动物克隆

动物克隆的技术基础是：动物的细胞和组织培养一、动物细胞培养和克隆形成（一）动物细胞、组织培养1.动物细胞培养从动物体取出一部分组织机械消化或胰酶消化分散成单个细胞一定条件下培养细胞生存、生长、分裂、衰老、死亡；保持接触抑制胰酶处理细胞培养大多数组织细胞不适应悬浮生长，它们必须在固定的表面上生长和分裂。细胞在培养瓶中贴壁生长，随着细胞越来越多，当贴壁生长的细胞分裂生长到表面相互接触时就停止分裂增长，这种现象叫做接触抑制。需要定期用胰蛋白质酶使细胞从壁上脱下来。一、动物细胞培养和克隆形成（一）动物细胞、组织培养2.动物组织培养动物组织在体外及人工条件下维持生活状态或生长特性。一、动物细胞培养和克隆形成（一）动物细胞、组织培养2.动物组织培养（广义）各种生物体结构成分的体外培养。细胞培养组织培养器官培养器官在体外和人工控制的条件下得以保存生长。一、动物细胞培养和克隆形成（二）动物组织培养技术的发展1.1885年，鸡神经板在生理盐水中培养成活。2.1903年，将皮肤及白细胞培养于腹水及血清中，细胞存活达一个月，且观察到细胞分裂3.1907年，将蛙胚神经管培养在蛙淋巴液中，成功看到神经末端的阿米巴运动。4.1912年，对鸡胚心脏组织块进行培养。5.1943年，获得长期培养细胞系。“组织培养”一词产生真正的组织培养开始；创立了悬浮培养法成功进行了传代培养；发明了卡氏瓶；研制了人工培养液大量细胞系的建成标志着组织培养工作进入了全新阶段三动物细胞培养的条件1、无菌、无毒的环境2、营养（葡萄糖、氨基酸、生长因子、无机盐、微量元素、血清等）3、温度和PH值（温度为360C~370C,PH为7.2－7.4）4、气体环境（O2和CO2，O2是细胞代谢所必需的，CO2的主要作用是维持培养液的PH值）二氧化碳培养箱中培养原代培养传代培养从机体取出后立即进行的细胞、组织培养原代培养细胞分成若干份，接种到若干份培养基中，使其继续生长，增殖。…………一、动物细胞培养和克隆形成（三）细胞系、细胞株原代培养传代培养…………原代培养物细胞系原代培养物在首次传代时就成为细胞系可连续培养的连续细胞系不能连续培养的有限细胞系一、动物细胞培养和克隆形成（三）细胞系、细胞株细胞株：通过一定的选择或纯化方法，从原代培养物或细胞系中获得的具有特殊性质的细胞，称为细胞株。细胞株一般具有恒定的染色体组型、同工酶类型、病毒敏感性和生化特性等。连续细胞株有限细胞株细胞系：泛指可以传代的细胞；细胞株:具有特殊性质的细胞系一、动物细胞培养和克隆形成（四）克隆培养法把一个单细胞从群体中分离出来单独培养，使之繁衍成一个新的细胞群体的技术。2.技术要求：保证分离出来的细胞是一个。1.克隆培养法/细胞克隆：特点:后裔细胞群遗传性状均一,表现的性状相似一、动物细胞培养和克隆形成（四）克隆培养法3.适合于克隆的细胞：无限细胞系、转化细胞系、肿瘤细胞等。4.提高细胞克隆形成率的措施：选择适宜的培养基；添加血清；以滋养细胞支持生长；激素刺激；使用二氧化碳培养箱调节PH。一、动物细胞培养和克隆形成（四）克隆培养法5.细胞克隆的主要用途：从普通细胞系中分离出缺乏特殊基因的突变细胞系。例如研究缺少某种特殊蛋白的细胞，可以发现正常细胞中这种蛋白的功能。思考：1、动物细胞培养液的主要成分是什么？较植物组培培养基有何独特之处？植物细胞培养基：在人工合成的培养基中，包含植物生长和发育所需要的全部营养成分，包括矿质元素（分为大量元素、微量元素）、蔗糖、维生素、植物激素和有机添加剂动物细胞培养液：动物细胞培养液通常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等。与植物细胞培养基相比，动物细胞培养液的独特之处：（1）液体培养基（2）其成分中有动物血清、葡萄糖2、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？不能，动物细胞培养只能使细胞数目增多，不能发育成新的动物个体植物组织培养和动物细胞培养的比较比较项目植物组织培养动物细胞培养原理培养基性质培养基特有成分培养结果培养目的植物组织培养和动物细胞培养的比较比较项目植物组织培养动物细胞培养原理细胞的全能性细胞增殖培养基性质培养基特有成分培养结果培养目的植物组织培养和动物细胞培养的比较比较项目植物组织培养动物细胞培养原理细胞的全能性细胞增殖培养基性质液体、半固体、固体培养基液体培养基培养基特有成分培养结果培养目的植物组织培养和动物细胞培养的比较比较项目植物组织培养动物细胞培养原理细胞的全能性细胞增殖培养基性质液体、半固体、固体培养基液体培养基培养基特有成分蔗糖植物激素葡萄糖动物血清培养结果培养目的植物组织培养和动物细胞培养的比较比较项目植物组织培养动物细胞培养原理细胞的全能性细胞增殖培养基性质液体、半固体、固体培养基液体培养基培养基特有成分蔗糖植物激素葡萄糖动物血清培养结果植物体细胞株、细胞系培养目的植物组织培养和动物细胞培养的比较比较项目植物组织培养动物细胞培养原理细胞的全能性细胞增殖培养基性质液体、半固体、固体培养基液体培养基培养基特有成分蔗糖植物激素葡萄糖动物血清培养结果植物体细胞株、细胞系培养目的快速繁殖、培育无病毒植株获得细胞或细胞分泌蛋白动物细胞培养的应用１．大规模生产有重要价值的蛋白质生物制品。２．解决为大面积烧伤病人移植皮肤问题。（利用贴壁生长和接触抑制原理）３．检测有关物质毒性。４．培养正常或病变细胞，用于科研。1.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组织细胞（）A.容易产生各种变异B.具有更强的全能性C.取材十分方便D.分裂增殖的能力强2.动物细胞工程常用的技术手段中，最基础的是（）A.动物细胞培养B.动物细胞融合C.单克隆抗体D.胚胎、核移植DA随堂练习3、回答下列有关动物细胞培养的问题⑴在动物细胞培养过程中。当贴壁细胞分裂生长到细胞表面时，细胞会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的。此时，瓶壁上形成的细胞层数是。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。相互接触接触抑制单层（或一层）胰蛋白酶高度分化的植物组织仍保持着全能性，但动物细胞与植物细胞不同，动物细胞的全能性会随着动物细胞分化程序的提高而逐渐受到限制，分化潜能逐渐变弱。因此，目前还不能用类似植物组织培养的方法获得完整的动物个体，用动物体细胞克隆的动物，实际是通过核移植来实现的。三、动物的克隆繁殖三、动物的克隆繁殖（一）动物细胞全能性的表现程度（一）动物细胞全能性的表现程度囊胚桑椹胚受精卵四分裂球八分裂球原肠胚幼体成体（一）动物细胞全能性的表现程度全能性大小比较：（全能性依次递减）低等动物细胞高等动物细胞（二）动物难以克隆的根本原因:在分化过程中，体细胞内的基因选择性表达，使得基因组中基因的活动很不完全，不能像受精卵那样发挥细胞的全能性。受精卵早期胚胎细胞多能干细胞单能干细胞高度分化的体细胞（三）细胞核移植实验和动物的克隆繁殖1.核移植：利用一个细胞的细胞核（供体核）,来取代另一细胞中的细胞核，形成一个重建的“合子”（重组细胞），使发育成一个新的个体。胚胎细胞核移植——使用的供体核来自胚胎体细胞核移植——使用的供体核来自体细胞实践证明：胚胎细胞核的移植成功率远高于成体细胞。（三）细胞核移植实验和动物的克隆繁殖2.克隆动物：卵细胞Ａ母羊Ｂ母羊乳腺细胞细胞质细胞核早期胚胎移植入C母羊子宫；妊娠，分娩多莉羊多莉羊的培育过程重组细胞（三）细胞核移植实验和动物的克隆繁殖3.体细胞克隆羊的培育成功，证明了：高度分化细胞经一定技术处理，也可回复到类似受精卵时期的功能。在胚胎和个体发育中，细胞质具有调控细胞核（包括异源的细胞核）发育的作用。为什么克隆羊能获得成功，请用分子细胞学机理来阐述原因。重组卵细胞的基因转录未开始供体核DNA丢失调节蛋白，开始第三次分裂时，原乳腺细胞的调节蛋白全部被卵细胞质的蛋白因子替换，核DNA被重新编排，胚细胞开始表达自己的基因，进而调控在代孕母亲子宫中的进一步发育。体细胞核移植技术的应用前景1、有利于遗传疾病的治疗，优良品种的培育2、对物种的优化、濒危动物的保护和转基因动物的扩群有重要意义3、丰富了人们的物质生活（通过转基因动植物大量生产抗胰蛋白酶、血清蛋白）4、降低畜牧业的成本，缩短育种年限，提高生产效率（三）细胞核移植实验和动物的克隆繁殖4.动植物克隆的应用：动物胚胎细胞克隆和体细胞克隆的区别克隆的细胞来源不同：前者是动物胚胎细胞，后者是动物体细胞克隆的方法不同：前者是胚胎细胞核移植后克隆；后者是体细胞核移植到去核卵细胞中进行克隆小资料20世纪初，人们不知道神经纤维是由神经细胞的细胞质向外突出形成的，还是由神经细胞周围的其他细胞融合而成的。生物学家们就这个问题展开了激烈的争论。1907年，美国生物学家哈里森(Harrison)从蝌蚪的脊索中分离出神经组织，把它放在青蛙的凝固的淋巴液中培养。蝌蚪的神经组织存活了好几周，并且从神经细胞中长出了神经纤维。哈里森的实验不仅解决了神经纤维的起源问题，而且开创了动物组织培养的先河。此后，在许多科学家的不懈努力下，动物组织培养不断改进并逐渐发展成为动物细胞培养。