2.2.1动物细胞培养和核移植技术

培养结果
培养目的
细胞
获得细胞 或细胞产物
课堂练习
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、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
细胞分化程度低， 胚胎细胞核移植：恢复全能性容易
3.分类
体细胞核移植： （难度高）
受体细胞：MⅡ期的卵母细胞 处于减数第二次分裂中期的次级卵母细胞
4、体细胞核移植过程---示动物克隆---无性繁殖
1.）克隆羊多 利培育过程：
黑面绵羊去 受体 核卵母细胞 白面绵羊乳 供体 腺细胞核
◆特别注意：克隆动物性状
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
植物细胞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 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 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
2）营养：
液体合成培养基：（糖、氨基酸）、促生长 因子、（水、无机盐、微量元素）等；通 常还需加入血浆、血清等天然成分。
3）温度和pH：适宜的温度：人和哺乳动物细胞最适温度为 36.5±0.5℃。
适宜的酸碱度：PH：7.2-7.4
4）气体环境：“95％空气+5％CO2”的混合气体培养箱。
氧气是细胞代谢必须的； CO2维持培养 液的PH。
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
胚胎
克隆牛
供体牛
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5、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
遗传物质未改变
无菌、无毒
细胞贴壁生长
培养瓶：内表面光滑、无毒
原代培养
接触抑制
将细胞分散成单个细胞
10代细胞
目前保存的细胞 传代培养 通常为10代以内
遗传物质已改变 50代细胞 不死性细胞 无限传代
4.动物细胞培养的条件:
1）无菌无毒 的环境：
对培养液和所有培养用具无菌处理；培养液 中添加抗生素防止培养过程中污染；定期更 换培养液以清除代谢产物，防止对培养细胞 造成危害。
3、为了使用于培养的动物组织细胞分散开以 便配制成一定浓度的细胞悬浮液，选取来 的动物组织应先用下列哪种物质处理 A．胃蛋白酶 B．胰蛋白酶 C．盐酸 D．胰脂肪酶
4、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
剪碎
胰蛋白酶处理
单个细胞
细胞悬液
①原代培养
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)
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。
强调二：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。
2、原理：细胞增殖
选材：动物胚胎或幼龄动物的组织、器官 它们细胞增殖能力强，分裂旺盛，分化程度
低，容易培养。
在进行动物细胞培养时，用胰蛋白酶或胶原
蛋白酶分散细胞。
说明：细胞间的物质主要是蛋白质。
3：过程
胚胎或幼龄动物器官组织
取出组织
图示
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。
问题7、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？ 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 问题8、动物细胞培养的原理：细胞增殖。
问题9、目前使用的或冷冻保存的正常细胞通常在 10代以内，为什么？ 10代以内的细胞遗传物质不改变，保持正常二倍体核型
5.动物细胞培养技术的应用:
白面绵羊乳 腺细胞核
2、实施细胞工程时，所需受体 a 细胞大多采用卵母细胞的原因： 重组细胞 电脉冲刺激 体积大，易操作。含有促使细胞核 表达全能性的物质和营养条件。 早期重组胚胎 3、多利面部毛色是：白色 b 根据遗传学原理说明判断依据。 多利全部的核基因都来自白面绵羊 4、若黑面绵羊的基因型为AA,白 面绵羊的基因型为aa，则克隆羊 aa 的基因型为
复习：植物细胞工程 • 植物细胞工程常用的技术手段有哪些？
植物组织培养
再分化 离体植物器官、 脱分化 胚状体 愈伤组织 组织或细胞 （芽、根） (去分化)
植物体
使用的固体培养基：
固体 有机物（蔗糖） 水和无机盐等无机物 植物激素（细胞分裂素和生长素）
植物体细胞杂交技术
植物细胞A 去细胞壁 植物细胞B 原生质体融合 杂种细胞
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6、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。 对克隆动物食物的安全性问 题也存在争议
7、胚胎移植技术
试管动物（婴儿）培养过程
卵细胞 体外受精 受精卵 精子
胚胎
母体子宫内 孕育、产出
5、用动、植物的体细胞进行离体培养，下列 叙述正Байду номын сангаас的是（ ） A.都要用到CO2培养箱 B.都须用液体培养基 C.都要在无菌条件下进行 D.都可体现细胞的全能性
二、动物体细胞核移植技术和克隆动物
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.（克隆动物） 2、原理： 动物细胞核具有全能性
象c羊，个别性状象d羊，发育也会受到f羊 影响。
②传代培养
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）
总结：动物细胞培养的过程
动物胚胎或幼龄动物的组织、器官 胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理 单个细胞 加入培养液培养 胰蛋白酶等处理贴壁细胞 换新的培养液 分瓶传代培养
（5）在产生多莉羊时，需将e 细胞形成的早期胚胎移入另一 头母羊（f）子宫里，这种技术 胚胎移植 在细胞工程中叫—————— （6）继植物组织培养后，克隆 绵羊的培育成功，证明动物细 胞也有——— 全能性
a
b
d
c
e 甲 乙 f
（7）在繁殖多莉羊的过程中， 是否遵循孟德尔遗传规律？多 莉羊的性状与d羊、c羊及f羊的 关系是什么？不遵循，多莉羊的多数性状
f 乙
(2)产生 甲和乙的过程分别是
有性生殖 克隆 —————和————
a
b
d
c
（3）在形成乙是的过程中，需要 将d的细胞核取出，将c细胞核移入 d细胞内，此技术叫 核移植 。所 需的受体细胞大多采用动物卵细胞 的原因是： 卵细胞大，易于操作；
卵细胞具有继续分化的潜能。
e 甲 乙 f
（4）绵羊的白色对黑色为显色。 若甲是白色绵羊，要判断它是否纯 合体，选用与它交配的绵羊最好是 黑毛
问题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？ 因为其细胞生命力旺盛，分裂能力强，分化程度低。
问题2、为什么培养前要将组织细胞分散成单个细胞？
扩大细胞与培养液的接触面积，利与细胞吸收营养 同时，防止细胞的接触抑制 问题3：为什么用胰蛋白酶处理？ 水解动物组织细胞间隙中的弹性纤维等蛋白质，获 得单个细胞。 问题4：为什么用胰蛋白酶处理而不用胃蛋白酶？ 动物细胞培养的最适PH值为7.2-7.4，胰蛋白酶作用 的适宜PH为7.2-8.4，胃蛋白酶适宜PH为2.胃蛋白酶在PH 为7.2-7.4的动物细胞培养中无活性。
动物细胞融合技术
生产单克隆抗体技术
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一、动物细胞培养的应用和概念：
植物组织培养
在无菌和人工控 制的条件下,将离体 的植物器官、组织、 细胞，培养在人工 控制的培养基上， 给予适宜的培养条 件，诱导其产生愈 伤组织、丛芽，最 终形成完整的植株。
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 .
新个体
• 世界上第一只克隆羊 “多莉”的培育过程如 图所示，请据图回答：
a
b
d
c
(1)图中的甲为苏格兰绵羊， e 乙为多莉羊。那么，a和b 减数 是通过_______分裂形成的， 甲 其DNA含量是体细胞的 _______一半 ；c肯定是__ 细 体 胞，乙的遗传性状与提供 细胞核 ___________的绵羊 一致.
另一头绵羊的子宫
妊娠、出生
克隆羊多利
核移植流程:
1、供体细胞的采集与培养
2、受体卵母细胞的采集与体外培养
3、显微操作去除卵母细胞中的核
4、将供体细胞注入去核卵母细胞 5、用物理或化学方法激活受体细胞，使其完成减 数分裂进程。 6电刺激促融使供体核进入受体卵母细胞，构建重 组胚胎。 7、胚胎移植入代孕母牛体内 8、妊娠分娩与供体遗传物质基础相同的犊牛。