高中生物选修三专题二动物细胞培养和核移植技术课件(第一课时)(共70张PPT)

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名称 高中生物选修三专题二动物细胞培养和核移植技术课件(第一课时)(共70张PPT)
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文件大小 1.5MB
资源类型 教案
版本资源 人教版(新课程标准)
科目 生物学
更新时间 2016-04-15 21:31:00

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课件70张PPT。专题2 细胞工程2.2动物细胞工程2.2.1 动物细胞培养和核移植技术一、动物细胞培养
1、动物细胞培养的概念 :
是从动物机体中取出相关细胞,将它分散成单个细胞,放在适宜的培养基中,让这些细胞生长和增殖。
进行动物细胞培养的原理: 细胞增殖
进行植物组织培养的原理: 细胞全能性
动物细胞培养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1.动物细胞培养1.2 动物细胞培养过程1.2 动物细胞培养过程胚胎或幼龄动物的组织器官1.2 动物细胞培养过程胚胎或幼龄动物的组织器官  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。1.2 动物细胞培养过程胚胎或幼龄动物的组织器官剪碎胰蛋白酶1.2 动物细胞培养过程胚胎或幼龄动物的组织器官剪碎胰蛋白酶  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。1.2 动物细胞培养过程胚胎或幼龄动物的组织器官剪碎胰蛋白酶  动物细胞培养适宜的PH为7.2—7.4,此环境下胃蛋白酶(1.5)没有活性,而胰蛋白酶(7.2-8.4)的活性较高。1.2 动物细胞培养过程胚胎或幼龄动物的组织器官细胞悬液剪碎胰蛋白酶细胞贴壁过程1.2 动物细胞培养过程胚胎或幼龄动物的组织器官细胞悬液剪碎胰蛋白酶原代培养贴壁生长接触抑制3.有关概念:原代培养:从机体取出后立即培养的细胞为原代细胞。1.2 动物细胞培养过程胚胎或幼龄动物的组织器官细胞悬液剪碎胰蛋白酶原代培养贴壁生长接触抑制原代细胞1.2 动物细胞培养过程胚胎或幼龄动物的组织器官细胞悬液剪碎胰蛋白酶原代培养贴壁生长接触抑制传代培养洗涤、稀释、分离原代细胞原代培养:从机体取出后立即培养的细胞为原代细胞。
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。3.有关概念:1.2 动物细胞培养过程胚胎或幼龄动物的组织器官细胞悬液剪碎胰蛋白酶原代培养贴壁生长接触抑制传代培养洗涤、稀释、分离原代细胞传代细胞1.2 动物细胞培养过程胚胎或幼龄动物的组织器官细胞悬液剪碎胰蛋白酶原代培养贴壁生长接触抑制传代培养洗涤、稀释、分离原代细胞传代细胞10代以内,保持正常二倍体核型1.2 动物细胞培养过程胚胎或幼龄动物的组织器官细胞悬液剪碎胰蛋白酶原代培养贴壁生长接触抑制传代培养洗涤、稀释、分离细胞增殖缓慢,核型可能变化原代细胞传代细胞1.2 动物细胞培养过程胚胎或幼龄动物的组织器官细胞悬液剪碎胰蛋白酶原代培养贴壁生长接触抑制传代培养洗涤、稀释、分离动物细胞培养不能最终培养成生物体原代细胞传代细胞原代培养和传代培养细胞悬浮液10代细胞50代细胞无限传代原代培养传代培养多数组织细胞固定在表面生长和分裂随细胞增多,细胞就会停止分裂增殖2.2.1 动物细胞培养和核移植技术一、动物细胞培养
思考:多细胞动物和人体的细胞都生活在内环境中,根据你所学的内环境的知识,思考并讨论以下问题:
体外培养细胞时需要提供哪些物质?
充足的营养供给、适宜的温度、适宜的pH和气体环境
体外培养的细胞需要什么样的环境条件?
无菌、无毒的环境1.3 动物细胞培养的条件1.3 动物细胞培养的条件1.无菌、无毒的环境
2.必须的营养物质
(葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、激素、促生长因子、动物血清等。)3. 适宜的温度: 36.5±0.5度4. 充足的氧气和适宜的酸碱度:
O2和CO2(95%空气和5% CO2 )2.2.1 动物细胞培养和核移植技术 独特之处有:
1、液体培养基 2、成分中有动物血清等
血清中含有蛋白质、氨基酸、葡萄糖、激素等,其蛋白质主要为白蛋白和球蛋白。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。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。
因为这些组织或器官上的细胞生命力旺盛,
分裂能力强 成块组织不利培养,分散了做成细胞悬浮液
利于培养一、动物细胞培养
思考
动物细胞培养液的主要成分较植物组织培养基有何独特之处?
为什么对动物细胞进行培养时通常要添加血清?
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?
为什么培养前要将组织细胞分散成单个细胞?
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2.2.1 动物细胞培养和核移植技术一、动物细胞培养
4、动物细胞培育技术的应用
许多有重要价值的蛋白质生物制品,如病毒疫苗、干扰素、克隆抗体等,都可以借助于动物细胞的大规模培养来生产。
用取自烧伤病人皮肤的健康细胞进行培养,可以获得大量自身的皮肤细胞,为大面积烧伤的病人移植。
培养的动物细胞用于检测有毒物质。许多致畸、致癌物质加入培养液后,培养细胞会发生染色体结构和数目的变异。根据变异细胞占全部培养细胞的百分数,可以判断某种物质的毒性。
医学家培养各种正常的或病变的细胞,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。
基因工程离不开动物细胞培养植物组织培养和动物细胞培养的比较植物组织培养和动物细胞培养的比较植物组织培养和动物细胞培养的比较植物组织培养和动物细胞培养的比较植物组织培养和动物细胞培养的比较植物组织培养和动物细胞培养的比较2.动物细胞核移植技术和克隆动物2.1 动物细胞核移植概念:2.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)。2.1 动物细胞核移植概念:分
类胚胎细胞核移植:体细胞核移植:分
类胚胎细胞核移植:体细胞核移植:细胞分化程度低,恢复全能性容易分
类胚胎细胞核移植:体细胞核移植:细胞分化程度低,恢复全能性容易细胞分化程度高,恢复全能性不容易2.2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?
2.通过什么手段激活受体细胞,构建重组胚胎? 2.2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?
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2.2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?
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。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?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全部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,必须将受体细胞的遗传物质去掉或将其破坏。  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?  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。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。  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?多莉羊的培育过程卵细胞A母绵羊B母绵羊乳腺细胞细胞质细胞核细胞核移植早期胚胎卵裂C母绵羊子宫胚胎移植多莉羊分娩妊娠融合后的卵细胞  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?  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。2.3体细胞核移植技术的应用前景:2.3体细胞核移植技术的应用前景:1.在畜牧业中可以加速家畜遗传改良的  进程2.3体细胞核移植技术的应用前景: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2.3体细胞核移植技术的应用前景: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  器官的移植2.3体细胞核移植技术的应用前景: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  器官的移植4.了解胚胎发育和衰老过程;追踪研究  疾病的发展过程和治疗疾病2.4体细胞核移植技术存在的问题:思考与探究  2.动物细胞培养要经过脱分化的过程吗?为什么?思考与探究  2.动物细胞培养要经过脱分化的过程吗?为什么?  动物细胞培养不需经过脱分化过程。因高度分化的动物细胞发育潜能变窄,失去了发育成完整个体的能力,所以,动物细胞也就没有类似植物组织或细胞培养时的脱分化过程了。要想使培养的动物细胞定向分化,通常采用定向诱导动物干细胞,使其分化成所需要的组织或器官。  3.1997年,美国威斯康星州的一个奶牛场有一头名叫卢辛达(Lucinda)的奶牛,年产奶量为30.8 t,创造了世界奶牛产奶量最高新纪录。目前世界各国高产奶牛场奶牛,年平均产奶量一般为十几吨,而我国奶牛产奶量年平均水平仅为3~4t。(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。(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。  可以。卢辛达的产奶量很高,有高产奶的遗传基础,利用卢辛达的体细胞克隆的奶牛其遗传物质基本上全部来自该奶牛,其克隆牛具有高产的遗传基础,如果精心培育和饲养,有可能在世界范围内推广,克隆牛再与高产的公牛自然繁殖,可得到很多高产的后代,从而加快奶牛改良进程。  该克隆牛不能无限制地推广,其数量不宜过多,尤其是在小范围内不能无限的繁殖,以避免奶牛群出现近亲繁殖而引起种质衰退。(2)如果将克隆高产奶牛卢辛达的任务交给你,你将如何对它进行克隆?  从卢辛达耳朵(也可用别的组织、器官,耳朵在活体上容易取)上剪取一小块组织,在体外培养获得该组织(如软骨组织)的细胞。从屠宰场取废弃的牛卵巢,抽取卵母细胞体外培养成熟。用显微针去除卵母细胞的核,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,再用电刺激或化学物质激活注入了体细胞核的卵母细胞,使其完成减数分裂和发育过程。核移植胚胎在体外短时间培养后,挑选正常卵裂的胚胎植入经同期发情处理的受体母牛体内。4.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,了解这方面的前沿动态。4.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,了解这方面的前沿动态。  研究方面:克隆动物基因组重新编程的机制尚不清楚,克隆技术效率低,克隆动物畸形率高、死亡率高、易出现早衰等问题。这些问题尚在研究中。
  应用上:生产克隆动物费用昂贵,距大规模应用还有一定距离。  例5.自然界中有一种含有叶绿体的原生动物──眼虫,说明植物的细胞器同样可以在某些动物细胞中存活,请探讨:动物细胞与植物细胞之间可以实现杂交吗?如果理论上可行,请设计出具体实验方案。