(1)概念:取動(dòng)物機(jī)體的相關(guān)組織分散成單個(gè)細(xì)胞后,在適宜培養(yǎng)基中使細(xì)胞生長(zhǎng)和增殖的過(guò)程。
(2)基本過(guò)程:培養(yǎng)的動(dòng)物細(xì)胞大都取自動(dòng)物胚胎或出生不久的幼齡動(dòng)物的器官組織,將組織取出來(lái)以后,先用胰蛋白酶或膠原蛋白酶進(jìn)行處理,使細(xì)胞分散成單個(gè)細(xì)胞,然后配制一定濃度的懸浮液,在培養(yǎng)瓶中進(jìn)行原代培養(yǎng)。隨著細(xì)胞的生長(zhǎng)和增殖,大多數(shù)細(xì)胞不適應(yīng)懸浮生長(zhǎng),它們必須在固定的表面上生長(zhǎng)和分裂,細(xì)胞在培養(yǎng)瓶中貼壁生長(zhǎng),隨著細(xì)胞越來(lái)越多,貼壁生長(zhǎng)的細(xì)胞分裂生長(zhǎng)到表面相互接觸時(shí)就停止分裂增殖,這種現(xiàn)象叫接觸抑制。這樣就需定期用胰蛋白酶使細(xì)胞從瓶壁上脫離下來(lái),配成細(xì)胞懸浮液,分裝到兩個(gè)或兩個(gè)以上的培養(yǎng)瓶中進(jìn)行傳代培養(yǎng)。在傳代培養(yǎng)中出現(xiàn)細(xì)胞株和細(xì)胞系兩種類型。如下所示:
動(dòng)物機(jī)體組織胰蛋白酶[]膠原蛋白酶單個(gè)細(xì)胞洗滌、稀釋[]分裝原代細(xì)胞→傳代細(xì)胞(細(xì)胞株)→傳代細(xì)胞(細(xì)胞系)
(3)條件:環(huán)境無(wú)毒、無(wú)菌,溫度、pH適宜,營(yíng)養(yǎng)全面,有CO2和O2氣體。
(4)應(yīng)用:①生產(chǎn)生物制品;②與基因工程相結(jié)合;③有毒物質(zhì)的檢測(cè)。
(5)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)與植物組織培養(yǎng)的比較如下表所示:
2.原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)
將動(dòng)物的器官或組織用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理,分散成單個(gè)細(xì)胞,然后制成細(xì)胞懸液,放入培養(yǎng)瓶?jī)?nèi),放在適宜的條件下培養(yǎng),一般細(xì)胞繁殖1~10代,就發(fā)生接觸抑制,這種培養(yǎng)叫原代培養(yǎng)。原代培養(yǎng)的細(xì)胞由于接觸抑制不再分裂,還要用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理后,再分瓶培養(yǎng),讓細(xì)胞繼續(xù)增殖,這種培養(yǎng)叫傳代培養(yǎng)。傳代培養(yǎng)一般傳至10代直至50代就不能再分裂了,這時(shí)細(xì)胞核內(nèi)遺傳物質(zhì)未發(fā)生變化,形成的細(xì)胞群叫細(xì)胞株。傳代培養(yǎng)過(guò)程中有個(gè)別細(xì)胞傳至50代以后,由于遺傳物質(zhì)改變,失去接觸抑制,成為無(wú)限增殖的不死的癌細(xì)胞,形成的細(xì)胞群,叫細(xì)胞系。
3.動(dòng)物體細(xì)胞核移植與細(xì)胞的培養(yǎng)
動(dòng)物體細(xì)胞核移植依據(jù)的原理還是細(xì)胞的全能性。但是動(dòng)物細(xì)胞的全能性隨著動(dòng)物細(xì)胞分化程度的提高而逐漸受到抑制,全能性表達(dá)很難,但是動(dòng)物的細(xì)胞核內(nèi)仍含有該種動(dòng)物的全部遺傳基因,具有發(fā)育成完整個(gè)體的潛能,即動(dòng)物的細(xì)胞核仍具有全能性。但只靠動(dòng)物的細(xì)胞核是不行的,必須提供促進(jìn)細(xì)胞核表達(dá)全能性的物質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)條件,還要保證細(xì)胞的完整性,這樣去核的卵細(xì)胞是最合適的細(xì)胞。因?yàn)槁鸭?xì)胞體積大、易操作,含有促使細(xì)胞核表達(dá)全能性的物質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)條件。通過(guò)核移植形成重組細(xì)胞,重組細(xì)胞必須通過(guò)細(xì)胞培養(yǎng)形成小重組胚胎,然后才能進(jìn)行胚胎移植,進(jìn)入代孕母體,發(fā)育成成熟胚胎,產(chǎn)出即是克隆動(dòng)物,該動(dòng)物的核基因型與供體體細(xì)胞完全相同,該技術(shù)是一種無(wú)性繁殖技術(shù)。
活學(xué)巧用
【例1】 一般來(lái)說(shuō),動(dòng)物細(xì)胞體外培養(yǎng)需要滿足以下條件( )
①無(wú)毒的環(huán)境 ②無(wú)菌的環(huán)境 ③合成培養(yǎng)基需加血漿 ④溫度與動(dòng)物體溫相近 ⑤需要O2,不需要CO2 ⑥CO2能調(diào)培養(yǎng)液pH
A.①②③④⑤⑥
B.①②③④
C.①③④⑤⑥
D.①②③④⑥
解題提示:±0.5 ℃、7.2~7.4。O2是細(xì)胞代謝所必需的,CO2可維持培養(yǎng)液的pH。
答案:D
【例2】 關(guān)于動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的錯(cuò)誤敘述是( )
A.用于培養(yǎng)的細(xì)胞大都取自胚胎或幼齡動(dòng)物的器官或組織
B.將所取的組織先用胰蛋白酶等進(jìn)行處理使其分散成單個(gè)細(xì)胞
C.在培養(yǎng)瓶中要定期用胰蛋白酶使細(xì)胞從瓶壁上脫離,制成懸浮液
D.動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)只能傳50代左右,所培育的細(xì)胞會(huì)衰老死亡
解題提示:選取胚胎或幼齡動(dòng)物的器官或組織是因?yàn)樗鼈兎至涯芰^強(qiáng)。動(dòng)物組織細(xì)胞間隙中含有一定量的彈性纖維等蛋白質(zhì),易被胰蛋白酶催化分解,從而使細(xì)胞分離出來(lái)。當(dāng)貼壁生長(zhǎng)的細(xì)胞分裂生長(zhǎng)到表面相互接觸時(shí)就停止分裂增殖,需定期用胰蛋白酶使細(xì)胞從瓶壁上脫離下來(lái),配成細(xì)胞懸浮液。動(dòng)物細(xì)胞培育傳至50代左右,部分細(xì)胞的遺傳物質(zhì)發(fā)生改變,并且?guī)в邪┳兊奶攸c(diǎn),能在培養(yǎng)條件下無(wú)限制地傳代下去。
答案:D
【例3】 在動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中,使用胰蛋白酶的目的是( )
A.使動(dòng)物組織分散為單個(gè)細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)
B.去掉細(xì)胞壁成為原生質(zhì)體
C.去掉細(xì)胞膜暴露出原生質(zhì)體便于細(xì)胞融合
D.促進(jìn)蛋白質(zhì)水解為多肽
解題提示:在動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)前,先用胰蛋白酶使細(xì)胞相互分散開,以增加與培養(yǎng)液的接觸面積,便于培養(yǎng)。
答案:A
【例4】 離體的植物組織或細(xì)胞在適當(dāng)培養(yǎng)條件下發(fā)育成完整的植株,離體動(dòng)物體細(xì)胞卻沒(méi)有發(fā)育成動(dòng)物的成熟個(gè)體,原因是( )
A.動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)沒(méi)有成套的遺傳物質(zhì)
B.動(dòng)物細(xì)胞的全能性隨分化程度提高而受到限制,分化潛能變?nèi)酹?br>C.動(dòng)物細(xì)胞的細(xì)胞核太小
D.動(dòng)物細(xì)胞的全能性低于植物細(xì)胞
解題提示:動(dòng)物細(xì)胞的全能性隨分化而受限變?nèi)?,只能通過(guò)核移植實(shí)現(xiàn)克隆動(dòng)物的目的。
答案:B比較項(xiàng)目
原理
培養(yǎng)基
結(jié)果
培養(yǎng)目的
植物組織培養(yǎng)
細(xì)胞的全能性
固體;營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、激素
培育成植株
快速繁殖,培養(yǎng)無(wú)病毒植株等
動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)
細(xì)胞的增殖
液體;營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、動(dòng)物血清等
培育成細(xì)胞系或細(xì)胞株
獲得細(xì)胞的產(chǎn)物或細(xì)胞等

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2.2.1 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)和核移植技術(shù)

版本: 人教版 (新課標(biāo))

年級(jí): 選修3《現(xiàn)代生物科技專題》

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