1、专题专题 细胞工程细胞工程 动物细胞工程 一、动物细胞工程一、动物细胞工程 1. 动物细胞培养动物细胞培养 (1)概念：从动物机体中取出相关的组织，将它分散成概念：从动物机体中取出相关的组织，将它分散成 _细胞，然后放在适宜的培养基中，让这些细胞生细胞，然后放在适宜的培养基中，让这些细胞生 长和增殖。长和增殖。 (2)过程：动物胚胎或幼龄动物的器官过程：动物胚胎或幼龄动物的器官 细胞悬浮液细胞悬浮液 原代培养原代培养传代培养传代培养细胞群。细胞群。 单个单个 剪碎 胰蛋白酶 无菌无菌 动物血清动物血清 (4)应用：利用动物细胞培养技术可生产疫苗、干扰素、单克隆抗应用：利用动物细胞培养技术可生产
2、疫苗、干扰素、单克隆抗 体，还可以用于检测有毒物质，判断某种物质的毒性以及应用于临体，还可以用于检测有毒物质，判断某种物质的毒性以及应用于临 床医学。床医学。 2. 体细胞核移植体细胞核移植 (1)概念：动物核移植是将动物的一个细胞的细胞核，移入一个已经概念：动物核移植是将动物的一个细胞的细胞核，移入一个已经 去掉细胞核的去掉细胞核的_中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这 个新的胚胎最终发育为动物个体。用核移植的方法得到的动物称为个新的胚胎最终发育为动物个体。用核移植的方法得到的动物称为 _动物。动物。 卵母细胞卵母细胞 克隆克隆 2过程： 取具有优良性状个
3、 体的供体细胞 体细胞 收集卵巢，采 集卵母细胞 体外培养 减数第二次 分裂中期 卵母细胞去核 细胞 融合 细胞培养细胞培养 构建_移植到代孕母体内得到_动物。 (3)原理：动物细胞的_具有全能性。 (4)应用：加速家畜遗传改良进程、促进优良畜群繁育、保护濒危物 种、克隆器官用于移植等。 3. 动物细胞地融合 (1)概念：两个或多个动物细胞融合_ _的过程。 (2)原理：生物膜的_性。 (3)方法：聚乙二醇、_的病毒、电激等。 重组胚胎重组胚胎 克隆克隆 细胞核细胞核 形成一个细胞形成一个细胞 流动流动 灭活灭活 (4)过程：不同过程：不同_的两个细胞的两个细胞 _细胞。细胞。 (5)意义：突
4、破有性杂交方法的局限，使意义：突破有性杂交方法的局限，使_杂交成为可能。杂交成为可能。 细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和生物新品种培育的研究。细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和生物新品种培育的研究。 _的制备。的制备。 灭活的病毒灭活的病毒 诱导因素诱导因素 生物生物 杂交杂交 远缘远缘 4.单克隆抗体单克隆抗体 (1)制备制备：B淋巴细胞骨髓瘤细胞淋巴细胞骨髓瘤细胞 融合融合 灭活病毒灭活病毒 杂交杂交 瘤细胞瘤细胞 培养培养 筛选筛选 产生产生 _抗体的细胞群抗体的细胞群 扩大培养扩大培养 体外培养体内体外培养体内 培养培养 提取提取 _抗体抗体 (2)特点特点：化学性质专一化学性质专一、_强强、灵敏灵
5、敏 度高度高，并可以大量制备并可以大量制备。 (3)应用应用 作为诊断试剂作为诊断试剂 用于治疗疾病和运载药物用于治疗疾病和运载药物 血清抗体与单克隆抗体有何区别？血清抗体与单克隆抗体有何区别？ 特异性特异性 单克隆 特异性特异性 （1）血清抗体：产量低、种类多、纯度差、特异性差、反应不够）血清抗体：产量低、种类多、纯度差、特异性差、反应不够 灵敏。（灵敏。（2）单克隆抗体：化学性质单一、特异性强、反应灵敏。）单克隆抗体：化学性质单一、特异性强、反应灵敏。 例例1、关于现代生物技术应用的叙述，错误的是 A蛋白质工程可合成自然界中不存在的蛋白质 B体细胞杂交技术可用于克隆动物和制备单克 隆抗体
6、C植物组织培养技术可用于植物茎尖脱毒 D动物细胞培养技术可用于转基因动物的培育 【答案答案】B 例例2、关于哺乳动物细胞体外培养的难易程度，下列 表述正确的是 A乳腺癌细胞易于乳腺细胞，胚胎细胞易于脂肪 细胞 B乳腺细胞易于乳腺癌细胞，胚胎细胞易于脂肪 细胞 C乳腺细胞易于乳腺癌细胞，脂肪细胞易于胚胎 细胞 D乳腺癌细胞易于乳腺细胞，脂肪细胞易于胚胎 细胞 【答案答案】A 4、动物细胞培养与动物体细胞核移植 动物细胞培养 动物体细胞核移植 原理 细胞增殖 动物细胞核的全能性 过程 结果 获得细胞群 获得与供体核遗传物质基本相同的个体 5、植物组织培养与动物细胞培养的比较、植物组织培养与动物细胞
7、培养的比较 技术项技术项 目内容目内容 植物组织培养植物组织培养 动物细胞培养动物细胞培养 原理原理 细胞的全能性细胞的全能性 细胞的增殖细胞的增殖 培养基培养基 成分成分 矿质元素、蔗糖、维生素、矿质元素、蔗糖、维生素、 植物激素和有机添加剂植物激素和有机添加剂(如如 甘氨酸、琼脂等甘氨酸、琼脂等)，属于固，属于固 体培养基体培养基 葡萄糖、氨基酸葡萄糖、氨基酸 、无机盐、维生、无机盐、维生 素、动物血清等素、动物血清等 ，属于液体培养，属于液体培养 基基 取材取材 较幼嫩的细胞、组织、器官较幼嫩的细胞、组织、器官 动物胚胎或出生动物胚胎或出生 不久的幼龄动物不久的幼龄动物 的器官或组织的器
8、官或组织 培养过 程 培养结 果 可以获得植株，也可以获得大 量细胞 只能获得大量细胞，不能得到生物 个体 应用 植物快速繁殖与脱毒植物培 养生产细胞产品制造人工 种子用于转基因植物的培育 生产蛋白质生物制品 培养皮肤移植的材料 检测有毒物质 用于生理、病理、药理学的研究 相同点 都需人工条件下的无菌操作都是合成培养基 都需适宜的温度、pH等条件 例例3、下列属于动物细胞培养与植物组织培养主要下列属于动物细胞培养与植物组织培养主要 区别的是区别的是( ) A. 培养基成分不同培养基成分不同 B. 动物细胞培养不需要在无菌条件下进行动物细胞培养不需要在无菌条件下进行 C. 动物细胞可传代培养动物
9、细胞可传代培养，在植物细胞不能在植物细胞不能 D. 动物细胞能够大量培养动物细胞能够大量培养，而植物细胞只能培养成而植物细胞只能培养成 植株植株 【答案答案】A 例4.动物器官的体外培养技术对于研究器官的生理、病理过 程及其机制意义重大。下图是一个新生小鼠的肝脏小块培养装置 示意图。请回答下列问题。 (1)肝脏切成小薄片，这有利于肝脏细胞_。 (2)气室中充入5%CO2气体的主要作用是_。 (3)培养液中添加抗生素是为了抑制细菌生长，但要注意选择抗 生素的_，以保证抗生素对肝脏无害。 (4)有机物X有毒性，可诱发染色体断裂。利用上图所示装置和提 供的下列材料用具，探究肝脏小块对有机物X是否具有
10、解毒作用 吸收氧气和营养物质、排出代谢废物 维持培养液适宜的pH 种类和剂量 实验过程：在淋巴细胞培养液中加入植物凝集素培养淋巴细 胞，取4等份，备用。利用甲、乙、丙、丁4组上图所示装置，按 下表步骤操作(“”表示已完成的步骤)。 实验步骤 甲 乙 丙 丁 步骤一：加入肝脏培养液 步骤二：加入有机物X溶液 步骤三：放置肝脏小块 材料用具： 肝脏小块，外周血淋巴细胞，淋巴细胞培养液，植物凝集素( 刺激淋巴细胞分裂)；显微镜，载玻片，盖玻片，玻璃皿，滴管； 吉姆萨染液(使染色体着色)，有机物X溶液等。 上表中还需进行的操作是_。 培养一段时间后，取4组装置中的等量培养液，分别添加到4 份备用的淋巴
11、细胞培养液中继续培养。 一段时间后取淋巴细胞分别染色、制片。在显微镜下观察 _，并对比分析。若丙组淋巴细胞出现异常，而甲组 的淋巴细胞正常，则说明_。 向乙(或丁)组装置中放置肝脏小块 染色体形态和数量 肝脏小块对有机物X具有解毒作用 例5.回答下列有关动物细胞培养的问题 (1)在动物细胞培养过程中，当贴壁细胞分裂生长到细胞表面 _时，细胞会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的_ 。此时，瓶壁上形成的细胞层数是_。 要使贴壁的细胞从瓶壁上分离下来，需要用酶处理，可用的酶 是_。 (2)随着细胞传代次数的增多，绝大部分细胞分裂停止，进而 出现_的现象；但极少数细胞可以连续增殖，其中有些细胞 会因遗传
12、物质发生改变而变成_细胞，该种细胞的黏着性 _，细胞膜表面蛋白质(糖蛋白)的量_。 相互接触 接触抑制 单层(或一层) 胰蛋白酶 衰老甚至死亡 不死性 降低 减少 (3)现用某种大分子染料，对细胞进行染色时，观察到死细胞 被染色，而活细胞不染色，原因是_。 (4)检查某种毒物是否能改变细胞染色体的数目，最好选用细 胞分裂到_期的细胞用显微镜进行观察。 (5)在细胞培养过程中，通常在_条件下保存细胞。因 为在这种条件下，细胞中_的活性降低，细胞_的速 率降低。 (6)给患者移植经细胞培养形成的皮肤组织后，发生了排斥现 象，这是因为机体把移植的皮肤组织当作_进行攻击。 由于活细胞的膜具有选择透过性
13、，大分子染料不能进入活细胞 内，故活细胞不能着色(或由于死细胞的膜丧失了选择透过性， 大分子染料能够进入死细胞内而着色) 中 冷冻(或超低温、液氮) 酶 新陈代谢 抗原 二、二、 动物细胞融合与单克隆抗体的制备 （一）、动物细胞融合 1原理：细胞膜的流动性。 2诱导融合的因素：聚乙二醇(PEG)、灭活的病毒、 电激等。 【特别提醒】 灭活是指用物理或化学方法使病毒失 去感染能力，但是并不破坏这些病原体的抗原结构。 3意义：最重要的用途是制备单克隆抗体。 （二）、单克隆抗体的制备 1过程 2单克隆抗体的主要优点：特异性强、灵敏度高 ，并可大量制备。 （三）、动物细胞融合与植物体细胞杂交的比较 项
14、目 动物细胞融合 植物体细胞杂交 原理 细胞膜的流动性 细胞膜的流动性及细胞的全能性 诱导 手段 除物理、化学方法外还可用灭活的病毒 物理、化学方法 酶 胰蛋白酶或胶原蛋白酶 纤维素酶和果胶酶 结果 杂种细胞群 杂种植株 应用 制备单克隆抗体等 培育白菜甘蓝等 例6.人类在预防与诊疗传染性疾病过程中，经常使用疫苗 和抗体。已知某传染性疾病的病原体为RNA病毒，该病毒表面的 A蛋白为主要抗原，其疫苗生产和抗体制备的流程之一如下图所 示： 请回答： (1)过程代表的是_。 (2)过程构建A基因表达载体时，必须使用_和_两种工 具酶。 (3)过程采用的实验技术是_，获得的X是_。 (4)对健康人进行
15、该传染病免疫预防时,可选用图中基因工 程生产的 _所制备的疫苗。对该传染病疑似患者确诊时, 可从疑似患者体内分离病毒，与已知病毒进行 _比较； 或用图中的_进行特异性结合检测。 逆(反)转录 限制酶 DNA连接酶 细胞融合 杂交瘤细胞 A蛋白 核酸(基因)序列 抗A蛋白的单克隆抗体 例例7.草莓生产上传统的繁殖方式易将所感染的病毒传播给后草莓生产上传统的繁殖方式易将所感染的病毒传播给后 代，导致产量降低。品质变差。运用微型繁殖技术可以培养代，导致产量降低。品质变差。运用微型繁殖技术可以培养 出无病毒幼苗。草莓微型繁殖的基本过程如下：出无病毒幼苗。草莓微型繁殖的基本过程如下： 外植体 愈伤组织
16、芽、根植株 请回答：请回答：(1)微型繁殖培育无病毒草莓苗时，一般选取微型繁殖培育无病毒草莓苗时，一般选取_作作 为外植体，其依据是为外植体，其依据是_。 (2)在过程中，常用的在过程中，常用的MS培养基主要成分包括大量元素，微量元培养基主要成分包括大量元素，微量元 素和素和_，在配制好的培养基中，常常需要添加，在配制好的培养基中，常常需要添加_， 有利于外植体启动细胞分裂形成愈伤组织。接种后有利于外植体启动细胞分裂形成愈伤组织。接种后25d，若发现，若发现 外植体边缘局部污染，原因可能是外植体边缘局部污染，原因可能是_。 (3)在过程中，愈伤组织在诱导生根的培养基中未形成根，但分化在过程中，愈伤组织在诱导生根的培养基中未形成根，但分化 出了芽，其原因可能是出了芽，其原因可能是 _ _。 茎尖、根尖茎尖、根尖 不含病毒不含病毒 有机物有机物 植物激素植物激素 外植体消毒不彻底外植体消毒不彻底 培养基中生长素类物质和细胞分裂素类物质用量比值偏低培养基中生长素类物质和细胞分裂素类物质用量比值偏低
