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高二生物动物细胞工程2(1)


动物细胞工程
动物细胞培养和核移植技术

?回顾动物细胞培养的过程
接触抑制现象: 当贴壁细胞分裂 剪碎 生长到表面相互 胰蛋白酶(或胶原蛋白酶) 接触时,细胞就 处理分散成单个细胞 会停止分裂增殖。

动物组织块

制成细胞悬浮液 原代培养 将动物组织消化后的初次培养
将贴满瓶壁的细胞用胰蛋白酶 传代培养 处理,分瓶继续培养的过程

体验高考(2008· 宁夏理综)
(1)在动物细胞培养过程中,当贴壁细胞分 裂生长到细胞表面 相互接触 时,细胞会 停止分裂增增殖,这种现象称为细胞 的 接触抑制 。此时,瓶壁上形成的细胞层 数是 单层 。要使贴壁细胞从瓶壁上分离下 来,需要使用的酶是 胰蛋白酶 。

体验高考(2008· 宁夏理综)
(2)随着细胞传代次数的增多,绝大部分细 胞分裂停止,进而出现 衰老甚至死亡 的 现象;但极少数可以连续增殖,其中有些 会因遗传物质发生改变变成 不死性 细胞, 降低 该种细胞的黏着性 ,细胞膜表面蛋白 减少 质(糖蛋白)的量 。

动物细胞培养
左图显示了创面愈合过 程中一个十分有趣的 现象。当周边的上皮 向创面中央爬行时,一 旦上皮细胞互相接触, 就停止分化和增殖。 该现象就叫"接触抑制 "。因此,创面上不会 出现多余的皮赘。这 是一种十分巧妙和"神 秘"的调控现象。

?原理
?

动物细胞培养
细胞增殖

?条件 ?无菌、无毒的环境 ?营养 糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等 ?温度和pH 植物组织培养: ?气体环境 固体培养基:无机营养成分、
有机营养成分、激素、琼脂

动物体细胞核移植技术和克隆动物
1、试着列举你所知道的克隆动物。克隆 动物的方法与植物组织培养一样吗? 阅读核移植技术发展简史

2、请简述多利克隆的过程?

动物体细胞核移植技术和克隆动物 多 利 羊 细胞核 细胞质 的 重组细胞 培 细胞核移植 胚胎移植 早期胚胎 育 过 另一头母绵羊子宫 程
多利羊
苏格兰黑面母羊 卵细胞
芬兰白面母羊 乳腺细胞

体细胞 核移植 的过程 (以克 隆高产 奶牛为 例)

以概念图的形式表示体细 胞核移植过程?
取供体细胞 供体细胞培养 取卵母细胞 培养到 MⅡ中期 卵母细胞去核

供体细胞注入去核的卵母细胞 供体核进入受体卵母细胞 重组胚胎 代孕母牛

生出与供体遗传物质基本相同的个体

请同学们归纳动物体细胞核移植概念 :
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

核移植

胚胎细胞核移植

体细胞核移植 (难度高)

受体细胞:MⅡ 期的卵母细胞

1、在进行体细胞核移植之前,为何要去掉 受体卵母细胞的核? 为使核移植动物的遗传物质全部来自有 利用价值的动物提供的体细胞。 2、为什么选卵母细胞作核移植的受体细胞? 卵母细胞的细胞质可使体细胞核的全能性 得以表达; 卵母细胞体积比较大,容易操作; 卵母细胞的细胞质多,营养丰富,能为早 期胚胎的形成提供营养。

思考题

思考题
? 体细胞核移植技术为什么要选择MII 期的卵母细胞做受体细胞?
? 细胞核移植技术中能用作受体细胞的通常有 MII期卵母细胞和受精卵(合子)。 ? 早期核移植技术中常用受精卵,后来基本上用 MII期卵母细胞取代了受精卵,主要因为两者 的细胞质环境不同。有人认为重组需要的因子 存在于MII期卵母细胞的胞质中,而在原核形 成时这些因子已被降解或用光,因此,原核扩 张后受精卵去核可引起胞质中重组因子缺乏。

? 成熟促进因子(MPF)是卵母细胞细胞质中重要 的胞质影响因子,MPF的活性在卵母细胞减数分 裂的MI期和MII期达到最高,受精或激活后, MPF迅速灭活,因此,MII期卵母细胞中MPF活 性高,而受精卵中MPF活性低。MPF水平的高 低可影响供体核染色质的状态和复制。MII期卵 母细胞细胞核、细胞质已成熟,而MI卵母细胞细 胞核、细胞质尚未成熟,其细胞质不能支持胚胎 的全程发育,因此,尽管MI期卵母细胞MPF活 性也高,但不能用作受体卵母细胞。

3.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, 未突变. 二倍体的核型:是指染色体组在有丝分裂中期的 表型,是染色体数目、大小、形态特征的总和

4.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?
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.

体细胞核移植技术的应用前景
1)改良动物品种 2)保护濒危动物 3)克隆动物作为生物反应器,生产医用蛋白 4)异种移植的供体,用于组织器官的移植 5)深入了解胚胎发育及衰老过程 6)追踪研究疾病的发展过程和治疗疾病

体细胞核移植技术存在的问题
成功率非常低 绝大多数克隆动物存在健康问题 对克隆动物食品的安全性问题也存在争议

? 幼龄与老龄动物的组织细胞相比较,分化 程度低的与分化程度高的组织细胞比较, 哪一种更易于培养?思考一下,这是什么 道理?
提示:细胞的衰老与动物机体的衰老有着密切 的关系,细胞的增殖能力与供体的年龄有关, 幼龄动物细胞增殖能力强,有丝分裂旺盛,老 龄动物则相反。所以,一般来说幼年动物的组 织细胞比老年动物的组织细胞易于培养。同样, 组织细胞的分化程度越低,则增殖能力越强, 所以更容易培养。

P50

思考与探究1

2.动物细胞培养要经过脱分化的过程吗? 为什么?
? 提示:脱分化又称去分化,是指分化细胞失去特有的 结构和功能变为具有未分化细胞特性的过程。植物的 任何一部分,甚至单个细胞都具有长成完整植株的能 力。但要发育成完整植株,必须先脱分化,脱分化的 细胞具有发育成任何组织的能力,然后进行再分化, 形成完整植株。植物细胞培养主要用于农林生产中的 作物、苗木育种,快速繁育种苗、培育无病毒植株等, 这就要求植物的组织或细胞先进行脱分化。动物细胞 的培养有各种用途,一般而言,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窄, 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了。要 想使培养的动物细胞定向分化,通常采用定向诱导动 物干细胞,使其分化成所需要的组织或器官。

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