2.2 动物细胞工程 动物细胞工程常用的技术 动物细胞培养 是其他动物细胞工程技术的基础。 动物细胞融合 动物细胞核移植 单克隆抗体等

2.2.1动物细胞培养和核移植技术 为什么要进行动物细胞培养? 1.动物细胞培养 如何进行细胞培养?培养时需要提供哪些必要条件呢？ 1.1概念 从动物机体中取出相关组织，将它们分散成_________，然后放在适宜的培养基中，让这些细胞__________。 单个细胞 生长和增殖 如何进行细胞培养?培养时需要提供哪些必要条件呢？

比老龄动物的组织细胞增殖能力强，有丝分裂旺盛。分化程度越低，增殖能力越强，越容易培养。 一、动物细胞培养 动物胚胎或幼龄动物的组织、器官 比老龄动物的组织细胞增殖能力强，有丝分裂旺盛。分化程度越低，增殖能力越强，越容易培养。 1、过程： 剪碎 胰蛋白酶 动物组织细胞间隙中含有一定量的弹性纤维等蛋白质，将细胞网络起来形成具有一定弹性和韧性的组织和器官。 单个细胞 用胰蛋白酶分散细胞，说明细胞间的物质主要是蛋白质。动物细胞培养适宜的PH为7.2—7.4，此环境下胃蛋白酶（2.0）没有活性，而胰蛋白酶(7.2-8.4)的活性较高。 加培养液 细胞悬液 细胞贴壁 接触抑制 原代培养 10代细胞 遗传物质未改变 细胞株 50代细胞 传代培养 动物细胞培养不能最终培养成生物体 细胞系 遗传物质已改变 无限传代

思考： 1、动物细胞培养液的主要成分是什么？较植物组培培养基有何独特之处？ 主要成分：葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等。独特之处有：1、液体培养基 2、成分中有动物血清等 2、为什么选用动物胚胎或幼龄个体的器官或组织做动物细胞培养材料？ 因为这些组织或器官上的分化程度低，增殖能力强 3、为什么培养前要将组织细胞分散成单个细胞？ 成块组织不利培养，分散了做成细胞悬浮液利于培养 4、动物细胞培养能否像绿色植物组织培养那样最终培养成新个体？ 不能，动物细胞培养只能使细胞数目增多，不能发育成新的动物个体

讨 论 1.体外培养细胞时需要提供哪些物质？ 2.体外培养的细胞需要什么样的环境条件？ 葡萄糖、氨基酸、无机盐、微量元素、促生长因子和 多细胞动物和人体的细胞都生活在内环境中，根据你所学的内环境的知识，思考以下问题： 1.体外培养细胞时需要提供哪些物质？ 2.体外培养的细胞需要什么样的环境条件？ 葡萄糖、氨基酸、无机盐、微量元素、促生长因子和 动物血清等。 无菌无毒的环境、适宜温度和PH、气体环境；

动物细胞培养技术的应用 大规模的生产有重要价值的生物制品 如病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体 为基因工程技术提供受体细胞 培养健康细胞用于烧伤病人皮肤移植 有毒物质的检测 细胞的生理、药理、病理研究 如用于筛选抗癌药物等，为治疗和预防癌症及其他疾病提供依据

植物细胞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 植物细胞的全能性 细胞增殖 原 理 固体培养基 液体培养基 培养基性质 原 理 固体培养基 液体培养基 培养基性质 葡萄糖、动物血清、促生长因子 培养基特有成分 蔗糖、植物激素 培养结果 新的个体或细胞产品 细胞或细胞产品 快速繁殖、培育无病毒植株等 获得细胞或细胞产物 培养目的

2.动物细胞核移植技术和克隆动物 2.1 动物细胞核移植概念： 细胞核 卵母细胞 胚胎 胚胎细胞核移植： 体细胞核移植： 将动物的一个________，移入一个已经去掉细胞核的_________中，使其重组并发育成为一个新的______，这个新的胚胎最终发育为动物个体（克隆动物） 卵母细胞 胚胎 胚胎细胞核移植： 体细胞核移植： 细胞分化程度低，恢复全能性容易 分 类 细胞分化程度高，恢复全能性不容易

2.2体细胞核移植的过程： 思考： 1.核移植的受体细胞是什么？处在什么时期？ 2.通过什么手段激活受体细胞，构建重组胚胎？ 请看教材P48图2-21 思考： 1.核移植的受体细胞是什么？处在什么时期？ 2.通过什么手段激活受体细胞，构建重组胚胎？ 卵母细胞， MⅡ中期 诱导方法：物理或化学方法激活受体细胞，完成细胞分裂和发育进程。

体细胞核移植的过程 体细胞取核 卵母细胞去核 电刺激使 两细胞融合 重组细胞 重组胚胎 新个体

核移植技术 克隆羊培育过程 黑面绵羊去核卵细胞 白面绵羊乳腺细胞核 细胞核移植 重组细胞 电脉冲刺激 早期胚胎 胚胎移植 另一头绵羊的子宫 妊娠、出生 克隆羊多利

讨论： 1.在体细胞的细胞核移植到受体卵母细胞之前，为什么必须先去掉受体卵母细胞的核？ 为使核移植的胚胎或动物的遗传物质全部来自有重要利用价值的动物提供的体细胞，在供体细胞的细胞核移至受体细胞之前，必须将受体细胞的遗传物质去掉或将其破坏。

2.用于核移植的供体细胞一般都选用传代10代以内的细胞，想一想，这是为什么？ 培养的动物细胞一般当传代至10～50代左右时，部分细胞核型可能会发生变化，其细胞遗传物质可能会发生突变，而10代以内的细胞一般能保持正常的二倍体核型。因此，在体细胞核移植中，为了保证供体细胞正常的遗传基础，通常采用传代10代以内的细胞。

3.你认为用上述体细胞核移植方法生产的克隆动物，是对体细胞供体动物进行了100%的复制吗？为什么？ 绝大部分DNA来自于供体细胞核，但其核外还有少量的DNA，即线粒体中的DNA是来自于受体卵母细胞。 此外，即便动物的遗传基础完全相同，但动物的一些行为、习性的形成与所处环境有很大关系，核供体动物生活的环境与克隆动物所生活的环境不会完全相同，其形成的行为、习性也不可能和核供体动物完全相同，从这一角度看，克隆动物不会是核供体动物100%的复制。

2.3体细胞核移植技术的应用前景： 1、在畜牧业中可以加速家畜遗传改良的进程 2、保护濒危物种 3、医药卫生领域生产医用蛋白质及组织器官的移植 4、了解胚胎发育和衰老过程；追踪研究疾病的发展过程和治疗疾病

2.4体细胞核移植技术存在的问题： 1、成功率比较低 2、大多存在健康问题 3、克隆动物食品安全问题

思考与探究 2.动物细胞培养要经过脱分化的过程吗？为什么？ 动物细胞培养不需经过脱分化过程。因高度分化的动物细胞发育潜能变窄，失去了发育成完整个体的能力，所以，动物细胞也就没有类似植物组织或细胞培养时的脱分化过程了。要想使培养的动物细胞定向分化，通常采用定向诱导动物干细胞，使其分化成所需要的组织或器官。

该克隆牛不能无限制地推广，其数量不宜过多，尤其是在小范围内不能无限的繁殖，以避免奶牛群出现近亲繁殖而引起种质衰退。 3.1997年，美国威斯康星州的一个奶牛场有一头名叫卢辛达（Lucinda）的奶牛，年产奶量为30.8 t，创造了世界奶牛产奶量最高新纪录。目前世界各国高产奶牛场奶牛，年平均产奶量一般为十几吨，而我国奶牛产奶量年平均水平仅为3～4 t。 （1）能利用体细胞核移植技术克隆高产奶牛卢辛达吗？请说明理由。 可以。卢辛达的产奶量很高，有高产奶的遗传基础，利用卢辛达的体细胞克隆的奶牛其遗传物质基本上全部来自该奶牛，其克隆牛具有高产的遗传基础，如果精心培育和饲养，有可能在世界范围内推广，克隆牛再与高产的公牛自然繁殖，可得到很多高产的后代，从而加快奶牛改良进程。 该克隆牛不能无限制地推广，其数量不宜过多，尤其是在小范围内不能无限的繁殖，以避免奶牛群出现近亲繁殖而引起种质衰退。

（2）如果将克隆高产奶牛卢辛达的任务交给你，你将如何对它进行克隆？ 从卢辛达耳朵（也可用别的组织、器官，耳朵在活体上容易取）上剪取一小块组织，在体外培养获得该组织（如软骨组织）的细胞。从屠宰场取废弃的牛卵巢，抽取卵母细胞体外培养成熟。用显微针去除卵母细胞的核，再将耳细胞注入卵母细胞，用电刺激方法使卵母细胞与体细胞融合，这时供体核就进入了受体卵母细胞，再用电刺激或化学物质激活注入了体细胞核的卵母细胞，使其完成减数分裂和发育过程。核移植胚胎在体外短时间培养后，挑选正常卵裂的胚胎植入经同期发情处理的受体母牛体内。

4.体细胞核移植技术在研究和应用上还存在什么问题？请你查阅资料，了解这方面的前沿动态。 研究方面：克隆动物基因组重新编程的机制尚不清楚，克隆技术效率低，克隆动物畸形率高、死亡率高、易出现早衰等问题。这些问题尚在研究中。 应用上：生产克隆动物费用昂贵，距大规模应用还有一定距离。

作业 某动物体细胞中有2对同源染色体，请分别画出该动物细胞有丝分裂中期、减数第一次分裂中期、减数第二次分裂中期的示意图