高中生物动物细胞工程动物细胞培养和核移植技术原创

1、进行动物细胞培养时用胰蛋白酶分散细胞，说明细胞间 的主要物质是什么成分？用胃蛋白酶行吗？
主要：蛋白质。 不能。多数动物细胞培养的适宜PH为7.2-7.4，胃蛋白酶在此环境中会变性失活。
2、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？
主要成分：葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等。
为使核移植的胚胎或动物的遗传物质来自有重 要利用价值的动物提供的体细胞，在供体细胞的 细胞核移至受体细胞之前，必须将受体细胞核去 掉或将其破坏。
问题3
用于核移植的供体细胞一般都选用传 代10代以内的细胞，这是为什么？
培养的动物细胞一般当传代至10～50代左右时， 部分细胞核型可能会发生变化，其细胞遗传物质 也可能会发生突变，而10代以内的细胞一般能保 持正常的二倍体核型。因此，在体细胞核移植中， 为了保证供体细胞正常的遗传基础，通常采用传 代10代以内的细胞。
二、动物细胞核移植技术和克隆动物
问题1
我们能否利用类似植物组织培养获得 完整植物体的方法培养动物细胞，使 其发育成一个完整的个体？
不能，高度分化的植物细胞仍保持着全能性，而 动物细胞的全能性会随细胞分化程度的提高逐渐受 到限制，分化潜能逐渐变弱。
全能性高低：
植物细胞＞动物细胞
动物细胞特点？
• 分化潜能变窄：随着细胞分化程度的 提高而逐渐受到限制，分化潜能变窄， 这是指整体细胞而言。
细胞融合 重组 细胞
归纳:
胚胎移植
构建重组胚胎
代孕母体
生出与供体奶牛遗传 基础相同的犊牛
1.两阶段：核移植和胚胎移植
2.取卵细胞作受体细胞的原因是:它是最大的细胞,易操作,它发育可直接表达性状
3.严格来说新个体有卵母细胞的细胞质所以有两个亲本的性状
问题2
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？
2.2 动物细胞工程
2.2.1 动物细胞培养和核移植技术
重点难点
重点
▪ 动物细胞培养的过程及条件。 ▪ 用动物体细胞核移植技术克隆动物的
过程。
难点
▪ 用动物体细胞核移植技术克隆动物的 过程。
问题探讨
植物细胞工程常用的技术手段 有哪些？
用的技术手段 呢？
问题4
利用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 100%的复制吗？为什么？
克隆动物DNA主要来自于供体细胞核，但其 核外还有少量的DNA，即线粒体中的DNA是来 自于受体卵母细胞。所以用体细胞核移植方法 克隆的动物并不是供核动物完全相同的复制。
（四）体细胞核移植技术的应用前景
• 细胞核仍具有全能性：细胞核，它含 有保持物种遗传性所需的全套基因， 而且并没有因细胞分化而丢失基因， 因此高度分化细胞的细胞核仍具有全 能性
根据动物细胞核仍具有全能性 的特点,怎样将动物细胞的全能性 表达?
利用动物体细胞核移植技术
（一）概念
动物细胞核移植技术是将动物的一个细胞的 细胞核，移入到一个已经 去掉细胞核的中卵，母细使胞其 重组并发育成一个新的胚胎，该胚胎最终发育 成完整的动物个体。 利用核移植技术得到的动物称为 克隆动物。
3、温度和PH
36.5 +0.5度 ；PH为7.2-7.4。
补充合成培养基 中缺乏的物质
4、气体环境：
O2作用：进行 有氧 呼吸，提供能量
CO2作用：维持培养液的PH值
（95%空气和5% CO2 ）
一动物细胞培养
4、应用
•（1）生产蛋白质生物制品：病毒疫苗、干 扰素、单克隆抗体等。 •（2）获得大量自身的皮肤细胞，用于植皮。 •（3）用于检测有毒物质 •（4）用于生理、病理、药理等方面的研究， 为治疗和预防疾病提供理论依据
独特之处有：1、液体培养基 2、成分中有动物血清等
3、动物细胞培养能否像绿色植物组织培养那样最终培养成新 个体？
不能，动物细胞培养只能使细胞数目增多，不能发育成新的动物个体
比较项目 原理
培养基性质
植物组织培养 细胞的全能性 固体培养基
培养基特有成分 蔗糖、植物激素
培养结果 培养目的
植物体或组织
快速繁殖、培育 无病毒植株等
遗传物质未改变
细胞系：细胞株传代至50代后又出现细胞生 长停滞状态，只有部分细胞由于遗传物质的改 变，使其在培养条件下可以无限制传代，这种 传代细胞为细胞系。
遗传物质改变 具癌细胞特点
培养器皿
一动物细胞培养
3、条件：
1、无菌、无毒的环境
（添加一定量的抗生素，定期更换培养液）
2、营养
（葡萄糖、氨基酸、无机盐、微量元素、动物血清、血浆等
（三）体细胞核移植的过程（以高产奶牛为例）
无性生殖
甲牛
乙牛
体细胞
MⅡ卵 母细胞
克隆牛
培养 体细胞群
取出核
细胞核移植
去除核 显微操作法
去核卵 母细胞
核植入
代孕母牛丙
移植
胚胎移植
重组 卵细胞
物理或化学方法激活
卵裂
早期 胚胎
供体细胞（供核）
细胞培养
卵巢卵母细胞（MⅡ中期：供质）
去核
体细胞
注入
无核卵母细胞
原代培养：从机体取出后立即培养的细胞为 原代细胞。一般培养的第1代细胞与传10代以 内的细胞称为原代细胞培养。
传代培养：将原代细胞（10代以后）从培 养瓶中取出，配制成细胞悬浮液，分装到两 个或两个以上的培养瓶中继续培养，称为传 代培养。
细胞株：原代细胞一般传至10代左右细胞 生长停滞，大部分细胞衰老死亡，少数细胞 存活到40~50代，这种传代细胞为细胞株。
原理：细胞增殖
一动物细胞培养
2、过程：
阅读课本
注意关键词:
细胞贴壁 接触抑制 原代培养 传代培养
一动物细胞培养
一动物细胞培养
2、过程
取动物器官 和组织
幼龄动物
剪碎组织
胰蛋白酶处理 单个细胞
细胞悬浮液
胰蛋白酶处理
细胞贴壁 接触抑制
原代细胞培养
单个细胞
传代细胞培养
2、过程
取
动物胚胎或幼龄动物 的组织、器官 胰蛋白 酶
从动物机体中取出相关的 组织 ，将
它分散成 单个细胞 ，然后，放在适宜
的培养基中，让这些细胞 生长和增殖。
原理：细胞增殖
2、过程
取
动物胚胎或幼龄动物 的组织、器官 胰蛋白 酶
单个细胞
加入 培养 液
细胞悬浮液
接触抑制
贴满瓶壁的细胞 原代
1-10代细胞
培养
用 胰蛋白酶 处理 传代 培养
遗传物质 未改变
（二）哺乳动物核移植的类型
1. 胚胎细胞核移植 细胞分化程度低，恢复全能性 容易 2. 体细胞核移植 细胞分化程度高，恢复全能性 困难
（三）体细胞核移植的过程（以高产奶牛为例）
请看教材P48图2-21 思考： 1.核移植的受体细胞是什么？处在什么时期？
MⅡ中期卵母细胞
2.通过什么手段激活受体细胞，构建重组胚胎？ 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。
单个细胞
加入 培养 液
细胞悬浮液
接触抑制
贴满瓶壁的细胞 原代
1-10代细胞
培养
用 胰蛋白酶 处理 传代培养
40—50代细胞(细胞株)
无限传代（细胞系）
一动物细胞培养
细胞贴壁：指培养过程中，细胞贴附在瓶 壁上的现象。
要求：培养瓶或培养皿的内表面光滑、无毒。
细胞接触抑制
细胞在贴壁生长过程 中，随着细胞分裂，数量 不断增加，最后形成一个 单层，此时细胞间相互接 触，细胞分裂和生长停止， 数量不再增加。
教学过程
动物细胞工程：
动物细胞培养（基础） 动物细胞核移植 动物细胞融合 生产单克隆抗体
一动物细胞培养 1概念：
动物胚胎或 幼龄动物的组织、器官
如：肾、肺等 细胞生命力旺盛，分裂能
从动物机体中取出相关的 组织 ，将 它分散成 单个细胞 ，然后，放在适宜 的培养基中，让这些细胞 生长和增殖。
使细胞和培养液充分接触
40—50代细胞(细胞株)
遗传物质 已改变
无限传代（细胞系）
一动物细胞培养 3、条件：
1、无菌、无毒的环境
（添加一定量的抗生素，定期更换培养液）
2、营养
（葡萄糖、氨基酸、无机盐、微量元素、动物血清、血浆等。）
3、温度和PH
36.5 +0.5度 ；PH为7.2-7.4。
4、气体环境：
O2和 CO2（95%空气和5% CO2 ）
1.加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育； 2.保护濒危物种； 3.克隆转基因动物，生产医用蛋白；
4. 作为异种移植的供体，
5.人的核移植胚胎干细胞经诱导分化，形成相应 的组织、器官后，可用于组织器官的移植。
（五）体细胞核移植技术存在的问题
1.克隆动物存活率低，遗传缺陷多等； 2.克隆动物食品的安全性问题。
D.动物细胞培养
3.动物细胞培养与植物细胞培养的重要区别在于----（ A ） A.培养基不同； B.动物细胞培养不需要在无菌条件下进行； C.动物细胞可以传代培养，而植物细胞不能； D.动物细胞能够大量培养，而植物细胞只能培 养成植株。
一动物细胞培养 1概念：
动物胚胎或 幼龄动物的组织、器官
如：肾、肺等
动物细胞培养 细胞增殖
液体培养基
葡萄糖、动物血清
细胞株、细胞系 获得细胞
或细胞分泌蛋白
教学反馈
1、在动物细胞培养过程中遗传物质发生改变的细胞（A ） A．细胞系 B．细胞株 C．原代细胞 D．传代细胞
2、动物细胞工程技术的基础是 ----- （ D ） A.动物细胞融合 B.单克隆抗体