2020学年高中生物 第二章 克隆技术 第三节 动物的克隆学案 浙科版选修3

第三节动物的克隆

1．简述动物细胞、组织培养。(重点) 2.描述细胞系及细胞株的含义。

3．简述动物的克隆培养法。 4.掌握动物细胞核移植的概念和核移植的程序。(难点)

一、动物细胞的培养和克隆形成

1．动物细胞培养

(1)将动物体内的一部分组织取出，经过机械消化或胰酶消化，使其分散成单个的细胞，然后，在人工控制的培养条件下，使这些细胞得以生存并保持生长、分裂乃至接触抑制和有规律的衰老、死亡等生命活动现象。

(2)动物细胞培养的流程：取动物组织块(动物胚胎或幼龄动物的器官或组织)→剪碎→用胰蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入特殊培养液中进行原代培养→贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶处理分散成单个细胞继续传代培养。

2．动物组织培养

动物组织在体外及人工条件下维持生活状态或生长特性。由于细胞的运动、变化和培养物的组织成分发生变化，长期的培养结果最终成了简单的细胞培养。综合细胞培养和组织培养的含义和规律，两者在一定程度上可以看作是同义语，因此可将它们统称为组织培养(组培)。

3．细胞系与细胞株

细胞系泛指可传代的细胞，细胞株是具有特殊性质的细胞系。

1．动物细胞培养中，出现遗传物质改变的细胞被称为什么？

提示：细胞系。

4．克隆培养法

(1)概念：把一个单细胞从群体中分离出来单独培养，使之繁衍成一个新的细胞群体的技术。

(2)细胞克隆的最基本要求：必须肯定所建成的克隆来源于单个细胞。

(3)提高细胞克隆形成率的措施：选择适宜的培养基、添加血清、以滋养细胞支持生长、激素刺激、使用CO2培养箱、调节pH等。

二、细胞的融合技术及其应用

1．细胞融合与细胞杂交

(1)细胞融合

①概念：是指将两个或多个动物细胞融合为一个细胞的现象。 ②原理：细胞膜的流动性。 ③诱导融合的方法 a ．物理方法和化学方法：电激法、聚乙二醇等。

b ．生物方法：灭活的病毒(如仙台病毒)。 (2)细胞杂交

①概念：基因型不同的细胞间的融合就是细胞杂交。

②过程

③应用：由于细胞杂交中染色体容易丢失，利用杂交细胞检测特定染色体丢失与特定基因产物(蛋白质)减少的对应关系可以进行基因定位。

2．单克隆抗体的制备

(1)过程(如图)

⎭

⎪⎬⎪⎫B 淋巴细胞（能产生抗体）骨髓瘤细胞（能无限增殖）――→用灭活的病毒诱导细胞融合并筛选 多种杂种细胞――→细胞培养筛选

能产生专一抗体的且可无限增殖的细胞群。 (2)单克隆抗体的获得⎩

⎪⎨⎪⎧体外培养：从细胞培养液中提取抗体体内培养：从动物腹水中提取抗体 (3)应用

在疾病诊断、治疗与预防方面与常规抗体相比具有特异性强、灵敏度高的特点。单抗可作为特异探针，研究相应抗原蛋白的结构、细胞学分布及其功能。

三、动物的克隆繁殖

1．动物细胞全能性的表现程度

(1)受精卵及其第一次卵裂所得的2个子细胞，都可发育成完整个体。

(2)有的细胞只具有分化出多种组织细胞的潜能，这样的细胞叫做多能细胞。例如多能造血干细胞，可分化为红细胞、白细胞和血小板等。

(3)有的只能分化为一种细胞，如单能造血干细胞。

(4)有的已经分化，不再分化为其他细胞，甚至终生不再分裂，如高度分化的神经细胞。

(5)低等动物细胞的全能性一般比较容易体现。

2．动物难以克隆的根本原因

动物细胞的细胞分化使得细胞发生了基因的差异表达，有的开放，有的关闭，细胞中合成了专一的蛋白质。基因组中基因的活动很不完全，不能像受精卵那样发挥细胞的全能性。

3．动物细胞核移植的概念和程序

(1)概念：所谓核移植，就是利用一个细胞的细胞核(供体核)来取代另一细胞中的细胞核，形成一个重建的“合子”。

(2)程序(以克隆羊多莉为例)

首先，将未受精卵细胞的细胞核吸出。然后，将供体细胞细胞核取出与去核的卵细胞融合，形成重组细胞，促使其发育为早期胚胎，到一定程度时，植入母体子宫中，发育成个体。

2．克隆出来的动物个体和亲本完全一样吗？

提示：不完全一样。要受核基因、质基因和外界环境的影响。

动物细胞的培养

1．动物细胞培养过程中的几个重要概念

(1)细胞贴壁和接触抑制

悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上，称为细胞贴壁。细胞数目不断增多，当贴壁细胞分裂生长到表面相互抑制时，细胞就会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的接触抑制。当细胞癌变后，就失去接触抑制的特点，而无限增殖。

(2)原代培养：原代培养有两种表述：①细胞悬浮液第一次在瓶中培养，没有分瓶之前的细胞培养；②第1代细胞的培养与传10代以内的细胞培养统称为原代培养。两种表述没有本质区别。

(3)传代培养：传代培养同样有两种表述：①细胞悬浮液培养一段时间后，分瓶再进行的细胞培养；②传10代以后的细胞培养，统称为传代培养。

(4)细胞系：原代培养物经首次传代成功即称为细胞系，因此细胞系可泛指一般可传代的细胞。其中能够连续传代的细胞叫做连续细胞系，不能连续培养的称为有限细胞系。

(5)细胞株：通过一定的选择或纯化方法，从原代培养物或细胞系中获得的具有特殊性质的细胞称为细胞株。细胞株一般具有恒定的染色体组型、同功酶类型、病毒敏感性和生化特性等。细胞株是具有特殊性质的细胞系，可以连续多代传代的细胞株称为连续细胞株，可传代次数有限的细胞株称为有限细胞株。

2．动物细胞培养过程图解

动物细胞培养的几个注意点

(1)动物细胞培养的原理是细胞的增殖，其目的是获得细胞株或细胞系，其他动物细胞工程技术均建立在此基础之上。

(2)原代培养的材料一般取自动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织，因为这些器官或组织上的细胞生命力旺盛，分裂能力强。

(3)原代培养中用胰酶分散细胞是因为细胞之间有很多胶原纤维，但由于细胞膜的主要成分之一也是蛋白质，因此处理时间不可太长。把组织细胞分散开制成悬浮液，有利于营养物质的吸收和代谢废物的排出。

如图为动物细胞培养过程中细胞增殖情况的变化曲线，图中B、E两点表示经筛选、分装后继续培养。下列判断错误的是( )

A．B点之前的培养称为原代培养，之后的培养称为传代培养

B．接触抑制现象主要发生在AB段和DE段