4-2-3动物的克隆(浙科版)

1、动物细胞全能性的特点？随着细胞分化程度的提高而全能性逐渐受到限制，分化潜能变窄。细胞核仍具有全能性。2、离体的植物细胞和组织可以通过组织培养技术克隆成完整的植株，那么动物细胞和组织能否也进行同样的克隆？不能，动物细胞的全能性受到限制，到现在为止将离体的动物细胞直接克隆成个体还很困难，所以动物细胞和组织不能进行与植物一样的个体克隆。一、动物克隆的技术基础：动物的细胞和组织培养胰蛋白酶胚胎、幼龄动物组织器官（或病变的细胞）分散成单个细胞细胞悬浮液用培养瓶在培养箱中培养大量贴壁细胞细胞悬浮液胰蛋白酶剪碎细胞悬浮液细胞悬浮液分装……继续培养原代培养传代培养机械消化或者胰酶消化一、动物细胞、组织培养1、什么方法取得离体的单个动物细胞？2、离体的动物细胞能否正常的生活、表现出正常的生命活动？能，在人工控制的培养条件下，生长、分裂乃至接触抑制和衰老、死亡等，并呈现一定的组织特性。3、是不是所有的动物细胞都能在离体的情况下表现出生命活动？1、幼嫩细胞（如：动物胚胎或幼龄动物组织、器官）2、含全部营养物质的液体培养基和适宜的环境条件。（胰蛋白酶）动物细胞培养：体外培养分散后的单个细胞，使其得以生存，并保持生命活动现象。像体内一样呈现一定的组织特性。动物组织培养：体外培养动物组织，使其维持生活状态或生长特性。可以伴随组织分化，但最终成为细胞培养。动物器官培养：体外培养动物器官原基、部分或整个器官，使之得以保存、生长。保持器官的结构、功能及分化能力。组织培养7.1951年，海拉细胞系的建成。6.1950年，人工培养液“199”研制成功1.1885年，鸡神经板在生理盐水中培养成活。2.1903年，皮肤及白细胞在腹水及血清中存活一个月，且观察到细胞分裂。3.1907年，蛙胚神经管在蛙淋巴液中悬浮培养，成功看到神经末端的阿米巴运动。4.1912年，鸡胚浸出液对鸡胚心脏组织块进行原代培养和传代培养。5.1943年，获得长期培养细胞系（可连续传代）和细胞克隆。“组织培养”一词产生真正的组织培养开始；创立了悬浮培养法成功进行了传代培养；发明了卡氏瓶；标志着组织培养工作进入全新阶段二、动物组织培养技术的发展2、适宜的环境条件无菌、无毒环境：加抗生素，定期更换培养液适宜的温度和pH值：温度：36.5±0.5℃pH值：7.2-7.4适宜的气体环境：O2和CO2（95%空气和5%CO2）适宜的渗透压等（一）培养条件三、动物细胞培养过程成分：无机盐、葡萄糖、氨基酸、维生素和动物血清等1、含全部营养物质的培养液（二）培养过程从动物胚胎或幼龄动物组织切片中取小片样品转入特殊培养液原代培养分装到多个卡氏瓶中传代培养单个细胞悬浮液CO2培养箱中保温培养细胞系机械消化或胰酶消化（胰蛋白酶）（二）培养过程动物组织细胞间隙中含有一定量的胶原纤维等蛋白质，将细胞网络起来形成具有一定弹性和韧性的组织和器官。原代培养物选择或纯化选择或纯化细胞株细胞株二氧化碳培养箱通过在培养箱内模拟形成一个类似细胞或组织在生物体内的生长环境，如恒定的pH值（7.2-7.4）、稳定的温度（37°C）、较高的相对湿度（95%）、稳定的CO2水平（5%），来对细胞或组织进行体外培养的一种装置。如何界定原代培养和传代培养？为什么要传代培养？细胞悬浮液转入特殊培养液首次培养换瓶后培养原代培养传代培养为什么？1、离体动物细胞的生长特性：（1）贴壁生长：悬浮液中分散的细胞紧贴培养瓶内壁才能生长。（2）接触抑制：当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞就会停止分裂。（3）正常的生命活动：生长、分裂、有规律的衰老、死亡等现象，但不分化。2、传代培养的原因：如果不进行传代培养，就会因细胞密度过大和代谢消耗引起营养枯竭，不能正常生长。细胞贴壁过程细胞在贴壁生长过程中,随着细胞分裂,数量不断增加,最后形成一个单层,此时细胞间相互接触,细胞分裂和生长停止。接触抑制原代培养传代培养…………原代培养物细胞系：可连续传代的细胞原代培养物在首次传代时就成为细胞系。能连续培养的连续细胞系不能连续培养的有限细胞系四、细胞系、细胞株（二倍体细胞）（异倍体核型细胞）（1）恶性细胞系，异体致瘤性（2）保留接触抑制，不致癌（遗传物质改变，不死性）2、细胞株：通过一定的选择或纯化方法，从原代培养物或细胞系中获得的具有特殊性质的细胞系。如：单抗细胞株细胞株一般具有恒定的染色体组型、同工酶类型、病毒敏感性和生化特性等。遗传物质未改变。连续细胞株：可连续多次传代的细胞株。有限细胞株：传代次数有限的细胞株细胞系：泛指可传代的细胞。细胞株:具有特殊性质的细胞系。细胞系有限细胞系2N连续细胞系（异倍体核型）不致癌保持接触抑制致癌恶性细胞系细胞株有限细胞株连续细胞株细胞系、细胞株原代培养物五、克隆培养法（细胞克隆）1、概念：把一个单细胞从群体中分离出来单独培养，使之繁衍成一个新的细胞群体的技术。2、特点：遗传性状均一、表现的性状相似，便于研究异质性细胞系克隆培养纯系（克隆）3、最基本要求:保证所建成的克隆来源于单个细胞4、适合于克隆的细胞：对环境有较大适应范围和具有较强独立生存能力的细胞5、提高细胞克隆形成率的措施：•选择适宜的培养基•添加血清（胎牛血清）(能促进细胞的生长、增殖和贴附)•以滋养细胞支持生长（经射线照射的小鼠成纤维细胞）•激素刺激（胰岛素等）•使用CO2培养箱，调节PH群体细胞单细胞无限细胞系、转化或肿瘤细胞原代细胞、有限细胞系6、细胞克隆的主要用途：从普通细胞系中分离出缺乏特殊基因的突变细胞系。用于研究细胞的遗传规律和生理特性。1.动物免疫2.分离B淋巴细胞3.细胞融合——淋巴细胞杂交瘤的制备4.杂交瘤细胞的筛选5.克隆能产生抗体的细胞6.单克隆抗体的纯化单抗的制备过程一、动物细胞全能性的表现程度桑椹胚八分裂球受精卵二分裂球四分裂球囊胚原肠胚幼体组织、器官1、动物的受精卵，卵裂球含有2-8个细胞时，每个细胞具有全能性。2、随着胚胎发育的继续，有的细胞只具有分化出各种组织细胞的潜能，这样的细胞叫多能干细胞。3、有的细胞只能分化为一种细胞，叫单能干细胞。受精卵胚胎干细胞多能干细胞单能干细胞体细胞2、低等动物细胞：全能性一般容易体现。1、高等动物细胞3、癌细胞：仍能逆转为正常细胞。无论分化还是癌变，变化的都是表现型，基因组成的完整性可以保留。一、动物细胞全能性的表现程度为什么动物细胞很难表现出全能性？二、动物难以克隆的根本原因基因的选择性表达（差异表达），使得细胞中合成了专一的蛋白质，即动物细胞已经发生了分化。分化的细胞，其基因组中的基因不同时进行活动。动物基因组一类基因：维持生存，各种细胞中都处于活动状态一类基因：随着组织器官和发育阶段不同而选择性表达。★动物细胞难以实现克隆，那么如何实现动物的克隆？多莉的培育用到了哪些技术?核移植、动物细胞培养、胚胎移植三、核移植和动物的克隆繁殖去核注核重组细胞1、核移植：利用一个细胞的细胞核（供体核）,来取代另一细胞中的细胞核，形成一个重建的“合子”（重组细胞），使发育成一个新的个体。•胚胎细胞克隆：使用的供体核来自胚胎•体细胞克隆：使用的供体核来自体细胞1952年，罗伯特.布里格斯：豹蛙→囊胚细胞核+去核的卵母细胞→发育成个体1978年，童第周：黑斑蛙→成体红细胞核→去核的卵细胞中→发育成蝌蚪2、动物克隆繁殖：胚胎细胞核移植成功率远高于成体细胞核移植。体细胞克隆羊成功的分子细胞生物学机理：1、核移植前对乳腺细胞的营养限制性培养（调节牛血清浓度）和电脉冲细胞融合技术，有利于核的变化和细胞融合后基因表达分子开关启动。2、重组卵细胞最初分裂时，转录并未开始。3、重组卵细胞的供体核DNA丢失了来源于乳腺细胞的阻止核基因表达的调节蛋白。4、开始第三次分裂时，原乳腺细胞的调节蛋白全部被卵细胞质中的蛋白因子替换了，核DNA被重新编排，胚细胞开始表达自己的基因。体细胞克隆羊的培育成功，证明了什么？高度分化细胞经一定技术处理，也可回复到类似受精卵时期的功能。在胚胎和个体发育中，细胞质具有调控细胞核（包括异源的细胞核）发育的作用。（核质互作）体细胞核移植技术存在的问题：许多克隆动物表现出遗传和生理缺陷，如体型过大，异常肥胖，发育困难，脏器缺陷，免疫失调等。3、动物克隆成功的条件：（1）具有包含本物种完整基因组的细胞核的活细胞如：乳腺上皮细胞；（2）能有效调控细胞核发育的细胞质物质如：去核卵的细胞质；（3）完成胚胎发育的必要的环境条件如：诱导重组细胞生长、分化的实验条件和怀胎母体的子宫环境4、动物克隆的意义：（1）有利于遗传疾病的治疗，优良品种的培育（2）对物种的优化、濒危动物的保护和转基因动物的扩群有重要意义（3）丰富人们的物质生活，降低畜牧业的成本，缩短育种年限，提高生产效率1、用于动物细胞培养的组织和细胞大都取自胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织，其主要原因是这样的组织细胞（）A、容易产生各种变异B、具有更强的全能性C、取材十分方便D、分裂增殖的能力强D2、用动、植物成体的体细胞进行离体培养，下列叙述正确的是A．都需用CO2培养箱B．都须用液体培养基C．都要在无菌条件下进行D．都可体现细胞的全能性3、动物细胞克隆是指A．一个单细胞培养成一个新的细胞群的技术B．一个重组细胞经分裂、分化发育成一个动物个体的技术C．几个同种动物的细胞培养成一个新的细胞群的技术D．一个卵裂球经胚胎分割发育成四个细胞群的技术CA4、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.细胞培养应在含5%CO2的恒温培养箱中进行，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C5.下列关于动物细胞培养的叙述，正确的是()A.培养中的人效应T细胞能产生单克隆抗体B.培养中的人B细胞能够无限地增殖C.人的成熟红细胞经过培养能形成细胞株D.用胰蛋白酶处理肝组织可获得单个肝细胞D世界上第一只克隆绵羊“多莉”的培育等程序如图所示。请仔细看图后回答问题：b⑴图中ａ过程为。通过ａ过程形成的重组细胞核遗传物质与质遗传物质各来自哪里？⑵实施ａ时，所需的受体细胞大多采用动物卵细胞的原因是：。⑶b过程细胞分裂的方式是，此过程是否进行细胞分化？（答“有”或“无”）⑷图中c所指过程为，图中d指的是克隆绵羊“多莉”经过在母体子宫内后。⑸“多莉”面部的毛色和性别与绵羊相同，请根据遗传学原理说明判断依据：。⑹若不考虑环境因素影响，多莉的性状是否全部像以上绵羊？为什么？（7）植物组织培养之后，克隆绵羊培育成功，证明动物。黑面绵羊去核卵细胞白面绵羊卵腺细胞核重组细胞早期胚胎另一头母绵羊子宫克隆绵羊多莉abcd细胞核移植具有调控细胞核发育的细胞质物质有丝分裂有胚胎移植妊娠出生白面“多莉”绵羊的核基因和性染色体全部来自白面绵羊细胞核也具有全能性卵细胞细胞质的遗传物质也能控制某些性状细胞贴壁过程细胞在贴壁生长过程中,随着细胞分裂,数量不断增加,最后形成一个单层,此时细胞间相互接触,细胞分裂和生长停止。接触抑制