动物细胞工程[下学期]
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课件44张PPT。所采用技术的理论基础 植物细胞工程通常采用的技术手段 植物组织培养 植物体细胞杂交植物细胞的全能性克隆羊“多利”动物细胞工程2.2动物细胞培养
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、为什么要进行动物细胞的培养？
２、什么是动物细胞的培养？
３、怎样进行动物细胞的培养？
４、动物细胞培养有哪些方面的应用?
１、概念 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。胚胎或幼龄动物的组织器官单个细胞细胞悬浮液细胞株细胞株剪碎加培养液制成传代培养胰蛋白酶或胶原蛋白原代培养传代培养原代细胞细胞系
细胞株：
细胞系：10到40、50代的细胞，
遗传物质没发生改变超过50代的细胞，
遗传物质发生改变，可无限增殖动物细胞培养的条件营养：
温度和PH：
气体环境：
无菌、无毒的环境：动物细胞培养的应用１．大规模生产有重要价值的蛋白质生物制品。２．解决为大面积烧伤病人移植皮肤问题。
（利用贴壁生长和接触抑制原理）３．检测有关物质毒性。４．培养正常或病变细胞，用于科研。植物组织培养和动物组织培养的比较二、动物体细胞核移植技术和克隆动物 1997年英国生物学家首次用成年羊的（乳腺细胞）体细胞，成功地克隆出一只小母羊“多莉”。绵 羊 1997
小 鼠 1998
牛 1998
山 羊 2000 张 涌 西北农林科技大学
猪 2000
兔 2001
大 鼠 2003 周 琪 中科院动物所
狗 2005 已 克 隆 的 动 物 克隆即无性繁殖系，是指从一个共同的祖先，通过无性繁殖的方法产生出来的一群遗传特性相同的ＤＮＡ分子、细胞或个体。
克隆动物一般是指通过无性繁殖形成动物后代。克隆动物克隆动物是如何实现的呢? 目前动物体细胞克窿是通过核移植技术实现的. 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。体细胞核移植胚胎细胞核移植核 移 植 分 类过程供体体细胞细胞培养体细胞卵巢卵母细胞MII期卵母细胞去核无核卵母细胞注入细胞融合重组细胞重组胚胎胚胎移植代孕母体生出与供体遗传物质相同的个体多莉的诞生多莉多莉羊的培育过程 加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育
保护濒危物种
生产治疗性蛋白
异种器官移植
培育各种疾病动物模型 体细胞核移植技术的应 用前景2 异 种 器 官 移 植 可移植器官短缺
猪的器官大小、结构和功能上与人体器官相近
急性免疫排斥反应
基因敲除半乳糖基转移酶
核移植 基因敲除SPF克隆猪 器官移植
三 核 移 植 技 术 的 应 用3 生 产 药 用 蛋 白3.1 方 法三 核 移 植 技 术 的 应 用3.2 研 究 实 例 1997 年底,英国Roslin 研究所和PPL 公司通过克隆转基因体细胞，
获得了6只整合neo 或neo 和F2IX 基因绵羊,这标志着核移植介导的转基
因技术成功问世。
2000 年,英国PPL公司将人AAT 基因定点整合到胎儿成纤维细胞的
α1 原胶原( Procollagen) 基因座位,而后用转基因细胞进行核移植,生产
出世界首例基因打靶绵羊,其乳中AAT 蛋白含量达到了650 mg/ L ,远高
显微注射法18 mg/ L 的水平。
2004 年，台湾培育带有治疗血友病的“第八凝血因子”的体细胞克隆
羊。2005 年，这只克隆羊产下一只同样带有第八凝血因子的公羊。
核 移 植 技 术 的 应 用4 保 护 濒 危 物 种细胞核去核卵母细胞核移植重构胚三 核 移 植 技 术 的 应 用5 培 育 各 种 疾 病 动 物 模 型应用核移植技术可以培育基因完全一致的
实验动物模型 ，为遗传学，病理学研究
提供良好的实验材料。
三 核 移 植 技 术 的 应 用 展 望 虽然核移植技术有着广阔的应用前景，并且已取得了一些进展如体细胞核移植等，但也存在着一些问题。主要包括 核移植效率低，动物畸形。这要求研究人员进一步了解核质作用机理，改进培养方式。 目 前 存 在 的 问 题 1、核移植效率低2、 克 隆 动 物 异 常
胎儿或新生儿死亡率极高,
极少数能全程发育的个体也表现为超重、呼吸系统疾病等异常表型,
个别表型正常者也存在有免疫缺陷、关节炎或肾、脑畸形等问题,导致克 隆动物后期死亡
据《新科学家》杂志8月3日报道，韩国著名的克隆专家Woo Suk Hwang一手培育出世界首只克窿犬——阿富汗猎犬，自克隆羊多利诞生之后，公众有兴又见到一条由克窿技术培育存活下来的猎犬。
Hwang的研究小组共采集了1095个母阿富汗猎犬的卵细胞，并将其放入一条公阿富汗猎犬体细胞核进行核移植，然后把他们放置在123个受孕母猎犬的体内。在这么多受孕母猎犬中，只有三个最终成功受孕。其中有一个流产，最后只有两个成功到分娩期。其中一个分娩成功的小猎犬在出生22天的时候死于肺炎。 多莉羊诞生的意义：
多莉羊在在技术上的突破之处在于供核细胞不是胚胎细胞，而是已分化的体细胞。这说明已经分化的动物体细胞核，仍然具有全能性，在合适的条件下，就可以发育成新的个体。
克隆技术在繁育优良家畜、治疗人类遗传病、抢救濒危物种和保护生物多样性等方面有广阔的应用前景。
克隆的意义与应用细胞工程应用例1、多莉⑴写出 ａ、ｂ所指的细胞工程各称：ａ ｂ 。
⑵实施细胞工程ａ时，所需的受体细胞大多采用动物卵细胞的原因是： 。
⑶多莉面部的毛色是 ，判断依据： 。
⑷继植物组织培养之后，克隆绵羊培育成功，证明动物细胞也具有 。
⑸请举例说明克隆绵羊培育成功的实际意义： 。（ 1999上海高考）世界上第一只克隆绵羊“多莉”的培育等程序如图所示。请仔细看图后回答问题：细胞工程应用例1、多莉羊答案1⑴细胞核移植、胚胎移植细胞工程应用例1、多莉羊答案2⑵有利于细胞融合；卵细胞体积大，易操作，最主要的是卵细胞中具有启动核基因表达的信息蛋白质分子，能够使已经高度分化的细胞核脱分化。细胞工程应用例1、多莉羊答案3⑶白色、多莉羊的全部核基因来自白色绵羊。细胞工程应用例1、多莉羊答案4⑷全能性细胞工程应用例1、多莉羊答案5⑸保护濒危物种，繁育优育品种，医学上克隆器官等。胚胎发育:指受精卵发育成为幼体.受精卵八细胞胚卵裂囊胚原肠胚幼体.原肠胚具有原肠腔具备三胚层外胚层内胚层中胚层表皮及其附属结构神经系统和感觉器官脊索、真皮、肌肉内脏器官的外膜循环、排泄和生殖系统消化道上皮呼吸道上皮腺体（如肝和胰）生殖的类型 无性生殖 不经过生殖细胞的结合，由母体直接产生出新个体的生殖方式叫无性生殖。有性生殖 由亲本产生有性生殖细胞（也叫配子），经过两性生殖细胞（如卵细胞和精子）的结合，成为合子（如受精卵），再由合子发育成为新个体的生殖方式，叫做有性生殖。 草莓的营养生殖 水螅的出芽生殖 P38胚胎干细胞 当受精卵分裂发育成囊胚时，内层细胞团 的细胞即为胚胎干细胞。胚胎干细胞具有全能性，可以自我更新并具有分化为体内所有组织的能力。
进一步说，胚胎干细胞（ES细胞）是一种高度未分化细胞。它具有发育的全功能性，能分化出成体动物的所有组织和器官，包括生殖细胞。 显微操作仪
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、为什么要进行动物细胞的培养？
２、什么是动物细胞的培养？
３、怎样进行动物细胞的培养？
４、动物细胞培养有哪些方面的应用?
１、概念 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。胚胎或幼龄动物的组织器官单个细胞细胞悬浮液细胞株细胞株剪碎加培养液制成传代培养胰蛋白酶或胶原蛋白原代培养传代培养原代细胞细胞系
细胞株：
细胞系：10到40、50代的细胞，
遗传物质没发生改变超过50代的细胞，
遗传物质发生改变，可无限增殖动物细胞培养的条件营养：
温度和PH：
气体环境：
无菌、无毒的环境：动物细胞培养的应用１．大规模生产有重要价值的蛋白质生物制品。２．解决为大面积烧伤病人移植皮肤问题。
（利用贴壁生长和接触抑制原理）３．检测有关物质毒性。４．培养正常或病变细胞，用于科研。植物组织培养和动物组织培养的比较二、动物体细胞核移植技术和克隆动物 1997年英国生物学家首次用成年羊的（乳腺细胞）体细胞，成功地克隆出一只小母羊“多莉”。绵 羊 1997
小 鼠 1998
牛 1998
山 羊 2000 张 涌 西北农林科技大学
猪 2000
兔 2001
大 鼠 2003 周 琪 中科院动物所
狗 2005 已 克 隆 的 动 物 克隆即无性繁殖系，是指从一个共同的祖先，通过无性繁殖的方法产生出来的一群遗传特性相同的ＤＮＡ分子、细胞或个体。
克隆动物一般是指通过无性繁殖形成动物后代。克隆动物克隆动物是如何实现的呢? 目前动物体细胞克窿是通过核移植技术实现的. 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。体细胞核移植胚胎细胞核移植核 移 植 分 类过程供体体细胞细胞培养体细胞卵巢卵母细胞MII期卵母细胞去核无核卵母细胞注入细胞融合重组细胞重组胚胎胚胎移植代孕母体生出与供体遗传物质相同的个体多莉的诞生多莉多莉羊的培育过程 加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育
保护濒危物种
生产治疗性蛋白
异种器官移植
培育各种疾病动物模型 体细胞核移植技术的应 用前景2 异 种 器 官 移 植 可移植器官短缺
猪的器官大小、结构和功能上与人体器官相近
急性免疫排斥反应
基因敲除半乳糖基转移酶
核移植 基因敲除SPF克隆猪 器官移植
三 核 移 植 技 术 的 应 用3 生 产 药 用 蛋 白3.1 方 法三 核 移 植 技 术 的 应 用3.2 研 究 实 例 1997 年底,英国Roslin 研究所和PPL 公司通过克隆转基因体细胞，
获得了6只整合neo 或neo 和F2IX 基因绵羊,这标志着核移植介导的转基
因技术成功问世。
2000 年,英国PPL公司将人AAT 基因定点整合到胎儿成纤维细胞的
α1 原胶原( Procollagen) 基因座位,而后用转基因细胞进行核移植,生产
出世界首例基因打靶绵羊,其乳中AAT 蛋白含量达到了650 mg/ L ,远高
显微注射法18 mg/ L 的水平。
2004 年，台湾培育带有治疗血友病的“第八凝血因子”的体细胞克隆
羊。2005 年，这只克隆羊产下一只同样带有第八凝血因子的公羊。
核 移 植 技 术 的 应 用4 保 护 濒 危 物 种细胞核去核卵母细胞核移植重构胚三 核 移 植 技 术 的 应 用5 培 育 各 种 疾 病 动 物 模 型应用核移植技术可以培育基因完全一致的
实验动物模型 ，为遗传学，病理学研究
提供良好的实验材料。
三 核 移 植 技 术 的 应 用 展 望 虽然核移植技术有着广阔的应用前景，并且已取得了一些进展如体细胞核移植等，但也存在着一些问题。主要包括 核移植效率低，动物畸形。这要求研究人员进一步了解核质作用机理，改进培养方式。 目 前 存 在 的 问 题 1、核移植效率低2、 克 隆 动 物 异 常
胎儿或新生儿死亡率极高,
极少数能全程发育的个体也表现为超重、呼吸系统疾病等异常表型,
个别表型正常者也存在有免疫缺陷、关节炎或肾、脑畸形等问题,导致克 隆动物后期死亡
据《新科学家》杂志8月3日报道，韩国著名的克隆专家Woo Suk Hwang一手培育出世界首只克窿犬——阿富汗猎犬，自克隆羊多利诞生之后，公众有兴又见到一条由克窿技术培育存活下来的猎犬。
Hwang的研究小组共采集了1095个母阿富汗猎犬的卵细胞，并将其放入一条公阿富汗猎犬体细胞核进行核移植，然后把他们放置在123个受孕母猎犬的体内。在这么多受孕母猎犬中，只有三个最终成功受孕。其中有一个流产，最后只有两个成功到分娩期。其中一个分娩成功的小猎犬在出生22天的时候死于肺炎。 多莉羊诞生的意义：
多莉羊在在技术上的突破之处在于供核细胞不是胚胎细胞，而是已分化的体细胞。这说明已经分化的动物体细胞核，仍然具有全能性，在合适的条件下，就可以发育成新的个体。
克隆技术在繁育优良家畜、治疗人类遗传病、抢救濒危物种和保护生物多样性等方面有广阔的应用前景。
克隆的意义与应用细胞工程应用例1、多莉⑴写出 ａ、ｂ所指的细胞工程各称：ａ ｂ 。
⑵实施细胞工程ａ时，所需的受体细胞大多采用动物卵细胞的原因是： 。
⑶多莉面部的毛色是 ，判断依据： 。
⑷继植物组织培养之后，克隆绵羊培育成功，证明动物细胞也具有 。
⑸请举例说明克隆绵羊培育成功的实际意义： 。（ 1999上海高考）世界上第一只克隆绵羊“多莉”的培育等程序如图所示。请仔细看图后回答问题：细胞工程应用例1、多莉羊答案1⑴细胞核移植、胚胎移植细胞工程应用例1、多莉羊答案2⑵有利于细胞融合；卵细胞体积大，易操作，最主要的是卵细胞中具有启动核基因表达的信息蛋白质分子，能够使已经高度分化的细胞核脱分化。细胞工程应用例1、多莉羊答案3⑶白色、多莉羊的全部核基因来自白色绵羊。细胞工程应用例1、多莉羊答案4⑷全能性细胞工程应用例1、多莉羊答案5⑸保护濒危物种，繁育优育品种，医学上克隆器官等。胚胎发育:指受精卵发育成为幼体.受精卵八细胞胚卵裂囊胚原肠胚幼体.原肠胚具有原肠腔具备三胚层外胚层内胚层中胚层表皮及其附属结构神经系统和感觉器官脊索、真皮、肌肉内脏器官的外膜循环、排泄和生殖系统消化道上皮呼吸道上皮腺体（如肝和胰）生殖的类型 无性生殖 不经过生殖细胞的结合，由母体直接产生出新个体的生殖方式叫无性生殖。有性生殖 由亲本产生有性生殖细胞（也叫配子），经过两性生殖细胞（如卵细胞和精子）的结合，成为合子（如受精卵），再由合子发育成为新个体的生殖方式，叫做有性生殖。 草莓的营养生殖 水螅的出芽生殖 P38胚胎干细胞 当受精卵分裂发育成囊胚时，内层细胞团 的细胞即为胚胎干细胞。胚胎干细胞具有全能性，可以自我更新并具有分化为体内所有组织的能力。
进一步说，胚胎干细胞（ES细胞）是一种高度未分化细胞。它具有发育的全功能性，能分化出成体动物的所有组织和器官，包括生殖细胞。 显微操作仪