专题2 2.2 动物细胞工程 2.2.1 动物细胞培养和核移植技术

课件37张PPT。理解教材新知专
题
22.2把握热点考向应用创新演练知识点一知识点二考向一考向二2.2.1 1．动物细胞培养的原理是细胞增殖。
2．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．动物细胞的培养分为原代培养和传代培
养。
4．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。
5．动物细胞核移植的原理是动物细胞核的全能性。
6．哺乳动物核移植可以分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植。
7．在动物细胞培养中CO2的作用是维持培养液的pH。 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2．过程3．条件微量元素动物血清、血浆 4．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 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生理、病理、药理 1．根据动物细胞培养的过程，思考下列问题：
(1)为什么幼龄动物组织比老龄动物组织更易培养？培养前为什么要将动物组织分散成单个细胞？
(2)动物细胞培养中两次使用胰蛋白酶作用的对象有何不同？
(3)如何区分原代培养和传代培养？如何界定细胞株和细胞系？
提示：(1)幼龄动物组织代谢旺盛；分散后能与培养液充分接触，更易进行物质交换。 (2)第一次是将组织分散成单个细胞，第二次是将贴满瓶壁的细胞分散成单个细胞。
(3)①原代培养：大约1～10代；传代培养：10代以后。
②细胞株：10～50代细胞；细胞系：50代以后的细胞。
2．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，能促进细胞的生长、增殖和贴附。 [跟随名师·解疑难]
1．动物细胞培养过程分析
(1)过程： (2)贴壁生长现象及接触抑制现象：
①贴壁生长：动物细胞在液体培养基中悬浮生长一段时间之后，大部分细胞会贴附在培养瓶壁上生长。 ②接触抑制：细胞进行有丝分裂，数目增加到表面相互接触时，停止分裂增殖，出现接触抑制现象。
(3)原代培养和传代培养：
①原代培养：动物组织消化后的初次培养。
②传代培养：原代培养过程中，贴满瓶壁的细胞需要重新用胰蛋白酶等处理，然后分瓶培养，让细胞继续增殖。
(4)细胞株和细胞系：
①细胞株：传代培养的细胞能传到10～50代，这样的传代细胞称为细胞株。
②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 [特别提醒]
(1)植物组织培养的结果是新的植株或组织，而动物细胞培养的目的是为了获得细胞或细胞产物，不是获取完整个体，其过程不能体现细胞全能性。
(2)动物细胞培养用的是液体培养基，特别添加一定量的动物血清或血浆，可以为细胞提供营养物质和生长因子。[自读教材·夯基础]
1．原理
具有全能性。
2．过程 动物细胞核 3．应用
(1)加速家畜 改良进程，促进优良畜群繁育。
(2)增加濒危动物数量，保护 物种。
(3)生产医用蛋白。
(4)作为 移植的供体。
(5)用于组织器官的移植。
4．存在问题
(1)体细胞核移植技术的 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。遗传濒危异种成功率生理安全性 1．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。
2．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。 3．结合动物细胞核移植的过程，分析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。[跟随名师·解疑难]
1．核移植过程分析 (1)为了确保核移植形成的克隆动物的遗传物质全部来自于有优良性状的动物提供的体细胞，在供体细胞的细胞核移植到受体细胞内之前，必须将受体细胞的遗传物质去掉或将其破坏掉。 (2)细胞融合的原理是细胞膜具有一定的流动性。而克隆动物的形成则利用了动物细胞核的全能性。
(3)细胞融合后构建重组胚胎，并移植到代孕母体内获得克隆动物，需要胚胎工程技术的支持。
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：
①克隆动物的细胞质遗传物质来自于受体卵母细胞的细胞质。
②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。
[特别提醒]
(1)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)哺乳动物细胞核移植可分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植。胚胎细胞核移植较易成功，体细胞核移植较难成功。 [例1]　如图是动物细胞培养的基本过程示意图。请据图回答： (1)容器A中放置的是动物器官或组织，它一般取自 。
(2)容器A中的动物器官或组织首先要进行的处理是__________，然后用胰蛋白酶处理，这是为了使细胞分
散开来，这样做的目的是_________________________。 (3)培养首先在B瓶中进行，瓶中的培养基成分有________等。在此瓶中培养一段时间后，有许多细胞衰老死亡，这时的培养称为________。
(4)为了把B瓶中的细胞分装到C瓶中，用__________处理，然后配制成______________再分装。[思路点拨] [精讲精析]　(1)动物细胞培养一般取材于动物胚胎或幼龄动物的器官或组织，因为这部分细胞的分裂能力强。(2)在进行培养时应尽量使细胞分散，便于与培养液充分接触，进行物质交换；使其分散需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理。(3)动物细胞培养过程中应尽量使培养基成分与体内的环境基本相同，所以需要添加糖、氨基酸、无机盐、动物血清等。培养的过程分为原代培养和传代培养两个大阶段，分瓶之前的培养称为原代培养。(4)当细胞数目较多时，需要用胰蛋白酶处理，使细胞分散，从玻璃瓶壁上脱离下来，配制成细胞悬液继续培养。
[答案]　(1)胚胎或幼龄动物的器官或组织
(2)剪碎　使细胞与培养液充分接触
(3)糖、氨基酸、无机盐和动物血清　原代培养
(4)胰蛋白酶　细胞悬液 (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。在动物细胞培养过程中，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10～50代左右时，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 [例2]　下图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①所示的结构名称是________。
(2)图中③④所示的生物技术名称分别是________、________。 (3)过程③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④通常用②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______，该种基因治疗所属类型为________。
[思路点拨] [精讲精析]　(1)①是从供体(患者)体细胞分离出的细胞核。
(2)③表示核移植技术，④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。 [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 (1)细胞核移植技术中，注入去核卵母细胞中的也可以是整个细胞。
(2)该技术形成重组细胞发育成一个新个体，体现了细胞核的全能性而非动物细胞的全能性。
(3)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。点此进入