生物素材：教材梳理動物細胞培養(yǎng)和核移植技術

學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精庖丁巧解牛知識·巧學一、動物細胞培養(yǎng)動物細胞培養(yǎng)就是從動物機體中取出相關的組織，將它分散成單個細胞，然后，放在適宜的培養(yǎng)基中,讓這些細胞生長和繁殖。1。動物細胞培養(yǎng)的過程進行動物細胞培養(yǎng)時，首先將組織塊剪碎，用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理,使其分散成許多單個細胞，然后，用培養(yǎng)液將分散的細胞稀釋制成細胞懸液，再將細胞懸液放入培養(yǎng)瓶內(nèi)置于適宜環(huán)境中培養(yǎng)。懸液中分散的細胞很快就貼附在瓶壁上，稱為細胞貼壁。以后，細胞進行有絲分裂，數(shù)目不斷增多.當貼壁細胞分裂生長到表面相互接觸時,細胞就會停止分裂增殖，這種現(xiàn)象稱為細胞的接觸抑制.人們通常將動物組織消化后的初次培養(yǎng)稱為原代培養(yǎng)。貼滿瓶壁的細胞需要重新用胰蛋白酶等處理，然后分別繼續(xù)培養(yǎng)，讓細胞繼續(xù)增殖，這樣的培養(yǎng)過程通常被稱為傳代培養(yǎng)。記憶要訣動物細胞培養(yǎng)的流程：取動物組織塊→剪碎組織→用胰蛋白酶處理分散成單個細胞→制成細胞懸液→轉(zhuǎn)入培養(yǎng)液中進行原代培養(yǎng)→貼滿瓶壁的細胞用胰蛋白酶處理分散成單個細胞,制成細胞懸液→轉(zhuǎn)入培養(yǎng)液中進行傳代培養(yǎng)→放入二氧化碳培養(yǎng)箱中培養(yǎng).2。動物細胞培養(yǎng)的條件（1）無毒無菌的環(huán)境：培養(yǎng)液應進行無菌處理。（2）營養(yǎng)：合成培養(yǎng)基成分包括糖、氨基酸、促生長因子、無機鹽、微量元素，通常需加入血清、血漿等。（3）適宜溫度：一般與動物體溫相近。(4）pH：7.2~7。4。（5）氣體環(huán)境：空氣95％，二氧化碳5%。誤區(qū)警示用胰蛋白酶分散細胞，說明細胞間的物質(zhì)主要是蛋白質(zhì).胃蛋白酶作用的適宜pH約為2,當pH大于6時，胃蛋白酶就會失去活性。胰蛋白酶作用的適宜環(huán)境pH為7。2～8.4。多數(shù)動物細胞培養(yǎng)的適宜pH為7。2～7.4，胃蛋白酶在此環(huán)境中沒有活性，而胰蛋白酶在此環(huán)境中活性較高,因此胰蛋白酶適宜用于細胞培養(yǎng)時的消化.3。動物細胞培養(yǎng)技術的應用動物細胞培養(yǎng)技術有很多用途。許多有重要價值的生物制品,如：病毒疫苗、干擾素、單克隆抗體等，都可以借助動物細胞的大規(guī)模培養(yǎng)來生產(chǎn)。疑點突破細胞的衰老與動物機體的衰老有著密切的關系，細胞的增殖能力與供體的年齡有關，幼齡動物細胞增殖能力強，有絲分裂旺盛，老齡動物則相反。所以，一般來說幼年動物的組織細胞比老年動物的組織細胞易于培養(yǎng)。同樣，組織細胞的分化程度越低，則增殖能力越強，所以更容易培養(yǎng).二、動物體細胞核移植技術和克隆動物動物核移植是將動物的一個細胞的細胞核，移入一個已經(jīng)去掉細胞核的卵母細胞中,使其重組并發(fā)育成一個新的胚胎，這個新的胚胎最終發(fā)育為動物個體。用核移植的方法得到的動物稱為克隆動物。哺乳動物核移植：可以分為胚胎細胞核移植（比較容易）和體細胞核移植（比較難）。1。體細胞核移植的大致過程供體體細胞→細胞培養(yǎng)→體細胞↓注入卵巢卵母細胞→減Ⅱ中期去核→無核卵母細胞→重組細胞→重組胚胎→代孕母?！雠c供體遺傳性狀相同的個體疑點突破動物細胞培養(yǎng)要經(jīng)過脫分化的過程嗎?動物細胞培養(yǎng)一般不需經(jīng)過脫分化過程。因高度分化的動物細胞發(fā)育潛能變窄,失去了發(fā)育成完整個體的能力,所以，動物細胞也就沒有類似植物組織或細胞培養(yǎng)時的脫分化過程了。要想使培養(yǎng)的動物細胞定向分化，通常采用定向誘導動物干細胞,使其分化成所需要的組織或器官.2。體細胞核移植技術的應用前景（1）加速家畜遺傳改良進程，促進良畜種群繁育;（2）保護瀕危物種;（3）生產(chǎn)醫(yī)用蛋白；（4）作為異種移植的供體；（5）用于組織器官的移植等。辨析比較比較項目原理培養(yǎng)基結(jié)果培養(yǎng)目的植物組織培養(yǎng)細胞的全能性固體;營養(yǎng)物質(zhì)、激素培育成植株快速繁殖培育無病毒植株動物細胞培養(yǎng)細胞的增殖液體;營養(yǎng)物質(zhì)、動物血清等培育成細胞系或細胞株獲得細胞的產(chǎn)物或細胞等3.體細胞核移植技術存在的問題克隆動物存在著健康問題、遺傳缺陷、生理缺陷等.難點剖析克隆動物絕大部分DNA來自于供體細胞核，但其核外還有少量的DNA，即線粒體中的DNA是來自于受體卵母細胞。所以,用教材中所述的方法克隆的動物不是供核動物完全相同的復制。此外，即便動物的遺傳基礎完全相同，但動物的一些行為、習性的形成與所處環(huán)境有很大關系，核供體動物生活的環(huán)境與克隆動物所生活的環(huán)境不會完全相同,其形成的行為、習性也不可能和核供體動物完全相同，從這一角度看，克隆動物不會是核供體動物百分之百的復制.問題·探究問題1為什么動物細胞要分散成單個細胞培養(yǎng)？探究:分散成單個細胞、細胞群(團）后容易培養(yǎng)，細胞所需的營養(yǎng)容易供應，其代謝廢物容易排出;而用大塊組織培養(yǎng)時，內(nèi)部細胞的營養(yǎng)供應和代謝廢物的排出都較困難，因此，這些細胞在體外長時間的生存和生長就較困難.同時，分散成單個細胞培養(yǎng)，可使得在細胞水平操作的其他技術得以實現(xiàn).問題2體細胞核移植技術為什么要選擇減Ⅱ中期的卵母細胞作受體細胞?探究：細胞核移植技術中能用作受體細胞的通常有減Ⅱ中期卵母細胞和受精卵（合子）.早期核移植技術中常用受精卵，后來基本上用減Ⅱ中期卵母細胞取代了受精卵，主要因為兩者的細胞質(zhì)環(huán)境不同。有人認為重組需要的因子存在于減Ⅱ中卵母細胞的胞質(zhì)中，而在受精卵形成時這些因子已被降解或用光,因此，受精卵去核可引起胞質(zhì)中重組因子缺乏。成熟促進因子（MPF）是卵母細胞細胞質(zhì)中重要的胞質(zhì)影響因子,MPF的活性在卵母細胞減數(shù)分裂的減Ⅰ期和減Ⅱ期達到最高,受精或激活后，MPF迅速滅活,因此,減Ⅱ期卵母細胞中MPF活性高，而受精卵中MPF活性低。MPF水平的高低可影響供體核染色質(zhì)的狀態(tài)和復制。減Ⅱ期卵母細胞細胞核、細胞質(zhì)已成熟，而減Ⅰ卵母細胞細胞核、細胞質(zhì)尚未成熟，其細胞質(zhì)不能支持胚胎的全程發(fā)育,因此，盡管減Ⅰ期卵母細胞MPF活性也高，但不能用作受體卵母細胞。也有人認為用去核合子作受體時,可能由于合子去核時一些早期發(fā)育必需的因子隨細胞核的去除而被去掉了,而使去核受精卵缺乏發(fā)育能力。因此,目前廣泛采用減Ⅱ期卵母細胞作受體.典題·熱題例1動物細胞工程技術的基礎是(）A。動物細胞融合B。胚胎移植C。動物細胞培養(yǎng)D。核移植解析:解答此題應從如下兩個方面分析：①根據(jù)教材可知，動物細胞工程包括動物細胞融合技術、胚胎移植技術、核移植技術、單克隆抗體制備等。②題中所給四個選項都為動物細胞工程的內(nèi)容，這四個選項中動物細胞培養(yǎng)技術是其他三個動物細胞工程的基礎。因為細胞融合技術、胚胎移植技術、核移植都是要借助細胞培養(yǎng)完成的.答案:C例2下列關于動物細胞培養(yǎng)的敘述，不正確的是（）A。培養(yǎng)基為液體培養(yǎng)基B.培養(yǎng)結(jié)果只能獲得大量細胞及生物制品，而不能獲得生物體C。需要氧來滿足細胞代謝的需要，不需要二氧化碳D.通過細胞培養(yǎng)可以檢測有毒物質(zhì),判斷某物質(zhì)的毒性解析：著重考查動物細胞培養(yǎng)過程、條件及應用。動物細胞一般用液體培養(yǎng)基來培養(yǎng)，需要無菌環(huán)境、基本營養(yǎng)物質(zhì)、適宜的溫度和pH、一定量的O下標2和CO下標2等。通過動物細胞培養(yǎng)可以生產(chǎn)生物制品，可以培養(yǎng)皮膚移植的材料，還可以檢測有毒物質(zhì)，用于生理、病理、藥理等方面的研究.由于動物細胞分化程度高，雖然細胞核內(nèi)具有該物種的全套遺傳物質(zhì)，但單個細胞不具備形成完整個體的其他條件，所以目前還不能通過動物細胞的培養(yǎng)獲得新個體。答案:C拓展延伸動物細胞培養(yǎng)條件:（1)無毒無菌的環(huán)境:培養(yǎng)液應進行無菌處理。(2）營養(yǎng)：合成培養(yǎng)基的成分包括糖、氨基酸、促生長因子、無機鹽、微量元素，通常需加入血清、血漿等.（3）溫度：適宜溫度，一般與動物體溫相近。（4）pH：7。2～7。4。（5）氣體環(huán)境：空氣95%，二氧化碳5％.例3關于動物細胞培養(yǎng)的敘述錯誤的是(）A。用于培養(yǎng)的細胞大都取自胚胎或幼齡動物的器官或組織B。將所取的組織先用胰蛋白酶等進行處理使其分散成單個細胞C.在培養(yǎng)瓶中要定期用胰蛋白酶使細胞從瓶壁上脫離,制成懸浮液D.動物細胞培養(yǎng)只能傳50代左右，所培養(yǎng)的細胞會衰老死亡解析：選取胚胎或幼齡動物的器官、組織是因為它們的分裂能力