2016-2017学年高二生物人教版选修3课件：2.2.1 动物细胞培养和核移植技术(共49张PPT)

跟踪练习 广州五校期末 动物细胞培养是动物细胞工程的基础， 1. 2015· 如下图所示，a、b、c表示现代工程技术，①②③表示其结果，请据 图回答，下列说法正确的是( ) A．若a是核移植技术，①反应了 动物细胞也具有全能性 B．若c是胚胎分割技术，③中个 体的基因型和表现型一定相同 C．①②③中作为受体的动物品种 是珍稀的或存量少的雌性动物 D．若b是体外授精技术，则②为良 种家畜快速大量繁殖提供了可能
典例精析 2015· 福建四校期末 关于动物细胞培养的错误叙述是 ( ) A．用于培养的细胞大都取自胚胎或幼龄动物的器官或组织 B．将所取的组织先用胰蛋白酶等进行处理使其分散成单个细胞 C．在培养瓶中要定期用胰蛋白酶使细胞从瓶壁上脱离，制成细 胞悬液 D．动物细胞培养只能传50代左右，所培养的细胞会衰老死亡
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：细胞数目不断增多，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。
5．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。通常需加入血清、血浆等天然成分。 (3)温度和pH：哺乳动物多以36.5± 0.5℃为宜；多数细胞生存的 适宜pH为7.2～7.4。 (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。
【解析】 若a是体细胞核移植技术，则①反应了动物体细胞的 细胞核具有全能性，A错误；胚胎分割技术所得个体的基因型完全相 同，但表现型不一定完全相同，因为表现型还受环境的影响，B错 误；①②③中作为供体的动物品种是珍稀的或存量少的雌性动物，而 受体只要健康和具有良好的繁殖能力即可，不需要是珍稀或存量少的 雌性动物，C错误；若b是体外受精技术，则②为试管动物，这为良 种家畜快速大量繁殖提供了可能，D正确。 【答案】 D
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)。
激趣应用 在对一个大面积烧伤病人进行治疗时必须进行皮肤移植，而病人 自身的健康皮肤非常有限，使用他人皮肤来源不足，而且会产生排异 反应。
2．体细胞核移植的大致过程：
3．体细胞核移植技术的应用： (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。
(6)细胞贴壁(贴壁生长)和接触抑制 ①细胞贴壁：培养液中分散的动物细胞，置于适宜的条件下，能 够分裂，这些细胞贴附在培养瓶壁上，称为细胞贴壁，或贴壁生长。 ②接触抑制：当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞就会 停止分裂增殖的现象。

(7)胰蛋白酶在培养过程中的作用及与原代培养和传代培养的联 系 原代培养和传代培养—般均需对细胞进行胰蛋白酶细胞分散处 理，区分两种“培养”的关键是看用胰蛋白酶处理的对象。 ①第一次：用胰蛋白酶对剪碎的动物组织进行处理，使其分散成 单个细胞后进行培养，即为原代培养。 ②第二次：细胞培养过程中出现接触抑制，用胰蛋白酶使其从瓶 壁上脱离下来，然后，将其分散到多个培养瓶中继续培养，即为传代 培养。
②在细胞水平上，克隆是指由一个单一的细胞分裂所形成的细胞 群体。比如使一个单一细胞在体外的培养液中分裂若干代所形成的一 个遗传背景完全相同的细胞群体即为一个细胞克隆。 ③在个体水平上，克隆是指基因型完全相同的两个或更多的个体 组成的一个群体。
(2)克隆的基本条件 从理论上讲，细胞(主要是包含遗传物质的细胞核)具有发育全能 性是生物克隆的基本条件。另外生物(特别是高等动物)的克隆还需要 能有效调控细胞核发育的细胞质物质、适宜的环境条件等。
【解析】 A．选取胚胎或幼龄动物的器官、组织是因为它们分 裂能力较强；B.动物组织间隙中含有一定量的弹性纤维等蛋白质，易 被胰蛋白酶催化分解，从而使细胞分散，使细胞分离出来；C.当贴壁 生长的细胞分裂生长到表面相互接触时就停止分裂增殖，出现接触抑 制现象，需定期用胰蛋白酶使细胞从瓶壁上脱离下来，配成细胞悬 液；D.动物细胞培育传至50代左右，部分细胞的遗传物质发生改变， 并且带有癌变的特点，能在培养条件下无限制地传代下去，故选D。 【答案】 D
特别提醒 ①对动物细胞进行培养通常要添加血清的原因 血清中含有蛋白质、氨基酸、葡萄糖、激素等，其中蛋白质主要 为白蛋白和球蛋白。氨基酸有多种，是细胞合成蛋白质的基本成分， 其中有些氨基酸动物细胞本身不能合成(称为必需氨基酸)，必须由培 养液提供。血清激素有胰岛素、生长激素等及多种生长因子；血清还 含有多种未知的促细胞生长因子、促贴附因子及其他活性物质，能促 进细胞的生长、增殖和贴附。
知识点二 动物体细胞核移植技术和克隆动物 细解教材 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： 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Ⅱ中期的卵母细胞。 a．选取减Ⅱ中期的卵母细胞的原因：一方面细胞大，易于操 作；卵黄多，营养丰富，为发育提供充足的营养。另一方面此时具备 受精能力，细胞质中含有能刺激融合后重组细胞进行分裂分化并形成 重组胚胎的物质。 b．去核的原因：保证克隆动物的遗传物质最大程度地来自有重 要利用价值的动物。
2．克隆动物： (1)性状与供体并不完全相同的原因： ①克隆动物的细胞质遗传物质来自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)基因型与供体相同：核移植过程中细胞核只来自供体，因此 核遗传物质是对供体核遗传物质的100%复制，其基因型与供体相 同。 (3)克隆是一种无性繁殖方式。用核移植的方法获得的动物为克 隆动物。
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到10～50代，这种传代细胞叫 作细胞株。 (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，这种传代细胞叫作细胞系。
特别提醒 克隆 (1)概念：克隆就是无性繁殖，具体地说，是指从一个共同的祖 先，通过无性繁殖的方法产生出来的一群遗传特性相同的DNA分 子、细胞或个体。如果克隆当动词用，就表示整个无性繁殖的过程。 在生物学领域克隆有3个不同层次的含义。 ①在分子水平上，克隆一般是指DNA克隆(也叫分子克隆)。含义 是将某一特定DNA片段通过重组DNA技术插入到载体(如质粒和病毒 等)中，然后在宿主细胞中进行自我复制所得到的大量完全相同的该 DNA片段的“群体”。
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新情境· 激趣引航
克隆狗
克隆羊“多莉”的诞生在全世界掀起了克隆研究热潮，随后，有 关克隆动物的报道接连不断。1997年3月，即公布“多莉”培育成功 后近1个月的时间里，美国、中国台湾和澳大利亚科学家分别发表了 他们成功克隆猴子、猪和牛的消息。不过，他们都是采用胚胎细胞进 行克隆，其意义不能与“多莉”相比。同年7月，罗斯林研究所和 PPL公司宣布用基因改造过的胎儿成纤维细胞克隆出世界上第一头带 有人类基因的转基因绵羊“波莉”(Polly)。这一成果显示了克隆技术 在培育转基因动物方面的巨大应用价值。
2015· 淄博六中测试 下列对动物核移植技术的描述不正 确的是( ) A．哺乳动物核移植包括胚胎细胞核移植和体细胞核移植，动物 体细胞核移植的难度明显低于胚胎核移植 B．体细胞核移植的过程中可通过显微操作去核法去除卵母细胞 中的核 C．体细胞核移植过程中通常采用MⅡ期卵母细胞作为受体细胞 D．通过体细胞核移植方法生产的克隆动物不是对体细胞动物进 行了100%的复制
1．运用动物细胞培养技术可以解决这一难题吗？如何解决？
提示： 可以。通过培养病人的细胞而构建人造皮肤进行皮肤移植就不会 出现排异反应。
2．要用动物细胞培养技术培养动物的器官进行自体移植，应该 如何操作？
提示： 通常采用定向诱导动物干细胞技术，使其在培养过程中分化成所 需要的组织或器官。
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。
培养液和培养用具杀菌消毒 培养过程加抗生素杀菌 ⑤无菌、无毒的环境 定期更换培养液，以便清除 代谢产物
(2)原理：细胞增殖。 (3)要把动物细胞分散成单个细胞培养的原因 分散成单个细胞后容易培养，细胞所需的营养容易供应，其代谢 废物容易排出。而用大块组织培养时，内部细胞的营养供应和代谢废 物的排出都较困难，因此，这些细胞在体外长时间的生存和生长就较 困难。同时，分散成单个细胞培养，可使得在细胞水平操作的其他技 术得以实现。 (4)选取幼龄动物的组织、器官作为材料的原因 动物细胞培养时，一般选取幼龄动物的组织、器官，其细胞的分 化程度较低，增殖能力强，有丝分裂旺盛，容易培养。
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新课堂· 预习探索
学习目标 1.简述动物细胞培养的过程、条件(重点)。 2.举例说出动物细胞培养的应用。 3.简述通过动物体细胞核移植技术克隆动物的过程。(重、难 点 )。 4.了解体细胞核移植技术的应用前景。