选修三第二章 细胞工程 第三节 动物细胞工程

我们除了在恢复驯鹿栖息地、改善其生存条件等方面做出一些积极努力之外，是否可以借助现代生物技术的力量，来增加驯鹿的数量呢？ 驯鹿,又名角鹿，主要分布于北半球的欧亚大陆和北美洲北部及一些大型岛屿。而在我国，驯鹿仅分布在大兴安岭东北部的林区，它善于穿越森林和沼泽地，曾经是鄂温克猎人主要的生产和交通运输工具，有“林海之舟”的美誉。 在我国，驯鹿是半家养的物种。由于长期近亲繁殖，遗传衰退严重，加之疾病、天敌为害，驯鹿的数量呈下降的趋势。 1996年，驯鹿被列入《中国濒危动物红皮书》 ，为国家二类保护动物。 我们除了在恢复驯鹿栖息地、改善其生存条件等方面做出一些积极努力之外，是否可以借助现代生物技术的力量，来增加驯鹿的数量呢？

动物细胞工程常用的技术 细胞核移植与动物体细胞克隆 动物细胞融合和单克隆抗体制备 动物细胞培养技术 是动物细胞工程其他技术的基础。 动物细胞与组织培养 细胞核移植与动物体细胞克隆 动物细胞融合和单克隆抗体制备 动物细胞培养技术 是动物细胞工程其他技术的基础。

一、动物细胞与组织培养 1、什么是动物细胞与组织培养? 指在体外模拟动物体内环境，将动物细胞或组织在无菌、温度适宜和营养充足的条件下培养，使其继续生长、增殖并维持原有结构和功能的技术。 指在体外模拟动物体内环境，将动物细胞或组织在无菌、温度适宜和营养充足的条件下培养，使其继续生长、增殖并维持原有结构和功能的技术。 2、为什么要进行动物细胞培养? 疫苗生产，药物研制（测试），肿瘤防治，等等。

3、怎样进行动物细胞与组织培养? （1）用于体外培养的动物细胞或组织大多从何而来？ （2）根据人或动物细胞的体内生活环境来推测，体外进行动物细胞培养需要哪些条件？ （3）结合教材P53图2-10，描述动物细胞培养过程的具体操作步骤，指出动物细胞培养与动物组织培养的主要区别。

（取自动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织） 动物组织块 （取自动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织） 用胰蛋白酶等处理，形成分散的单个悬浮细胞 接种到培养液中 细胞悬液 适宜条件 原代培养 用胰蛋白酶等处理贴壁细胞，形成分散的悬浮细胞 让学生思考如下问题： 1、从个体发育的角度看，选取什么样的组织作为培养对象？ 2、怎样将动物活体组织分散成单个细胞？可以用胃蛋白酶处理吗？为什么？蛋白酶处理组织会不会破坏细胞的结构？ 3、培养基是用液体的还是固体的？培养基中应加入哪些营养物质？ 4、培养动物细胞时放在什么样的温度下，对培养液的PH值有什么要求？培养瓶中的气体由要求吗？ 5、怎样防止培养液当中混入细胞菌或病毒？ 6、动物细胞能无限增殖下去吗？——一般10代以内可以保持正常核型不断增殖，从10代到50代细胞增殖会逐渐减慢直至完全停止。少数细胞由于传代过程中细胞核型发生改变突破了接触抑制可无限增殖下去成为不死性的细胞。 传代培养 1 2

【要点思辩】 1．为什么大多选用动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织细胞进行培养？ 2．动物细胞培养需一定的气体环境（95%空气+5% CO2），所加入的O2和CO2的作用分别是什么？为什么还需在合成培养基中加入动物血清？ 3．动物细胞培养过程中，获取悬浮细胞的目的是什么？能否用胃蛋白酶代替胰蛋白酶，为什么？

【要点思辩】 4．什么是原代培养？细胞不断分裂后，在容器底部为什么形成的是一层细胞？ 5．什么是传代培养？为什么要进行传代培养？

【即时反馈】 A．在利用两种肝组织块制备肝细胞悬液时，也可用胃蛋白酶处理 B．细胞培养的容器中所含CO2的作用是刺激细胞的呼吸 1、某研究小组为测定药物对体外培养细胞的毒性，准备对某种动物的肝肿瘤细胞(甲)和正常肝细胞(乙)进行动物细胞培养。下列有关说法正确的是 ( ) A．在利用两种肝组织块制备肝细胞悬液时，也可用胃蛋白酶处理 B．细胞培养的容器中所含CO2的作用是刺激细胞的呼吸 C．甲、乙细胞在持续的原代培养过程中，乙会出现停止增殖的现象 D．仅用该培养液也能用来培养乙肝病毒

2.（多选）动物细胞体外培养时，通常要在培养基中补充一定浓度的某些物质。下图是血清对正常细胞和癌细胞培养影响的实验结果。从该图提供的信息可得出的结论有 （ ） A.有无血清对正常细胞培养的影响不同 B.正常细胞与癌细胞的增殖速率相同 C.培养基中补充血清有助于正常细胞的培养 D.培养基中是否补充血清对癌细胞的培养影响不大

第二章 细胞工程 二、细胞核移植与动物体细胞克隆 1、什么是克隆？什么是体细胞克隆？ 2、体细胞核移植的过程如何？ 第二章 细胞工程 二、细胞核移植与动物体细胞克隆 1、什么是克隆？什么是体细胞克隆？ 克隆：指遗传上完全相同的分子、细胞或来自同一祖先的生物个体的无性繁殖群体； 体细胞克隆：是将供体体细胞的细胞核与受体去核卵细胞的细胞质进行人工组合，借助于卵细胞的发育能力，经过培养发育成胚胎进而形成个体的技术。 克隆：指遗传上完全相同的分子、细胞或来自同一祖先的生物个体的无性繁殖群体； 体细胞克隆：是将供体体细胞的细胞核与受体去核卵细胞的细胞质进行人工组合，借助于卵细胞的发育能力，经过培养发育成胚胎进而形成个体的技术。 2、体细胞核移植的过程如何？

细胞核移植 胚胎移植 动物细胞培养 “多利”羊 3、克隆羊“多利”的产生过程 苏格兰黑面母羊 芬兰白面母羊 卵细胞 乳腺细胞 重组细胞 细胞质 细胞核 细胞核移植 重组细胞 胚胎移植 早期胚胎 动物细胞培养 另一头母绵羊子宫 “多利”羊

【要点思辩】 1．在动物体细胞核移植的过程中，为什么选用卵细胞作为核移植的受体细胞？ 2．从生殖角度来看，克隆技术产生新个体的方式属什么类型？克隆动物体细胞中的遗传物质是否来自一个亲本，它能实现对供体动物100%的复制吗?为什么？ 3．细胞核移植技术形成的重组细胞发育成为一个新个体，这是否证明了动物细胞具全能性？

【即时反馈】 A．无性生殖、雄性激素 B．无性生殖、雌性激素 C．有性生殖、雄性激素 D．有性生殖、雌性激素 1．在克隆羊培育过程中，将雄羊的体细胞核移入雌羊的卵细胞中。产生该克隆羊的方式及该克隆羊发育成熟后所分泌的性激素依次是 (　 ) A．无性生殖、雄性激素 B．无性生殖、雌性激素 C．有性生殖、雄性激素 D．有性生殖、雌性激素

【即时反馈】 A．产生两动物个体的生殖类型均为有性生殖 B．个体2的遗传性状与提供b细胞的母羊完全不同 2.如图为某哺乳动物的生殖过程图，正确的叙述是 (　　) A．产生两动物个体的生殖类型均为有性生殖 B．个体2的遗传性状与提供b细胞的母羊完全不同 C．个体2为克隆动物，c为高度分化的体细胞 D．e细胞为完成减数分裂的卵细胞

第二章 细胞工程 三、细胞融合和单克隆抗体 1、什么是动物细胞融合？该技术所依据的原理是什么？ 2、诱导动物细胞融合的方法主要有哪些？ 第二章 细胞工程 三、细胞融合和单克隆抗体 1、什么是动物细胞融合？该技术所依据的原理是什么？ 2、诱导动物细胞融合的方法主要有哪些？ 3、在人体的特异性免疫中，抗体是由什么细胞产生的，主要分布在哪里？它的作用有何特点？

第二章 细胞工程 4．获得抗体的传统方法是什么？有何缺陷？单克隆抗体具有哪些优点？ 第二章 细胞工程 4．获得抗体的传统方法是什么？有何缺陷？单克隆抗体具有哪些优点？ 5．在体外培养条件下，经免疫的B淋巴细胞、骨髓瘤细胞各有什么特点？ 6．分析教材P58图2-14，说出单克隆抗体的制备用到了哪些现代生物技术？你认为在该过程中哪些操作是关键的？

单克隆抗体的制备过程 注射抗原 免疫 经过免疫的 B淋巴细胞 骨髓瘤 细胞 诱导细胞融合 融合细胞 动物细胞融合技术 筛选 杂交瘤细胞 筛选 特点：既能产生专一抗体又能大量繁殖 动物细胞融合技术 筛选 杂交瘤细胞 筛选 特异性杂交瘤细胞 1.怎样获得能够产生抗体的B淋巴细胞？ 2.骨髓瘤细胞具有什么特性？ 3.科学家期望杂交瘤细胞有怎样的性状？ 4.细胞融合有哪几种情况发生？怎样筛选出杂交瘤细胞？ 5.杂交瘤细胞在体外培养要用到那种细胞工程技术？ 体外或体内 细胞培养 动物细胞培养技术 特点：特异性强灵敏度高可大量制备 杂交瘤细胞系 提取 单克隆抗体

【要点思辩】 1．从小鼠体内取出B淋巴细胞前应对小鼠作何种处理？为什么要这样的处理？ 3．在单克隆抗体制备的过程中，进行两次筛选的目的分别是什么？

【即时反馈】 A．用纯化的核衣壳蛋白反复注射到小鼠体内，产生的血清为单克隆抗体 1．以H1N1病毒核衣壳蛋白为抗原，采用细胞工程制备单克隆抗体，下列叙述正确的是 (　　) A．用纯化的核衣壳蛋白反复注射到小鼠体内，产生的血清为单克隆抗体 B．体外培养单个浆细胞可以获得大量针对H1N1病毒的单克隆抗体 C．将等量浆细胞和骨髓瘤细胞混合，经诱导融合后的细胞均为杂交瘤细胞 D．利用该单克隆抗体与H1N1病毒核衣壳蛋白特异性结合的方法可以诊断该病毒感染体

2．如图为单克隆抗体生产过程示意图，下列叙述正确的是 (　　) A．B淋巴细胞是从小白鼠的胸腺中分离出来的 B．杂交瘤细胞能无限增殖和产生特定的抗体 C．图中②过程可以用适量灭活的仙台病毒作诱导剂 D．将融合的杂交瘤细胞直接在体外培养或注射到小鼠腹腔内增殖

【巩固训练】 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 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 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养

2．下列有关生物工程的叙述正确的是 （ ） A．在筛选杂交瘤细胞的过程中需要使用特定的选择培养基 B．应用基因诊断技术，可检测受体细胞中目的基因是否表达 C．茎尖细胞具有很强的分裂能力，离体培养时不需要脱分化即可培养成完整植株 D．将牛的体细胞核移植到去核卵母细胞中，获得克隆牛是一种培育新物种的方式

3.下图是单克隆抗体制备流程阶段示意图。 ⑴ 技术是单克隆抗体技术的基础。 ⑵根据培养基的用途分类，图中 HAT 培养基属于 培养基。 ⑶单克隆抗体与常规的血清抗体相比，最大的优越性是 。 ⑷动物细胞融合除了采用植物细胞原生质体融合常用的诱导剂外，还可以采用 。

3.下图是单克隆抗体制备流程阶段示意图。 ⑸选出的杂交瘤细胞既具备骨髓瘤细胞的 特点，又具备淋巴细胞的 特点。 ⑹淋巴细胞是由动物体骨髓中的 细胞分化、发育而来。 ⑺杂交瘤细胞从培养基中吸收葡萄糖、氨基酸的主要方式是 。

【归纳总结】 植物组织培养和动物细胞培养的比较 【归纳总结】 植物组织培养和动物细胞培养的比较 比较项目 植物组织培养 动物细胞培养 原理 培养基性质 培养基特有成分 培养结果 培养目的

【归纳总结】 植物组织培养和动物细胞培养的比较 【归纳总结】 植物组织培养和动物细胞培养的比较 比较项目 植物组织培养 动物细胞培养 原理 细胞的全能性 细胞增殖 培养基性质 固体培养基 液体培养基 培养基特有成分 蔗糖 植物激素 葡萄糖 动物血清 培养结果 植物体 细胞株、细胞系 培养目的 快速繁殖、培育无病毒植株 获得细胞或细胞分泌蛋白

植物体细胞杂交和动物细胞融合的比较 【归纳总结】 比较项目 植物体细胞杂交 动物细胞融合 细胞融合原理 细胞融合的方法 诱导方法 用途

【归纳总结】 植物体细胞杂交和动物细胞融合的比较 比较项目 植物体细胞杂交 动物细胞融合 细胞融合原理 细胞膜的流动性、 细胞膜的流动性 细胞融合的方法 去除细胞壁后诱导原生质体融合 使细胞分散后诱导细胞融合 诱导方法 物理（离心、电刺激） 化学（聚乙二醇） 物理、化学方法（同左） 灭活的病毒 用途 获得杂种植株 制备单克隆抗体