2.2.1_动物细胞培养和核移植技术(苗)

植物细胞工程植物细胞工程植物细胞工程技术植物细胞工程技术植物细胞工程应用植物细胞工程应用动物细胞培养技术动物细胞培养技术是其他动物细胞工程技术是其他动物细胞工程技术的基础。的基础。胰蛋白酶胰蛋白酶胶原蛋白酶胶原蛋白酶.培养条件动物动物组织组织分散成分散成单个细胞单个细胞细胞细胞悬液悬液培养培养胰蛋白酶胰蛋白酶胶原蛋白酶胶原蛋白酶原代原代培养培养传代传代培养培养胚胎的细胞或刚出生不久动物的组织胚胎的细胞或刚出生不久动物的组织B刀锋课件动物胚胎或幼龄动动物胚胎或幼龄动物的组织、器官物的组织、器官胰蛋白酶胰蛋白酶剪碎剪碎单个细胞单个细胞加培养液加培养液制成制成细胞悬浮液细胞悬浮液原代培养原代培养细胞增殖细胞增殖部分细胞部分细胞无限传代无限传代去掉组织间去掉组织间蛋白蛋白动物细胞培养不能动物细胞培养不能最终培养成生物体最终培养成生物体传代培养传代培养动物细胞培养动物细胞培养B刀锋课件1、植物组织培养过程将组织分散成单个细胞的吗？、植物组织培养过程将组织分散成单个细胞的吗？、动物细胞培养过程将组织分散成单个细胞的吗？、动物细胞培养过程将组织分散成单个细胞的吗？、为何动物细胞培养过程将组织分散成单个细胞的呢？、为何动物细胞培养过程将组织分散成单个细胞的呢？、如何将动物组织分散成单个的细胞呢？、如何将动物组织分散成单个的细胞呢？、胰蛋白酶的作用是什么呢？由此可说明细胞间的物质、胰蛋白酶的作用是什么呢？由此可说明细胞间的物质是什么成份？是什么成份？没有没有是是成块的组织细胞靠在一起成块的组织细胞靠在一起,彼此限制了细胞的生长和增殖彼此限制了细胞的生长和增殖先用剪刀剪碎先用剪刀剪碎,后用蛋白酶处理后用蛋白酶处理胰蛋白酶水解蛋白质胰蛋白酶水解蛋白质细胞间的成份是蛋白质细胞间的成份是蛋白质B刀锋课件、细胞膜的主要成份是什么？、细胞膜的主要成份是什么？、胰蛋白酶能将细胞消化掉吗？、胰蛋白酶能将细胞消化掉吗？、既然胰蛋白酶能将细胞消化掉，那将动物组织分散、既然胰蛋白酶能将细胞消化掉，那将动物组织分散成单个细胞要注意什么问题呢？成单个细胞要注意什么问题呢？、能够用胃蛋白酶代替胰蛋白酶吗？为什么？、能够用胃蛋白酶代替胰蛋白酶吗？为什么？、动物细胞培养取材时，一般是取胚胎组织或幼、动物细胞培养取材时，一般是取胚胎组织或幼龄动物的组织或器官，请解释原因？龄动物的组织或器官，请解释原因？蛋白质和磷脂蛋白质和磷脂能能注意时间的控制注意时间的控制不能，因为两的最适不能，因为两的最适PH不同，而正常组织细胞的生存环不同，而正常组织细胞的生存环境与胰蛋白酶的最适境与胰蛋白酶的最适PH较接近较接近胚胎组织或幼龄动物的组织或器官分裂、增殖旺盛胚胎组织或幼龄动物的组织或器官分裂、增殖旺盛B刀锋课件11、动物细胞培养瓶内表面为何要光滑、无毒？、动物细胞培养瓶内表面为何要光滑、无毒？12、培养瓶中的细胞培养到什么时候就不再分裂、增殖？、培养瓶中的细胞培养到什么时候就不再分裂、增殖？13、如此时细胞数量并未达到人们的需求，应该怎样办？、如此时细胞数量并未达到人们的需求，应该怎样办？易于培养细胞贴壁，进行生长增殖易于培养细胞贴壁，进行生长增殖当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞分裂当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞分裂就会停止分裂增殖，这种现象叫接触抑制。就会停止分裂增殖，这种现象叫接触抑制。将贴满细胞壁的细胞用胰蛋白酶处理，然后继续增殖。将贴满细胞壁的细胞用胰蛋白酶处理，然后继续增殖。这样的过程叫做传代培养这样的过程叫做传代培养B刀锋课件14、如何理解原代培养和传代培养？、如何理解原代培养和传代培养？15、传代培养的细胞能一直传代下去吗？、传代培养的细胞能一直传代下去吗？16、有些为何能一直传下去吗？、有些为何能一直传下去吗？17、动物细胞培养就是为了得到这些细胞吗？、动物细胞培养就是为了得到这些细胞吗？18、人类一般保存的是哪类细胞呢？为什么？、人类一般保存的是哪类细胞呢？为什么？上述过程中，在第一培养瓶中培养就是原代培养，上述过程中，在第一培养瓶中培养就是原代培养，之后转移到其它培养瓶中培养就是传代培养之后转移到其它培养瓶中培养就是传代培养不都能不都能发生突变，朝着癌细胞方向发展发生突变，朝着癌细胞方向发展不是不是保存保存10代以内的细胞，因为代以内的细胞，因为1050代部分细胞的代部分细胞的细胞核型可能发生变化，有少部分还发生突变向癌细胞核型可能发生变化，有少部分还发生突变向癌细胞方向发展细胞方向发展B刀锋课件动物动物胚胎胚胎或或幼龄幼龄动动物的组织、器官物的组织、器官胰蛋白酶胰蛋白酶剪碎剪碎单个细胞单个细胞加培养液加培养液制成制成细胞细胞悬浮悬浮液液原代培原代培养养细胞增殖细胞增殖部分细胞部分细胞无限传代无限传代去掉组织去掉组织间蛋白间蛋白动物细胞培养不能动物细胞培养不能最终培养成生物体最终培养成生物体传代培传代培养养B刀锋课件B刀锋课件B刀锋课件相互接触相互接触接触抑制接触抑制单层单层胰蛋白酶胰蛋白酶衰老或死亡衰老或死亡不死性不死性降低降低减少减少B刀锋课件活细胞的膜具有活细胞的膜具有选择透过性，大分子染料不能进入细胞，故不染色。选择透过性，大分子染料不能进入细胞，故不染色。中中低温新陈代谢新陈代谢酶抗原抗原B刀锋课件多细胞动物和人体的细胞都生活在内环境中，根据你所学的知识，认为体培养细胞应该模拟内环境的哪些内容呢？B刀锋课件保证细胞顺利的保证细胞顺利的生长增殖生长增殖培养条件：培养条件：B刀锋课件动物细胞培养液的主要成分：动物细胞培养液的主要成分：葡萄糖葡萄糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素、维生素、微量元素、维生素、血清、血浆血清、血浆等。等。与植物培养基相比与植物培养基相比其特点是：其特点是：（1 1）液体培养基）液体培养基（2 2）含有血清、血浆）含有血清、血浆动物体细胞大都生动物体细胞大都生活在活在液体液体的环境的环境培养条件：培养条件：B刀锋课件培养条件：培养条件：1、无菌、无毒的环境、无菌、无毒的环境（添加一定量的抗生素，定期更换培养液）（添加一定量的抗生素，定期更换培养液）2、营养（、营养（葡萄糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、葡萄糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素、维生素、血清、血浆等。合成培养基）微量元素、维生素、血清、血浆等。合成培养基）B刀锋课件思考题思考题动物细胞培养液的主要成分是什么？动物细胞培养液的主要成分是什么？较植物组培培养基有何独特之处？较植物组培培养基有何独特之处？主要成分：主要成分：葡萄糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、葡萄糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素、维生素、血清、血浆等。微量元素、维生素、血清、血浆等。独特之处有：独特之处有：1、液体培养基、液体培养基 2、成分中有血清、血浆等、成分中有血清、血浆等B刀锋课件获得细胞获得细胞 或细胞产物或细胞产物细胞的全能性细胞的全能性细胞数目增多细胞数目增多一般为植物体一般为植物体培养结果培养结果快速繁殖、培育快速繁殖、培育脱毒作物等脱毒作物等培养目的培养目的葡萄糖、动物血清葡萄糖、动物血清促生长因子促生长因子蔗糖、植物激素蔗糖、植物激素培养基特有成分培养基特有成分液体培养基液体培养基固体培养基固体培养基培养基性质培养基性质细胞增殖细胞增殖原理原理动物细胞培养动物细胞培养植物组织培养植物组织培养比较项目比较项目植物细胞和动物细胞培养的比较植物细胞和动物细胞培养的比较.动物细胞培养动物细胞培养核移植技术核移植技术母绵羊母绵羊A 乳腺细胞乳腺细胞（体细胞）（体细胞）母绵羊母绵羊B未受精的未受精的卵细胞卵细胞 母绵羊母绵羊C“多莉多莉”新的卵细胞发育成早期胚胎新的卵细胞发育成早期胚胎去核卵细胞去核卵细胞提取细胞核提取细胞核核移植核移植胚胎移植胚胎移植B刀锋课件（M卵母细胞）卵母细胞）减数第二次分裂中期减数第二次分裂中期2.2.结合结合P48图图2-21，叙述克隆高产奶牛的培育过程。叙述克隆高产奶牛的培育过程。将供体细胞注入去核卵母细胞将供体细胞注入去核卵母细胞核移植核移植胚胎移植胚胎移植供体细胞培养供体细胞培养1、对、对比多莉羊和课本高产奶牛的克隆过程，找出比多莉羊和课本高产奶牛的克隆过程，找出操作过程的不同点？操作过程的不同点？2、讨论分、讨论分析上述哪一种措施更科学？并说明理由？析上述哪一种措施更科学？并说明理由？MM卵母细胞卵母细胞细胞质中含有的物质更易支持胚胎的全细胞质中含有的物质更易支持胚胎的全程发育，用它作受体更容易成功。程发育，用它作受体更容易成功。将供体细胞注入受体细胞，使克隆动物更像供体动物，将供体细胞注入受体细胞，使克隆动物更像供体动物，操作也方便。操作也方便。思考与讨论：思考与讨论：（1 1）多莉克隆过程中）多莉克隆过程中受体细胞受体细胞是是去核卵细胞，去核卵细胞，高产奶高产奶牛克隆过程中牛克隆过程中受体细胞受体细胞是是去核卵母细胞。去核卵母细胞。（2 2）多莉克隆过程是将）多莉克隆过程是将供体细胞核供体细胞核注入受体细胞，而注入受体细胞，而 高产奶牛的克隆过程是将高产奶牛的克隆过程是将供体细胞供体细胞注入受体细胞。注入受体细胞。、在体细胞的细胞核移植到受体卵母细胞之前，、在体细胞的细胞核移植到受体卵母细胞之前，为什么必须先去掉受体卵母细胞的核？为什么必须先去掉受体卵母细胞的核？为使核移植动物的核遗传物质全部来自有为使核移植动物的核遗传物质全部来自有利用价值的动物提供的细胞。利用价值的动物提供的细胞。、用于核移植的供体细胞一般都选用传代、用于核移植的供体细胞一般都选用传代1010代代以内的细胞，为什么？以内的细胞，为什么？10 10代以内的细胞一般保持正常二倍体的核型，代以内的细胞一般保持正常二倍体的核型，未发生突变。未发生突变。讨讨 论：论：3 3、体细胞核移植方法生产的克隆动物是对体细胞、体细胞核移植方法生产的克隆动物是对体细胞供体动物进行了供体动物进行了100%100%的复制吗？为什么？的复制吗？为什么？克隆动物绝大部分克隆动物绝大部分DNADNA来自供体细胞核，但核外还来自供体细胞核，但核外还有少部分有少部分DNADNA（如线粒体（如线粒体DNADNA）来自受体卵母细胞。）来自受体卵母细胞。不是不是B刀锋课件（三）体细胞核移植技术的应用前景（三）体细胞核移植技术的应用前景阅读阅读P49-501、畜牧业方面：、畜牧业方面：2、医药卫生方面：、医药卫生方面：可以加速家畜遗传改良的进程，促进优良畜群繁育。可以加速家畜遗传改良的进程，促进优良畜群繁育。保护濒危物种，增加其存活数量保护濒危物种，增加其存活数量生产医用蛋白质生产医用蛋白质 组织器官的移植组织器官的移植3、其他领域、其他领域了解胚胎发育及衰老过程了解胚胎发育及衰老过程更好追踪研究疾病的发展过程、治疗疾病更好追踪研究疾病的发展过程、治疗疾病B刀锋课件（四）体细胞核移植技术存在的问题（四）体细胞核移植技术存在的问题1、成功率低、成功率低2、克隆动物存在健康问题、克隆动物存在健康问题B刀锋课件植物组织培养、动物细胞培养和核移植的比较植物组织培养、动物细胞培养和核移植的比较B刀锋课件与外植体完全相同的个体与外植体完全相同的个体相同分化程度的细相同分化程度的细胞群胞群与供体基本相同的与供体基本相同的个体个体细胞的脱分化、再分化、细胞的脱分化、再分化、分化分化细胞分化、细胞癌变细胞分化、细胞癌变核融合、细胞分化核融合、细胞分化【高考警示钟【高考警示钟】1.1.植物组织培养和动物细胞培养过程都存在细胞的培养过植物组织培养和动物细胞培养过程都存在细胞的培养过程，但植物细胞可以先分裂再分化，而动物细胞不分化只程，但植物细胞可以先分裂再分化，而动物细胞不分化只分裂。分裂。2.2.区分原代培养和传代培养的关键是是否分瓶培养。贴壁区分原代培养和传代培养的关键是是否分瓶培养。贴壁生长到一定程度需要用胰蛋白酶处理，然后再分瓶培养，生长到一定程度需要用胰蛋白酶处理，然后再分瓶培养，原代培养结束，开始了传代培养。原代培养结束，开始了传代培养。3.3.植物组织培养成的植株与提供外植体的植株完全相同，植物组织培养成的植株与提供外植体的植株完全相同，而动物细胞核移植形成的个体与供体大部分性状相同，也而动物细胞核移植形成的个体与供体大部分性状相同，也有部分性状与受体相同。有部分性状与受体相同。B刀锋课件【典例训练【典例训练1 1】人的血清白蛋白人的血清白蛋白(HAS)(HAS)在临床上需求量很大，通在临床上需求量很大，通常从血液中提取。但由于艾滋病病毒等的威胁与日俱增，使人常从血液中提取。但由于艾滋病病毒等的威胁与日俱增，使人们对血液制品的使用顾虑重重。如果应用现代生物科学技术，们对血液制品的使用顾虑重重。如果应用现代生物科学技术，将人的血清白蛋白基因导入奶牛细胞中，那么利用牛的乳汁生将人的血清白蛋白基因导入奶牛细胞中，那么利用牛的乳汁生产血清白蛋白就会安全、高效地满足人类需求。如图是利用奶产血清白蛋白就会安全、高效地满足人类需求。如图是利用奶牛乳汁生产人类血清白蛋白的图解，根据图示回答：牛乳汁生产人类血清白蛋白的图解，根据图示回答：(1)(1)以上过程涉及的现代生物技术中，属于细胞工程的有以上过程涉及的现代生物技术中，属于细胞工程的有_。(2)(2)在基因工程中，我们称在基因工程中，我们称为目的基因，请举出获取目的基因为目的基因，请举出获取目的基因的主要方法：的主要方法：_(_(至少答两种至少答两种)。在在进入进入之前要构建基因表达载体，这是基因工程的核心，之前要构建基因表达载体，这是基因工程的核心，除目的基因外，基因表达载体还必须含有除目的基因外，基因表达载体还必须含有_，将，将导入导入的常用方法是的常用方法是_。(4)(4)用用细胞进行培养发育成胚胎时，一般不超过细胞进行培养发育成胚胎时，一般不超过_代，原因代，原因是是_，此培养过程与植物细胞培养所用的，此培养过程与植物细胞培养所用的培养基有何不同？培养基有何不同？_。(5)(5)将将送入送入的最佳时期是的最佳时期是_期。期。(3)图中图中一般经过一般经过_处理可以得到处理可以得到，从，从到到的的过程中一般利用未受精的卵母细胞去核后作为受体细胞，对卵母过程中一般利用未受精的卵母细胞去核后作为受体细胞，对卵母细胞的去核处理一般选择在细胞的去核处理一般选择在_期进行。期进行。B刀锋课件【解析】(1)图中形成的过程为核移植，由重组细胞发育成的过程需经动物细胞培养。(2)获取目的基因的方法主要有PCR扩增技术、人工合成法和从基因文库中提取法，获取的目的基因导入动物细胞常用显微注射法。(3)动物组织分散成单个细胞常用胰蛋白酶处理，对卵母细胞的去核处理一般选择在M时期。(4)动物细胞培养时，一般不超过10代，超过10代后细胞的核型可能会发生变化。(5)胚胎移植的最佳时期是桑椹胚或囊胚期。【解题指南【解题指南】1.考查实质：动物细胞核移植过程、基因工程操作过程。考查实质：动物细胞核移植过程、基因工程操作过程。2.解题关键：解题关键：(1)明确明确过程是将目的基因导入受体细胞，过程是将目的基因导入受体细胞，的形成过程为核移植；的形成过程为核移植；(2)明确细胞培养在明确细胞培养在10代以内，细胞核型不会发生变化。代以内，细胞核型不会发生变化。B刀锋课件答案：答案：(1)(1)核移植技术、动物细胞培养核移植技术、动物细胞培养(2)(2)基因文库中提取、基因文库中提取、PCRPCR技术扩增、人工化学合成技术扩增、人工化学合成(两种即可两种即可)启动子、终止子、标记基因启动子、终止子、标记基因 显微注射法显微注射法(3)(3)胰蛋白酶或胶原蛋白酶胰蛋白酶或胶原蛋白酶 M(M(或减数第二次分裂中或减数第二次分裂中)(4)10 10(4)10 10代以内的细胞，细胞核型不发生变化代以内的细胞，细胞核型不发生变化此培养基中加入动物血清、血浆等此培养基中加入动物血清、血浆等 (5)(5)桑椹胚或囊胚桑椹胚或囊胚【变式【变式】（20122012桐城模拟）某同学在学习桐城模拟）某同学在学习“细胞工程细胞工程”时，时，列表比较了动植物细胞工程的有关内容，你认为有几处错误列表比较了动植物细胞工程的有关内容，你认为有几处错误B刀锋课件A A0 B0 B1 C1 C2 D2 D3 3【解析【解析】选选D D。动物的组织块剪碎后只能用胰蛋白酶处理，而。动物的组织块剪碎后只能用胰蛋白酶处理，而不能用胃蛋白酶处理；植物的原生质体的促融方法可用物理法不能用胃蛋白酶处理；植物的原生质体的促融方法可用物理法或化学法，而不用生物法；植物组织培养的培养基中的糖需用或化学法，而不用生物法；植物组织培养的培养基中的糖需用蔗糖，不用葡萄糖。蔗糖，不用葡萄糖。B刀锋课件、用动物体细胞进行克隆的过程、用动物体细胞进行克隆的过程,其实其实际操作过程是什么？际操作过程是什么？动物克隆过程的实际是动物克隆过程的实际是细胞核移植细胞核移植不不思考题思考题对比：动物细胞培养、植物组织培对比：动物细胞培养、植物组织培养养.植物组织培养技术植物组织培养技术动物细胞培养技术动物细胞培养技术原理原理培养基培养基结果结果分散处理分散处理脱分化脱分化