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第 52 讲 动物细胞工程
一、动物细胞培养
1.动物细胞工程常用的技术包括_____________、______________和_____________等，其中_______________
是动物细胞工程的基础。
2.动物细胞培养是指_____________________________________________________________________________
_______________________________的技术。
3.动物细胞培养的过程
（1）从动物体中取出相关的组织
细胞的增殖能力与供体的年龄有关，幼龄动物的细胞增殖能力强，有丝分裂旺盛，老龄动物的细胞则相
反。所以，一般来说，幼龄动物的细胞比老龄动物的细胞易于培养。同样，分化程度越低的细胞，增殖
能力越强，越容易培养。
（2）将组织分散成单个细胞
在进行细胞培养时，首先要将新鲜取材的动物组织分散成单个细胞的原因是________________________
____________________。或用________的方法，或用___________________________等处理一段时间。
注意:①用胰蛋白酶分散细胞，说明动物细胞间的物质主要是________。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，所以不能用胃蛋白酶。
②处理时间需严格控制（2min左右），处理时间太短，消化就不充分，不能使细胞充分分散开来；
处理时间太长，会导致细胞膜表面蛋白大量被分解，从而导致细胞死亡。
（3）在适宜的培养条件下培养
动物细胞培养需要满足的条件包括： _____________、______________、______________、
______________。
①____________ 细胞在体外培养时，培养基中应含有细胞所需要的各种营养物质。________________
__________________________________________，称为合成培养基。由于人们对细胞
所需的营养物质_______________，因此在使用合成培养基时，通常需要加入
________等一些天然成分。培养动物细胞一般使用__________培养基，也称为
__________。
②____________ 在体外培养细胞时，必须保证环境是无菌、无毒的，即需要对培养液和所有培养用具
进行_______处理以及在________环境下进行操作。培养液还需要_____________，原
因是______________________________________________________________。
③____________ 维持细胞生存必须有适宜的温度。哺乳动物细胞培养的温度多以（36.5±0.5）℃为宜。
多数动物细胞生存的适宜pH为7.2 -7.4。此外，渗透压也是动物细胞培养过程中需要考虑的一个重要环境参数。
④____________ 动物细胞培养所需气体主要有______和______。O 的作用是______________________，
2
CO 的主要作用是__________________________。在进行细胞培养时，通常采用培养
2
皿或松盖培养瓶，并将它们置于含有________________和_______________的混合气
体的___________进行培养。
（4）让细胞生长和增殖
①体外培养的动物细胞可以分为两大类：一类细胞能够__________在培养液中生长增殖；另一类则需要
___________________________才能生长增殖，大多数细胞属于这种类型。
②悬浮培养的细胞会因__________________、__________________和______________________等因素而
分裂受阻。贴壁细胞在生长增殖时，除受上述因素的影响外，还会发生______________现象，这时就
需要对细胞进行________培养，让细胞继续增殖。
③原代培养_____________________________________________________；
传代培养_____________________________________________________。
④在进行传代培养时，悬浮培养的细胞直接用________法收集；贴壁细胞需要重新用_____________等
处理，使之分散成单个细胞，然后再用__________收集。之后，将收集的细胞制成细胞悬液，分瓶培
养。
⑤细胞贴壁____________________________________________________________________。
接触抑制____________________________________________________________________。
（体外培养的癌细胞在贴壁生长时没有接触抑制现象，因此可用于判断细胞是否发生癌变）4. 动物细胞培养与植物组织培养的异同
动物细胞培养 植物组织培养
原理
培养基性质
培养基特殊成分
培养结果
培养目的
5. 干细胞培养及其应用
（1）动物和人体内保留着少数具有_________和_________能力的细胞，这些细胞叫做干细胞。
（2）干细胞存在于早期胚胎、骨髓和脐带血等多种组织和器官中，包括_________干细胞（简称_____细胞）
和_________干细胞等，以及科学家通过体外诱导获得的类似胚胎干细胞的一种细胞，称为
____________干细胞（简称_____细胞）
来源 特点 应用 局限性
具有分化为成年动
物体内的任何一种 可以在体外分化成 需从胚胎中获取，
胚胎干细胞 类型的细胞，并进 心肌细胞、神经元 涉及伦理问题，限
(ES细胞) 一步形成机体的所 和造血干细胞等细 制了它在医学上的
有组织和器官甚至 胞 应用
个体的潜能
造血干细胞用于治
疗白血病等；神经
具有组织特异性， 干细胞用于治疗帕
只能分化成特定的 金森病、阿尔茨海
不具有发育成完整
成体干细胞 细胞或组织，不具 默病等；________
个体的能力
有发育成完整个体 干细胞是发现最
的能力 早、研究最多、应
用也最为成熟的一
类成体干细胞
类似胚胎干细胞，
能分化成为具有特 治疗小鼠的镰状细
诱导多能干细 定功能的细胞来治 胞贫血、人类的阿
技术不成熟
胞(iPS细胞) 疗疾病。无须破坏 尔茨海默病、心血
胚胎，且避免免疫 管疾病等
排斥反应。（3）科学家已尝试采用多种方法来制备iPS细胞，包括借助载体将特定基因导入细胞中，直接将特定蛋白导
入细胞中或者用小分子化合物等来诱导形成iPS细胞。因此，iPS细胞的遗传物质可能发生了变化。
（4）将干细胞用于临床治疗还面临一些问题，如存在导致肿瘤发生的风险。
二、动物细胞融合技术与单克隆抗体
1.动物细胞融合技术
（1）概念：动物细胞融合技术是指_______________________________________________的技术。
（2）原理：动物细胞融合与植物原生质体融合的基本原理相同，即__________________________。
（3）方法：诱导动物细胞融合的常用方法有_________法、_________法和_______________法等。
灭活是指用物理或化学手段使病毒或细菌失去_________，但并不破坏它们的___________。
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。
（4）结果：融合后形成的_______细胞具有原来两个或多个细胞的__________。
（5）意义：①_____________________________________________________；②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，为制造单克隆抗体开辟了新途径。
（6）动物细胞融合与植物体细胞杂交的异同
动物细胞融合 植物体细胞杂交
原理
处理方法 用_______________使细胞分散后诱导融合 用_______________去除细胞壁后诱导融合
诱导方法
主要用途 制备单克隆抗体等 获得杂种植株
意义
2.单克隆抗体及其应用（1）传统抗体的制备
①方法：向动物体内反复注射某种_______，使动物产生抗体，然后从动物________中分离所需抗体。
②缺点：____________________________________________。
（2）单克隆抗体的制备
①单克隆抗体是由___________________细胞产生的，该细胞由_______________________细胞和_________
细胞融合而成，该细胞的特点是______________________________________________________________。
②制备的过程
用___________对小鼠 体外培养小鼠骨髓瘤
进行免疫 细胞
脾中获取
骨髓瘤细胞
诱导融合
____________细胞（同种融合、不同种融合）、 未融合细胞
用 特 定 的 _______________ 进 行 ______
（________的亲本细胞和_________________的
细胞都会死亡，只有________________细胞才能
生长。）
____________细胞
进行__________和___________，多次________
抗体检测运用了抗原—
能分泌所需抗体的杂交瘤细胞
抗体杂交技术，所依据
的基本原理是抗原与抗
抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞
体的反应具有特异性
注射到____________增殖 体外培养
从______________中获取 从______________中获取
单克隆抗体 单克隆抗体
③单克隆抗体的优点：___________________________________________________________________。
④单克隆抗体的应用
a.被广泛用作诊断试剂，在多种疾病的诊断和病原体鉴定中发挥重要的作用。如使用人绒毛膜促性腺激素
作为抗原，制成的_______________________单克隆抗体，做成“早早孕诊断试剂盒”。b.制成________________________（ADC），实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤。
ADC通常由________、________和________三部分组成。
c.用于治疗疾病。
三、动物体细胞核移植技术和克隆动物
1.概念：动物细胞核移植技术是将动物一个细胞的__________移入________________中，使这个重新组合的细
胞发育成__________，继而发育成__________的技术。
2.类型：哺乳动物核移植可以分为__________核移植和__________核移植。
其中________核移植较容易成功，原因是:_________________________________________________。
在动物体细胞核移植中，非人灵长类动物的体细胞核移植非常困难。主要原因一方面是供体细胞的细
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；另一方面是对非
人灵长类动物胚胎进行操作的技术尚不完善。
3.原理：____________________________________。
4.有关体细胞核移植的问题
（1）在将体细胞的核移植到卵母细胞之前，必须先对卵母细胞进行去核操作，原因是：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）用体细胞核移植技术培育的克隆动物，并不是对体细胞供体动物进行了100%的复制，原因是：①克隆
动物绝大部分DNA来自供体动物的细胞核，但细胞质中的DNA（线粒体中的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。
5.核移植的过程
从牛的______采集______细胞， 从供体高产奶牛身体的某一部
在体外培养到________ 位（如耳）上取体细胞
通过__________去核 动物细胞培养
去核的卵母细胞 供体细胞将_________注入_______________(透明带)中
通过_________法使两细胞融合， __________
进入卵母细胞，形成__________。
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）_____________，
使其完成细胞分裂和发育进程
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
（1）MⅡ期是指____________________时期。
（2）提供细胞质的必须是去核的卵母细胞，原因是：①卵母细胞体积大，易操作；②卵母细胞营养物质丰富;
③细胞质中含有激发细胞核全能性表达的物质；
（3）卵母细胞中的“核”其实是____________________复合物。“去核”是去除该复合物。
（4）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 。
（5）重构胚是指___________________的胚胎，具有____________________的能力。
（6）在克隆牛中，用到的技术包括：动物细胞培养、动物细胞融合、细胞核移植、早期胚胎培养、胚胎移植
等。
6.克隆：是指生物体通过体细胞进行的无性繁殖，以及由无性繁殖形成的基因组成完全相同的后代个体。
扦插、嫁接、植物组织培养、体细胞核移植技术、胚胎细胞核移植技术、胚胎分割技术等都属于克隆。
单克隆抗体制备中的克隆化培养，属于细胞水平的克隆。
试管婴儿（体外受精）是有性生殖，不属于克隆。
7.体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题
畜牧业 加速家畜遗传改良进程、促进优良畜群繁育
①转基因克隆动物可以作为生物反应器，生产许多珍贵的医用蛋白；
②转基因克隆动物的细胞、组织或器官可以用于异种移植；
前 医药卫生
③以患者作为供体培育的人核移植胚胎干细胞，经过诱导分化能形成相应的
景
细胞、组织或器官，将它们移植给患者时可以避免发生免疫排斥反应
①研究克隆动物可使人类更深入地了解胚胎发育及衰老过程；
科学研究
②克隆一批遗传背景相同的动物，通过它们之间的对比来分析致病基因；③克隆特定疾病模型的动物，为研究致病机制和开发相应的药物提供帮助
保护濒危物种 增加濒危物种的存活数量
问 ①成功率非常低；②核移植的理论研究较为滞后;
题 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
8.关于“三亲婴儿”
（1）“三亲婴儿”因基因型与母亲(卵母细胞核供体)和父亲(精子细胞核供体)的核基因有关，大多数性状由母
亲和父亲共同决定。少数性状(受质基因控制的性状)与捐献者(卵母细胞细胞质供体)相同。
（2）“三亲婴儿”中遗传学上的母亲应是提供卵母细胞核的个体。该技术主要是为了避免母亲的线粒体遗传
病基因传递给后代。
