2.3 动物细胞工程的应用（Ⅰ）.ppt

1、2.3动物细胞工程的应用（动物细胞工程的应用（） 动物细胞工程常用的技术手段：动物细胞工程常用的技术手段： 动物细胞培养技术、动物细胞培养技术、 动物细胞核移植技术、动物细胞核移植技术、 动物细胞融合技术、动物细胞融合技术、 生产单克隆抗体技术生产单克隆抗体技术 复习：复习： 植物细胞工程常用的技术手段有哪些？植物细胞工程常用的技术手段有哪些？ 植物组织培养技术、植物组织培养技术、 植物体细胞杂交技术植物体细胞杂交技术 动物细胞培养技术动物细胞培养技术是其他动物细胞工程技术的基础。是其他动物细胞工程技术的基础。 一、动物细胞培养过程一、动物细胞培养过程 阅读“动物细胞培养过程”并思考：阅读“动

2、物细胞培养过程”并思考： 1、动物细胞培养的概念是什么？该技术实施的原理是什么？、动物细胞培养的概念是什么？该技术实施的原理是什么？ 特点是什么？特点是什么？ 2、为什么要对取出的动物组织进行处理，使细胞分散？、为什么要对取出的动物组织进行处理，使细胞分散？ 3、用胰蛋白酶对动物组织进行处理是因为细胞间的物质主要、用胰蛋白酶对动物组织进行处理是因为细胞间的物质主要 是什么？用胃蛋白酶可以吗？是什么？用胃蛋白酶可以吗？ 4、胰蛋白酶真的不会把细胞消化掉吗？为什么？、胰蛋白酶真的不会把细胞消化掉吗？为什么？ 5、为什么选用动物胚胎或幼龄个体的器官或组织做动物细胞、为什么选用动物胚胎或幼龄个体的器官

3、或组织做动物细胞 培养材料？培养材料？ 6、简述动物细胞培养的操作过程、简述动物细胞培养的操作过程 动物细胞培养过程：动物细胞培养过程： 原代培养原代培养 传代培养传代培养 1、动物细胞培养的概念是什么？该技术实施的原理是、动物细胞培养的概念是什么？该技术实施的原理是 什么？什么？ 从动物机体中取出相关组织，将它分散成单个细胞，从动物机体中取出相关组织，将它分散成单个细胞， 然后在适宜的培养基中，让这些细胞生长和繁殖。然后在适宜的培养基中，让这些细胞生长和繁殖。 原理是细胞增殖原理是细胞增殖 （有丝分裂）（有丝分裂） 。 接触抑制：接触抑制：细胞在贴壁生长过程中，随着细胞分裂，数量不细胞在贴壁

4、生长过程中，随着细胞分裂，数量不 断增加，最后形成一个单层，此时细胞间相互接触，细胞分断增加，最后形成一个单层，此时细胞间相互接触，细胞分 裂和生长停止，数量不再增加。裂和生长停止，数量不再增加。 50代以后代以后 失去接触抑制失去接触抑制 接触抑制接触抑制 动物细胞生长特性动物细胞生长特性 部分细胞突变，获部分细胞突变，获 得不死性，向癌细得不死性，向癌细 胞方向发展，糖蛋胞方向发展，糖蛋 白减少。白减少。 2、为什么要对取出的动物组织进行处理，使细胞分散？、为什么要对取出的动物组织进行处理，使细胞分散？ 分散的单个细胞容易摄取所需的营养，排出代谢废分散的单个细胞容易摄取所需的营养，排出代谢

5、废 物；而用大块组织培养时，内部细胞的营养供应和物；而用大块组织培养时，内部细胞的营养供应和 代谢废物的排出都较困难。代谢废物的排出都较困难。 3、用胰蛋白酶对动物组织进行处理是因为细胞间的物、用胰蛋白酶对动物组织进行处理是因为细胞间的物 质主要是什么？用胃蛋白酶可以吗？质主要是什么？用胃蛋白酶可以吗？ 细胞间的物质主要是蛋白质（胶原纤维）。细胞间的物质主要是蛋白质（胶原纤维）。 胃蛋白酶作用的适宜胃蛋白酶作用的适宜pH约为约为2，当，当pH大于大于6时，胃蛋白时，胃蛋白 酶就会失去活性。胰蛋白酶作用的适宜环境酶就会失去活性。胰蛋白酶作用的适宜环境pH为为7.2 8.4。多数动物细胞培养的适宜

6、。多数动物细胞培养的适宜pH为为7.27.4。 4、胰蛋白酶真的不会把细胞消化掉吗？为什么？、胰蛋白酶真的不会把细胞消化掉吗？为什么？ 胰蛋白酶除了可以消化细胞间的蛋白外，长时间的胰蛋白酶除了可以消化细胞间的蛋白外，长时间的 作用也会消化细胞膜蛋白，对细胞有损伤作用，因作用也会消化细胞膜蛋白，对细胞有损伤作用，因 此必须控制好胰蛋白酶的消化时间。此必须控制好胰蛋白酶的消化时间。 5、为什么选用动物胚胎或幼龄个体的器官或组织做、为什么选用动物胚胎或幼龄个体的器官或组织做 动物细胞培养材料？动物细胞培养材料？ 动物胚胎或幼龄动物的组织、器官，它们的细胞分动物胚胎或幼龄动物的组织、器官，它们的细胞分

7、 化程度低，增殖能力强，分裂旺盛，容易培养。化程度低，增殖能力强，分裂旺盛，容易培养。 6、动物细胞培养过程：、动物细胞培养过程： 动物胚胎或幼龄动物动物胚胎或幼龄动物 的组织、器官的组织、器官 细胞悬浮液细胞悬浮液 胰蛋白酶胰蛋白酶 10代细胞代细胞 原代培养原代培养 50代细胞代细胞 传代培养传代培养 细胞株细胞株 无限传代无限传代 细胞系细胞系 单个细胞单个细胞 加培养液加培养液 遗传物遗传物 质未改质未改 变变 遗传物遗传物 质已改质已改 变变 动物细胞培养不能动物细胞培养不能 最终培养成生物体最终培养成生物体 传代培养一般传至传代培养一般传至10代直至代直至50代就代就 不能再分裂了

8、，这时细胞核内遗传不能再分裂了，这时细胞核内遗传 物质未发生变化，形成的细胞群物质未发生变化，形成的细胞群 传代培养过程中有个别细胞传至传代培养过程中有个别细胞传至50 代以后，由于代以后，由于遗传物质遗传物质改变，失去改变，失去 控制控制，成为，成为无限增殖无限增殖的不死的癌症的不死的癌症 细胞，形成的细胞群细胞，形成的细胞群 7、什么是原代培养、传代培养？、什么是原代培养、传代培养？ 为什么要进行传代培养？为什么要进行传代培养？ 原代培养：原代培养： 取材（动物组织）取材（动物组织） 细胞分散细胞分散初次培养初次培养 传代培养：传代培养： 培养的细胞培养的细胞细胞分散细胞分散继续培养继续培

9、养 进行传代培养的原因：进行传代培养的原因： 接触抑制接触抑制 8、传代培养中，第、传代培养中，第10代代 细胞与第细胞与第50代以后细胞的代以后细胞的 主要区别是什么？主要区别是什么？ 细胞癌变细胞癌变,失去接触抑制特性。失去接触抑制特性。 9、动物细胞培养能否象植物组织培养那样获得克隆个体？、动物细胞培养能否象植物组织培养那样获得克隆个体？ 需要诱导其脱分化的过程吗？需要诱导其脱分化的过程吗？ 不可以，因为高度分化的动物细胞的全能性受到抑制。不可以，因为高度分化的动物细胞的全能性受到抑制。 不需要诱导其脱分化。不需要诱导其脱分化。 原代培养 定义：定义：把第把第1代细胞的培养与代细胞的培养

10、与10代以内的细胞培养代以内的细胞培养 统称为原代培养。统称为原代培养。 过程：过程：从动物机体中取出组织从动物机体中取出组织 剪碎剪碎 加胰蛋加胰蛋 白酶白酶 细胞游离细胞游离 加培养液加培养液 将细胞将细胞接种到培接种到培 养瓶内养瓶内 培养（培养（12天换一次培养液）天换一次培养液） 细胞贴细胞贴 壁生长壁生长 长成单层细胞长成单层细胞 取材（动物组织） 取材（动物组织） 细胞分散细胞分散初次培养初次培养 传代培养 定义：定义：当原代培养的细胞生长停止，这时如果要使当原代培养的细胞生长停止，这时如果要使 细胞继续生长，就要及时用胰蛋白酶等，使细胞从细胞继续生长，就要及时用胰蛋白酶等，使细

11、胞从 瓶壁上解离下来，然后加入新的培养液，将细胞分瓶壁上解离下来，然后加入新的培养液，将细胞分 离稀释，并从原培养瓶内转接到新的培养瓶内，这离稀释，并从原培养瓶内转接到新的培养瓶内，这 个过程称传代培养个过程称传代培养 培养的细胞培养的细胞细胞分散细胞分散继续培养继续培养 细胞株：细胞株： 从原代培养细胞群中筛选出进行传代培养的细胞，从原代培养细胞群中筛选出进行传代培养的细胞， 能传到能传到40-50代，其遗传物质没有发生变化。代，其遗传物质没有发生变化。 细胞系：细胞系： 传到传到40-50代后有部分细胞遗传物质发生了变化，带有代后有部分细胞遗传物质发生了变化，带有 癌变的特点，可能在培养条

12、件下无限制的传代下去，癌变的特点，可能在培养条件下无限制的传代下去， 这种传代细胞称为细胞系。这种传代细胞称为细胞系。 二、动物细胞培养条件二、动物细胞培养条件 1、无菌、无毒的环境、无菌、无毒的环境 （添加一定量的抗生素，定期更换培养液）（添加一定量的抗生素，定期更换培养液） 2、营养、营养 （葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、动物血清等。）（葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、动物血清等。） 3、温度和、温度和PH 36.5+（-）0.5度度, 7.2-7.4 4、气体环境：、气体环境： O2和和CO2（95%空气和空气和5% CO2 ） 保证细胞顺利的保证细胞顺利的 生长增殖生长增殖 思考：动

13、物血清的作用？思考：动物血清的作用？ 主要是：提供有利于细胞生长增殖所需的主要是：提供有利于细胞生长增殖所需的 激素、生长因子或提供合成培养基所缺乏激素、生长因子或提供合成培养基所缺乏 的营养物质等。的营养物质等。 动物细胞培养液的主要成分：动物细胞培养液的主要成分： 葡萄糖葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和、氨基酸、无机盐、维生素和动物动物血清血清等。等。 与植物培养基相比其特点是：与植物培养基相比其特点是： （1）液体培养基）液体培养基 （2）含有动物血清）含有动物血清 动物体细胞大都生活在动物体细胞大都生活在 液体液体的环境的环境 植物组织培养呢？植物组织培养呢？ 无机盐、蔗糖无机盐、蔗糖

14、 、 维生素、生长调节维生素、生长调节 物质、植物激素物质、植物激素 成分比较：成分比较： 植物组织培养和动物细胞培养的比较植物组织培养和动物细胞培养的比较 比较项目比较项目 植物组织培养植物组织培养 动物细胞培养动物细胞培养 原理原理 细胞的全能性细胞的全能性 细胞增殖细胞增殖 培养基状态培养基状态 固体培养基固体培养基 液体培养基液体培养基 培养基特有成培养基特有成 分分 蔗糖蔗糖 植物激素植物激素 葡萄糖葡萄糖 动物血清动物血清 培养结果培养结果 植物体植物体 细胞株、细胞系细胞株、细胞系 培养目的培养目的 快速繁殖、培育无快速繁殖、培育无 病毒植株病毒植株 获得细胞或细胞获得细胞或细胞

15、 分泌蛋白分泌蛋白 三、动物细胞培养的应用三、动物细胞培养的应用 1、获得细胞产物，如蛋白质生物制品病毒疫苗、获得细胞产物，如蛋白质生物制品病毒疫苗、 干扰素、单克隆抗体等干扰素、单克隆抗体等 2、获得烧伤病人植皮所需的细胞、获得烧伤病人植皮所需的细胞 3、获得细胞用于检测有毒物质、获得细胞用于检测有毒物质 4、为治疗及预防疾病提供理论依据。、为治疗及预防疾病提供理论依据。 1、说出动物细胞培养的过程？、说出动物细胞培养的过程？ 2、简述动物细胞培养的条件？、简述动物细胞培养的条件？ 3、说出动物细胞培养的应用？、说出动物细胞培养的应用？ 4、对比说出动物细胞培养与植物组织培养原理、对比说出动

16、物细胞培养与植物组织培养原理、 条件、结果、培养目的条件、结果、培养目的 你达到学习目标了吗？你达到学习目标了吗？ 1.用动、植物成体的体细胞进行离体培养，下列叙述正用动、植物成体的体细胞进行离体培养，下列叙述正 确的是确的是( ) A都需用培养箱都需用培养箱 B都须用液体培养基都须用液体培养基 C都要在无菌条件下进行都要在无菌条件下进行 D都可体现细胞的全能性都可体现细胞的全能性 C 巩固练习：巩固练习： 外界条件适宜，植外界条件适宜，植 物细胞不需要。动物细胞不需要。动 物细胞培养一般需物细胞培养一般需 要培养箱。要培养箱。 2、下列属于动物细胞培养与植物组织培养主要区别的是、下列属于动物

17、细胞培养与植物组织培养主要区别的是 ( ) A.培养基成分不同培养基成分不同 B.动物细胞培养不需要在无菌条件下进行动物细胞培养不需要在无菌条件下进行 C.动物细胞可以传代培养，而植物细胞不能动物细胞可以传代培养，而植物细胞不能 D.动物细胞能够大量培养，而植物细胞只能培养成植株动物细胞能够大量培养，而植物细胞只能培养成植株 A 3、动物细胞工程技术的基础是、动物细胞工程技术的基础是( ) A.动物细胞融合动物细胞融合 B.单克隆抗体单克隆抗体 C.胚胎移植胚胎移植 D.动物细胞培养动物细胞培养 D 愈伤组织条愈伤组织条 件适宜可以件适宜可以 传代培养不传代培养不 分化。分化。 4、细胞株的特

18、点是、细胞株的特点是( ) A遗传物质没有改变，可以无限传代遗传物质没有改变，可以无限传代 B遗传物质发生改变，不可无限传代遗传物质发生改变，不可无限传代 C遗传物质没有改变，不可无限传代遗传物质没有改变，不可无限传代 D遗传物质发生改变，且有癌变特点，可以无限传代遗传物质发生改变，且有癌变特点，可以无限传代 5、在动物细胞培养中有部分细胞可能在培养条件下无、在动物细胞培养中有部分细胞可能在培养条件下无 限制地传代下去，这种传代细胞称之为限制地传代下去，这种传代细胞称之为( ) A原代培养原代培养 B传代培养传代培养 C细胞株细胞株 D细胞系细胞系 C D 6、用于动物细胞培养的组织和细胞大都

19、取自胚胎或出、用于动物细胞培养的组织和细胞大都取自胚胎或出 生不久的幼龄动物的器官或组织，其主要原因是这样的生不久的幼龄动物的器官或组织，其主要原因是这样的 组织细胞组织细胞( ) A.容易产生各种变异容易产生各种变异 B.具有更强的全能性具有更强的全能性 C.取材十分方便取材十分方便 D.分裂增殖的能力强分裂增殖的能力强 D 7. 下图是一个新生小鼠的肝脏小块培养装置示意图。请回下图是一个新生小鼠的肝脏小块培养装置示意图。请回 答下列问题。答下列问题。 （1）肝脏切成小薄片，这有利于肝脏细胞）肝脏切成小薄片，这有利于肝脏细胞 。 （2）气室中充入）气室中充入5C02：气体的主要作用是：气体的

20、主要作用是 。 （3）培养液中添加抗生素是为了抑制细菌生长，但要注）培养液中添加抗生素是为了抑制细菌生长，但要注 意选择抗生素的意选择抗生素的 ，以保证抗生素对肝脏无害。，以保证抗生素对肝脏无害。 吸收氧气和营养物质、排出代谢废物吸收氧气和营养物质、排出代谢废物 维持培养液适宜的维持培养液适宜的pH 种类和剂量种类和剂量 8. 回答下列有关动物细胞培养的问题：回答下列有关动物细胞培养的问题： 在动物细胞培养的过程中，当贴壁细胞分裂生长到细在动物细胞培养的过程中，当贴壁细胞分裂生长到细 胞表面胞表面 时，细胞会停止分裂增殖，这种现时，细胞会停止分裂增殖，这种现 象称为细胞的象称为细胞的 。此时，

21、瓶壁上形成的细胞层。此时，瓶壁上形成的细胞层 数是数是 ，要使贴壁的细胞从瓶壁上分离下来，需要，要使贴壁的细胞从瓶壁上分离下来，需要 用酶处理，可用的酶是用酶处理，可用的酶是 。 随着细胞传代次数的增多，绝大部分细胞分裂停止，随着细胞传代次数的增多，绝大部分细胞分裂停止， 进而出现进而出现 的现象；但极少数细胞可以连的现象；但极少数细胞可以连 续增殖，其中有些细胞会因遗传物质发生改变而变成续增殖，其中有些细胞会因遗传物质发生改变而变成 细胞，该种细胞的黏着性细胞，该种细胞的黏着性 ，细胞，细胞 膜表面蛋白质（糖蛋白）的量膜表面蛋白质（糖蛋白）的量 。 相互接触相互接触 单层单层 胰蛋白酶胰蛋白

22、酶 衰老甚至死亡衰老甚至死亡 接触抑制接触抑制 不死性不死性 降低降低 减少减少 检查某种毒物是否能改变细胞染色体的数目，最好检查某种毒物是否能改变细胞染色体的数目，最好 选用细胞分裂到选用细胞分裂到 期的细胞用显微镜进行观察。期的细胞用显微镜进行观察。 在细胞培养过程中，通常在在细胞培养过程中，通常在 条件下保存细胞，条件下保存细胞， 因为在这种条件下，细胞中因为在这种条件下，细胞中 的活性降低，细胞的活性降低，细胞 的的 速率降低。速率降低。 给患者移植经细胞培养形成的皮肤组织后，发生了给患者移植经细胞培养形成的皮肤组织后，发生了 排斥现象，这是因为机体把移植的皮肤组织当作排斥现象，这是因为机体把移植的皮肤组织当作 进行攻击。进行攻击。 中中 冷冻冷冻 酶酶 新陈代谢新陈代谢 抗原抗原