轻易产生多种变异,B、具有更强全能性,C、取材十分以便,D、分裂增殖能力强,D,第39页,2、如下为有关动物细胞培养论述，其中不对旳是,A用于培养细胞大都取自胚胎或幼龄动物器官或组织,B将所取组织先用胰蛋白酶等进行处理使其分散成单个细胞,C在培养瓶中要定期用胰蛋白酶使细胞从瓶壁上脱离，制成悬浮液,D动物细胞培养只能传50代左右，所培养细胞所有衰老死亡,D,第40页,2、用动、植物成体体细胞进行离体培养，如下论述对旳是,A都需用CO2培养箱,B都须用液体培养基,C都要在无菌条件下进行,D都可体现细胞全能性,3、动物细胞克隆是指,A一种单细胞培养成一种新细胞群技术,B一种重组细胞经分裂、分化发育成一种动物个体技术,C几种同种动物细胞培养成一种新细胞群技术,D一种卵裂球经胚胎分割发育成四个细胞群技术,C,A,第41页,4、某研究小组为测定药物对体外培养细胞毒性，准备对某种动物肝肿瘤细胞(甲)和正常肝细胞(乙)进行动物细胞培养。如下说法对旳是 (),A.在运用两种肝组织块制备肝细胞悬液时，也可用胃蛋白酶处理,B.细胞培养应在含5%CO2恒温培养箱中进行，CO2作用是刺激细胞呼吸,C.甲、乙细胞在持续原代培养过程中，乙会出现停止增殖现象,D.仅用该培养液也能用来培养乙肝病毒,C,第42页,5.如下有关动物细胞培养论述，对旳是(),A.培养中人效应T细胞能产生单克隆抗体,B.培养中人B细胞可以无限地增殖,C.人成熟红细胞通过培养能形成细胞株,D.用胰蛋白酶处理肝组织可获得单个肝细胞,D,第43页,世界上第一只克隆绵羊“多莉”培育等程序如图所示。请仔细看图后回答问题：,b,图中 过程为 。通过过程形成,重组细胞核遗传物质与质遗传物质各来自哪里？,实行时，所需受体细胞大多采用动物卵细胞原因是：。,b过程细胞分裂方式是 ，此过程与否进行细胞分化？（答“有”或“无”）,图中c所指过程为 ，图中d指是克隆绵羊“多莉”通过在母体子宫内 后 。,“多莉”面部毛色和性别与 绵羊相似，请根据遗传学原理阐明判断根据：。,若不考虑环境原因影响，多莉性状与否所有像以上绵羊？为何？,（7）植物组织培养之后，克隆绵羊培育成功，证明动物 。,黑面绵羊去,核卵细胞,白面绵羊卵,腺细胞核,重组细胞,早期胚胎,另一头母绵羊子宫,克隆绵羊多莉,a,b,c,d,细胞核移植,具有调控细胞核发育细胞质物质,有丝分裂,有,胚胎移植,妊娠,出生,白面,“多莉”绵羊核基因和性染色体所有来自白面绵羊,细胞核也具有全能性,卵细胞细胞质遗传物质也能控制某些性状,第44页,6、若不考虑环境原因影响，克隆羊,性状所有像白面绵羊吗？原因是？,右图技术具有多种用途，不过不能（）,A.有选择地繁殖某一性别家畜,B.繁殖家畜中优良个体,C.用于保留物种,D.变化动物核基因,在既有技术条件下，还不能将从动物,体内分离出来成熟体细胞直接培养成,一种新个体，而是必须将体细胞细胞核移植到去核卵细,胞中才能发育成新个体，你认为原因最也许是（）,A.卵细胞大，便于操作,B.卵细胞具有营养物质多,C.卵细胞细胞质可使体细胞核全能性得到表达,D.重组细胞才具有全能性,D,C,卵细胞细胞质遗传物质也能控制某些性状,第45页,细胞贴壁过程,第46页,细胞在贴壁生长过程中,伴随细胞分裂,数量不停增长,最终形成一种单层,此时细胞间互相接触,细胞分裂和生长停止。,接触克制,第47页,