人教版 (2019)选择性必修3第2章 细胞工程第2节 动物细胞工程三 动物体细胞核移植技术和克隆动物教课ppt课件
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思考与回忆:1、动物细胞全能性特点? 随着细胞分化程度的提高而逐渐受到限制,分化潜能变窄。细胞核仍具有全能性。2、能否用植物组织培养的方法使动物细胞发育成动物个体? 不能。动物细胞和组织在体外培养的过程中,伴随一定的组织分化,不管采用什么手段和培养条件,由于细胞的运动、变化,细胞发生结构功能变异,结果长时间的培养只能使单一类型的细胞保存下来,最终成了简单的细胞培养。3、动物的细胞培养的理论依据(原理)? 细胞增殖
1、概念:动物细胞培养就是从动物有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.
(一)动物细胞培养过程
定义:人们通常将动物组织消化后的初次培养称为原代培养。
胚胎或幼龄动物器官组织
转入培养瓶内培养 ( 贴壁生长长成单层细胞。有接触抑制现象)。
细胞贴壁:在培养瓶悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上,称为细胞贴壁。
■培养瓶或培养皿壁要求:表面光滑、无毒、易于帖附。
当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时,细胞就会停止分裂增殖,这种现象称为细胞的接触抑制。
▲细胞株:传代细胞一般能传到40-50代,遗传物质一般不会发生改变,叫细胞株。
强调三:细胞系、细胞株(了解即可,老课本体系)
▲细胞系:传代50代以后不能再传下去,部分细胞遗传物质发生了改变,能连续传代,获得不死性,叫细胞系。
定义: 当原代培养的细胞处于接触抑制后, 用胰蛋白酶处理,使细胞从瓶壁上脱离下来,然后加入新的培养液,将细胞分离稀释,并从原培养瓶内转接到新的培养瓶内,这个过程称传代培养.(分瓶培养的过程)
4、总结:动物细胞培养过程
动物胚胎或幼龄动物的组织、器官
传代10代以内,遗传物质不改变,保持正常二倍体核型。
传代10-50代左右,增长缓慢以至于完全停止,部分细胞核型可能发生变化(遗传物质可能改变)
为什么用胰蛋白酶处理?
原代培养特点:细胞贴壁、接触抑制
继续传代培养少部分细胞获得不死性,细胞突变,遗传物质已经改变,等同于癌细胞。
细胞株:一般说遗传物质未改变
细胞系:遗传物质已改变
问题3:为什么用胰蛋白酶处理?
问题1:为什么选用动物胚胎或幼龄个体的器官或组织做动物细胞培养材料?
因为其细胞生命力旺盛,分化程度低,分裂能力强。
问题2:为什么培养前要将组织细胞分散成单个细胞?
动物组织细胞间隙中含有一定量的弹性纤维等蛋白质,胰蛋白酶处理可使动物组织细胞间的蛋白质和细胞外的其他成分酶解,获得单个细胞。
问题4:为什么用胰蛋白酶处理而不用胃蛋白酶?
动物细胞培养的最适PH值为7.2-7.4,胰蛋白酶作用的适宜PH为7.2-8.4,胃蛋白酶适宜PH为2.胃蛋白酶在PH为7.2-7.4的动物细胞培养中无活性。
问题5:用胰蛋白酶处理不会把所培养的细胞消化掉吗?
控制好时间!长时间处理当然会损伤细胞。
成块组织使细胞靠在一起限制了细胞的生长和增殖,且细胞不能与培养液充分接触,不利于培养。
1)无菌无毒 的环境:
适宜的温度:人和哺乳动物细胞最适温度为36.5±0.5℃。适宜的酸碱度:PH:7.2-7.4
液体合成培养基:(糖、氨基酸)、促生长因子、(水、无机盐、微量元素)等;通常还需加入血浆、血清等天然成分。
“95%空气+5%CO2”的混合气体培养箱。氧气是细胞代谢必须的; CO2维持培养液的PH。
对培养液和所有培养用具无菌处理;培养液中添加抗生素防止培养过程中污染;定期更换培养液以清除代谢产物,防止对培养细胞造成危害。
(二)动物细胞培养的条件
问题6、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?
问题7、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?
主要成分:(葡萄糖、氨基酸)、(水、无机盐)、促生长因子、微量元素和动物血清等。独特之处有:1、液体培养基 2、成分中有动物血清等
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
问题8、动物细胞培养的原理:
问题9、目前使用的或冷冻保存的正常细胞通常在10代以内,为什么?
10代以内的细胞遗传物质不改变,保持正常二倍体核型。
血清中含有蛋白质、氨基酸、葡萄糖、激素等,其中蛋白质主要为白蛋白和球蛋白。氨基酸有多种,是细胞合成蛋白质的基本成分,其中有些氨基酸动物细胞本身不能合成(称为必需氨基酸),必须由培养液提供。血清激素有胰岛素、生长激素等及多种生长因子(如表皮生长因子、成纤维细胞生长因子、类胰岛素生长因子等);血清还含有多种未知的促细胞生长因子、促贴附因子及其他活性物质,能促进细胞的生长、增殖和贴附。因此,细胞培养时,要保证细胞能够顺利生长和增殖,一般需添加10%~20%的血清。加血清的原因:人们对细胞所需营养物质还没有完全搞清楚加血清的目的:补充合成培养基中缺乏的物质
探究:为什么对动物细胞进行培养时通常要添加血清?
1、重要价值生物制品的生产 如病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体等2、应用于基因工程 主要用于作为受体细胞3、检测有毒物质,判断某种物质的毒性 4、细胞的生理、药理、病理研究 如用于筛选抗癌药物
(三)动物细胞培养技术的应用:
植物组织培养和动物细胞培养的比较:
二、动物体细胞核移植技术和克隆动物
1、定义: 动物核移植是将动物的一个细胞的细胞核,移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中.使其重组并发育成一个新的胚胎,这个新的胚胎最终发育为动物个体.
3、分类: 胚胎核移植、体细胞核移植。
胚胎细胞分化程度低,恢复其全能性相对容易。
动物体细胞分化程度高,恢复其全能性十分困难
2、原理: 动物细胞核具有全能性
(一)体细胞核移植过程
1)克隆羊多利培育过程:
◆特别注意:克隆动物性状与供体动物完全一样吗?
不可能!因为:一、供体动物只提供细胞核,而细胞质中的遗传物质(如线粒体DNA)来自于受体卵母细胞.二、生物的性状不仅与遗传物质有关,还受环境的影响。
1、写出AB所代表细胞工程名称:a表示: b表示:
2、实施细胞工程时,所需受体细胞大多采用卵母细胞的原因:
体积大,易操作。含有促使细胞核表达全能性的物质和营养条件。
3、多利面部毛色是: 根据遗传学原理说明判断依据。
4、若黑面绵羊的基因型为AA,白面绵羊的基因型为aa,则克隆羊的基因型为
多利全部的核基因都来自白面绵羊
◆取供体细胞传代培养10代以内的细胞.为什么?
◆用的是去核的减数第二次分裂中期细胞(MⅡ中期)为什么?
◆激活方法:◆激活目的:
◆胚胎移植至代孕受体内
受体:普通奶牛(卵母细胞的采集与培养)
1、体积大,易操作。2、含有促使细胞核表达全能性的物质和营养条件。
有人说它三个亲本,对吗?
1、供体细胞的采集与培养
5、用物理或化学方法激活受体细胞,使其完成减数分裂进程。
6电刺激促融使供体核进入受体卵母细胞,构建重组胚胎。
4、将供体细胞注入去核卵母细胞
3、显微操作去除卵母细胞中的核
2、受体卵母细胞的采集与体外培养
7、胚胎移植入代孕母牛体内
8、妊娠分娩与供体遗传物质基本相同的犊牛。
1.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?
为使核移植的胚胎或动物的遗传物质全部来自有重要利用价值的动物提供的体细胞
传代至10~50代左右细胞,部分细胞核型可能会发生变化,其细胞遗传物质可能会发生突变,而10代以内的细胞一般能保持正常的二倍体核型。
2.用于核移植的供体细胞一般都选用传代10代以内的细胞,想一想,这是为什么?
3.你认为用上述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?
线粒体中的DNA是来自于受体卵母细胞。
动物的一些行为、习性的形成与所处环境有很大关系
1.加速家畜遗传改良的进程
3. 生产医用蛋白质及组织器官的移植
4.了解胚胎发育和衰老过程;5.追踪研究疾病的发展过程和治疗疾病
(二)体细胞核移植技术的应用前景:
体细胞核移植技术存在的问题
(1)成功率非常低(2)克隆动物易表现早衰、生理缺陷等健康问题 成功率低,绝大多数克隆动物存在健康问题并表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。
2、动物细胞培养的特点 ( )①细胞贴壁 ②有丝分裂 ③细胞分化 ④接触抑制 ⑤减数分裂 ⑥原代培养一般传1-10代A、①②④⑥ B、②③④⑤C、①③④⑥ D、③④⑤⑥
1、在动物细胞培养过程中遗传物质发生改变的细胞是 ( ) A.获得不死性的细胞 B.10代以内细胞 C.原代细胞 D.传代细胞
3、下图是动物细胞培养的基本过程示意图。请据此回答:(1)容器A中放置的是动物器官或组织。它一般取自______________________。(2)容器A中的动物器官或组织首先要进行的处理是 ,然后用 酶处理,这是为了使细胞分散开来,这样做的目的是 。
使细胞与培养液充分接触,便于培养
(3)培养首先在B瓶中进行,瓶中的培养基成分有 ________等。在此瓶中培养一段时间后,有许多细胞衰老死亡,培养到第 代以内细胞遗传物质不变,到这时的培养称为__ 。(4)为了把B瓶中的细胞分装到C瓶中,用 处理,然后配置成 ,再分装。称为__________.
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