高中生物 專題2 細胞工程 2.2《動物細胞工程》（第1課時）動物細胞培養(yǎng)和核移植技術課件 新人教版選修3.ppt

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專題2細胞工程 2 2 1動物細胞培養(yǎng)和核移植技術 1 簡述動物細胞培養(yǎng)的過程 條件及應用 2 簡述通過動物體細胞核移植技術克隆動物的過程及應用前景 以 人耳鼠 為背景材料 設計問題 導入新課 首先直接闡明動物細胞工程的四個常用技術手段 指出動物細胞培養(yǎng)是動物細胞工程的基礎 進入動物細胞培養(yǎng)技術的學習 結合形象的圖片 講述動物細胞培養(yǎng)的特點和原代培養(yǎng)以及傳代培養(yǎng)的比較 使內容呈現(xiàn)更為清晰明了 接著由克隆羊引入核移植和克隆動物 講解提核移植的原理和結果 利用圖示講解核移植的過程和體細胞核移植技術的應用前景及存在問題 先講解動物細胞的培養(yǎng)過程 再通過列表比較植物細胞和動物細胞培養(yǎng) 來加深學生對二者在區(qū)別上的理解 對于核移植這一內容 先通過圖示配以文字對其過程進行講解 然后對?？贾R點進行歸納總結 再通過對應習題 來提升學生對知識的掌握情況 從而突破本節(jié)的難點和重點 人耳鼠培養(yǎng)過程簡介 1 人耳鼠的培育屬于哪個范疇的生物技術 2 人耳鼠的培養(yǎng)過程利用了什么技術手段 動物細胞培養(yǎng) 動物細胞融合 單克隆抗體技術 動物細胞核移植 動物細胞工程常用技術 其它動物細胞工程的基礎 一 動物細胞培養(yǎng)的應用和概念 1 概念 動物細胞培養(yǎng)就是從動物有機體中取出相關的組織 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 2 原理 細胞增殖 動物胚胎或幼齡動物的組織 器官 細胞懸液 10代細胞 傳代培養(yǎng) 無限傳代 單個細胞 加培養(yǎng)液 細胞株 細胞系 剪碎 用胰蛋白酶處理 或膠原蛋白酶 細胞貼壁 出現(xiàn)接觸抑制 用胰蛋白酶處理分瓶傳代培養(yǎng) 50代細胞 3 過程 強調一 細胞貼壁過程 細胞貼壁 在培養(yǎng)瓶懸液中分散的細胞很快就貼附在瓶壁上 稱為細胞貼壁 培養(yǎng)瓶或培養(yǎng)皿壁要求 表面光滑 無毒 易于貼附 當貼壁細胞分裂生長到表面相互接觸時 細胞就會停止分裂增殖 這稱為細胞的接觸抑制 強調二 接觸抑制 因此 瓶壁上的細胞層數是一層 或單層 3 原代培養(yǎng) 動物組織消化后的初次培養(yǎng) 分瓶之前 貼滿瓶壁的細胞要重新用胰蛋白酶處理 然后分瓶繼續(xù)培養(yǎng) 這個過程稱傳代培養(yǎng) 分瓶培養(yǎng)的過程 4 傳代培養(yǎng) 5 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 少數細胞存活到50代這種傳代細胞為細胞株 6 細胞系 50代以后大部分死亡 部分細胞細胞核型 遺傳物質 發(fā)生變化 獲得不死性 朝著等同于癌細胞的方向發(fā)展 無限繁殖 9 目前使用的或冷凍保存的正常細胞通常在10代以內的原因 以保持正常二倍體核型 或10代以內的細胞遺傳物質不改變 7 選動物胚胎或幼齡個體的器官或組織做動物細胞培養(yǎng)材料的原因 因為其細胞生命力旺盛 分裂能力強 分化程度低 8 用胰蛋白酶處理的原因 解除由于接觸抑制對細胞生長和繁殖的抑制 4 動物細胞培養(yǎng)的條件 1 無菌無毒的環(huán)境 適宜的溫度 人和哺乳動物細胞最適溫度為36 5 0 5 適宜的酸堿度 pH 7 2 7 4 液體合成培養(yǎng)基 葡萄糖 氨基酸 促生長因子 水 無機鹽 微量元素 等 通常還需加入血漿 血清等天然成分 4 氣體環(huán)境 2 營養(yǎng) 3 溫度和pH 95 空氣 5 CO2 的混合氣體培養(yǎng)箱 對培養(yǎng)液和所有培養(yǎng)用具無菌處理 培養(yǎng)液中添加抗生素防止培養(yǎng)過程中污染 定期更換培養(yǎng)液以清除代謝產物 防止對培養(yǎng)細胞造成危害 補充培養(yǎng)基中缺乏的成分 O2用于細胞呼吸 CO2維持培養(yǎng)液的pH 無菌操作 培養(yǎng)箱 培養(yǎng)器皿 動物細胞培養(yǎng)瓶內表面為什么要光滑 無毒 5 動物細胞培養(yǎng)技術的應用 1 蛋白質生物制品的生產如病毒疫苗 干擾素 單克隆抗體 2 應用于基因工程主要用于作為受體細胞 3 檢測有毒物質 判斷某種物質的毒性 4 細胞的生理 藥理 病理研究如用于篩選抗癌藥物 獲得細胞 細胞的全能性 細胞或細胞產品 新的個體或細胞產品 培養(yǎng)結果 或細胞產物 快速繁殖 培育無病毒植株等 培養(yǎng)目的 葡萄糖 動物血清 促生長因子 蔗糖 植物激素 培養(yǎng)基特有成分 液體培養(yǎng)基 固體培養(yǎng)基 培養(yǎng)基性質 細胞增殖 原理 動物細胞培養(yǎng) 植物組織培養(yǎng) 比較項目 植物細胞和動物細胞培養(yǎng)的比較 二 動物體細胞核移植技術和克隆動物 1 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 4 分類 胚胎核移植 體細胞核移植 胚胎細胞分化程度低 恢復其全能性相對容易 動物體細胞分化程度高 恢復其全能性十分困難 3 原理 動物細胞核具有全能性 1 動物核移植 2 結果 得到克隆動物 用核移植的方法得到的動物 供體體細胞 供核 細胞培養(yǎng) 體細胞 卵巢卵母細胞 供質 去核 無核卵母細胞 注入 細胞融合 重組細胞 構建重組胚胎 胚胎移植 代孕母體 生出與供體遺傳物質基本相同的個體 歸納 共分成兩大階段 核移植和胚胎移植 你認為用上述體細胞核移植方法生產的克隆動物 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 克隆動物的性別取決于 思考 2 體細胞核移植過程 M 中期 供核個體 1 供體 注入去核卵母細胞中的不是供體細胞核 而是體細胞 2 受體 受體細胞為減數第二次分裂中期的次級卵母細胞 3 常用的去核方法 顯微操作法 4 重組細胞發(fā)育成一個新個體 體現(xiàn)了動物細胞核的全能性 而非動物細胞的全能性 5 若把體細胞的細胞核注入到無核卵母細胞 則稱之為核移植 6 用卵母細胞做受體細胞原因 a 卵母細胞體積大 便于操作 b 卵黃多 營養(yǎng)物質豐富 c 易激發(fā)細胞核全能性的表達 7 克隆屬于無性繁殖 產生新個體的性別 絕大多數性狀與供核親本一致 8 誘導融合方法 物理法 電脈沖 化學法 鈣離子載體 乙醇 蛋白酶合成抑制劑等處理 9 應用的技術 細胞培養(yǎng)技術 細胞核移植技術 胚胎移植技術 試管動物 嬰兒 培養(yǎng)過程 受精卵 1 寫出AB所代表細胞工程名稱 a表示 b表示 2 實施細胞工程時 所需受體細胞大多采用卵母細胞的原因 體積大 易操作 含有促使細胞核表達全能性的物質和營養(yǎng)條件 3 多利面部毛色是 根據遺傳學原理說明判斷依據 4 若黑面綿羊的基因型為AA 白面綿羊的基因型為aa 則克隆羊的基因型為 核移植 胚胎移植 白色 多利全部的核基因都來自白面綿羊 aa 3 體細胞核移植技術的應用前景 1 加速家畜遺傳改良的進程 2 保護瀕危物種 3 生產醫(yī)用蛋白質 4 轉基因克隆動物作為異種移植的供體 5 人核移植胚胎干細胞誘導分化后提供組織 器官用于移植 6 研究克隆動物和克隆細胞 可使人類更深入了解胚胎發(fā)育及衰老過程 7 用克隆動物做疾病模型 4 體細胞核移植技術存在的問題 1 成功率比較低 2 克隆技術有待改進 3 大多存在健康問題 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 免疫失調等 4 克隆動物食品安全存有爭議