动物细胞工程ppt
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专题2.2动物细胞工程
动物细胞工程的 基础
动物细胞培养
动物 细胞 工程 技术 细胞核移植 动物细胞融合 单克隆抗体制备
2.2.1动物细胞培养和核移植技术
（一）、概念
是指从动物机体内取出相关的组织， 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。
（二）、原理
细胞分裂增殖
（三）、过程
过程
接触抑制
贴满瓶壁的细胞 1-10代细胞
原代 培养(分装前)
遗传物质
未 改变
原代细胞
胰蛋白 酶 培养 液 加 传代培养
40—50代细胞(细胞株) 遗传物质 已 改变
无限传代（细胞系）
有关概念
细胞株：原代细胞一般传至10代左右细胞 生长停滞，大部分细胞衰老死亡，少数细胞存 活到40~50代，这种传代细胞为细胞株。 细胞系：细胞株传代至50代后又出现细胞 生长停滞状态，只有部分细胞由于遗传物质的 改变，使其在培养条件下可以无限制传代，这 种传代细胞为细胞系。 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。
催化蛋白质水解。细胞间的物质主要是蛋 白质(胶原蛋白等)。 4、细胞膜的主要成份是什么？ 蛋白质和磷脂 5、胰蛋白酶能将细胞消化掉吗？ 能
6、既然胰蛋白酶能将细胞消化掉，那将动物 组织分散成单个细胞要注意什么问题呢？ 注意时间的控制 7、能够用胃蛋白酶代替胰蛋白酶吗？为什么？ 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
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
（二）、分类：
细胞分化程度低，恢复 胚胎细胞核移植： 全能性容易 体细胞核移植： 细胞分化程度高，恢复 全能性困难 克隆动物:用核移植方法得到的动物. 克隆（clone）是指通过无性生殖而产生的遗 传上均一的生物群，即具有完全相同的遗传组成 的一群细胞或者生物的个体。克隆在希腊语中是 “小树枝叶”的意思，用以指无性增殖物。
资料一：
资料二： 培养的动物细胞可以用于检测有毒物质。许 多致畸、致癌物质加入培养液后，培养细胞会发 生染色体结构和数目的变异。根据变异细胞占全 部培养细胞的百分数，可以判断某种物质的毒性。 现在动物细胞培养已经成为检测有毒物质的快速 而灵敏的有效手段。
资料三：
人工关节——软骨再生
1.第一次手术: 从病人关节软骨中未 受力的部分，取出一片约为葡萄干大 小的健康软骨组织。 2.分离软骨细胞并经三星期的体外 培养，使细胞数增加约10～20倍。 3.第二次手术: 清理软骨受损的部分， 从下方骨头部位取出一片约与伤口大 小相同的骨膜，缝在伤口上方，再将 软骨细胞注射到骨膜下方。
动物 细胞 融合
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
细胞核
细胞融合与融合诱导细胞融合物质
诱导剂：病毒、聚乙二醇 诱导细胞融合的病毒必须灭活。
思考讨论：为什么细胞融合过程中使用的 病毒需要灭活？
二、单克隆抗体
什么是抗体？ 抗体是机体受抗原刺激后产生 的、并能与该抗原发生特异性结合的 具有免疫功能的球蛋白。 B淋巴细胞产生抗体。
植物组织培养和动物细胞培养的比较
比较项目
原理 培养基特有 成分 培养结果
植物组织培养
细胞的
动物细胞培养
全能性 细胞 增殖
、植物激素 葡萄糖、 动物 蔗糖 血清 植物体 细胞株、细胞系
培养目的
快速繁殖、培育 获得 细胞,某些 无病毒植株 蛋白质
（五）、动物细胞培养技术的应用
（1） 培养健康细胞用于烧伤病人皮肤移植 （2） 基因工程的受体细胞 （3）细胞的生理、药理、病理研究
有关概念
原代培养：从机体取出后立即培养的细胞为 原代细胞。一般培养的第1代细胞与传10代 以内的细胞称为原代细胞培养。 传代培养：将原代细胞从培养瓶中取出，配 制成细胞悬浮液，分装到两个或两个以上的 培养瓶中继续培养，称为传代培养。
归纳
取 动物胚胎或幼龄动物 的组织、器官 胰蛋白 酶 单个细胞 加入 培养 细胞悬浮液 液
5、动物细胞培养的特点
（
A ）
①细胞贴壁 ②有丝分裂 ③细胞分化 ④接触抑制 ⑤减数分裂 ⑥原代培养一般传1－10代
A、①②④⑥ C、①③④⑥ B、②③④⑤ D、③④⑤⑥
6、下图是动物细胞培养的基本过程示意图。请据 此回答：
（1）容器A中放置的是动物器官或组织。它一 动物胚胎或幼龄动物 。 般取自______________________ （2）容器A中的动物器官或组织首先要进行的 处理是 剪碎 ，然后用胰蛋白 酶处理， 这是为了使细胞分散开来，这样做的目的 是 使细胞与培养液充分接触，便于培养 。
（ 三 ） 、 体 细 胞 的 核 移 植 过 程
高 产 奶 牛
供体 细胞 培养
卵细 胞培 养
供 卵 奶 牛
A
B
供体 细胞
两电 细刺 胞激 融使 合
去核 卵细 胞
无性生殖
重组细胞 重组胚胎
胚胎移植
代孕母牛C 新个体
（四）、体细胞核移植技术的应用前景
1、在畜牧业中可以加速家畜遗传改良的进程 2、保护濒危物种 3、生产医用蛋白质 及组织器官的移植的 供体
（3）培养首先在B瓶中进行，瓶中的培养基成 分有 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，这是培养 原代培养 到第 10 代，到这时的培养称为__ 。 （4）为了把B瓶中的细胞分装到C瓶中，用 胰蛋白酶 处理，然后配置成细胞悬浮液 ，再 分装。 `
（五）、体细胞核移植技术存在的问题
1、克隆动物基因组重新编程的机制尚不清楚。 2、克隆技术效率低，畸形率高、死亡率高、易出
现早衰等问题。
3、生产克隆动物费用昂贵。
课堂反馈练习
1、动物细胞工程技术的基础是 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 （D ）
2、在动物细胞培养过程中遗传物质发生改变的 细胞是 （ A ） A．获得不死性的细胞 C．原代细胞 B．10代以内细胞 D．传代细胞
体外培养 注射到小鼠腹腔
单克隆抗体
单克隆抗体的应用
与常规抗体相比，单克隆抗体产量高，特 异性强，灵敏度高。
应用主要有：
1、临床诊断 2、作为载体，运载抗癌药物，形成“生物导弹”治疗肿 瘤
植物体细胞杂交和动物细胞融合的比较
比较项目 细胞融合原理 植物体细胞杂交 动物细胞融合
细胞膜的流动性、 细胞膜的流动性
（四）、动物细胞培养的条件
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 添加：糖（葡萄糖）、氨基酸、促生长因子、无 机盐、微量元素、动物血清等。
保证细胞 顺利的生 长增殖
3、温度和PH
培养室中控制,使之达到
36.5 ± 0.5℃, 7.2~7.4 4、气体环境： 培养箱中提供O2和CO2（95%空气和5% CO2 ）
取动物器官 和组织
胰蛋白酶处理 单个细胞
幼龄动物
剪碎组织
胰蛋白酶处理 单个细胞 原代细胞培养
Baidu Nhomakorabea
细胞悬浮液
传代细胞培养
细胞贴壁:培养贴附性细胞时,细胞要能
贴附于底物上才能生长繁殖.
细胞接触抑制
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。
思考题： 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？ 因为这些组织或器官，分裂能力旺盛，易于培养。 2、为什么培养前要将组织细胞分散成单个细胞？ 成块组织使细胞靠在一起限制了细胞的生长和 增殖，且细胞不能与培养液充分接触，不利于 培养。
3、胰蛋白酶的作用是什么呢？由此可说明细胞间 的物质是什么成份？
细胞融合的方法 去除细胞壁后诱导 使细胞分散后诱 原生质体融合 导细胞融合 诱导方法 物理（离心、振荡、 物理、化学方法 电刺激） （同左） 化学（聚乙二醇） 灭活的病毒 用途 获得杂种植株 制备单克隆抗体
3、在动物细胞培养的有关叙述中正确的是： （ B ） A、动物细胞培养的目的只是为了获得大量的细胞 分泌蛋白
B、动物细胞培养前要用胰蛋白酶使细胞分散
C、细胞的癌变发生在原代培养向传代培养的过渡 过程中 D、培养至50代后传代细胞遗传物质没有发生改变
4、一般说来，动物细胞体外培养需要满足以下条件（ D ） ①无毒的环境 ②无菌的环境 ③培养基需要加入血 清 ④温度与动物体温相似 ⑤需要O2，不需要CO2 ⑥CO2能调节培养液PH A、①②③④⑤⑥ C、①③④⑤⑥ B、 ①②③④ D、 ①②③④⑥
单克隆抗体
由单个B淋巴细胞经过无性繁殖 （克隆），形成基因型相同的细胞群， 这一细胞群所产生的化学性质单一、特 异性强的抗体称为单克隆抗体。 特点：特异性强、灵敏度高
单克隆抗体制备过程
注射抗原
B淋巴细胞
骨髓瘤细胞 细胞融合、筛选
杂交瘤细胞 细胞培养 筛选，继续培养
足够数量的、能产生 特定抗体的细胞群
结果: 经过复健一年后即可恢复正常的生活。
（一）、动物细胞核移植的概念：
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：用核移植的方法得到的动物。
动物核移植是将动物的一个细胞的细胞核,移入一个
动物细胞工程的 基础
动物细胞培养
动物 细胞 工程 技术 细胞核移植 动物细胞融合 单克隆抗体制备
2.2.1动物细胞培养和核移植技术
（一）、概念
是指从动物机体内取出相关的组织， 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。
（二）、原理
细胞分裂增殖
（三）、过程
过程
接触抑制
贴满瓶壁的细胞 1-10代细胞
原代 培养(分装前)
遗传物质
未 改变
原代细胞
胰蛋白 酶 培养 液 加 传代培养
40—50代细胞(细胞株) 遗传物质 已 改变
无限传代（细胞系）
有关概念
细胞株：原代细胞一般传至10代左右细胞 生长停滞，大部分细胞衰老死亡，少数细胞存 活到40~50代，这种传代细胞为细胞株。 细胞系：细胞株传代至50代后又出现细胞 生长停滞状态，只有部分细胞由于遗传物质的 改变，使其在培养条件下可以无限制传代，这 种传代细胞为细胞系。 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。
催化蛋白质水解。细胞间的物质主要是蛋 白质(胶原蛋白等)。 4、细胞膜的主要成份是什么？ 蛋白质和磷脂 5、胰蛋白酶能将细胞消化掉吗？ 能
6、既然胰蛋白酶能将细胞消化掉，那将动物 组织分散成单个细胞要注意什么问题呢？ 注意时间的控制 7、能够用胃蛋白酶代替胰蛋白酶吗？为什么？ 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
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
（二）、分类：
细胞分化程度低，恢复 胚胎细胞核移植： 全能性容易 体细胞核移植： 细胞分化程度高，恢复 全能性困难 克隆动物:用核移植方法得到的动物. 克隆（clone）是指通过无性生殖而产生的遗 传上均一的生物群，即具有完全相同的遗传组成 的一群细胞或者生物的个体。克隆在希腊语中是 “小树枝叶”的意思，用以指无性增殖物。
资料一：
资料二： 培养的动物细胞可以用于检测有毒物质。许 多致畸、致癌物质加入培养液后，培养细胞会发 生染色体结构和数目的变异。根据变异细胞占全 部培养细胞的百分数，可以判断某种物质的毒性。 现在动物细胞培养已经成为检测有毒物质的快速 而灵敏的有效手段。
资料三：
人工关节——软骨再生
1.第一次手术: 从病人关节软骨中未 受力的部分，取出一片约为葡萄干大 小的健康软骨组织。 2.分离软骨细胞并经三星期的体外 培养，使细胞数增加约10～20倍。 3.第二次手术: 清理软骨受损的部分， 从下方骨头部位取出一片约与伤口大 小相同的骨膜，缝在伤口上方，再将 软骨细胞注射到骨膜下方。
动物 细胞 融合
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
细胞核
细胞融合与融合诱导细胞融合物质
诱导剂：病毒、聚乙二醇 诱导细胞融合的病毒必须灭活。
思考讨论：为什么细胞融合过程中使用的 病毒需要灭活？
二、单克隆抗体
什么是抗体？ 抗体是机体受抗原刺激后产生 的、并能与该抗原发生特异性结合的 具有免疫功能的球蛋白。 B淋巴细胞产生抗体。
植物组织培养和动物细胞培养的比较
比较项目
原理 培养基特有 成分 培养结果
植物组织培养
细胞的
动物细胞培养
全能性 细胞 增殖
、植物激素 葡萄糖、 动物 蔗糖 血清 植物体 细胞株、细胞系
培养目的
快速繁殖、培育 获得 细胞,某些 无病毒植株 蛋白质
（五）、动物细胞培养技术的应用
（1） 培养健康细胞用于烧伤病人皮肤移植 （2） 基因工程的受体细胞 （3）细胞的生理、药理、病理研究
有关概念
原代培养：从机体取出后立即培养的细胞为 原代细胞。一般培养的第1代细胞与传10代 以内的细胞称为原代细胞培养。 传代培养：将原代细胞从培养瓶中取出，配 制成细胞悬浮液，分装到两个或两个以上的 培养瓶中继续培养，称为传代培养。
归纳
取 动物胚胎或幼龄动物 的组织、器官 胰蛋白 酶 单个细胞 加入 培养 细胞悬浮液 液
5、动物细胞培养的特点
（
A ）
①细胞贴壁 ②有丝分裂 ③细胞分化 ④接触抑制 ⑤减数分裂 ⑥原代培养一般传1－10代
A、①②④⑥ C、①③④⑥ B、②③④⑤ D、③④⑤⑥
6、下图是动物细胞培养的基本过程示意图。请据 此回答：
（1）容器A中放置的是动物器官或组织。它一 动物胚胎或幼龄动物 。 般取自______________________ （2）容器A中的动物器官或组织首先要进行的 处理是 剪碎 ，然后用胰蛋白 酶处理， 这是为了使细胞分散开来，这样做的目的 是 使细胞与培养液充分接触，便于培养 。
（ 三 ） 、 体 细 胞 的 核 移 植 过 程
高 产 奶 牛
供体 细胞 培养
卵细 胞培 养
供 卵 奶 牛
A
B
供体 细胞
两电 细刺 胞激 融使 合
去核 卵细 胞
无性生殖
重组细胞 重组胚胎
胚胎移植
代孕母牛C 新个体
（四）、体细胞核移植技术的应用前景
1、在畜牧业中可以加速家畜遗传改良的进程 2、保护濒危物种 3、生产医用蛋白质 及组织器官的移植的 供体
（3）培养首先在B瓶中进行，瓶中的培养基成 分有 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，这是培养 原代培养 到第 10 代，到这时的培养称为__ 。 （4）为了把B瓶中的细胞分装到C瓶中，用 胰蛋白酶 处理，然后配置成细胞悬浮液 ，再 分装。 `
（五）、体细胞核移植技术存在的问题
1、克隆动物基因组重新编程的机制尚不清楚。 2、克隆技术效率低，畸形率高、死亡率高、易出
现早衰等问题。
3、生产克隆动物费用昂贵。
课堂反馈练习
1、动物细胞工程技术的基础是 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 （D ）
2、在动物细胞培养过程中遗传物质发生改变的 细胞是 （ A ） A．获得不死性的细胞 C．原代细胞 B．10代以内细胞 D．传代细胞
体外培养 注射到小鼠腹腔
单克隆抗体
单克隆抗体的应用
与常规抗体相比，单克隆抗体产量高，特 异性强，灵敏度高。
应用主要有：
1、临床诊断 2、作为载体，运载抗癌药物，形成“生物导弹”治疗肿 瘤
植物体细胞杂交和动物细胞融合的比较
比较项目 细胞融合原理 植物体细胞杂交 动物细胞融合
细胞膜的流动性、 细胞膜的流动性
（四）、动物细胞培养的条件
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 添加：糖（葡萄糖）、氨基酸、促生长因子、无 机盐、微量元素、动物血清等。
保证细胞 顺利的生 长增殖
3、温度和PH
培养室中控制,使之达到
36.5 ± 0.5℃, 7.2~7.4 4、气体环境： 培养箱中提供O2和CO2（95%空气和5% CO2 ）
取动物器官 和组织
胰蛋白酶处理 单个细胞
幼龄动物
剪碎组织
胰蛋白酶处理 单个细胞 原代细胞培养
Baidu Nhomakorabea
细胞悬浮液
传代细胞培养
细胞贴壁:培养贴附性细胞时,细胞要能
贴附于底物上才能生长繁殖.
细胞接触抑制
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。
思考题： 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？ 因为这些组织或器官，分裂能力旺盛，易于培养。 2、为什么培养前要将组织细胞分散成单个细胞？ 成块组织使细胞靠在一起限制了细胞的生长和 增殖，且细胞不能与培养液充分接触，不利于 培养。
3、胰蛋白酶的作用是什么呢？由此可说明细胞间 的物质是什么成份？
细胞融合的方法 去除细胞壁后诱导 使细胞分散后诱 原生质体融合 导细胞融合 诱导方法 物理（离心、振荡、 物理、化学方法 电刺激） （同左） 化学（聚乙二醇） 灭活的病毒 用途 获得杂种植株 制备单克隆抗体
3、在动物细胞培养的有关叙述中正确的是： （ B ） A、动物细胞培养的目的只是为了获得大量的细胞 分泌蛋白
B、动物细胞培养前要用胰蛋白酶使细胞分散
C、细胞的癌变发生在原代培养向传代培养的过渡 过程中 D、培养至50代后传代细胞遗传物质没有发生改变
4、一般说来，动物细胞体外培养需要满足以下条件（ D ） ①无毒的环境 ②无菌的环境 ③培养基需要加入血 清 ④温度与动物体温相似 ⑤需要O2，不需要CO2 ⑥CO2能调节培养液PH A、①②③④⑤⑥ C、①③④⑤⑥ B、 ①②③④ D、 ①②③④⑥
单克隆抗体
由单个B淋巴细胞经过无性繁殖 （克隆），形成基因型相同的细胞群， 这一细胞群所产生的化学性质单一、特 异性强的抗体称为单克隆抗体。 特点：特异性强、灵敏度高
单克隆抗体制备过程
注射抗原
B淋巴细胞
骨髓瘤细胞 细胞融合、筛选
杂交瘤细胞 细胞培养 筛选，继续培养
足够数量的、能产生 特定抗体的细胞群
结果: 经过复健一年后即可恢复正常的生活。
（一）、动物细胞核移植的概念：
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：用核移植的方法得到的动物。
动物核移植是将动物的一个细胞的细胞核,移入一个