2020年高中生物人教选修3专题2课件：2．2．1 动物细胞培养和核移植技术（共48张PPT）

(共48张PPT)
2020年高中生物人教选修3
2.2　动物细胞工程
核心素养目标
1.简述动物细胞培养的过程、条件及应用。
2.简述通过动物体细胞核移植技术克隆动物的过程和应用前景。
核心素养
1.科学思维：结合具体实例，用文字和图示表述体细胞核移植的内涵和过程。
2.社会责任：了解体细胞核移植技术已取得的进展和尚未解决的问题。
植物组织培养
植物体细胞杂交
1.动物细胞培养
2.动物细胞融合
3.制备单克隆抗体
4.细胞核移植
动物细胞工程常用的技术手段：
植物细胞工程常用的技术手段有哪些？
动物细胞培养
动物细胞融合
单克隆抗体制备
细胞核移植
动物细胞工程技术
动物细胞工程的基础
1、概念：
2、原理：细胞增殖
思考题：
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？
2、为什么培养前要将组织细胞分散成单个细胞？
因为这些组织或器官，分裂能力旺盛，易于培养。
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。
3、胰蛋白酶的作用是什么呢？由此可说明细胞间的物质是什么成份？
催化蛋白质水解。细胞间的物质主要是蛋白质(胶原蛋白等)。
4、细胞膜的主要成份是什么？
蛋白质和磷脂
5、胰蛋白酶能将细胞消化掉吗？
能
6、既然胰蛋白酶能将细胞消化掉，那将动物组织分散成单个细胞要注意什么问题呢？
7、能够用胃蛋白酶代替胰蛋白酶吗？为什么？
注意时间的控制
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。
胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理
取出组织
胚胎或幼龄动物器官组织
剪碎
单个细胞
细胞悬液
转入培养瓶内培养
（细胞贴壁长成单层细胞。有接触抑制现象）。
3、过程
原代培养
加入培养液
10—50代细胞(细胞株)
无限传代（细胞系）
分瓶培养
胰蛋白酶
原代培养
传代培养
（传代培养）
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。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。
细胞贴壁:培养贴附性细胞时,细胞要能贴附于底物上才
能生长繁殖。
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。
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(分装前)
1-10代细胞
培养
加
液
40—50代细胞(细胞株)
未
无限传代（细胞系）
已
传代培养
胰蛋白
酶
（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、核苷酸、无机盐、促生长因子、微量元素、水（合成培养基）+动物血清等
（3）温度和PH
温度36.5+0.5度，pH7.2～7.4
（4）气体环境
主要O2和CO2（95%空气和5%
CO2
）
4、动物细胞培养条件
5、动物细胞培养技术的应用:
1.蛋白质生物制品的生产
如病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体
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
资料一：
培养的动物细胞可以用于检测有毒物质。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。现在动物细胞培养已经成为检测有毒物质的快速而灵敏的有效手段。
资料二：
人工关节——软骨再生
1.第一次手术:
从病人关节软骨中未
受力的部分，取出一片约为葡萄干大小的健康软骨组织。
2.分离软骨细胞并经三星期的体外
培养，使细胞数增加约10～20倍。
3.第二次手术:
清理软骨受损的部分，从下方骨头部位取出一片约与伤口大小相同的骨膜，缝在伤口上方，再将软骨细胞注射到骨膜下方。
资料三：
结果:
经过复健一年后即可恢复正常的生活。
植物组织培养和动物细胞培养的比较
全能性
增殖
蔗糖
动物血清
细胞株、细胞系
细胞,某些蛋白质
比较项目
植物组织培养
动物细胞培养
原理
细胞的_______
细胞______
培养基特有成分
_____、植物激素
葡萄糖、________
培养结果
植物体
_____________
培养目的
快速繁殖、培育无病毒植株
获得_____________
复习回顾：
1.动物细胞培养
（1）过程
细胞悬液
原代培养
胰蛋白酶
胰蛋白酶
(2)培养条件
①无菌、无毒的环境:对培养液和所用培养用具进行　
　处理,并在培养液中添加　　
　
　,以防止培养过程中的污染。定期更换　　
　　以清除代谢产物。?
②营养:除正常的无机物（无机盐、微量元素）和有机物（糖、氨基酸、促生长因子等）外,还加入　　　
　等天然成分。?
③适宜的温度和pH:温度为　　
　　
℃,pH为7.2~7.4。?
④气体环境:95%的空气加5%的　　
　　的混合气体。?
(3)应用:生物制品的生产、转基因动物的培养、检测　　　　、医学研究等。?
无菌
抗生素
培养液
血清、血浆
36.5±0.5
CO2
有毒物质
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、动物细胞培养液的主要成分是什么？较植物组培培养基有何独特之处？
3、为什么培养前要将组织细胞分散成单个细胞？
4、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、无机盐、微量元素、核苷酸、维生素和动物血清等。
独特之处有：1、液体培养基
2、成分中有动物血清等
因为这些组织或器官上的细胞生命力旺盛，分裂能力强。
成块组织中细胞与细胞靠在一起，彼此限制了细胞的生长和增殖。分散成单个细胞培养，可以保证细胞所需的营养供应和细胞内有害代谢产物的及时排出。
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
1、在动物细胞培养过程中遗传物质发生改变的细胞是
（　
）
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
A
D
课堂反馈练习
3、用于动物细胞培养的组织和细胞大都取自胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织，其主要原因是这样的组织细胞
（　
）
A．容易产生各种变异
B．具有更强的全能性
C．取材十分方便
D．分裂增殖的能力强
D
4、下列属于动物细胞工程中的工具是（
）
A．限制性内切酶
B．DNA连接酶
C．胰蛋白酶
D．果胶酶
C
5、在动物细胞培养的有关叙述中，正确的是（
）
A．动物细胞培养的目的就是为了获得大量的细胞分泌蛋白
B．动物细胞培养前要用胰蛋白酶处理使细胞分散
C．细胞遗传物质的改变发生于原代培养过程中
D．培养至50代后继续传代的细胞是细胞株
6、在动物细胞培养中有部分细胞可能在培养条件下无限制地传代下去，这种传代细胞称之为（
）
A．原代培养
B．传代培养
C．细胞株
D．细胞系
B
D
7、动物细胞培养的正确过程是（
）
A.原代培养→传代培养→细胞株→细胞系
B.
原代培养→传代培养→细胞系→细胞株
C.传代培养→细胞系→原代培养→细胞株
D.
原代培养→细胞系→传代培养→细胞株
8、下列与动物细胞培养有关的表述中，不正确的是（
）
A.培养液通常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清
B.原代培养的细胞一般传至10代左右便会出现生长停滞
C.动物细胞培养一般能够传到40～50代，但其遗传物质发生了改变
D.动物细胞培养可用于检测有毒物质和获得大量自身健康细胞
A
C
9、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
细胞悬液
细胞没有发生癌变
植物组织培养和动物细胞培养的比较
比较项目
植物组织培养
动物细胞培养
原理
细胞的全能性
细胞增殖
主要培养过程
脱分化、再分化
原代培养、传代培养
应用（结果）
植物个体
细胞或细胞产物
培养基性质
固体培养基
液体培养基
培养基成分
必需的矿质元素、蔗糖、维生素、植物激素和有机添加剂
葡萄糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素、动物血清、血浆等
相同点
（1）两技术过程中都进行有丝分裂，不涉及减数分裂；
（2）均需无菌操作、无菌培养、需要适宜的温度、pH等
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
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
母绵羊A
母绵羊B
新的卵细胞发育成早期胚胎
体细胞核移植技术
克隆羊
◆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：
◆促融方法：电刺激
◆胚胎移植至代孕受体内
妊娠、分娩
体细胞核移植流程
供体：优质高产奶牛
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。
有人说它三个母亲，对吗？
整个过程用了哪些技术？
动物细胞培养、核移植、
胚胎移植
新生牛的性别、基因？
与供体相同
繁殖方式？
无性繁殖
原理？
动物细胞核的全能性
体细胞核移植技术
胚胎
移植
早期胚胎培养
动物细胞培养
动物细胞核移植
去核
体细胞核移植技术过程
4、体细胞核移植技术的应用前景
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，增加存活数量
3、克隆动物作为生物反应器，生产医用蛋白
4、可以作为异种移植的供体，可以用于组织器官的移植
5、有利于人类更深入地了解胚胎发育及衰老过程
6、能使人们更好的追踪研究疾病的发展过程和治疗疾病
5、体细胞核移植技术存在的问题
成功率仍然很低
绝大多数克隆动物存在着健康问题，如体型过大、异常肥胖、发育困难、脏器缺陷、免疫失调等
克隆动物的食品安全性问题还存在争议
2、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
1、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
A
D
课堂素养达标
3、在动物细胞培养的有关叙述中正确的是：（
）
A
．动物细胞培养的目的只是为了获得大量的细胞
分泌蛋白
B
．动物细胞培养前要用胰蛋白酶使细胞分散
C
．细胞的癌变发生在原代培养向传代培养的过渡
过程中
D
．培养至50代后传代细胞遗传物质没有发生改变
B
4、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PH
A、①②③④⑤⑥
B、
①②③④
C、①③④⑤⑥
D、
①②③④⑥
D
5、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、②③④⑤
C、①③④⑥
D、③④⑤⑥
A
6、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，瓶中的培养基成分有________
等。在此瓶中培养一段时间后，有许多细胞衰老死亡，这是培养到第
代，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。
动物血清
10
原代培养
胰蛋白酶
细胞悬浮液