生物学案：动物细胞工程（第课时）

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精2.2动物细胞工程(第1课时）1．简述动物细胞培养的过程、条件及应用。2．简述通过动物体细胞核移植技术克隆动物的过程和应用前景。一、动物细胞工程的常用技术手段动物细胞工程的常用技术手段有______________、动物细胞核移植、动物细胞融合、生产单克隆抗体等，其中______________技术是动物细胞工程的基础.二、动物细胞培养1．概念动物细胞培养就是从动物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，让这些细胞生长和______。2．动物细胞培养的过程动物____或幼龄动物的器官、组织↓剪碎,用________或胶原蛋白酶处理单个细胞（分离细胞）↓加培养液细胞悬液____培养↓____培养细胞株____培养↓遗传物质改变细胞系（1)原代培养：将动物组织消化后______培养的过程。（2)传代培养：把______培养增殖的细胞定期用__________处理，使细胞从瓶壁上脱离下来，然后将其分装到两个或两个以上的培养瓶中继续培养的过程.（3）细胞株：传代培养的细胞能传到10～50代，这种传代细胞叫做________。（4）细胞系：传代培养至50代后，少部分细胞的______________会发生改变，具有癌变的特点，能无限地传代下去，这种传代细胞叫做________.思考：所培养的细胞具有哪些特点？3．动物细胞培养的条件(1）无菌、无毒的环境：培养液和所有培养用具应进行______处理。(2）营养:合成培养基的成分包括糖、________、促生长因子、无机盐、微量元素等，还需加入______、血浆等一些天然成分。（3）温度:适宜的温度为______±0。5℃；适宜pH为____～（4)气体环境：95％空气加5％______。4．动物细胞培养技术的应用（1）生产______疫苗、干扰素、单克隆抗体等。（2)动物细胞是基因工程技术中常用的受体细胞。(3）为皮肤大面积烧伤病人培养供____________。（4）用于检测__________。(5)科学家培养正常的或各种病变的细胞，用于生理、______、药理等方面的研究，为治疗和预防疾病提供理论依据.三、动物体细胞核移植技术和克隆动物1．动物核移植动物核移植是将动物的一个细胞的________，移入另一个已经去掉细胞核的______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。用核移植的方法得到的动物称为__________.2．种类哺乳动物核移植可以分为______细胞核移植和____细胞核移植。动物体细胞核移植的难度______胚胎细胞核移植。3．体细胞核移植的过程4．体细胞核移植技术的应用前景(1）加速家畜______改良进程，促进优良畜群繁育。(2）保护______物种。(3）生产医用蛋白。（4）转基因克隆动物细胞、组织和器官可以作为______移植的供体。(5)人的核移植胚胎干细胞经过诱导分化，形成相应的组织、器官后，可以用于组织、器官的移植。（6）研究克隆动物和克隆细胞可使人类更深入地了解胚胎发育及衰老过程。（7）用__________做疾病模型，有利于人们追踪研究疾病的发展过程和治疗疾病。5．体细胞核移植技术存在的问题克隆动物存在健康问题，许多还表现出______和遗传缺陷等。答案：一、动物细胞培养动物细胞培养二、1.单个细胞增殖2．胚胎胰蛋白酶原代传代传代（1)初次（2）原代胰蛋白酶（3）细胞株(4）遗传物质细胞系思考：贴壁生长,接触抑制。3．（1）无菌（2）氨基酸血清(3）36.57.2(4）CO24．（1）病毒(3）移植的皮肤（4）有毒物质(5)病理三、1.细胞核卵母克隆动物2．胚胎体高于4．（1)遗传(2）濒危(4）异种（7）克隆动物5．生理1．动物细胞培养过程中胰蛋白酶的作用（1）将动物胚胎或器官剪碎后，用胰蛋白酶分解组织细胞间质中的胶原蛋白，从而使组织分散成单个细胞。（2)细胞在培养瓶中贴壁生长，随着细胞的生长和繁殖，培养瓶中的细胞越来越多,当贴壁生长的细胞分裂生长到表面相互接触时就停止增殖，这种现象叫做接触抑制。需要定期用胰蛋白酶处理,使细胞从瓶壁上脱离下来,传代培养。2．动物细胞培养和植物组织培养的不同动物细胞培养植物组织培养原理利用细胞增殖的特性利用细胞的全能性结果获取大量的细胞或细胞产物获得新植株培养液的成分无机盐、维生素、激素、氨基酸、核苷酸以及血清等物质植物必需的矿质元素、蔗糖、维生素、植物激素和有机添加剂3。动物体细胞核移植与细胞的培养动物细胞的全能性随着动物细胞分化程度的提高而逐渐受到限制，分化潜能逐渐变弱，但是已分化的动物体细胞的细胞核仍具有全能性。但只靠动物的细胞核是不行的,必须提供促进细胞核表达全能性的物质和营养条件，还要保证细胞的完整性，这样去核的卵细胞是最合适的细胞。因为卵细胞体积大、易操作，含有促使细胞核表达全能性的物质和营养条件.通过核移植形成重组细胞,重组细胞必须通过细胞培养形成重组胚胎,然后才能进行胚胎移植,进入代孕母体，发育成成熟胚胎，产出的即是克隆动物，该动物的核基因型与供体体细胞完全相同，该技术是一种无性繁殖技术。4．动物细胞培养中不经过脱分化过程脱分化又称去分化,是指分化的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潜能，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林生产中的作物、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的发育潜能变窄，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。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。5．选用传代10代以内的细胞作为核移植供体细胞的原因培养的动物细胞一般当传代至10～50代时，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，在动物体细胞核移植中，为了保证供体细胞正常的遗传基础，通常采用传代10代以内的细胞。6．克隆动物并非是对体细胞供体动物的100％的复制克隆动物绝大部分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.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、习性的形成与其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，克隆动物也不会是核供体动物100％的复制.题型一动物细胞培养及应用【例1】动物器官的体外培养技术对于研究器官的生理、病理过程及其机制意义重大。下图是一个新生小鼠的肝脏小块培养装置示意图.请回答下列问题。（1）肝脏切成小薄片,这有利于肝脏细胞________。（2）气室中充入5％CO2气体的主要作用是________。(3）培养液中添加抗生素是为了抑制细菌生长，但要注意选择抗生素的________，以保证抗生素对肝脏无害.（4）有机物X有毒性，可诱发染色体断裂.利用上图所示装置和提供的下列材料用具，探究肝脏小块对有机物X是否具有解毒作用。材料用具：肝脏小块，外周血淋巴细胞，淋巴细胞培养液，植物凝集素（刺激淋巴细胞分裂）；显微镜，载玻片,盖玻片，玻璃皿，滴管；吉姆萨染液(使染色体着色），有机物X溶液等。实验过程:①在淋巴细胞培养液中加入植物凝集素培养淋巴细胞,取4等份,备用。②利用甲、乙、丙、丁4组上图所示装置,按下表步骤操作（“√”表示已完成的步骤）.甲乙丙丁步骤一：加入肝脏培养液√√√√步骤二：加入有机物X溶液√√步骤三:放置肝脏小块√上表中还需进行的操作是___________________________________________________。③培养一段时间后，取4组装置中的等量培养液，分别添加到4份备用的淋巴细胞培养液中继续培养。④一段时间后取淋巴细胞分别染色、制片。在显微镜下观察________，并对比分析。若丙组淋巴细胞出现异常,而甲组的淋巴细胞正常，则说明____________________________。解析：（1)把肝脏切成小薄片，有利于肝脏细胞的呼吸代谢，即吸收氧气和营养物质、排出代谢废物。（2）气室中充入5％CO2的作用是形成碳酸来维持培养液适宜的pH。（3）要注意选择抗生素的种类和剂量来抑制细菌生长,否则会影响肝脏细胞.（4）乙组或丁组没有处理，向乙（或丁）组装置中放置肝脏小块作为对照实验，有机物X有毒性,可诱发染色体断裂，所以要观察淋巴细胞的染色体形态和数量是否变化。甲组添加肝脏小块淋巴细胞染色体正常，丙组没有添加出现染色体异常，说明肝脏小块对有机物X具有解毒作用。答案：（1）吸收氧气和营养物质、排出代谢废物（2）维持培养液适宜的pH(3）种类和剂量（4）②向乙（或丁)组装置中放置肝脏小块④染色体形态和数量肝脏小块对有机物X具有解毒作用题型二动物体细胞核移植技术和克隆技术【例2】(2011·北京朝阳期末)下列有关克隆的叙述，错误的是()。A．动物难以克隆的根本原因是基因组中的基因不完整B．细胞克隆可用于从普通细胞系中分离出缺乏特殊基因的突变细胞系C．“多利”绵羊的性状与供核绵羊不完全相同D．克隆动物的核心技术手段是核移植,属于无性生殖解析:动物难以克隆的原因是，动物细胞的全能性会随着动物细胞分化程度的提高而逐渐受到限制，分化潜能逐渐变弱，因而用体细胞克隆的动物实际是通过核移植来实现的.其全能性受到限制的根本原因是基因组中某些基因的表达受限制,而不是基因的不完整。细胞克隆即通过细胞培养获得相同细胞后代的过程，在培养的过程中,可以利用特定的筛选培养基在普通细胞系中分离出特定基因发生突变的细胞。“多利”是通过核移植技术获得的，其绝大多数性状与供核绵羊相同，但部分性状是由细胞质中的基因决定的，并且基因的表达还要受到环境的影响，因而C项正确。核移植过程中没有经过两性生殖细胞的两两结合，因而属于无性生殖.答案：A1．下列不属于动物细胞培养必需条件的是（)。A．无菌、无毒的环境 B．适宜的温度和pHC．O2等气体环境 D．适宜的光照条件2．在动物细胞工程中，其他细胞工程技术的基础的一项技术是（）.A．动物细胞培养技术 B．细胞核移植技术C．动物细胞融合技术 D．生产单克隆抗体的技术3．下列关于动物细胞培养的叙述，正确的是（）。A．动物细胞培养的目的就是获得细胞分泌蛋白B．动物细胞培养前要用胰蛋白酶处理使细胞分散开C．动物细胞培养通常不会出现接触抑制现象D．可以通过细胞培养技术获得完整的动物个体4．（2011·北京石景山期末)下列有关克隆绵羊“多利”的说法,不正确的是(）。A．“多利”的诞生属无性繁殖 B．“多利”的诞生采用了核移植技术C．“多利”的诞生采用了细胞融合技术 D．动物细胞培养是整个技术的基础5．下列有关核移植的说法错误的是（)。A．用核移植得到的动物称为克隆动物 B．核移植的受体细胞最好是受精卵C．核移植可以充分发挥优良种畜的生殖潜力 D．核移植得到的克隆动物属于无性生殖答案:1．D2。A3．B动物细胞培养的目的主要是利用有丝分裂的原理，获得大量具有相同遗传