Transcript （一）动物细胞
动物克隆的技术基础是： 动物的细胞和组织培养 一、动物细胞培养和克隆形成 （一）动物细胞、组织培养 1.动物 细胞 培养 从动物体取出一部分组织 机械消化或胰酶消化 分散成单个细胞 胰酶 处理 一定条件下培养 细胞生存、生长、分裂、 衰老、死亡；保持接触抑制 细胞 培养 大多数组织细胞不适应悬浮生长， 它们必须在固定的表面上生长和分裂。 细胞在培养瓶中贴壁生长，随着细胞 越来越多，当贴壁生长的细胞分裂生 长到表面相互接触时就停止分裂增长， 这种现象叫做接触抑制。需要定期用 胰蛋白质酶使细胞从壁上脱下来，传 代培养。 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？ 动物细胞生长特点： （1）贴壁生长：培养瓶中的悬浮液细胞， 紧贴培养瓶内壁才能生长 （2）接触抑制：当培养瓶中内壁生长细胞 彼此紧密接触时，细胞不再分裂 （3）细胞只分裂不分化 一、动物细胞培养和克隆形成 （一）动物细胞、组织培养 2.动物组织培养 动物组织在体外及人工条件下维持生活 状态或生长特性。 一、动物细胞培养和克隆形成 （一）动物细胞、组织培养 3.动物 组织 培养 （广义） 各种生物体结构成分的体外培养。 细胞培养 组织培养 器官培养 器官在体外和人工控制 的条件下得以保存生长。 一、动物细胞培养和克隆形成 （二）动物组织培养技术的发展p28 1.1885年，鸡神经板在生理盐水中培养成活。 2.1903年，将皮肤及白细胞培养于腹水及血清中， 细胞存活达一个月，且观察到细胞分裂 3.1907年，将蛙胚神经管培养在蛙淋巴液中，成功看到 神经末端的阿米巴运动。 4.1912年，对鸡胚心脏组织块进行培养。 5.1943年，获得长期培养细胞系。 单个细胞 细胞悬浮液 转入特殊培养液 中进行原代培养 细胞形成生长晕并增大 将原代细胞分装 到多个扁形瓶中 进行传代培养 细胞系或细胞株 讨论： 为什么要进行传代培养？ 从原代培养向传代培养的原因： 原代培养的细胞生长比较缓慢，而且繁殖 到一定的代数一般10代以内停止生长，需 要重新更换培养基。如果不进行分装培养， 贴壁生长以及接触抑制生长的细胞就会因 细胞密度过大和代谢消耗引起营养枯竭， 不能正常生长。 有关概念: 原代培养： 从机体取出后立即进行的细胞、组织培养， 到培养的细胞形成生长晕并增大为止。 传代培养： 将原代培养细胞分成若干份，接种到若干份培 养基中，使其继续生长、增值。 严格说，将细胞从一个培养瓶转移或移植到另一个 培养瓶为传代培养。 有关概念: 细胞系— 可连续传代的细胞 （1）有限细胞系： 不能连续培养下去的细胞系 例：二倍体细胞 （2）连续细胞系: 能连续培养下去的细胞系 大多数具有异倍体核型，有的是恶性细胞系， 具有致瘤性，有的获得不死性（保留接触抑 制，不致癌） 细胞株- 通过一定的选择或纯化方法，从原代培养或细胞 系中获得的具有特殊性质的细胞 有限细胞株 连续细胞株 具有恒定的染色体组型、同工酶类 型、病毒敏感性和生化特性。 细胞系与细胞株的关系 细胞系泛指可传代的细胞 细胞株是具有特殊性质的细胞系 原代培养 从机体取出后立即进行 的细胞、组织培养 传代培养 原代培养细胞 分成若干份， 接种到若干份 培养基中，使 其继续生长， 增殖。 ………… 植物细胞培养基： 在人工合成的培养基中，包含植物生长和发育所 需要的全部营养成分，包括矿质元素（分为大量 元素、微量元素）、蔗糖、维生素、植物激素和 有机添 加剂 动物细胞培养液： 动物细胞培养液通常含有葡萄糖、氨基酸、无机 盐、维生素和动物血清等。 与植物细胞培养基相比，动物细胞培养液的独特之处： （1） 液体培养基 （2） 其成分中有动物血清 一、动物细胞培养和克隆形成 （四）克隆培养法 1.克隆培养法/ 细胞克隆： 把一个单细胞从群体中分离出来单独培养，使之 繁衍成一个新的细胞群体的技术。 克隆以后的细胞的后裔细胞群，由于 来自一个共同的祖细胞，所以称为纯 系，即克隆。 细胞克隆的遗传性状均一，便于研究。 2.细胞克隆的最基本要求： 保证分离出来的细胞是一个。 一、动物细胞培养和克隆形成 （四）克隆培养法 3.适合于克隆的细胞： 无限细胞系、转化细胞系、肿瘤细胞等。 4.提高细胞克隆形成率的措施： 选择适宜的培养基； 添加血清； 以滋养细胞支持生长； 激素刺激； 使用二氧化碳培养箱调节PH。 一、动物细胞培养和克隆形成 （四）克隆培养法 5.细胞克隆的主要用途： 从普通细胞系中分离出缺乏特殊基因的 突变细胞系。例如研究缺少某种特殊蛋 白的细胞，可以发现正常细胞中这种蛋 白的功能。 三、动物的克隆繁殖 （一）动物细胞全能性的表现程度 （一）动物细胞全能性的表现程度 受精卵 四分 裂球 八分 裂球 桑椹胚 囊胚 原肠胚 幼体 成体 （一）动物细胞全能性的表现程度 全能性大小比较： （全能性依次递减） 受精卵 >早期胚胎细胞 >多能干细胞 > 单能干细胞 >高度分化的体细胞 低等动物细胞>高等动物细胞 （二）动物难以克隆的根本原因: 在分化过程中，体细胞内的基因选择性表达， 使得基因组中基因的活动很不完全，不能像 受精卵那样发挥细胞的全能性。 （三）细胞核移植实验和动物的克隆繁殖 1.核移植： 利用一个细胞的细胞核（供体核）,来取代 另一细胞中的细胞核，形成一个重建的“合子” （重组细胞），使发育成一个新的个体。 胚胎克隆 —— 使用的供体核来自胚胎 体细胞克隆——使用的供体核来自体细胞 胚胎细胞核移植成功率远高于成体细胞。 （三）细胞核移植实验和动物的克隆繁殖 2.核移植程序： 多 莉 羊 的 培 育 过 程 Ａ母羊 Ｂ母羊 卵细胞 乳腺细胞 细胞核 细胞质 重组细胞 早期胚胎 移植入C母羊子宫； 妊娠，分娩 多莉羊 （三）细胞核移植实验和动物的克隆繁殖 3.体细胞克隆羊的培育成功，证明了： 高度分化细胞经一定技术处理，也可回复 到类似受精卵时期的功能。 在胚胎和个体发育中，细胞质具有调控细 胞核（包括异源的细胞核）发育的作用。 （三）细胞核移植实验和动物的克隆繁殖 4.动物克隆成功的条件： 具有包含本物种完整基因组的细胞核的活细胞 （如乳腺上皮细胞）； 能有效调控细胞核发育的细胞质物质（如 去核卵的细胞质）； 完成胚胎发育的必要的环境条件（如诱导 重组细胞生长、分化的实验条件和怀胎母 体的子宫环境） （三）细胞核移植实验和动物的克隆繁殖 5.动植物克隆的应用： 1、有利于遗传疾病的治疗，优良品种的培育 2、对物种的优化、濒危动物的保护和转基因动物 的扩群有重要意义 3、降低畜牧业的成本，缩短育种年限， 提高生产效率 动物细胞培养的其他用途 1.获得蛋白质生物制品 （抗体、激素等） 2.组织移植材料的培养 3.检测有毒物质 4.用于生物、病例、药理 方面的研究。 动 胚胎或幼龄动物的脏器 物 机械消化、胰蛋白酶消化 修复受损皮 组 肤、器官等 单个细胞 织 培养液 葡萄糖、氨基酸、无机盐、 具 体应用 维生素、动物血清等 培 大量的组 养 织细胞 得 原 代 培养 (构成组 到 织或器官) 传代培养 细胞株或细胞系 动 胚胎或幼龄动物的脏器 物 机械消化、胰蛋白酶消化 组 单个细胞 织检测有毒物质、 培养液 葡萄糖、氨基酸、无机盐、 维生素、动物血清等 培致癌物质等 养 某物质 原 代 培养 传代培养 药物 研究治疗癌症的药物 细胞株或细胞系 及其疗效 • 2005年4月,美国一家非官方癌症研究中心发布信息 说,“高露洁”牙膏中含有的抗菌化学物质三氯生可能 是致癌物质。公众对此表示怀疑。科研人员欲采用一 定的技术手段探究三氯生对人体是否有危害。请回答： 1、根据所学的动物细胞工程知识，采取下列哪种技术手 B 段最合适 A、动物细胞融合 B、动物细胞培养 C、胚胎移植 D、核移植 2、根据上述选择，请你设计一个实验来探究“三氯生” 对人体是否有危害。 （1）该实验的原理是 许多致畸物质加入动物细胞培养液后，培养细胞会发生染色 体结构或数目的变异。根据变异细胞占观察培养细胞的百分 数，可以判断某种物质的毒性 动物胚胎细胞克隆和体细胞克隆的区别 克隆的细胞来源不同：前者是动物胚胎细胞，后者 是动物体细胞 克隆的方法不同：前者是胚胎细胞直接克隆；后者是 体细胞核移植到去核卵细胞中进行克隆 克隆的结果不同：前者是胚胎细胞无性繁殖的结果，其 本质还是两性结合后的有性生殖产物；后者是与体细胞 核的遗传物质相同的重建“合子”发育的产物，是真正 意义上的克隆 一、动物细胞培养和克隆形成 （二）动物组织培养技术的发展p28 1.1885年，鸡神经板在生理盐水中培养成活。 “组织培养”一词产生 2.1903年，将皮肤及白细胞培养于腹水及血清中， 细胞存活达一个月，且观察到细胞分裂 3.1907年，将蛙胚神经管培养在蛙淋巴液中，成功看到 真正的组织培养开始；创立了悬浮培养法 神经末端的阿米巴运动。 成功进行了传代培养；发明了卡氏瓶； 4.1912年，对鸡胚心脏组织块进行培养。 研制了人工培养液 大量细胞系的建成标志着组织 5.1943年，获得长期培养细胞系。 培养工作进入了全新阶段