细胞工程原创人教版省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

单克隆抗体等等 动物细胞工程惯用技术动物细胞培养动物细胞核移植动物细胞融合是其它动物细胞工程技术基础。是其它动物细胞工程技术基础。第1页为何要进行动物细胞培养?1.1.动物细胞培养动物细胞培养怎样进行细胞培养?从动物机体中取出相关组织，将它们分散成从动物机体中取出相关组织，将它们分散成单个细胞，然后放在适宜培养基中，让这些细单个细胞，然后放在适宜培养基中，让这些细胞生长和增殖。胞生长和增殖。1.1概念概念第2页1.2 1.2 动物细胞培养动物细胞培养过程过程o胚胎或幼龄动物组织器官胚胎或幼龄动物组织器官细胞悬液细胞悬液10代细胞代细胞50细胞细胞剪碎胰蛋白酶洗涤、稀释、分离原代培养用用胰蛋白酶胰蛋白酶分散分散细胞，说明细胞细胞，说明细胞间物质主要是间物质主要是蛋蛋白质白质。动物细胞。动物细胞培养适宜培养适宜PH为为7.27.4，此环，此环境下胃蛋白酶境下胃蛋白酶（2.0）没有活）没有活性，而胰蛋白酶性，而胰蛋白酶(7.2-8.4)活性活性较高。较高。比老比老龄动龄动物组织细物组织细胞增殖能胞增殖能力强，力强，有有丝丝分裂旺分裂旺盛盛。分化分化程度程度越越低，低，繁殖能力繁殖能力越强，越越强，越轻易培养。轻易培养。动物细胞培养动物细胞培养不能最终培养不能最终培养成生物体成生物体细胞增殖细胞增殖迟缓，核迟缓，核型可能改型可能改变变动物组织细胞间隙中含有一定动物组织细胞间隙中含有一定量弹性纤维等蛋白质，将细胞量弹性纤维等蛋白质，将细胞网络起来形成含有一定弹性和网络起来形成含有一定弹性和韧性组织和器官。韧性组织和器官。贴壁生长接触抑制10代以内，保持正常二倍体核型代以内，保持正常二倍体核型传代培养第3页细胞细胞悬浮悬浮液液1010代代细胞细胞5050代代细胞细胞无限传无限传代代原代原代培养培养传代培养传代培养细胞株细胞株细胞系细胞系原代培养和传代培养原代培养和传代培养、细胞株和细胞系细胞株和细胞系多数组织细胞固定在表面多数组织细胞固定在表面生长和分裂。生长和分裂。随细胞增多，细胞就会停顿分裂增殖随细胞增多，细胞就会停顿分裂增殖第4页 多细胞动物和人体细胞都生活在内环境中，依多细胞动物和人体细胞都生活在内环境中，依据你所学内环境知识，思索以下问题：据你所学内环境知识，思索以下问题：1.体外培养细胞时需要提供哪些物质？体外培养细胞时需要提供哪些物质？2.体外培养细胞需要什么样环境条件？体外培养细胞需要什么样环境条件？充分营养充分营养适宜温度、适宜温度、PH和气体环境；无菌无毒环境和气体环境；无菌无毒环境第5页1.3 动物细胞培养条件动物细胞培养条件（无菌处理和添加抗（无菌处理和添加抗生素、更换培养液）生素、更换培养液）与体内相同。合成培养基：糖、氨基酸、与体内相同。合成培养基：糖、氨基酸、促生长因子（血清、血浆）、无机盐、微促生长因子（血清、血浆）、无机盐、微量元素等量元素等（3637、7.27.4）（O2、CO2-维持培养液维持培养液PH）第6页植物组织培养和动物细胞培养比较植物组织培养和动物细胞培养比较比较项目比较项目植物组织培养植物组织培养动物细胞培养动物细胞培养原理原理o细胞全能性细胞增殖细胞增殖培养基性质培养基性质固体培养基固体培养基液体培养基液体培养基o培养基特有成份蔗糖蔗糖 植物激素植物激素葡萄糖葡萄糖 动物血清动物血清培养结果培养结果植物体植物体细胞株、细胞系细胞株、细胞系o培养目标快速繁殖、培育无快速繁殖、培育无病毒植株病毒植株o取得细胞或细胞分泌蛋白第7页1.4 动物细胞培养技术应用动物细胞培养技术应用第8页2.2.动物细胞动物细胞核移植技术和克隆动物核移植技术和克隆动物 将动物一个细胞核，移入一个已经去掉细胞核卵将动物一个细胞核，移入一个已经去掉细胞核卵母细胞中，使其重组并发育成为一个新胚胎，这个新母细胞中，使其重组并发育成为一个新胚胎，这个新胚胎最终发育为胚胎最终发育为动物个体（克隆动物）动物个体（克隆动物）分分类类胚胎细胞核移植：体细胞核移植：细胞分化程度低，恢复全能性轻易细胞分化程度低，恢复全能性轻易 细胞分化程度细胞分化程度高高，恢复全能性，恢复全能性不不轻易轻易2.1 动物细胞动物细胞核移植概念：核移植概念：第9页2.2体细胞核移植过程：体细胞核移植过程：请看教材请看教材P48图图2-21思索：思索：1.核移植受体细胞是什么？处于什么时期？核移植受体细胞是什么？处于什么时期？2.经过什么伎俩激活受体细胞，构建重组胚胎？经过什么伎俩激活受体细胞，构建重组胚胎？M中期卵母细胞中期卵母细胞诱导方法：物理或化学方法激活受体细胞，完成诱导方法：物理或化学方法激活受体细胞，完成细胞分裂和发育进程。细胞分裂和发育进程。第10页1.在体细胞细胞核移植到受体卵母细胞之前，在体细胞细胞核移植到受体卵母细胞之前，为何必须先去掉受体卵母细胞核？为何必须先去掉受体卵母细胞核？为使核移植胚胎或动物遗传物质全部来自有为使核移植胚胎或动物遗传物质全部来自有主要利用价值动物提供体细胞，在供体细胞细胞主要利用价值动物提供体细胞，在供体细胞细胞核移至受体细胞之前，必须将受体细胞遗传物质核移至受体细胞之前，必须将受体细胞遗传物质去掉或将其破坏。去掉或将其破坏。第11页 培养动物细胞普通当传代至培养动物细胞普通当传代至1050代左代左右时，部分细胞核型可能会发生改变，其细右时，部分细胞核型可能会发生改变，其细胞遗传物质可能会发生突变，而胞遗传物质可能会发生突变，而10代以内代以内细胞普通能保持正常二倍体核型。所以，在细胞普通能保持正常二倍体核型。所以，在体细胞核移植中，为了确保供体细胞正常遗体细胞核移植中，为了确保供体细胞正常遗传基础，通常采取传代传基础，通常采取传代10代以内细胞。代以内细胞。2.用于核移植供体细胞普通都选取传代用于核移植供体细胞普通都选取传代10代代以内细胞，想一想，这是为何？以内细胞，想一想，这是为何？第12页3.你认为用上述体细胞核移植方法生产克隆动物，是对你认为用上述体细胞核移植方法生产克隆动物，是对体细胞供体动物进行了体细胞供体动物进行了100%复制吗？为何？复制吗？为何？绝大部分绝大部分DNA来自于供体细胞核，但其核外还有少来自于供体细胞核，但其核外还有少许许DNA，即线粒体中，即线粒体中DNA是来自于受体卵母细胞。是来自于受体卵母细胞。另外，即便动物遗传基础完全相同，但动物一些行为、另外，即便动物遗传基础完全相同，但动物一些行为、习性形成与所处环境有很大关系，核供体动物生活环习性形成与所处环境有很大关系，核供体动物生活环境与克隆动物所生活环境不会完全相同，其形成行为、境与克隆动物所生活环境不会完全相同，其形成行为、习性也不可能和核供体动物完全相同，从这一角度看，习性也不可能和核供体动物完全相同，从这一角度看，克隆动物不会是核供体动物克隆动物不会是核供体动物100%复制。复制。第13页2.3体细胞核移植技术应用前景：体细胞核移植技术应用前景：1、在畜牧业中能够加、在畜牧业中能够加速家畜遗传改良进程速家畜遗传改良进程2、保护濒危物种、保护濒危物种3、医药卫生领域生产、医药卫生领域生产医用蛋白质及组织器官医用蛋白质及组织器官移植移植4、了解胚胎发育和衰老过程；追、了解胚胎发育和衰老过程；追踪研究疾病发展过程和治疗疾病踪研究疾病发展过程和治疗疾病第14页2.4体细胞核移植技术存在问题：体细胞核移植技术存在问题：第15页思索与探究思索与探究2.动物细胞培养要经过脱分化过程吗？为何？动物细胞培养要经过脱分化过程吗？为何？动物细胞培养不需经过脱分化过程。因高度分化动物细胞培养不需经过脱分化过程。因高度分化动物细胞发育潜能变窄，失去了发育成完整个体动物细胞发育潜能变窄，失去了发育成完整个体能力，所以，动物细胞也就没有类似植物组织或能力，所以，动物细胞也就没有类似植物组织或细胞培养时脱分化过程了。要想使培养动物细胞细胞培养时脱分化过程了。要想使培养动物细胞定向分化，通常采取定向诱导动物干细胞，使其定向分化，通常采取定向诱导动物干细胞，使其分化成所需要组织或器官。分化成所需要组织或器官。第16页3.1997年，美国威斯康星州一个奶牛场有一头名叫卢辛达（年，美国威斯康星州一个奶牛场有一头名叫卢辛达（Lucinda）奶牛，年产奶量为奶牛，年产奶量为30.8 t，创造了世界奶牛产奶量最高新纪录。当前世界，创造了世界奶牛产奶量最高新纪录。当前世界各国高产奶牛场奶牛，年平均产奶量普通为十几吨，而我国奶牛产奶量年各国高产奶牛场奶牛，年平均产奶量普通为十几吨，而我国奶牛产奶量年平均水平仅为平均水平仅为34 t。（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。）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。能够。卢辛达产奶量很高，有高产奶遗传基础，利能够。卢辛达产奶量很高，有高产奶遗传基础，利用卢辛达体细胞克隆奶牛其遗传物质基本上全部来用卢辛达体细胞克隆奶牛其遗传物质基本上全部来自该奶牛，其克隆牛含有高产遗传基础，假如精心自该奶牛，其克隆牛含有高产遗传基础，假如精心培育和喂养，有可能在世界范围内推广，克隆牛再培育和喂养，有可能在世界范围内推广，克隆牛再与高产公牛自然繁殖，可得到很多高产后代，从而与高产公牛自然繁殖，可得到很多高产后代，从而加紧奶牛改良进程。加紧奶牛改良进程。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繁殖，以防止奶牛群出现其是在小范围内不能无限繁殖，以防止奶牛群出现近亲繁殖而引发种质衰退。近亲繁殖而引发种质衰退。第17页（2）假如将克隆高产奶牛卢辛达任务交给你，你将怎样对）假如将克隆高产奶牛卢辛达任务交给你，你将怎样对它进行克隆？它进行克隆？从卢辛达耳朵（也可用别组织、器官，耳朵在活体上从卢辛达耳朵（也可用别组织、器官，耳朵在活体上轻易取）上剪取一小块组织，在体外培养取得该组织轻易取）上剪取一小块组织，在体外培养取得该组织（如软骨组织）细胞。从屠宰场取废弃牛卵巢，抽取（如软骨组织）细胞。从屠宰场取废弃牛卵巢，抽取卵母细胞体外培养成熟。用显微针去除卵母细胞核，卵母细胞体外培养成熟。用显微针去除卵母细胞核，再将耳细胞注入卵母细胞，用电刺激方法使卵母细胞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，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卵母细胞，再用电刺激或化学物质激活注入了体细胞核卵母细胞，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，挑选正常卵裂胚胎植入经同期发情处理时间培养后，挑选正常卵裂胚胎植入经同期发情处理受体母牛体内。受体母牛体内。第18页4.体细胞核移植技术在研究和应用上还存在什么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，了解这方面前沿动态。问题？请你查阅资料，了解这方面前沿动态。研究方面研究方面：克隆动物基因组重新编程机制尚不清楚，克隆动物基因组重新编程机制尚不清楚，克隆技术效率低，克隆动物畸形率高、死亡率高、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。易出现早衰等问题。这些问题尚在研究中。应用上应用上：生产克隆动物费用昂贵，距大规模应用还生产克隆动物费用昂贵，距大规模应用还有一定距离。有一定距离。第19页