38 细胞工程和克隆技术引起的伦理问题

第38课时细胞工程及克隆技术引起的伦理问题细胞工程是指应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法，通过细胞水平或细胞器水平上的操作，按照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品的一门综合科学技术。细胞工程按操作对象分类植物细胞工程动物细胞工程1．操作流程及培养条件(1)操作流程一、植物组织培养及细胞全能性(2)培养条件：营养物质(水、无机盐、蔗糖、氨基酸和有机酸等)、激素(如细胞分裂素、生长素等)及其他条件(无菌、适宜的温度和pH等)。考点1162．脱分化和再分化的比较比较内容脱分化再分化过程外植体→愈伤组织愈伤组织→幼苗形成体特点排列疏松、高度液泡化的薄壁细胞有根、芽需要条件a.离体；b.适宜的营养；c.生长素/细胞分裂素的比例适中；d.不需光a.离体；b.适宜的营养；c.生长素/细胞分裂素的比例高或低诱导生根或生芽；d.光照3．原理：全能性(1)含义：生物体的细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能。(2)物质基础：生物的每一个细胞都包含有该物种所特有的全套遗传物质，都有发育成完整个体所必需的全部基因。(3)在生物体内细胞并没有表现出全能性的原因：基因在特定的时间和空间条件下选择性表达，细胞分化形成不同的组织、器官。(4)全能性的实例：花药的离体培养、植物的组织培养、克隆技术等。4.植物组织培养技术的应用1植物繁殖的新途径(1)微型繁殖：(2)作物脱毒：(3)人工种子：2作物新品种的培育(1)单倍体育种：(2)突变体的利用：(3)细胞产物的工厂化生产：教材p38-41二、植物体细胞杂交1．概念：植物体细胞杂交就是将不同种的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的植物体的技术。2．图示过程考点1183．考点解读(1)植物体细胞杂交的障碍①细胞壁:纤维素酶和果胶酶去除细胞壁。②原生质体融合:人工诱导(物理法，如离心、振动、电激；化学法，如聚乙二醇(PEG)诱导)。(2)杂种细胞的类型有三种：AA、BB、AB(筛选)。(3)杂种细胞AB形成的标志：新的细胞壁的生成。(4)杂种植株遗传物质的变化：染色体变异，形成异源多倍体。(5)植物体细胞杂交的原理：细胞膜的流动性，细胞的全能性。三、动物细胞培养1．概念：从动物机体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后，放在适宜的培养基中，让这些细胞生长和增殖。2．操作流程考点1193．考点解读(1)培养条件①无菌、无毒的环境②营养——葡萄糖、氨基酸、促生长因子、无机盐和微量元素＋血清或血浆等天然成分。③温度和pH——(36.5±0.5)℃和(7.2～7.4)。④气体环境——95%空气＋5%CO2（调节培养基pH）。(2)原理：细胞增殖。(3)动物细胞培养时：一般选取幼龄动物的组织、器官。4．应用(1)生产细胞产品：干扰素、疫苗、单克隆抗体。(2)检测并判断某毒性物质毒性的大小。(3)临床医学研究。植物组织培养与动物细胞培养的比较拓展提升P215四、动物细胞融合与单克隆抗体1．动物细胞融合(1)概念：两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。(2)原理：生物膜的流动性。(3)方法：聚乙二醇、灭活的病毒、电激等。(4)意义：①突破有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能；②成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和生物新品种培育等的重要手段；③制备单克隆抗体。考点1202．单克隆抗体(1)诱导融合的两种细胞：免疫过的B淋巴细胞(浆细胞)——产生抗体；骨髓瘤细胞——无限增殖。(2)诱导融合方法：物理、化学、生物（灭活的病毒诱导）。(3)两种培养提取场所①体外培养——培养液提取。②体内小鼠腹腔中培养——小鼠腹水中提取。(4)两次筛选的目的及方法①在特定的选择培养基（HAT）上，未融合的亲本细胞(浆细胞和骨髓瘤细胞)和融合的具有同种核的细胞(BB融合细胞、瘤瘤融合细胞)都会死亡，只有融合的杂种细胞(杂交瘤细胞)才能生长。这种杂种细胞的特点是既能迅速大量繁殖，又能产生单一的特异性抗体。②经选择性培养的杂交瘤细胞并非都是能分泌所需抗体的细胞(很多种杂交瘤细胞)，需经克隆化培养和抗体检测，经多次筛选后就可获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。植物体细胞杂交和单克隆抗体的制备的比较拓展提升P215五、动物细胞核移植与克隆技术引起的伦理问题1．概念：动物细胞核移植是将动物的细胞核移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育为动物个体。2．操作流程考点1213．考点解读(1)原理:动物细胞核的全能性。(2)卵母细胞选择时期及原因减Ⅱ中期的卵母细胞，此时具备受精能力，细胞质中合成与分裂、分化有关的物质能刺激融合后重组细胞进行分裂分化，形成重组胚胎。(3)受体细胞：卵细胞①大，易于操作；②卵黄多，营养丰富，为发育提供充足的营养；③能激发重组细胞分裂分化。(4)供体细胞：取供体动物的体细胞培养，一般选用传代10代以内的细胞。(5)动物体细胞不能经培养直接发育成完整个体，原因是动物体细胞的全能性受到限制。(6)该过程用到的技术手段：动物细胞培养、动物细胞融合、早期胚胎培养和胚胎移植。(7)核移植产生的克隆动物与提供细胞核的亲本不同:①克隆动物遗传物质来自2个亲本。②在发育过程中可能发生基因突变，染色体变异导致性状改变。③外界环境条件的影响引起不可遗传的变异。4．应用及存在问题(1)应用：加速家畜遗传改良进程、促进优良畜群繁育、保护濒危物种、克隆器官用于移植等。(2)存在问题：①成活率低；②克隆动物的健康问题；③克隆动物食品的安全性问题。5．克隆人(1)过程(2)分类类型项目治疗性克隆生殖性克隆区别目的治疗人类疾病用于生育，产生新个体水平细胞水平个体水平联系都属无性繁殖；产生新个体、新组织，遗传信息相同6.克隆技术引发的伦理问题观点理由不赞成(1)克隆人严重违反了人类伦理道德；(2)克隆人冲击了现有的婚姻、家庭和两性关系等传统的伦理道德观念；(3)克隆人是人为地制造在心理上和社会地位上都不健全的人；(4)克隆技术尚不成熟赞成(1)技术性问题可以通过胚胎分级、基因诊断和染色体检查等方法得到解决；(2)克隆人是一项科学研究，既然是科学，就应该允许研究克隆人中国政府的态度中国政府的观点：不赞成，不允许，不支持，不接受任何生殖性克隆人的实验，不反对治疗性克隆1.克隆属无性生殖，不能产生新基因，也不能产生新基因型。2.克隆产生的后代与亲代不一定完全相同的原因：细胞质基因不同；发育过程中可能发生基因突变或染色体变异；后天生长的环境条件的影响。3.克隆可选择繁殖后代的性别，即若提供核的细胞来自雄性个体，则核内染色体为XY，则克隆后代仍为雄性。特别提醒克隆组织培养试管动物(婴儿)生殖方式无性无性有性遗传物质来源2个亲本1个亲本2个亲本性别决定提供核亲本一般没有精子类型用途优良种畜快速繁育，可选择性别快速繁殖无病毒植株解决不孕不育现状不成熟成熟成熟7、克隆、组织培养和试管动物(婴儿)区分1、植物体细胞杂交的终点是培育成杂种植株，具备两种植物的遗传特征。该技术在育种上应用时最大的优点：克服远缘杂交不亲和的障碍。2、核移植和植物体细胞杂交产生的后代中都含有两个亲本的遗传物质；植物组织培养和人工种子产生的后代中都只含一个亲本的遗传物质。3、植物细胞培养中去掉细胞壁的原因是这层细胞壁阻碍了植物体细胞杂交融合；动物细胞培养中用胰蛋白酶处理动物组织的目的是使组织分散成单个细胞。