解決糧食短缺控制疾病危害，延長人類壽命治理環(huán)境污染-my數(shù)位學(xué)習(xí)

1、第三章細(xì)胞與選殖技術(shù),■細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能　細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)　細(xì)胞學(xué)說的建立　細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能　細(xì)胞學(xué)的研究方法　細(xì)胞學(xué)研究的思考,結(jié)束放映,■細(xì)胞選殖技術(shù)　選殖的概念　選殖研究的歷史　動物選殖技術(shù)　選殖研究的現(xiàn)狀　選殖展望,3-1　細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能,細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)細(xì)胞(cell)是由膜包圍著含有細(xì)胞核（或擬核）的原生質(zhì)所組成，是生物體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位，也是生命活動的基本單位。細(xì)胞能夠透過分裂而增殖，是生物體個體發(fā)育和

2、系統(tǒng)發(fā)育的基礎(chǔ)。細(xì)胞是遺傳的基本單位，具有遺傳的全能性。,,,細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)1665年，英國物理學(xué)家羅伯特?虎克(Robert Hooke, 1635~1703)用自己設(shè)計製造的顯微鏡觀察櫟樹軟木塞切片時發(fā)現(xiàn)其中有許多小室，狀如蜂窩，稱為「cella」，這是人類第一次發(fā)現(xiàn)細(xì)胞，生物學(xué)家就用「cell」一詞來描述生物體的基本結(jié)構(gòu)。1674年，荷蘭布商列文?霍克(Antonie van Leeuwenhoek, 1632~1723)為了檢查

3、布的質(zhì)量，親自磨製透鏡，裝配了高倍顯微鏡（300倍左右），並觀察到了血細(xì)胞、池塘水滴中的原生動物、人類和哺乳類動物的精子，這是人類第一次觀察到完整的活細(xì)胞。,,,細(xì)胞學(xué)說的建立1838~1839年間由德國的植物學(xué)家許萊登和動物學(xué)家施旺的研究報告，使得細(xì)胞及其功能有了較為明確的定義，宣告了細(xì)胞學(xué)說基本原則的創(chuàng)立，細(xì)胞學(xué)說直到1858年才完善。主要內(nèi)容細(xì)胞是有機(jī)體，一切動植物都是由細(xì)胞發(fā)育而來，即生物是由細(xì)胞和細(xì)胞的產(chǎn)物組成。所有細(xì)

4、胞在結(jié)構(gòu)和組成上基本相似。生物體是透過其細(xì)胞的活動反映其功能。新細(xì)胞是由已存在的細(xì)胞分裂而來。生物的疾病是因為其細(xì)胞機(jī)能失常。,,細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能生物的一個基本特點是結(jié)構(gòu)和功能的統(tǒng)一。細(xì)胞是生物的基本結(jié)構(gòu)單位，可以分為原核細(xì)胞(prokaryotic cell)與真核細(xì)胞(eukaryotic cell)兩大類。原核細(xì)胞沒有典型的核結(jié)構(gòu)，遺傳訊息的載體僅為一個裸露在細(xì)胞中的環(huán)狀DNA。真核細(xì)胞的結(jié)構(gòu)複雜，植物和動物的細(xì)胞大

5、多都是真核細(xì)胞，如圖3.3所示。,,細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能,,原核細(xì)胞與真核細(xì)胞,,原核細(xì)胞地球上約3/4的生命物質(zhì)由微生物組成，而其中大多數(shù)是原核生物。原核細(xì)胞的結(jié)構(gòu)以及遺傳訊息的複製和傳遞相對簡單，即無性繁殖方式：先生長成兩倍體，再分裂成兩個相同的子細(xì)胞，每個子細(xì)胞獲得它們上一代遺傳物質(zhì)的一個拷貝。原核細(xì)胞繁殖迅速，因此可作為良好的實驗材料。,,原核細(xì)胞在所有的原核細(xì)胞中，大腸桿菌是被人們研究和了解得最多的一種。大腸桿菌的細(xì)胞膜

6、內(nèi)包裹著細(xì)胞質(zhì)以及核，由於核外無核膜，故也稱為核質(zhì)或擬核。核由一條環(huán)狀的雙股DNA組成，也稱為染色體DNA。除了染色體DNA外，大腸桿菌和許多細(xì)菌的細(xì)胞質(zhì)中還含有稱為質(zhì)體的很小的環(huán)狀DNA。質(zhì)體在當(dāng)今遺傳工程中作用十分重要。,,真核細(xì)胞動物、植物和真菌都是真核細(xì)胞構(gòu)成的生物，簡稱真核生物。真核細(xì)胞區(qū)別於原核細(xì)胞的最主要特徵是它們具有被雙層膜所包裹的、有固定形狀的、結(jié)構(gòu)複雜的細(xì)胞核。,,細(xì)胞核與遺傳訊息細(xì)胞核(nucleus)是真

7、核細(xì)胞內(nèi)最大、最重要的胞器，大多呈球形或卵圓形。雙層核被膜(nuclear envelope)將核質(zhì)與細(xì)胞質(zhì)分開，遺傳訊息被保護(hù)在細(xì)胞核裏。核膜上有結(jié)構(gòu)複雜精細(xì)的核孔，是核內(nèi)外物質(zhì)與訊息交換的通道。一般說來，真核細(xì)胞失去細(xì)胞核將導(dǎo)致細(xì)胞的死亡。細(xì)胞核含有染色質(zhì)(chromatin)，染色質(zhì)是由DNA和蛋白質(zhì)體成的細(xì)絲。DNA與組蛋白結(jié)合，形成核小體(necleosome)，核小體相連成念珠狀，直徑約為11nm。每6個核小體盤繞形成直

8、徑為30nm的螺旋管。由螺旋管形成DNA複製環(huán)，再形成超螺旋管，再結(jié)合許多非組蛋白，最終形成能在顯微鏡下觀察到的直徑約為400nm的染色體。,,,細(xì)胞核與遺傳訊息染色體只有在細(xì)胞分裂的中期才能看到，它有利於遺傳物質(zhì)均等地分配到兩個子細(xì)胞中去。一個細(xì)胞核內(nèi)含有該物種的全套遺傳訊息。人類基因體DNA由30億對鹼基組成，約3萬多個基因，可記錄50億比特的訊息量，相當(dāng)於2,000萬冊圖書的訊息量。DNA上的遺傳訊息透過轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)譯型成蛋白質(zhì)

9、來控制遺傳表現(xiàn)型。核仁的大小、形狀和數(shù)目隨生物的種類、細(xì)胞類型和細(xì)胞代謝狀態(tài)而變化。核仁是rRNA合成、加工和核糖體次單元的裝配場所。細(xì)胞核骨架由纖維蛋白構(gòu)成。DNA複製、基因表現(xiàn)、病毒複製、染色體構(gòu)建都是在特定的核骨架系統(tǒng)上進(jìn)行。,,胞　器核糖體(ribosome)是細(xì)胞內(nèi)合成蛋白質(zhì)的場所。核糖體由兩個不同大小的次單元構(gòu)成。合成蛋白質(zhì)時，小次單元先與mRNA結(jié)合，大次單元再結(jié)合上去。兩個次單元之間有一「通道」，使mRNA透過

10、，指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成。很大一部分核糖體附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜的表面，形成粗糙內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。,,胞　器內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(endoplasmie reticulum, ER)分佈在細(xì)胞質(zhì)中，粗糙內(nèi)質(zhì)網(wǎng)常分佈於細(xì)胞核周圍，呈同心圓狀排列，參與蛋白質(zhì)的合成與運(yùn)輸。在合成分泌蛋白質(zhì)旺盛的細(xì)胞裏，如漿細(xì)胞和胰腺細(xì)胞內(nèi)粗糙內(nèi)質(zhì)網(wǎng)十分發(fā)達(dá)。光滑內(nèi)質(zhì)網(wǎng)多呈網(wǎng)狀分佈的小管，在一定部位與粗糙內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相連接，參與脂肪、磷脂膽固醇、肝醣的合成和分解。,,胞　器高爾基體(Golgi

11、 body)它位於細(xì)胞核的附近，由膜圍成的扁平囊和大泡、小泡3種結(jié)構(gòu)組成的。這些大泡有的成為溶體，分佈於細(xì)胞質(zhì)內(nèi)；有的作為分泌顆粒，逐漸移向細(xì)胞膜並與細(xì)胞膜融合，再將所含的內(nèi)容物排出細(xì)胞外。高爾基體的作用如同一座加工廠，可以加工、濃縮和運(yùn)輸?shù)鞍踪|(zhì)。,,胞　器溶體(lysosome)是一種泡狀結(jié)構(gòu)，外包一層膜，內(nèi)部含有各種水解酶，能分解各種生物大分子，如蛋白質(zhì)、核酸、脂類和多醣等，其特徵性酶是酸性磷酸酶。主要功能：消化吞入細(xì)胞內(nèi)

12、的大分子營養(yǎng)物質(zhì)、細(xì)菌、病毒。可將消化後的營養(yǎng)物質(zhì)擴(kuò)散到細(xì)胞質(zhì)，供細(xì)胞生命活動，殘渣再排出細(xì)胞外，由此起到了營養(yǎng)和防禦的作用。,,胞　器葉綠體(chloroplast)是植物細(xì)胞特有的胞器，能吸收、固定太陽能，是生命的基礎(chǔ)，也是文明的基礎(chǔ)。光合作用在葉綠體內(nèi)進(jìn)行。粒線體(mitochondria)是細(xì)胞內(nèi)氧化磷酸化和形成ATP的主要場所，有細(xì)胞「動力工廠」之稱。,細(xì)胞骨架(cytoskeleton),細(xì)胞骨架的結(jié)構(gòu)由微絲、微

13、管和中間絲構(gòu)成。細(xì)胞骨架的作用不僅在維持細(xì)胞形態(tài)中起作用，而且對細(xì)胞生理活動也是不可缺少的。細(xì)胞運(yùn)動、物質(zhì)運(yùn)輸、能量轉(zhuǎn)換、訊息傳遞、細(xì)胞分裂、基因表現(xiàn)、細(xì)胞分化、酶反應(yīng)等生命活動都必須在細(xì)胞骨架的特定部位進(jìn)行。,,細(xì)胞骨架(cytoskeleton),微管(microtubule)是由微管蛋白組成的中空管狀結(jié)構(gòu)，直徑20~25nm。微管蛋白有α、β兩種不同的次單元，它們相間排列，構(gòu)成螺旋狀的結(jié)構(gòu)。微管是纖毛、鞭毛、神經(jīng)突起、

14、著絲粒、紡錘體的主要構(gòu)成成分。微管的功能是保持細(xì)胞形狀、細(xì)胞運(yùn)動和細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)運(yùn)輸?shù)取?細(xì)胞骨架(cytoskeleton),微絲(microfilament)又稱肌動蛋白纖維，直徑5~6nm。和肌球蛋白、肌鈣蛋白和原肌球蛋白組成粗絲和細(xì)絲，構(gòu)成肌肉收縮系統(tǒng)。,細(xì)胞骨架(cytoskeleton),中間絲(intermediate filament)大小介於微管和微絲之間，直徑7~10nm，是由上皮細(xì)胞分泌產(chǎn)生的一種富含硫的纖維狀

15、蛋白質(zhì)，極其堅韌。是皮膚、生皮、毛髮、角、指甲、鱗片、羽毛等結(jié)構(gòu)的主要部分，也是脊椎動物外皮和附屬物的重要成分。微樑(microtrabecular system)是一類遍佈於細(xì)胞內(nèi)的直徑為2~3nm的細(xì)密的立體網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，能夠聯(lián)繫各個胞器，並且賦予細(xì)胞溶質(zhì)相當(dāng)大的結(jié)構(gòu)剛性和組織性。,細(xì)胞學(xué)的研究方法,細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)的觀察方法光學(xué)顯微鏡的分辨率為0.2μm，而電子顯微鏡可達(dá)0.2nm，圖3.7比較了不同細(xì)胞的大小與光學(xué)顯微鏡、電子顯

16、微鏡、掃描通道顯微鏡的分辨率範(fàn)圍。,細(xì)胞學(xué)的研究方法,光學(xué)顯微鏡技術(shù)普通複式光學(xué)顯微鏡的組成光學(xué)放大系統(tǒng)，為兩組玻璃透鏡：目鏡與物鏡。照明系統(tǒng)：光源、折光鏡和聚光鏡，有時另加各種濾光片以控制光的波長範(fàn)圍。機(jī)械和支架系統(tǒng)：主要是保證光學(xué)系統(tǒng)的準(zhǔn)確配製和靈活調(diào)控。,細(xì)胞學(xué)的研究方法,對任何顯微鏡來說，最重要的性能參數(shù)是分辨率，而不是放大倍數(shù)。分辨率是指區(qū)分開兩個質(zhì)點間的最小距離。這兩個質(zhì)點之間的距離取決於光源波長λ、物鏡鏡口角α（

17、標(biāo)本在光軸的一點對物鏡鏡口的張角）和介質(zhì)折射率n，它們之間的關(guān)係是： D＝0.61λ/(n?sin α/2),細(xì)胞學(xué)的研究方法,電子顯微鏡技術(shù),細(xì)胞學(xué)的研究方法,電子顯微鏡技術(shù),細(xì)胞學(xué)的研究方法,電子顯微鏡技術(shù)電子顯微鏡的高分辨率主要是因為使用了波長比可見光短得多的電子束作為光源，波長一般小於0.1nm。電子顯微鏡主要由電子束照明系統(tǒng)、成像系統(tǒng)、真空系統(tǒng)和記錄系統(tǒng)等組成（圖3.9, 3.10）。,細(xì)胞成分的分析方法,細(xì)胞成分

18、的分析方法,形態(tài)學(xué)觀察與細(xì)胞成分分析相結(jié)合是當(dāng)代細(xì)胞生物學(xué)研究中常常採用的實驗方法，也是揭示生物大分子在細(xì)胞內(nèi)相互關(guān)係及功能的有力工具。胞器與生物大分子及其複合物可透過超速離心技術(shù)分離，再分別進(jìn)行結(jié)構(gòu)和功能研究。測定蛋白質(zhì)、核酸、多醣和脂質(zhì)等細(xì)胞成分，通常利用一些顯色劑與待檢測物質(zhì)中一些特殊基團(tuán)能夠特異性結(jié)合的特徵，透過顯色劑在細(xì)胞中的定位及顏色的深淺來判斷某種物質(zhì)在細(xì)胞中的分佈和含量。例如福爾根(Feulgen)反應(yīng)可以特異顯示D

19、NA的分佈。,細(xì)胞成分的分析方法,1970年代以來，免疫學(xué)的迅速發(fā)展為細(xì)胞生物學(xué)的研究提供了強(qiáng)有力的手段，特別是在細(xì)胞內(nèi)特異蛋白的定位與定性方面，單株杭體與其他一些檢測手段相結(jié)合發(fā)揮了重要作用。免疫螢光與免疫電鏡已成為研究細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)分子定位的重要技術(shù)。免疫電鏡技術(shù)已得到廣泛應(yīng)用，如：蛋白分泌的研究，透過對分泌蛋白的定位，可以確定某種蛋白的分泌動態(tài)；胞內(nèi)酶的研究；一些結(jié)構(gòu)蛋白的研究，包括膜蛋白的定位與骨架蛋白的定位等。細(xì)胞內(nèi)特異核酸

20、（DNA或RNA）序列的定性與定位通常採用原位雜交技術(shù)(in situ hybridization)。用標(biāo)記的核酸探針透過分子雜交方法，確定特殊核苷酸序列在染色體上或在細(xì)胞中的位置的方法，稱為原位雜交。原位雜交技術(shù)在顯微與亞顯微水準(zhǔn)上的基因定位、特異mRNA表現(xiàn)等問題的研究中起重要作用。,細(xì)胞成分的分析方法,放射自顯影技術(shù)是利用放射性同位素的電離輻射對乳膠（含AgBr或AgCl）的感光作用，對細(xì)胞內(nèi)生物大分子進(jìn)行定性、定位與半定量研究的

21、一種細(xì)胞化學(xué)技術(shù)。,細(xì)胞成分的分析方法,研究DNA合成時通常是用氚(3H)標(biāo)記的胸腺嘧啶去氧核苷(3H-TdR)。研究RNA合成時是用氚標(biāo)記的脲嘧啶核苷(3H-U)（圖3.11）。在研究含硫蛋白分子代謝時，可用35S標(biāo)記的蛋胺酸和半胱胺酸，3H或14C標(biāo)記的蛋胺酸、白胺酸等也是常用於蛋白分子合成的前體。,細(xì)胞成分的分析方法,細(xì)胞化學(xué)的定量分析方法,細(xì)胞顯微分光光度術(shù)(microspectrophotometry)利用細(xì)胞內(nèi)某些物質(zhì)

22、對特異光譜吸收的原理，用來測定這些物質(zhì)（如核酸與蛋白質(zhì)等）在每一個細(xì)胞內(nèi)含量的一種實驗技術(shù)。流式細(xì)胞儀(flow cytometry)可定量地測定某一細(xì)胞中的DNA、RNA或某一特異蛋白的含量，以及細(xì)胞群體中上述成分含量不同的細(xì)胞的數(shù)量，還可將某一特異染色的細(xì)胞從數(shù)以萬計的細(xì)胞群體中分離出來、將DNA含量不同的中期染色體分離出來，近年來得到越來越廣泛的應(yīng)用。,細(xì)胞學(xué)研究的思考,對細(xì)胞成分的了解，特別是數(shù)以萬計的基因及其表現(xiàn)產(chǎn)物的功能

23、，以及它們在細(xì)胞代謝與細(xì)胞生長、分化、衰老、凋亡等生命活動中的作用與調(diào)節(jié)機(jī)制，則更廣泛地需要生物化學(xué)分析與分子生物學(xué)技術(shù)的應(yīng)用—藉助於當(dāng)今迅速發(fā)展的功能基因體學(xué)(functional genomics)、蛋白質(zhì)體學(xué)(proteomics)及生物資訊學(xué)(bioinformatics)。,,3-2　細(xì)胞選殖技術(shù),選殖的概念「選殖」是clone的音譯，當(dāng)作名詞用時，它被譯為無性繁殖系，意為來源於單個細(xì)胞無性繁殖的細(xì)胞群體；當(dāng)作動詞用時，它表

24、現(xiàn)的是形成無性繁殖系的過程或方法。選殖技術(shù)在現(xiàn)代生物學(xué)中又被稱為「生物放大技術(shù)」，經(jīng)歷了3個發(fā)展時期微生物選殖，即用一個細(xì)菌複製出成千上萬個和它一模一樣的細(xì)菌，成為一個細(xì)菌群。分子選殖，比如DNA的複製，得到大量相同的分子。動物選殖技術(shù)。,動物選殖技術(shù),胚胎分割用機(jī)械方法把已發(fā)育的胚胎分割，再把每一部分移植到動物體內(nèi)，經(jīng)發(fā)育後出生。該法可以提高動物生產(chǎn)效率，但這並不是嚴(yán)格意義上的選殖。胚胎細(xì)胞核移植它是用顯微手術(shù)的方法將未

25、著床的早期胚胎細(xì)胞分離成單個卵裂球，再把單個卵裂球細(xì)胞導(dǎo)入去除染色體的卵母細(xì)胞中，經(jīng)一系列的步驟獲得胚胎，經(jīng)移植後獲得後代。,動物選殖技術(shù),胚胎幹細(xì)胞核移植胚胎幹細(xì)胞是一種全能細(xì)胞，可在體外培養(yǎng)條件下使細(xì)胞數(shù)量倍增，而細(xì)胞不分化，每個細(xì)胞仍具有發(fā)育成一個完整個體的能力，把這種細(xì)胞用以上核移植技術(shù)導(dǎo)入除去染色體的成熟的卵母細(xì)胞內(nèi)，得到選殖胚胎，經(jīng)移植至動物體內(nèi)產(chǎn)生後代動物。體細(xì)胞核移植用動物體細(xì)胞作細(xì)胞核來源，用核移植的方法將其導(dǎo)入

26、去核卵母細(xì)胞，得到選殖胚胎，移植產(chǎn)仔，獲得體細(xì)胞選殖動物。,哺乳動物選殖技術(shù),要完成「哺乳動物選殖技術(shù)」必須包括設(shè)備齊全的細(xì)胞和胚胎工程實驗室，進(jìn)行細(xì)胞的培養(yǎng)、傳代、篩選和胚胎的重建工作。動物實驗場，提供供體動物或供體卵母細(xì)胞，也能提供受體動物，使重建的胚胎得到正常的發(fā)育。對細(xì)胞進(jìn)行外源基因操作的分子生物學(xué)實驗室。,哺乳動物選殖技術(shù),哺乳動物選殖技術(shù),選殖實驗室需要的材料主要是卵母細(xì)胞和供核細(xì)胞。卵母細(xì)胞的來源：一種是處於原核期

27、的受精卵；另一種是成熟的卵母細(xì)胞。核供體細(xì)胞的來源：最早進(jìn)行哺乳動物核移植是使用早期胚胎卵裂球，從1986年開始使用，迄今仍然是核供體的主要來源。哺乳動物的核移植：卵母細(xì)胞的去核→供體的準(zhǔn)備→核移植→融合和活化→重構(gòu)選殖胚胎的發(fā)育,胚胎分割,可把它作為選殖技術(shù)的一種。它可用來提高優(yōu)質(zhì)胚胎的利用效率，促進(jìn)良種的推廣，在畜牧生產(chǎn)良種群的擴(kuò)繁上有一定意義。胚胎分割方法始於1970年，用於小鼠，後來在兔、山羊、綿羊、奶牛、猿均獲得成功，已

28、經(jīng)是比較成熟的技術(shù)。2000年1月schattell等人將此技術(shù)用於靈長目動物，獲得了經(jīng)胚胎分割的恆河猴Tetra，見圖3.14。這是第一隻經(jīng)胚胎分割產(chǎn)生的恆河猴，為了說明它是四分胚的後代而取名為Tetra，即四的意思。操作過程見圖3.15。,胚胎分割,胚胎分割,胚胎細(xì)胞選殖,如果核移植所用的核供體來自胚胎的卵裂球，則稱為胚胎細(xì)胞選殖。,胚胎幹細(xì)胞選殖,胚胎幹細(xì)胞（ES細(xì)胞）具有發(fā)育的全能性，有與早期胚胎相似的分化能力和正常的二倍體染

29、色體核型。ES細(xì)胞除了用於基因打靶外，還可以用到核移植中。由於它能建系、傳代培養(yǎng)，也可以冷凍保存，因此它可以為核移植提供源源不斷的核供體。,胚胎幹細(xì)胞選殖,核移植按檀香山技術(shù)（圖3.17）進(jìn)行小鼠卵母細(xì)胞用作受體。ES細(xì)胞按大小分為兩組，小細(xì)胞組直徑為10μm，大細(xì)胞組平均直徑為18μm，小細(xì)胞組用細(xì)顯微注射針（內(nèi)徑6μm），大細(xì)胞用較粗的顯微注射針（內(nèi)徑10μm）進(jìn)行操作。採用多次吸入吹出法，使細(xì)胞膜破裂以分離出細(xì)胞核。注射在

30、室溫進(jìn)行(25~29℃)，重構(gòu)胚放在CZB培養(yǎng)基中培養(yǎng)，經(jīng)發(fā)育後移至同期發(fā)情母鼠。Wakayama等人1999年12月用胚胎幹細(xì)胞核移植方法，成功的獲得了複製鼠後代。,,胎兒成纖維細(xì)胞核移植,動物胎兒細(xì)胞經(jīng)胰蛋白酶消化處理，使分散為單個細(xì)胞。再經(jīng)適當(dāng)培養(yǎng)基培養(yǎng)傳代，便可用於核移植的核供體。許多學(xué)者均用這種方法成功地獲得了複製動物，如綿羊、山羊、牛和豬，是一個較好的核體來源。,成體細(xì)胞選殖,「桃莉」的選殖英國科學(xué)家將來自蘇格蘭黑面羊的

31、卵母細(xì)胞去核處理，卵母細(xì)胞具有由蛋白質(zhì)和纖維組成的外殼的透明帶(Zona pellucida)，它是一層保護(hù)膜。將純白色毛皮芬蘭陶賽特綿羊處於靜止期(G0)的乳腺細(xì)胞與去核的卵母細(xì)胞放在一起，然後用微弱的電脈衝以促使供核細(xì)胞與去核的細(xì)胞質(zhì)融合。電脈衝也促使細(xì)胞活化，並開始分裂。新的融合細(xì)胞移植到黑面羊的生殖腔，148天之後（1997年2月），一隻正常出生、體重6.6kg的芬蘭陶賽特細(xì)毛純白色複製小羊—「桃莉」誕生了。,成體細(xì)胞選殖,

32、成體細(xì)胞選殖,檀香山技術(shù)（見圖3.17）檀香山技術(shù)與複製「桃莉」不同之處如下：使用卵丘細(xì)胞，這是一種分化的體細(xì)胞且數(shù)量眾多，容易獲得。採用了將核直接注射入去核卵母細(xì)胞的方法。卵母細(xì)胞的活化採用化學(xué)方法，即用鍶離子進(jìn)行處理，而沒有採用電脈衝活化法，省去了相應(yīng)的儀器。成活動物與移植胚數(shù)量之比有所提高，達(dá)到了2.35%。,成體細(xì)胞選殖,基因轉(zhuǎn)殖選殖技術(shù)將外源DNA注射到受精卵的原核，再移植到受體動物，待出生後檢測後代是否含有外源基

33、因。由於基因是透過隨機(jī)整合進(jìn)入受精卵的，因此整合率很低，一般只有15%左右，而且需要數(shù)量較多的受體動物，導(dǎo)致基因轉(zhuǎn)殖動物生產(chǎn)成本極高，也制約了這一技術(shù)的發(fā)展。,成體細(xì)胞選殖,基因打靶基因轉(zhuǎn)殖選殖技術(shù)利用基因打靶技術(shù)，把外源基因定點插入體細(xì)胞中，再經(jīng)核移植技術(shù)得到帶有外源基因的選殖動物的技術(shù)。它是在體細(xì)胞選殖技術(shù)、體細(xì)胞基因轉(zhuǎn)殖選殖技術(shù)之後發(fā)展起來的第三個重大技術(shù)，具有廣泛的應(yīng)用前景。異種動物選殖上面所講的選殖技術(shù)，包括體細(xì)胞選殖

34、產(chǎn)生的「桃莉」、小鼠、牛均是使用來自同一種動物的供體和受體細(xì)胞，而且必須移植到同種動物子宮內(nèi)，經(jīng)發(fā)育產(chǎn)出複製動物。但這種選殖方法卻不適用於珍稀瀕危動物，例如大熊貓。,選殖研究的現(xiàn)狀,選殖之所以獲得成功是因為胚胎細(xì)胞具有全能性，它的細(xì)胞核帶有全部遺傳物質(zhì)，在被移植到卵母細(xì)胞後能發(fā)育成一個完整的個體?！柑依颉沟恼Q生激勵各國科學(xué)家進(jìn)一步深入研究哺乳動物的選殖問題。1998年5月美國Wakayama等在Nature雜誌上報導(dǎo)，他們用小鼠卵丘

35、細(xì)胞作核供體，在選殖桃莉羊技術(shù)基礎(chǔ)上，對Wilmut的方法進(jìn)行了改進(jìn)。他們的技術(shù)使選殖的效率有所提高，其成功率達(dá)到2%（而桃莉羊的成功率僅為1/277），被稱為「檀香山技術(shù)」。,選殖研究的現(xiàn)狀,1998年是複製動物大豐收的一年。3月，法國Renard等人用牛胎兒肌細(xì)胞獲得複製?！格R格麗特」。4月，紐西蘭Wells等人用牛胎兒成纖維細(xì)胞獲得複製?！讣?。同時日本Izumi等用輸卵管上皮細(xì)胞獲複製牛。10月，中國杜淼等用羊胎兒成纖維細(xì)胞獲

36、選殖山羊。2001年，美國Hill等人用牛胎兒成纖維細(xì)胞獲複製牛；Yukiko等用分裂中期胚胎成纖維細(xì)胞獲選殖小鼠。與此同時利用選殖技術(shù)和基因轉(zhuǎn)殖技術(shù)、基因打靶技術(shù)相結(jié)合生產(chǎn)基因轉(zhuǎn)殖動物也取得了較大的進(jìn)展。1997年8月，Schnieke等人獲轉(zhuǎn)人基因羊Polly；12月，Angelika等用基因轉(zhuǎn)染羊胎成纖維細(xì)胞，再經(jīng)核移植獲得人FIX基因轉(zhuǎn)殖羊。,選殖研究的現(xiàn)狀,特別要提及的是，在進(jìn)行各種動物體細(xì)胞選殖的同時，異種動物選殖也在悄

37、然興起。動物研究所陳大元領(lǐng)導(dǎo)的研究小組從1998年開始對大熊貓選殖進(jìn)行了研究，並證明了大熊貓核供體細(xì)胞在兔卵胞質(zhì)中可去分化而支持早期重構(gòu)胚發(fā)育。體細(xì)胞選殖技術(shù)逐漸走向完善，並與其他各種技術(shù)（如基因轉(zhuǎn)殖技術(shù)、基因打靶技術(shù)）互相結(jié)合得到具有新特性的動物，更好地滿足人類社會的需要。同時，選殖技術(shù)存在的各種問題，也促使科學(xué)家去深入探索，使這一技術(shù)更加完善。,選殖展望,現(xiàn)在的選殖技術(shù)仍然是一個技巧性很強(qiáng)、操作性很細(xì)的技術(shù)，而且都是手工操作。每一