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(共60张PPT)
1.28 细胞工程【动物】
细胞工程
过程
意义
植物细胞工程
动物细胞工程
植物组织培养
植物体细胞杂交
动物细胞融合
单克隆抗体的制备
动物细胞核移植
概念
原理
方法
结果
动物细胞培养
应用
一、植物细胞工程
（一）技术1：植物组织培养
1.概念 2.生殖、增殖方式 3.原理 4.过程 5.条件 6.结果
（二）技术2：植物体细胞杂交
1.概念 2.过程 3.原理 4.实例 5.意义
二、动物细胞工程
（一）动物细胞培养
1.概念 2.原理 3.地位 4.条件 5.过程 6.实例（诱导多能干细胞）
（二）动物细胞融合
1.概念 2.原理 3.方法 4.过程 5.结果 6.意义
（三）单克隆抗体的制备
1.背景
2.过程【两种细胞，两个技术，两个原理，两次筛选的原因、方法、目的，
两种培养方法，两种获取方法，两个特点】
3.应用
（四）动物细胞核移植
1.概念 2.分类 3.原理 4.过程 5.结构 6.应用
三、胚胎工程
1.28 细胞工程
在治疗大面积烧伤时，通常采用的方法是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植。但对这样的病人来说，自体健康皮肤非常有限，使用他人皮肤来源又不足，而且会产生免疫排斥反应。那么，怎样才能获得大量的自体健康皮肤？能不能用自体皮肤的单个细胞培养出可供移植的皮肤？
通过细胞培养构建的人造皮肤
可以从病人身上取少量正常、健康的皮肤在体外进行培养、扩增；
目前，科学家还在研究对皮肤干细胞进行培养，以获得适合临床上使用的人造皮肤；
动物细胞培养
概念：
原理：
地位：
取出
组织
分散成单个细胞
适宜的培养条件
生长
增殖
细胞增殖（有丝分裂）
动物细胞工程的基础
条件：
营养
无菌、无毒
温度、pH 和渗透压
气体环境
从动物体中____相关的____，将它 ，然后在 下，让这些细胞_____和_____的技术；
动物细胞培养
条件：
营养
概念
原理
地位
血清中不仅含有蛋白质、氨基酸、葡萄糖、激素等多种营养物质，还有激素及多种未知的促细胞生长因子、促贴附因子及其他活性物质，能促进细胞的生长、增殖和贴附。
1.成分
①已知成分
将细胞所需的________（糖类、氨基酸、无机盐、维生素等）按其_____和_______严格配制而成的培养基，称为___________
②未知成分
使用合成培养基时，通常需加入____等一些天然成分
原因： 。
2.培养基的物理性质
培养动物细胞一般使用 ，也称为______。
营养物质
种类
所需量
合成培养基
血清
血清中含有尚未全部研究清楚的细胞所需的营养物质
液体培养基
培养液
葡萄糖、不包括淀粉、蔗糖等
能使细胞与培养液充分接触，更易进行物质交换。
调节渗透压，维持细胞形态
动物细胞培养
条件：
营养
概念
原理
地位
无菌、无毒的环境
①对______和____________进行_____处理；
②在________下进行操作；
③还需要______________。
培养液
所有培养用具
灭菌
无菌环境
定期更换培养液
在细胞培养液中添加一定量的抗生素
目的：以便清除代谢物，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害。
如何防止培养过程中的微生物污染？
①适宜的温度
哺乳动物细胞培养的温度多以 为宜；
②适宜的pH
多数动物细胞生存的适宜pH为________。
③适宜的渗透压
维持适宜渗透压的目的 。
36.5±0.5℃
7.2-7.4
维持细胞正常的形态和功能
温度、pH和渗透压
课本P44
动物细胞培养
条件：
营养
概念
原理
地位
无菌、无毒的环境
温度、pH和渗透压
气体环境
（1）组成
动物细胞培养所需气体主要有___和____
（2）不同气体的作用
①O2：_____________________。
②CO2： 。
（3）培养容器
通常采用_______或____________
（4）培养仪器
含有 和 的混合气体的 。
O2
CO2
O2是细胞代谢所必需的
CO2的主要作用维持培养液的pH
培养皿
松盖培养瓶
95%空气
5%CO2
CO2培养箱
动物细胞培养
过程：
概念
原理
地位
条件：
取动物组织
制成细胞悬液
转入培养液进行原代培养
分瓶
进行传代培养
取动物组织
制成细胞悬液
转入培养液进行
原代培养
放入CO2培养箱中培养
传代培养
放入CO2培养箱中培养
细胞贴壁
接触抑制
动物细胞培养
过程：
概念
原理
地位
条件：
细胞悬液
原代培养
传代培养
细胞贴壁
接触抑制
用胰蛋白酶或胶原蛋白酶将组织分散成单个细胞后制成培养液。
大多数体外培养的细胞需要______________ ___才能生长增殖，这类细胞往往贴附在培养瓶的 上的现象。
贴附于某些基质表面
瓶壁
当_____细胞生长到 时，细胞通常会_________；
贴壁
表面相互接触
停止分裂增殖
接触抑制
通常将分瓶之前的细胞培养，即动物组织经处理后的_______称为原代培养；
将 的细胞培养称为传代培养；
分瓶后
初次培养
失去接触抑制
癌细胞
单层
多层
动物细胞培养
过程：
概念
原理
地位
条件：
取动物组织
制成细胞悬液
原代培养
分瓶
传代培养
细胞贴壁
接触抑制
注意事项
P45讨论1.一般取材于动物胚胎或幼龄动物的组织、器官。原因是细胞分化程度低，增殖能力强，容易培养。
将组织分散成单个细胞的原因：
①从动物体取出的成块组织中，细胞与细胞靠在一起，彼此限制了生长和增殖；
②能使细胞与培养液充分接触，更易进行物质交换。
将组织分散成单个细胞的方法包括①机械法②用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理。
培养细胞的方法：
①悬浮生长类（因细胞密度过大、有害代谢物积累和培养液中营养物质缺乏等因素而分裂受阻）
②贴壁生长类（除受密度、有害代谢物、营养物质影响外，还会发生接触抑制现象）
动物细胞培养
过程：
概念
原理
地位
条件：
取动物组织
制成细胞悬液
原代培养
分瓶
传代培养
细胞贴壁
接触抑制
注意事项
为什么要传代培养：悬浮培养的细胞会因细胞密度过大、有害代谢物积累和培养液中营养物质等因素而分裂受阻，贴壁细胞在生长增殖时，除受上述因素影响外，还会发生接触抑制现象。
细胞收集方法：
悬浮生长类：直接用离心法收集
贴壁生长类：重新用胰蛋白酶等处理，使之分散成单个细胞，然后再用离心法收集
动物细胞培养技术没有体现动物细胞的全能性
动物细胞培养
过程：
概念
原理
地位
条件：
植物组织培养 动物细胞培养
原理
处理
取材
培养基
培养基 的成分
特有成分
特殊处理
结果
是否体现全能性
相同点 植物细胞的全能性
细胞增殖
离体、纤维素酶和果胶酶
用机械法或胰蛋白酶、胶原蛋白酶将组织细胞分散开
离体植物器官、组织、细胞
动物胚胎或幼龄动物的组织、器官
固体培养基
液体培养基(又称培养液)
有机营养成分、无机营养成分、植物激素
糖类、氨基酸、无机盐、维生素等营养物质及一些天然成分
植物激素
血清
脱分化无光、再分化需光
气体环境
一般获得新的植株
获得大量细胞
是
否
①培养过程中细胞都进行有丝分裂，不涉及减数分裂；
②均需无菌操作，需要适宜的温度、pH等条件。
动物细胞培养
过程：
概念
原理
地位
条件：
实例
干细胞培养
1.分布
干细胞存在于________、______和_______等多种组织和器官中；
2.分类
干细胞包括 和 _等
胚胎干细胞（简称ES细胞）
①分布：存在于________中
②特点：
③应用实例
早期胚胎
骨髓
脐带血
胚胎干细胞
成体干细胞
早期胚胎
具有分化为成年动物体内的任何一种类型的细胞，并进一步形成机体的所有组织和器官甚至个体的潜能
ES细胞在体外分化成心肌细胞、神经元细胞和造血干细胞等
干细胞培养
1.分布
2.分类
胚胎干细胞（简称ES细胞）
成体干细胞
①分布：存在于 中
②常见类别：包括_____中的_ ______、________中的_________、____中的__________等；
③特点
④发现最早、研究最多的、应用最成熟的实例
成体组织或器官内
骨髓
造血干细胞
神经系统
神经干细胞
睾丸
精原干细胞
一般认为，成体干细胞具有组织特异性，只能分化成特定的细胞或组织，不具有发育成完整个体的能力
造血干细胞，主要存在于成体的骨髓、外周血和脐带血中
有着 能力及____潜能的干细胞，与____________的__________________等密切相关；
干细胞培养
1.分布
2.分类
3.特点
4.应用
自我更新
分化
组织、器官
发育、再生和修复
类型 应用
造血干细胞
神经干细胞
诱导多能干细胞（iPS细胞）
治疗白血病及一些恶性肿瘤放疗或化疗后引起的造血系统、免疫系统功能障碍等疾病
治疗神经组织损伤和神经系统退行性疾病（如帕金森病、阿尔茨海默病等）
可治疗小鼠的镰状细胞贫血症，在治疗阿尔兹海默病、心血管疾病等领域的研究也取得了新进展
导致肿瘤发生的风险
5.干细胞应用面临的问题存在________________
干细胞培养
干细胞可以治疗某些顽症的原理是什么？
干细胞可以被诱导分化形成新的组织细胞，经移植可使坏死或退化部位得以修复并恢复正常功能。
胚胎干细胞存在局限性：胚胎干细胞必须从胚胎中获取 ，涉及伦理问题，因而限制了它在医学上的应用。
科学家通过体外诱导小鼠成纤维细胞，获得类似胚胎干细胞的一种细胞，称为诱导多能干细胞（iPS细胞）
诱导多能干细胞
概念：
方法：
来源：
优点：
应用实例：
通过体外诱导成纤维细胞，获得类似胚胎干细胞的一种细胞，称为诱导多能干细胞，简称iPS细胞。
①借助载体将特定基因导入细胞中诱导形成iPS细胞
②直接将特定蛋白导入受体细胞中诱导形成iPS细胞
③用小分子化合物来诱导形成iPS细胞诱导形成iPS细胞
成纤维细胞以及已分化的T细胞、B细胞
①诱导过程无需破坏胚胎
②iPS细胞可以来源于病人自身的体细胞，将它移植回病人体内后，理论上可以避免免疫排斥反应；
*因此，普遍认为iPS细胞的应用前景优于胚胎干细胞
诱导多能干细胞
概念：
方法：
来源：
优点：
应用实例：
取成纤维细胞
转入相关因子
细胞转化为iPS细胞
诱导iPS细胞定向分化为多种组织细胞
移植回病人体内
可治疗小鼠的镰状细胞贫血症，在治疗阿尔兹海默病、心血管疾病等领域的研究也取得了新进展
课本P47 一、概念检测
1.判断下列有关动物细胞培养的表述是否正确。
(1)培养环境中需要O2，不需要CO2。 ( )
(2)细胞要经过脱分化形成愈伤组织。 ( )
(3)培养液中通常含有糖类、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清。
(4)培养瓶中的细胞需定期用胰蛋白酶处理，分瓶后才能继续增殖。
×
√
×
×
2.干细胞有着广泛的应用前景。下列相关叙述错误的是 ( )
A.干细胞是从胚胎中分离提取的细胞
B.造血干细胞可以分化为各种血细胞
C.不同类型的干细胞，它们的分化潜能是有差别的
D.由iPS细胞产生的特定细胞，可以在新药的测试中发挥重要作用
A
课本P47 二、拓展应用
现在关于iPS细胞的研究正在不断深人。请你从以下两个方面来查阅资料进行思考。
(1)由于诱导产生iPS细胞、促使其分化都需要时间，因此用某人特异的iPS细胞进行医疗只限于时间比较充裕的情形。从实际事故、疾病发生的不可预测性方面考虑，如果要将这些细胞用于紧急情况，应该提前采取什么措施
建立iPS细胞库（HLA多态性丰富的iPS细胞库），
可以为需要的人找到HLA匹配度较高的iPS细胞
(2)如果诱导iPS细胞定向分化为生殖细胞的技术发展成熟，该技术可能会有哪些应用 又可能带来哪些问题
可以用来治疗不孕症；可以用来进行濒危物种的克隆；
可以对获得的生殖细胞进行转基因操作，再经过受精、胚胎发育等过程来获得转基因动物；
可能会带来一系列的伦理问题，例如用同一个人的iPS细胞分别诱导形成精子和卵子，两者受精可能培育出“单亲”婴儿，有的人还可能有目的地选择iPS细胞，从而”设计”婴儿
动物细胞融合
1.概念：
使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术。
2.结果：
形成的杂交细胞具有原来两个或多个细胞的遗传信息。
3.原理：
细胞膜具有一定的流动性
4.诱导融合的常用方法：
PEG融合法、
电融合法、
灭活病毒诱导法。
动物细胞融合特有的诱导融合方法
5.动物细胞融合的过程：
细胞膜融合
细胞核融合
细胞质融合
细胞融合的实质
6.动物细胞融合完成的标志：
两个或多个细胞核融合为一个细胞核
7.意义：
突破了有性杂交的局限，使远缘杂交成为可能
8.应用：
细胞融合技术已经成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和培育生物新品种等的重要手段。
利用动物细胞融合技术发展起来的杂交瘤技术，为制造单克隆抗体开辟了新途径。
灭活病毒诱导法
原理：病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能够与细胞膜上的糖蛋白发生作用，使细胞互相凝聚，细胞膜上的蛋白质分子和脂质分子重新排布，细胞膜打开，细胞发生融合。
病毒的不同 “身份”：
在免疫调节中病毒属于抗原；
在基因工程中可作为载体；
在细胞工程中可作为诱导剂
灭活是指用物理或化学手段使病毒或细菌失去感染能力，但是并不破坏这些病原体的抗原结构。
19世纪30年代，科学家曾在患肺结核、天花和麻疹等疾病的病人的病理组织中观察到多核细胞。如何解释这一现象？
【答案】病人体内的病毒等诱导多个体细胞融合形成了多核细胞。
植物体细胞杂交 动物细胞融合
原理
细胞融合前的处理方法
诱导细胞融合的方法
细胞融合成功的标志
主要用途
意义
细胞膜具有一定的流动性、植物细胞的全能性
细胞膜具有一定的流动性
用果胶酶和纤维素酶去除细胞壁
用胰蛋白酶或胶原蛋白酶使细胞分散成单个细胞
电融合法、离心法；聚乙二醇（PEG）融合法、高Ca2+-高pH融合法
PEG融合法、电融合法、灭活病毒诱导法
再生出细胞壁
细胞核的融合
获得完整的杂种植株
主要用于制造单克隆抗体
打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，培育植物新品种
突破了有性杂交的局限，使远缘杂交成为可能
动物细胞融合和植物体细胞杂交的比较
单克隆抗体的制备
研究背景
早期获得抗体的方法：
产量低、纯度低、特异性差
缺点：
抗原
反复注射
从动物的血清中分离抗体
1.抗体是由何种细胞产生的？
B淋巴细胞 浆细胞
2.一个B淋巴细胞能产生多种抗体吗
每一个被激活的B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体。
3.如何获得大量的单一抗体呢？
每一个被激活的B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体
单一B淋巴细胞
细胞群
选择
克隆
产生
大量纯度高特异性强的抗体
在体外培养条件下一个B淋巴细胞不可能无限增殖
有能无限增殖的细胞吗？
“ 单 ”：一种【特异性强】；
“克隆”：无性生殖
单克隆抗体的制备
研究背景
设想
1975年英国科学家米尔斯坦和德国科学家科勒的设想：
B淋巴细胞
骨髓瘤细胞
（能产生抗体）
（能大量增殖）
融合细胞
（既能产生抗体，又能大量增殖）
米尔斯坦
科勒
由于发明了单克隆抗体的制备技术，米尔斯坦和科勒于1984年获得了诺贝尔生理学或医学奖
单克隆抗体的概念：
化学性质单一、特异性强的抗体
单克隆抗体的制备
过程（课本P48）
B淋巴细胞
多种
骨髓瘤细胞
诱导融合
将骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合
能产生抗体，但不能大量增殖
不能产生抗体，但能大量增殖
PEG融合法、电融合法、灭活病毒诱导法
注射特定的抗原
培养骨髓瘤细胞
从脾中提取
目的：获得产生特定抗体的B细胞
诱导融合之后，一定会得到杂交瘤细胞吗？
单克隆抗体的制备
过程
多种杂交细胞：
未融合的细胞
B-骨
骨-骨、
B-B、
第一次筛选：
用特定的选择培养基
杂交瘤细胞：
（既能迅速大量增殖，又能产生抗体）
第二次筛选：
克隆化培养、抗体检测（多次）
抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞
（分泌的抗体能与特定抗原特异性结合）
每一个孔中尽量只接种一个杂交瘤细胞
克隆化培养
多孔细胞培养板
（获得足够数量的能分泌所需抗体的杂交瘤细胞）
得到的杂交瘤细胞一定是所需的吗？
原因：杂交瘤细胞中有能产生其他抗体的细胞
2步筛选的原因、方法、目的和结果？
单克隆抗体的制备
过程
注射到小鼠腹腔内
体外培养
单克隆抗体
从细胞培养液中提取
从小鼠腹水中提取
2种培养方法
2种获取方法
抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞
（分泌的抗体能与特定抗原特异性结合）
（获得足够数量的能分泌所需抗体的杂交瘤细胞）
单克隆抗体的制备
第一次筛选 第二次筛选
原因
方法
结果
诱导融合后得到的细胞中，除杂交瘤细胞之外，还有未融合的亲本细胞，也有融合的具有同种核的细胞
由于小鼠在生活中还受到其他抗原的刺激，所以经第一次筛选之后获得的杂交瘤细胞中有能产生其他抗体的细胞
用特定的选择培养基进行筛选
对经选择性培养的杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测，经多次筛选得到能分泌所需抗体的细胞群
筛选获得杂交瘤细胞
获得足够数量的能分泌所需抗体的杂交瘤细胞
两次筛选的比较
单克隆抗体的制备
研究背景
设想
过程
单克隆抗体的优点：课本P50
①能准确地识别抗原的细微差异。
②与特定抗原发生特异性结合。
③可以大量制备。
2.单克隆抗体的应用：
①广泛用作诊断试剂
②运载药物：
③直接用于治疗疾病。
应用 P课本50
抗体
药物
接头
ADC被细胞吞噬
释放药物
溶酶体裂解
细胞凋亡
1.ADC的抗体和药物各具有什么作用？
抗体主要发挥靶向运输作用，即通过特异性结合靶细胞表面的抗原，将连接的药物输送到靶细胞；
细胞毒素类药物发挥治疗效应，如杀伤靶细胞
讨论
抗体-药物偶联物
讨论
2.除了细胞毒素，还有哪些物质理论上可以作为ADC偶联的药物？
①可以用放射性同位素标记单克隆抗体进行靶向放疗；
②一些作用于细胞信号转导通路的药物可以通过阻断肿瘤细胞的信号通路来抑制其生长，理论上也可以将这些药物与单克隆抗体结合进行治疗
应用 P课本50
抗体
药物
接头
ADC被细胞吞噬
释放药物
溶酶体裂解
细胞凋亡
抗体-药物偶联物
讨论
3.单克隆抗体诊断试剂盒和ADC在临床应用上各具有什么优势？
①单克隆抗体诊断试剂盒中的单克隆抗体只与特定的抗原反应，因此检测的特异性和灵敏度大大提高；
生产单克隆抗体的杂交瘤细胞可以传代培养、冷冻保存和复苏利用，有利于控制产品的质量和标准化生产诊断试剂盒；
②ADC能够协同发挥抗体特异性识别的靶向作用和细胞毒素对肿瘤细胞的杀伤作用，因此它在临床上具有靶点清楚、毒副作用小等优点
应用 P课本50
抗体
药物
接头
ADC被细胞吞噬
释放药物
溶酶体裂解
细胞凋亡
抗体-药物偶联物
单克隆抗体的制备
该过程中应用到的2个技术_________________________________
2个原理_______________________________________
注射特定抗原的目的_____________________________________
诱导融合的方法______________________________________
动物细胞特有的诱导融合方法为_______________________
杂交瘤细胞的特点__________________________________
单克隆抗体的优点:
动物细胞融合、动物细胞培养
细胞膜具有一定的流动性、细胞增殖
用特定的抗原对小鼠进行免疫，并从该小鼠的脾中得到能产生特定抗体的B淋巴细胞
PEG融合法、电融合法、灭活病毒诱导法
灭活病毒诱导法
常考点整理
笔记
既能迅速大量增殖，又能产生抗体
能准确地识别抗原的细微差异，
与特定抗原发生特异性结合，
并且可以大量制备
单克隆抗体的制备
常考点整理
笔记
第一次筛选的目的和结果_________________________________
原因_________________________________________________________
方法___________________________________________
原理_________________________________________________________
_________________________________________________________
第二次筛选的目的和结果____________________________________
原因_________________________________________________________
方法_________________________________________________________
原理_________________________________________________________
选择抗体检测呈___性的杂交瘤细胞
如何获取大量所需杂交瘤细胞________________________________
_____________________________________________________________
如何获取单克隆抗体
①体外培养___________________________
②小鼠腹腔内培养_____________________
获得足够数量的能分泌所需抗体的杂交瘤细胞
进行克隆化培养和抗体检测（进行多次筛选）
分泌的抗体能与特定的抗原特异性结合
注射到小鼠腹腔内增殖
或在体外条件下大规模培养（接种于培养液中）
从细胞培养液中获取
从小鼠腹水中获取
阳
诱导融合后细胞包含骨、B、骨骨、BB、骨B等多种细胞
用特定的选择培养基进行筛选
在选择培养基上，未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡，只有融合的杂交瘤细胞才能生长
筛选获得杂交瘤细胞
从脾中获得的能产生特定抗体的B淋巴细胞有多种
单克隆抗体的制备
1.抗体：一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体。从血清中分离出的抗体产量 、纯度 、特异性 。
2.技术：
3.原理：
4.单克隆抗体的制备过程：
5.两次筛选方法：
、
。
6.两次筛选的目的：
、
。
低
低
差
动物细胞融合动物细胞培养
细胞膜的流动性和细胞增殖
筛选出杂交瘤细胞
筛选出能分沁所需抗体的杂交瘤细胞
特定的选择性培养基筛选
克隆化培养和抗体阳性检测
腹腔
单克隆抗体的制备
7.杂交瘤细胞的特点：
既能大量繁殖，又能产生专一的抗体
8.单克隆抗体的优点：
能准确地识别抗原的细微差异，
与特定抗原发生特异性结合，
并且可以大量制备
9.单克隆抗体培养的方法：
注射到小鼠腹腔内增殖或体外培养：
10.单克隆抗体获取的方法：
从细胞培养液或小鼠腹水中提取
11.单克隆抗体的作用：
作诊断试剂
运载药物
治疗疾病
课本P51 一、概念检测
1.下列有关动物细胞融合与植物体细胞杂交比较的叙述，错误的是( )
A.它们的原理都涉及细胞膜的流动性
B.都可以用电融合法或PEG融合法诱导融合
C.融合前都需用纤维素酶或果胶酶处理细胞
D.前者主要是为了获得细胞产品，后者主要是为了获得杂种植株
C
2、科学家以SARS病毒的核衣壳蛋白为抗原，制备出了单克隆抗体。下列相关叙述正确的是 ( )
A.利用该单克隆抗体可以诊断是否感染SARS病毒
B.体外培养单个B淋巴细胞可以获得针对SARS病毒的单克隆抗体
C.将等量B淋巴细胞和骨髓瘤细胞混合。经诱导后融合的细胞即为杂交瘤细胞
D.将纯化的核衣壳蛋白反复注射到小鼠体内，从小鼠血清中分离出的抗体为单克隆抗体
A
课本P51 二、拓展应用
答案提示：可以利用动物细胞融合技术培育多倍体胚胎，研究其发育机制，甚至可能培育出新的物种。但是，目前相关技术还不成熟，存在融合率低，胚胎死亡率高等问题，并且还可能带来一些伦理方面的问题。
假如你掌握了动物细胞融合技术，你想用这种技术来解决哪些问题 解决这些问题的大致思路是怎样的 这样做会有什么风险 请查阅相关资料，完善自己的思路，并形成文字报告，与同学交流。
情景探究
“（悟空）拔一把毫毛，丢在口中嚼碎，望空喷去，叫一声‘变！’，即变作三二百个小猴，周围攒簇。”这是《西游记》中的一段描述，展示了中华先贤的想象力。毫毛来自体细胞，我们能用体细胞“变”出猴来吗？
2017年，我国科学家通过动物细胞核移植技术首次培育了体细胞克隆猴
动物体细胞核移植
—用核移植的方法得到的动物称为克隆动物
概念：
分类：
原理：
结果：
生殖方式:
将动物一个细胞的细胞核移入去核的卵母细胞中。使这个重新组合的细胞发育成新胚胎，继而发育成动物个体的技术。
形成______________并发育成______，继而发育成________；
重新组合的细胞
新胚胎
动物个体
胚胎细胞核移植：细胞分化程度低，恢复全能性容易
体细胞核移植：细胞分化程度高，恢复全能性不容易
动物细胞核的全能性
无性生殖
因此动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植
体细胞克隆猴培育成功意义非凡，是因为非人灵长类动物体细胞核移植非常困难。为什么？
①供体细胞的细胞核在去核卵母细胞中不能完全恢复其分化前的功能状态，这导致了胚胎发育率低。
②对非人灵长类动物胚胎进行操作的技术尚不完善。
动物体细胞核移植
概念：
分类：
原理：
结果：
生殖方式:
过程：P53
通过电融合法使两细胞融合，供体核进入卵母细胞
采集牛卵巢中的卵母细胞，在体外培养到MⅡ期
去核的卵母细胞
供体细胞培养
高产奶牛（供体）
通过
显微操作法
去核
从供体身体的某一部位上取体细胞
将供体细胞注入去核的卵母细胞
重构胚
动物体细胞核移植
概念：
分类：
原理：
结果：
生殖方式:
过程：
采集牛卵巢中的卵母细胞，在体外培养到MⅡ期
去核的卵母细胞
通过
显微操作法
去核
P54相关信息:目前动物细胞核移植技术中普遍使用的去核方法是显微操作法，也有人采用梯度离心、紫外线短时间照射和化学物质处理等方法。这些方法是在没有穿透卵母细胞透明带的情况下去核或使其中的DNA变性。
P52相关信息:“核”其实是指纺锤体—染色体复合物。
动物体细胞核移植
概念：
分类：
原理：
结果：
生殖方式:
过程：P53
重构胚
早期胚胎
将胚胎移入受体（代孕）母牛体内
生出与____奶牛遗传物质基本相同的犊牛
用物理或化学方法（如电刺激、Ca2+载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等）
激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育过程
供体
动物体细胞核移植
概念：
分类：
原理：
结果：
生殖方式:
过程：P53
动物体细胞核移植
概念：
分类：
原理：
结果：
生殖方式:
过程：P53
动物体细胞核移植
常考点整理
笔记
1.该过程中应用到的技术
______________
______________
______________
______________
______________
动物细胞核移植
动物细胞培养
动物细胞融合
早期胚胎培养
胚胎移植
动物细胞核移植
早期胚胎培养
动物细胞培养
胚胎移植
动物细胞融合
重构胚
早期胚胎
将胚胎移入受体（代孕）母牛体内
采集牛卵巢中的卵母细胞，在体外培养到MⅡ期
去核的卵母细胞
供体细胞培养
高产奶牛（供体）
生出与供体奶牛遗传物质基本相同的犊牛
该过程中应用到的技术______________________________________
__________________________________________。
选择 供体.
采集的卵母细胞应培养至_______。
选择MⅡ期卵母细胞的原因：
①________________________________
②________________________
③________________________________
卵母细胞去核的方法___________________
“去核”去的是什么？_____________________
去核的原因______________________________________________
(去核时，由于MⅡ期卵母细胞核的位置靠近第一极体，用微型吸管一般一并吸出第一极体)
动物体细胞核移植
常考点整理
笔记
动物细胞核移植
动物细胞培养
动物细胞融合
早期胚胎培养
胚胎移植
MⅡ期
含有促进细胞核表现全能性的物质
细胞体积大，易于操作
显微操作（去核）法
纺锤体-染色体复合物
卵母细胞内卵黄多，营养物质丰富
使核移植得到的胚胎或动物核内遗传物质全部来自有重要利用价值的动物
有优良性状（如高产、肉质优良）的奶牛
供体细胞注入卵母细胞的优点______________________
诱导融合的方法_________,原理是 。
融合的结果______________________________
重构胚概念_ ________________________________________
激活重构胚的方法：①物理方法_________
②化学方法_________________________________
激活重构胚的目的_______________________________________
重构胚培育的技术_____________________________
重构胚一般发育到后再通过_________技术移入代孕母牛。
为了提高已有胚胎的利用率，可采用 技术。
该技术的要点是 。
培育出来的犊牛的性状主要和 一样。
该技术的繁殖方法是 。培育出来的动物称为 。
实验结论 。
动物体细胞核移植
常考点整理
笔记
电刺激
Ca2+载体、乙醇和蛋白酶合成抑制剂
激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育过程
证明了动物已分化的体细胞的细胞核具有全能性
对卵母细胞损伤较小
电融合法
供体核进入卵母细胞，形成重构胚
人工重新构建的胚胎，具有发育成完整个体的能力
动物细胞膜的流动性
早期胚胎培育
胚胎移植
胚胎分割
将内细胞团均等分割
供体奶牛
无性繁殖
克隆动物
动物体细胞核移植
P54思考讨论
1. 在将体细胞的核移植到卵母细胞之前，为什么必须先对卵母细胞进行去核操作？
【答案】为了使核移植的胚胎或动物的核遗传物质全部来自有重要利用价值的动物提供的体细胞。
2.用上述技术培育的克隆动物，是对体细胞供体动物进行了100%的复制吗？为什么？
①克隆动物绝大部分DNA来自供体动物的细胞核，但线粒体中的DNA（细胞质中的DNA）同时来自供体细胞和受体卵母细胞
②性状是基因与环境共同作用的结果，克隆动物所处的环境与核供体细胞生活的环境不会完全相同；
③克隆动物在个体发育过程中有可能发生基因突变、染色体变异等可遗传变异；
动物体细胞核移植
P54思考讨论
3. 体细胞核移植技术与诱导iPS细胞相比，有什么相似或不同之处？请你预测它们应用前景的差异。
【提示】利用体细胞核移植技术和诱导iPS细胞都能生成干细胞，但它们的过程是完全不同的。通过体细胞核移植技术可以生成带有核供体细胞遗传物质的胚胎干细胞；诱导iPS细胞需要在细胞中表达几个关键基因，将细胞逆转到类似胚胎干细胞的状态。体细胞核移植技术对核供体细胞有较高要求，一般情况下体细胞的分化程度越高，它重编程为干细胞的成功率就越低；可诱导成为iPS细胞的细胞来源相对广一些，研究表明成纤维细胞、B淋巴细胞、脂肪干细胞等都可以诱导成为iPS细胞。体细胞核移植技术涉及采集卵母细胞、去核、融合等复杂的操作；诱导iPS细胞的技术流程相对简单，可能更适合用于生产实践。日前科学家还在研究由这两种技术生成的干细胞在基因表达、DNA甲基化等方面的差异,这些研究成果也将直接影响它们今后的应用。
动物体细胞核移植
概念：
分类：
原理：
结果：
生殖方式:
过程：
应用：P54
(1)畜牧生产方面：
加速家畜遗传改良进程、促进优良畜群繁育。
(2)医药卫生领域：
①建立转基因体细胞系，利用体细胞核移植技术培育的转基因克隆动物可以作为生物反应器，生产珍贵的医用蛋白。
②转基因克隆动物的细胞、组织或器官可以作为异种移植的供体。
③以患者作为供体培育的人核移植胚胎干细胞，经诱导分化能形成相应的细胞、组织或器官，将它们移植给患者时可以避免免疫排斥反应。
(3)了解胚胎发育及衰老过程。
(4)克隆一批遗传背景相同的动物，可对比分析致病基因。
(5)克隆特定疾病模型的动物，还能为研究该疾病的致病机制和开发相应的药物提供帮助。
(6)保护濒危物种方面：保护濒危物种，增加濒危物种的存活数量。
动物体细胞核移植
概念：
分类：
原理：
结果：
生殖方式:
过程：
应用：
存在问题：
(1)成功率非常低。
(2)各个技术环节有待进一步改进
(3)绝大多数克隆动物存在健康问题，表现出遗传和生理缺陷。
概述
培养条件
过程
动物细胞培养
原理
取材
地位
原代培养
营养条件
温度、pH和渗透压
无菌、无毒的环境
气体环境
制成细胞悬液
传代培养
干细胞
分布
分类
应用
概述
过程
动物细胞核移植
结果
生殖方式
原理
分类
动物细胞核移植
动物细胞培养
动物细胞融合
胚胎移植
早期胚胎培养
前景和问题
畜牧生产、保护濒危物种、医药卫生、治疗人类疾病、科研
成功率低、环节有待改进、健康问题
课本P55一、概念检测
1.假设世界上最后一头野驴刚死亡，以下使它“复生”的方案中可行的是 ( )
A .将野驴的基因导入家驴的受精卵中，培育出新个体
B .将野驴的体细胞取出，利用组织培养培育出新个体
C.将野驴的体细胞两两融合，再经组织培养培育出新个体
D.将野驴的体细胞核移植到家驴的去核卵母细胞中，经孕育培育出新个体
D
据图分析下列叙述错误的是 ( )
A.该技术涉及动物细胞培养、细胞核移植等操作
B.该技术可避免母亲的线粒体遗传病基因传递给后代
C.卵母细胞捐献者携带的红绿色盲基因能够遗传给“三亲婴儿”
卵母细胞捐献者只提供细胞质， 红绿色盲基因是细胞核基因
D.“三亲婴儿”同时拥有自己父亲、母亲及卵母细胞捐献者的部分基因
课本P55一、概念检测
2.2017年，某国批准了首例使用细胞核移植技术培育“三亲婴儿”的申请。其培育过程可选用如下技术路线。
C
课本P47 二、拓展应用
1.大熊猫是我国的国宝。尽管我国政府采取了许多保护措施，但由于大熊猫的繁殖能力低，幼仔成活率也低，它的数量仍然非常少。有科学家尝试采用体细胞核移植技术来克隆大熊猫。请你结合本节所学内容并搜集相关资料了解这方面的研究进展。也有人不赞成进行克隆大熊猫的研究，认为保护大熊猫的最好措施就是保护现有大熊猫及其生存环境，对此你有什么看法
提示 是否赞成克隆大熊猫，学生的回答只要言之有理，就应该予以支持，并且还应该让他们认识到无论赞成还是反对克隆大熊猫的研究，都应该保护好大熊猫的生存环境，否则即使成功克隆了大熊猫，它们没有适宜的生存环境，也可能走向灭绝。
课本P47 二、拓展应用
2.2003年，世界上第一只用体细胞克隆的动物--多莉，因患有严重的肺部疾病被实施了安乐死。它只活了7岁，而普通绵羊的平均寿命在12岁左右。多莉的死亡引发了关于克隆动物是否早衰的争论。一些研究者认为，克隆动物的端粒比较短，基因表达不正常，早衰是一种必然现象。另一些研究者则认为，克隆动物的遗传物质是正常的，目前发现的早衰迹象是在克隆过程中的一些技术问题造成的;或者克隆动物在发育过程中出现了变异，早衰只是偶然现象。请你搜集资料，寻找支持各方观点的研究证据。你也可以调查克隆动物存在的其他问题，并说明科学家是如何解决这些问题的。
提示 在学生搜集证据的过程中，要提示他们注意证据的来源及其直实性和可靠性，进一步引导学生认识到虽然目前对克隆动物的早衰问题存在争论，但这样的争论有利于人类进一步了解生命现象，也有利于克隆技术更好地应用于医疗、农牧业等领域。

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