细胞工程 要点、思考题、补充题详解(3)

一、胚胎工程的概念、意义、技术方法等

概念：是指对动物早期胚胎或配子进行工程技术操作，获得所需要的成体动物的技术。 意义：（1）提高优良动物的繁殖能力；（2）促进动物改良的速度；

（3）作为胚胎操作的基础；

技术方法：体外受精；胚胎移植；胚胎分割与融合；胚胎与精子、卵子冷冻、保存；胚胎

性别控制；胚胎细胞核移植；基因导入。

二、人工受精的概念、主要技术环节

概念：是指用特定的器械，采集公畜的精液，通过检查、稀释、保存等适当处理后，再用

器械把精液输送到发情母畜的生殖道，以代替公母畜自然交配而繁殖后代的一种繁殖技术。

技术环节：采精→精液品质检查→精液的稀释→精液的分装→精液的保存（液态保存；冷

冻保存）→精液的运输→冷冻精液的解冻与检查→输精；

三、胚胎移植的概念、主要技术环节、超数排卵的概念

概念：是指将发育到一定阶段的胚胎移植到与供体同时发情排卵、但未经配种的“受体”

母畜输卵管或子宫的技术。

技术环节：（1）供受体的同期发情：供体的超数排卵；供体的发情鉴定与配种。 （2）胚胎的采集：胚胎的检查与鉴定；胚胎的移植。 超数排卵：是指在母畜发情周期的适当时间用人工的方法促使其有更多的卵泡发育、成熟、

排卵的一项技术。

四、胚胎融合的实例

（1）将同一种类的黑鼠和白鼠胚胎融合，可以获得多个黑白相间的花鼠； （2）将不同种的绵羊和山羊的胚胎融合，可得到拥有绵羊和山羊双重特性的新品种-绵山羊；

五、胚胎冷冻保存技术常用方法 （1）仪器程序逐步降温冷冻；（2）徒手操作的快速玻璃化冷冻；

（3）一步冷冻法；（4）快速降温法；

六、试管动物的概念、培育的一般流程

概念：是指将供体的精子和卵子在体外受精，体外培养胚胎发育到一定阶段通过胚胎移植

移入受体完成发育出生的动物。

一般流程：雌性供体的超排卵处理；良种雄性供体人工受精→人工受精→采集受精卵→分类、体外培养或胚胎冷冻保存→雌性受体的选择与胚胎移植→体内发育与后代降生。

思考题：

1、什么是胚胎工程？其基本技术有哪些？ 胚胎工程：是指对动物早期胚胎或配子进行工程技术操作，获得所需要的成体动物的技术。 基本技术：体外受精；胚胎移植；胚胎分割与融合；胚胎与精子、卵子冷冻、保存；胚胎

性别控制；胚胎细胞核移植；基因导入。

2、简述胚胎移植的原理与一些关键技术的特点。

原理：胚胎移植又称受精卵移植，俗称人工授胎或借腹怀胎，是指将雌性动物的早期胚胎，

或者通过体外受精及及其他方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物体内，使之继续发育为新个体的技术。

特点：手术法移植：手术法是将动物固定、全身麻醉或局部麻醉后，清理手术部位。在背

部或腹中线开口，进行输卵管移植时，把吸好胚胎的移植管由输卵管伞口插入管内，尽量插的深一些。然后把胚胎吹入输卵管内。复位、缝合。 非手术移植：用人工受精管，通过子宫颈进入子宫体，然后注入胚胎，但只适用于晚期胚胎。

3、什么是试管动物？是怎样培育的？

试管动物：是指将供体的精子和卵子在体外受精，体外培养胚胎发育到一定阶段通过胚胎

移植移入受体完成发育出生的动物。

培育过程：（1）精子采集与体外获能、卵子采集与成熟培养；（2）体外受精；

（3）重组胚激活与体外培养；（4）胚胎移植；（5）体外发育、出生；

4、以试管婴儿为例，分析试管动物的技术方法，以及对人类的意义。 意义：（1）可以研究受精机理，治疗人类男性和动物的生殖不育；

（2）可以利用体外受精卵的发育状况或染色体核型检测形态不正常精子其染色体是

否正常；（3）可以产生大量的动物个体；

（4）可以简化繁杂的冻精技术，或许只保存核物质即可达到受精目的。

补充思考题：

1、简述超数排卵的基本方法及其意义。

基本方法：是在动物发情周期的适当时期，利用外源性促性腺激素对雌性动物卵巢

进行处理，诱发其卵巢上大量卵泡同时发育并排卵。

意义：人工使用药物诱发超排卵，能掌握并随意控制排卵时间。

2、简述胚胎移植的主要操作过程，分析影响胚胎移植成败的关键环节。 操作过程：（1）同期发情；（2）胚胎移植；（3）妊娠诊断 影响环节：（1）胚胎质量：（2）操作技术；（3）受体； 3、比较几种胚胎冷冻保存技术的优缺点。

（1）常规冷冻法：慢速冷冻法、逐步降温。

（2）一步冷冻法：是由慢速冷冻法改进而来，细管内的冷冻液和蔗糖液是分开的，因此，在细管内用蔗糖液可一步脱除甘油抗冻剂，从而利于在生产中推广应用。

（3）程序冷冻法：采用较低浓度的冷冻保护剂，对胚胎毒性损害小，解冻后存活率较高。操作繁琐，降温速度慢，致使所需时间长，需要特殊的降温装置。

（4）玻璃化冷冻法：简化冷冻过程，是一种简便、快速、有效的冷冻方法，不需冷冻仪器。

第八章 细胞重组与克隆技术 小结：

一、细胞重组的概念、主要方式、主要操作技术等

概念：是指从活细胞中分离出细胞器及其组分然后在体外一定条件下将不同细胞来源的细

胞器及其组分进行重组，使其重新装配成为具有生物活性的细胞或细胞器的一种实验技术。

主要方式：（1）胞质体与完整细胞重组形成胞质杂种；

（2）微细胞与完整细胞重组形成微细胞异核体； （3）胞质体与核体重新组合形成重组细胞；

主要操作技术：（1）供体和受体制备（供体：囊胚细胞或成体细胞；受体：成熟的卵细胞）；

（2）去卵膜和卵核；（3）供体细胞制备；

（4）移核（30-40min，16-18℃）→激活，重组胚体内或体外培养、胚胎

移植、胚胎体内发育至产出等程序。

二、胞质体、微细胞、核体的概念及其制备方法

胞质体：用细胞松弛素B处理体外培养细胞能诱发其排核，结合高速离心，得到了胞质体。 微细胞：秋水仙素及其衍生物和长春新碱等有丝分裂阻断剂能干扰微管的合成与装配，而

使染色体停滞在有丝分裂中期。经体外培养，在单个染色体或染色体周边就会重现核膜而形成含有一个微核、一薄层细胞质和一个完整质膜的微细胞。

核体：与胞质分离得到的细胞核，带有少量胞质并围有质膜，称为“核体”。

去核前作预离心，可去除贴壁不牢的完整细胞，去核处理后，从离心管底部收集样品；

三、克隆的概念、应用意义及存在问题

概念：是将动物体细胞经过抑制培养使其处于休眠状态 应用意义：（1）检验动物细胞全能性；（2）加速动物繁殖、优良品种、保护珍稀动物；

（3）医疗领域；

存在问题：（1）技术尚不成熟；（2）克隆动物的体细胞突变、寿命及其他遗传问题；

（3）是否是完全的“复制”；（4）来自克隆动物的可应用性的思考； （5）社会学和伦理学问题；

四、细胞核移植的概念及其技术要点、以细胞核移植为核心技术的克隆动物的基本方法、利用细胞核移植技术制备克隆动物的一般程序

概念：是利用显微镜操作技术将一种动物的细胞核移入同种或异种动物的去核成熟卵细胞

内的技术。

技术要点：（1）供体和受体制备（供体：囊胚细胞或成体细胞；受体：成熟的卵细胞）；

（2）去卵膜和卵核；（3）供体细胞制备；

（4）移核（30-40min，16-18℃）→激活，重组胚体内或体外培养、胚胎移植、

胚胎体内发育至产出等程序。

一般程序：核供体细胞的获得与取核→受体细胞去核（盲吸去核法；功能性去核法；化学

诱导去核）→细胞核移植（直接注射法；透明带下注射法）→重组胚的激活（电激活；化学激活）→重组胚培养和移植（体外培养；体内培养）→核移植动物鉴定；

五、“多莉”羊克隆的实例

思考题：

1、什么是细胞重组？细胞重组的技术方法有哪些？（同上一） 2、克隆定义的来源和发展是怎样的？ 来源：“克隆”一词来源于希腊语，原意是用于扦插的枝条，也就是指无性繁殖。

本意是指遗传上完全相同的分子、细胞或来自同一祖先的生物个体的无性繁殖群体。

发展：1．在分子水平，克隆一般指DNA克隆(也叫分子克隆)；

2．在细胞水平，克隆实质由一个单一的共同祖先细胞分裂所形成的一个细胞群体；

3．在个体水平，克隆是指基因型完全相同的两个或更多的个体组成的一个群体。

3、克隆的基本方法有哪些？什么是细胞核移植技术？

基本方法：（1）胚胎分割；（2）胚胎细胞核移植；（3）胚胎干细胞核移植；

（4）胚胎嵌合；（5）体细胞核移植；

细胞核移植技术：是一种利用显微操作技术将一种动物的细胞核移入同种或异种动物的

去核成熟卵内的精细技术。

4、多莉羊是怎样培育出的？它与早期的其他克隆动物有什么不同？为什么说它是克隆技术的里程碑？ 操作流程：（1）核供体细胞：取白色芬兰多特西母羊的乳腺组织，酶消化分解成单个细胞；

（2）受体卵细胞：来自苏格兰黑面母绵羊，注射促性腺释放素后，收集卵细胞； （3）重组胚构建与激发：乳腺细胞核与无核卵放入同一培养基中，将乳腺细胞

核融入卵细胞中形成一个含有新遗传物质的卵细胞；

（4）胚胎移植：将重组胚种植在绵羊结扎的输卵管中培养，大约培养6d； （5）妊娠发育出生：60d时用超声波诊断妊娠，产下多莉；

里程碑： “多莉”的诞生，意味着人类可以利用动物的一个组织细胞，大量生产出相同的生

命体，这无疑是基因工程研究领域的一大突破。

5、怎样正确看待克隆技术？其现状和发展趋势是怎样的？

看待：（1）不能因噎废食，要继续进行我国克隆技术的研究；（2）坚持正确的宣传引导；

(3)提高科学家的社会责任感；（4）加强伦理制约；(5)通过立法制约；

现状：动物克隆技术目前还很不完善，存活率低是当今核移植技术的最大缺陷。它突出表

现为：孕期流产率高，新生儿体重较重及产生后对环境的适应性差。以成体细胞核

作核供体问题更为严重。

发展趋势：（1）灵长类动物克隆成功；（2）转基因克隆技术；

补充思考题：

1、简述细胞核移植的发展历史，讨论“多莉”羊产生的学术意义。

（1）多莉的诞生证明高度分化成熟的哺乳动物乳腺细胞，仍具有全能性； （2）成功地找到了供体核与受体卵细胞质更加相容的方法；

（3）可使移植的细胞在成为核供体之前诱发精确的遗传变化，又能精确地植入基因； （4）建立实验动物模型，探索人类发病规律； （5）克隆异种纯系动物，提供移植器官；（6）建造动物药厂，制造药物蛋白；

2、简述细胞核移植的主要类型及其主要操作技术。 主要类型：（1）胚胎细胞核移植；（2）体细胞核移植； 操作技术：（1）供体和受体的制备；（2）去卵膜和卵核；（3）供体细胞制备；（4）移核； 3、分析影响动物克隆成败的关键因素。 关键因素：（1）细胞突变；（2）受体卵细胞的细胞膜和细胞质差异；

（3）受体遗传上或生理上的差异；（4）后期生长的环境与驯化；

名词解释：

1、细胞工程：应用细胞生物学和分子生物学的方法，通过类似于工程学的步骤，在细胞整体水平或细胞器水品上，按照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质以获得新型生物或特种细胞产品的一门综合性科学技术。 2、细胞全能性：是指分化细胞保留着全部的核基因组，具有生物个体生长、发育所需要的全部遗传信息，具有发育成完整个体的潜能。 3、细胞分化：是指细胞在形态、结构和功能上发生差异的过程，包括时间上和空间上的分化。 4、细胞脱分化：是指分化细胞是去特有的结构和功能变为具有未分化细胞特性的过程。 5、植物组织培养：是指将植物组织、器官、细胞、胚胎、原生质体等在适当培养条件下诱导产生愈伤组织或长成完整植株的技术。 6、植物细胞培养：是在离体条件下，将分离的植物细胞通过继代培养增值获得大量细胞群体的一种技术。 7、全能细胞：能够表达生物体基因组的任何一种基因，并能分化出该生物体内任一类型细胞，进而发育为一个完全相同生物体的细胞，如合子、早期胚胎细胞、顶端分生组织细胞、成熟器官遗留的胚性细胞等。

8、愈伤组织：脱分化后的细胞经过细胞分裂产生无组织结构、无明显极性的松散的细胞

团，称之为愈伤组织。

9、外植体：植物体上切取下来进行培养的部分组织或器官、细胞、原生质体。

10、原代培养：将机体取出的细胞或组织进行实效培养的过程，实效培养的细胞大约增值

10代左右。

11、继代培养：是指将原代培养的细胞继续转接培养的过程。 12、人工种子：是指将植物离体培养的胚状体或芽包裹在含有养分和保护功能的人工胚乳

和人工种皮中的类似种子的颗粒。

13、植物细胞两相培养技术：是在培养体系中加入有机溶剂或者具有吸附作用的多聚化合物。

14、细胞固定化：是指将游离的细胞包埋在支持物内部或表面、培养液呈流动状态进行

培养的一门技术。

15、原生质体：是指去除细胞壁后裸露的球形细胞。

16、细胞系：是以一种细胞为主的、能在体外长期生存的不均一的细胞群体。

17、细胞株：是指从一个经过生物学鉴定的细胞系用单细胞分离培养或通过筛选的方法，

由单细胞增殖形成的细胞群。

18、动物细胞与组织培养：从动物体内取出细胞或组织，模拟体内的生理环境，在无菌、

适温和丰富的营养条件下，使离体细胞或组织生存，生长并维持结构和功能的一门技术。

19、灌注小室培养法：将细胞接种于一个由上下两个盖玻片与一金属圈密封围成的小室

内保持在一定条件下培养。

20、组织工程：是利用生命科学、医学、工程学原理与技术，单独或组合地利用细胞、生物材料、细胞因子实现组织修复或器官再生的一门技术。 21、干细胞（SC）：是一类具有自我更新和分化潜能的细胞。 22、胚胎干细胞（ESC）：是从着床前胚胎内细胞团或原始生殖细胞经体外分化抑制培

养分离的一种全能性细胞。

23、细胞融合：又称体细胞杂交，是指使用人工方法使两个或两个以上的细胞通过细胞膜

融合合并形成一个细胞的技术。

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