2023年动物克隆（教学课件）.ppt

第三节第三节 动物的克隆动物的克隆 基本基本 要求要求 1.简述动物细胞组织培养与体细胞克隆简述动物细胞组织培养与体细胞克隆 2.说出动物组织培养技术的发展历程说出动物组织培养技术的发展历程 3.描述细胞系及细胞株的含义描述细胞系及细胞株的含义 4.简述动物的克隆培养法简述动物的克隆培养法 5.描述动物细胞全能性的表现程度，说出动物难以克描述动物细胞全能性的表现程度，说出动物难以克隆的原因隆的原因 6.简述动物细胞核移植的概念和核移植的程序简述动物细胞核移植的概念和核移植的程序 发展发展 要求要求 列举动物细胞培养与动物细胞核移植的应用和发展前列举动物细胞培养与动物细胞核移植的应用和发展前景景 说明说明 1.“动物的细胞融合技术及应用”不作要求。只提供学动物的细胞融合技术及应用”不作要求。只提供学生阅读，不要求学生记忆或掌握具体有关内容。生阅读，不要求学生记忆或掌握具体有关内容。2.“小资料：我国科学家在动物组织培养方面的贡献；小资料：我国科学家在动物组织培养方面的贡献；多莉诞生不容易”只作为背景材料供学生阅读，不多莉诞生不容易”只作为背景材料供学生阅读，不要求学生记忆或掌握具体有关内容。要求学生记忆或掌握具体有关内容。动物克隆常用的技术手段：动物克隆常用的技术手段：动物克隆的技术根底是动物克隆的技术根底是:动物的细胞和组织培养动物的细胞和组织培养 动物细胞和组织培养动物细胞和组织培养 动物细胞核移植技术动物细胞核移植技术 烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人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？同学们想一想如何来治疗该病人？从动物有机体中取出相关的组织从动物有机体中取出相关的组织,将它分将它分散成散成单个细胞的悬浮液单个细胞的悬浮液,然后然后,放在适放在适宜的培养基中宜的培养基中,让这些细胞让这些细胞生长和增殖生长和增殖.为什么要将组为什么要将组织分散成单个织分散成单个细胞细胞 使细胞与培养液充分使细胞与培养液充分接触接触,利于培养利于培养 生命力旺盛，分裂能力强生命力旺盛，分裂能力强 为什么选为什么选用动物胚胎或幼龄个体用动物胚胎或幼龄个体的器官或组织做动物细的器官或组织做动物细胞培养材料？胞培养材料？取器官取器官/组织组织 如何将组织如何将组织分散成单个分散成单个细胞细胞 动物组织细胞间隙动物组织细胞间隙中含有一定量的中含有一定量的胶胶原原纤维蛋白纤维蛋白，将细，将细胞网络起来形成具胞网络起来形成具有一定弹性和韧性有一定弹性和韧性的组织和器官。的组织和器官。可用可用胰蛋白酶胰蛋白酶处理使之分散处理使之分散成单个细胞。成单个细胞。或或机械消化机械消化 此处细胞在此处细胞在该生活环境中该生活环境中能无限生长和能无限生长和增殖吗？增殖吗？不能不能。需要定。需要定期转移、分装期转移、分装培养。培养。原原 代代 培培 养养 传传 代代 培培 养养 单个细胞单个细胞 细胞培细胞培养养 动物细胞培养液的主要成分是动物细胞培养液的主要成分是葡萄糖、氨基葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等。酸、无机盐、维生素和动物血清等。较植较植物组织培养培养基有何独特之处？物组织培养培养基有何独特之处？植物组织培养的培养基植物组织培养的培养基 成分：蔗糖、氨基酸、维生素、无机盐成分：蔗糖、氨基酸、维生素、无机盐 激素激素(生长素，细胞分裂素生长素，细胞分裂素)状态：固态状态：固态用到用到 琼脂琼脂 独特之处有独特之处有：1、液体培养基、液体培养基 2、成分中有动物血清等、成分中有动物血清等 1 1贴壁生长：贴壁生长：培养瓶中的悬浮液细胞，紧贴培养瓶培养瓶中的悬浮液细胞，紧贴培养瓶 内壁才能生长内壁才能生长 2 2接触抑制：接触抑制：当培养瓶中内壁生长细胞彼此紧密接当培养瓶中内壁生长细胞彼此紧密接 触时，细胞不再分裂触时，细胞不再分裂 3 3细胞只分裂不分化细胞只分裂不分化 细胞培细胞培养养 将将原代细胞从培养瓶中取出原代细胞从培养瓶中取出，配制成，配制成细胞悬浮液，分装到两个或两个以上的培养细胞悬浮液，分装到两个或两个以上的培养瓶中继续培养，称为传代培养。瓶中继续培养，称为传代培养。原代培养：原代培养：传代培养：传代培养：从动物从动物机体取出后立即进行机体取出后立即进行的细胞、的细胞、组织培养。组织培养。培养的第培养的第1 1代与传代与传1010代以内的细胞代以内的细胞 将细胞从一个培养瓶将细胞从一个培养瓶转移或移植到另转移或移植到另外外一个培养瓶的培养。一个培养瓶的培养。动物细胞培养过程动物细胞培养过程 从组织切片中取下小片样品从组织切片中取下小片样品 转入特殊转入特殊培养液培养液中进行中进行原代培养原代培养 胰蛋白酶胰蛋白酶 分装分装到多个扁形培养瓶中进行到多个扁形培养瓶中进行传代培养传代培养 单个细胞悬浮液单个细胞悬浮液 分解胶原纤维等分解胶原纤维等 于于COCO2 2培培养箱养箱中保中保温培养温培养 细胞会因细胞会因密度过大密度过大和代谢消耗引起和代谢消耗引起营养营养枯竭，不能正常生长。枯竭，不能正常生长。1、从原代培养向传代培养从原代培养向传代培养的原因？的原因？动物细胞培养过程动物细胞培养过程 从组织切片中取下小片样品从组织切片中取下小片样品 转入特殊转入特殊培养液培养液中进行中进行原代培养原代培养 胰蛋白酶胰蛋白酶 分装分装到多个扁形培养瓶中进行到多个扁形培养瓶中进行传代培养传代培养 单个细胞悬浮液单个细胞悬浮液 分解胶原纤维等分解胶原纤维等 于于CO2CO2培培养箱中保养箱中保温培养温培养 2 2、传代培养的细胞都能一直传代下去吗？、传代培养的细胞都能一直传代下去吗？不一定不一定 3 3、有些为何能一直传下去？、有些为何能一直传下去？发生变异，成为连续发生变异，成为连续细胞系细胞系 细胞系细胞系 :指可连续传代的细胞指可连续传代的细胞 (原代培养物在原代培养物在首次传代首次传代时就成为细胞系时就成为细胞系)类型：类型：能连续能连续培养下去的细胞系培养下去的细胞系 不能连续不能连续培养下去的细胞系培养下去的细胞系 连续细胞系：连续细胞系：有限细胞系：有限细胞系：连续细胞系的成因：连续细胞系的成因：培养过程中发生培养过程中发生突变或转化突变或转化的细胞系的细胞系 恶性细胞系，致癌性。恶性细胞系，致癌性。不死性，接触抑制，不致癌不死性，接触抑制，不致癌 大多数二倍体细胞为有限细胞系。连续细胞系本质上已是发生转大多数二倍体细胞为有限细胞系。连续细胞系本质上已是发生转化化遗传物质改变遗传物质改变的细胞系，如肿瘤细胞。的细胞系，如肿瘤细胞。可以连续屡次传代的细胞株可以连续屡次传代的细胞株 可传代可传代次数有限的次数有限的细胞株细胞株 连续细胞株：连续细胞株：有限细胞株：有限细胞株：细胞株细胞株 :通过一定的选择或纯化方法，从通过一定的选择或纯化方法，从原代培养物原代培养物或或细胞系中获得的具有细胞系中获得的具有特殊性质特殊性质的细胞系的细胞系 类型：类型：杂交瘤细胞株杂交瘤细胞株 所以所以，细胞系是泛指细胞系是泛指可传代可传代的细胞，细胞株是具有的细胞，细胞株是具有特殊性质特殊性质的细胞系。的细胞系。1、动物细胞培养动物细胞培养的原理是？的原理是？细胞增殖细胞增殖 2 2、动物细胞培养能否像绿色植物组织培养那、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？样最终培养成新个体？3 3、动物细胞培养的结果是什么？、动物细胞培养的结果是什么？不能。由于动物细胞全能性受限制，细胞不能。由于动物细胞全能性受限制，细胞培养只能使细胞数目增多培养只能使细胞数目增多 细胞株或细胞系细胞株或细胞系 动物组织培养动物组织培养 含义：含义：动物组织在体外以及人工条件下维持动物组织在体外以及人工条件下维持生活状态或生长特性。生活状态或生长特性。如何区分动物如何区分动物细胞培养细胞培养和和组织培养组织培养的含的含义和方法？义和方法？两者在一定程度上可看作是同义语，统称为组织培养两者在一定程度上可看作是同义语，统称为组织培养组培组培，即代表各种生物体结构成分的体外培养。，即代表各种生物体结构成分的体外培养。组织培养组织培养 动物细胞培养：动物细胞培养：在某种程度上也像体内一在某种程度上也像体内一样呈现一定的组织特性。样呈现一定的组织特性。器官培养：器官的原基、一局部、器官培养：器官的原基、一局部、整个器官整个器官 动物组织培养：动物组织培养：过程中可以伴随组织分化。过程中可以伴随组织分化。克隆培养法克隆培养法细胞克隆细胞克隆 1、定义：把一个单细胞从群体中别离出来单、定义：把一个单细胞从群体中别离出来单独培养，使之繁衍成一个新的细胞群体的技术。独培养，使之繁衍成一个新的细胞群体的技术。叫做克隆培养法或细胞克隆。叫做克隆培养法或细胞克隆。纯系纯系 2 2、最根本要求：、最根本要求：保证所建成的克隆来源于保证所建成的克隆来源于单个细胞！单个细胞！3 3、细胞克隆的培养细胞选择：、细胞克隆的培养细胞选择：群体细胞群体细胞 单细胞单细胞 无限细胞系、转化或肿瘤细胞无限细胞系、转化或肿瘤细胞 原代细胞、有限细胞系原代细胞、有限细胞系 举例：单抗细胞株举例：单抗细胞株 原因：只有对培养环境有较大适应范围和具有较强独立生存能原因：只有对培养环境有较大适应范围和具有较强独立生存能力的细胞，才容易克隆。力的细胞，才容易克隆。未经克隆化的细胞系具未经克隆化的细胞系具异质性异质性 克隆培养法克隆培养法细胞克隆细胞克隆 4 4、提高细胞克隆形成率的措施、提高细胞克隆形成率的措施 选择适宜的培养基选择适宜的培养基 添加血清添加血清 胎牛血清胎牛血清 (能促进细胞的生长、增殖和贴附能促进细胞的生长、增殖和贴附)以滋养细胞支持生长以滋养细胞支持生长 激素激素胰岛素等胰岛素等刺激刺激 使用使用CO2CO2培养箱调节培养箱调节PHPH 5 5、细胞克隆最主要用途：、细胞克隆最主要用途：从普通细胞系中别离出缺乏特殊基因的从普通细胞系中别离出缺乏特殊基因的突变细胞系。突变细胞系。细胞的全能性细胞的全能性 细胞株、细胞系细胞株、细胞系 植株植株 培养结果培养结果 获得细胞获得细胞或或细胞产物细胞产物 快速繁殖培育无快速繁殖培育无病毒植株等病毒植株等 培养目的培养目的 营养物质、血清营养物质、血清 营养物质、植物营养物质、植物生长调节剂生长调节剂 培养基成分培养基成分 液体培养基液体培养基 固体培养基固体培养基 培养基性质培养基性质 细胞增殖细胞增殖 原理原理 动物细胞培养动物细胞培养 植物组织培养植物组织培养 比较工程比较工程 植物细胞和动物细胞培养的比较植物细胞和动物细胞培养的比较 共同：共同：无菌条件无菌条件 动物的克隆繁殖动物的克隆繁殖 由由32个细胞组成个细胞组成 卵裂卵裂 每个细胞仍每个细胞仍具全能性具全能性.动物细胞全能性的表现程度动物细胞全能性的表现程度 1.动物的动物的受精卵受精卵具有全能性具有全能性(全能细胞全能细胞)2.随着胚胎发育的继续，有的细胞不再具有发育成为随着胚胎发育的继续，有的细胞不再具有发育成为 完整个体的能力，只具有分化出各种组织细胞的潜完整个体的能力，只具有分化出各种组织细胞的潜 能，这样的细胞叫多能细胞能，这样的细胞叫多能细胞如胚胎干细胞如胚胎干细胞【更强更强】、骨髓多能造血干细胞、囊胚期原始外胚层细胞骨髓多能造血干细胞、囊胚期原始外胚层细胞-囊胚囊胚,原肠胚期原肠胚期.3.有的细胞只能分化为一种细胞，叫有的细胞只能分化为一种细胞，叫单能细胞单能细胞。如如神经干细胞神经干细胞-原肠胚以后原肠胚以后 补充：低等动物细胞的全能性一般比较容易表达补充：低等动物细胞的全能性一般比较容易表达 受精卵受精卵 胚胎干细胞胚胎干细胞 其它其它多能干细胞多能干细胞 单能干细胞单能干细胞 体细胞体细胞 动物的克隆繁殖动物的克隆繁殖-受精卵到卵裂期受精卵到卵裂期8细胞胚前的所有细胞细胞胚前的所有细胞 二二动物难以克隆