(理科选修三)2.2.1动物细胞培养和核移植技术公开课

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。
细胞的接触抑制
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）
1．(2009年浙江理综)用动、植物成体的体细胞进行 离体培养，下列叙述正确的是( A．都需用CO2培养箱 B．都需用液体培养基 )
C．都要在无菌条件下进行
D．都可体现细胞的全能性 解析：用动、植物成体的体细胞进行离体培养都必 须在无菌条件下进行。用植物成体的体细胞进行离 体培养获得新个体体现的是细胞的全能性，而动物
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？
(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。
体细胞离体培养主要是获得细胞的代谢产物。
答案：C
7、(2008年宁夏高考)回答下列有关动物细胞培养的问题：
(1)在动物细胞培养过程中，当贴壁细胞分裂生长到细胞
相互接触 时，细胞会停止分裂增殖，这种现象称 表面___________ 为细胞的___________ 接触抑制 。此时，瓶壁上形成的细胞层数是 单层 ________ 。要使贴壁的细胞从瓶壁上分离下来，需要用酶 处理，可用的酶是________________ 。 胰岛蛋白酶 (2)随着细胞传代次数的增多，绝大部分细胞分裂停止， 衰老甚至死亡 的现象；但极少数细胞可以连 进而出现_______________ 续增殖，其中有些细胞会因遗传物质发生改变而变成 不死性 降低 ________，细胞膜表面 ________细胞，该种细胞的黏着性 蛋白质(糖蛋白 )的量___________。 减少
4、动物细胞培养条件
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？
来自百度文库
温度36.5+0.5度，pH7.2～7.4 气体环境 O2和CO2（95%空气和5%CO2）
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）
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？ 无菌、无毒的环境。
2.体细胞核移植技术的应用前景
广而告之：
你还在为身体有残疾而苦恼吗？你还在为器 官移植找不到合适的供体而焦虑吗？不能在这样 下去了，看看我们的体细胞核移植技术吧，只需 要从你身上取一个小小的体细胞，通过核移植培 养出胚胎干细胞，再用胚胎干细胞诱导分化出各 种组织器官，这样的器官的组织相容性抗原跟你 的一摸一样，用这样的器官进行器官移植，根本 就不会发生免疫排斥。不夸张的说，如果这项技 术研究成熟了，以后大家换条胳膊换条腿就跟给 汽车换个轮胎一样。你听明白了吗？这不是天方 夜谭，巨大的前景就在眼前，你还在等什么？现 在，对，就是现在，赶紧加入到生命科学的研究 中来吧！
成分比较：
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。
植物组织培养呢？
动物体细胞大都生活 在液体的环境
（1）液体培养基
动物培养基特有的特点是： （2）含有动物血清
无机盐、蔗糖 、维生素、生长 调节物质、植物激素
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
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_________________________ 。
3.体外培养细胞时需要提供哪些物质？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？ 充足的营养、适宜的温度、pH和气体 环境。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。
◆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
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
去掉组织间 加培养液 蛋白
细胞悬液
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）。
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
三、动物体细胞核移植技术
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
课堂反馈练习
1、在动物细胞培养过程中遗传物质发生改变的细胞是 --------------------（ A ）
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
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？
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
• 胚胎移植－动物幼体产出 概率＜10％ • 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
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、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
原代培养
原代细胞 遗传物质未 改变 胰蛋白酶
接触抑制
分瓶传代培养
40—50代细胞(细胞株) 传代培养 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，老课本体系） 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。
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，分化了的动物细胞核也具有全能性．
接触抑制
动物胚胎或幼龄动物 的组织、器官 剪碎用胰蛋白酶处理 为什么用胰蛋白酶处理？ 单个细胞 加培养液稀释 原代培养特点：细胞贴壁、 配置细胞悬液 原 代 接触抑制 转入培养瓶 遗细 培 传胞 养 物株 分瓶传代培养
总结：动物细胞培 养过程
传代10代以内，遗传物质不改变， 保持正常二倍体核型。
回顾：

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

动物细胞工程常用的技术手段：
1.动物细胞培养 3.制备单克隆抗体 2.动物细胞融合 4.细胞核移植
动物细胞工程 的基础
1、动物细胞培养概念：
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。
6．(海南高考)某研究小组进行药物试验时，以动物肝细胞 为材料，测定药物对体外培养细胞的毒性。供培养的细胞 有甲、乙两种，甲细胞为肝肿瘤细胞，乙细胞为正常肝细 胞。 请回答下列有关动物细胞培养的问题：
(1)将数量相等的甲细胞和乙细胞分别置于培养瓶中培养，