高中生物 專題2 細(xì)胞培養(yǎng)和核移植技術(shù)課件 新人教版必修3.ppt

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生活聯(lián)系：,燒傷病人的治療通常是取燒傷病人的健康皮膚進(jìn)行自體移植，但對于大面積燒傷病人來講，健康皮膚很有限，請同學(xué)們想一想如何來治療該病人？,w,w,2.2.1 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)和核移植技術(shù),最基礎(chǔ)的是 ——?jiǎng)游锛?xì)胞培養(yǎng)技術(shù),動(dòng)物細(xì)胞工程常用的技術(shù)：,動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng) 動(dòng)物細(xì)胞核移植 動(dòng)物細(xì)胞融合 單克隆抗體 等,自主閱讀P44第5段，思考下列問題：,,1、什么叫動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)（animal cell culture)？ 2、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的原理是什么？,w,一、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng),1、概念：從動(dòng)物機(jī)體中取出相關(guān)組織，將它們分散成單個(gè)細(xì)胞，然后放在適宜的培養(yǎng)基中，讓這些細(xì)胞生長和增殖。,原理：,細(xì)胞增殖,如何進(jìn)行動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)?,結(jié)合問題思考：p44—45,1、為何動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過程將組織分散成單個(gè)細(xì)胞呢？,2、如何將動(dòng)物組織分散成單個(gè)的細(xì)胞？,3、胰蛋白酶的作用是什么？由此可說明細(xì)胞間的物 質(zhì)主要是什么成分？,4、培養(yǎng)瓶或培養(yǎng)皿的內(nèi)表面為何要光滑、無毒？,5、培養(yǎng)瓶中的細(xì)胞培養(yǎng)到什么時(shí)候就不再分裂、增殖？,1、為何動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過程將組織分散成單個(gè)細(xì)胞的呢？,2、如何將動(dòng)物組織分散成單個(gè)的細(xì)胞呢？,3、胰蛋白酶的作用是什么呢？由此可說明細(xì)胞間的物質(zhì)是什么成份？,成塊的組織細(xì)胞靠在一起,彼此限制了細(xì)胞的生長和增殖,先用剪刀剪碎,后用蛋白酶處理,胰蛋白酶水解蛋白質(zhì),細(xì)胞間的成份是蛋白質(zhì)(膠原蛋白等),思考題,w,4、貼附性細(xì)胞培養(yǎng)瓶內(nèi)表面為何要光滑、無毒？,5、培養(yǎng)瓶中的細(xì)胞培養(yǎng)到什么時(shí)候就不再分裂、增殖？,易于培養(yǎng)細(xì)胞貼壁，進(jìn)行生長增殖,當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長到表面相互接觸時(shí)，細(xì)胞分裂就會(huì)停止分裂增殖，這種現(xiàn)象叫接觸抑制。,思考題,w,,細(xì)胞貼壁,接觸抑制 (contact inhibition),動(dòng)物細(xì)胞生長特點(diǎn)：,細(xì)胞貼壁： 懸液中分散的細(xì)胞很快就貼附在瓶壁上，稱為細(xì)胞貼壁。 細(xì)胞的接觸抑制： 當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長到表面相互接觸時(shí)，細(xì)胞就會(huì)停止分裂增殖，這種現(xiàn)象稱為細(xì)胞的接觸抑制。,w,動(dòng)物胚胎或幼齡動(dòng)物的組織、器官（取材）,,細(xì)胞懸液,,10代細(xì)胞,傳代培養(yǎng),,無限傳代,,單個(gè)細(xì)胞,,加培養(yǎng)液,（分解細(xì)胞間的蛋白）,,過程：,動(dòng)物組織細(xì)胞間隙中含有一定量蛋白質(zhì),原代培養(yǎng)：通常將直接從動(dòng)物體內(nèi)取出的動(dòng)物組織消化后的初次培養(yǎng)稱為原代培養(yǎng)。 傳代培養(yǎng)：原代培養(yǎng)的細(xì)胞出現(xiàn)接觸抑制后，貼滿瓶壁的細(xì)胞需要重新用胰蛋白酶等處理，然后分瓶繼續(xù)培養(yǎng)，讓細(xì)胞增殖。這樣即為傳代培養(yǎng)。 分類：10代內(nèi)的細(xì)胞；10-50代；50代以后。,有關(guān)概念：,細(xì)胞株： 從原代培養(yǎng)細(xì)胞群中篩選出進(jìn)行傳代培養(yǎng)的細(xì)胞，能傳到40-50代，其遺傳物質(zhì)沒有發(fā)生變化。,細(xì)胞系： 傳到40-50代后有部分細(xì)胞遺傳物質(zhì)發(fā)生了變化，帶有癌變的特點(diǎn)，可能在培養(yǎng)條件下無限制的傳代下去，這種傳代細(xì)胞稱為細(xì)胞系。,細(xì)胞株和細(xì)胞系的區(qū)別： 細(xì)胞系的遺傳物質(zhì)改變，具有癌細(xì)胞的特點(diǎn)，失去接觸抑制，容易傳代培養(yǎng)。,w,胰蛋白酶,,,.培養(yǎng)條件,動(dòng)物組織,分散成 單個(gè)細(xì)胞,細(xì)胞懸液,培養(yǎng),,,,,胰蛋白酶,原理： 細(xì)胞增殖（有絲分裂） 結(jié)果： 細(xì)胞群，細(xì)胞產(chǎn)物,原代培養(yǎng),傳代培養(yǎng),動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過程,胚胎的細(xì)胞或剛出生不久動(dòng)物的組織,1、選用組織時(shí)，一般用動(dòng)物胚胎或幼齡個(gè)體的器官或組織做培養(yǎng)材料，而不用老齡動(dòng)物的，這是為什么？,因?yàn)橛g組織或器官上的細(xì)胞增殖能力強(qiáng)，有絲分裂旺盛，容易培養(yǎng)。 老齡動(dòng)物的細(xì)胞則相反。,學(xué)習(xí)活動(dòng)二,2、胰蛋白酶處理組織時(shí)要注意什么問題？ 能夠用胃蛋白酶代替嗎？,控制好消化時(shí)間，太長會(huì)消化細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì),不能，因?yàn)閮烧叩淖钸mPH不同，而正常組織細(xì)胞的生存環(huán)境與胰蛋白酶的最適PH較接近.,學(xué)習(xí)活動(dòng)二,3、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)能否最終培養(yǎng)成新個(gè)體？,不能，動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)只能使細(xì)胞數(shù)目增多，不能發(fā)育成新的動(dòng)物個(gè)體,學(xué)習(xí)活動(dòng)二,多細(xì)胞動(dòng)物和人體的細(xì)胞都生活在內(nèi)環(huán)境中，根據(jù)你所學(xué)的知識(shí)，認(rèn)為體外培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞應(yīng)該模擬內(nèi)環(huán)境的哪些條件呢？,問題探討：,動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)條件：,1、無菌、無毒的環(huán)境 （添加一定量的抗生素，定期更換培養(yǎng)液） 2、營養(yǎng) （葡萄糖、氨基酸、無機(jī)鹽、維生素、動(dòng)物血清等。） 3、溫度和PH 36.5+（-）0.5度, 7.2-7.4 4、氣體環(huán)境： O2和CO2（95%空氣和5% CO2 ）,提供有利于細(xì)胞生長和增殖所需的激素，生長因子或提供合成培養(yǎng)基缺乏的營養(yǎng)物質(zhì)，保證細(xì)胞順利的生長增殖,1．動(dòng)物細(xì)胞工程常用的技術(shù)手段中，最基礎(chǔ)的是 A.動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng) B.動(dòng)物細(xì)胞融合 C.單克隆抗體 D.胚胎核移植,練一練~~~,2．貼壁細(xì)胞的分裂方式具體是 A.無絲分裂 B.有絲分裂 C.減數(shù)分裂 D.增殖,A,B,3．關(guān)于動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的敘述，不正確的是 A.動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)前要用胰蛋白酶或膠原蛋白酶使細(xì)胞分散開來 B.通常將動(dòng)物組織消化后的初次培養(yǎng)稱為原代培養(yǎng) C.動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)只能傳50代左右，所培育的細(xì)胞全部衰老死亡 D.用于培養(yǎng)的細(xì)胞大都取自胚胎或幼齡動(dòng)物的器官或組織,C,無菌、無毒 消毒、滅菌、抗生素、定期更換培養(yǎng)液（清除代謝廢物） 營養(yǎng) 合成培養(yǎng)基（血清、血漿） 溫度和pH 36.5±0.5℃，7.2---7.4 氣體 95%空氣，5%CO2,,,知識(shí)回顧,動(dòng)物組織,分散成 單個(gè)細(xì)胞,細(xì)胞懸液,培養(yǎng),,,,,胰蛋白酶 膠原蛋白酶,胰蛋白酶 膠原蛋白酶,原代培養(yǎng),傳代培養(yǎng),動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的結(jié)果：細(xì)胞群或細(xì)胞產(chǎn)物,1997年，美國威斯康星州的一個(gè)奶牛場有一頭 名叫盧辛達(dá)（Lucinda）的奶牛，年產(chǎn)奶量為 30.8 t，創(chuàng)造了世界奶牛產(chǎn)奶量最高新紀(jì)錄。目 前世界各國高產(chǎn)奶牛場奶牛，年平均產(chǎn)奶量一般 為十幾噸，而我國奶牛產(chǎn)奶量年平均水平僅為3～4 t。 怎么樣才能獲取大量的高產(chǎn)奶奶牛呢？？,,動(dòng)物的細(xì)胞核具有全能性,二、動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù),1、概念：將動(dòng)物的一個(gè)細(xì)胞的細(xì)胞核，移入一個(gè)已經(jīng)去掉細(xì)胞核的卵母細(xì)胞中，使其重組并發(fā)育成一個(gè)新的胚胎，這個(gè)新的胚胎最終發(fā)育成動(dòng)物個(gè)體。 用核移植的方法得到的動(dòng)物稱克隆動(dòng)物,二、動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù),原理：,動(dòng)物的細(xì)胞核具有全能性,2、核移植的種類,胚胎細(xì)胞核移植 體細(xì)胞核移植,（易）,（難）,閱讀書本48頁，圖2-21 體細(xì)胞核移植流程圖 概述核移植的過程,3、核移植的過程,細(xì)胞質(zhì),細(xì)胞核,細(xì)胞核移植,,多莉羊的培育過程,,,,供體細(xì)胞培養(yǎng),（MⅡ卵母細(xì)胞）,減數(shù)第二次分裂中期,去核的卵母細(xì)胞,供體細(xì)胞注入去核卵母細(xì)胞,激活受體細(xì)胞，完成分裂、發(fā)育,胚胎移植,,代孕牛子宮,克隆牛,3、過程：,供體：提供細(xì)胞核物質(zhì) 受體：接受細(xì)胞核,3、核移植的過程,選減數(shù)第二次分裂中期（MII)卵母細(xì)胞的原因： 卵母細(xì)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)育所需營養(yǎng)，含有激活細(xì)胞核，體現(xiàn)全能性的物質(zhì),核移植的過程,供體細(xì)胞（供核）,,細(xì)胞培養(yǎng),,體細(xì)胞,卵巢卵母細(xì)胞（MⅡ中期：供質(zhì)）,,去核,,無核卵母細(xì)胞,,注入,,,細(xì)胞融合,重組胚胎,,構(gòu)建重組胚胎,,胚胎移植,代孕母體,,生出與供體奶牛遺傳基礎(chǔ)相同的犢牛,歸納: 1.共分成兩大階段：核移植和胚胎移植 2.取卵細(xì)胞作受體細(xì)胞的原因是:它是最大的細(xì)胞,易操作,它發(fā)育可直接表達(dá)性狀 3.嚴(yán)格來說新個(gè)體有卵巢母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)所以有兩個(gè)親本的性狀,3、過程：,P49討論：,1.在體細(xì)胞的細(xì)胞核移植到受體卵母細(xì)胞之前，為什么必須先去掉受體卵母細(xì)胞的核？,為使核移植的胚胎或動(dòng)物的遺傳物質(zhì)全部來自有重要利用價(jià)值的動(dòng)物提供的體細(xì)胞，在供體細(xì)胞的細(xì)胞核移至受體細(xì)胞之前，必須將受體細(xì)胞的遺傳物質(zhì)去掉或?qū)⑵淦茐?P49小資料）。,培養(yǎng)的動(dòng)物細(xì)胞一般當(dāng)傳代至10～50代左 右時(shí)，部分細(xì)胞核型可能會(huì)發(fā)生變化，其細(xì)胞 遺傳物質(zhì)可能會(huì)發(fā)生突變，而10代以內(nèi)的細(xì)胞 一般能保持正常的二倍體核型。因此，在體細(xì) 胞核移植中，為了保證供體細(xì)胞正常的遺傳基 礎(chǔ)，通常采用傳代10代以內(nèi)的細(xì)胞。,2.用于核移植的供體細(xì)胞一般都選用傳代10代以內(nèi)的細(xì)胞，想一想，這是為什么？,3.你認(rèn)為用上述體細(xì)胞核移植方法生產(chǎn)的克隆動(dòng)物，是對體細(xì)胞供體動(dòng)物進(jìn)行了100%的復(fù)制嗎？為什么？,絕大部分DNA來自于供體細(xì)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(xì)胞。,此外，即便動(dòng)物的遺傳基礎(chǔ)完全相同，但動(dòng)物的 一些行為、習(xí)性的形成與所處環(huán)境有很大關(guān)系， 核供體動(dòng)物生活的環(huán)境與克隆動(dòng)物所生活的環(huán)境 不會(huì)完全相同，其形成的行為、習(xí)性也不可能和 核供體動(dòng)物完全相同，從這一角度看，克隆動(dòng)物 不會(huì)是核供體動(dòng)物100%的復(fù)制。,① 加速家畜遺傳改良進(jìn)程，促進(jìn)優(yōu)良畜群繁育,② 保護(hù)瀕危物種，增加存活數(shù)量,③ 克隆動(dòng)物作為生物反應(yīng)器，生產(chǎn)醫(yī)用蛋白,④ 可以作為異種移植的供體,4、應(yīng)用前景：,⑤ 可以用于組織器官的移植,5、存在問題：,① 成功率低 ② 克隆動(dòng)物存在健康問題 ③ 克隆動(dòng)物食品的安全性問題存有爭議,1.在動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過程中遺傳物質(zhì)發(fā)生改變的細(xì)胞（ ） A．細(xì)胞系 B．細(xì)胞株 C．原代細(xì)胞 D．傳代細(xì)胞,2.動(dòng)物細(xì)胞工程技術(shù)的基礎(chǔ)是 （ ） A.動(dòng)物細(xì)胞融合 B.單克隆抗體 C.胚胎移植 D.動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng),A,D,3.動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)與植物細(xì)胞培養(yǎng)的重要區(qū)別在于 A.培養(yǎng)基不同 B.動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)不需要在無菌條件下進(jìn)行 C.動(dòng)物細(xì)胞可以傳代培養(yǎng)，而植物細(xì)胞不能 D.動(dòng)物細(xì)胞能夠大量培養(yǎng)，而植物細(xì)胞只能培養(yǎng)成植株。,A,教學(xué)反饋,4、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的特點(diǎn) （ ） ①細(xì)胞貼壁 ②有絲分裂 ③細(xì)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、②③④⑤ C、①③④⑥ D、③④⑤⑥,A,5.關(guān)于動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的有關(guān)敘述，正確的是( ) A.細(xì)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 B.動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)液中通常含有葡萄糖、氨基酸、 無機(jī)鹽、生長素和動(dòng)物血清等 C.動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的目的只是獲得大量的細(xì)胞分泌蛋白 D.動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)前和培養(yǎng)過程中都要用胰蛋白酶處理,D,6.下列哪項(xiàng)不屬于體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用（ ） A.加速家畜遺傳改良進(jìn)程，促進(jìn)優(yōu)良畜群繁育 B.保護(hù)瀕危物種 C.獲得組織器官異體移植的供體 D.大量產(chǎn)生紫杉醇,D,08年寧夏卷回答下列有關(guān)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的問題： ⑴在動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的過程中，當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長到細(xì)胞表面 時(shí)，細(xì)胞會(huì)停止分裂增殖，這種現(xiàn)象稱為細(xì)胞的 。此時(shí)，瓶壁上形成的細(xì)胞層數(shù)是 ，要使貼壁的細(xì)胞從瓶壁上分離下來，需要用酶處理，可用的酶是 。 ⑵隨著細(xì)胞傳代次數(shù)的增多，絕大部分細(xì)胞分裂停止，進(jìn)而出現(xiàn) 的現(xiàn)象；但極少數(shù)細(xì)胞可以連續(xù)增殖，其中有些細(xì)胞會(huì)因遺傳物質(zhì)發(fā)生改變而變成 細(xì)胞，該種細(xì)胞的黏著性 ，細(xì)胞膜表面蛋白質(zhì)（糖蛋白）的量 。,相互接觸,單層,胰蛋白酶,衰老甚至死亡,接觸抑制,不死性,降低,減少,⑷檢查某種毒物是否能改變細(xì)胞染色體的數(shù)目，最好選用細(xì)胞分裂到 期的細(xì)胞用顯微鏡進(jìn)行觀察。 ⑸在細(xì)胞培養(yǎng)過程中，通常在 條件下保存細(xì)胞，因?yàn)樵谶@種條件下，細(xì)胞中 的活性降低，細(xì)胞的 速率降低。 ⑹給患者移植經(jīng)細(xì)胞培養(yǎng)形成的皮膚組織后，發(fā)生了排斥現(xiàn)象，這是因?yàn)闄C(jī)體把移植的皮膚組織當(dāng)作 進(jìn)行攻擊。,中,冷凍,酶,新陳代謝,抗原,10、下圖是動(dòng)物細(xì)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(dòng)物器官或組織。它一般取自______________________。 （2）容器A中的動(dòng)物器官或組織首先要進(jìn)行的處理是 ，然后用 酶處理，這是為了使細(xì)胞分散開來，這樣做的目的是 。,動(dòng)物胚胎或幼齡動(dòng)物的器官或組織,剪碎,胰蛋白,使細(xì)胞與培養(yǎng)液充分接觸，便于培養(yǎng),（3）培養(yǎng)首先在B瓶中進(jìn)行，瓶中的培養(yǎng)基成分有 ________________等。在此瓶中培養(yǎng)一段時(shí)間后，有許多細(xì)胞衰老死亡，這是培養(yǎng)到第 代，到這時(shí)的培養(yǎng)稱為 。 （4）為了把B瓶中的細(xì)胞分裝到C瓶中，用 處理，然后配置成 ，再分裝。 `,動(dòng)物血清,10,原代培養(yǎng),胰蛋白酶,細(xì)胞懸液,