動物細胞工程

專題2.2動物細胞工程動物細胞工程常用的技術(shù)手段：動物細胞培養(yǎng)技術(shù)、動物細胞核移植技術(shù)、動物細胞融合技術(shù)、生產(chǎn)單克隆抗體技術(shù)復習：植物細胞工程常用的技術(shù)手段有哪些？植物組織培養(yǎng)技術(shù)、植物體細胞雜交技術(shù)動物細胞培養(yǎng)技術(shù)是其他動物細胞工程技術(shù)的基礎(chǔ)。2.2.1動物細胞培養(yǎng)和核移植技術(shù)動物細胞培養(yǎng)（一）、概念

是指從動物機體內(nèi)取出相關(guān)的組織，將它分散成單個細胞，然后放在適宜的培養(yǎng)基中，讓這些細胞生長和增殖。（二）、原理細胞分裂增殖一、動物細胞培養(yǎng)過程閱讀“動物細胞培養(yǎng)過程”并思考：

1、動物細胞培養(yǎng)的概念是什么？該技術(shù)實施的原理是什么？特點是什么？

2、為什么要對取出的動物組織進行處理，使細胞分散？

3、用胰蛋白酶對動物組織進行處理是因為細胞間的物質(zhì)主要是什么？用胃蛋白酶可以嗎？

4、胰蛋白酶真的不會把細胞消化掉嗎？為什么？

5、為什么選用動物胚胎或幼齡個體的器官或組織做動物細胞培養(yǎng)材料？

6、簡述動物細胞培養(yǎng)的操作過程（三）、過程幼齡動物剪碎組織原代細胞培養(yǎng)取動物器官和組織細胞懸浮液傳代細胞培養(yǎng)胰蛋白酶處理單個細胞胰蛋白酶處理單個細胞細胞貼壁:培養(yǎng)貼附性細胞時,細胞要能貼附于底物上才能生長繁殖.細胞接觸抑制

細胞在貼壁生長過程中，隨著細胞分裂，數(shù)量不斷增加，最后形成一個單層，此時細胞間相互接觸，細胞分裂和生長停止，數(shù)量不再增加。有關(guān)概念原代培養(yǎng)：從機體取出后立即培養(yǎng)的細胞為原代細胞。一般培養(yǎng)的第1代細胞與傳10代以內(nèi)的細胞稱為原代細胞培養(yǎng)。傳代培養(yǎng)：將原代細胞從培養(yǎng)瓶中取出，配制成細胞懸浮液，分裝到兩個或兩個以上的培養(yǎng)瓶中繼續(xù)培養(yǎng)，稱為傳代培養(yǎng)。歸納過程取

的組織、器官細胞懸浮液

酶

貼滿瓶壁的細胞單個細胞加入

液動物胚胎或幼齡動物胰蛋白培養(yǎng)接觸抑制原代

培養(yǎng)(分裝前)1-10代細胞遺傳物質(zhì)

改變原代細胞培養(yǎng)加

液40—50代細胞(細胞株)未遺傳物質(zhì)

改變無限傳代（細胞系）已傳代培養(yǎng)胰蛋白

酶

有關(guān)概念

細胞株：原代細胞一般傳至10代左右細胞生長停滯，大部分細胞衰老死亡，少數(shù)細胞存活到40~50代，這種傳代細胞為細胞株。

細胞系：細胞株傳代至50代后又出現(xiàn)細胞生長停滯狀態(tài)，只有部分細胞由于遺傳物質(zhì)的改變，使其在培養(yǎng)條件下可以無限制傳代，這種傳代細胞為細胞系。

細胞株和細胞系的區(qū)別：細胞系的遺傳物質(zhì)改變，具有癌細胞的特點，失去接觸抑制，容易傳代培養(yǎng)。思考題：1、為什么選用動物胚胎或幼齡個體的器官或組織做動物細胞培養(yǎng)材料？2、為什么培養(yǎng)前要將組織細胞分散成單個細胞？因為這些組織或器官，分裂能力旺盛，易于培養(yǎng)。成塊組織使細胞靠在一起限制了細胞的生長和增殖，且細胞不能與培養(yǎng)液充分接觸，不利于培養(yǎng)。3、胰蛋白酶的作用是什么呢？由此可說明細胞間的物質(zhì)是什么成份？催化蛋白質(zhì)水解。細胞間的物質(zhì)主要是蛋白質(zhì)(膠原蛋白等)。4、細胞膜的主要成份是什么？蛋白質(zhì)和磷脂5、胰蛋白酶能將細胞消化掉嗎？能6、既然胰蛋白酶能將細胞消化掉，那將動物組織分散成單個細胞要注意什么問題呢？7、能夠用胃蛋白酶代替胰蛋白酶嗎？為什么？注意時間的控制

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1)無菌、無毒的環(huán)境：①對培養(yǎng)液和所有培養(yǎng)用具進行無菌處理；②通常在培養(yǎng)液中添加一定量的抗生素；③定期更換培養(yǎng)液。2)營養(yǎng)：①合成培養(yǎng)基糖、氨基酸、促生長因子、無機鹽、微量元素等。②常加入血清、血漿等天然成分。（四）、動物細胞培養(yǎng)的條件3)溫度和pH：①溫度：哺乳動物多以36.5±0.5℃為宜。②pH：

7.2~7.44)氣體環(huán)境：

O2-----細胞代謝所需CO2---維持培養(yǎng)液的PHCO2培養(yǎng)箱中提供O2和CO2（95%空氣和5%CO2

）無茵、無毒的環(huán)境對培養(yǎng)液和所有培養(yǎng)用具進行______處理。通常還要在細胞培養(yǎng)液中添加一定量的__________，以防培養(yǎng)過程中的污染。此外，應__________培養(yǎng)液，以便清除______，防止細胞代謝產(chǎn)物積累對__________造成危害。無菌抗生素定期更換代謝產(chǎn)物細胞自身營養(yǎng)

細胞體外培養(yǎng)所需營養(yǎng)物質(zhì)與體內(nèi)__________，例如，需要有糖、______、__________、無機鹽、______等。將細胞所需的上述營養(yǎng)物質(zhì)按其種類和所需數(shù)量嚴格配制而成的培養(yǎng)鑒，稱為___________。由于人們對細胞所需的營養(yǎng)物質(zhì)還沒有完全搞清楚，因此，在使用合成培養(yǎng)基時，通常需加入等一些_____________天然成分?；鞠嗤被岽偕L因子微量元素合成培養(yǎng)基血清、血漿動物細胞培養(yǎng)的條件

①無茵、無毒的環(huán)境②營養(yǎng)③溫度和PH④氣體環(huán)境細胞體外培養(yǎng)的適宜溫度一般與動物的______相近，哺乳動物多以____________℃為宜。多數(shù)細胞生存的適宜pH為_____________。溫度和PH體溫7.2----7.436.5土0.5氣體環(huán)境細胞培養(yǎng)所需氣體主要有02

和CO2

，02是細胞______所必需的，CO2

的主要作用是維持培養(yǎng)液的______。進行細胞培養(yǎng)時，通常采用培養(yǎng)皿或松蓋培養(yǎng)瓶，將其置干含95％_______加5%_____的混合氣體的________中進行培養(yǎng)。

氣體環(huán)境代謝PH培養(yǎng)箱CO2空氣動物細胞培養(yǎng)的條件

(五）、動物細胞培養(yǎng)的應用1)生產(chǎn)生物制品：如病毒疫苗、干擾素、單克隆抗體等。2)基因工程：動物細胞是基因工程中常用的受體細胞中。3)檢測有毒物質(zhì)和判斷毒性4)應用于科研科學家培養(yǎng)正常細胞或病變細胞，用于生理、病理、藥理等方面的研究。如篩選抗癌藥物等。植物組織培養(yǎng)和動物細胞培養(yǎng)的比較比較項目植物組織培養(yǎng)動物細胞培養(yǎng)原理細胞的

細胞培養(yǎng)基特有成分

、植物激素葡萄糖、培養(yǎng)結(jié)果植物體培養(yǎng)目的快速繁殖、培育無病毒植株獲得全能性增殖蔗糖動物血清細胞株、細胞系細胞,某些蛋白質(zhì)1、動物細胞工程技術(shù)的基礎(chǔ)是（）

A、動物細胞融合B、胚胎移植

C、動物細胞培養(yǎng) D、核移植

2、在生物工程中一般都要用到酶，下列酶中屬于動物細胞工程最常用的工具酶的是

A．限制酶B．DNA連接酶

C．果膠酶D．胰蛋白酶

CD思考題3、在動物細胞培養(yǎng)過程中，使用胰蛋白酶的目的是（）A．使動物組織分散為單個細胞進行培養(yǎng)

B．去掉細胞壁成為原生質(zhì)體C．去掉細胞膜暴露出原生質(zhì)體便于細胞融合

D．促進蛋白質(zhì)水解為多肽4、在進行動物細胞培養(yǎng)時，通常選用的培養(yǎng)材料是（）A、衰老退化的動物組織細胞B、成熟動物個體的體細胞

C、動物的受精卵細胞D、動物胚胎或幼齡動物個體的細胞AD5、下列有關(guān)動物細胞培養(yǎng)的敘述中正確的是（）

A、動物細胞培育的目的是獲得大量的細胞分泌蛋白

B、動物細胞培養(yǎng)前要用胰蛋白酶使細胞分散

C、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

D、培養(yǎng)至50代后的傳代細胞稱為細胞株

B動物體細胞核移植技術(shù)和克隆動物（一）、動物細胞核移植的概念：

動物核移植是將動物的一個細胞的細胞核,移入一個已經(jīng)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)育為動物個體.克隆動物：用核移植的方法得到的動物。（二）、分類：胚胎細胞核移植：體細胞核移植：細胞分化程度低，恢復全能性容易

細胞分化程度高，恢復全能性困難克隆動物:用核移植方法得到的動物.

克隆（clone）是指通過無性生殖而產(chǎn)生的遺傳上均一的生物群，即具有完全相同的遺傳組成的一群細胞或者生物的個體?？寺≡谙ＥD語中是“小樹枝葉”的意思，用以指無性增殖物。

（三）、體細胞核移植的過程采集卵母細胞供體奶牛供體細胞供體細胞培養(yǎng)MⅡ期卵母細胞無核卵母細胞去除卵母細胞核將供體細胞注入去核卵母細胞將胚胎移入代孕母牛（受體）體內(nèi)生出與供體奶牛遺傳物質(zhì)基本相同的牛犢細胞融合構(gòu)建重組胚胎整個過程用了哪些技術(shù)？細胞培養(yǎng)、核移植、胚胎移植新生牛的性別、基因？與供體相同繁殖方式？無性繁殖原理？動物細胞核的全能性卵母細胞去核體細胞中取核重組細胞重組胚胎新個體過程：刺激使兩細胞融合克隆羊培育過程核移植技術(shù)黑面綿羊去核卵細胞白面綿羊乳腺細胞核細胞核移植電脈沖刺激胚胎移植妊娠、出生重組細胞早期胚胎另一頭綿羊的子宮克隆羊多利2、瀕危物種增數(shù)量。3、醫(yī)用蛋白和移植。1、家畜的遺傳改良。3、胚胎發(fā)育及衰老。4、克隆動物做模型。（四）體細胞核移植技術(shù)的應用1)成功率很低代孕母體產(chǎn)下的活的克隆動物占移植克隆胚胎的比率平均不到10%。2)克隆動物存在健康問題許多克隆動物表現(xiàn)出遺傳和生理缺陷，如體型過大、異常肥胖、發(fā)育困難、臟器缺陷、免疫缺陷等。3)克隆技術(shù)的各個環(huán)節(jié)有待進一步改進4)克隆動物的產(chǎn)品存在爭議。（五）、體細胞核移植技術(shù)存在的問題

(二)、體細胞核移植的過程：請看教材P48圖2-21思考：1.核移植的受體細胞是什么？處在什么時期？用此細胞作為受體細胞有什么好處？2.通過什么手段激活受體細胞，構(gòu)建重組胚胎？MⅡ中期卵母細胞誘導方法：物理或化學方法激活受體細胞，完成細胞分裂和發(fā)育進程。卵母細胞體積大，便于操作；含有營養(yǎng)物質(zhì)豐富，提供早期胚胎發(fā)育所需的營養(yǎng)；含有激活細胞核體現(xiàn)全能性的物質(zhì)。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(zhì)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(zhì)去掉或?qū)⑵淦茐?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(zhì)可能會發(fā)生突變，而10代以內(nèi)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(chǔ)，通常采用傳代10代以內(nèi)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(nèi)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(chǎn)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(chǔ)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(guān)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。2、在動物細胞培養(yǎng)過程中遺傳物質(zhì)發(fā)生改變的細胞是（）

A．獲得不死性的細胞B．10代以內(nèi)細胞

C．原代細胞D．傳代細胞1、動物細胞工程技術(shù)的基礎(chǔ)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)

AD課堂反饋練習3、在動物細胞培養(yǎng)的有關(guān)敘述中正確的是：（）A、動物細胞培養(yǎng)的目的只是為了獲得大量的細胞分泌蛋白B、動物細胞培養(yǎng)前要用胰蛋白酶使細胞分散C、細胞的癌變發(fā)生在原代培養(yǎng)向傳代培養(yǎng)的過渡過程中D、培養(yǎng)至50代后傳代細胞遺傳物質(zhì)沒有發(fā)生改變B4、一般說來，動物細胞體外培養(yǎng)需要滿足以下條件（）①無毒的環(huán)境②無菌的環(huán)境③培養(yǎng)基需要加入血清④溫度與動物體溫相似⑤需要O2，不需要CO2⑥CO2能調(diào)節(jié)培養(yǎng)液PHA、①②③④⑤⑥B、①②③④C、①③④⑤⑥

D、①②③④⑥D(zhuǎn)5、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(shù)分裂⑥原代培養(yǎng)一般傳1－10代A、①②④⑥

B、②③④⑤C、①③④⑥

D、③④⑤⑥A6、下圖是動物細胞培養(yǎng)的基本過程示意圖。請據(jù)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