2.2.1 动物细胞培养和核移植技术

(一)动物细胞培养的过程:
取幼龄动物的器官或组织
剪碎组织
胰蛋白酶处理
单个细胞
细胞培养
(一)动物细胞培养的过程：
1、选材： （P50 思考与探究1） 动物胚胎或幼龄动物的组织、器官，这些细胞增殖 能力强，有丝分裂旺盛，分化程度低，容易培养。 2、分散成单个细胞 在进行动物细胞培养时，用 胰蛋白酶 说明细胞间的物质主要是 蛋白质 。 分散细胞，
细胞株 50代细胞 细胞系 无限传代 传代培养
P49讨论2：用于核移植的供体细胞一般都选用
传10代以内的细胞，想一想，这是为什么？
提示：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 胞核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。
思考：体外培养的动物细胞需要什么条件？
原理
培养基性质 培养基特有成分
蔗糖、植物激素 葡萄糖,动物血清
培养结果
培养目的 相同点
都有糖、氨基酸、促生长因子、 无机盐、微量元素等
(三)动物细胞培养技术的应用
１、生产生物制品 如：病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体等。 ２、与基因工程相结合 ３、用于有毒物质的检测 ４、用于生理、病理、药理等方面的研究。 思考：根据动物细胞核仍具有全能性的特点， 怎样让动物细胞的全能性表达？ 利用动物细胞核移植技术
与生活的联系：
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？
2.2 动物细胞工程
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
单克隆抗体
最基础的是 ——动物细胞培养技术
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动物细胞工程
克隆：是通过无性繁殖的方法产生出来的一群 遗传特性相同的DNA分子、细胞或个体。
D
B、将某种瘤细胞体外培养繁殖成大量细胞
4、体细胞核移植技术应用前景 ① 加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育；
② ③ ④ ⑤
保护濒危物种，增加存活数量； 克隆动物作为生物反应器，生产医用蛋白； 可以作为异种移植的供体； 可以用于组织器官的移植
（二）动物细胞培养条件： ①无菌、无毒 的环境
①无菌处理 ②添加一定量的抗生素 ③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、动物血清等。）
③温度和pH 36.5±0.5℃； 7.2-7.4 ④气体环境：
主要有O2和CO2（95%
保证细胞 的正常生 长增殖
空气 + 5%CO2 ）
去核的卵母细胞
供体细胞注入 去核卵母细胞
激活受体细胞， 完成分裂、发 育
胚胎移植 代孕牛子宫 克隆牛
归
纳:
1、共分成两大阶段：核移植和胚胎移植 2、取卵母细胞作受体细胞的原因是: 因为卵母细胞体积大，易操作，细胞质中含有
促使细胞核表达全能性的物质和营养。
3、严格来说新个体含有卵母细胞的细胞质，所 以具有两个亲本的性状，但主要性状与供核 个体相似。
3、动物细胞生长特性：
（1）细胞贴壁：将细胞悬液置于适宜环境中 培养，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。
（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 胞就会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的 接触抑制。
相关概念：
（1）原代培养
P49【讨论】1、 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。 P49【讨论】3、 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。此外，还会受到不同环 境的影响。
练习：下列有关克隆的叙述，不正确的是 A、生物体通过体细胞进行的无性繁殖 C、扦插和嫁接实质上也是克隆 D、将鸡的某个DNA片段整合到小鼠的DNA中
通常将动物组织消化后的初次培养称为原代培养。
（2）传代培养
将贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶处理， 然后分瓶继续培养，让细胞继续增殖。这样的 培养过程称为传代培养。
4、动物细胞培养过程：
动物胚胎或幼龄动 胰蛋白酶 物的组织、器官 单个细胞 加培养液 细胞悬浮液 原代培养 10代细胞
遗传物质 未改变 遗传物质已改变， 具有癌细胞的特 点，失去接触抑 制。
学习目标二：动物体细胞核移植技术和克隆动物
理论基础： 动物的细胞核具有全能性
学习目标二：动物体细胞核移植技术和克隆动物 1、概念：P47
2、核移植 种类 胚胎细胞核移植（易） 受体细胞（MⅡ中 期的卵母细胞） 体细胞核移植（难）
为什么要选择MⅡ期的卵母细胞做受体细胞？ 因为卵母细胞体积大，易操作，细胞质中含有 促使细胞核表达全能性的物质和营养。
思考：1、为什么要将组织块分散成单个细胞培养？ 分散成单个细胞便于从培养液中获得营养，排出 代谢废物，利于继续培养。
2、胰蛋白酶处理组织时要注意什么问题？
能够用胃蛋白酶代替吗？
P44
控制好消化时间，太长会消化细胞膜上的蛋白质；
不能，因为两者的最适PH不同，而正常组织细胞的 生存环境与胰蛋白酶的最适PH较接近。 3、动物细胞培养能否最终培养成新个体？ 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。
2.2.1
动物细胞培养和核移植技术
学习目标一：动物细胞培养
1、概念： 就是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： 动物细胞培养的原理：细胞增殖 植物组织培养的原理： 细胞的全能性 如何进行动物细胞培养呢?
阅读P44最后一段——P46第一段相关内容
5、体细胞核移植技术存在的问题： 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
P50[思考与探究]2、
动物细胞培养一般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，动物细胞没 有脱分化过程。要想使培养的动物细胞定向 分化，通常采用定向诱导动物干细胞，使其 分化成所需要的组织或器官。
P50[思考与探究]3、
(1)利用卢辛达的体细胞克隆的奶牛其遗传物质基本上 全部来自该奶牛，克隆牛具有高产的遗传基础。
(2)首先从卢辛达耳朵上剪取一小块组织，在体外培 养获得该组织的细胞。从屠宰场取废弃的牛卵巢，抽 取卵母细胞体外培养成熟。用显微针去除卵母细胞的 核，再将耳细胞注入卵母细胞，用电刺激方法使卵母 细胞与体细胞融合，这时供体核就进入了受体卵母细 胞，再用电刺激或化学物质激活卵母细胞，使其完成 减数分裂和发育过程。核移植胚胎在体外短时间培养 后，挑选正常卵裂的胚胎植入经同期发情处理的受体 母牛体内。
（一）学习目标：
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和应 用前景。 3、举例说出动物细胞融合与单克隆抗体的原理和应用。 （二）学习重点： 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。 3、单克隆抗体的制备和应用。 （三）学习难点： 1、用动物体细胞核移植技术克隆动物的过程。 2、单克隆抗体的制备过程。
3、体细胞核移植的过程
多 利 与 “ 母 亲 ”
克 隆 羊 多 利 培 育 过 程
黑面绵羊去 核卵母细胞
通过显微操 作技术取出 细胞核
白面绵羊乳 腺细胞核 阅 读 课 本 P48 内 容
细胞核移植
重组细胞
电脉冲刺激
早期胚胎
胚胎移植
另一只绵羊的子宫
妊娠、出生
克隆羊多利
3、核移植过程：
减数第二次分裂中期 （MⅡ卵母细胞）
P46旁栏思考题 ：为什么对动物细胞进行 培养时通常要添加血清？ 血清中含有蛋白质、氨基酸、葡萄 糖、激素等多种营养，还含有其他活性 物质，可以补充合成培养基中缺乏的物 质，保证细胞的正常生长增殖。
植物组织培养和动物细胞培养的比较
比较项目 植物组织培养 细胞的全能性 固体培养基 植物体 快速繁殖、 培育无病毒植株 动物细胞培养 细胞增殖 液体培养基 细胞群体 获得细胞或细 胞的产物
注意关键词: 细胞贴壁、接触抑制、原代培养、传代培养
合作探究1
1、为何动物细胞培养过程将组织分散成单个细胞呢？ 2、如何将动物组织分散成单个的细胞？ 3、胰蛋白酶的作用是什么？由此可说明细胞间的物质
主要是什么成分？
4、培养瓶或培养皿的内表面为何要光滑、无毒？ 5、培养瓶中的细胞培养到什么时候就不再分裂、增 殖？