1、22动物细胞工程22.1动物细胞培养和核移植技术知识点一动物细胞培养1动物细胞培养的概念从动物机体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后，放在适宜的培养基中，让这些细胞生长和增殖。2动物细胞培养的过程说明：胰蛋白酶的作用是消化细胞间的蛋白，使组织分散成单个细胞。3动物细胞培养中的相关概念(1)细胞贴壁：将培养液中分散的动物细胞放入培养瓶中，置于适宜的条件下培养，细胞很快会贴附在瓶壁上，称为细胞贴壁。(2)接触抑制：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，这种现象称为细胞的接触抑制。注意：打破接触抑制现象的方法：将贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶等处理，然后分瓶继续培养，让细胞
2、继续增殖。癌变细胞没有接触抑制现象。(3)原代培养：将动物组织通过酶或机械方法分散成单个细胞后进行的初次培养。(4)传代培养：原代培养的细胞生长、繁殖一定时间后，由于空间不足或细胞密度过大导致营养枯竭，影响细胞的生长，因此需要重新用胰蛋白酶等处理，进行分瓶扩大培养，即传代培养。(5)细胞株：细胞培养过程中存活10代到4050代的传代细胞。(6)细胞系：动物细胞培养过程中存活超过50代的细胞，这时细胞带有癌变特点，能在培养条件下无限分裂下去。4动物细胞培养的条件(1)无菌、无毒的环境：培养液和所有的培养用具要进行无菌处理；通常还要在培养液中添加一定量的抗生素，以防培养过程中的污染；应定期更换培养
3、液，防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害。(2)营养：主要有糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等。在使用含有上述成分的合成培养基时，通常需加入血清、血浆等天然成分。(3)温度和pH：哺乳动物多以36.50.5 为宜，多数细胞生存的适宜pH为7.27.4。(4)气体环境：95%空气5%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。5动物细胞培养技术的应用(1)生产有重要价值的生物制品，如病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体等。(2)获取基因工程的受体细胞。(3)用于检测有毒物质及其毒性。(4)用于生理、病理、药理等方面的研究，如用于筛选抗癌药物等，为治疗和预防癌症及其他疾病
4、提供理论依据。植物组织培养与动物细胞培养的异同【典题精练1】关于动物细胞培养的叙述，错误的是()A用于培养的细胞大都取自胚胎或幼龄动物的器官或组织B将所取的组织先用胰蛋白酶等进行处理使其分散成单个细胞C在培养瓶中要定期用胰蛋白酶使细胞从瓶壁上脱离，制成细胞悬液D动物细胞培养只能传50代左右，如继续培养，细胞会衰老死亡【解析】选取胚胎或幼龄动物的器官或组织是因为它们的分裂能力较强。动物组织细胞间隙中含有一定量的弹性纤维等蛋白质，易被胰蛋白酶催化分解，从而使细胞分离开来。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，需要定期用胰蛋白酶使细胞从瓶壁上脱离下来，配成细胞悬液。动物细胞培养传至
5、50代左右，部分细胞的遗传物质会发生改变，并且带有癌变的特点，能在培养条件下无限制地分裂下去。【答案】D解题归纳 (1)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。(2)植物组织培养中需要加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。【典题精练2】下列关于细胞培养的叙述正确的是()A动物细胞培养选用的培养材料大多是动物受精卵B动物细胞培养液中需要O2，不需要CO2C细胞系在实验室中被广泛应用是因为其遗传物质保持了长时间的稳定D动物细胞培养前和培养过程中都要用胰蛋白酶处理【解析】动物细胞培养大都取自动物胚胎或刚出生不久动物的组
6、织或器官；动物细胞培养液中需要适量的CO2，以维持培养液的pH；细胞系的细胞遗传特征发生变化，具有无限增殖的特点；用胰蛋白酶处理使动物细胞分散，不会出现接触抑制现象。【答案】D知识点二 动物体细胞核移植技术和克隆动物1动物核移植的概念将动物的一个细胞的细胞核，移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育为动物个体。哺乳动物核移植可分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植。2体细胞核移植的过程注意：动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植，因为与胚胎细胞相比，动物体细胞分化程度高，恢复其全能性十分困难。3动物体细胞核移植技术中的注意点(1)受体细胞一般选用卵
7、母细胞，因为卵母细胞体积大，易操作，而且含有促使细胞核表达全能性的物质和营养条件。(2)动物体细胞核移植产生的新个体的亲本有三个：体细胞核供体、卵母细胞细胞质供体、代孕母体。新个体细胞核基因型与体细胞核供体完全一样，因此新个体性状与体细胞核供体基本相同。代孕母体没有为新个体提供遗传物质，新个体性状与代孕母体基本没有联系。(3)用核移植技术得到的动物，并不是对体细胞供体的动物进行100%的复制，因为克隆动物绝大部分DNA来自供体细胞，但其细胞质中还有少量DNA，即线粒体中的DNA是来自受体卵母细胞的。此外，动物的一些行为、习性的形成与所处环境也有很大关系。4体细胞核移植技术的应用前景(1)加速家
8、畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育；(2)增加濒危动物的存活数量；(3)生产珍贵的医用蛋白；(4)用于组织器官的移植(由转基因克隆动物提供或由人的核移植胚胎干细胞经过诱导分化形成的组织、器官提供)；(5)用于科学研究。5体细胞核移植技术存在的问题(1)成功率非常低；(2)克隆动物存在健康问题；(3)克隆动物食品的安全性存在争议等。克隆动物的遗传物质的两个来源(1)核遗传物质来源于供核细胞。(2)细胞质遗传物质来源于提供细胞质的细胞。【典题精练3】实验小鼠皮肤细胞培养(非克隆培养)的基本过程如图所示。下列叙述错误的是() A甲过程需要对实验小鼠进行消毒B乙过程需要用胰蛋白酶等处理皮肤组织，使细胞分
9、散开C丙过程表示原代培养，该过程中会出现接触抑制现象D丁过程表示传代培养，细胞不能保持正常的二倍体核型【解析】离体动物细胞培养需要无菌、无毒的环境，甲过程表示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，A正确；皮肤细胞培养前需用胰蛋白酶等处理皮肤组织使细胞分散开，并制成细胞悬液，B正确；丙过程表示原代培养，该过程中会出现接触抑制现象，C正确；丁过程表示传代培养，该过程中少部分细胞的遗传物质可能会发生变化，但其他细胞能保持正常的二倍体核型，D错误。【答案】D解题归纳 本题题干给出两个重要信息：小鼠皮肤细胞，属于高等哺乳动物细胞，通常为有限细胞系，而连续细胞系大多数具有异倍体核型；非克隆
10、培养即不是从单个细胞开始进行的动物细胞培养，而未经克隆化的细胞系具有异质性。【典题精练4】如图表示动物体细胞核移植与克隆动物的相关图解，下列有关叙述错误的是()A图示过程说明高度分化的动物体细胞的细胞核仍具有全能性B用于核移植的供体细胞一般都选用传代10代以内的细胞C采集的卵母细胞培养到的期表示减数第二次分裂后期D选用去核的卵母细胞的主要原因是其细胞质可使体细胞核的全能性得以体现【解析】图中显示的是利用动物体细胞核移植技术克隆动物的过程，说明高度分化的动物体细胞的细胞核仍具有全能性，A正确；用于核移植的供体细胞一般选用传代10代以内的细胞，原因是此种细胞能保持正常的二倍体核型，B正确；图中采集
11、到的卵母细胞需培养到减数第二次分裂中期，C错误；动物体细胞核移植时常选用去核的卵母细胞作受体细胞，除卵母细胞体积大、易操作、能提供营养物质外，更主要的是去核的卵母细胞的细胞质可使体细胞核的全能性得以体现，D正确。【答案】C一、选择题1下列关于动物细胞培养的叙述中，错误的是(C)A用于培养的细胞多取自动物胚胎或幼龄动物的组织或器官B培养过程中需要使用胰蛋白酶等，获得离散的细胞C动物细胞培养液与植物组织培养液的组成成分相同D动物细胞培养是动物细胞工程的基础解析：动物细胞培养液中一般要加动物血清。2动物细胞体外培养时，通常要在培养基中补充一定浓度的某些物质。下图是血清对正常细胞和癌细胞培养影响的实验
12、结果。不能从该图获得的结论是(A)A正常细胞与癌细胞的增殖速率相同B有无血清对正常细胞培养的影响不同C培养基中补充血清有助于正常细胞的培养D培养基中是否补充血清对癌细胞的培养影响不大解析：本题考查动物细胞培养所需要的条件和坐标曲线的识图能力。在动物细胞培养过程中需要添加一定量的血清。从坐标曲线我们可以看出：正常细胞在有血清的情况下细胞数目多于没有血清的情况，癌细胞在有血清的情况下细胞数目多于没有血清的情况但差值不太大；在相同培养条件下癌细胞的数目多于正常细胞数，说明癌细胞增殖速率高于正常细胞。3下列关于动物细胞培养的叙述，正确的是(D)A培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞B克隆培
13、养法培养过程中多数细胞的基因型会发生改变C二倍体细胞的传代培养次数通常是无限的D恶性细胞系的细胞可进行传代培养解析：本题考查动物细胞的培养和克隆等知识点，意在考查考生对动物细胞培养知识的理解。由于接触抑制，培养的动物细胞在培养瓶壁贴壁生长，只能形成单层细胞，A错误；未经克隆化的细胞系具有异质性，经过克隆以后的细胞的后裔细胞群，由于来源于一个共同的祖细胞，称为纯系，其遗传性状均一，故基因型相同，B错误；二倍体细胞通常为有限细胞系，连续细胞系可认为是发生转化了的细胞系，大多数具有异倍体核型，C错误；恶性细胞系属于连续细胞系，具有异体致瘤性，可进行传代培养，D正确。4下列关于细胞工程的叙述中，错误的
14、是(C)A动物细胞体外培养应保证无菌无毒的环境B动物细胞培养的营养液中应添加动物血清C经细胞核移植培育出的新个体只具有一个亲本的遗传物质D动物体细胞核移植技术可以获得用于器官移植的供体器官解析：本题考查细胞工程的含义。细胞核移植是将供体细胞的核移植入受体细胞的去核细胞质中，该重组细胞获得的遗传物质来自两部分，一部分来自于供体核物质，一部分来自于受体细胞质，所以将来发育成的个体具有两个亲本的遗传物质。ABD选项从不同的角度阐述了动物细胞培养所需要的条件和体细胞核移植技术的应用。5关于动物细胞培养的有关叙述中，正确的是(D)A细胞的癌变发生于原代培养向传代培养的过渡过程中B动物细胞培养液中通常含有
15、葡萄糖、氨基酸、无机盐、生长素和动物血清等C动物细胞培养的目的只是获得大量的细胞分泌蛋白D动物细胞培养前和培养过程中都要用胰蛋白酶处理解析：细胞癌变发生在传代培养时；生长素是植物激素，不能用于动物细胞培养；动物细胞培养可获得大量的细胞分泌蛋白，也可用于检测有毒物质等；动物细胞培养前需用胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)将组织分散成单个细胞，动物细胞培养过程中为防止接触抑制，也需要用胰蛋白酶将细胞分散开来。6动物细胞培养和植物组织培养的主要区别是(A)A动物细胞培养是培养单个细胞，植物组织培养是培养组织B动物细胞培养可以传代，而植物组织培养不能传代C动物细胞培养所用的培养基的成分与植物的不同D动物细胞培养
16、过程中可发生遗传物质的改变，而植物组织培养不能解析：动物细胞培养和植物组织培养都有细胞分裂过程，因而细胞与组织均能传代。二者所用培养基的成分大致相同，都有营养物质，但也有成分不同，如动物细胞培养有血清，而植物组织培养不需要血清。植物组织培养过程中，由于受外界环境条件的影响，细胞分裂时也可能发生基因突变、染色体变异而引起遗传物质改变。植物组织培养一般用分生组织培养。7在克隆牛的过程中，需要将甲牛的去核卵母细胞与乙牛的体细胞核重组形成重组细胞，将此细胞培养至胚胎发育的早期，然后移入代孕母牛的体内，最后即可得到克隆动物。下列关于克隆动物的叙述，错误的是(D)A克隆技术利用了动物细胞核的全能性B代孕母
17、牛与所获得的克隆牛之间不存在真正意义上的亲子代关系C该过程体现的方法为拯救濒危动物提供了一种新思路D核供体相同的克隆动物之间若进行器官移植，则会发生免疫排斥反应解析：核移植技术培育动物个体的原理是利用动物细胞核的全能性；因为代孕母牛并没有将遗传物质传给克隆牛，故从遗传学角度来说，它们之间并没有亲子代关系；核移植(克隆)技术的应用之一是拯救濒危物种，扩大其种群数量；核供体相同的克隆动物的核遗传物质并没有差别，若进行器官移植则不会发生免疫排斥反应。8下列有关动物细胞培养的叙述，不正确的是(C)A培养液通常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和血清B传代培养的细胞一般传至10代后就不易传下去了C动物细
18、胞培养一般都能够传到4050代，但其遗传物质均发生了改变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解析：动物细胞培养的培养基需要有糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等，通常还需加入血清、血浆等一些天然成分，A正确。传代培养的细胞一般传至10代后就不易传下去了，一般来说，细胞在传至1050代时，增殖会逐渐缓慢，以至于完全停止，这时部分细胞的细胞核型可能会发生变化，当继续传代培养时，少部分细胞会发生突变，获得不死性，B正确、C错误。动物细胞可以用于检测有毒物质、判断某种物质的毒性，此外还可以获得大量自身健康细胞，D正确。9下列对动物核移植技术的描述不正确的是(C)A体细胞核移植
19、过程中通常采用去核的M期卵母细胞作为受体细胞B体细胞核移植的过程中可通过显微操作去除卵母细胞中的细胞核C哺乳动物核移植包括胚胎细胞核移植和体细胞核移植，动物体细胞核移植的难度明显低于胚胎细胞核移植D通过体细胞核移植方法生产的克隆动物没有对供核动物进行100%的复制解析：体细胞核移植过程中通常采用去核的M期次级卵母细胞作为受体细胞，A正确；体细胞核移植的过程中，去除卵母细胞中的细胞核可采用显微操作去核法，B正确；哺乳动物核移植包括胚胎细胞核移植和体细胞核移植，由于胚胎细胞的全能性高于体细胞，所以动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植，C错误；通过体细胞核移植方法生产的克隆动物不是对供核动物
20、进行了100%的复制，因为克隆动物还有一部分遗传物质来自受体的细胞质，D正确。10下列与实验相关的叙述不正确的是(B)A培养动物细胞时，为防止细菌污染可加入适当抗生素B植物组织培养时，接种前要对外植体进行灭菌处理以减少污染C动物细胞培养时，需定期更换培养液以清除代谢废物D植物组织培养时，适当调整植物激素的比例以利于愈伤组织形成和再分化解析：培养动物细胞时，为防止细菌污染可加入适当抗生素，A正确；植物组织培养时，接种前要对外植体进行消毒处理以减少污染，B错误；动物细胞培养时，需定期更换培养液以清除代谢废物，C正确；植物组织培养时，适当调整植物激素比例以利于愈伤组织形成和再分化，D正确。二、非选择
21、题11回答下列有关动物细胞培养的问题：(1)用于动物细胞培养的培养液的成分有葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等。在动物细胞培养过程中，当贴壁细胞分裂生长到细胞表面相互接触时，细胞会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的接触抑制。此时，瓶壁上形成的细胞层数是单层(或一层)。要使贴壁的细胞从瓶壁上分离下来，需要用酶处理，可用的酶是胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)。(2)随着细胞传代次数的增多，绝大部分细胞分裂停止，进而出现衰老甚至死亡的现象；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不死性细胞，该种细胞的黏着性降低，细胞膜表面蛋白质(糖蛋白)的量减少。解析：(1)进行动物细胞培养，
22、需要在培养液中加入一定量的动物血清，内含多种营养物质和生长因子。动物细胞培养中的两个显著特点是贴壁生长、接触抑制。常用胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)处理贴壁生长的细胞，以获得分散的单个细胞。(2)传代培养到一定代数后，大多数细胞会衰老死亡，少数细胞会因遗传物质发生改变获得不死性，这些细胞具有癌变的特点，细胞膜上的糖蛋白减少，细胞间的黏着性降低。12科学家通过转基因技术获得了含有人生长激素基因的奶牛，如果要加速转基因奶牛的繁殖速度，可以对此转基因奶牛进行克隆(如下图所示)。(1)在进行细胞培养之前，要对取自转基因奶牛的组织进行分离，形成单个细胞，这一过程中需要利用胰蛋白酶处理，不能用纤维素酶与果胶酶的
23、原因是酶具有专一性。(2)转基因奶牛的克隆成功，说明动物细胞的细胞核具有全能性。(3)将进行细胞培养的供体细胞核注入去核的卵母细胞中，去掉卵母细胞核的目的是使犊牛的性状主要由供体细胞核决定。(4)重组细胞在培养液中培养成的重组胚胎移入受体母牛体内会生出与供体奶牛遗传性状相同的犊牛，但也有可能出现性状上的某些差异，原因可能是生物的性状受细胞核和细胞质共同控制；生物的性状还受环境因素的影响。(5)体细胞核移植技术得到的克隆牛从生殖方式上看属于无性生殖(选填“有性生殖”或“无性生殖”)。解析：(1)对动物组织进行分离，用胰蛋白酶处理，才能形成单个细胞。因为酶具有专一性，所以不能用纤维素酶和果胶酶将动
24、物细胞分散开。(2)克隆动物的成功证明了动物细胞的细胞核具有全能性。(3)去掉卵母细胞核后，重组细胞的遗传物质主要来自供体细胞核，其性状主要由供体细胞核决定。(4)重组细胞发育而来的犊牛与供体奶牛不完全相同，因为重组细胞的遗传物质主要来自供体细胞核，少量来自卵母细胞的细胞质，性状还受环境的影响。(5)体细胞核移植没有经过两性生殖细胞的结合，所以从生殖方式上看属于无性生殖。寻根问底P44胰蛋白酶真的不会把细胞消化掉吗？为什么？提示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，因此必须控制好胰蛋白酶的消化时间。旁栏思考题P44进行动物细胞传代培养时用胰蛋白酶
25、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。胃蛋白酶作用的适宜pH约为2，当pH大于6时，胃蛋白酶就会失去活性。胰蛋白酶作用的适宜环境pH为7.28.4。多数动物细胞培养的适宜pH为7.27.4，胃蛋白酶在此环境中没有活性，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。旁栏思考题P46为什么对动物细胞进行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，其中蛋白质主要为白蛋白和球蛋白。氨基酸有多种，是细胞合成蛋白质的基本成分，其中有些氨基酸动物细胞本身不能合成(称为必需氨基酸)，必须由培
26、养液提供。血清激素有胰岛素、生长激素等及多种生长因子(如表皮生长因子、成纤维细胞生长因子、类胰岛素样生长因子等)；血清还含有多种未知的促细胞生长因子、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。因此，细胞培养时，要保证细胞能够顺利生长和增殖，一般需添加10%20%的血清。讨论P46多细胞动物和人体的细胞都生活在内环境中，根据你所学的内环境的知识，思考并讨论以下问题：1体外培养细胞时需要提供哪些物质？提示充足的营养供给、适宜的温度、适宜的pH和气体环境。2体外培养的细胞需要什么样的环境条件？提示无菌、无毒的环境。讨论P491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
27、卵母细胞的核？提示为使核移植的胚胎或动物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，在供体细胞的细胞核移至受体细胞之前，必须将受体细胞的遗传物质去掉或将其破坏。2用于核移植的供体细胞一般都选用传代10代以内的细胞，想一想，这是为什么？提示培养的动物细胞一般当传至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，而10代以内的细胞一般能保持正常的二倍体核型。因此，在体细胞核移植中，为了保证供体细胞正常的遗传基础，通常选用传代10代以内的细胞。3你认为用上述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%的复制吗？为什么？提示克隆动物绝大部分DNA
28、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。所以，用教材中所述的方法克隆的动物不是供核动物完全相同的复制。此外，即便动物的遗传基础完全相同，但动物的一些行为、习性的形成与所处环境有很大关系，核供体动物生活的环境与克隆动物所生活的环境不会完全相同，其形成的行为、习性也不可能和核供体动物完全相同，从这一角度看，克隆动物不会是核供体动物100%的复制。异想天开P50有了体细胞核移植技术生产的器官，我们就可以像汽车坏了换零件一样，换掉生病的器官，这样一来，人类是否就可以长生不老了？提示不可以，尽管体细胞核技术已经在许多种动物中获得成功，但其成功率仍然非常低，产下
29、的活克隆动物占移植克隆胚胎的比率平均不到10%。克隆技术的各个环节也有待进一步改进。此外，绝大多数克隆动物还存在健康问题，许多克隆动物表现出遗传和生理缺陷。总之，体细胞核移植技术的研究仍在继续深入，人类对克隆技术的应用还有许多问题需要解决。期待在不远的将来，克隆技术能更好地造福于人类。思考与探究P501幼龄与老龄动物的组织细胞比较，分化程度低的与分化程度高的组织细胞比较，哪一种更易于培养？思考一下，这是什么道理？提示细胞的衰老与动物机体的衰老有着密切的关系，细胞的增殖能力与供体的年龄有关，幼龄动物细胞增殖能力强，有丝分裂旺盛，老龄动物则相反。所以，一般来说幼年动物的组织细胞比老年动物的组织细胞
30、易于培养。同样，组织细胞的分化程度越低，则增殖能力越强，所以更容易培养。2动物细胞培养要经过脱分化的过程吗？为什么？提示脱分化又称去分化，是指分化细胞失去特有的结构和功能变为具有未分化细胞特性的过程。植物的任何一部分，甚至单个细胞都具有长成完整植株的能力。但要发育成完整植株，必须先脱分化，脱分化的细胞具有发育成任何组织的能力，然后进行再分化，形成完整植株。植物细胞培养主要用于农业生产中的作物、苗木育种，快速繁育种苗、培育无病毒植株等，这就要求植物的组织或细胞先进行脱分化。动物细胞的培养有各种用途，一般而言，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窄，失去了发育成完整个体的
31、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。要想使培养的动物细胞定向分化，通常采用定向诱导动物干细胞，使其分化成所需要的组织或器官。31997年，美国威斯康星州的一个奶牛场有一头名叫卢辛达的奶牛，年产奶量为30.8 t，创造了世界奶牛产奶量最高新纪录。目前世界各国高产奶牛场的奶牛，年平均产奶量一般为十几吨，而我国奶牛产奶量年平均水平仅为34 t。(1)能利用体细胞核移植技术克隆高产奶牛卢辛达吗？请说明理由。提示可以用体细胞核移植技术克隆高产奶牛卢辛达。卢辛达的产奶量很高，说明它有高产奶的遗传基础，利用卢辛达的体细胞克隆的奶牛其遗传物质基本上全部来自该奶牛，其克隆牛具有高
32、产的遗传基础，如果精心培育和饲养，有可能在世界范围内推广，克隆牛再与高产的公牛自然繁殖，可得到很多高产的后代，从而加快奶牛改良进程。但同时需注意，该克隆牛不能无限制地推广，其数量不宜过多，尤其是在小范围内不能无限地繁殖，以避免奶牛群出现近亲繁殖而引起种质衰退。(2)如果将克隆高产奶牛卢辛达的任务交给你，你将如何对它进行克隆？提示首先从卢辛达耳朵(也可用别的组织、器官，耳朵在活体上容易取)上剪取一小块组织，在体外培养获得该组织(如软骨组织)的细胞。从屠宰场取废弃的牛卵巢，抽取卵母细胞体外培养成熟。用显微针去除卵母细胞的核，再将耳细胞注入卵母细胞，用电刺激方法使卵母细胞与体细胞融合，这时供体核就进入了受体卵母细胞，再用电刺激或化学物质激活注入了体细胞核的卵母细胞，使其完成细胞分裂和发育过程。核移植胚胎在体外短时间培养后，挑选正常卵裂的胚胎植入经同期发情处理的受体母牛体内。4体细胞核移植技术在研究和应用上还存在什么问题？请你查阅资料，了解这方面的前沿动态。提示在研究方面，克隆动物基因组重新编程的机制尚不清楚，克隆技术效率低，克隆动物畸形率高、死亡率高，易出现早衰等问题。这些问题尚在研究中。在应用上，生产克隆动物费用昂贵，距大规模应用还有一定距离。