资源描述
目标导航,预习导引,目标导航,预习导引,一,二,动物细胞工程常用的技术手段有动物细胞培养、动物细胞核移植、动物细胞融合、生产单克隆抗体等,其中动物细胞培养技术是其他动物细胞工程的技术基础。 一、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.过程:取动物组织块(动物胚胎或幼龄动物的器官或组织)剪碎组织用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理组织,使之分散成单个细胞制成细胞悬液放入培养瓶中进行原代培养贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶处理分散成单个细胞分瓶继续传代培养。,目标导航,预习导引,一,二,3.相关概念 (1)原代培养:将组织取出,用胰蛋白酶等处理,分散成单个细胞,然后在细胞悬液中初次培养的过程。 (2)传代培养:把原代培养增殖的细胞定期用胰蛋白酶从瓶壁上脱离下来,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至1050代,这种传代细胞称为细胞株。 (4)细胞系:50代后,有部分细胞的遗传物质发生了改变,并且有癌变的特点,能无限地传代下去,这种传代细胞称为细胞系。,目标导航,预习导引,一,二,4.特点 (1)细胞贴壁:悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上,称为细胞贴壁。 (2)接触抑制:随着细胞数目的不断增多,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,这种现象称为细胞的接触抑制。,目标导航,预习导引,一,二,5.动物细胞培养的条件 (1)无菌、无毒的环境:培养液和所用培养用具进行无菌处理。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。此外,应定期更换培养液,防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害。 (2)营养:合成培养基成分有糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等。在使用合成培养基时,通常需加入血清、血浆等天然成分。 (3)温度和pH:体外培养温度一般与动物体温相近,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%空气加5%CO2的混合气体。O2是细胞代谢所必需的,CO2的主要作用是维持培养液的pH。 6.动物细胞培养技术的应用:如病毒疫苗、制备单克隆抗体、检测有毒物质(根据变异细胞占全部培养细胞的比例来判断该物质的毒性)、培养医学研究的各种细胞(人工皮肤)。,目标导航,预习导引,一,二,二、动物体细胞核移植技术和克隆动物 1.动物核移植:将动物的一个细胞的细胞核,移入一个去核的卵母细胞中,使其重组并发育成一个新的胚胎,最终发育为动物个体。 2.体细胞核移植的过程,目标导航,预习导引,一,二,3.体细胞核移植技术的应用前景 (1)加速家畜遗传改良进程,促进优良畜群繁育;(2)保护濒危物种,增大存活数量;(3)生产珍贵的医用蛋白;(4)作为异种移植的供体;(5)用于组织器官的移植等。 4.体细胞核移植技术存在的问题 体细胞核移植技术的成功率非常低,而且绝大多数克隆动物存在着健康问题,表现出遗传和生理缺陷等。,目标导航,预习导引,一,二,如果体细胞核移植技术发展成熟并运用于人类自身,将会对人类产生什么影响? 提示正面影响:用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等。 负面影响:体细胞核移植技术一旦被人用来克隆人,会引起人类社会伦理混乱。,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,一、动物细胞培养 1.过程解读 (1)原理:细胞增殖。 (2)选材:一般取自幼龄动物的组织或器官,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。,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,2.相关概念的辨析 (1)原代培养和传代培养,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,(2)细胞株与细胞系 细胞株:能够传到1050代的细胞,其遗传物质没有发生改变。 细胞系:当细胞株细胞传到50代以后,有部分细胞的遗传物质发生了改变,能在培养条件下无限制地传代下去,具有癌变的特点。 3.培养条件的分析 (1)添加血清、血浆的作用:血清和血浆中含有多种维持细胞正常代谢和生长的物质,如蛋白质、氨基酸、未知的促生长因子等。细胞培养时,一般需添加10%20%的血清或血浆。 (2)气体环境:CO2调节培养液pH,O2维持细胞有氧呼吸。,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,【例1】 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 解析动物细胞的培养是为了获得更多的动物细胞,不同于植物组织培养,它无法获得完整动物个体。在培养之前要用胰蛋白酶对材料进行处理,使细胞分散开。在培养过程中动物细胞会出现接触抑制现象。 答案B,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,下列关于动物细胞培养及植物组织培养的说法,不正确的是( ) A.选材时,一般都选分裂分化能力强的组织 B.均在离体、无菌、无毒条件下进行 C.都能体现细胞的全能性,其原理相同 D.培养基成分的差异是动物细胞培养的培养基中含血清等天然成分,植物组织培养的培养基中含细胞分裂素、生长素两种植物激素 解析动物细胞培养的目的是经细胞生长分裂,得到细胞株或细胞系,没有激发细胞全能性。 答案C,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,动物细胞培养和植物组织培养的比较,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,二、动物体细胞核移植技术和克隆动物 1.过程分析,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,2.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。 3.供体和受体的选择 (1)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。 (2)受体:去核的减中期的卵母细胞。,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,【例2】 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)。,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,(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 。,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,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。 答案(1)酶具有专一性 (2)细胞核 (3)使犊牛的性状主要由供体细胞核决定,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,下列关于动物体细胞核移植技术和克隆动物的叙述,正确的是( ) A.目前在实验中,科学家可以用类似植物组织培养的方法获得完整的动物个体 B.作为受体细胞的卵母细胞需体外培养至减数第二次分裂中期 C.用于核移植的供体细胞一般都选用传代50代以内的细胞 D.用体细胞核移植方法生产的克隆动物,其核基因发生改变,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,解析与植物细胞相比,动物细胞的全能性随分化程度的提高而逐渐受到限制,目前,还不能用类似植物组织培养的方法克隆动物,动物体细胞获得的动物,实际是通过核移植实现的;用于核移植的供体细胞一般都选10代以内的细胞,因为10代至50代左右时,部分细胞核型可能改变。核移植生产的动物基因型取决于供体动物的基因型,因此未改变。 答案B,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,(1)克隆属于无性繁殖,产生新个体的性别、绝大多数性状与供核亲本一致。 (2)核移植技术获得的动物与供核动物性状不完全相同的原因:克隆动物绝大部分DNA来自于供体细胞核,但其核外线粒体中的DNA是来自于受体卵母细胞;性状是基因与环境共同作用的结果,供核动物生活的环境与克隆动物所生活的环境不会完全相同,其性状也不可能和供核动物完全相同;在个体发育过程中有可能发生基因突变,产生供核动物没有的性状。,1.动物细胞培养的理解误区 (1)动物细胞培养中两次使用胰蛋白酶的作用不同:第一次用胰蛋白酶处理剪碎的组织使之分散成单个细胞,第二次使贴壁细胞从瓶壁上脱落下来。(2)不是所有的动物细胞增殖过程中都存在接触抑制。例如,癌细胞增殖时不存在接触抑制,所以在培养瓶中可以形成多层细胞。,【例1】 下列关于动物细胞培养的叙述,不正确的是 ( ) A.培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成一层细胞 B.克隆培养法培养过程中多数细胞的基因型不会发生改变 C.细胞培养过程中需要的CO2主要作用是刺激细胞的呼吸 D.恶性瘤细胞培养过程中通常不会出现细胞贴壁 解析具有接触抑制的细胞一旦接触后就会停止增殖,因此培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成一层细胞,A项正确;克隆培养法培养过程中多数细胞的基因型不会发生改变,B项正确;细胞培养过程中需要的CO2主要作用是维持培养液的pH,C项错误;恶性瘤细胞培养过程中无接触抑制,通常不会出现细胞贴壁,D项正确。 答案C,2.有性生殖与无性生殖的判断方法 (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或有性配子直接发育成个体的生殖方式。无性生殖是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:组织培养中培养的不是体细胞而是有性配子或合子时才属于有性生殖。植物组织培养、植物体细胞杂交和动物细胞核移植都属于无性生殖。,【例2】 关于现代生物技术相关知识的叙述,下列正确的是( ) A.动物细胞培养与植物组织培养过程均需使用胰蛋白酶处理 B.试管苗、试管牛和克隆羊都属于无性生殖且能保持母本性状 C.用DNA连接酶将一个目的基因和质粒连接形成重组DNA分子 D.将玉米花粉和水稻花粉进行细胞杂交,获得的植株为二倍体,且可育,解析动物细胞培养需使用胰蛋白酶处理形成单个细胞,植物组织培养不需使用胰蛋白酶处理,A项错误;试管牛是通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精,并通过培养发育为早期胚胎后,再经移植后产生的牛,属于有性生殖的产物,B项错误;将一个目的基因和质粒连接形成重组DNA分子需使用DNA连接酶,C项正确;将玉米花粉和水稻花粉进行细胞杂交,获得的植株为二倍体,但由于不存在同源染色体,所以不可育,D项错误。 答案C,
展开阅读全文