专题2 动物细胞工程

2.2  动物细胞工程

一、知识与技能目标

1、掌握动物细胞培养的过程和条件、动物体细胞核移植的过程，并了解它们的前景及存在的问题。

2、知道动物细胞融合的概念、方法及单克隆抗体的制备与应用，并正确理解动物细胞融合的原理。

二、过程与方法目标

1、运用细胞的基础知识，深刻理解这两项技术的原理，并理解这些技术的新进展。

2、结合免疫原理、融合原理以及动物细胞培养，全面理解单克隆抗体的制备过程，利用动物细胞培养技术对杂交瘤细胞进行体外培养和体内培养可生产出专一性强，灵敏性高的抗体。

三、情感与价值观目标

通过对动物细胞培养技术发展史及单克隆抗体具体应用的学习，体验现代生物科技日新月异的发展及与现代医学的联系，坚定自己投入到自然科学发展中的信心。

四、教学过程

植物细胞工程常用的技术手段有哪些？                   、                     

动物细胞工程常用的技术手段：

动物细胞培养、                   、                  、 单克隆抗体 

是其他动物细胞工程技术的基础是                        。

一、动物细胞培养技术

１、概念：动物细胞培养就是从动物机体内取出相关的组织，将它分散成             ，然后，放在适宜的培养基（        培养基）中，让这些细胞        和           。

2、原理：            （通过       增殖）

例1、用于动物细胞培养的组织和细胞大都取自胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织，其主要原因是这样的组织细胞 （　 ）

　A.容易产生各种变异  B．具有更强的全能性   C.取材十分方便 　D．增殖的能力强

4、过程

加培养液

剪碎

取健康动物的组织块

细胞悬浮液

单个细胞

（用           酶或

       酶处理分散成）

装入瓶内

制成

传代培养

原代培养

⑴在进行动物细胞培养时，用          分散细胞，说明细胞间的物质主要是       。

不用胃蛋白酶分散细胞的原因是：动物细胞培养适宜的PH为            ，此环境下胃蛋（2.0）        活性，而胰蛋白酶(7.2-8.4)的活性         。

⑵生长特点（在培养瓶或培养皿中生长）

① 细胞贴壁生长：培养瓶中的悬浮液细胞，紧贴培养瓶内壁才能生长。要求培养瓶或培养皿的内表面             ，易于         。

② 接触抑制：当培养瓶中内壁生长细胞彼此            时，细胞不再

⑶原代培养：将动物组织消化后的        培养称为原代培养

⑷传代培养：将贴满细胞壁的细胞用         酶处理，然后分瓶继续培养，继续增殖，这样的培养过程称为传代培养。

注意：①上述过程中，在第一培养瓶中培养就是原代培养，之后转移到其它培养瓶中培养就是传代培养

②传代培养的细胞一般传至     代就不易传下去了，一般来说细胞传至10～50代增值缓慢甚至停止，部分细胞的      会发生变化（遗传物质未改变）；当继续培养（50代后）有少部分还发生      向    细胞方向发展（遗传物质发生改变）。目前使用或保存的的细胞为         代以内，以保持细胞正常的二倍体核型。

③目前不能用动物培养的方法获得完整的动物个体。（高度分化的动物细胞无全能性，核有全能性）

④动物细胞培养无脱分化过程

5、动物细胞培养条件：

⑴、无菌、无毒的环境（即对培养液和所有培养用具进行         处理）

添加一定量的         ：以防培养过程中的            

定期更换        ：以便清除            ，防止                  对细胞自身造成危害。

⑵、营养（培养基的成分）：           、        、            、            、          、          

⑶、温度和PH

       温度：适宜温度与动物体温相近，哺乳动物多以               为宜, PH：                  

⑷、气体环境：主要是O2和       （95%空气和5% CO2 的混合气体的培养箱中培养）

CO2的主要作用：                                  

培养时通常采用培养皿或松盖培养瓶，置于95%空气和5% CO2 的混合气体的培养箱中培养

6、动物细胞培养技术的应用

大规模培养生产生物制品（如病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体）

动物细胞是基因工程技术中常采用的受体细胞，基因工程也离不开动物细胞的培养。

获得大量自身的皮肤细胞，用于植皮

培养的动物细胞可以用于检测有毒物质，判断某种物质的        

为治疗和预防癌症及其他疾病提供理论依据

例2、植物细胞和动物细胞培养的比较

1、概念           移植

：将动物的一个细胞的       ，移入一个已经去掉细胞核的      中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育成动物个体。用      的方法得到的动物称为克隆动物。

2、体细胞核移植过程（以克隆高产奶牛为例）

取体细胞

电刺激使两细胞融合，供体核进入受体卵母细胞。

去核的卵母细胞

将供体细胞注入

               细胞（次级卵母细胞）

去核

供体细胞培养

高产奶牛（供体）

用物理或化学方法激活受体细胞

生出小牛

将胚胎移入母牛体内

构建重组胚胎

注意：

⑴ 用与核移植的供体细胞一般都选用传代       代以内的细胞

⑵ 用核移植得到的克隆动物不是对体细胞供体动物进行100％的复制

3、体细胞核移植技术的应用前景

⑴.加速家畜改良进程，促进优良畜群繁育

⑵保护濒危动物

⑶转基因克隆动物作为生物反应器，生产医用蛋白

⑷治疗人类疾病，作为移植供体

4、体细胞核移植技术存在的问题

许多克隆动物表现出遗传和生理缺陷，如体型过大，异常肥胖，发育困难，脏器缺陷，免疫失调等。

例3、世界上第一只克隆绵羊“多利”的培育程序如图所示，

请据图回答：

（1）写出图中a、b所指的细胞工程名称：a          ；b          

（2）实施细胞工程a时，所需的受体细胞大多采用动物卵母细

胞的原因是                                         

（3）“多利”面部的毛色是       。请根据遗传学原理说明

判断依据：                                             

（4）继植物组织培养之后，克隆绵羊的培育成功，证明动物

细胞核也具有                。

（5）请试举一例，说明克隆绵羊培育成功的实际意义。

课堂检测

1、在进行动物细胞培养时，通常选用的培养材料是                            （   ）

A、衰老退化的动物组织细胞     B、成熟动物个体的体细胞

C、动物的受精卵细胞           D、动物胚胎或幼龄动物个体的细胞

2、一只羊的卵细胞核被另一只羊的体细胞核置换后，这个卵细胞经过多次，再植入第三只羊的子宫内发育，结果产下一只羊羔。这种克隆技术具有多种用途，但是不能    （   ）

A、有选择地繁殖某一性别的家畜    B、繁殖家畜中的优秀个体

C、用于保存物种                  D、改变物种的基因型

3、下列关于动物细胞培养的叙述中，错误的是                                （   ）

A、用于培养的细胞大多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，制成悬浮液

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、从母羊甲的体细胞中取出细胞核，注入到母羊乙去掉核的卵细胞中，融合后的细胞经卵裂形成早期胚胎，再植入到另一只母羊丙的子宫内，出生小羊的大多数性状            （   ）

A、难以预测          B、像甲          C、像乙          D、像丙

5、下图是动物细胞培养的基本过程示意图。请据此回答：

（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        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，这是培养到第    代，到这时的培养称为    ___________________________    。

（4）为了把B瓶中的细胞分装到C瓶中，用        处理，然后配置成        ，再分装。

（5）在C瓶中正常培养了一段时间后，发现细胞全部死亡，原因是