课件60张PPT。 植物细胞工程常用的技术手段有哪些?
那么动物细胞工程常用的技术手段 呢? 植物组织培养, 植物体细胞杂交问题探讨 2.2 动物细胞工程生产单克隆抗体等 动物细胞工程常用的技术动物细胞培养动物细胞核移植动物细胞融合是其他动物细胞工程技术的基础。2.2.1动物细胞培养和核移植技术
从动物机体中取出相关的 ,将它分散成 ,然后,放在适宜的培养基中,让这些细胞 。 (一)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,分裂能力强
组织单个细胞生长和增殖原理:细胞增殖使细胞和培养液充分接触
一.动物细胞培养过程? 注意关键词:
细胞贴壁
接触抑制
原代培养
传代培养
胰蛋白酶或 胶原蛋白酶
动物组织(剪碎)分散成单个细胞细胞悬液胰蛋白酶或胶原蛋白酶原代培养传代培养动物细胞培养过程强调一:细胞贴壁过程■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。
(单层细胞)强调二:接触抑制细胞的接触抑制强调三:原代培养:指将要培养的动物细胞取出后,先用胰蛋白酶等使组织分散成单个细胞,然后配制成一定浓度的细胞悬浮液,再将该悬浮液放入培养瓶中培养。传代培养:将原代细胞从培养瓶中取出,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。(二) 动物细胞培养过程胚胎或幼龄动物的组织器官细胞悬液10代细胞50代细胞剪碎胰蛋白酶或胶原蛋白酶原代培养用胰蛋白酶分散细胞,说明细胞间的物质主要是蛋白质。动物细胞培养适宜的PH为7.2—7.4,此环境下胃蛋白酶(2.0)没有活性,而胰蛋白酶(7.2-8.4)的活性较高。比老龄动物的组织细胞增殖能力强,有丝分裂旺盛。分化程度越低,繁殖能力越强,越容易培养。动物细胞培养不能最终培养成生物体动物组织细胞间隙中含有一定量的弹性纤维等蛋白质,将细胞网络起来形成具有一定弹性和韧性的组织和器官。贴壁生长
接触抑制10代以内,保持正常二倍体核型传代培养总结:动物细胞培养过程动物胚胎或幼龄动物的组织、器官配置细胞悬液剪碎用胰蛋白酶处理10代细胞转入培养瓶 10-50代细胞传代培养无限传代单个细胞加培养液稀释传代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)分瓶传代培养原代培养特点: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。原代培养细胞株:细胞能传代到40-50代,遗传物质没有发生改变,这种传代细胞叫细胞株。强调:细胞株、细胞系(了解即可,老课本体系)细胞系:传代50代以后又出现细胞生长停滞状态,部分细胞遗传物质发生了改变,能连续传代,获得不死性,这种传代细胞叫细胞系。▲细胞株和细胞系的区别: 细胞系的遗传物
质改变,具有癌细胞的特点,失去接触抑
制,容易传代培养。动物胚胎或幼龄动物的组织、器官(取材)细胞悬液10代细胞传代培养无限传代单个细胞加培养液(分解细胞间的蛋白质)原代培养过程:动物组织细胞间隙中含有一定量蛋白质2、过程取 的组织、器官细胞悬浮液 酶 贴满瓶壁的细胞单个细胞加入 液动物胚胎或幼龄动物胰蛋白 培养接触抑制原代 培养1-10代细胞40—50代细胞(细胞株)传代培养无限传代(细胞系)用 处理胰蛋白酶有关概念:原代培养:指将要培养的动物细胞取出后,先用胰蛋白酶等使组织分散成单个细胞,然后配制成一定浓度的细胞悬浮液,再将该悬浮液放入培养瓶中培养。传代培养:将原代细胞从培养瓶中取出,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。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。细胞株和细胞系的区别: 细胞系的遗传物质改变,具有癌细胞的特点,失去接触抑制,容易传代培养。如何界定原代培养和传代培养;细胞株和细胞系?遗传物质改变要求培养瓶内表面光滑、无毒,易于贴附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? 这些组织或器官上的细胞生命力旺盛,分裂能力强2、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,而不能发育成个体3、胰蛋白酶能将细胞消化掉吗?能4、能够用胃蛋白酶代替胰蛋白酶吗?为什么? 不能,因为两者的最适PH不同,而正常组织细胞的生存环境与胰蛋白酶的最适PH较接近5、如何理解原代培养和传代培养?6、传代培养的细胞能一直传代下去吗?7、有些为何能一直传下去?8、动物细胞培养就是为了得到这些细胞吗?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不都能发生突变,朝着癌细胞方向发展不全是9、人类一般保存的是哪类细胞呢?为什么?保存10代以内的细胞,因为10-50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方向发展1、无菌、无毒的环境
(二)动物细胞培养的条件培养液和培养器具无菌处理
添加一定量的抗生素
定期更换培养液
(二)动物细胞培养的条件1、无菌、无毒的环境
2、营养补充合成培养基中缺乏的物质葡萄糖、氨基酸、无机盐、微量元素、促生长因子、动物血清、血浆等思考:动物细胞培养基较植物组培培养基有何独特之处?独特之处有:1、液体培养基
2、成分中有动物血清等动物细胞培养和植物组织培养最重要的区别:培养基的不同(二)动物细胞培养的条件1、无菌、无毒的环境
2、营养
3、温度和PH
36.5 +0.5度
PH为7.2-7.4(二)动物细胞培养的条件1、无菌、无毒的环境
2、营养
3、温度和PH
4、气体环境:
O2:呼吸作用
CO2:维持培养液的PH值(95%空气和5% CO2 )2、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?1、动物细胞培养基较植物组培培养基有何独特之处?独特之处有:1、液体培养基
2、成分中有动物血清等 这些组织或器官上的细胞生命力旺盛,分裂能力强3、为什么培养前要将组织细胞分散成单个细胞?防止细胞间接触抑制现象,使细胞与培养液更充分接触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,而不能发育成个体4、胰蛋白酶能将细胞消化掉吗?能7、能够用胃蛋白酶代替胰蛋白酶吗?为什么? 不能,因为两者的最适PH不同,而正常组织细胞的生存环境与胰蛋白酶的最适PH较接近动物细胞培养植物组织培养植物细胞的全能性细胞株、细胞系植物体或组织快速繁殖、培育无病毒植株等葡萄糖、动物血清蔗糖、植物激素液体培养基固体培养基细胞增殖培养结果培养目的培养基特有成分培养基性质原理(1)生产蛋白质生物制品:病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体等。
(2)培养健康细胞用于烧伤病人皮肤移植
(3)用于检测有毒物质
(4)用于生理、病理、药理等方面的研究(三)动物细胞培养的应用 1、在动物细胞培养过程中遗传物质发生改变的细胞( ) 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 ----- ( )
A.动物细胞融合 B.单克隆抗体
C.胚胎移植 D.动物细胞培养 AD 3.动物细胞培养与植物细胞培养的重要区别在于----( )
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。
A教学反馈复习:动物细胞培养过程动物胚胎或幼龄动物的组织、器官配置细胞悬液剪碎用胰蛋白酶处理10代细胞转入培养瓶 10-50代细胞传代培养无限传代单个细胞加培养液稀释传代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)分瓶传代培养原代培养特点: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。原代培养动物细胞培养的条件1、无菌、无毒的环境
2、营养
3、温度和PH
4、气体环境:
O2:呼吸作用
CO2:维持培养液的PH值(95%空气和5% CO2 )下图是动物细胞培养的基本过程示意图。请据此图回答
(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_______________.
(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,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。
(5)在C瓶中正常培养了一段时间后,发现细胞全部死亡。原因是_________________________。幼龄动物的器官或组织、动物胚胎用剪刀剪碎 胰蛋白 使每个细胞能与培养液接触 葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清 原代培养胰蛋白酶 细胞悬浮液细胞没有发生癌变
如何使动物细胞的全能性表达出来?
利用动物细胞核移植技术二.动物细胞核移植技术和克隆动物 将动物的一个细胞核,移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中,使其重组并发育成为一个新的胚胎,这个新的胚胎最终发育为动物个体(克隆动物)分
类细胞分化程度低,恢复全能性容易 细胞分化程度高,恢复全能性不容易(一)、 动物细胞核移植概念:(二)、体细胞核移植的过程: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?用此细胞作为受体细胞有什么好处?
2.通过什么手段激活受体细胞,构建重组胚胎? MⅡ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
细胞分裂和发育进程。卵母细胞体积大,便于操作;
含有营养物质丰富,提供早期胚胎发育所需的营养;含有激活细胞核体现全能性的物质。(二)体细胞核移植的过程(以高产奶牛为例)培养取出核甲牛
供体乙牛
受体去除核核植入卵裂早期重组胚胎代孕母牛丙移植克隆牛(遗传物质与甲基本相同)细胞核移植胚胎移植物理或化学方法激活显微操作法供体细胞
(供核)细胞培养体细胞 卵巢卵母细胞(MⅡ中期:供质)去核无核卵
母细胞注入细胞
融合重组细胞构建重组
胚胎胚胎
移植代孕
母体生出与供体奶牛遗传基础相同的犊牛归纳:
1.共分成两大阶段:核移植和胚胎移植
2.严格来说新个体有两个亲本的性状核移植过程1、克隆过程运用的技术手段?动物体细胞核移植、动物细胞培养和胚胎移植2、结论?高度分化的动物细胞核也具有全能性P49讨论: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
来自有重要利用价值的动物提供的体细胞
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?
绝大部分DNA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。此外,即便动物的遗传基础完全相同,但动物的
一些行为、习性的形成与所处环境有很大关系,
核供体动物生活的环境与克隆动物所生活的环境
不会完全相同,其形成的行为、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100%的复制。
1、在畜牧业中可
以加速家畜遗传
改良的进程.2、保护濒危物种.3、医药卫生领域生产医用蛋白质及组织器官的异种移植供体.(三)体细胞核移植技术的应用前景克隆动物的研究意义1.克隆动物作为生物反应器,生产医用蛋白
2.改良动物品种
3.治疗人类疾病,作为异种移植的供体
4.保护濒危动物1.许多克隆动物表现出遗传和生理缺陷,如体型过大,异常肥胖,发育困难,免疫失调等。
2.成功率非常低
3、克隆动物食品的安全性问题。
(四)体细胞核移植技术存在的问题1、在动物细胞培养过程中遗传物质发生改变的细胞( ) 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 ( )
A.动物细胞融合 B.单克隆抗体
C.胚胎移植 D.动物细胞培养AD3.动物细胞培养与植物细胞培养的重要区别在于
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。
A教学反馈1、一般说来,动物细胞体外培养需要满足以下条件( )①无毒的环境 ②无菌的环境 ③培养基需要加入血清 ④温度与动物体温相似 ⑤需要O2,不需要CO2 ⑥CO2能调节培养液PHA、①②③④⑤⑥ B、 ①②③④
C、①③④⑤⑥ D、 ①②③④⑥D教学反馈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 ⑥1-10代的细胞遗传物质没有改变
A、①②④⑥ B、②③④⑤
C、①③④⑥ D、③④⑤⑥A 3.动物细胞培养与植物细胞培养的重要区别在于---( )
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。A4.关于动物细胞培养的有关叙述,正确的是( )
A.细胞的癌变发生于原代培养向传代培养的过渡过程中
B.动物细胞培养液中通常含有葡萄糖、氨基酸、
无机盐、生长素和动物血清等
C.动物细胞培养的目的只是获得大量的细胞分泌蛋白
D.动物细胞培养前和培养过程中都要用胰蛋白酶处理D9.下列哪项不属于体细胞核移植技术的应用( )
A.加速家畜遗传改良进程,促进优良畜群繁育
B.保护濒危物种
C.获得组织器官异体移植的供体
D.大量产生紫杉醇D10、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 。
动物胚胎或幼龄动物剪碎胰蛋白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,瓶中的培养基特有成分有 _______________等。(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。
`动物血清胰蛋白酶细胞悬液