2026届高三生物一轮复习课件第52讲：动物细胞工程

2026届高考一轮复习 第52讲 动物细胞工程 考情分析 1．从命题题型和内容上看，选择题：常以基础概念、原理和技术流程为考查点，如动物细胞培养的条件、单克隆抗体制备的步骤等。选项设置可能会涉及一些易混淆的知识点，考查学生对概念的准确理解和辨析能力。该题型难度相对较低，但需要学生对基础知识有扎实的掌握等。解答题：通常会以一个具体的动物细胞工程技术应用为背景，如克隆动物的培育、单克隆抗体的制备等，要求学生回答相关的原理、操作步骤、注意事项以及结果分析等问题。这种题型难度较高，注重考查学生的综合运用能力、逻辑思维能力和语言表达能力。 2．从命题思路上看，从以下几个方面进行考查 (1)注重实验与探究能力考查：可能会给出实验目的、材料和部分实验步骤，让学生设计实验方案、预测实验结果或分析实验现象； (2)考查知识的综合运用：将动物细胞工程与其他知识点，如细胞的结构和功能、细胞的生命历程、基因工程等相结合，考查学生对生物学知识的整体把握和综合运用能力。 复习目标 1．考查细胞结构与功能的适配性。(生命观念) 2．通过技术流程推导考查逻辑思维，借助流程图、示意图考查建模能力，要求学生理解“核移植技术中供体细胞与受体细胞的选择逻辑”。(科学思维) 3．以实验情境考查探究能力，结合技术改进考查创新思维，如“如何优化动物细胞培养的培养基成分以提高细胞存活率”，引导学生基于现有技术提出合理创新方案。(社会责任) 考情解码·考点定标 2 动物细胞培养 动物细胞融合 动物细胞核移植 动物细胞培养技术是其他动物细胞工程技术的基础。 一、动物细胞培养 1 概念： 动物体 组织 单个细胞 细胞生长和增殖 取出 分散 适宜条件 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。 细胞增殖（有丝分裂） 原理： 目的: 获得细胞或细胞产物；不能获得完整动物个体 未体现动物细胞的全能性 地位: 动物细胞工程的基础 一、动物细胞培养 4 （1）营养条件 ①培养基构成： 糖类、氨基酸、无机盐、维生素等 + 血清等天然成分 合成培养基 将细胞所需的营养物质按种类和所需量严格配制而成的培养基。 （人们对动物细胞所需营养物质尚未全部研究清楚， 动物血清中某些含人类未知、细胞生长增殖所必需的物质。) ②培养基的物理性质： 液体培养基（也称为培养液） 培养瓶 培养皿 无菌 防止细菌污染 ①对培养液和所有培养用具进行灭菌处理 ②在无菌环境下进行操作 ③添加一定量的 抗生素 无毒 定期更换培养液 清除代谢物，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害。 （2）无菌、无毒的环境 2 培养条件： 一、动物细胞培养 5 （3）适宜的温度、pH和渗透压 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： 36.5 ± 0.5℃ 7.2～7.4 （与相应动物内环境的理化性质保持一致） 维持细胞正常的形态和功能。 （4）适宜的气体环境 ①主要气体成分： ②培养仪器： ——细胞代谢所必需的 ——维持培养液的pH O2 CO2 用培养皿或松盖培养瓶， 在含有___________和_________的混合气体的____________ 95%空气 5%CO2 CO2培养箱 CO2培养箱 培养皿 松盖培养瓶 一、动物细胞培养 6 1.取动物组织 ②原因： ①材料的选择： 幼龄动物 or 老龄动物 2.分散成单个细胞 ①原因： 成块组织中，细胞与细胞靠在一起，彼此限制了生长和增殖 一般取材于动物胚胎或幼龄动物的组织、器官。 这些组织的细胞分化程度低，增殖能力强，容易培养。 ②方法： 用机械的方法，或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理 取动物组织 分散成单个细胞 胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理 3 培养过程： 一、动物细胞培养 ①分散后不会限制彼此的生长和增殖； ②利于细胞与培养液充分接触，获得营养；及时排出代谢废物，利于继续培养。 3.制成细胞悬液 用培养液将细胞制成细胞悬液。 将细胞悬液放入培养皿或培养瓶内，置于适宜环境中进行原代培养。 取动物组织 制成细胞悬液 分散成单个细胞 加培养液 悬浮生长类： 贴壁生长类： 体外培养的动物细胞类型 能够悬浮在培养液中生长增殖。 需要贴附于某些基质表面才能生长增殖。 这类细胞往往贴附在培养瓶的瓶壁上。 ——细胞贴壁 注意：培养瓶或培养皿的内表面光滑、无毒、易于贴附。 原代培养: 指动物组织经处理后的初次培养。 （大多数） 进行原代培养 酶处理 一、动物细胞培养 一、动物细胞培养 会因细胞密度过大、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。 除受以上因素影响外，还会发生接触抑制现象。 接触抑制： 当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞通常会停止分裂增殖的现象。数量不再增加。 [思考3] 悬浮培养的细胞和贴壁细胞能一直分裂增殖吗？为什么？ 悬浮生长类： 贴壁生长类： 一般的正常细胞并不重叠于其他细胞之上生长，而是单层生长。 而癌变细胞细胞没有接触抑制现象，可以在培养瓶中形成多层细胞。 思考：如何解决正常细胞体外培养分裂受阻的问题呢？ 正常细胞增殖到相互接触的时候，糖蛋白识别了这种信息，就会使细胞停止继续增殖，出现接触抑制的现象。 癌细胞细胞膜表面糖蛋白等物质显著减少，失去接触抑制，适宜条件下可以无限增殖，导致细胞发生堆积，多层生长。 （1）收集细胞 ①悬浮生长类： 直接用离心法收集 ②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 （2）将收集的细胞制成细胞悬液，分瓶培养 4、分瓶、进行传代培养 【思考3】进行传代培养时，如何处理悬浮细胞和贴壁细胞？ 传代培养: 指分瓶后的细胞培养。 注意：区别原代培养和传代培养就看是否分瓶！ 取动物组织 制成细胞悬液 进行原代培养 分瓶 进行传代培养 细胞贴壁 接触抑制 分散成单个细胞 胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理 第一次使用的目的是使组织细胞分散开； 贴壁细胞传代培养时使用的目的是使细胞从瓶壁上脱离下来，分散成单个细胞，便于分瓶后继续培养 一、动物细胞培养 细胞株 细胞系 原代培养 传代培养 动物胚胎或幼龄动物的组织、器官 细胞悬浮液 10代细胞 50代细胞 无限传代 单个细胞 加培养液 用机械的方法，或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理 一、动物细胞培养 部分细胞的细胞核型可能会发生变化，增殖缓慢，甚至完全停止。 大部分细胞衰老死亡；（有限细胞系） 少数细胞会克服细胞寿命的自然极限，获得不死性， 这些细胞已经发生了突变，正朝癌细胞发展。(遗传物质改变)（无限细胞系） 10代以内，保持细胞正常的二倍体核型(遗传物质不改变)。 思考：“细胞增殖到互相接触的时候，糖蛋白识别了这种信息，就会使细胞停止继续繁殖，出现接触抑制的现象”试结合上述解释，举例说明哪种细胞无接触抑制现象，并阐述原因。 癌细胞；癌细胞的细胞膜上糖蛋白等物质减少 肿瘤细胞失去接触抑制，条件适宜在培养液可以无限增殖下去。 一、动物细胞培养 思考：进行动物细胞培养时常用胰蛋白酶分散细胞，这说明细胞间的物质主要是什么成分？用胃蛋白酶行吗？ 用胰蛋白酶分散细胞，说明细胞间的物质主要是蛋白质。 胃蛋白酶作用的适宜pH约为2，当pH大于6时，胃蛋白酶就会失去活性。多数动物细胞培养的适宜pH为7.2～7.4，胃蛋白酶在此环境中没有活性，所以用胃蛋白酶不行。 一、动物细胞培养 如图为动物细胞培养过程中细胞增殖情况的变化曲线，图中B、E两点表示经筛选、分装后继续培养。据图分析： (1)原代培养和传代培养的分界点是哪个？ (2)AB段和DE段繁殖速度缓慢的原因是什么？ (3)E点后的细胞大多数具有异倍体核型，这样的细胞有什么特点？ B点之前的培养称为原代培养，之后的培养称为传代培养。 拓展： AB段发生了接触抑制；DE段细胞大部分衰老失去分裂能力。 E点后的细胞属于细胞系，遗传物质已经改变，正朝癌细胞发展，能无限增殖。 一、动物细胞培养 项目 动物细胞培养 植物组织培养 理论基础 细胞增殖 植物细胞的全能性 培养前处理 无菌；用机械的方法或胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理，使组织分散成单个细胞 无菌、离体 取材 动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织 植物幼嫩的部位或花药等 培养基性质 液体 固体 一、动物细胞培养 植物组织培养和动物细胞培养的比较 项目 动物细胞培养 植物组织培养 培养基成分 糖类、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等 水、矿质元素、蔗糖、维生素、植物激素和琼脂等 结果 产生大量细胞，不形成新个体 可产生新个体 应用 人造皮肤的构建、动物分泌蛋白的规模化生产 快速繁殖、作物脱毒、细胞产物的工厂化生产和单倍体育种等 相同点 ①都需人工条件下的无菌操作；②都需要适宜的温度、pH等条件；③都进行有丝分裂，都不涉及减数分裂 一、动物细胞培养 1、干细胞 动物和人体内仍保留的_______________________________的细胞。 在一定条件下，干细胞可以分化成其他类型的细胞。 存在于_______________________和_____________等多种组织和器官中。 少数具有分裂和分化能力 早期胚胎、骨髓 脐带血 2、分布 3、分类 一、动物细胞培养 胚胎干细胞 分布 特点 局限性 实例 早期胚胎中 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。 必须从胚胎中获取 ，涉及伦理问题；因而限制了在医学上的应用。 需要分化诱导因子诱导 一、动物细胞培养 4、干细胞类型和特点 成体干细胞 分布 特点 运用实例 实例 成体组织或器官内 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 ①造血干细胞（骨髓、外周血和脐带血中） ②神经干细胞（神经系统中） ③精原干细胞（睾丸中） 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） 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 造血干细胞→ 神经干细胞→ 发现最早、研究最多的、应用最成熟的实例 一、动物细胞培养 通过体外诱导小鼠成纤维细胞，获得了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诱导及流程 病人 各种类型的细胞 导入特定基因 导入特定蛋白 小分子化合物 成纤维细胞 T细胞 B细胞 iPS细胞 分化 取出 移植 (3)诱导多能干细胞 一、动物细胞培养 iPS细胞用于治疗人类疾病示意图及视频 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 ①诱导及流程 一、动物细胞培养 诱导多能干细胞 获取方法 优点 运用 ①诱导过程无须破坏胚胎 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。 ①将特定基因或特定蛋白导入细胞 ②用小分子化合物诱导形成。 ①可治疗镰状细胞贫血症 ②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 (3)诱导多能干细胞 一、动物细胞培养 （原因：iPS细胞可以来源于病人自身的体细胞） 例1、悬浮培养的动物细胞会因细胞密度过大、有害代谢物积累等而分裂受阻。生产上常用灌流式培养避免这些现象出现。灌流式培养是在细胞培养管内，一边不断注入新鲜培养基，一边将培养液的上清液不断移出。下列相关叙述正确的是(　　) A．灌流式培养的细胞会贴壁生长，但不会出现接触抑制现象 B．灌流是在细胞密度达到一定浓度或营养物质低于一定浓度时进行的 C．灌流速率越高，营养物质利用越充分 D．培养管通常放置在95%O2和5%CO2的环境中 悬浮培养的动物细胞不出现贴壁生长现象 灌流速率过高，可能会使营养物质不能得到充分利用 95%空气和5%CO2的混合气体 习题巩固 胚胎工程的理论基础 考点一 考向2 胚胎早期发育 知识夯基 考向研析 1．下列关于桑葚胚和囊胚的叙述，错误的是(　 　) A．桑葚胚的各细胞结构、功能基本相同 B．囊胚期细胞分化是由遗传物质突变引起的 C．囊胚期的细胞出现了细胞分化，但遗传物质未发生改变 D．囊胚期内细胞团和滋养层细胞的差异不是DNA复制水平上的差异，而是转录水平上的差异 囊胚期的细胞进行有丝分裂，遗传物质一般不变；内细胞团和滋养层细胞内遗传物质相同，蛋白质不同，是转录水平上的差异。 例2、干细胞的成功培养是动物细胞培养领域的重大成就之一，干细胞有着广泛的应用前景。下列关于干细胞的叙述，正确的是(　　) A．干细胞存在于早期胚胎、脊髓和脐带血等多种组织和器官中 B．不同类型的干细胞，它们的分裂和分化潜能基本是相同的 C．可以用成纤维细胞、B细胞、T细胞等细胞来制备iPS细胞 D．由于科学技术飞速进步，干细胞在临床治疗方面已不存在任何问题 骨髓 它们的分化潜能是有差别的 还面临一些问题，如存在导致肿瘤发生的风险 习题巩固 1 动物细胞融合技术 1.概念： 指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术。 2.原理： 细胞膜具有一定的流动性 3.结果： 形成杂交细胞 4.诱导方法： 与植物原生质体融合的方法相同 物理法 电融合法等 化学法 聚乙二醇（PEG）融合法 生物法 灭活病毒诱导法 动物细胞融合特有 细胞核的融合 →具有原来两个或多个细胞的遗传信息。 6. 意义： 突破了有性杂交的局限，使远缘杂交成为可能。 至今，种间、属间、科间、甚至动物和植物之间的细胞融合都已获得了成功。 5.融合实质及完成的标志： 二、动物细胞融合技术与单克隆抗体 灭活病毒诱导细胞融合的原理是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。 26 “灭活病毒”中“灭活”的具体含义是什么？灭活病毒诱导细胞融合的原理是什么？ 灭活：指用物理或化学手段使病毒失去感染能力（不感染细胞）， 但是并不破坏病毒的抗原结构（诱导细胞融合）。 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，使细胞相互凝集，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。 二、动物细胞融合技术与单克隆抗体 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 遗传信息 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 物理法：电融合法、离心法； 化学法：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 获得杂交细胞， 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 具有原来两个或多个细胞的遗传信息 二、动物细胞融合技术与单克隆抗体 2 单克隆抗体及其应用 ①方法： ②缺点： (1)传统抗体的获得 抗原 产量低、 特异性差 纯度低、 向动物体内反复注射某种抗原 动物细胞融合 动物细胞培养 单克隆抗体 一种B淋巴细胞（只分泌一种特异性抗体） 骨髓瘤细胞（癌细胞）能在体外无限增殖 杂交瘤细胞 既能迅速大量增殖，又能产生专一抗体 (2)大量制备单一抗体的思路： 二、动物细胞融合技术与单克隆抗体 29 从患骨髓瘤的小鼠体内取骨髓瘤细胞，培养 多种已免疫B淋巴细胞 骨髓瘤细胞 诱导融合 小鼠的脾脏中获取 注射特定的抗原,从小鼠脾中获得能产生特定抗体的淋巴B细胞 方法：电融合法、PEG融合法、灭活病毒诱导法等 (3)制备过程： 二、动物细胞融合技术与单克隆抗体 对动物免疫的原因：B淋巴细胞要经过免疫过程，即接触抗原，增殖分化为有特异性免疫功能的B淋巴细胞，才能产生相应的抗体，所以与骨髓瘤细胞融合的B淋巴细胞实际上是浆细胞。 2 杂交瘤细胞(多种) 1 3 置于选择培养基上培养 第一次筛选 诱导融合后的细胞 BB B B1-瘤 瘤瘤 瘤 B2-瘤 B3-瘤 第一次筛选：用特定的选择培养基进行筛选，在该培养基上，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。 二、动物细胞融合技术与单克隆抗体 【第一次筛选】获得杂交瘤细胞 ①细胞合成DNA有D和S两条途径，其中D途径能被氨基喋呤阻断。 ②B淋巴细胞中有这两种DNA的合成途径，但不能分裂增殖。 ③鼠骨髓瘤细胞中只有D途径，没有S途径，但能不断分裂增殖。 筛选出杂交瘤细胞方法？ 培养基中加入氨基嘌呤（HAT选择培养基） B淋巴细胞及同型融合细胞 不能无限增殖，死亡 骨髓瘤细胞及同型融合细胞 不能合成DNA，死亡 杂交瘤细胞 能无限增殖，生长 二、动物细胞融合技术与单克隆抗体 方法： 用培养液 稀释培养 杂交瘤细胞(多种) 每一个孔中尽量只接种一个杂交瘤细胞 克隆化培养、抗体检测 抗原—抗体特异性结合 原理： 抗体检测呈 阳性的杂交瘤细胞 多孔细胞培养板 阳性孔中的细胞还不能保证是来自单个细胞，挑选阳性孔的细胞继续进行有限稀释，一般需进行3～4次，直至确信每个孔中增殖的细胞为单克隆细胞。 阳性孔 第二次筛选： 获得能分泌所需抗体的杂交瘤细胞 二、动物细胞融合技术与单克隆抗体 单克隆抗体制备过程中两次筛选的比较 项目 第一次筛选 第二次筛选 筛选 原因 目的 筛选 方法 筛选出杂交瘤细胞 筛选出能分泌所需抗体的杂交瘤细胞 由于小鼠在生活中还受到其他抗原的刺激，所以经选择培养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（HAT培养基）筛选：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。 克隆培养、抗体检测：用多孔细胞培养板培养，在每一个孔中尽量只接种一个杂交瘤细胞的情况下进行克隆化培养和抗体检测，经多次筛选得到足够数量的能分泌所需抗体的杂交瘤细胞。 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 二、动物细胞融合技术与单克隆抗体 体外培养 单克隆抗体 体内或体外培养 将抗体检测为阳性的杂交瘤细胞 注射到小鼠腹腔 杂交瘤细胞在小鼠腹腔内培养较体外培养相比有何优点？ 优点： 缺点： 规模小，产量少 不需培养基，易于控制培养条件（如无需提供无菌环境等）， 操作简单，成本较低 优点：可大规模培养，大量生产 缺点：需要人为控制培养条件，成本相对较高 二、动物细胞融合技术与单克隆抗体 优点 灵敏度高、特异性强、可大量制备 准确地识别抗原的细微差异 与特定抗原发生特异性结合 应用 ①作为诊断试剂——最广泛的应用 抗人绒毛促性腺激素单克隆抗体 比原来诊断方法提前了10d左右，准确率在90﹪以上。 诊断优点： 具有准确、高效、简易、快速特点 二、动物细胞融合技术与单克隆抗体 36 ②用于治疗疾病和运载药物 (主要用于癌症治疗)如：单克隆抗体+药物 =“生物导弹” 优点：位置准确、疗效高、副作用小 ADC 抗体 药物 接头 ADC被细胞吞噬 ② ① ⑤ 细胞凋亡 单克隆抗体+接头+药物（如细胞毒素）=ADC 瞄准装置 爆炸装置 发挥靶向运输作用 发挥治疗效应。如杀伤靶细胞。 其作用机理是通过单克隆抗体的靶向作用特异性地识别肿瘤细胞表面抗原，然后利用细胞本身具备的内吞作用使化学药物进入肿瘤细胞体内发生药力，从而达到杀死肿瘤细胞的目的。 实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤。 二、动物细胞融合技术与单克隆抗体 例1、下列关于动物细胞融合的说法，错误的是(　　) A．动物细胞融合也称细胞杂交，是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程 B．融合后形成的具有原来两个或多个动物细胞遗传信息的单核细胞，称为杂交细胞 C.灭活的病毒中“灭活”是指用物理或化学手段破坏它的抗原结构 D．细胞融合技术突破了有性杂交的局限，使远缘杂交成为可能 这里的“灭活”是指用物理或化学手段使病毒失去感染能力，但并不破坏其抗原结构 习题巩固 例2、下列有关制备单克隆抗体的叙述，错误的是(　　) A．先用胃蛋白酶处理得到单个细胞，然后用诱导剂处理得到杂交瘤细胞 B. 两次筛选的目的分别是筛选出杂交瘤细胞和筛选出能产生特定抗体的杂 交瘤细胞 C．采用的细胞工程技术包括动物细胞培养和动物细胞融合 D．运用的生物学原理包括细胞增殖和细胞膜的流动性等 需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶等处理 习题巩固 1 动物细胞核移植技术 将动物的一个细胞的细胞核，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。 供体 受体 克隆动物 1.概念： 2.原理： 动物细胞核的全能性 3.生殖方式： 无性生殖 →保持优良性状 4.类型： 胚胎细胞核移植： 体细胞核移植： 细胞分化程度低，表现全能性容易 细胞分化程度高，表现全能性十分困难 动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植 三、动物体细胞核移植技术和克隆动物 40 胚胎细胞核移植 体细胞核移植 相对容易 因为分化程度低，全能性容易表现 因为分化程度高，全能性较难表现 相对困难 问题1:为什么非人灵长类动物体细胞核移植非常困难？ 原因一：供体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。 原因二：非人灵长类动物胚胎进行操作的技术尚不完善。 三、动物体细胞核移植技术和克隆动物 采集卵母细胞，在体外培养到MⅡ期 高产奶牛(供体) 2）为何选MⅡ期的卵母细胞？ 原因：①卵母细胞质中含有激发细胞核全能性表达的物质； ②卵母细胞体积大，易操作； ③卵母细胞营养物质丰富。 去核： 显微 操作 取体 细胞 去核的卵母细胞 供体细胞 1）何为供体、受体？ 供体：提供细胞核的个体 受体：MⅡ期（减数第二次分裂中期）卵母细胞 MⅡ期细胞才具备与精子受精的能力 2 体细胞核移植的过程 三、动物体细胞核移植技术和克隆动物 42 3）卵母细胞为什么要“去核”？ 原因：保证核移植的胚胎或动物的核遗传物质全部来自供体细胞。并防止细胞染色体的数量发生变化。 4）“去核”的方法是什么？ 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。 采集卵母细胞，在体外培养到MⅡ期 高产奶牛(供体) 去核： 显微 操作 取体 细胞 去核的卵母细胞 供体细胞 （也可以采用梯度离心、紫外线短时间照射和化学物质处理等方法) 使DNA变性失活，达到去核的目的。 没刺破卵母细胞膜，对卵母细胞伤害小。 三、动物体细胞核移植技术和克隆动物 43 5）“核”的实质是什么？（P52页） 采集卵母细胞，在体外培养到MⅡ期 高产奶牛(供体) 去核： 显微 操作 取体 细胞 去核的卵母细胞 供体细胞 纺锤体-染色体复合物 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。 第一极体 次级卵母细胞 三、动物体细胞核移植技术和克隆动物 44 去核的卵母细胞 供体细胞 将供体 细胞注入 去核的卵母 细胞的透明带 6）将整个供体细胞注入卵母细胞中有何优点？ 优点： ①对卵母细胞损伤较小； ②保证供体细胞的细胞核不被破坏，操作方便。 电融合法 7）激活重构胚方法和目的是？ 重构胚 早期胚胎 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)激活重构胚胎，使其完成细胞分裂和发育进程。 三、动物体细胞核移植技术和克隆动物 重构胚是指人工重新构建的胚胎，具有发育成完成个体的能力。 45 8）动物体细胞核移植技术证明了？（原理） 9）从遗传物质的角度分析，克隆动物是对体细胞供体动物进行了100%的复制吗？ ② 生物性状还受环境因素的影响。 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。 三、动物体细胞核移植技术和克隆动物 (代孕)母牛体内 生出与供体奶牛遗传物质基本相同的犊牛 克隆动物 早期胚胎 已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性。 不是对核供体动物进行100%的复制。 ①克隆动物遗传物质 细胞核的DNA 来自于供体动物的细胞核 线粒体中的DNA 供体细胞和受体卵母细胞 46 采集卵母细胞，在体外培养到MⅡ期 从供体高产奶牛身上取体细胞 显微操作去核 对体细胞进行培养 去核的卵母细胞 供体细胞 电融合法 将供体细胞注入去核的卵母细胞 重构胚 早期胚胎 将胚胎移入受体（代孕）母牛体内 生出与供体奶牛遗传物质基本相同的犊牛 早期胚胎培养 动物细胞培养 胚胎移植 动物细胞融合 动物细胞核移植技术 细胞核移植 动物细胞培养 细胞融合 体细胞核移植用到的技术 早期胚胎培养 胚胎移植 激活重构 胚使其完成 细胞分裂和 发育过程 三、动物体细胞核移植技术和克隆动物 前景 畜牧业 加速家畜 进程、促进优良畜群繁育 医药 卫生 ①作为 生产医用蛋白； ② 的细胞、组织或器官可以用于异种移植； ③人核移植 经过诱导分化形成相应的细胞、组织或器官，可用于器官移植 科学 研究 ①研究克隆动物可使人类更深入地了解 及衰老过程； ②克隆一批遗传背景相同的动物，可以通过它们之间的对比来分析______ ； ③克隆特定疾病模型的动物，为研究 和开发相应的药物提供帮助 保护濒危物种 问题 ①成功率 ；②绝大多数克隆动物存在 问题，表现出______________ 遗传改良 生物反应器 转基因克隆动物 胚胎干细胞 胚胎发育 致病基因 致病机制 非常低 健康 遗传和生理缺陷 3 体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题 增加濒危物种的存活数量 人核移植胚胎干细胞，是通过体细胞核移植技术获得重构胚，将重构胚培养至囊胚阶段，从囊胚的内细胞团中分离、筛选得到的胚胎干细胞，理论上具备发育的全能性，可分化为成年动物体内任何一种组织细胞。 48 例1、如图是利用体细胞核移植技术克隆优质奶牛的简易流程图，有关叙述正确的是(　　) A．后代丁的遗传性状由甲和丙的遗传物质共同决定 B．过程①需要提供95%空气和5% CO2的混合气体 C．过程②常使用显微操作去核法对受精卵进行处理 D．过程③常用电刺激、Ca2＋载体、聚乙二醇等方法 激活重组细胞 丁的遗传性状由甲和乙的遗传物质共同决定 对卵母细胞进行处理 是促进细胞融合的促融剂，不能用于激活重组细胞 习题巩固 1．（2025·广东·高考真题）将人眼睑成纤维细胞传代培养后，再培养形成支架，在该支架上接种人口腔黏膜上皮细胞，培养一段时间后分离获得上皮细胞片层，可用于人工角膜的研究。上述过程不涉及（     ） A．制备细胞悬液 B．置于5%CO2等适宜条件下培养 C．离心收集细胞 D．用胰蛋白酶消化支架后分离片层 不用胰蛋白酶消化支架，避免将上皮细胞片层分离成单独细胞。 真题感知·命题洞见 50 2.（2025·重庆·高考真题）为保护濒危哺乳动物甲，科研工作者将甲的近亲物种乙（种群数量多）进行了如图所示的研究，下列叙述正确的是（     ） A．克隆动物的核基因组来源于甲、乙 B．体外受精需用获能的精子与MI期的卵母细胞受精 C．囊胚①的内细胞团可发育为胎盘、个体 D．滋养层可影响内细胞团的发育 真题感知·命题洞见 克隆动物的核基因组来源于甲，细胞质中的基因来源于乙，A错误；体外受精需用获能的精子与MⅡ期的卵母细胞受精，而不是MI期，B错误；囊胚①的内细胞团可发育为个体，滋养层细胞发育为胎膜和胎盘，C错误。 51 $