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高中生物人教版 (新课标)选修3《现代生物科技专题》2.2.1 动物细胞培养和核移植技术课前预习课件ppt
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这是一份高中生物人教版 (新课标)选修3《现代生物科技专题》2.2.1 动物细胞培养和核移植技术课前预习课件ppt，共53页。PPT课件主要包含了传代培养等内容，欢迎下载使用。
动物细胞工程 动物细胞工程常用技术手段有动物细胞培养、动物细胞核移植、动物细胞融合、生产单克隆抗体等，其中动物细胞培养技术是其他动物细胞工程技术的基础。
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？
2.2.1动物细胞培养和核移植技术
2.2 动物细胞工程
请点击录入本章节的概括性描述文字或者复制粘贴，请添加说明文字，图像描述及总结。在此录入本章节的综合描述说明。
动物细胞培养就是从动物有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。
据此推测动物细胞培养技术的一般思路：
在无菌和人工控制的条件下,将离体的植物器官、组织、细胞，培养在人工控制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其产生愈伤组织、丛芽，最终形成完整的植株。
动物胚胎或幼龄动物的器官组织
胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理
转入培养瓶内（培养液）置于适宜环境中培养
动物组织细胞间隙中含有一定量的弹性纤维等蛋白质，将细胞网络起来形成具有一定弹性和韧性的组织和器官
3、动物细胞培养的过程：
为什么要取胚胎或幼龄动物的组织块？
胚胎或幼年动物的细胞增殖能力强,成体的细胞分化程度高,分裂能力差。
思考：转入培养瓶内培养会发生哪些现象？
■细胞贴壁：悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上，称为细胞贴壁。
■培养瓶或培养皿的内表面光滑、无毒、易于帖附。
动物细胞生长特性之一：细胞贴壁
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了，导致细胞停止分裂和生长，数量不再增加。这种现象称为细胞的接触抑制。
动物细胞生长特性之二：接触抑制
部分细胞突变，获得不死性，向癌细胞方向发展，糖蛋白减少。
【1】动物细胞培养的过程：
转入培养瓶内培养 （细胞贴壁；接触抑制）
原代培养：人们通常将动物组织消化后的初次培养称为原代培养
用胰蛋白酶等处理已经贴壁的细胞；分瓶继续培养。
原代培养（细胞贴壁；接触抑制）
胰蛋白酶处理分散成单个细胞
动物胚胎、幼龄动物的器官组织；
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）。
原代培养特点：细胞贴壁、接触抑制
传代10代以内，遗传物质不改变，保持正常二倍体核型。
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。
细胞株：一般说遗传物质未改变
细胞系：遗传物质已改变
动物细胞培养的原理：细胞增殖
剪碎胰蛋白酶或胶原蛋白酶
保持正常的 二倍体核型
核型：一个体细胞中的全部染色体按其大小形态特征（着丝点位置）顺序排列构成的图像，称为核型。
(2)为什么用胰蛋白酶处理？
(1)为什么幼龄动物组织比老龄动物组织更易培养？
分散后能与培养液充分接触，更易进行物质交换。
培养前为什么要将动物组织分散成单个细胞？
幼龄动物组织代谢旺盛，分化程度低，易培养成功
动物组织细胞间隙中含有一定量的弹性纤维等蛋白质，胰蛋白酶处理动物组织，可以使动物组织细胞间的蛋白质和细胞外的其他成分酶解，获得单个细胞。
（3）为什么用胰蛋白酶处理而不用胃蛋白酶？
动物细胞培养的最适PH值为7.2-7.4，胰蛋白酶作用的适宜PH为7.2-8.4，胃蛋白酶适宜PH为2.胃蛋白酶在PH为7.2-7.4的动物细胞培养中无活性。
（4）用胰蛋白酶处理会不会把所培养的细胞消化掉？
控制好时间！长时间处理当然会损伤细胞。
(5)动物细胞培养中两次使用胰蛋白酶作用的对象有何不同？
第一次是将组织分散成单个细胞，第二次是将贴满瓶壁的细胞分散成单个细胞。
（6）如何区分原代培养和传代培养？
原代培养：大约1～10代； 传代培养：10代以后。
（7）动物细胞培养需要脱分化吗？
动物细胞培养不需经过脱分化过程，因高度分化的动物细胞发育潜能变弱，失去了发育成完整个体的能力。所以，动物细胞也就没有类似植物组织或细胞培养时的脱分化过程。
（8）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
（9）目前使用的或冷冻保存的正常细胞通常在10代以内，为什么？
10代以内的细胞遗传物质不改变，保持正常二倍体核型。
4.动物细胞培养的条件：
1）无菌、无毒的环境：
适宜的温度：人和哺乳动物细胞最适温度为36.5±0.5℃适宜的酸碱度：PH：7.2-7.4
“95％空气+5％CO2”的混合气体培养箱。氧气是细胞代谢必须的； CO2维持培养液的pH。
对培养液和所有培养用具无菌处理；培养液中添加抗生素防止培养过程中污染；定期更换培养液以清除代谢产物，防止对培养细胞造成危害。
液体合成培养基：（葡萄糖、氨基酸）、促生长因子、（水、无机盐、微量元素）等；通常还需加血浆、血清等天然成分。
5、动物细胞培养的应用
(1)大量生产细胞或产物。 如：病毒疫苗 干扰素 单克隆抗体 胰岛素(2)给基因工程提供受体细胞。(3)检测有毒物质及毒性。(4)用于生理、病理、药理等方面的研究，为治疗和预防疾病提供理论依据。
得到动物细胞及细胞产物
植物组织培养与动物细胞培养比较
动物细胞核移植技术和克隆动物
我们能否利用类似植物组织培养获得完整植物体的方法培养动物细胞，使其发育成一个完整的个体？
不能，高度分化的植物细胞仍保持着全能性，而动物细胞的全能性会随细胞分化程度的提高逐渐受到限制，分化潜能逐渐变弱。目前，用动物体细胞克隆的动物，实际是通过核移植来实现的。
将动物的一个细胞的＿＿＿，移入一个已经去掉＿＿＿的＿＿细胞中，使其＿＿并发育成一个新的＿＿，这个新的胚胎最终发育为动物个体。
用核移植的方法得到的动物称为克隆动物。
克隆（clne）：是指通过无性繁殖而产生的具有完全相同的遗传组成的一群细胞或生物个体。克隆在希腊语中是指“小树枝叶”的意思，用以指无性增殖生物。现在则指个体、细胞、基因等不同水平上的无性繁殖物。
胚胎细胞核移植、体细胞核移植
哪类情况的核移植较容易成功？
相对与体细胞,胚胎细胞核的分化程度更低，几乎未分化，全能性更高，分化成完整个体的潜能就更大，成功的可能性就越大，所以胚胎细胞核移植较容易成功。
证明动物细胞核具有全能性
供体细胞注入去核卵母细胞
受体细胞激活，完成分裂、发育
供体细胞：提供细胞核的细胞，体细胞
受体细胞：提供细胞质的细胞，卵母细胞
◆激活方法：◆激活目的：
◆胚胎移植至代孕受体内
则克隆高产牛的基因型为
卵巢卵母细胞 （供质）
生出与供体遗传物质基本相同的个体
动物细胞培养技术细胞核移植技术胚胎培养技术胚胎移植技术
1、在核移植前，为什么必须先去掉受体卵母细胞的细胞核？
答：使重组细胞的核遗传物质，来自具有优良性状的供体动物的体细胞。
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，这是为什么？
培养的动物细胞一般当传代至10-50代时，部分细胞核型可能会发生变化，其细胞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。
3、为什么选用减数第二次分裂的次级卵母细胞作为受体细胞？
①、体积大，易操作。 ②、含有促使细胞核表达全能性的物质和营养条件。
3、为什么不用卵细胞作为受体细胞？
卵细胞只有正常体细胞染色体数目的一半，对于动物细胞来讲，单倍体无法发育。
4、 用核移植方法生产的克隆动物，是对供体动物进行了100％的复制吗？为什么？
① DNA并非完全相同。克隆动物遗传物质： 大部分在细胞核来自于供体细胞； 少部分在细胞质来自于受体卵母细胞质。
② 生活环境不会完全相同，从而形成的习性、行为等也不全相同。
【表现型＝基因型＋环境】
5、书上流程图中，为什么是直接将供体细胞注入去核卵母细胞，而不是只注入细胞核？
答：直接注入完整供体细胞的方法对卵母细胞损伤较小，操作也简单（易于操作）。
提示：核移植技术最初确实是用微型吸管将供体细胞的细胞核吸出，再注入到去核卵母细胞内，后来才发展出直接将供体细胞注入到去核卵母细胞透明质内，再诱导（电刺激等）两个细胞融合的方法。这种方法操作简单，对卵母细胞损伤较小，所以现在较为常用。
6、动物克隆实例很多,为何多莉举世闻名呢？
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。
7、核移植技术的最终结果（目的）是得到什么？
这种繁殖动物的方式属于哪种生殖方式？克隆动物有哪几个亲本？
克隆动物的成功说明了什么？
亲本有三个：体细胞核供体、卵母细胞质供体、代孕母体。
(1)在畜牧业中可以加速家畜遗传改良的进程
首先用高分子化学材料——聚羟基乙酸制成所需人体器官的形状，然后植入人的细胞（这只展出的老鼠身上植入的是它自己的细胞），缝合在裸鼠背上。经过细胞快速生长，人造模子会自己降解消失，器官与老鼠成为一体，最后可移植到人体上。这种全身无毛的老鼠叫裸鼠，没有免疫力，这样才不会对那只“人耳”产生排异反应。这项技术能应用于人体组织、器官的再造。这项科研技术成熟后，人身上缺少或损坏的组织器官都可以修补上。
人造耳朵有望用于器官移植
一只在背上长出了“人耳”的活老鼠。
定向诱导分化成不同的细胞
进而培养出不同的组织或器官
基因工程的应用——器官移植：用的是小猪的器官；只不过设法除去抗原决定基因，不让猪器官具有抗原的特性。
在研究方面:克隆动物基因组重新编程的机制尚不清楚，克隆技术效率低，克隆动物畸形率高、死亡率高、易出现早衰等问题。这些问题尚在研究中。 在应用上:克隆动物食品安全存有争议。生产克隆动物费用昂贵，距大规模应用还有一定距离。
（1）成功率比较低。（2）克隆技术有待改进。（3）大多存在健康问题: 如体型过大，异常肥胖，发育困难，脏器缺陷，免疫失调等。＋易出现早衰（P55,多利羊猜想）（4）克隆动物食品安全存有争议。
动物细胞工程 动物细胞工程常用技术手段有动物细胞培养、动物细胞核移植、动物细胞融合、生产单克隆抗体等，其中动物细胞培养技术是其他动物细胞工程技术的基础。
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？
2.2.1动物细胞培养和核移植技术
2.2 动物细胞工程
请点击录入本章节的概括性描述文字或者复制粘贴，请添加说明文字，图像描述及总结。在此录入本章节的综合描述说明。
动物细胞培养就是从动物有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。
据此推测动物细胞培养技术的一般思路：
在无菌和人工控制的条件下,将离体的植物器官、组织、细胞，培养在人工控制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其产生愈伤组织、丛芽，最终形成完整的植株。
动物胚胎或幼龄动物的器官组织
胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理
转入培养瓶内（培养液）置于适宜环境中培养
动物组织细胞间隙中含有一定量的弹性纤维等蛋白质，将细胞网络起来形成具有一定弹性和韧性的组织和器官
3、动物细胞培养的过程：
为什么要取胚胎或幼龄动物的组织块？
胚胎或幼年动物的细胞增殖能力强,成体的细胞分化程度高,分裂能力差。
思考：转入培养瓶内培养会发生哪些现象？
■细胞贴壁：悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上，称为细胞贴壁。
■培养瓶或培养皿的内表面光滑、无毒、易于帖附。
动物细胞生长特性之一：细胞贴壁
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了，导致细胞停止分裂和生长，数量不再增加。这种现象称为细胞的接触抑制。
动物细胞生长特性之二：接触抑制
部分细胞突变，获得不死性，向癌细胞方向发展，糖蛋白减少。
【1】动物细胞培养的过程：
转入培养瓶内培养 （细胞贴壁；接触抑制）
原代培养：人们通常将动物组织消化后的初次培养称为原代培养
用胰蛋白酶等处理已经贴壁的细胞；分瓶继续培养。
原代培养（细胞贴壁；接触抑制）
胰蛋白酶处理分散成单个细胞
动物胚胎、幼龄动物的器官组织；
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）。
原代培养特点：细胞贴壁、接触抑制
传代10代以内，遗传物质不改变，保持正常二倍体核型。
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。
细胞株：一般说遗传物质未改变
细胞系：遗传物质已改变
动物细胞培养的原理：细胞增殖
剪碎胰蛋白酶或胶原蛋白酶
保持正常的 二倍体核型
核型：一个体细胞中的全部染色体按其大小形态特征（着丝点位置）顺序排列构成的图像，称为核型。
(2)为什么用胰蛋白酶处理？
(1)为什么幼龄动物组织比老龄动物组织更易培养？
分散后能与培养液充分接触，更易进行物质交换。
培养前为什么要将动物组织分散成单个细胞？
幼龄动物组织代谢旺盛，分化程度低，易培养成功
动物组织细胞间隙中含有一定量的弹性纤维等蛋白质，胰蛋白酶处理动物组织，可以使动物组织细胞间的蛋白质和细胞外的其他成分酶解，获得单个细胞。
（3）为什么用胰蛋白酶处理而不用胃蛋白酶？
动物细胞培养的最适PH值为7.2-7.4，胰蛋白酶作用的适宜PH为7.2-8.4，胃蛋白酶适宜PH为2.胃蛋白酶在PH为7.2-7.4的动物细胞培养中无活性。
（4）用胰蛋白酶处理会不会把所培养的细胞消化掉？
控制好时间！长时间处理当然会损伤细胞。
(5)动物细胞培养中两次使用胰蛋白酶作用的对象有何不同？
第一次是将组织分散成单个细胞，第二次是将贴满瓶壁的细胞分散成单个细胞。
（6）如何区分原代培养和传代培养？
原代培养：大约1～10代； 传代培养：10代以后。
（7）动物细胞培养需要脱分化吗？
动物细胞培养不需经过脱分化过程，因高度分化的动物细胞发育潜能变弱，失去了发育成完整个体的能力。所以，动物细胞也就没有类似植物组织或细胞培养时的脱分化过程。
（8）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
（9）目前使用的或冷冻保存的正常细胞通常在10代以内，为什么？
10代以内的细胞遗传物质不改变，保持正常二倍体核型。
4.动物细胞培养的条件：
1）无菌、无毒的环境：
适宜的温度：人和哺乳动物细胞最适温度为36.5±0.5℃适宜的酸碱度：PH：7.2-7.4
“95％空气+5％CO2”的混合气体培养箱。氧气是细胞代谢必须的； CO2维持培养液的pH。
对培养液和所有培养用具无菌处理；培养液中添加抗生素防止培养过程中污染；定期更换培养液以清除代谢产物，防止对培养细胞造成危害。
液体合成培养基：（葡萄糖、氨基酸）、促生长因子、（水、无机盐、微量元素）等；通常还需加血浆、血清等天然成分。
5、动物细胞培养的应用
(1)大量生产细胞或产物。 如：病毒疫苗 干扰素 单克隆抗体 胰岛素(2)给基因工程提供受体细胞。(3)检测有毒物质及毒性。(4)用于生理、病理、药理等方面的研究，为治疗和预防疾病提供理论依据。
得到动物细胞及细胞产物
植物组织培养与动物细胞培养比较
动物细胞核移植技术和克隆动物
我们能否利用类似植物组织培养获得完整植物体的方法培养动物细胞，使其发育成一个完整的个体？
不能，高度分化的植物细胞仍保持着全能性，而动物细胞的全能性会随细胞分化程度的提高逐渐受到限制，分化潜能逐渐变弱。目前，用动物体细胞克隆的动物，实际是通过核移植来实现的。
将动物的一个细胞的＿＿＿，移入一个已经去掉＿＿＿的＿＿细胞中，使其＿＿并发育成一个新的＿＿，这个新的胚胎最终发育为动物个体。
用核移植的方法得到的动物称为克隆动物。
克隆（clne）：是指通过无性繁殖而产生的具有完全相同的遗传组成的一群细胞或生物个体。克隆在希腊语中是指“小树枝叶”的意思，用以指无性增殖生物。现在则指个体、细胞、基因等不同水平上的无性繁殖物。
胚胎细胞核移植、体细胞核移植
哪类情况的核移植较容易成功？
相对与体细胞,胚胎细胞核的分化程度更低，几乎未分化，全能性更高，分化成完整个体的潜能就更大，成功的可能性就越大，所以胚胎细胞核移植较容易成功。
证明动物细胞核具有全能性
供体细胞注入去核卵母细胞
受体细胞激活，完成分裂、发育
供体细胞：提供细胞核的细胞，体细胞
受体细胞：提供细胞质的细胞，卵母细胞
◆激活方法：◆激活目的：
◆胚胎移植至代孕受体内
则克隆高产牛的基因型为
卵巢卵母细胞 （供质）
生出与供体遗传物质基本相同的个体
动物细胞培养技术细胞核移植技术胚胎培养技术胚胎移植技术
1、在核移植前，为什么必须先去掉受体卵母细胞的细胞核？
答：使重组细胞的核遗传物质，来自具有优良性状的供体动物的体细胞。
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，这是为什么？
培养的动物细胞一般当传代至10-50代时，部分细胞核型可能会发生变化，其细胞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。
3、为什么选用减数第二次分裂的次级卵母细胞作为受体细胞？
①、体积大，易操作。 ②、含有促使细胞核表达全能性的物质和营养条件。
3、为什么不用卵细胞作为受体细胞？
卵细胞只有正常体细胞染色体数目的一半，对于动物细胞来讲，单倍体无法发育。
4、 用核移植方法生产的克隆动物，是对供体动物进行了100％的复制吗？为什么？
① DNA并非完全相同。克隆动物遗传物质： 大部分在细胞核来自于供体细胞； 少部分在细胞质来自于受体卵母细胞质。
② 生活环境不会完全相同，从而形成的习性、行为等也不全相同。
【表现型＝基因型＋环境】
5、书上流程图中，为什么是直接将供体细胞注入去核卵母细胞，而不是只注入细胞核？
答：直接注入完整供体细胞的方法对卵母细胞损伤较小，操作也简单（易于操作）。
提示：核移植技术最初确实是用微型吸管将供体细胞的细胞核吸出，再注入到去核卵母细胞内，后来才发展出直接将供体细胞注入到去核卵母细胞透明质内，再诱导（电刺激等）两个细胞融合的方法。这种方法操作简单，对卵母细胞损伤较小，所以现在较为常用。
6、动物克隆实例很多,为何多莉举世闻名呢？
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。
7、核移植技术的最终结果（目的）是得到什么？
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克隆动物的成功说明了什么？
亲本有三个：体细胞核供体、卵母细胞质供体、代孕母体。
(1)在畜牧业中可以加速家畜遗传改良的进程
首先用高分子化学材料——聚羟基乙酸制成所需人体器官的形状，然后植入人的细胞（这只展出的老鼠身上植入的是它自己的细胞），缝合在裸鼠背上。经过细胞快速生长，人造模子会自己降解消失，器官与老鼠成为一体，最后可移植到人体上。这种全身无毛的老鼠叫裸鼠，没有免疫力，这样才不会对那只“人耳”产生排异反应。这项技术能应用于人体组织、器官的再造。这项科研技术成熟后，人身上缺少或损坏的组织器官都可以修补上。
人造耳朵有望用于器官移植
一只在背上长出了“人耳”的活老鼠。
定向诱导分化成不同的细胞
进而培养出不同的组织或器官
基因工程的应用——器官移植：用的是小猪的器官；只不过设法除去抗原决定基因，不让猪器官具有抗原的特性。
在研究方面:克隆动物基因组重新编程的机制尚不清楚，克隆技术效率低，克隆动物畸形率高、死亡率高、易出现早衰等问题。这些问题尚在研究中。 在应用上:克隆动物食品安全存有争议。生产克隆动物费用昂贵，距大规模应用还有一定距离。
（1）成功率比较低。（2）克隆技术有待改进。（3）大多存在健康问题: 如体型过大，异常肥胖，发育困难，脏器缺陷，免疫失调等。＋易出现早衰（P55,多利羊猜想）（4）克隆动物食品安全存有争议。
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