細(xì)胞工程4

1、專題2　細(xì)胞工程第2節(jié)　動(dòng)物細(xì)胞工程第1課時(shí)　動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)和核移植技術(shù),欄目鏈接,一、動(dòng)物細(xì)胞工程,動(dòng)物細(xì)胞工程常用的技術(shù)手段有________________、動(dòng)物細(xì)胞核移植、______________、生產(chǎn)______________等，其中________________技術(shù)是基礎(chǔ)。,動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng),動(dòng)物細(xì)胞融合,單克隆抗體,動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng),欄目鏈接,二、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng),1．概念：從動(dòng)物機(jī)體中取出相關(guān)的組織，將它分散成______

2、____，然后，放在適宜的培養(yǎng)基中，讓這些細(xì)胞________和________。2．過程。取動(dòng)物組織塊,單個(gè)細(xì)胞,生長(zhǎng),繁殖,欄目鏈接,分散組織細(xì)胞：________和用______________或____________處理一段時(shí)間　　 配制細(xì)胞懸浮液　　 原代培養(yǎng)：具有______生長(zhǎng)和______抑制的特點(diǎn),剪碎,胰蛋白酶,膠原蛋白酶,貼壁,接觸,欄目鏈接,胰蛋白酶,細(xì)胞核型,緩慢,細(xì)胞核型,欄目鏈接,3．條件

3、。(1)無菌、無毒的環(huán)境：對(duì)________和所有__________進(jìn)行無菌處理。(2)營養(yǎng)：合成培養(yǎng)基中要有糖、____________、____________、無機(jī)鹽、____________等，通常需加入________、血漿等。(3)溫度和pH。①適宜溫度：________±0.5 ℃。②適宜pH：__________。,培養(yǎng)液,培養(yǎng)用具,氨基酸,促生長(zhǎng)因子,微量元素,血清,36.5,7.2～7.4,欄目

4、鏈接,(4)氣體環(huán)境：主要是________和________，O2是____________所必需的，CO2主要維持____________。4．應(yīng)用。(1)生產(chǎn)生物制品：如________疫苗、干擾素、____________等。(2)應(yīng)用于基因工程：當(dāng)____________是基因工程技術(shù)中的受體細(xì)胞時(shí)，則離不開動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)。,O2,CO2,細(xì)胞代謝,培養(yǎng)液的pH,病毒,單克隆抗體,動(dòng)物細(xì)胞,欄目鏈接,(3)檢測(cè)______

5、__，判斷某種物質(zhì)的________。(4)用于生理、病理、藥理等方面的研究，如篩選抗癌藥物等。,有毒物質(zhì),毒性,欄目鏈接,三、動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動(dòng)物,1．動(dòng)物核移植：是將動(dòng)物的一個(gè)細(xì)胞的__________，移入一個(gè)去核的________細(xì)胞中，使其重組發(fā)育成一個(gè)新的胚胎，這個(gè)胚胎最終成為動(dòng)物個(gè)體。又分為________細(xì)胞核移植(易)和________細(xì)胞核移植(難)。2．下圖所示為體細(xì)胞核移植的過程(以多利羊產(chǎn)生為例)

6、。,細(xì)胞核,卵母,胚胎,體,欄目鏈接,,欄目鏈接,3．應(yīng)用前景。(1)在畜牧生產(chǎn)中：可以加速家畜遺傳改良進(jìn)程，促進(jìn)________________。(2)在保護(hù)瀕危物種方面：可增加這些動(dòng)物的__________。(3)在醫(yī)藥衛(wèi)生方面：轉(zhuǎn)基因克隆動(dòng)物可以作為______________生產(chǎn)珍貴的醫(yī)用蛋白。(4)在治療人類疾病方面：轉(zhuǎn)基因克隆動(dòng)物細(xì)胞、組織和器官可以作為__________的供體。,優(yōu)良畜群繁育,存活數(shù)量,生物反應(yīng)器

7、,異種移植,欄目鏈接,(5)人的核移植胚胎干細(xì)胞經(jīng)誘導(dǎo)分化，形成相應(yīng)組織、器官后，可以用于__________________。(6)研究胚胎發(fā)育及衰老過程，追蹤研究疾病的發(fā)展過程和治療疾病。4．存在問題。(1)__________低。(2)絕大多數(shù)克隆動(dòng)物還存在____________。(3)克隆動(dòng)物食品的__________存在爭(zhēng)議。,組織器官的移植,成功率,健康問題,安全性,欄目鏈接,欄目鏈接,知識(shí)點(diǎn)1 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng),

8、1．概念：動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)就是從動(dòng)物機(jī)體中取出相關(guān)的組織，將它分散成單個(gè)細(xì)胞，然后放在適宜的培養(yǎng)基中，讓這些細(xì)胞生長(zhǎng)和增殖。2．過程。,,欄目鏈接,(1)取材：培養(yǎng)的動(dòng)物細(xì)胞大部分取自動(dòng)物胚胎或出生不久的幼齡動(dòng)物的器官或組織，是因?yàn)檫@些組織或器官上的細(xì)胞生命力旺盛，分裂能力強(qiáng)。(2)細(xì)胞貼壁和接觸抑制：將細(xì)胞懸浮液置于適宜環(huán)境條件的培養(yǎng)瓶中培養(yǎng)，懸浮液中分散的細(xì)胞很快就貼附在瓶壁上，稱為細(xì)胞貼壁。當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長(zhǎng)到表面相互接觸時(shí)，細(xì)胞

9、就會(huì)停止分裂增殖，這種現(xiàn)象稱為細(xì)胞的接觸抑制。,欄目鏈接,(3)原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)。通常將動(dòng)物組織被胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理以后的細(xì)胞的初次培養(yǎng)，稱為原代培養(yǎng)。貼滿瓶壁的細(xì)胞需要重新用胰蛋白酶等處理，然后分瓶繼續(xù)培養(yǎng)，讓細(xì)胞繼續(xù)增殖，這種培養(yǎng)即為傳代培養(yǎng)。一般也這樣認(rèn)為：10代以內(nèi)的細(xì)胞培養(yǎng)是原代培養(yǎng)，10代以后的細(xì)胞培養(yǎng)的傳代培養(yǎng)(如下圖所示)。,欄目鏈接,欄目鏈接,3．條件。(1)無菌、無毒的環(huán)境；對(duì)培養(yǎng)液和所有培養(yǎng)用具進(jìn)行無菌

10、處理；在細(xì)胞培養(yǎng)液中添加一定量的抗生素，以防培養(yǎng)過程中的污染；定期更換培養(yǎng)液，以便清除代謝產(chǎn)物，防止細(xì)胞代謝產(chǎn)物積累對(duì)細(xì)胞自身造成危害。(2)營養(yǎng)物質(zhì)：需要糖、氨基酸、促生長(zhǎng)因子、無機(jī)鹽、微量元素等，通常需加入血清、血漿等一些天然成分。(3)溫度和pH：細(xì)胞體外培養(yǎng)的適宜溫度一般與動(dòng)物的體溫相近，多數(shù)細(xì)胞生存的適宜pH值為7.2～7.4。,欄目鏈接,(4)氣體環(huán)境：主要有O2和CO2。O2是細(xì)胞代謝所必需的。CO2的主要作用是維持培

11、養(yǎng)液的pH。4．應(yīng)用。(1)可用于生產(chǎn)蛋白質(zhì)生物制品，如病毒疫苗、干擾素、單克隆抗體等。(2)基因工程中受體細(xì)胞的培養(yǎng)。(3)檢測(cè)有毒物質(zhì)，判斷某種物質(zhì)的毒性。(4)為燒傷病人植皮，用于生理、病理、藥理等方面的科學(xué)研究等。,欄目鏈接,5．植物組織培養(yǎng)和動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的比較。,欄目鏈接,例1 回答下列有關(guān)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的問題。(1)在動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過程中。當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長(zhǎng)到細(xì)胞表面____________時(shí)，細(xì)胞會(huì)停止分裂增殖，這

12、種現(xiàn)象稱為細(xì)胞的____________。此時(shí)，瓶壁上形成的細(xì)胞層數(shù)是________。要使貼壁的細(xì)胞從瓶壁上分離下來，需要用酶處理，可用的酶是__________。,欄目鏈接,(2)隨著細(xì)胞傳代次數(shù)的增多，絕大部分細(xì)胞分裂停止，進(jìn)而出現(xiàn)________________現(xiàn)象；但極少數(shù)細(xì)胞可以連續(xù)增殖，其中有些細(xì)胞會(huì)因遺傳物質(zhì)發(fā)生改變而變成________細(xì)胞，該種細(xì)胞的黏著性________，細(xì)胞膜表面蛋白質(zhì)(糖蛋白)的量_______

13、_。(3)現(xiàn)用某種大分子染料，對(duì)細(xì)胞進(jìn)行染色時(shí)，觀察到死細(xì)胞被染色，而活細(xì)胞不染色，原因是________________________________________________________________________。,欄目鏈接,(4)檢查某種毒物是否能改變細(xì)胞染色體的數(shù)目，最好選用細(xì)胞分裂到________期的細(xì)胞用顯微鏡進(jìn)行觀察。(5)在細(xì)胞培養(yǎng)過程中，通常在________條件下保存細(xì)胞。因?yàn)樵谶@種條件下，

14、細(xì)胞中________的活性降低，細(xì)胞__________的速率降低。(6)給患者移植經(jīng)細(xì)胞培養(yǎng)形成的皮膚組織后，發(fā)生了排斥現(xiàn)象，這是因?yàn)闄C(jī)體把移植的皮膚組織當(dāng)作________進(jìn)行攻擊。,欄目鏈接,解析：在動(dòng)物細(xì)胞的培養(yǎng)過程中，細(xì)胞因相互接觸而出現(xiàn)接觸抑制并具有貼壁現(xiàn)象，可用胰蛋白酶將貼壁細(xì)胞分離下來。隨著細(xì)胞培養(yǎng)傳代次數(shù)的增多，大多數(shù)細(xì)胞失去分裂能力而衰老死亡，只有少數(shù)細(xì)胞仍具有分裂能力，這部分細(xì)胞具有癌細(xì)胞的特征，其細(xì)胞膜上的糖

15、蛋白減少，細(xì)胞的黏著性下降。細(xì)胞膜具有選擇透過性，故染料分子不能使活細(xì)胞著色。溫度能影響細(xì)胞內(nèi)酶的活性而影響細(xì)胞的新陳代謝，故可低溫保存培養(yǎng)的細(xì)胞。,欄目鏈接,答案：(1)相互接觸　接觸抑制　單層(或一層)　胰蛋白酶　(2)衰老甚至死亡　不死性　降低　減少　(3)由于活細(xì)胞的膜具有選擇透過性，大分子染料不能進(jìn)入活細(xì)胞內(nèi)，故活細(xì)胞不能著色(或由于死細(xì)胞的膜喪失了選擇透過性，大分子染料能夠進(jìn)入死細(xì)胞內(nèi)而著色)　(4)中　(5)冷凍(或超低溫

16、、液氮)　酶　新陳代謝　(6)抗原,欄目鏈接,名師點(diǎn)睛：(1)分散動(dòng)物細(xì)胞用胰蛋白酶或膠原蛋白酶(不可用胃蛋白酶)，分離植物細(xì)胞用95%酒精與15%鹽酸的混合液(1∶1)。(2)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)要加血清，而植物組織培養(yǎng)要加生長(zhǎng)素、細(xì)胞分裂素等植物激素。,欄目鏈接,知識(shí)點(diǎn)2 動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動(dòng)物,1．動(dòng)物核移植的概念：就是將動(dòng)物的一個(gè)細(xì)胞的細(xì)胞核，移入一個(gè)已經(jīng)去掉細(xì)胞核的卵母細(xì)胞中，使其重組并發(fā)育成一個(gè)新的胚胎，這個(gè)新的胚胎最

17、終發(fā)育為動(dòng)物個(gè)體。2．動(dòng)物體細(xì)胞核移植的原理：動(dòng)物細(xì)胞核具有全能性。,欄目鏈接,,3．動(dòng)物體細(xì)胞核移植的過程(如下圖所示)：,,欄目鏈接,,4．動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用及面臨問題。(1)畜牧生產(chǎn)方面：利用體細(xì)胞克隆技術(shù)可以加速家畜遺傳改良進(jìn)程，促進(jìn)優(yōu)良畜群繁育。(2)保護(hù)瀕危物種：可望通過利用體細(xì)胞核移植技術(shù)增加這些動(dòng)物的存活數(shù)量。(3)醫(yī)藥衛(wèi)生方面：轉(zhuǎn)基因克隆動(dòng)物可以作為生物反應(yīng)器，生產(chǎn)許多珍貴的醫(yī)用蛋白；在治療人類疾病時(shí)，

18、可作為異種移植的供體(如下圖所示)：,,欄目鏈接,,,,欄目鏈接,,(4)研究克隆動(dòng)物使人類更好地了解胚胎發(fā)育及衰老過程；更好地追蹤研究疾病的發(fā)展過程和治療疾病。(5)克隆面臨的問題如何解決，利用“克隆人”作器官供體合不合乎人道、是否合法、經(jīng)濟(jì)是否合算，克隆人與被克隆人實(shí)質(zhì)是存在年齡差的同胞胎，如何應(yīng)付這種倫理關(guān)系等等。面對(duì)難以預(yù)料的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、倫理、道德后果，需要相應(yīng)的約束機(jī)制以保證克隆技術(shù)為人類服務(wù)。,,欄目鏈接,例2 現(xiàn)有A和B

19、兩個(gè)肉牛品種，A品種牛的細(xì)胞組成可表示為A細(xì)胞核、A細(xì)胞質(zhì)，B品種牛則為B細(xì)胞核、B細(xì)胞質(zhì)。(1)如果要獲得一頭克隆牛，使其細(xì)胞由A細(xì)胞核和B細(xì)胞質(zhì)組成，基本步驟是，從A品種牛體內(nèi)取出體細(xì)胞，進(jìn)行體外培養(yǎng)，然后再從培養(yǎng)細(xì)胞中取出__________注入B品種牛的________卵母細(xì)胞，經(jīng)過某些刺激和培養(yǎng)后，可形成胚胎，該胚胎被稱為__________，將該胚胎移入代孕母牛的________中，通過培育可達(dá)到目的。,,欄目鏈接,(2)

20、上述過程中運(yùn)用了動(dòng)物細(xì)胞工程的哪些技術(shù)？__________________________________________。(3)克隆牛的產(chǎn)生說明________________具有全能性。由A、B兩品種雜交得到的牛與克隆牛相比，雜交牛細(xì)胞核的遺傳物質(zhì)來自________個(gè)親本，細(xì)胞質(zhì)來自________性親本，克隆牛和雜交牛的遺傳物質(zhì)組成________(“相同”，“不同”)。(4)請(qǐng)舉一例說明克隆牛培育成功的實(shí)際意義。__

21、_____________________________________。,欄目鏈接,解析：動(dòng)物的克隆所用的方法是核移植，也就是把動(dòng)物體細(xì)胞的細(xì)胞核移入去核的卵母細(xì)胞中，然后經(jīng)過某些刺激和培養(yǎng)后可形成重組胚胎，再移入代孕動(dòng)物的子宮中繼續(xù)發(fā)育，從而獲得克隆個(gè)體?？寺?dòng)物的成功說明了動(dòng)物體細(xì)胞核具有全能性，克隆動(dòng)物的遺傳特性與提供細(xì)胞核的個(gè)體基本一致。在體細(xì)胞克隆動(dòng)物中不僅用到了核移植，還用到了動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)。答案：(1)細(xì)胞核　去核　重

22、組胚胎　子宮　(2)動(dòng)物細(xì)胞核移植和動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)　(3)動(dòng)物體細(xì)胞核　兩　雌　不同　(4)保存瀕危物種，繁育優(yōu)良品種，醫(yī)學(xué)上克隆器官等,欄目鏈接,名師點(diǎn)睛：(1)核移植一般選擇去核的卵母細(xì)胞，因?yàn)槁涯讣?xì)胞體積大，易操作，含有促使細(xì)胞核全能性表達(dá)的物質(zhì)和營養(yǎng)條件。(2)核移植時(shí)，一般先用電刺激使供受體細(xì)胞融合，再用物理或化學(xué)方法激活受體細(xì)胞，使其完成細(xì)胞分裂和發(fā)育進(jìn)程。(3)在核移植時(shí)，一般不選擇生殖細(xì)胞作為供核細(xì)胞，因?yàn)樯臣?xì)胞與正