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22 动物细胞工程 22.1 动物细胞培养和核移植技术,专题2 细胞工程,学习导航,专题2 细胞工程,一、动物细胞工程 1常用的技术手段：动物细胞培养、动物细胞核移植、_、生产_等。 2基础：_技术。,动物细胞融合,单克隆抗体,动物细胞培养,二、动物细胞培养 1概念：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_和_。,单个细胞,生长,增殖,胰蛋白酶,细胞悬液,3相关概念 (1)细胞贴壁：细胞悬液中分散的细胞贴附在瓶壁上。 (2)细胞的接触抑制：当贴壁细胞分裂生长到_时，细胞停止分裂增殖的现象。 (3)原代培养：指动物组织消化后的_。 (4)传代培养：贴壁的细胞，出现_后，需要重新用_来处理，然后分瓶继续培养，让细胞继续增殖的培养过程。,表面相互接触,初次培养,接触抑制,胰蛋白酶,培养液,微量元素,氨基酸,血清、血浆,36.50.5 ,7.27.4,细胞代谢,5应用 (1)生产生物制品：如_疫苗、干扰素、 _等。 (2)应用于基因工程：动物细胞是基因工程技术中常用的_，离不开动物细胞培养。 (3)检测_，判断某种物质的毒性。 (4)用于生理、病理、药理等方面的研究,如筛选抗癌药物等。,病毒,单克隆抗体,受体细胞,有毒物质,三、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：_。 (2)受体：_。 (3)结果：形成重组胚胎，发育成_。,动物一个细胞的细胞核,去掉细胞核的卵母细胞,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，促进优良畜群繁育。 (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。 5体细胞核移植技术存在的问题 (1)成功率非常低。 (2)绝大多数克隆动物存在健康问题。 (3)对克隆动物食品的_问题存在争议。,遗传改良,存活数量,生物反应器,异种移植,安全性,1判一判 (1)动物细胞培养体现了动物细胞的全能性( ) (2)动物细胞在培养的过程中一些细胞会发生遗传物质的变化 ( ) (3)在动物细胞的培养过程中，培养液中可以不加入血清和血浆等物质( ) (4)动物体细胞核移植的受体细胞是卵细胞( ),2连一连 将下列动物细胞培养的应用与相应实例连线,动物细胞培养,1动物细胞培养过程解读,(1)原理：细胞增殖。 (2)选材：一般取自幼龄动物的器官或组织，因为这些组织或器官的生命力旺盛，分裂能力强。 (3)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。 保证细胞内有害代谢产物的及时排出。,2两组概念划分 (1)划分原代培养和传代培养的界线是以分瓶为界，即配制细胞悬液后转入培养液中的第一次培养为原代培养，分瓶后的培养(无论分瓶多少次)均为传代培养。 (2)划分细胞株和细胞系以培养到50代为界，50代以前为细胞株；50代以后部分细胞遗传物质改变，具有癌变特点，能无限传代下去，称为细胞系。,3植物组织培养与动物细胞培养的异同,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,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,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 动、植物细胞全能性的差异 动物细胞培养时没有脱分化，也就没有再分化过程，原因是动物细胞高度分化后发育潜能变窄，失去了发育成完整个体的能力；而植物细胞组织培养能获得个体。,(2013高考大纲全国卷改编)关于动物细胞培养和植物组织培养的叙述，错误的是( ) A动物细胞培养和植物组织培养所用培养基不同 B动物细胞培养和植物组织培养过程中都要用到胰蛋白酶 C烟草叶片离体培养能产生新个体，小鼠瘤细胞可离体培养增殖 D动物细胞培养可用于检测有毒物质，茎尖培养可用于植物脱除病毒,B,解析 动物细胞培养的培养基中需加入动物血清，植物组织培养的培养基中需加入植物激素等，A项正确。动物细胞培养需利用胰蛋白酶将动物组织分散成单个细胞再进行培养,植物组织培养中不需要将细胞分离，B项错误。叶片细胞高度分化，但仍具有全能性，可以通过植物组织培养形成新个体；小鼠瘤细胞能够不断分裂增殖，C项正确。有毒物质会影响细胞正常的生命活动，故可根据细胞在培养过程中生命活动的变化情况检测有毒物质；植物茎尖细胞分裂较快，细胞中几乎无病毒,故可用茎尖通过植物组织培养形成脱毒苗，D项正确。,(2014南京高二检测)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。下列有关说法正确的是( ) A在利用两种肝组织块制备肝细胞悬液时，可用胃蛋白酶处理 B细胞培养应在CO2培养箱中进行，CO2的作用是作为细胞代谢原料 C取甲细胞进行培养，传至10代50代就会完全停止 D乙细胞在原代培养过程中，最终会出现停止增殖的现象,D,解析：A错，胃蛋白酶的最适pH大约为2，这一环境下细胞往往会受到破坏，不利于培养，所以一般用胰蛋白酶而不用胃蛋白酶处理细胞；B错，培养液中CO2的作用是调节培养液的pH；C错，肝肿瘤细胞可以无限增殖；D对，正常肝细胞在原代培养过程中会出现接触抑制现象，停止增殖。,动物体细胞核移植技术和克隆动物,1过程分析,(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。 受体选择去核的减中期的卵母细胞。 原因：卵母细胞的体积大，易操作，细胞质中含有促使细胞核表达全能性的物质和营养条件。,2克隆动物的特点 (1)克隆动物的性状与核供体生物的性状基本相同，但不是完全相同，因为：克隆动物的细胞质遗传物质来自于受体卵母细胞;生物的性状不仅与遗传物质有关,还受环境影响。 (2)核基因是供体核基因的100%的复制。 (3)克隆动物是一种无性繁殖方式。 特别提醒 核移植的供体细胞的选择 核移植时，一般不选择生殖细胞作为供核细胞，原因是生殖细胞与正常细胞相比，遗传物质减半，自然状态下单倍体动物都很少，克隆动物成功率会更低。,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_酶处理，不能用纤维素酶与果胶酶的原因是_。 (2)转基因奶牛的克隆成功，说明动物细胞的_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_。,胰蛋白,酶具有专一性,细胞核,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_。 (5)体细胞核移植技术得到的克隆牛从生殖方式上看属于_(选填“有性生殖”或“无性生殖”)。,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,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。,(1)图中生长激素基因与运载体结合后通常采用什么方法导入奶牛体细胞？ (2)图中重组细胞与重组目的基因的“层次”是否一样？ 提示：(1)显微注射法。 (2)不一样，重组细胞属于细胞水平，而重组目的基因属于分子水平。,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。植物体细胞杂交和动物细胞核移植都属于无性生殖。,(2014南京高二期中)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 解析:由于核基因来自体细胞,所以不会改变动物的基因型。,D,
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