1、返回目录 细胞工程 专题2 返回目录 2.2 动物细胞工程2.2.1 动物细胞培养和核移植技术返回目录 学习要求 1.归纳动物细胞培养的过程、条件及应用，区分原代培养和传代培养。2.归纳通过动物体细胞核移植技术克隆动物的过程及应用前景。3.掌握动物细胞融合的原理和方法。4.归纳单克隆抗体的制备过程及应用。返回目录 课前 教材预案课堂 深度拓展课末 随堂演练课后 限时作业目录Contents 返回目录 动物细胞工程常用的技术手段有_、_、生产单克隆抗体、动物体细胞核移植等，其中_是其他动物细胞工程技术的基础。课前教材预案要点一 动物细胞工程常用的技术手段动物细胞培养 动物细胞融合 动物细胞培养技
2、术 返回目录 1概念从动物机体中取出相关组织，将它_，然后，放在适宜的_中，让这些细胞_。2原理细胞增殖。要点二 动物细胞培养分散成单个细胞 培养基 生长和增殖 返回目录 3过程动物胚胎或幼龄动物的组织、器官剪碎，_ 制 成 细 胞 悬 液_。4特点_。5结果获得细胞群，细胞产物。用胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)处理 原代培养 传代培养 贴壁生长和接触抑制 返回目录 6培养条件(1)无菌、无毒的环境：培养液和所有培养用具进行_，还要在培养液中加入一定量的_，定期更换培养液。(2)营 养：糖、氨 基 酸、无 机 盐、微 量 元 素、_等，通常还需加入_等一些天然成分。无菌处理 抗生素 促生长因子 动物
3、血清、血浆 返回目录(3)温度和pH：一般与_相近，哺乳动物多以_为宜，多数细胞生存的适宜pH为_。(4)气体环境：在95%空气和5%CO2的混合气体的培养箱中进行培养。CO2的主要作用是_。动物体温 36.50.5 7.27.4 维持培养液的pH 返回目录 7应用(1)生产蛋白质生物制品：_、_、_等。(2)获得大量自身的皮肤细胞，用于植皮。(3)用于_。(4)用于生理、病理、药理等方面的研究，为治疗和预防疾病提供理论依据。病毒疫苗 干扰素 单克隆抗体 检测有毒物质 返回目录 思考：动物细胞培养过程中胰蛋白酶的作用是什么？能不能用胃蛋白酶代替呢？提示动物组织细胞之间有一定量的弹性纤维和胶原纤
4、维等蛋白质，使细胞紧密地结合在一起。弹性纤维和胶原纤维等蛋白质易被胰蛋白酶分解，使细胞分散成单个细胞。返回目录 动物细胞培养适宜的pH为7.27.4，此环境下胃蛋白酶(最适pH为1.5)没有活性，而胰蛋白酶(pH为7.28.4)的活性较高。返回目录 要点三 动物体细胞核移植技术和克隆动物1理论基础动物的细胞核具有_。2种类_细胞核移植：难；_细胞核移植：易。全能性 体 胚胎 返回目录 3过程答案 供体细胞(或细胞核)去核 胚胎移植返回目录 4体细胞核移植技术的应用前景(1)在畜牧业中可以加速_的进程。(2)保护_方面，可望增加这些生物存活数量。(3)医 药 卫 生 领 域，转 基 因 克 隆
5、动 物 可 作 为_，生产医用蛋白。家畜遗传改良 濒危物种 生物反应器 返回目录(4)在治疗人类疾病时，转基因克隆动物细胞、组织和器官可作为_；人的核移植胚胎干细胞经诱导分化，可用于组织器官的移植。(5)了解胚胎发育和衰老过程；追踪研究疾病的发展过程和治疗疾病。异种移植的供体 返回目录 5体细胞核移植技术存在的问题(1)成功率_。(2)克隆动物存在着_。(3)克隆动物的_存在争议。低 健康问题 食品安全性问题 返回目录 课堂深度拓展考点一 动物细胞培养1动物细胞培养过程分析(1)培养流程返回目录(2)细胞贴壁和接触抑制现象细胞贴壁：动物细胞在液体培养基中悬浮培养一段时间后，大部分细胞会贴附在培
6、养瓶的瓶壁上。接触抑制：细胞进行有丝分裂，数目不断增多，当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖，出现接触抑制现象。返回目录(3)原代培养和传代培养原代培养：动物组织分散后的初次培养。传代培养：原代培养过程中，贴满瓶壁的细胞需要重新用胰蛋白酶处理，然后分瓶培养，让细胞继续增殖的过程。返回目录 2动物细胞培养与植物组织培养的比较比较项目动物细胞培养植物组织培养生物学原理细胞增殖细胞全能性培养基性质液体固体培养基成分葡萄糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、水、血清、血浆等蔗糖、氨基酸、水、矿物质、生长素、细胞分裂素、琼脂等培养结果细胞株或细胞系新的植株返回目录 比较项目动物细胞培养植物
7、组织培养应用(1)生产病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体等；(2)检测有毒物质；(3)生理、病理、药理研究(1)快速繁殖；(2)培育作物新品种；(3)细胞产物的工厂化生产；(4)人工种子、脱毒苗培养条件无菌、适宜的温度和pH返回目录 比较项目动物细胞培养植物组织培养取材动物早期胚胎、幼龄动物器官或组织植物器官、组织或细胞培养对象分散的单个细胞植物器官、组织或细胞过程原代培养、传代培养脱分化、再分化细胞分裂、生长、分化特点(1)只分裂不分化；(2)贴壁生长；(3)接触抑制(1)脱分化：形成愈伤组织；(2)再分化：形成根、芽等返回目录【例题1】某研究性学习小组同学在研究细胞工程时，列表比较了动物细胞培养
8、和植物细胞工程的有关内容，其中错误的是()选项比较项目植物细胞工程动物细胞培养A处理方法酶解法去除细胞壁用胰蛋白酶处理后制成细胞悬液B原理细胞增殖细胞的全能性C应用快速繁殖技术生产干扰素等D培养基性质固体培养基液体培养基返回目录 思维导引：解答本题时注意以下两点：(1)动物细胞培养与植物细胞工程在培养基的性质和成分、培养的过程、培养的结果上是有区别的。(2)植物细胞工程培养的结果是获得完整植株，而动物细胞培养的结果是获得细胞株或细胞系。答案 B 返回目录 解析 植物细胞工程中去除细胞壁时用的是纤维素酶和果胶酶，而在动物细胞培养中采用胰蛋白酶处理动物组织，使其分散成单个细胞；植物细胞工程的原理是
9、植物细胞的全能性，动物细胞培养的原理是细胞增殖，没有体现出全能性；植物细胞工程可以高效快速地实现种苗的大量繁殖，利用动物细胞培养可以大规模生产病毒疫苗、干扰素等；两者培养基的物理性质和成分是不同的。返回目录【变式1】某研究小组为测定药物对体外培养细胞的毒性，准备对某种动物的肝肿瘤细胞(甲)和正常肝细胞(乙)进行动物细胞培养。下列说法不正确的是()A在利用两种肝组织块制备肝细胞悬液时，也可用胃蛋白酶处理B为了防止细胞培养过程中细菌的污染，可向培养液中加入适量的抗生素返回目录 C细胞培养应在含5%CO2的恒温培养箱中进行，CO2的作用是维持培养液的pHD将数量相等的甲、乙细胞分别置于相同适宜条件下
10、培养，一段时间后，会观察到甲细胞数量比乙细胞数量多答案 A 返回目录 解析 动物细胞培养适宜的pH为7.27.4，而在这样的环境中胃蛋白酶会变性失活，因此在利用两种肝组织块制备肝细胞悬液时，不可用胃蛋白酶处理，应用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理，A项错误；为了防止细胞培养过程中细菌的污染，可向培养液中加入适量的抗生素，B项正确；细胞培养应在含95%空气和5%CO2的恒温培养箱中进行，CO2的作用是维持培养液的pH，C项正确；返回目录 在适宜环境中，肝肿瘤细胞的增殖速率大于肝细胞，因此将数量相等的甲、乙细胞分别置于相同适宜培养条件下培养，一段时间后，会观察到甲细胞数量比乙细胞数量多，D项正确。返回目录
11、 考点二 动物体细胞核移植和克隆动物1动物体细胞核移植技术(无性生殖)(1)动物体细胞核移植的原理：动物细胞核的全能性。(2)过程返回目录(3)供体和受体的选择供体细胞：一般选用传代10代以内的细胞，因为10代以内的细胞一般能保持正常的二倍体核型，保证了供体细胞正常的遗传基础。受体细胞：去核的减数第二次分裂(M)中期的卵母细胞。返回目录 对动物体细胞核移植的理解(1)要进行体细胞核移植的原因：高度分化的动物细胞发育潜能变弱，失去了发育成完整个体的能力，全能性表达很难，但动物的体细胞核内仍然含有该种动物的全部遗传物质，具有发育成完整个体的潜能，即动物体细胞的细胞核仍然具有全能性。返回目录(2)用
12、去核的卵母细胞的原因：卵母细胞体积大，易操作，含有促进细胞核全能性表达的物质和营养条件，并且细胞内卵黄多，营养物质丰富。(3)去核时要注意将第一极体一并吸出，方法为显微操作去核法。返回目录 2克隆动物(1)克隆动物的性状与供体生物的性状基本相同，但不是完全相同，原因如下：克隆动物的细胞质遗传物质来自受体卵母细胞的细胞质；生物的性状不仅与遗传物质有关，还受环境影响。返回目录(2)克隆动物的缺陷：大多数克隆动物存在健康问题，许多克隆动物表现出遗传和生理缺陷，如体型过大、异常肥胖、发育困难、脏器缺陷、免疫失调等。返回目录【例题2】下图表示通过核移植等技术获得某种克隆哺乳动物(二倍体)的流程。返回目录
13、 回答下列问题：(1)图中A表示正常细胞核，染色体数为2n，则其性染色体的组成可为_。过程表示去除细胞核，该过程一般要在卵母细胞培养至适当时期再进行，去核时常采用_的方法。代表的过程是_。(2)经过多次传代后，供体细胞中_的稳定性会降低。因此，选材时必须关注传代次数。返回目录(3)若获得的克隆动物与供体动物性状不完全相同，从遗传物质的角度分析其原因是_。(4)与克隆羊多利培养成功一样，其他克隆动物的成功获得也证明了_。返回目录 思维导引：返回目录 解析(1)提供体细胞的供体可能为雌性，也可能为雄性，因此图中A(正常细胞核)的性染色体组成为XX或XY。常采用显微操作去核法来去除卵母细胞的细胞核。
14、过程表示将早期胚胎移入受体，为胚胎移植过程。返回目录(2)取供体动物的体细胞培养，一般选用传代10代以内的细胞，因为10代以内的细胞一般能保持正常的二倍体核型，保证了供体细胞正常的遗传基础。动物细胞培养传代超过10代后，其遗传物质(或核型)的稳定性会降低。返回目录(3)克隆动物的细胞核基因来自供体，因此大部分性状与供体相同。从遗传物质角度分析，克隆动物的细胞质基因来源于受体(提供卵母细胞的个体)，这部分遗传物质会对克隆动物的性状产生影响。(4)克隆动物的培育采用的是核移植技术，核移植技术的原理是已经分化的动物体细胞的细胞核具有全能性。返回目录 答案(1)XX或XY 显微操作(去核法)胚胎移植(
15、2)遗传物质(3)卵母细胞的细胞质中的遗传物质会对克隆动物的性状产生影响(4)已经分化的动物体细胞的细胞核具有全能性返回目录【变式2】一只羊的卵细胞核被另一只羊的体细胞核置换后，这个卵细胞经过多次分裂，再植入第三只羊的子宫内发育，结果产下一只羊羔。这种克隆技术具有多种用途，但是不能()A有选择地繁殖某一性别的家畜B繁殖家畜中的优秀个体C用于保存物种D改变动物的基因型返回目录 答案 D 解析 体细胞核移植得到的动物称为克隆动物，该技术属于无性生殖，克隆动物的基因型与供核动物基本相同，不能改变动物的基因型。返回目录 1下列有关动物细胞培养的叙述中，不正确的是()A培养液通常含有葡萄糖、氨基酸、无机
16、盐、维生素和动物血清或血浆B原代培养的细胞一般传至10代左右便会出现生长停止课末随堂演练返回目录 C动物细胞培养一般都能够传到4050代，但其遗传物质发生了改变D动物细胞培养可用于检测有毒物质和获得大量自身的健康细胞答案 C 返回目录 解析 动物细胞的培养液含有葡萄糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、维生素等，通常还需加入血清、血浆等一些天然成分，A项正确；原代培养的细胞一般传到10代左右会出现接触抑制，细胞停止生长，可用胰蛋白酶处理后分瓶培养，B项正确；返回目录 动物细胞培养过程中，一般情况下传代10代以内的细胞二倍体核型不变，传至1050代左右，部分细胞的细胞核型可能发生改变，C项错误；动物细
17、胞培养技术可用于获得大量自身的健康细胞，或得到大量动物细胞进行药物测试，D项正确。返回目录 2一般来说，动物细胞体外培养需要满足的条件是()无毒的环境 无菌的环境 合成培养基需加动物血清 温度与动物体温相近 需要O2，不需要CO2 CO2能维持培养液pHABCD返回目录 答案 D 解析 动物细胞培养需要满足以下条件：要保证无毒、无菌的环境；配制的合成培养基中要加动物血清，因为血清中含有蛋白质、氨基酸、葡萄糖、激素及一些未知的营养物质；要维持一定的气体环境(需要O2和CO2)和一定的温度、pH等。返回目录 3动物细胞培养技术的用途有()生产有价值的生物制品，如病毒疫苗、干扰素等生产基因工程技术中
18、所用的受体细胞可以用于检测有毒物质培养的各种细胞可直接用于生理、病理、药理等方面的研究ABCD返回目录 答案 D 解析 通过动物细胞培养可以生产生物制品，如病毒疫苗、干扰素等；可以生产基因工程技术中所用的受体细胞；产生的细胞还可以用于检测有毒物质；培养的各种细胞可直接用于生理、病理、药理等方面的研究。返回目录 4生物技术的发展速度很快，已灭绝生物的“复生”将不再是神话。如果世界上最后一只野驴刚死亡，以下提供的“复生”野驴个体的方法中能够成功的是()A将野驴的体细胞取出，利用细胞培养技术，可培育成新个体返回目录 B将野驴的体细胞两两融合，再经组织培养培育成新个体C取出野驴的体细胞核移植到母家驴的
19、去核卵母细胞中，经孕育培养成新个体D将野驴的一个基因导入家驴的受精卵中，培育成新个体答案 C 返回目录 解析 野驴的体细胞核中具有发育成野驴的全部遗传物质，所以可以利用动物体细胞核移植技术将其体细胞核移植到母家驴的去核卵母细胞中，孕育培养成新的个体，新的个体绝大部分性状与野驴相似，极少部分性状可能受到母家驴细胞质基因的影响，可以等同于野驴复生，C项正确。返回目录 野驴的体细胞早已高度分化，根据动物细胞的分化不可逆性，无法通过动物细胞培养技术和动物细胞融合技术培育成新个体，A、B项错误。仅仅将野驴的一个基因导入到家驴的受精卵中，培育而成的新个体只有导入基因所控制的性状与野驴的性状相似，不等同于复
20、生野驴，D项错误。返回目录 5如图为哺乳动物(羊)的生殖过程，下列叙述中不正确的是()A个体2为克隆动物，c为高度分化的体细胞B个体2的遗传性状与提供c细胞的羊不完全相同C产生动物个体1与动物个体2的生殖方式是不同的De细胞为完成减数分裂的卵细胞返回目录 答案 D 解析 在核移植过程中，受体细胞一般选用处于减数第二次分裂中期的次级卵母细胞，而不是完成减数分裂的卵细胞。返回目录 6下图是利用现代生物工程技术治疗遗传性糖尿病的过程图解。请据图回答下列问题：(1)图中所示的结构名称是_。(2)图中所示的生物技术名称分别是_、_。返回目录(3)过程通常用去核的卵母细胞作为受体细胞的原因除了它体积大、易
21、操作、营养物质丰富外，还因为它_。(4)过 程 通 常 用 作 为 受 体 细 胞 的 原 因 是_。返回目录(5)图示方法与一般的异体核移植相比最大的优点是_，该种基因治疗所属类型为_。解析(1)是从供体(患者)体细胞分离出来的细胞核。(2)表示核移植技术，表示转基因技术。(3)核移植的受体细胞一般是卵母细胞，原因是它体积大、易操作，含有早期胚胎发育所需的营养物质，还含有促进细胞核全能性表达的物质。返回目录(4)早期胚胎细胞分化程度低，全能性高，可诱导分化成各种组织、器官。(5)图示培育出的细胞(胰岛B细胞)核遗传物质来自患者本人，所以移植后不发生免疫排斥反应；图中所示基因治疗是体外转基因后得到正常细胞再导入患者体内，故所属类型为体外基因治疗。返回目录 答案(1)细胞核(2)动物体细胞核移植技术 转基因技术(或基因工程、DNA重组技术、基因拼接技术)(3)含有促进细胞核全能性表达的物质(4)早期胚胎细胞分化程度极低，具有全能性，可以定向诱导分化为各类细胞(5)不发生免疫排斥反应 体外基因治疗返回目录 课后限时作业