人教版高中生物选修三2.2.1动物细胞培养和核移植技术课件（40张ppt）

复习回顾：植物细胞工程采用的技术手段有哪些？其理论基础是什么？
植物细胞工程
所采用技术的理论基础
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
离体的动物细胞能否发育成一个动物个体？动物细胞全能性如何？
动物细胞工程
动物细胞工程
通常采用的技术手段
动物细胞培养
动物细胞核移植
动物细胞融合
单克隆抗体
是其他动物细胞工程技术的基础。
治疗一个大面积烧伤的病人，常常需要进行皮肤移植，而病人自体皮肤有限，怎么办呢？
要想获得大量的自体健康皮肤，方法就是取少量的自体皮肤细胞，通过动物细胞培养技术来获取大量健康的皮肤细胞。
一、动物细胞培养
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.
2、原理：细胞增殖
定义：是指从供体获取组织或细胞后的初次培养。
取出组织
剪碎
单个细胞
细胞悬浮液
①原代培养
3、过程
原代培养
动物胚胎或幼龄动物的组织、器官
从年龄看，材料动物有何特点，为什么？
一般为动物胚胎或幼龄动物的器官或组织。因为这些细胞生命力旺盛，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。
加培养液
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）
胰蛋白酶处理
（分解弹性纤维）
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。
强调二：接触抑制
思考：细胞发生接触抑制后如何使细胞继续分裂增殖？
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）
②传代培养
动物胚胎或幼龄动物的组织、器官
细胞悬浮液
胰蛋白酶处理
10代细胞
原代培养
50代细胞
传代培养
细胞株
无限传代
细胞系
单个细胞
加培 养液
遗传物质未改变
遗传物质已改变
3、过程：
（分装前）
剪碎
1、动物细胞工程技术的基础是（ ）
A、动物细胞融合 B、胚胎移植
C、动物细胞培养 D、核移植
2、在生物工程中一般都要用到酶，下列酶中属于动物细胞工程最常用的工具酶的是
（ ）
A．限制酶 B．DNA连接酶
C．果胶酶 D．胰蛋白酶
C
D
反馈练习
3、在动物细胞培养过程中，使用胰蛋白酶的目的是 （ ）
A．使动物组织分散为单个细胞进行培养
B．去掉细胞壁成为原生质体
C．去掉细胞膜暴露出原生质体便于细胞融合
D．促进蛋白质水解为多肽
4、在进行动物细胞培养时，通常选用的培养材料是 （ ）
A、衰老退化的动物组织细胞
B、成熟动物个体的体细胞
C、动物的受精卵细胞
D、动物胚胎或幼龄动物个体的细胞
A
D
5、下列有关动物细胞培养的叙述中正确的是
（ ）
A、动物细胞培育的目的是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、细胞的癌变发生于原代培养向传代培养的过渡过程中
D、培养至50代后的传代细胞称为细胞株
B
4、动物细胞培养条件：
1、无菌、无毒的环境

2、营养
3、温度和PH

4、气体环境：
补充合成培养基中缺乏的物质
一、动物细胞培养
（添加一定量的抗生素，定期更换培养液）
36.5 + 0.5度 ；PH为7.2-7.4。
（葡萄糖、氨基酸、无机盐、微量元素、动物血清、血浆等。）
有氧
O2 和 CO2（95%空气和5% CO2 ）
O2作用：进行 呼吸，提供能量
CO2作用：维持培养液的PH值
想一想
动物细胞培养液的主要成分是什么？较植物细胞培养基有何独特之处？
主要成分：葡萄糖、氨基酸、无机盐、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
获得细胞
细胞的全能性
细胞株、细胞系
植物体
培养结果
或细胞分泌蛋白
快速繁殖、培育无病毒植株等
培养目的
葡萄糖、动物血清
蔗糖、植物激素
培养基特有成分
液体培养基
固体培养基
培养基性质
细胞增殖
原理
动物细胞培养
植物组织培养
比较项目
植物细胞和动物细胞培养的比较
4、动物细胞培养技术的应用：
（1）生产生物制品
（3）检测有毒物质，判断某种物质的毒性
（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。）
（2）应用于基因工程
主要用于作为受体细胞
（4）培养各种正常或病变的细胞，用于生理、病理、药理等方面的科学研究。
动物细胞培养技术是其他动物细胞工程技术的基础
如病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体等。
如用于筛选抗癌药物
二、动物体细胞核移植技术和克隆动物
问题1
我们能否利用类似植物组织培养获得完整植物体的方法培养动物细胞，使其发育成一个完整的个体？
不能，高度分化的植物细胞仍保持着全能性，而动物细胞的全能性会随细胞分化程度的提高逐渐受到限制，分化潜能逐渐变弱。
全能性高低：
植物细胞＞动物细胞

动物细胞特点？
分化潜能变窄：随着细胞分化程度的提高而逐渐受到限制，分化潜能变窄，这是指整体细胞而言。
细胞核仍具有全能性：细胞核，它含有保持物种遗传性所需的全套基因，而且并没有因细胞分化而丢失基因，因此高度分化细胞的细胞核仍具有全能性
想一想
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?

再想一想
利用动物体细胞核移植技术
（一）动物细胞核移植的概念
动物细胞核移植是将动物的一个细胞的细胞核，移入一个已经去掉 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 。
利用核移植技术得到的动物称为 。
细胞核的卵母细胞
克隆动物
动物个体
（二）哺乳动物核移植的类型
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
细胞分化程度高，恢复全能性
容易
困难
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。
（三）体细胞核移植的过程（以高产奶牛为例）
（三）体细胞核移植的过程（以高产奶牛为例）
体细胞
培养
甲牛
乙牛
MⅡ中期 卵母细胞
去除核
去核卵母细胞
注入
卵裂
早期胚胎
代孕母牛丙
移植
克隆牛
核移植
胚胎移植
物理或化学方法激活
显微操作法
无性生殖
重组卵细胞
体细胞群
想一想
1、受体细胞为什么选用卵母细胞？
卵母细胞体积大，易操作，而且含有促使细胞核表达全能性的某种物质和营养物质。
2、为什么不是取供体细胞核进行移植操作，而是直接将供体细胞整个注入去核卵母细胞中？
保证供核不被破坏，使所得个体的性状更符合供体。
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。
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？
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。
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
去核的 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 奶牛遗传基础相同的犊牛
体细胞核移植过程
发育
（四）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；
3.克隆转基因动物，生产医用蛋白；
4. 作为异种移植的供体；
5.人的核移植胚胎干细胞经诱导分化，形成相应的组织、器官后，可用于组织器官的移植。
（五）体细胞核移植技术存在的问题
（1)成功率很低
代孕母体产下的活的克隆动物占移植克隆胚胎的比率平均不到10%。
（2)克隆动物存在健康问题
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、脏器缺陷、 免疫缺陷等。
（3)克隆技术的各个环节有待进一步改进
（4)克隆动物的产品存在争议。
1．乙马的卵细胞核被甲马的体细胞核置换后，这个卵细胞经过多次分裂发育成重组胚胎，再植入丙马的子宫内发育，结果产下一只小马。下列叙述正确的是(　　)
A．直接在体外对甲马的体细胞进行诱导也能培养出胚胎来
B．小马的性状完全与甲马相同
C．此项技术可用于保护濒危物种
D．该过程可以很好地证明动物细胞的全能性
C
反馈练习
2.如果用动物的细胞进行克隆实验，细胞核不能来源于 ( )
A.乳腺细胞
B.卵细胞
C.胃腺细胞
D.囊胚时期的胚胎细胞
B
反馈练习
3.目前核移植技术普遍使用的去核方法是 ( )
A.显微操作去核法
B.渗透吸水胀破法
C.酶解法
D.去掉细胞膜
A
反馈练习
4.在体细胞核移植过程中，激活受体细胞，使其完成减数分裂和发育进程的措施有 ( ) ①电脉冲； ②梯度离心； ③钙离子载体；④紫外光短时间照射； ⑤乙醇；
⑥蛋白酶合成抑制剂； ⑦激光短时间照射
A.①②③⑤⑦
B.①③④⑤⑥
C.①③⑤⑥
D.①②③④⑤⑥⑦
C
反馈练习
5.下列有关体细胞核移植技术的说法不正确的是 ( )
A.体细胞核移植技术在多种动物中获得了成功，成功率非常高
B.克隆技术的各个环节有待于进一步改进
C.大多数克隆动物还存在一些遗传和生理缺陷类的健康问题
D.克隆动物食品的安全性问题仍然存有争议
A
反馈练习