1、理解教材新知把握命题热点应用落实体验课下综合检测 课堂回扣练习 命题点一 命题点二 知识点一 知识点二 22 动物细胞工程 专题2 22.1 22动物细胞工程22.1 动物细胞培养和核移植技术1动物细胞培养的过程：动物组织块剪碎用胰蛋白酶处理单个细胞加培养液细胞悬液原代培养传代培养。2动物细胞培养一般选用胚胎或幼龄动物的组织，细胞在培养过程中会出现细胞贴壁(生长)和细胞接触抑制现象。3动物细胞培养的条件包括：无菌、无毒的环境，适宜的营养、温度和pH及气体环境。4动物核移植技术的原理是动物细胞核的全能性，属于无性生殖。5动物体细胞核移植的受体细胞是已经去核的M期卵母细胞。动物细胞培养1概念从动物
2、机体中取出相关的组织，将它分散成_，然后，放在适宜的培养基中，让这些细胞_和_。单个细胞生长增殖2过程传代培养先用_等处理贴满瓶壁的细胞，再分瓶继续培养_代左右时，细胞增殖缓慢，甚至停止部分细胞_发生改变，获得不死性，能无限增殖核型1050胰蛋白酶3相关概念(1)细胞贴壁：细胞悬液中分散的细胞_上。(2)细胞的接触抑制：当贴壁细胞分裂生长到_时，细胞_的现象。(3)原代培养：指动物组织消化后的_。(4)传代培养：贴满瓶壁的细胞，出现_后，需要重新用_等处理，然后分瓶继续培养，让细胞_的培养过程。贴附在瓶壁表面相互接触停止分裂增殖初次培养接触抑制胰蛋白酶继续增殖4培养条件(1)无菌、无毒的环境：
3、对_和所有_进行无菌处理。(2)营养无机物：无机盐、_等有机物：糖、氨基酸、促生长因子_：补充培养液中没有完全搞清 楚的成分(3)温度和pH温度：_pH：_(4)气体环境O2：_所必需的CO2：维持_培养液培养用具微量元素动物血清、血浆36.50.57.27.4细胞代谢培养液的pH5应用连线1为什么选用胚胎或幼龄动物组织进行细胞培养？提示：幼龄动物组织或胚胎的细胞分化程度低，增殖能力很强，更易于培养。2进行动物细胞传代培养时用胰蛋白酶分散细胞，说明细胞间的物质主要是什么成分？用胃蛋白酶行吗？提示：用胰蛋白酶分散细胞，说明细胞间的物质主要是蛋白质。多数细胞培养的适宜pH为7.27.4，胃蛋白酶在
4、此环境中没有活性，而胰蛋白酶在此环境中活性较高，因此胰蛋白酶适宜用于细胞培养时的消化。3动物细胞培养要经过脱分化的过程吗？为什么？提示：动物细胞培养不需经过脱分化过程。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，所以动物细胞也就没有类似植物组织或细胞培养时的脱分化过程了。4为什么进行动物细胞培养时，通常要添加血清？提示：血清中含有蛋白质、氨基酸、葡萄糖、激素等物质，而且还含有多种未知的促生长因子、促贴附因子及其他活性物质，能促进细胞的生长、增殖和贴附。1动物细胞培养过程解读(1)原理：细胞增殖。(2)将动物细胞分散成单个细胞培养的原因：保证细胞所需要的营养供应。保证细胞内有害
5、代谢产物的及时排出。(3)细胞株和细胞系：细胞株：传代培养的细胞能传到1050代，这样的传代细胞称为细胞株。细胞系：传代培养的细胞在传到50代后，有部分细胞的遗传物质发生了改变，获得不死性，这种具有癌变特点的细胞称为细胞系。2动物细胞培养与植物组织培养的比较比较项目植物组织培养动物细胞培养区别原理植物细胞的全能性细胞增殖培养基固体或半固体培养基，包括矿质元素、蔗糖、维生素、琼脂、植物激素等液体培养基，包括无机盐、葡萄糖、维生素、氨基酸、动物血清等培养条件再分化阶段需光不需光细胞来源离体植物器官、组织或细胞胚胎或幼龄动物组织、器官比较项目植物组织培养动物细胞培养区别过程脱分化、再分化原代培养、传
6、代培养结果获得新个体或细胞产品大量产生细胞或细胞产物用途快速繁殖名贵花卉和果树培养无病毒植株、转基因植物大规模生产细胞产品如药物、食品添加剂、香料、色素等生产蛋白质制品如病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体等检测有毒物质研究生理、药理、病理相同点都需要人工条件下的无菌操作，无菌培养都是合成培养基都需要适宜的温度、pH等条件都进行有丝分裂特别提醒(1)植物组织培养和动物细胞培养过程都存在细胞的培养过程，但植物组织培养过程中细胞既分裂又分化，而动物细胞培养过程中细胞只分裂不分化。(2)植物组织培养可获得新个体，体现了细胞的全能性，而动物细胞培养只能得到细胞，没有体现细胞的全能性。(3)植物组织培养中需要加
7、入植物激素等促生长因子，而动物细胞培养基中需要加入血清、血浆。动物体细胞核移植技术和克隆动物1动物核移植概念(1)供体：动物一个细胞的_。(2)受体：去掉细胞核的_。(3)结果：形成重组胚胎，发育成_。2类型胚胎细胞核移植_细胞核卵母细胞动物个体体细胞核移植3体细胞核移植的过程4体细胞核移植的应用前景(1)畜牧生产方面：加速家畜_进程，促进_。(2)保护濒危物种方面：增加动物的_。(3)医药卫生领域：转基因动物作为_，生产医用蛋白。(4)治疗人类疾病：转基因克隆动物细胞、组织和器官作为_的供体等。遗传改良优良畜群繁育存活数量生物反应器异种移植5体细胞核移植技术存在的问题(1)体细胞核移植技术的
8、_非常低。(2)克隆动物存在健康问题，表现出_缺陷、遗传缺陷等。(3)克隆动物食品的_问题存在争议。成功率生理安全性1动物核移植技术的理论基础(原理)是什么？克隆动物属于有性生殖还是无性繁殖？提示：动物细胞核的全能性。无性繁殖。2为什么体细胞核移植较胚胎细胞核移植更困难？提示：由于动物胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性相对容易；而动物体细胞分化程度高，恢复其全能性十分困难。因此动物体细胞核移植的难度就明显高于胚胎细胞核移植。3用于核移植的供体细胞一般都选用传代10代以内的细胞，这是为什么？提示：培养的动物细胞一般当传代至1050代左右时，部分细胞核型可能会发生变化，其细胞遗传物质可能会发生突变，
9、而10代以内的细胞一般能保持正常的二倍体核型。4在体细胞的细胞核移植到受体卵母细胞之前，为什么必须先去掉受体卵母细胞的细胞核？提示：为使核移植的胚胎或动物的细胞核内的遗传物质全部来自有重要利用价值的动物提供的体细胞。5通过体细胞核移植方法生产的克隆动物是对体细胞供体动物进行了100%复制吗？为什么？提示：不是。绝大部分DNA来自于供体细胞核，但其核外还有少量的DNA，即线粒体中的DNA是来自于受体卵母细胞；其次生物的性状还受环境的影响。1核移植分析(1)原理：动物细胞核的全能性，而不是动物细胞的全能性。因动物体细胞的全能性受到限制，不能经培养直接发育成完整个体。所以用体细胞核移植技术能够得到克
10、隆动物，说明动物体细胞的细胞核具有全能性。(2)供体和受体的选择：供体：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：减中期的卵母细胞。一方面细胞大，易于操作；卵黄多，营养丰富，为发育提供充足的营养。另一方面此时具备受精能力，细胞质中含有能刺激融合后重组细胞进行分裂分化并形成重组胚胎的物质。特别提醒 核移植技术的供体细胞不能选择生殖细胞的细胞核，因为生殖细胞与正常体细胞相比，遗传物质是减半的。2克隆动物的遗传特点(1)克隆动物的性状与细胞核供体生物的性状基本相同，但不完全相同，因为：克隆动物的细胞质遗传物质来自于受体卵母细胞的
11、细胞质。生物的性状不仅与遗传物质有关，还受环境的影响。(2)核移植过程中细胞核只来自于一个个体，因此核遗传物质与供体的相同，属于无性繁殖，不会改变生物体的基因型。例1(浙江高考)实验小鼠皮肤细胞培养(非克隆培养)的基本过程如下图所示。下列叙述错误的是()实验小鼠 甲 皮肤组织 乙 皮肤细胞 丙 培养细胞1 丁培养细胞2以流程图为载体，考查动物细胞培养的过程A甲过程需要对实验小鼠进行消毒B乙过程对皮肤组织可用胰蛋白酶消化C丙过程得到的细胞大多具有异倍体核型D丁过程得到的细胞具有异质性思路点拨精讲精析 动物细胞培养需要无毒、无菌的环境，甲过程指从实验小鼠身上取下皮肤组织，该过程需要对小鼠进行消毒处
12、理；乙过程表示将得到的皮肤组织分散成单个细胞制备成细胞悬液，可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶进行处理；丙过程表示原代培养，此时的细胞仍能保持正常的二倍体核型；丁过程表示通过选择或纯化从细胞系中获得具有特殊性质的细胞株的过程，此过程得到的细胞具有异质性。答案 C(1)胰蛋白酶或胶原蛋白酶的作用：整个培养过程中两次使用胰蛋白酶或胶原蛋白酶，第一次使用的目的是使组织细胞分散开，第二次使用的目的是使细胞从瓶壁上脱离下来，便于分装后继续培养。(2)细胞株与细胞系的判断：从内在原因看是遗传物质是否发生改变，从外在表现看是是否具有无限增殖能力。细胞系细胞遗传物质发生了改变，具有无限增殖能力。1在动物细胞培养过程中，
13、出现遗传物质改变的细胞是()A细胞系 B细胞株C原代细胞D传代细胞解析：细胞培养时细胞在传至1050代左右后，增殖会逐渐缓慢，这时部分细胞的细胞核型可能会发生变化，这时的细胞为细胞系。答案：A 以流程图为载体，综合考查动物细胞核移植技术与克隆例2 下面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_、_。(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_。(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
14、类型为_。思路点拨(6)若用图中所示技术得到能产生人生长激素的高产奶牛，则该奶牛从生殖方式上看属于_(填“有性生殖”或“无性生殖”)。精讲精析(1)是从供体(患者)体细胞分离出的细胞核。(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，含有供胚胎发育的营养物质，它还含有促进细胞核全能性表达的物质。(4)早期胚胎中的细胞分化程度低，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，故所属类型为体外基因治疗。(6)体细胞核移植没有经过两性生殖细
15、胞的结合，所以从生殖方式上看属于无性生殖。答案(1)细胞核(2)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)这些细胞分化程度极低，具有全能性，可以定向地诱导分化为各类细胞(5)没有免疫排斥反应 体外基因治疗(6)无性生殖判断有性生殖与无性生殖的方法(1)从概念上判断：有性生殖是经两性生殖细胞结合而成的合子发育成个体的生殖方式。无性生殖是指不经过两性生殖细胞的结合由亲本直接产生子代的生殖方式。(2)从培养细胞的种类上判断：组织培养中培养的是生殖细胞时，属于有性生殖；组织培养中培养的是体细胞、组织或器官时，属于无性生殖。植物体细胞杂
16、交和动物细胞核移植都属于无性生殖。2右图为哺乳动物(羊)的生殖过程，下列叙述不正确的是()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解析：在核移植过程中，去核卵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。答案：D 课堂回扣练习1动物细胞培养过程的顺序是()原代培养 传代培养 胰蛋白酶处理组织，形成单个细胞，制成细胞悬液A BCD解析：动物细胞培养是用动物胚胎或幼龄动物器官通过胰蛋白酶处理制成细胞悬液，再通过原代培养和传代
17、培养得到细胞株。答案：D 2下列对哺乳动物体细胞核移植技术的描述不正确的是()A该技术的难度明显高于胚胎细胞核移植B通常采用减数第二次分裂期卵母细胞作为受体细胞C可通过显微操作法除去卵母细胞核D克隆动物是对提供体细胞的动物进行了完全复制解析：克隆动物绝大部分遗传物质来自供体细胞核，但细胞质内的遗传物质来自受体卵母细胞，其次生物的性状还受环境的影响，因此，克隆动物并不是对提供体细胞的动物进行完全复制。答案：D 3下列不属于动物细胞工程应用的是()A大规模生产干扰素，用于抵抗病毒引起的感染B为大面积烧伤的病人提供移植的皮肤细胞C大规模生产食品添加剂、香料等D利用核移植技术，加快优良种畜的繁殖解析：
18、大规模生产食品添加剂、香料等属于植物细胞工程的应用。答案：C 4乙马的卵细胞核被甲马的体细胞核置换后，这个卵细胞经过多次分裂发育成重组胚胎，再植入丙马的子宫内发育，结果产下一匹小马。下列叙述正确的是()A直接在体外对甲马的体细胞进行诱导也能培养出胚胎B小马的性状与甲马完全相同C此项技术可用于保护濒危物种D该过程可以很好地证明动物细胞的全能性解析：克隆过程中细胞质遗传物质来自一方，而细胞核中遗传物质来自另一方，所以小马的性状与甲马不完全一致。该过程只能说明动物细胞核具有全能性，而不能证明动物细胞的全能性。答案：C 5某研究小组进行药物试验时，以动物肝细胞为材料，测定药物对体外培养细胞的毒性。供培
19、养的细胞有甲、乙两种，甲细胞为肝肿瘤细胞、乙细胞为正常肝细胞。请回答下列有关动物细胞培养的问题：(1)将数量相等的甲细胞和乙细胞分别置于培养瓶中培养，培养液及其他培养条件均相同。一段时间后，观察到甲细胞数量比乙细胞数量_。(2)在动物细胞培养时，通常在合成培养基中加入适量血清，其原因是_。细胞培养应在含 5%CO2 的恒温培养箱中进行，CO2 的作用是_。(3)在两种细胞生长过程中，当乙细胞铺满瓶壁时，其生长_。药物试验需要大量细胞，两种细胞频繁传代，甲细胞比乙细胞传代的次数更_。若用动物的肝脏组织块制备肝细胞悬液，需用_处理。(4)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_。
20、(5)已知癌基因 X 过量表达与肝肿瘤的发生密切相关，要试验一种抗肿瘤药物 Y 对甲细胞生长的影响，可将甲细胞分为 A、B 两组，A 组细胞培养液中加入_，B 组细胞培养液中加入无菌生理盐水，经培养后，从 A、B 两组收集等量细胞，通过分别检测 X 基因在 A、B 两组细胞中的_或_合成水平的差异，确定 Y 的药效。解析：(1)甲细胞为肝肿瘤细胞，乙细胞为正常肝细胞。肿瘤细胞为无限增殖的细胞，细胞周期短。在相同条件下，培养相同的时间，甲细胞的数量多于乙细胞。(2)动物细胞培养液中必须加入动物血清，血清中含有清蛋白、生长因子、促进细胞贴壁的因子、激素等合成培养基中缺乏的物质。大多数细胞培养液所需
21、 pH 为7.27.4，而多数培养液靠碳酸氢钠(NaHCO3)与 CO2 体系进行缓冲，所以 CO2 的作用是维持培养液 pH。(3)甲为肿瘤细胞能无限增殖，传代的次数要比乙细胞多，乙细胞(正常肝细胞)在培养瓶中贴壁生长，当铺满瓶壁时，生长停止。为得到更多的肝细胞，需要定期地用胰蛋白酶使细胞脱离瓶壁，进行传代培养。(4)培养液中加入抗生素可抑制和杀灭微生物，但对动物细胞没有影响。(5)设计一组加入抗癌药物的实验组，一组不加药物的对照组，通过检测药物影响 X 基因的表达过程，即转录形成mRNA、翻译形成蛋白质的量来检验药效。答案：(1)多(2)血清可以补充合成培养基中缺乏的物质 维持培养液 pH(3)停止 多 胰蛋白酶 (4)抗生素 (5)Y mRNA 蛋白质课下综合检测见课时跟踪检测(七)
