2.2.1动物细胞培养和核移植技术
人教版选修三生物课件：2.2.1动物细胞培养和核移植
有机物：糖、氨基酸、促生长因子
(2)营养
动物血清、血浆：P补46充旁培栏养题液及中小没有知完识全搞清
楚的补成充分合成培养基中所缺乏的营养物质及激素等。
36.5±0.5℃
细胞代谢
7.2~7.4
培养液的PH7
5.应用: 连线表示动物细胞培养的应用及实例
可根据变异细胞占细胞总数的比 例来判断毒性的大小。
3、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？
不是。克隆动物的DNA绝大部分来自供体细胞核，但还有少 量DNA（如线粒体DNA）来自受体卵母细胞的细胞质。此外， 生物的性状还受环境的影响。
17Biblioteka 思考题1、对比多莉羊和课本高产奶牛的克隆过程，找出操 理由：______________________________ 作过程的不同点？ 胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性较容易。
5胚)体胎细细胞胞是核分移化使植程技度细术低得，胞到恢的复克从其隆全牛瓶能从性生壁较殖容胰方上易式。蛋上脱看白属落于酶下来，便于分装后继续培养。
2、克隆动物遗传物质的来源？
10代以内的细胞能保持正常的二倍体核型。
归纳：克隆动物的基因型、性别、主要性状、染色体组成均与供核个体相同。
10~50 5)体细胞核移植技术得到的克隆牛从生殖方式上看属于
2.相关概念: (1)细胞贴壁:细胞悬液中分散的细胞_贴__附__在__瓶__壁__上。 (2)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_停__止__分__裂__增__殖__的现象。 (3)原代培养:指动物组织消化后的_初__次__培__养__。 (4)传代培养:贴满瓶壁的细胞,出现_接__触__抑__制__后,需要重新用 _胰__蛋__白__酶__等处理,然后分瓶继续培养,让细胞_继__续__增__殖__的培 养过程。
2.2.1动物细胞培养和核移植技术
5、动物细胞培养技术应用:
①许多有重要价值的生物制品，如病毒疫苗、干扰 素、单克隆抗体等，都可以借助动物细胞的大规模 培养来生产。
②动物细胞是基因工程技术中常用的受体细胞。
③用于检测有毒物质，判断某种物质的毒性。 ④科学家培养正常或者病变的细胞，用于生理、病 理、药理等方面的研究，如用于筛选抗癌药物等， 为治疗和预防癌症及其他疾病提供理论依据。
5. 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。
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。
3.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(P49小资 料）。
练习题：
1、动物细胞工程技术的基础是（ C ） 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（ D） A．限制酶 B．DNA连接酶 C．果胶酶 D．胰蛋白酶
3、在动物细胞培养过程中，使用胰蛋白酶的 目的是（ A ） 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
教学设计10：2.2.1 动物细胞培养和核移植技术
动物细胞培养和核移植技术【学习目标】知识目标：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。
3．比较动物细胞培养与植物组织培养区别。
能力目标：1.通过对材料的观察，学会科学的观察方法，培养观察能力。
2.通过对基本概念、基本原理、科学方法的正确理解和掌握，逐步形成比较、判断、推理、分析、综合等思维能力，具备能运用学到的生物学知识评价和解决某些实际问题的能力。
【本节重点难点】重点：1.动物细胞培养的过程及条件。
2.用动物体细胞核移植技术克隆动物的过程。
难点：用动物体细胞核移植技术克隆动物的过程。
【教学方法】讲授法、归纳法、练习法。
【教学工具】多媒体教学课件【知识精讲】教材梳理知识点一动物细胞培养概念1、动物细胞培养概念：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。
[分析]（1）需分散成单个细胞；（2）需要在培养基上培养；（3）动物细胞培养的实质是细胞增殖。
知识点二动物细胞培养的过程1、动物细胞培养的过程：2、原理：细胞增殖[问题]什么是细胞贴壁？什么是接触抑制？悬液中分散的细胞很快就贴附在有丝分裂，称为细胞贴壁。
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。
[问题]如何打破接触抑制？需要重新用胰蛋白酶等处理，然后分别继续培养，让细胞继续增殖。
[问题]细胞传代培养代数有什么特点？传代培养的细胞一般传至10代后就不易传下去了，一般来说，细胞在传至10～50代左右时，增殖会逐渐缓慢，以至于完全停止，这时部分细胞的细胞核型可能发生变化，当继续传代培养时，少部分细胞会克服细胞寿命的自然极限，获得不死性。
所以目前使用的或冷冻保存的正常细胞通常为10代以内，以保持细胞正常的二倍体核型。
[问题]为什么大多选用动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织细胞进行培养？知识点三动物细胞培养的条件（1）无菌、无毒的环境（2）营养：合成培养基成分包括糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等，通常还需加入血清、血浆等一些天然成分。
课件11：2.2.1 动物细胞培养和核移植技术
思考题
5、对比多莉羊和课本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。
用核移植的方法得到的动物称为克隆动物
核 移
胚胎细胞核移植：细胞分化程度低，恢复全
能性容易
植
体细胞核移植：细胞分化程度高，恢复全能 （难度高） 性不容易
受体细胞：MⅡ期的卵母细胞
卵母细胞采集、培养
MⅡ期卵母细胞 去核
去核卵母细胞
（二）体细胞核移植过程 （体细胞克隆动物）
供体细胞注入 去核卵母细胞
体细胞培养
植物组织培养, 植物体细胞杂交
2、动物细胞工程常用的技术手段呢？ • 动物细胞培养、动物细胞核移植、 • 动物细胞融合、生产单克隆抗体等
动物细胞培养技术是其他动物细胞工程技术的基础。
一、动物细胞培养 （一）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。
（三）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、促生长因子、无机盐、
微量元素、血清、血浆等。）
合成培养基
保证细胞顺利
3、温度和pH
的生长增殖
36.5+（-）0.5度, 7.2-7.4
4、气体环境：
O2和CO2（95%空气和5% CO2 ）
思考
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？ 主要成分： 葡萄糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量 元素、血清、血浆等。
19-20版：2.2.1 动物细胞培养和核移植技术（创新设计）
2.2动物细胞工程2.2.1动物细胞培养和核移植技术学习目标1.构建动物细胞培养的流程图，区分原代培养和传代培养。
(重难点)2.理解动物细胞培养的条件，尤其是添加动物血清的目的、CO2的作用等。
(重点)3.结合高产奶牛的克隆过程，掌握动物体细胞核移植技术。
(重难点)|基础知识|一、动物细胞工程1.常用技术手段动物细胞培养、动物细胞核移植、动物细胞融合、生产单克隆抗体等。
2.基础技术动物细胞培养技术。
二、动物细胞的培养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。
2.原理：细胞增殖。
3.过程4.条件(1)无菌、无毒的环境①培养液应进行无菌处理。
②通常还要在细胞培养液中添加一定量的抗生素，以防污染。
③定期更换培养液，防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害。
(2)营养①合成培养基成分：糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等。
②合成培养基特点：加入血清、血浆等天然成分。
(3)适宜的温度和pH：温度为36.5±0.5 ℃；pH为7.2～7.4。
(4)气体环境：95%空气＋5%CO2的混合气体。
O2是细胞代谢所必需的，CO2的主要作用是维持培养液的pH。
5.应用(连线)三、动物体细胞核移植技术和克隆动物1.概念(1)供体：动物的一个细胞的细胞核。
(2)受体：去掉细胞核的卵母细胞。
(3)结果：形成重组胚胎，发育成动物个体。
2.种类胚胎细胞核移植和体细胞核移植。
3.原理动物细胞核具有全能性、细胞膜具有一定的流动性。
4.流程5.应用(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，增大存活数量。
(3)生产珍贵的医用蛋白。
(4)作为异种移植的供体。
(5)用于组织器官的移植。
6.存在问题(1)成功率非常低。
(2)克隆动物存在健康问题，表现出遗传和生理缺陷。
(3)存在克隆动物食品的安全性问题。
|自查自纠|1.动物细胞培养过程中通常在培养液中通入5%的CO2刺激细胞呼吸。
2.2.1-动物细胞培养和核移植技术(共47张PPT)
C.动物细胞培养只能传50代左右，所培育的 细胞全部衰老死亡
D.用于培养的细胞大都取自胚胎或幼龄动物 的器官或组织
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
Ａ母绵羊
Ｂ母绵羊
多
卵细胞
莉
乳腺细胞
羊 的
细胞质
思考题
14、如何理解原代培养和传代培养？ 上述过程中，在第一培养瓶中培养就是原代培养，
之后转移到其它培养瓶中培养就是传代培养
15、传代培养的细胞能一直传代下去吗？ 不是都能
16、有些为何能一直传下去吗？动物细胞培养就是为 了得到这些细胞吗？
发生突变，朝着癌细胞方向发展 不是 17、人类一般保存的是哪类细胞呢？为什么？用于植 皮的细胞培养应该不多于多少代？ 保存10代以内的细胞；因为10－50部分细胞的细胞 核型可能发生变化，有少部分还发生突变向癌细胞方 向发展；10代
完成P49 讨论：
4、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 ⑤ 可以用于组织器官的移植
5、存在问题：
① 成功率低 ② 克隆动物存在健康问题 ③ 克隆动物食品的安全性问题存有争议
遗传物质 未改变
遗传物质 已改变
细胞悬液
原代培养 10代细胞
50代细胞 传代培养
无限传代
Back
问题
1、植物组织培养过程将组织分散成单个细胞的吗？没有 ２、动物细胞培养过程将组织分散成单个细胞的吗？是
３、为何动物细胞培养过程将组织分散成单个细胞的呢？ 成块的组织细胞靠在一起,彼此限制了细胞的生长和增殖
教学设计13：2.2.1 动物细胞培养和核移植技术
动物细胞培养和核移植技术一、教材分析核移植技术又称为动物克隆技术，是在动物细胞培养技术的基础上发展起来的。
教材首先从全能性的角度指出目前通过动物细胞培养技术是无法获得动物体的，从而引出核移植技术的概念。
然后以高产奶牛为例详细讲述了体细胞核移植技术的操作流程，即本节的重点和难点部分，通过展示图片、动画等形式来学习。
最后介绍了核移植技术的应用前景和存在问题。
二、教学目标1．知识目标简述动物细胞核移植技术的流程。
2．过程与方法通过课前预习、查阅资料、课堂讨论和强化练习等活动，让学生了解动物细胞核移植技术的流程。
3．情感态度与价值观关注细胞工程研究的发展和应用前景。
三、教学重难点重点：了解动物体细胞核移植技术的流程。
难点：了解动物体细胞核移植技术的流程。
四、教学准备多媒体课件。
五、课时安排1课时。
六、教学过程回顾旧知，引入新课：我们知道，通过植物组织培养技术可以将植物细胞培养成完整的植物体，并且不改变其遗传特性，是一种无性繁殖技术，所以也被称为植物克隆技术。
其原理是植物细胞具有全能性。
照此推理，动物细胞如果也具有全能性，就应该可以通过动物细胞培养技术获得动物体，从而实现动物克隆。
而当我们学习了动物细胞培养技术之后，却只能报以遗憾。
那么动物细胞的全能性有什么特点，如何才能实现动物的克隆呢？下面我们一起来探讨。
（一）动物体细胞核移植技术和克隆动物探讨一：动物细胞全能性的特点学生阅读教材P47“动物体细胞核移植技术和克隆动物”第二段。
学生讨论交流后，教师总结得出：动物细胞的全能性随着动物细胞分化程度的提高而逐渐受到抑制，全能性的表达很难，但动物的细胞核内仍含有该种动物的全部遗传基因，具有发育成完整个体的潜能，即动物的细胞核仍具有全能性。
需要的特殊技术：核移植。
探讨二：核移植技术的概念及分类让学生根据教材中核移植技术的概念，用简洁的图示描述出其大概过程：教师讲解：被移植的细胞核可以来自于哺乳动物的胚胎细胞和体细胞，从而该技术分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植两类。
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》ppt精讲课件
(2)细胞增殖特点不同: ①原代培养:细胞分裂旺盛,一般表现为细胞贴壁生长和接触抑 制。 ②传代培养:传至10代～50代左右时,细胞增殖缓慢,甚至完全 停止,此时细胞普遍表现为衰老和凋亡特征,但也有少部分细胞 会发生突变,会朝着等同于癌细胞的方向发展。 3.结果:动物细胞培养只能获得大量细胞,不能得到生物个体。
生长和增殖 2.培养过程:
胰蛋白酶
细胞悬液
原代培养
3.相关概念:
(1)细胞贴壁:细胞悬液中分散的细胞_贴__附__在__瓶__壁__上。 (2)细胞的接触抑制:当贴壁细胞分裂生长到_____________时,
表面相互接触 细胞_____________的现象。
(3)原停代止培分养裂:指增动殖物组织消化后的_________。
异种移植
5.体细胞核移植技术存在的问题:
(1)成功率_非__常__低__。 (2)绝大多数克隆动物存在_________。
健康问题 (3)对克隆动物食品的_______问题存有争议。
安全性
1.判断正误 (1)动物细胞培养体现了动物细胞的全能性。( )
× 【分析】动物细胞培养只能获得大量细胞,不能得到生物个体, 不能体现动物细胞的全能性。 (2)动物细胞在培养的过程中一些细胞会发生遗传物质的变化。
【典例训练2】某研究性学习小组同学在研究细胞工程时,列表 比较了植物细胞工程和动物细胞培养的有关内容,其中错误的 是( )
选项 比较项目
A 处理方法
B
原理
C
应用
D
培养除细胞壁 用胰蛋白酶处理后 制成细胞悬液
细胞增殖
细胞的全能性
快速繁殖技术
生产干扰素等
固体培养基
(4)重组细胞在培养液中培养成的重组胚胎移入受体母牛体内
原创7：2.2.1 动物细胞培养和核移植技术
其他条件 均为无菌操作，需要适宜的温度、PH、O2等条件
离体的植物组织或细胞在适当的培养条件下可发育成完整的植 株，那么能不能用高产奶牛的一个体细胞，培育出一头高产奶牛呢？
我们已经知道，高度分化的植被物组织仍保持着全能性，但动 物细胞与植物细胞不同，动物细胞的全能性会随着动物细胞分化程 度的提高而逐渐受到限制，分化潜能逐渐变弱。因此，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。
2.2、动物细胞工程
常用技术 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
动物细胞培养技术是其他动物细胞工程技术的基础。
在治疗烧伤病人时，通常采用的方法是取烧伤病人的健康皮 肤进行自体移植。但对一个大面积烧伤的病人来说，自体健康皮 肤非常有限，使用他人皮肤来源不足，而且会产生排异反应。那 么，怎样才能获得大最的自体健康皮肤呢？
温度和PH
细胞体外培养的适宜温度一般与动物的_体__温__相近，哺乳动物 多以_3_6_._5_土__0__.5_℃为宜。多数细胞生存的适宜pH 为_7_._2_-_-_--_7_._4__。
气体环境
气体环境 细胞培养所需气体主要有O2 和CO2 ， O2是细胞 _代__谢___所必需的， CO2 的主要作用是维持培养液的__P_H___ 。进行 细胞培养时，通常采用培养皿或松盖培养瓶，将其置干含95％ __空__气___加5% _C__O_2_的混合气体的_培__养__箱___中进行培养。
P50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？
植物细胞要发育成完整植株，必须先脱分化，然后进行再 分化，形成完整植株。
一般而言，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。
高中生物动物细胞工程动物细胞培养和核移植技术原创
1、进行动物细胞培养时用胰蛋白酶分散细胞，说明细胞间 的主要物质是什么成分？用胃蛋白酶行吗？
主要：蛋白质。 不能。多数动物细胞培养的适宜PH为7.2-7.4，胃蛋白酶在此环境中会变性失活。
2、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？
主要成分：葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等。
为使核移植的胚胎或动物的遗传物质来自有重 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，必须将受体细胞核去 掉或将其破坏。
问题3
用于核移植的供体细胞一般都选用传 代10代以内的细胞，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 也可能会发生突变，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。
二、动物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。
细胞融合 重组 细胞
归纳:
胚胎移植
构建重组胚胎
代孕母体
生出与供体奶牛遗传 基础相同的犊牛
1.两阶段：核移植和胚胎移植
2.取卵细胞作受体细胞的原因是:它是最大的细胞,易操作,它发育可直接表达性状
3.严格来说新个体有卵母细胞的细胞质所以有两个亲本的性状
2-2-1 动物细胞培养和核移植技术
LOGO
3.关于动物细胞培养的叙述，错误的是（ D ） A.用于培养的细胞大量都取自胚胎或幼龄动物 的器官或组织 B.将所取的组织先用胰蛋白酶等进行处理使其 分散成单个细胞 C.在培养瓶中要定期用蛋白酶使细胞从瓶壁上 脱离，制成悬浮液 D.动物细胞培养只能传50代左右，所培育的细 胞会衰老死亡
2014-3-7 此处添加公司信息
LOGO
展示内容
课内探究：1 课内探究：2 课内探究：3 课内探究：4 归纳总结
2014-3-7 此处添加公司信息
展示组/个人
【精彩展示】
展示要求： 1.言语要规范、准确， 注意配合肢体语言。 2.声音洪亮，语速适 中。 3.注重总结方法规律。 非展示同学： 注意聆听，积极思考， 及时记录。
2014-3-7 此处添加公司信息
独学求教
1.可以自己进行总结反思；
2.可以就学习当中仍存在的
问题向小组同学请教。
作业：2.2.1 第二课时 学案。
【自查自纠】（3min）
LOGO
一、1.分散成单个细胞，生长，繁殖； 2.胰蛋白酶，胶原蛋白酶，单个细胞，细胞悬液，原 要求： 代细胞，胰蛋白酶，传代培养； 3.①菌，毒，培养液，所有培养皿，抗生素，换培养 1.深入思考， 总结归纳。 液 2.规范认真， 落到实处。 ②糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素， 血清、血浆； 3. 标注疑难， 准备讨论。 ③温度，pH，36.5±0.5,7.2~7.4 ④气体，CO2，O2，O2，pH；培养皿，松盖，95% 空气，5%CO2； 4.生物制品，基因工程，有毒物质，研究
LOGO
存在的问题：
1. 学案的预习不够充分。 2. 不明确的问题没有在组内 研讨后及时记录。
动物细胞培养和核移植技术ppt课件
植物组织培养技术 动物细胞培养技术
原理 细胞全能性
细胞有丝分裂
培养基 固体,营养物质,激素 液体,营养物质,血清等
结果 完整植株
细胞群或细胞产物
分散处理 无
有
脱分化 有
无
复习植物细胞工程和动物细胞工程的部分内容。
植物组织培养技术是植物细胞工程技术的基础。
动物细胞培养技术是动物细胞工程技术的基础。13
动物细胞培养与植物组织培养的重要区别在于[ A ] A、培养基不同 B、动物细胞培养不需要在无菌条件下进行 C、动物细胞可以传代培养，而植物细胞不能 D、动物细胞能够大量培养，而植物细胞只能 培养成植株
48
巩固练习
动物细胞工程技术的基础是[ C ]
A、动物细胞融合 B、胚胎移植
C、动物细胞培养 D、核移植
.
.
(四) 动物细胞培养技术的应用
• P47最上面 • 1、大规模的生产生物制品。 • 2、培养的动物细胞作为基因工程的受体
细胞。
• 3、检测判断物质的毒性。 • 4、培养正常或各种病变的细胞，用于生
理、病理、药理等方面的研究，如用于 筛选抗癌药物 等，为治疗和预防癌症及其
他疾病提供理论依据。
14
旺盛。分
10代细胞
胞培养适宜的PH
能化低越力养程，容越度。繁易强洗越殖培动不成，涤物能生细最物、分胞终体培培稀离养养释5、0代细胞传细缓型化代胞慢可培增，能养殖核变
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。
7
动物组织块 幼龄动物的器官组织；动物胚胎 胰蛋白酶处理分散成单个细胞
43
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～ 4 t。
2.2.1 动物细胞培养和核移植技术
2.2.1 动物细胞培养和核移植技术一、教学目标（一）知识目标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及应用前景（二）能力目标运用细胞的基础知识，分析细胞工程的理论基础（三）情感目标关注细胞工程研究的发展和应用前景二、教学重难点（一）教学重点1、动物细胞培养的过程及条件2、用动物体细胞核移植技术克隆动物的过程。
（二）教学难点1、动物细胞培养的过程及条件2、用动物体细胞核移植技术克隆动物的过程附：课后阅读材料：材料一：细胞核的吸取吸核的方法不是将微吸管头刺入供体细胞内吸取细胞核，而是利用显微操纵台通过轻轻地来回转动千分尺外径，将一个细胞慢慢地吸入微吸管。
必须注意微吸管的内径要比细胞小，这样能使被吸入的细胞由于吸力的作用而破裂，结果可以依靠目测，将细胞核和包在它周围的一部分细胞质一起吸入管内，避免细胞核直接与液体接触，以免受损。
还应调节使供体细胞尽量靠近管口，避免注核时带入较多的手术液。
材料二：胚胎细胞核移植研究进展在1981年，Illmensee和Hoppe将小鼠囊胚的内细胞团的细胞核移植到去核的受精卵内，获得了首批克隆的小鼠。
这是世界上首次获得哺乳动物克隆成功，但其实验未被其他的研究人员所重复。
1983年Mcgrath和Solter首次利用显微操作技术和细胞融合技术，将单细胞期小鼠胚胎作为核供体进行核移植，得到了产仔，并建立了重复性很高的核移植程序，使得核移植效率大大提高。
1986年，Willadsen等用绵羊早期胚胎的卵裂球作供体，用去核的第二次减数分裂中期（Second Meiotic Metaphase, MII）卵母细胞作受体，并用电融合的方法代替了仙苔病毒诱导供体卵裂球与去核卵母细胞的融合，研究发现电融合方法比病毒融合法更有效，核移植胚胎的体外发育能力更强，重组胚移植后获得了核移植后代，这是首次在家畜上获得了成功。
Willadsen等在实验中阐明了哺乳动物胚胎细胞核移植中两个全新的观点：（1）作为核受体，卵母细胞比受精卵有更大的优越性；（2）绵羊桑椹胚的细胞核具有发育的全能性，并建立了以早期胚胎卵裂球为供体，MII期卵母细胞为受体胞质以及用电融合方法诱导供体细胞核和受体胞质融合这一整套技术。
高二生物选修(3)课件：2.2.1动物细胞培养和核移植技术
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 （ D ） 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
4.动物细胞培养与植物细胞培养的重要区别在于 A ） ------------------------------（ A.培养基不同； B.动物细胞培养不需要在无菌条件下进行； C.动物细胞可以传代培养，而植物细胞不能； D.动物细胞能够大量培养，而植物细胞只能培 养成植株。
动物细胞工程常用的技术
细胞工程的基本技术
植物细胞工程
植物组织培养技术
动物细胞工程
动物细胞核移植技术
植物体细胞杂交技术 动物细胞融合技术 单克隆抗体技术 动物细胞培养技术(基础)
一、动物细胞培养 1、概念：
zxxk
是从动物机体中取出相关组织， 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
思
考
1、动物细胞培养取材时，一般是取胚胎组织或幼龄动 物的组织或器官，请解释原因？ 2、为什么动物细胞培养过程需将组织分散成单个细胞？ 3、如何将动物组织分散成单个的细胞呢？ 4、如何理解原代培养和传代培养？ zxxk 5、传代培养的细胞能一直传代下去吗？为什么？ 6、动物细胞培养需满足哪些条件？ 7、动物细胞培养有哪些应用？
4、种类
体细胞核移植 （难度较高）
胚胎细胞核移植
5、体细胞核移植的过程（克隆高产奶牛）
高产奶牛 （供体）
MⅡ期 卵母细胞 (去核)
供体细胞培养
重组细胞
重组胚胎 胚胎移植
P49
6、应用
①器官移植
②加快家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育
原创4：2.2.1 动物细胞培养和核移植技术
体细胞培养
电激处理使 胚胎 供体核进入 移植 代孕母牛 克隆牛 受体卵母细 胞构建重组 胚胎
供体牛
（高
供产
体 细
体奶 ）牛
胞
的
核
移
植
过
程
供体 细胞 培养
卵母 细胞 培养
供体 细胞
去核 卵母 细胞
重组细胞
重组胚胎
供（ 卵受 奶体 牛） 代孕母牛
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？
取动物组织块 剪碎组织
动物组织细胞间隙 中含有一定量的弹 性纤维等蛋白质。
分散成单个细胞
胰蛋白酶处理
此处细胞在该生活环境中能
无限生长和增殖吗？
细胞培养
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
单个细胞
贴壁生长 接触抑制
加培养液制成
细胞悬浮液
原代培养
洗涤、稀释、
分瓶继续培养
分离 10代以内，保持正常二倍体核型
无限传 代
洗涤、稀释、分离
原代培养 多数组织细胞固定在表面 生长和分裂。
传代培养
植物组织培养和动物细胞培养的比较
动物细胞培养 动物胚胎或幼龄动
物的组织、器官 胰蛋白酶
单个细胞 加培养液
细胞悬浮液
10代细胞
植物组织培养
离体的植物器官、 组织或细胞
脱分化
接种至培 养基
愈伤组织
再分化
根、芽
50代细胞 无限传代
维持培养 液的PH值
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。
动物细胞培养和核移植
三、动物体细胞核移植技术和克隆动物
克 隆 羊 “多 利 ” 的 产 生 过 程
思考：克隆技术最关键的环节？
克隆发展和应用
细胞贴壁过程
动物细胞培养过程
幼龄或胚胎动物组织块 剪碎
胰（胶原）蛋白酶处理
细胞系
50代以上 代以上
单个细胞 培养液 培养瓶 细胞悬液 原代培养
贴壁生长、接触抑制 胰蛋白酶处理、换瓶
专题二 细胞工程
2.2.1动物细胞培养和核移植技术一 Nhomakorabea学习目标
• 简述“动物细胞培养技术”的过程、条件和应用。 • 简述“动物体细胞核移植（克隆）技术”的过程 和应用前景。
二、动物细胞培养技术
自学讨论
1、皮肤细胞体外培养的原理、过程、条件？ 2、动物细胞培养的应用有哪些？ 3、“自体移植”的好处是什么？ 4、试想想还有什么技术既能生产人的可移植 器官，还能保证移植成功？
细胞株
40~50代 代
传代培养
(完整版)动物体细胞核移植技术
2.2.1动物细胞培养和核移植技术第二课时动物体细胞核移植技术和克隆动物学习目标：１、简述克隆动物的概念和原理２、简述体细胞核移植技术和体细胞克隆及其应用前景３、关注体细胞克隆技术的安全性和伦理性问题学习重点和难点：动物体细胞核移植技术克隆动物的过程教学过程：二、动物体细胞核移植技术和克隆动物阅读教材47页相关文字思考：1、对动物来说，为什么不能用类似植物组织培养的方法获得完整的个体？2、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?（一）动物体细胞核移植：是将动物的一个细胞的,移如入一个已经去掉细胞核的细胞中.使其并发育成一个新的,这个新的胚胎最终发育为动物哺乳动物核移植分为和。
思考：1、核移植得到的动物叫什么？2、体细胞核移植和胚胎核移植比较那个难度低一点？为什么？（二）体细胞核移植的培育过程1、【动手设计】1、体细胞核移植过程流程图：（以P48为例）2、回顾克隆多莉羊的生产流程:（多莉的性状和B羊完全相同说明什么问题? ）（多莉体内的遗传物质全部来自B羊吗?为什么? ）思考：1、核移植的原理是什么？2、为什么要去掉受体卵母细胞的核？3、用于核移植的细胞一般都选用10代以内的细胞，这是为什么？4、核移植获得克隆动物是百分之百对供体细胞的复制吗？（三）体细胞核移植技术的应用前景：1、在畜牧业生产中：可以加速进程，促进优良畜群繁育2、在保护濒危物种方面：利用体细胞核移植技术增加这些动物的数量3、在医药卫生领域：转基因克隆动物可以作为，生产许多珍贵的医用4、在治疗人类疾病时：转基因克隆动物细胞、组织、器官可以作为异种移植的。
5、对克隆动物和细胞的研究，使人类深入了解发育及衰老过程6、用克隆动物做疾病模型，使人们更好的追踪研究过程和疾病（四）体细胞核移植技术存在的问题：1、成功率比较2、绝大多数动物还存在许多克隆动物表现出缺陷，如体型过大，异常肥胖，发育困难，脏器缺陷，免疫失调等3、克隆动物食品的问题也存在质疑练一练：1、绵羊的乳腺细胞是高度分化的细胞．但用乳腺细胞的细胞核与去核卵细胞的细胞质重组成一个细胞后，这个细胞核仍然保持着全能性，这主要是因为（）A．细胞核内含有保持物种发育所需要的全套遗传物质B．卵细胞的细胞质内含有生物发育所需要的全套遗传物质C．卵细胞的细胞质为细胞核提供营养物质D．细胞核中的基因在卵胞质中才能表达2．生物技术的发展速度很快，已灭绝生物的“复生”将不再是神话。
专题2 2.2.1 动物细胞培养和核移植技术
A.原理
B．培养基区别
C．结果
【尝试解答】 【解析】 A
D．培养目的
本题考查的是植物组织培养和动物细胞
培养相关知识的比较，动物细胞培养的目的是获得 更多细胞或细胞产物。而不是获得个体，其原理只
涉及细胞增殖(细胞分裂)。
【误区警示】
误认为动物细胞培养也是为了获
得一个完整的个体，而得出错误答案“D”，但却 忽略了动物细胞培养只是为了得到细胞或细胞产
此没有产奶量高的优良性状。
【探规寻律】 体细胞核移植的过程必须弄清的 几个问题： (1)动物细胞的全能性会随着动物体的发育而逐渐 受到限制，其主要原因是细胞的分化。 (2)克隆高产奶牛所用的受体细胞是去核的卵母细 胞，处于减数第二次分裂中期。因为卵母细胞中 含有促使细胞核表达全能性的物质和营养条件。 (3)克隆高产奶牛过程所利用的生物技术有：细胞 核移植、动物细胞培养、胚胎移植。 (4)目前核移植技术中普遍使用的去核方法是显微 操作法。
制，细胞在培养瓶壁上只能形成单层细胞，A错；
克隆培养法中细胞都是由一个细胞经过有丝分裂而
得的，所以细胞的基因型相同，多数不会发生改变, B错；二倍体细胞传代培养至10代多数会死亡，只 有少数的细胞能够培养至50代以后成为细胞系，C 错；恶性细胞系的细胞具有癌变的特点，能够无限
增殖，可以进行传代培养，D正确。
解析：选A。对动物细胞培养和植物组织培养的知 识理解程度不够，造成了概念上的混淆，认为动物 细胞培养和植物组织培养具体过程相差不大，故误
选B或C或D。动植物细胞培养时培养基的成分差
别较大，动物培养基需加入血清，植物培养基需加
入激素和琼脂。
动物体细胞核移植 1．原理：细胞核的全能性。 2．供核细胞：一般选优良动物的传代培养10代以 内的细胞。 3．受体细胞：去核的MⅡ期卵母细胞。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
胚胎
克隆牛
供体牛
１、核移植之前，为何要去掉受体卵母细胞的核？ 为使核移植动物的核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 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？
A．细胞系 C．原代细胞 B．细胞株 D．传代细胞
2、动物细胞工程技术的基础是 ------（ D ） A.动物细胞融合 C.胚胎移植 B.单克隆抗体 D.动物细胞培养
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 （ D ） 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
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，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
五、体细胞核移植技术存在的问题
• 成功率低 • 克隆动物存在着健康问题 • 克隆动物的食品安全性问题存在争议
4、下列属于动物细胞工程中的工具是（ C ） A．限制性内切酶 B．DNA连接酶 C．胰蛋白酶 D．果胶酶
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 幼龄动物的器官或组织、动物胚胎 自___________ 。 (2)容器A中的动物器官或组织首先要进行的处理 用剪刀剪碎 ，然后用 胰蛋白 酶处理，这是为了 是__________ 使细胞分散开来。这样做的目的是 使每个细胞能与培养液接触 ，便于获取营养和排出代谢废物 _______________. (3)培养首先在B瓶中进行。瓶中的培养基成分有 葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清 _______ ___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 原代培养 培养称为___________. (4)为了把B瓶中的细胞分装到C瓶中，用_____ 胰蛋白酶 细胞悬浮液 ，再分装。 处理，然后配置成___________ (5)在C瓶中正常培养了一段时间后，发现细胞全 细胞没有发生癌变 部死亡。原因是_________________________ 。
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。
4.动物克隆实例很多，为何多莉就举世闻名呢？
在体细胞克隆羊“多莉”培育成功之前，胚 胎细胞核移植技术已经有了很大的发展。实际上， “多莉”的克隆在核移植技术上沿袭了胚胎细胞 核移植的全部过程，但这并不能减低“多莉”的 重大意义，因为它是世界上第一例经体细胞核移 植出生的动物，是克隆技术领域研究的巨大突破。 这一巨大进展意味着：在理论上证明了，同植物 细胞一样，动物细胞核也具有全能性．
◆胚胎移植至 ◆促融方法：
◆激活目的：
代孕受体内 有人说它三个母 亲，对吗？
电刺激
妊娠、分娩
细胞核核移植
卵母细胞采集、培养
MⅡ期卵母细胞 去核 去核卵母细胞
体细胞核移植过程 （体细胞克隆动物）
供体细胞注入 去核卵母细胞 体细胞培养
电激处理使供 体核进入受体 移植 代孕母牛 卵母细胞构建 重组胚胎
(3)现用某种大分子染料，对细胞进行染色时，观察到死细
胞被染色，而活细胞不染色，原因是 由于死细胞的膜丧 失了选择透过性，大分子染料能够进入死细胞内而着色 ______________________________________________ (4)检查某种毒物是否能改变细胞染色体的数目，最好选用 细胞分裂到________ 中 期的细胞用显微镜进行观察。 超低温 条件下保存细胞。 (5)在细胞培养过程中，通常在________ 因为在这种条件下，细胞中________ 酶 的活性降低，细胞 ______________ 的速率降低。 新陈代谢 (6)给患者移植经细胞培养形成的皮肤组织后，发生了排斥 抗原 进行 现象，这是因为机体把移植的皮肤组织当作________ 攻击。
就是从动物机体 中取出相关组织， 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 和繁殖。
2、原理：细胞增殖
3、过程
①原代培养
定义：人们通常将 动物组织消化后的 初次培养称为原代 培养。
增殖能力强，分裂旺盛，分化 程度低，容易培养
胚胎或幼龄动物器官组织
取出组织
剪碎
胰蛋白酶处理
单个细胞
无菌、无毒的环境 营养 温度和PH
离体培养的细胞对微生物和 有毒物质没有防御能力。
（添加一定量的抗生素，定期更换培养液） 保证细胞顺利的
生长增殖
（葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、动物血清、微量元素等）
能否用胃蛋白酶代 替胰蛋白酶？
温度36.5+0.5度，pH7.2～7.4 气体环境
维持培养液的pH
植物组织培养和动物细胞培养的比较
比较项目 原理 培养基性质 培养基特有成分 培养结果 培养目的
植物组织培养 细胞的全能性
固体培养基 蔗糖、植物激素 植物体或组织 快速繁殖、培育 无病毒植株等
动物细胞培养
细胞增殖
液体培养基 葡萄糖、动物血清 细胞株、细胞系 获得细胞 或细胞分泌蛋白
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?
核移植
2.体细胞核移植过程
黑面母绵羊
卵母细胞
白面母绵羊
乳腺细胞
细胞核移植
融合后的 卵母细胞
早期胚胎
胚胎移植
C母绵羊子宫 妊娠 分娩
多莉羊
体细胞核移植流程
供体：优质高产奶牛
◆取供体细胞
受体：普通奶牛（卵 母细胞的采集与培养）
◆用的是去
传代培养10代 以内的细胞. 为什么？
◆激活方法：
核的减数 1.体积大，易 第二次分 操作。2.含有 裂中期细 促使细胞核表 胞（MⅡ中 达全能性的物 期）为什 质和营养条件。 么？
生活联系：
烧伤病人的治疗通 常是取烧伤病人的健 康皮肤进行自体移植， 但对于大面积烧伤病 人来讲，健康皮肤很 有限，请同学们想一 想如何来治疗该病人？
动物细胞工程常用的技术：
• • • • 动物细胞培养 动物细胞核移植 动物细胞融合 单克隆抗体 等
最基础的是 ——动物细胞培养技术
1、动物细胞培养概念：
无菌、无毒的环境。充足的营养、适宜的温度、 pH和气体环境。
3.如何才能保证类似于内环境的营养环境？ 培养基应是液态还是固态？ 加入动物血清。培养基应是液态。
保证细胞顺利的 生长增殖
思考：动物血清的作用？ 主要是：提供有利于细胞生长增殖所需的 激素、生长因子或提供合成培养基所缺乏 的营养物质等。
4、动物细胞培养条件
利用动物体细胞核移植技术
三、动物体细胞核移植技术
1.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，这个新的胚胎最终发 育成动物个体。 用核移植的方法得到的动物称为克隆动物 细胞分化程度 低 ， 胚胎细胞核移植 恢复全能性 容易 。 高， 细胞分化程度 体细胞核移植 恢复全能性 困难 。 （难度高）
细胞膜连接
பைடு நூலகம்
细胞融合、形成杂种细胞
思 考
二：动物细胞融合的成功应用 ——单克隆抗体的制备
• 人们获得抗体的传统方法是?
–将抗原注入动物体,然后从动物血清中提取抗体
• 这种方法的缺点是什么?
–效率低，产量有限，纯度低，而且制备的抗体特异 性差。
• 怎样获得单一类型的抗体？
单克隆抗体的制备—极富创造性的方案
一、动物细胞融合
1、定义：指用自然或人工方 法使两个或多个不同的细胞 融合成一个细胞的过程。 （也称细胞杂交）
◆2.原理：细胞膜的流动性
细胞A
物理法 化学法
细胞B
灭活的病毒
杂种细胞
用灭活的病毒诱导动物细胞融合过程
病毒颗粒
细胞核 病毒颗粒黏附细胞表面
细胞核
意义：细胞融合技术突破了有性杂交方法的局 细胞膜被病毒颗粒穿通 限，使远缘杂交成为可能。
传代10-50代左右，增长缓慢以 至于完全停止，部分细胞核型可 能发生变化（遗传物质可能改变） 40-50代细胞 继续传代培养少部分细胞获得不 死性，细胞突变，遗传物质已经 改变，等同于癌细胞。
10代细胞
传 代 培 养
质： 未一 改般 变说
无限传代
已遗细 改传胞 变物系 质：
多细胞动物和人体的细胞都生活在内环境中 据此思考： 1 .内环境稳态包括呢些方面？ 适宜的温度、pH值、渗透压、营养、氧气。 2.体外培养的细胞需要什么样的环境条件？
遗传物质己 改变
无限传代（细胞系）
强调：细胞株、细胞系（了解即可） 细胞株：传代细胞一般能传到40-50代，遗 传物质一般不会发生改变，叫细胞株。 细胞系：传代50代以后又出现细胞生长停 滞状态，部分细胞遗传物质发生了改变， 能连续传代，获得不死性，叫细胞系。 ▲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。
O2和CO2（95%空气和5%CO2）
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