高中生物 專題2 細胞培養(yǎng)和核移植技術課件 新人教版必修3.ppt

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生活聯系：,燒傷病人的治療通常是取燒傷病人的健康皮膚進行自體移植，但對于大面積燒傷病人來講，健康皮膚很有限，請同學們想一想如何來治療該病人？,w,w,2.2.1 動物細胞培養(yǎng)和核移植技術,最基礎的是 ——動物細胞培養(yǎng)技術,動物細胞工程常用的技術：,動物細胞培養(yǎng) 動物細胞核移植 動物細胞融合 單克隆抗體 等,自主閱讀P44第5段，思考下列問題：,,1、什么叫動物細胞培養(yǎng)（animal cell culture)？ 2、動物細胞培養(yǎng)的原理是什么？,w,一、動物細胞培養(yǎng),1、概念：從動物機體中取出相關組織，將它們分散成單個細胞，然后放在適宜的培養(yǎng)基中，讓這些細胞生長和增殖。,原理：,細胞增殖,如何進行動物細胞培養(yǎng)?,結合問題思考：p44—45,1、為何動物細胞培養(yǎng)過程將組織分散成單個細胞呢？,2、如何將動物組織分散成單個的細胞？,3、胰蛋白酶的作用是什么？由此可說明細胞間的物 質主要是什么成分？,4、培養(yǎng)瓶或培養(yǎng)皿的內表面為何要光滑、無毒？,5、培養(yǎng)瓶中的細胞培養(yǎng)到什么時候就不再分裂、增殖？,1、為何動物細胞培養(yǎng)過程將組織分散成單個細胞的呢？,2、如何將動物組織分散成單個的細胞呢？,3、胰蛋白酶的作用是什么呢？由此可說明細胞間的物質是什么成份？,成塊的組織細胞靠在一起,彼此限制了細胞的生長和增殖,先用剪刀剪碎,后用蛋白酶處理,胰蛋白酶水解蛋白質,細胞間的成份是蛋白質(膠原蛋白等),思考題,w,4、貼附性細胞培養(yǎng)瓶內表面為何要光滑、無毒？,5、培養(yǎng)瓶中的細胞培養(yǎng)到什么時候就不再分裂、增殖？,易于培養(yǎng)細胞貼壁，進行生長增殖,當貼壁細胞分裂生長到表面相互接觸時，細胞分裂就會停止分裂增殖，這種現象叫接觸抑制。,思考題,w,,細胞貼壁,接觸抑制 (contact inhibition),動物細胞生長特點：,細胞貼壁： 懸液中分散的細胞很快就貼附在瓶壁上，稱為細胞貼壁。 細胞的接觸抑制： 當貼壁細胞分裂生長到表面相互接觸時，細胞就會停止分裂增殖，這種現象稱為細胞的接觸抑制。,w,動物胚胎或幼齡動物的組織、器官（取材）,,細胞懸液,,10代細胞,傳代培養(yǎng),,無限傳代,,單個細胞,,加培養(yǎng)液,（分解細胞間的蛋白）,,過程：,動物組織細胞間隙中含有一定量蛋白質,原代培養(yǎng)：通常將直接從動物體內取出的動物組織消化后的初次培養(yǎng)稱為原代培養(yǎng)。 傳代培養(yǎng)：原代培養(yǎng)的細胞出現接觸抑制后，貼滿瓶壁的細胞需要重新用胰蛋白酶等處理，然后分瓶繼續(xù)培養(yǎng)，讓細胞增殖。這樣即為傳代培養(yǎng)。 分類：10代內的細胞；10-50代；50代以后。,有關概念：,細胞株： 從原代培養(yǎng)細胞群中篩選出進行傳代培養(yǎng)的細胞，能傳到40-50代，其遺傳物質沒有發(fā)生變化。,細胞系： 傳到40-50代后有部分細胞遺傳物質發(fā)生了變化，帶有癌變的特點，可能在培養(yǎng)條件下無限制的傳代下去，這種傳代細胞稱為細胞系。,細胞株和細胞系的區(qū)別： 細胞系的遺傳物質改變，具有癌細胞的特點，失去接觸抑制，容易傳代培養(yǎng)。,w,胰蛋白酶,,,.培養(yǎng)條件,動物組織,分散成 單個細胞,細胞懸液,培養(yǎng),,,,,胰蛋白酶,原理： 細胞增殖（有絲分裂） 結果： 細胞群，細胞產物,原代培養(yǎng),傳代培養(yǎng),動物細胞培養(yǎng)過程,胚胎的細胞或剛出生不久動物的組織,1、選用組織時，一般用動物胚胎或幼齡個體的器官或組織做培養(yǎng)材料，而不用老齡動物的，這是為什么？,因為幼齡組織或器官上的細胞增殖能力強，有絲分裂旺盛，容易培養(yǎng)。 老齡動物的細胞則相反。,學習活動二,2、胰蛋白酶處理組織時要注意什么問題？ 能夠用胃蛋白酶代替嗎？,控制好消化時間，太長會消化細胞膜上的蛋白質,不能，因為兩者的最適PH不同，而正常組織細胞的生存環(huán)境與胰蛋白酶的最適PH較接近.,學習活動二,3、動物細胞培養(yǎng)能否最終培養(yǎng)成新個體？,不能，動物細胞培養(yǎng)只能使細胞數目增多，不能發(fā)育成新的動物個體,學習活動二,多細胞動物和人體的細胞都生活在內環(huán)境中，根據你所學的知識，認為體外培養(yǎng)動物細胞應該模擬內環(huán)境的哪些條件呢？,問題探討：,動物細胞培養(yǎng)條件：,1、無菌、無毒的環(huán)境 （添加一定量的抗生素，定期更換培養(yǎng)液） 2、營養(yǎng) （葡萄糖、氨基酸、無機鹽、維生素、動物血清等。） 3、溫度和PH 36.5+（-）0.5度, 7.2-7.4 4、氣體環(huán)境： O2和CO2（95%空氣和5% CO2 ）,提供有利于細胞生長和增殖所需的激素，生長因子或提供合成培養(yǎng)基缺乏的營養(yǎng)物質，保證細胞順利的生長增殖,1．動物細胞工程常用的技術手段中，最基礎的是 A.動物細胞培養(yǎng) B.動物細胞融合 C.單克隆抗體 D.胚胎核移植,練一練~~~,2．貼壁細胞的分裂方式具體是 A.無絲分裂 B.有絲分裂 C.減數分裂 D.增殖,A,B,3．關于動物細胞培養(yǎng)的敘述，不正確的是 A.動物細胞培養(yǎng)前要用胰蛋白酶或膠原蛋白酶使細胞分散開來 B.通常將動物組織消化后的初次培養(yǎng)稱為原代培養(yǎng) C.動物細胞培養(yǎng)只能傳50代左右，所培育的細胞全部衰老死亡 D.用于培養(yǎng)的細胞大都取自胚胎或幼齡動物的器官或組織,C,無菌、無毒 消毒、滅菌、抗生素、定期更換培養(yǎng)液（清除代謝廢物） 營養(yǎng) 合成培養(yǎng)基（血清、血漿） 溫度和pH 36.5±0.5℃，7.2---7.4 氣體 95%空氣，5%CO2,,,知識回顧,動物組織,分散成 單個細胞,細胞懸液,培養(yǎng),,,,,胰蛋白酶 膠原蛋白酶,胰蛋白酶 膠原蛋白酶,原代培養(yǎng),傳代培養(yǎng),動物細胞培養(yǎng)的結果：細胞群或細胞產物,1997年，美國威斯康星州的一個奶牛場有一頭 名叫盧辛達（Lucinda）的奶牛，年產奶量為 30.8 t，創(chuàng)造了世界奶牛產奶量最高新紀錄。目 前世界各國高產奶牛場奶牛，年平均產奶量一般 為十幾噸，而我國奶牛產奶量年平均水平僅為3～4 t。 怎么樣才能獲取大量的高產奶奶牛呢？？,,動物的細胞核具有全能性,二、動物體細胞核移植技術,1、概念：將動物的一個細胞的細胞核，移入一個已經去掉細胞核的卵母細胞中，使其重組并發(fā)育成一個新的胚胎，這個新的胚胎最終發(fā)育成動物個體。 用核移植的方法得到的動物稱克隆動物,二、動物體細胞核移植技術,原理：,動物的細胞核具有全能性,2、核移植的種類,胚胎細胞核移植 體細胞核移植,（易）,（難）,閱讀書本48頁，圖2-21 體細胞核移植流程圖 概述核移植的過程,3、核移植的過程,細胞質,細胞核,細胞核移植,,多莉羊的培育過程,,,,供體細胞培養(yǎng),（MⅡ卵母細胞）,減數第二次分裂中期,去核的卵母細胞,供體細胞注入去核卵母細胞,激活受體細胞，完成分裂、發(fā)育,胚胎移植,,代孕牛子宮,克隆牛,3、過程：,供體：提供細胞核物質 受體：接受細胞核,3、核移植的過程,選減數第二次分裂中期（MII)卵母細胞的原因： 卵母細胞體積大，便于操作，含有營養(yǎng)物質豐富；提供早期胚胎發(fā)育所需營養(yǎng)，含有激活細胞核，體現全能性的物質,核移植的過程,供體細胞（供核）,,細胞培養(yǎng),,體細胞,卵巢卵母細胞（MⅡ中期：供質）,,去核,,無核卵母細胞,,注入,,,細胞融合,重組胚胎,,構建重組胚胎,,胚胎移植,代孕母體,,生出與供體奶牛遺傳基礎相同的犢牛,歸納: 1.共分成兩大階段：核移植和胚胎移植 2.取卵細胞作受體細胞的原因是:它是最大的細胞,易操作,它發(fā)育可直接表達性狀 3.嚴格來說新個體有卵巢母細胞的細胞質所以有兩個親本的性狀,3、過程：,P49討論：,1.在體細胞的細胞核移植到受體卵母細胞之前，為什么必須先去掉受體卵母細胞的核？,為使核移植的胚胎或動物的遺傳物質全部來自有重要利用價值的動物提供的體細胞，在供體細胞的細胞核移至受體細胞之前，必須將受體細胞的遺傳物質去掉或將其破壞(P49小資料）。,培養(yǎng)的動物細胞一般當傳代至10～50代左 右時，部分細胞核型可能會發(fā)生變化，其細胞 遺傳物質可能會發(fā)生突變，而10代以內的細胞 一般能保持正常的二倍體核型。因此，在體細 胞核移植中，為了保證供體細胞正常的遺傳基 礎，通常采用傳代10代以內的細胞。,2.用于核移植的供體細胞一般都選用傳代10代以內的細胞，想一想，這是為什么？,3.你認為用上述體細胞核移植方法生產的克隆動物，是對體細胞供體動物進行了100%的復制嗎？為什么？,絕大部分DNA來自于供體細胞核，但其核外還有 少量的DNA，即線粒體中的DNA是來自于受體卵 母細胞。,此外，即便動物的遺傳基礎完全相同，但動物的 一些行為、習性的形成與所處環(huán)境有很大關系， 核供體動物生活的環(huán)境與克隆動物所生活的環(huán)境 不會完全相同，其形成的行為、習性也不可能和 核供體動物完全相同，從這一角度看，克隆動物 不會是核供體動物100%的復制。,① 加速家畜遺傳改良進程，促進優(yōu)良畜群繁育,② 保護瀕危物種，增加存活數量,③ 克隆動物作為生物反應器，生產醫(yī)用蛋白,④ 可以作為異種移植的供體,4、應用前景：,⑤ 可以用于組織器官的移植,5、存在問題：,① 成功率低 ② 克隆動物存在健康問題 ③ 克隆動物食品的安全性問題存有爭議,1.在動物細胞培養(yǎng)過程中遺傳物質發(fā)生改變的細胞（ ） A．細胞系 B．細胞株 C．原代細胞 D．傳代細胞,2.動物細胞工程技術的基礎是 （ ） A.動物細胞融合 B.單克隆抗體 C.胚胎移植 D.動物細胞培養(yǎng),A,D,3.動物細胞培養(yǎng)與植物細胞培養(yǎng)的重要區(qū)別在于 A.培養(yǎng)基不同 B.動物細胞培養(yǎng)不需要在無菌條件下進行 C.動物細胞可以傳代培養(yǎng)，而植物細胞不能 D.動物細胞能夠大量培養(yǎng)，而植物細胞只能培養(yǎng)成植株。,A,教學反饋,4、動物細胞培養(yǎng)的特點 （ ） ①細胞貼壁 ②有絲分裂 ③細胞分化 ④接觸抑制 ⑤減數分裂 ⑥原代培養(yǎng)一般傳1－10代 A、①②④⑥ B、②③④⑤ C、①③④⑥ D、③④⑤⑥,A,5.關于動物細胞培養(yǎng)的有關敘述，正確的是( ) A.細胞的癌變發(fā)生于原代培養(yǎng)向傳代培養(yǎng)的過渡過程中 B.動物細胞培養(yǎng)液中通常含有葡萄糖、氨基酸、 無機鹽、生長素和動物血清等 C.動物細胞培養(yǎng)的目的只是獲得大量的細胞分泌蛋白 D.動物細胞培養(yǎng)前和培養(yǎng)過程中都要用胰蛋白酶處理,D,6.下列哪項不屬于體細胞核移植技術的應用（ ） A.加速家畜遺傳改良進程，促進優(yōu)良畜群繁育 B.保護瀕危物種 C.獲得組織器官異體移植的供體 D.大量產生紫杉醇,D,08年寧夏卷回答下列有關動物細胞培養(yǎng)的問題： ⑴在動物細胞培養(yǎng)的過程中，當貼壁細胞分裂生長到細胞表面 時，細胞會停止分裂增殖，這種現象稱為細胞的 。此時，瓶壁上形成的細胞層數是 ，要使貼壁的細胞從瓶壁上分離下來，需要用酶處理，可用的酶是 。 ⑵隨著細胞傳代次數的增多，絕大部分細胞分裂停止，進而出現 的現象；但極少數細胞可以連續(xù)增殖，其中有些細胞會因遺傳物質發(fā)生改變而變成 細胞，該種細胞的黏著性 ，細胞膜表面蛋白質（糖蛋白）的量 。,相互接觸,單層,胰蛋白酶,衰老甚至死亡,接觸抑制,不死性,降低,減少,⑷檢查某種毒物是否能改變細胞染色體的數目，最好選用細胞分裂到 期的細胞用顯微鏡進行觀察。 ⑸在細胞培養(yǎng)過程中，通常在 條件下保存細胞，因為在這種條件下，細胞中 的活性降低，細胞的 速率降低。 ⑹給患者移植經細胞培養(yǎng)形成的皮膚組織后，發(fā)生了排斥現象，這是因為機體把移植的皮膚組織當作 進行攻擊。,中,冷凍,酶,新陳代謝,抗原,10、下圖是動物細胞培養(yǎng)的基本過程示意圖。請據此回答： 1）容器A中放置的是動物器官或組織。它一般取自______________________。 （2）容器A中的動物器官或組織首先要進行的處理是 ，然后用 酶處理，這是為了使細胞分散開來，這樣做的目的是 。,動物胚胎或幼齡動物的器官或組織,剪碎,胰蛋白,使細胞與培養(yǎng)液充分接觸，便于培養(yǎng),（3）培養(yǎng)首先在B瓶中進行，瓶中的培養(yǎng)基成分有 ________________等。在此瓶中培養(yǎng)一段時間后，有許多細胞衰老死亡，這是培養(yǎng)到第 代，到這時的培養(yǎng)稱為 。 （4）為了把B瓶中的細胞分裝到C瓶中，用 處理，然后配置成 ，再分裝。 `,動物血清,10,原代培養(yǎng),胰蛋白酶,細胞懸液,