细胞工程
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(共23张PPT)
动物细胞工程常用的技术手段：
动物细胞与组织培养、 动物细胞核移植、
动物细胞融合、 单克隆抗体
动物细胞培养技术是其他动物细胞工程技术的基础。
提问：
植物细胞工程常用的技术手段有哪些？
植物组织培养, 植物体细胞杂交
三、动物细胞培养的过程：
动物胚胎或幼龄动物的组织、器官
剪碎组织
分散成单个细胞
细胞悬液
10代细胞
50代细胞
原代培养
传代培养
细胞株
细胞系
发生癌变
无限传代
培 养 液
胰蛋白酶或胶原蛋白酶
正常细胞
分化程度低，分裂旺盛,容易培养。
动物组织细胞之间有一定量的弹性纤维和胶原纤维等蛋白质，使细胞紧密地结合在一起。
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。
胰蛋白酶
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
原理：细胞增殖
动物细胞生长特性：
细胞贴壁： 悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上，称为细胞贴壁。
要求：
培养瓶或培养皿的内表面光滑、无毒、易于贴附。
细胞的接触抑制：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。
细胞贴壁过程
原代培养：从机体取出后立即培养的细胞为原代细胞。培养的第1代细胞与传10代以内的细胞称为原代培养。
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。
动物细胞培养条件：
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、无机盐、促生长因子、动物血清等。）
3、温度和PH
36.5+（-）0.5度, PH为7.2-7.4
4、气体环境：
O2和CO2（95%空气和5% CO2 ）
保证细胞顺利的生长增殖
动物细胞培养液的主要成分：
葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等。
与植物培养基相比其特点是：
（1）液体培养基
（2）含有动物血清
动物体细胞大都生活在液体的环境
动物细胞培养技术的应用
（1）生产蛋白质生物制品：病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体等。
（2）基因工程也离不开动物细胞的培养
（3）用于检测有毒物质
（4）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
（5）获得大量自身的皮肤细胞，用于植皮。
海拉(hela)细胞系
原代培养表皮细胞和真皮细胞用于皮肤移植
表皮细胞
细胞的全能性
细胞株、细胞系
植物体
培养结果
大量获得细胞或细胞产物
快速繁殖、培育无病毒植株等
培养目的
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
植物组织培养和动物细胞培养的比较
蔗糖、植物激素
葡萄糖、动物血清
目前还不能用类似植物组织培养的方法获得完整的动物个体，用动物体细胞克隆的动物，实际是通过核移植来实现的。
<<动物细胞核移植
核移植概念:
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，这个新胚胎最终发育成动物个体。
用核移植的方法得到的动物称为克隆动物
核移植
胚胎细胞核移植
体细胞核移植（难度高）
原理：
动物体细胞核的全能性
受体细胞：MⅡ期的卵母细胞
电激处理使供体核进入受体卵母细胞构建重组胚胎
卵母细胞采集、培养
MⅡ期卵母细胞
供体牛
供体细胞注入去核卵母细胞
代孕母牛
克隆牛
体细胞培养
去核卵母细胞
去核
胚胎
移植
克隆羊“多利”的产生过程:
多莉羊的培育过程
融合后的卵细胞
细胞核移植
卵细胞
母羊C子宫
母羊B
母羊A
乳腺细胞
细胞质
细胞核
胚胎移植
早期胚胎
多莉羊
分娩
卵裂
妊娠
多莉羊诞生的意义：
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。
减数第二次分裂中期（MⅡ期卵母细胞）
去核的卵母细胞
供体细胞注入去核卵母细胞
受体细胞激活，完成减数分裂、发育
胚胎移植
思考题
1、对比多莉羊和高产奶牛的克隆过程，找出操作过程的不同点？
多莉克隆过程的受体细胞是去核卵细胞，而高产奶牛的克隆过程的受体细胞是去核卵母细胞；多莉克隆过程是将供体细胞核注入受体细胞，而高产奶牛的克隆过程是将供体细胞注入受体细胞。
2、讨论分析上述哪一种措施更科学？并说明理由？
卵母细胞当中的细胞周期蛋白含量、活性比卵细胞高，用它作受体更容易成功
将供体细胞注入受体细胞，使克隆动物更像供体动物，操作也方便
思考题
１、核在进行体细胞核移植之前，为何要去掉受体卵母细胞的核？
为使核移植动物的遗传物质全部来自有利用价值的动物提供的细胞。
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，为什么？
10代以内的细胞保持一般保持正常二倍体的核型，未突变
3、细胞核移植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？
不是，克隆动物绝大部分DNA来自供体细胞核，但核外还有少部分DNA（如线粒体DNA）来自受体卵母细胞
克隆动物的研究意义
1.加速家畜遗传改良进程
2.保护濒危动物
3.转基因克隆动物作为生物反应器，生产医用蛋白
4. 治疗人类疾病，作为供体
体细胞核移植技术存在的问题：
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，免疫失调等。
优点：组织相容性抗原相同没有排斥反应
10、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，一般传到第 代，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
剪碎
胰蛋白
葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清
10
原代培养
胰蛋白酶
细胞悬浮液
细胞没有发生瘤变
动物细胞工程常用的技术手段：
动物细胞与组织培养、 动物细胞核移植、
动物细胞融合、 单克隆抗体
动物细胞培养技术是其他动物细胞工程技术的基础。
提问：
植物细胞工程常用的技术手段有哪些？
植物组织培养, 植物体细胞杂交
三、动物细胞培养的过程：
动物胚胎或幼龄动物的组织、器官
剪碎组织
分散成单个细胞
细胞悬液
10代细胞
50代细胞
原代培养
传代培养
细胞株
细胞系
发生癌变
无限传代
培 养 液
胰蛋白酶或胶原蛋白酶
正常细胞
分化程度低，分裂旺盛,容易培养。
动物组织细胞之间有一定量的弹性纤维和胶原纤维等蛋白质，使细胞紧密地结合在一起。
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。
胰蛋白酶
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
原理：细胞增殖
动物细胞生长特性：
细胞贴壁： 悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上，称为细胞贴壁。
要求：
培养瓶或培养皿的内表面光滑、无毒、易于贴附。
细胞的接触抑制：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。
细胞贴壁过程
原代培养：从机体取出后立即培养的细胞为原代细胞。培养的第1代细胞与传10代以内的细胞称为原代培养。
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。
动物细胞培养条件：
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、无机盐、促生长因子、动物血清等。）
3、温度和PH
36.5+（-）0.5度, PH为7.2-7.4
4、气体环境：
O2和CO2（95%空气和5% CO2 ）
保证细胞顺利的生长增殖
动物细胞培养液的主要成分：
葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等。
与植物培养基相比其特点是：
（1）液体培养基
（2）含有动物血清
动物体细胞大都生活在液体的环境
动物细胞培养技术的应用
（1）生产蛋白质生物制品：病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体等。
（2）基因工程也离不开动物细胞的培养
（3）用于检测有毒物质
（4）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
（5）获得大量自身的皮肤细胞，用于植皮。
海拉(hela)细胞系
原代培养表皮细胞和真皮细胞用于皮肤移植
表皮细胞
细胞的全能性
细胞株、细胞系
植物体
培养结果
大量获得细胞或细胞产物
快速繁殖、培育无病毒植株等
培养目的
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
植物组织培养和动物细胞培养的比较
蔗糖、植物激素
葡萄糖、动物血清
目前还不能用类似植物组织培养的方法获得完整的动物个体，用动物体细胞克隆的动物，实际是通过核移植来实现的。
<<动物细胞核移植
核移植概念:
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，这个新胚胎最终发育成动物个体。
用核移植的方法得到的动物称为克隆动物
核移植
胚胎细胞核移植
体细胞核移植（难度高）
原理：
动物体细胞核的全能性
受体细胞：MⅡ期的卵母细胞
电激处理使供体核进入受体卵母细胞构建重组胚胎
卵母细胞采集、培养
MⅡ期卵母细胞
供体牛
供体细胞注入去核卵母细胞
代孕母牛
克隆牛
体细胞培养
去核卵母细胞
去核
胚胎
移植
克隆羊“多利”的产生过程:
多莉羊的培育过程
融合后的卵细胞
细胞核移植
卵细胞
母羊C子宫
母羊B
母羊A
乳腺细胞
细胞质
细胞核
胚胎移植
早期胚胎
多莉羊
分娩
卵裂
妊娠
多莉羊诞生的意义：
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。
减数第二次分裂中期（MⅡ期卵母细胞）
去核的卵母细胞
供体细胞注入去核卵母细胞
受体细胞激活，完成减数分裂、发育
胚胎移植
思考题
1、对比多莉羊和高产奶牛的克隆过程，找出操作过程的不同点？
多莉克隆过程的受体细胞是去核卵细胞，而高产奶牛的克隆过程的受体细胞是去核卵母细胞；多莉克隆过程是将供体细胞核注入受体细胞，而高产奶牛的克隆过程是将供体细胞注入受体细胞。
2、讨论分析上述哪一种措施更科学？并说明理由？
卵母细胞当中的细胞周期蛋白含量、活性比卵细胞高，用它作受体更容易成功
将供体细胞注入受体细胞，使克隆动物更像供体动物，操作也方便
思考题
１、核在进行体细胞核移植之前，为何要去掉受体卵母细胞的核？
为使核移植动物的遗传物质全部来自有利用价值的动物提供的细胞。
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，为什么？
10代以内的细胞保持一般保持正常二倍体的核型，未突变
3、细胞核移植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？
不是，克隆动物绝大部分DNA来自供体细胞核，但核外还有少部分DNA（如线粒体DNA）来自受体卵母细胞
克隆动物的研究意义
1.加速家畜遗传改良进程
2.保护濒危动物
3.转基因克隆动物作为生物反应器，生产医用蛋白
4. 治疗人类疾病，作为供体
体细胞核移植技术存在的问题：
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，免疫失调等。
优点：组织相容性抗原相同没有排斥反应
10、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，一般传到第 代，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
剪碎
胰蛋白
葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清
10
原代培养
胰蛋白酶
细胞悬浮液
细胞没有发生瘤变