§2.3动物的克隆
动物克隆的基本原理及过程
动物克隆的基本原理及过程《动物克隆的基本原理及过程》动物克隆是指通过人工手段复制原始个体的生殖过程。
这项技术的发展引起了广泛的关注和讨论，同时也引发了一系列伦理和道德问题。
本文将介绍动物克隆的基本原理及过程，以帮助读者更好地理解这一领域的发展和挑战。
动物克隆的基本原理是利用体细胞核移植技术，将一个成熟核移植到一个去核的卵细胞中，然后通过合适的刺激使其发育成一个完整的新个体。
在这个过程中，克隆个体将完全或部分地拥有捐赠体细胞的遗传信息。
动物克隆的过程可以分为以下几个关键步骤：1. 获取捐赠体细胞：捐赠体细胞可以来自成年个体的体细胞，比如皮肤细胞或肌肉细胞。
这些细胞将成为克隆个体的遗传来源。
2. 准备去核卵细胞：通过一系列的实验操作，去除卵细胞中的细胞核，以确保克隆个体将只携带捐赠体细胞的遗传信息。
3. 核移植：将捐赠体细胞的细胞核注射到去核卵细胞中。
4. 诱导发育：经过核移植后，为了启动克隆个体的发育，科学家通常需要提供一些刺激，比如电脉冲或化学物质。
这些刺激可以激活细胞的发育能力，使其开始分裂和发育。
5. 移植和孵化：克隆胚胎可以被移植到一只母兽体内，或在试管中孵化出来。
无论哪种方法，都需要为克隆个体提供适当的环境和条件，使其正常生长和发育。
需要注意的是，动物克隆是一项复杂和技术密集型的过程，目前仍然面临许多挑战和限制。
成功率仍然相对较低，伦理和道德问题也一直备受关注。
然而，动物克隆也有着广阔的应用前景。
它可以用于保护濒临灭绝的物种、提高家畜和农作物品质、以及研究人类和动物发育等基础科学问题。
随着技术的不断发展和完善，我们相信动物克隆将在未来发挥更大的作用。
总之，动物克隆是一项具有巨大潜力和困难的技术。
通过核移植和发育诱导等关键步骤，科学家可以实现原始个体的复制和繁殖。
尽管仍面临许多挑战，但动物克隆在生物学和应用领域的潜力仍然令人兴奋。
选修动物的克隆)
成块组织不利培养，分散了做成细胞悬浮液利于培养
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？
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
选修动物的克隆）（精品系列PPT）
选修动物的克隆）（精品系列PPT）
5、培养的细胞为什么会贴壁生长？ 大多数组织细胞不适应悬浮生长，他们必须在固体
选修动物的克隆）（精品系列PPT）
选修动物的克隆）（精品系列PPT）
（二）动物组织培养
1.概念：动物组织在体外及人工条件下维持生活状态或生长特性。 动物组织培养过程中可以伴随组织分化。不管采用什么手段
和培养条件，组织培养中主要生命活动成分仍然以细胞为单位的。 2.结果：由于细胞的运动、变化，使得培养物的组织成分也发生结 构和功能变异，结果长期的培养经常只能使单一类型的细胞保存下 来，最终成了简单的细胞培养。
4.1912年，鸡胚浸出液对鸡胚成心功脏进组行织了块传进代行培原养代；培养
和传代培养。
发明了卡氏瓶；
5.1943年，获得长期培养细胞系（可连续传代）和细胞
克隆。
标志着组织培养工作进入
6.1950年，人工培养液“199全”新研阶制段成功
7.1951年，海拉细胞系的建成。
选修动物的克隆）（精品系列PPT）
动物克隆的技术基础： 动物的细胞培养 和组织培养
植物克隆的技术基础： 植物组织培养
一、动物细胞的培养和克隆形成
（一）动物细胞
1、动物细胞培养
为什么要分散成单个细胞培养？
（1）定义
将动物体内的一部分组织取出
机械消化或胰酶消化
分散成单个细胞
放在适宜的培养基培养
细胞得以生存并保持生命活动现象
动物克隆
第三节动物克隆技术一、动物克隆的概念及意义（一）克隆的基本概念克隆一词是由英文单词clone音译而来，其意译为无性繁殖系，指由单一细胞或共同祖先经有丝分裂得到的细胞群体或生物群体。
同一克隆内所有成员的遗传构成是完全相同的，例外仅见于有突变发生时。
在植物上有很多通过无性繁殖得到的品种，即是一个克隆。
1902年，德国植物学家Haber landt指出，植物的体细胞具有母体全部的遗传信息，并具有发育成为完整个体的潜能，因而每个植物细胞都可像胚胎细胞那样，经离体培养而再生完整植株。
这就是所谓的细胞全能性。
后来的实验对植物细胞全能性进行了充分的论证。
建立在此基础上的组织培养技术也得到迅速发展，并成为植物生物技术的主要基础技术之一（见本章第一节）。
植物组织培养中从同一外植体上分化而来的所有个体也可称为一个克隆。
可见克隆原来是个名词，指一群细胞或一群个体。
在动物发育过程中，分化了的细胞不能像植物细胞那样再产生完整的充分分化的个体。
动物在生长、分化和发育过程中是否造成体细胞基因组的不可逆性修饰，分化了的细胞是否与受精卵具有相同的核等价性，一直是科学家们试图解决的问题。
在两栖类动物中进行的实验表明，早期胚胎细胞核经移植入卵子可进一步进行胚胎发育并产生成熟的动物个体。
以后，胚胎分割和胚胎细胞核移植再生动物已在许多物种中获得了成功。
核移植操作可以得到重建细胞，重建细胞可以繁殖成一个无性系，所以这样的无性系就是一个克隆。
以后，有人把产生无性系的过程，称为克隆，即将clone一词由名词转化成动词，并将核移植称为nuclear cloning（核克隆），通过基因工程得到DNA分子的无性系称为molecular cloning（分子克隆）。
在这里克隆是一种实现无性繁殖（asexual reproduction）的操作，是一种显微操作或分子生物学操作，而不是一般意义上的无性繁殖（或无性繁殖操作）。
（二）动物克隆技术的发展简史及意义动物克隆是产生动物无性系的过程，如上所述，目前生产哺乳动物克隆的方法主要有胚胎分割和细胞核移植两种。
动物克隆的技术和原理
动物克隆的技术和原理
动物克隆是指通过人工手段复制一个动物的基因组，使其与原生态个体相同或相似的过程。
目前，动物克隆技术主要包括体细胞克隆和胚胎克隆两种方法。
体细胞克隆是利用已成熟的体细胞（如皮肤细胞）经过处理，使其转化为“全能细胞”，再将其注入到空心的卵细胞中，使其发育成胚胎，最终通过移植到代孕母体中获得一个新生个体。
这种方法最早应用于羊的克隆，被称为“多莉”，成功率较低，但是可以利用一个体细胞克隆出多个个体。
胚胎克隆是利用早期胚胎的细胞，通过细胞分裂产生多个完全相同的胚胎，再将其移植到代孕母体中发育成新生个体。
这种方法的成功率相对较高，但需要采集和操作早期胚胎，对于某些动物来说难度较大。
动物克隆技术的原理是基于细胞分裂和基因组重组的原理。
每个动物细胞都包含着完整的基因组，通过不同的基因表达和调控，才能发挥出不同的细胞类型和个体特征。
通过对细胞进行特殊处理，可以使其恢复到某种发育状态，从而重新分裂产生新的胚胎或个体。
动物克隆技术在基础研究、药物研发、种质保护等领域有广泛应用，但也存在伦理和安全等问题，需要进一步探究和规范。
- 1 -。
动物体细胞克隆
胚胎移植技术
胚胎收集
从重构胚中收集发育至一定阶段 的胚胎，通常在体外培养至囊胚
阶段。
胚胎移植前处理
对收集到的胚胎进行评估和选择， 去除发育异常或质量不佳的胚胎。
胚胎移植
将选定的胚胎移植到受体动物的子 宫内，使其继续发育并诞生克隆动 物。
03 动物体细胞克隆实验步骤
供体细胞的准备
选择供体细胞
选择具有正常生理功能和遗传物质的动物体细胞作为供体细胞， 如皮肤成纤维细胞、乳腺细胞等。
医学领域的应用
人类疾病模型
通过克隆技术，可以创 建具有人类疾病的动物 模型，用于研究疾病的 发生机制和治疗方法。
器官移植
利用克隆技术，可以培 育出与患者基因型相同 的器官供体，解决器官 移植中的免疫排斥问题。
药物研发
克隆技术可用于生产具 有特定功能的细胞或组 织，用于药物筛选和研 发。
生物制药领域的应用
伦理问题
生命的起源和尊严
克隆技术可能引发关于生命起源和尊严的争议，因为它涉及到创造与原有生物体基因相同 的新生命。
动物福利
在克隆过程中，动物可能会遭受痛苦和不适，这引发了关于动物福利和伦理责任的讨论。
人类对自然的干预
克隆技术可能被视为人类对自然的过度干预，从而引发关于人类在自然界中角色的争议。
法规问题
发、疾病治疗等方面的研究。
生物工程领域
克隆技术可以用于生产具有特定 功能的生物制品，例如生产药物、 疫苗等。此外，还可以利用克隆 技术进行基因编辑和基因治疗等
方面的研究。
02 动物体细胞克隆技术原理
细胞核移植技术
细胞核提取
01
从供体动物体细胞中分离出细胞核，通常采用显微操作技术。
动物的克隆
（3）意义： ①、有利于遗传疾病的治疗
②、 有利于物种的优化、优良品种的培育 ③、降低畜牧业的成本，缩短育种年限，提高生产效率 ④、有利于濒危动物的保护和转基因动物的扩群有重要意义
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。
2、动物组织培养
动物组织在体外以及人工条件下维持生活状态或 生长特性。
3、器官培养
器官的原基、器官的一部分或整个器官在体外和人工 控制的条件下得以保存、生长，在此过程中保持器官 的结构、功能及分化能力。
动物细胞培养技术和动物组织培养技术是动物克隆 技术的基础
4、克隆培养法
（1）克隆培养法概念：
把一个细胞从群体中分离出来单独培养，使之繁衍 成一个新的细胞群体的技术。又称细胞克隆 （2）特征： 遗传性状均一、表现性状相似，便于研究。 （3）基本要求： 必须保证分离出来的细胞是一个而不是多个。 （4）较容易克隆的细胞： 无限细胞系、转化细胞系和肿瘤细胞等。 （5）提高克隆形成率的措施： 选择适宜的培养基、添加血清、以滋养细胞支持生 长、激素刺激、 使用CO2培养箱调节PH值等 （6）用途： 如从普通细胞系中分离出缺乏特殊基因的突变细胞系。
这种叫接触抑制。
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
(水、无机盐、氨基酸、维生素、葡萄糖、动物血清等）
3、温度和pH
36.5+（-）0.5度, 7.2-7.4
4、气体环境：
CO2培养箱
★
小结 动物细胞培养
（原、传代培养，细胞系、株）
动物的克隆知识梳理与概念辨识
“动物的克隆”知识梳理与概念辨识杨念文（舟山中学316000）1．动物细胞培养和组织培养动物细胞培养：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，让这些细胞生长和繁殖。
动物组织培养：动物组织在体外及人工条件下维持生活状态或生长特性。
培养过程中可以伴随组织分化。
广义的组织培养包括细胞培养、组织培养和器官培养。
动物克隆的技术基础是动物的细胞和组织培养。
培养的过程：取动物组织块（动物胚胎或幼龄动物的器官或组织）→剪碎→用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养瓶中进行原代培养→贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞继续传代培养。
培养的条件：①无菌、无毒的环境。
通常还要在培养液中添加一定量的抗生素，以防培养过程中的污染。
此外，应定期更换培养液，防止代谢产物积累对细胞自身造成危害。
②营养（合成培养基成分）：糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等，通常需加入血清、血浆等天然成分。
③适宜温度、pH：哺乳动物多以36.5℃±0.5℃为宜；多数细胞生存的适宜pH为7.2～7.4。
动物细胞培养与植物组织培养的区别2．原代培养和传代培养原代培养：从机体取出后立即进行的细胞、组织培养称为原代培养。
因此，较为严格地说是指成功传代之前的培养，此时的细胞保持原有细胞的基本性质。
但实际上，通常把第一代至第十代以内的培养细胞统称为原代细胞培养。
传代培养：将原代培养细胞分成若干份，接种到若干份培养基中，使其继续生长、增殖，称为传代培养。
严格地说，将细胞从一个培养瓶转移或移植到另一个培养瓶就称为传代培养。
3．细胞系与细胞株细胞系：是指能够可连续传代培养的细胞群体，这个群体可能包含多个种类的细胞。
原代培养物开始第一次传代培养后的细胞称之为细胞系。
其中，能够连续传代的细胞叫做连续细胞系或无限细胞系，不能连续培养的细胞称为有限细胞系。
大多数二倍体细胞为有限细胞系。
动物的克隆(浙科版) ppt课件
• 物理法：电刺激诱导融合
细胞膜连接
ppt课件 细胞融合、形成杂种细胞19
5. 应用
此技术有什么缺点和优点？
1.由于细胞杂交中染色体容易丢失，因此利用杂交细 胞检测特定染色体丢失与特定基因产物减少的对应关 系，可以进行基因定位。
2.克服远缘杂交不亲和的障碍
鼠—鸡、鼠—兔、鼠—猴、人—鼠、人—兔、 人—鸡、人—蛙、酵母菌—鸡 、人—胡萝卜等
ppt课件
2
ppt课件
3
一、动物细胞、组织培养
1.什么方法取得离体的单个动物细胞？
机械消化或者胰酶消化（胰蛋白酶）
2.离体的动物细胞能否正常的生活、表现出正 常的生命活动？
能，在人工控制的培养条件下，生长、分裂乃至 接触抑制和衰老、死亡等，并呈现一定的组织特性。
3.是不是所有的动物细胞都能在离体的情况下表现 出生命活动？
4.1912年，鸡胚浸出液对鸡胚成心功脏进组行织了块传进代行培原养代；培养
和传代培养。
发明了卡氏瓶；
5.1943年，获得长期培养细胞系（可连续传代）和细胞
克隆。
标志着组织培养工作进入
6.1950年，人工培养液“199全”研新制阶成段功
7.1951年，海拉细胞系的建成。
ppt课件
6
三、动物细胞培养过程
从普通细胞系中分离出缺乏特殊基因的突变细胞系。
用于研究细胞的遗传规律ppt课和件 生理特性。
15
三、动物的细胞融合技术及其应用 ★ 什么是细胞融合技术？ ★ 为什么要进行细胞融合？ ★ 如何实现细胞融合？
ppt课件
17
1.动物细胞融合
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。
动物克隆-PPT课件
核移植入去 核卵细胞
取出细胞核 （2N）
取乳腺细胞
营养限制性 培养
“多莉”克隆成功的原因和意义
成功的原因（哺乳动物体细胞克隆最复杂）
•重组卵细胞最初分裂时仅复制DNA，而不进行基因转
用途
•使用CO2培养箱调节PH
只有对培养环境有较大 适应范围和具有较强独 立生存能力的细胞，才 容易做细胞克隆。如： 无限细胞系
从普通细胞系中分离出缺乏特殊基因的突变细胞系， 来研究某些蛋白质的功能
动物的克隆繁殖
动物细胞全能性的表现程度
动物难以克隆的根本原因 细胞核移植实验和动物的克隆繁殖 细胞核移植实验 “多莉”的克隆过程 “多莉”克隆成功的原因和理论意义
类型（以哺乳动物的克隆为例）
胚胎克隆
体细胞核移植（难度高） 体细胞胎克隆 2019年，克隆羊“多莉”
“多莉”的克隆过程
过程
2019年
苏格兰罗斯林研究所 维尔穆特
取卵细胞 胚胎 移植 去除细胞核（N） 去核卵细胞
苏格兰黑 面母羊
白色芬 兰母羊
分裂至8 体外胚胎 另一苏格兰 细胞胚体 培养 黑面母羊 妊娠、 “多莉” 分娩 核DNA与白色 芬兰母羊相同
动物细胞培养和组织培养的关系
动物细胞培养和组织培养的关系
•细胞培养中，培养液中各细胞彼此相互依存，细胞培
养的后代在某种程度上会表现出一定的组织特性
•组织培养中，长期的组织培养往往只能使单一类型的
细胞保存下来，而成为简单的细胞培养 细胞培养
统称为组织培养
各种生物体结构 成分的体外培养
组织培养
器官培养
动物细胞培养不能像植物组织培养那样最终培养成新个体
动物组织培养技术的发展
•1885年 •1903~1907年
第三节动物的克隆
思考题
动物细胞培养过程
悬浮培养
思考题
动物细胞生长特性： （1）贴壁生长：培养瓶中的悬浮液细胞， 紧贴培养瓶内壁才能生长 （2）接触抑制：当培养瓶中内壁生长细 胞彼此紧密接触时，细胞不再分裂 （3）细胞只分裂不分化
如何界定原代培养和传代培养；细胞株和细胞系？ 原代培养 机体中取 下经过处 理后的单 细胞 细胞株：
动物的组织培养
培养物： 离体的动物组织 培养环境： 人工控制的培养条件 培养过程： 细胞的运动、变化，使得培养物的
组织成分也发生结构和功能变异
培养产物：
单一类型的细胞
组织培养长期培养后最终成为了简单的细胞培 养,因此两者可以统称为组织培养. 器官培养： 器官的原基、器官的一部分或整个器 官，使之在体外和人工控制的条件下得以生存、生 长和保持器官的结构、功能及分化能力。
4、动物胚胎分割移植
解决某些妊 娠时间长、每胎 产子数量少的优 良种畜的繁殖速 度问题。
练习：
二、动物的细胞融合技术及其应用
1、细胞融合与细胞杂交：
物理法：离心、振荡、电融合技术
诱导方式
化学法：聚乙二醇
生物法：灭活的仙台病毒
灭活的病毒颗粒 黏附于细胞表面
细胞膜被病毒颗粒 穿通，细胞膜连接
细胞融合，形 成杂种细胞
（糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素、动物血清等。）
3、温度和PH 保证细胞顺利的 36.5 ± 0.5℃，7.2-7.4 生长增殖 4、气体环境： 有O2和CO2（95%空气和5%CO2 ）
[讨论]动物细胞离体培养时，是否会表 现和体内细胞一样的生命活动？
①细胞能生存并保持生长、分裂乃至接触抑制和 有规律的衰老、死亡等。 ②细胞之间相互依存，在某种程度上呈现一定的 组织特性。
《动物的克隆》 讲义
《动物的克隆》讲义一、什么是动物克隆动物克隆，简单来说，就是不经过两性生殖细胞的结合，通过某种技术手段，由单个细胞复制出与原个体具有相同遗传信息的新个体。
这就好像是复制粘贴一样，制造出一个几乎一模一样的“副本”。
在科学上，克隆的定义更为严谨和精确。
它是指生物体通过体细胞进行的无性繁殖，以及由无性繁殖形成的基因型完全相同的后代个体组成的种群。
二、动物克隆的历史动物克隆的研究可以追溯到很久以前。
早在 1885 年，德国科学家就尝试通过胚胎分割的方法来复制动物。
然而，真正具有重大意义的突破发生在 20 世纪中叶。
1952 年，美国科学家罗伯特·布里格斯和托马斯·金成功地克隆了北方豹蛙。
这一成果为后来的动物克隆研究奠定了基础。
1996 年，英国科学家伊恩·威尔穆特领导的团队成功克隆出了一只名为“多莉”的绵羊，这是世界上第一只通过成年体细胞克隆出来的哺乳动物，引起了全球的广泛关注和震动。
“多莉”的诞生标志着动物克隆技术取得了重大的突破，也让人们对克隆技术的应用和影响有了更深入的思考。
三、动物克隆的技术方法1、胚胎分割胚胎分割是较早期的克隆技术之一。
它是将早期的胚胎分割成多个部分，每个部分都有可能发育成一个新的个体。
这种方法相对简单，但得到的个体遗传物质并不完全相同。
2、细胞核移植细胞核移植是目前应用较为广泛的克隆技术。
它的基本步骤包括：首先，选择一个提供细胞核的体细胞，通常是从需要克隆的个体身上获取；然后，去除一个未受精的卵子的细胞核；最后，将体细胞的细胞核注入去核的卵子中，通过一定的刺激使其发育成胚胎，并将胚胎移植到代孕母体中。
3、体细胞克隆体细胞克隆是细胞核移植技术的一种特殊形式，直接使用体细胞的细胞核进行移植。
这一技术的难度较大，但能够实现从已经分化的体细胞中克隆出完整的个体。
四、动物克隆的应用1、畜牧业在畜牧业中，动物克隆技术可以用于复制优良的家畜品种。
例如，通过克隆高产奶量的奶牛或者生长速度快、肉质好的肉牛，可以快速扩大优良种群，提高畜牧业的生产效率和经济效益。
高中生物23动物的克隆课件新人教版选修
小鼠骨髓瘤细胞－－能无限增殖
杂种细胞
教学pptຫໍສະໝຸດ 152.制备过程：
（1）给小鼠抗原注射的目的是什么？
诱导小鼠体内的特异性免疫应答，分化 出浆细胞。
（2）两次筛选的目的相同吗？
不同，第一次筛选是为了筛选杂交瘤细 胞，第二次筛选是做抗体检验，筛选产 生特异性抗体的细胞。
（3）最后培养有几种方案？
两种，体内培养和体外培养。
细胞融合的方法 去除细胞壁后诱 使细胞分散后诱 导原生质体融合 导细胞融合
诱导方法
物理（离心、振 物理、化学方法
荡、电刺激）
（同左）
化学（聚乙二醇） 灭活的病毒
用途
获得杂种植株 主要用于制备 单克隆抗体
教学ppt
12
(三）单克隆抗体 ——动物细胞融合的重要应用
1.其由何种细胞产生？
2.主要分布在哪里？
教学ppt
黑面绵羊去 白面绵羊卵 核卵细胞 腺细胞核
a 重组细胞
电脉冲处理 早期胚胎
b 另一头母绵羊子宫
妊娠、出生 克隆绵羊多莉
22
教学ppt
3
（3）细胞离体培养时，表现出什么样的 生命活动？ 生长、分裂（繁殖）至接触抑制
（4）离体的动物组织能否像离体的动物细胞一 样表现出体外培养的特征？
动物组织在离体的情况下，也能培养并
表现出正常的生命活动；但与细胞培养
也有不同的地方：在得到离体的组织后，
需要机械处理或胰蛋白酶处理得到分散
的细胞再进行细胞培养，同时动物组织
教学ppt
16
教学ppt
17
四、动物的克隆繁殖
多莉
克隆猴
教学ppt
18
1、动物细胞全能性的表现程度：
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三 动 物 细 胞 培 养 过 程
动) 分解弹性纤维)
单个细胞
加特殊培养液 特殊培养液 如:动物血清等
细胞悬浮液
原代培养
①细胞密度过大,代谢消耗引起营养枯竭 细胞密度过大, ②细胞贴壁生长和细胞的接触抑制
细胞形成生长晕并增大
传代培养
细胞系或细胞株
杂交瘤细胞(多种) 杂交瘤细胞(多种) 细胞培养
选出能产生特定抗体 选出能产生特定抗体 的细胞群培养 体外培养 体内培养
从培养液中提 取单克隆抗体
从小鼠腹水中 提取单克隆抗体
思考: 思考:
1,为何要进行两次筛选? 第1次筛选得到杂交瘤细胞 (多种). 第2次筛选得到能产生特异 性抗体的细胞群. 2,如何进行第2次筛选? ,如何进行第2 培养在多孔细胞培养板上, 每孔只有一个杂交瘤细胞. (3)单克隆抗体的优点 P33 )单克隆抗体的优点: 特异性强,灵敏度高. 特异性强,灵敏度高.
诱导方法 用途
2.动物细胞融合的成功应用 动物细胞融合的成功应用 ——单克隆抗体的制备 单克隆抗体的制备 思考: 思考:
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,动物抗体注入人体可能产生 严重的过敏反应.
(1)单克隆抗体 )
5,提高细胞克隆形成率的措施 6,细胞克隆的用途
二,动物的细胞融合技术及其应用 1.动物细胞融合 动物细胞融合
(1)定义 ) 用自然或人工方法,使两个或多个不 同的细胞或不同基因型融合成一个 细胞的过程. (2)诱导融合的因素 ) 生物法:灭活的仙台病毒诱导融合 化学法:聚乙二醇诱导融合 物理法:电激,激光诱导融合 细胞融合, 细胞融合,形成杂种细胞 细胞膜连接 病毒颗粒黏 附细胞表面
(2)单抗的制备过程 )
1. 动物免疫 2. 分离B淋巴细胞 3. 细胞融合——淋巴 细胞杂交瘤的制备 4. 杂交瘤细胞的筛选 5. 单克隆抗体的制备 和冻存 6. 单克隆抗体的纯化
(2)单抗的制备过程 )
从经抗原免疫的小 鼠中分离B淋巴细胞 鼠中分离 淋巴细胞 骨髓瘤细胞
细胞融合, 细胞融合,筛选
2.动物难以克隆的原因 动物难以克隆的原因
动物的基因组中,一类基因是维持生存的, 动物的基因组中,一类基因是维持生存的,在各种细 胞中都处于活动的状态. 胞中都处于活动的状态.另一类基因随着组织器官和发育 阶段不同而选择性表达. 阶段不同而选择性表达. 动物的体细胞已发生分化,基因组中基因的活动很不完全, 动物的体细胞已发生分化,基因组中基因的活动很不完全, 不能像受精卵那样发挥细胞的全能性
将能够产生特定抗体的B淋巴细胞和具有无限增殖能 将能够产生特定抗体的 淋巴细胞和具有无限增殖能 淋巴细胞 骨髓瘤细胞融合在一起 力的骨髓瘤细胞融合在一起,形成杂交瘤细胞. 力的骨髓瘤细胞融合在一起,形成杂交瘤细胞. 杂交瘤细胞既能在体外快速生长, 杂交瘤细胞既能在体外快速生长,又能持续分泌成分 单一的特异性抗体. 单一的特异性抗体. 这种单一类型的只针对某一特定抗原的抗体分子 单一类型的只针对某一特定抗原的抗体分子, 这种单一类型的只针对某一特定抗原的抗体分子,就 是单克隆抗体. 单克隆抗体.
2.克隆羊培育过程 克隆羊培育过程
黑面绵羊去 核卵细胞 白面绵羊乳 腺细胞核 细胞核移植 重组细胞 电脉冲刺激 早期胚胎 胚胎移植 另一头绵羊的子宫 妊娠, 妊娠,出生 克隆羊多利
讨论(阅读 讨论(阅读P36) )
1.体细胞羊的克隆成功证明了什么? 体细胞羊的克隆成功证明了什么? 体细胞羊的克隆成功证明了什么
细胞膜被 病毒颗粒穿通
(3)植物体细胞融合和动物细胞融合的比较 )
比较项目 细胞融合原理 细胞融合的方法 植物体细胞融合
细胞膜的流动性 去除细胞壁后诱导 原生质体融合 电刺激 化学(聚乙二醇) 化学(聚乙二醇) 获得杂种植株
动物细胞融合
细胞膜的流动性 使细胞分散后 诱导细胞融合 电融合,PEG, 电融合,PEG, 灭活的仙台病毒 制备单克隆抗体
动物细胞培养条件: 动物细胞培养条件:
无菌,无毒环境 适宜的温度—人和哺乳动物细胞最适温度为35 -37℃. 气体和适宜的酸碱度—需要一定量的O2等, pH7.2-7.4 适宜的渗透压 营养物质——
主要有:葡萄糖,氨基酸,无机盐, 主要有:葡萄糖,氨基酸,无机盐, 主要有 维生素和动物血清等 维生素和动物血清等 动物血清 保证细胞顺利的生长增殖
(四)细胞系和细胞株
1.细胞系: 可连续传代的细胞 细胞系: 细胞系
(1)有限细胞系: )有限细胞系: 不能连续培养下去的细胞系. 不能连续培养下去的细胞系.如:二倍体细胞 (2)连续细胞系 )连续细胞系: 能连续培养下去的细胞系 大多数具有异倍体核型
有的是恶性细胞系,具有异体致瘤性 有的是恶性细胞系,具有异体致瘤性; 有的获得不死性(保留接触抑制,不致癌) 有的获得不死性(保留接触抑制,不致癌)
(三)动物细胞培养过程
材料动物有何特点,为什么? 材料动物有何特点,为什么? 一般为幼龄动物或胚胎, 一般为幼龄动物或胚胎,因为这些组织或 器官上的细胞生命力旺盛, 器官上的细胞生命力旺盛,分裂能力强 用胰蛋白酶处理目的? 用胰蛋白酶处理目的? 消化组织中的胶原纤维和细胞外的其他 成分,获得单个的成纤维细胞悬浮液. 成分,获得单个的成纤维细胞悬浮液. 思考动物培养条件?特殊培养液? 思考动物培养条件?特殊培养液? 此处细胞在该生活环境中能无限生长和 增殖吗? 增殖吗?
1885年鸡神经板在生理盐水中培养成活组织培养一词诞生 年鸡神经板在生理盐水中培养成活组织培养一词诞生 萌芽 1903年 皮肤及白细胞培养于腹水和血清中,结果细胞的成活期达 年 皮肤及白细胞培养于腹水和血清中, 1个月,并且看到细胞分裂 个月, 个月 真正开始 1907美国科学家将一部分蛙胚神经管培养在蛙淋巴液中,成 美国科学家将一部分蛙胚神经管培养在蛙淋巴液中, 美国科学家将一部分蛙胚神经管培养在蛙淋巴液中 功看到了神经纤维末端的阿米巴运动, 功看到了神经纤维末端的阿米巴运动,解决了神经纤维起源 问题,并创立了悬浮培养法 问题,并创立了悬浮培养法 1912年鸡胚细胞的培养 年鸡胚细胞的培养1943科学家在致癌物 甲基胆蒽的要倒 科学家在致癌物20-甲基胆蒽的要倒 年鸡胚细胞的培养 科学家在致癌物 下培养小鼠结缔组织,获得了能在小鼠体内生长肉瘤的L-细胞系 下培养小鼠结缔组织,获得了能在小鼠体内生长肉瘤的 细胞系 1951通过对黑人妇女的宫颈癌组织的体外连续培养,获得肿 通过对黑人妇女的宫颈癌组织的体外连续培养, 通过对黑人妇女的宫颈癌组织的体外连续培养 瘤细胞系即不死细胞系 不死细胞系-海拉细胞系 瘤细胞系即不死细胞系 海拉细胞系 组织培养工作进入了全新阶段
思考: 思考: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 培育植株等
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, 细胞株,细胞系 获得细胞或细胞分 泌蛋白
(五)克隆培养法
3.动物核移植实验和克隆繁殖 动物核移植实验和克隆繁殖
(1)核移植:利用供体核来取代另一个细胞中的细胞核. )核移植:利用供体核来取代另一个细胞中的细胞核.
去 核
注 核
受精卵去核 早期胚胎植入同步孕鼠 子宫中
注入囊胚细胞 团的细胞核
重组细胞
实践证明: 实践证明:胚胎细胞核的移植 成功率远高于成体细胞. 成功率远高于成体细胞.
(1)高度分化细胞经过一定技术处理,也可回复到 )高度分化细胞经过一定技术处理, 类似受精卵时期的功能 ( 2)在胚胎和个体发育中,细胞质具有调控细胞核发 )在胚胎和个体发育中, 育的的作用. 育的的作用.
2.为什么克隆羊能获得成功,请用分子细胞学机理 为什么克隆羊能获得成功, 为什么克隆羊能获得成功 来阐述原因. 来阐述原因. 3.克隆动植物具有哪些应用? 克隆动植物具有哪些应用? 克隆动植物具有哪些应用
解释1:需要定期转移,分装培养原因? 解释 :需要定期转移,分装培养原因? 细胞贴壁
(1)细胞密度过大和代谢消耗引起营养枯竭. )细胞密度过大和代谢消耗引起营养枯竭. 细胞的接触抑制: (2)细胞贴壁生长和细胞的接触抑制: )细胞贴壁生长和细胞的接触抑制 贴壁生长:细胞培养时,悬液中分散的细胞很快就贴附在 贴壁生长:细胞培养时, 瓶壁上. 瓶壁上. 要求:培养瓶或培养皿的内表面光滑,无毒,易于贴附. 要求:培养瓶或培养皿的内表面光滑,无毒,易于贴附. 接触抑制:当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时,细胞 接触抑制:当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时, 接触抑制 就会停止分裂增殖的现象. 就会停止分裂增殖的现象. 解 原代培养: 从机体取出后立即进行的细胞,组织培养, 原代培养: 从机体取出后立即进行的细胞,组织培养, 释 到培养的细胞形成生长晕并增大为止. 到培养的细胞形成生长晕并增大为止. 2: : 传代培养: 传代培养: 细 将原代培养细胞分成若干份, 将原代培养细胞分成若干份,接种到若干份培养 胞 基中,使其继续生长,增值. 基中,使其继续生长,增值. 培 养 即:细胞从一个培养瓶转移或移植到另一个培养 瓶为传代培养. 瓶为传代培养.
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1,定义: 定义: 2,产物: 遗传性状均一,表现的性状相似 产物: 遗传性状均一,
未经克隆的异质性细胞系
克隆
纯系
3,细胞克隆的基本要求: 来源于单个细胞 细胞克隆的基本要求:
选择对培养环境具有较大适应范围 较大适应范围和 4,克隆对象的选择 选择对培养环境具有较大适应范围和 具有较强独立生存能力的细胞. 具有较强独立生存能力的细胞. 较强独立生存能力的细胞 单细胞不如群体细胞 原代培养细胞和有限细胞系不如无限细胞系,转化细胞系和 原代培养细胞和有限细胞系不如无限细胞系, 肿瘤细胞