高中生物 專題2 -2.2 - 2.2.1動物細胞培養(yǎng)和核移植技術課件 蘇教版選修3.ppt

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一、動物細胞工程,動物細胞培養(yǎng),細胞融合,動物細胞培養(yǎng),二、動物細胞培養(yǎng) 1．概念 從動物機體中取出相關的組織，將它分散成 ，然后，放在適宜的培養(yǎng)基中，讓這些細胞 。 2．過程 (1)分散組織細胞：剪碎，用 處理一段時間。 (2)原代培養(yǎng)：具有 和 的特點。,,,胰蛋白酶或膠原蛋白酶,生長和增殖,單個細胞,貼壁生長,接觸抑制,(3)傳代培養(yǎng) ①先用胰蛋白酶等處理貼滿瓶壁的細胞，再分瓶繼續(xù)培養(yǎng)。 ②10代以內的細胞保持正常的 。 ③細胞傳到10～50代左右時，增殖會逐漸 ，以至于完全停止，此時部分細胞的 可能會發(fā)生改變。當繼續(xù)傳代培養(yǎng)時，少部分細胞會克服細胞壽命的自然極限，獲得不死性。,二倍體核型,緩慢,細胞核型,3．培養(yǎng)條件 (1)無菌、無毒的環(huán)境：培養(yǎng)液中添加一定量的 ，并定期更換培養(yǎng)液，以清除 ，防止對細胞自身造成危害。,,,抗生素,代謝產物,4．應用 (1)生產 ，如病毒疫苗、干擾素、單克隆抗體等。 (2)應用于 。 (3)檢測 ，判斷物質的毒性。 (4)用于生理、病理、藥理等方面的研究。 三、動物體細胞核移植技術和克隆動物 1．理論基礎 的全能性。,,,有毒物質,基因工程,生物制品,動物細胞核,2．概念 將動物的一個細胞的 ，移入一個已經去掉細胞核的 中，使其重組并發(fā)育成一個新的胚胎，這個新的胚胎最終發(fā)育為動物個體。 包括 和 兩類。 3．過程,細胞核,卵母細胞,胚胎細胞核移植,體細胞核移植,4．應用前景 (1)加速家畜遺傳改良進程，促進 。 (2)增加瀕危物種的存活數量。 (3)轉基因動物可作為 生產醫(yī)用蛋白。 (4)用于組織器官的移植。 (5)研究胚胎發(fā)育及衰老過程。 (6)追蹤研究疾病的發(fā)展和治療疾病。 5．存在問題 (1) 低。 (2)絕大多數克隆動物還存在 問題。 (3)克隆動物食品的 問題存在爭議。,,,優(yōu)良畜群繁育,生物反應器,成功率,健康,安全性,一、動物組織培養(yǎng) 仔細閱讀教材P44～46，觀察分析圖2－16，探討下列問題： 1．為什么選擇動物胚胎或幼齡動物的器官或組織進行動物細胞培養(yǎng)？ 提示：幼齡動物的組織細胞分化程度低、分裂能力強，比老年動物的組織細胞易于培養(yǎng)。 2．進行動物細胞傳代培養(yǎng)時用胰蛋白酶分散細胞，說明細胞間的物質主要成分是什么？用胃蛋白酶行嗎？ 提示：蛋白質。不行，因為培養(yǎng)動物細胞的pH不適合胃蛋白酶發(fā)揮作用。,3．動物胚胎或幼齡動物的器官剪碎后用胰蛋白酶處理的目的是什么？不定期用胰蛋白酶把培養(yǎng)細胞從瓶壁上脫離的目的是什么？ 提示：動物胚胎或幼齡動物的器官剪碎后用胰蛋白酶分解組織細胞間質中的膠原蛋白，從而使組織分散成單個細胞。在進行培養(yǎng)時使細胞與培養(yǎng)液充分接觸。 細胞在培養(yǎng)瓶中貼壁生長，隨著細胞的生長和繁殖，培養(yǎng)瓶中的細胞越來越多，當貼壁生長的細胞分裂生長到表面相互接觸時就停止增殖，這種現(xiàn)象叫做接觸抑制。需要定期用胰蛋白酶處理，使細胞從瓶壁上脫離下來，進行傳代培養(yǎng)。,4．多細胞動物和人體的細胞都生活在內環(huán)境中。你認為體外培養(yǎng)細胞時需要提供哪些物質和什么樣的環(huán)境條件？ 提示：充足的營養(yǎng)供給、適宜的溫度、適宜的pH和氣體環(huán)境以及無菌、無毒的環(huán)境。,5．培養(yǎng)動物細胞的培養(yǎng)基是液體培養(yǎng)基還是固體培養(yǎng)基？培養(yǎng)基中為什么要加入動物血清？ 提示：液體培養(yǎng)基。為了保證細胞培養(yǎng)時營養(yǎng)物質和生長因子的供給，培養(yǎng)基中需添加一定量的動物血清等天然成分，可以補充合成培養(yǎng)基中缺乏的物質。 6．動物細胞的培養(yǎng)過程是怎樣的？ 提示:,二、動物體細胞核移植技術和克隆動物 閱讀教材P47～49，觀察分析圖2－21、2－22，探討下列問題： 1．為什么動物體細胞核移植的難度明顯高于胚胎細胞核移植？ 提示：因為胚胎細胞分化程度低，恢復其全能性相對容易，而動物體細胞分化程度高，恢復其全能性十分困難。 2．動物體細胞核移植時選用卵母細胞作受體細胞的原因是什么？ 提示：因為卵母細胞體積大，易操作，而且含有促使細胞核表達全能性的物質和營養(yǎng)條件。,3．試分析克隆動物遺傳性狀與其體內遺傳物質構成具有怎樣的關系？ 提示：動物體細胞核移植產生的新個體的親本有三個：體細胞核供體、卵母細胞細胞質供體、代孕母體。新個體細胞核基因型與體細胞核供體完全一樣，因此新個體性狀與體細胞核供體基本相同。卵母細胞的細胞質中也有少量的DNA，故新個體性狀與卵母細胞細胞質供體有一些地方相同。代孕母體沒有為新個體提供遺傳物質，新個體性狀與代孕母體基本沒有聯(lián)系。,下列關于動物細胞培養(yǎng)的敘述，正確的是( ) A．培養(yǎng)保留接觸抑制的細胞在培養(yǎng)瓶壁上可形成多層細胞 B．克隆培養(yǎng)法培養(yǎng)過程中多數細胞的基因型會發(fā)生改變 C．二倍體細胞的傳代培養(yǎng)次數通常是無限的 D．惡性細胞系的細胞可進行傳代培養(yǎng),,,[解析] 由于接觸抑制，動物細胞培養(yǎng)時只能形成單層細胞；克隆培養(yǎng)法在培養(yǎng)時，由于所有子代細胞來自于一個親代細胞，所以基因型一般都相同；二倍體細胞的傳代培養(yǎng)次數通常是有限的，只有少數細胞遺傳物質發(fā)生改變，才能無限增殖；惡性細胞系的細胞具有癌變的特點，可進行傳代培養(yǎng)。 [答案] D,,,隨著科學技術的發(fā)展，人們可以根據需求來改造生物的性狀。如圖是利用奶牛乳汁生產人類血清白蛋白的圖解，據圖回答問題：,,,(1)在此過程中涉及到的細胞水平現(xiàn)代生物技術手段主要有____________________________________________________。 (2)在基因工程中，我們稱②為______________，在②進入③之前要用______________等工具來構建基因表達載體，能實現(xiàn)②進入③的常用方法是___________________________。 (3)圖中①一般經______________處理可以得到③，從③到④的過程中一般利用去核后未受精的卵細胞作為受體，而不用普通的體細胞，原因是_______________________________。 (4)⑦是⑥的后代，那么⑦的遺傳性狀和____________最相似，原因是________________________________________。 如果②的數量太少，常用__________來擴增。要實現(xiàn)⑦批量生產人類血清白蛋白，則要求③的性染色體是________，利用該方法得到的動物叫做_____________________________。,,,【研析】 本題綜合考查基因工程的基本原理和動物細胞工程中動物細胞培養(yǎng)的條件、核移植過程等相關知識。具體解題過程如下：,,,[審]——提取信息,信息a：由圖示文字信息“分散處理培養(yǎng)”可知此生物技術為動物細胞培養(yǎng)。 信息b：設問(3)文字信息“用去核后未受精的卵細胞作為受體，而不用普通的體細胞”可推斷一個重要原因在于前者的分化程度比后者低。 信息c：由圖示①提供幾乎全部遺傳物質可知⑦的遺傳性狀和荷斯坦奶牛最相似。 信息d：由圖示文字信息“乳汁中提取人類血清白蛋白”可知③的性染色體應為XX。,[聯(lián)]——聯(lián)系基礎,設問(1)可聯(lián)系：基因工程為分子水平上的操作，動物細胞培養(yǎng)和核移植技術為細胞水平上的操作。 設問(2)可聯(lián)系：構建基因表達載體需要限制酶、DNA連接酶和載體等工具，目的基因導入受體細胞的方法視受體細胞的類型而定，若為動物細胞，常用方法為顯微注射法。 設問(3)可聯(lián)系：同一生物體內細胞全能性大小的比較：卵細胞＞體細胞。 設問(4)可聯(lián)系：克隆動物的性狀表現(xiàn)主要與具有優(yōu)良遺傳性狀的供體動物有關。,,[答]——解題規(guī)范,設問(1)：有一個關鍵詞為細胞水平，答“基因工程”(其為分子水平)不給分。 設問(2)：構建基因表達載體時需要的工具酶有兩種即限制酶和DNA連接酶，只答其中一種不給分，把DNA連接酶答成連接酶也不給分。 設問(3)：在表述第二個空涉及的內容時應呈現(xiàn)“卵細胞的分化程度低且為體細胞核表達提供細胞質”等詞語，否則酌情扣分。 設問(4)：在作答第一個空時，應通過識圖確定⑥為代孕母牛，不能誤認為子代是其有性生殖的產物。,[答案] (1)核移植、動物細胞培養(yǎng) (2)目的基因 限制酶、DNA連接酶和載體 顯微注射法 (3)胰蛋白酶 卵細胞大、易操作、分化程度低，體細胞的 細胞核在卵細胞質中才能表現(xiàn)出全能性 (4)荷斯坦奶牛 因為個體⑦的核遺傳物質大部分來自荷斯坦奶牛，⑥只是為胚胎發(fā)育提供營養(yǎng)和場所，⑦并沒有獲得⑥的遺傳信息 PCR技術 XX 轉基因克隆動物,[網絡構建] 填充：①胰蛋白酶 ②膠原蛋白酶 ③細胞懸液 ④原代 ⑤傳代 ⑥營養(yǎng) ⑦pH ⑧去核的卵母細胞 ⑨動物細胞核的全能性,———————[課堂歸納]—————————,[關鍵語句] 1．動物細胞培養(yǎng)的原理是細胞增殖。 2．細胞在培養(yǎng)過程中會出現(xiàn)細胞貼壁(生長)和細胞接觸抑制現(xiàn)象。 3．動物細胞的培養(yǎng)分為原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)。 4．動物細胞培養(yǎng)的條件包括：無菌、無毒的環(huán)境，適宜的營養(yǎng)、溫度和pH及氣體環(huán)境。 5．動物細胞核移植的原理是動物細胞核的全能性。 6．哺乳動物核移植可以分為胚胎細胞核移植和體細胞核移植。 7．在動物細胞培養(yǎng)中CO2的作用是維持培養(yǎng)液的pH。,1．不能作為組織培養(yǎng)、細胞培養(yǎng)或克隆的生物材料的是( ) A．花粉 B．幼葉 C．卵細胞 D．人血中的紅細胞 解析：人血中的紅細胞是成熟的紅細胞，沒有細胞核，不能作為組織培養(yǎng)、細胞培養(yǎng)或克隆的生物材料。,答案：D,2．進行動物細胞培養(yǎng)時，最好選用的培養(yǎng)材料是( ) A．衰老退化的動物組織細胞 B．成熟動物個體的體細胞 C．動物的受精卵細胞 D．健康動物胚胎或幼齡動物個體的體細胞 解析：健康動物胚胎或幼齡動物個體的體細胞分裂能力強，而衰老退化的動物組織細胞、成熟動物個體的體細胞分裂能力差，一般不用。,答案：D,3．用于核移植的受體細胞一般都選用( ) A．受精卵 B．MⅠ期卵母細胞 C．MⅡ期卵母細胞 D．紅細胞 解析：由于MⅡ期卵母細胞已停止分裂，為受精前的狀態(tài)，即已成熟，可作為細胞核移植的受體。,答案：C,4．用動植物成體的體細胞進行離體培養(yǎng)，下列敘述正確的是( ) A．都需用CO2培養(yǎng)箱 B．都需用液體培養(yǎng)基 C．都要在無菌條件下進行 D．都可體現(xiàn)細胞的全能性 解析：用動植物成體的體細胞進行離體培養(yǎng)都必須在無菌條件下進行。用植物成體的體細胞進行離體培養(yǎng)獲得新個體體現(xiàn)的是細胞的全能性，而動物體細胞離體培養(yǎng)主要是獲得細胞的代謝產物。,答案：C,5．如圖為某哺乳動物的生殖過程圖，正確的敘述是( ) A．動物個體2為克隆動物，c為高度分化的體細胞 B．動物個體2的遺傳性狀與提供b細胞的母羊完全不同 C．產生動物個體2的生殖方式為有性生殖 D．e細胞為已完成減數分裂的卵細胞,解析：通過克隆技術培育的動物稱為克隆動物，提供細胞核的是高度分化的體細胞；B項未考慮細胞質基因，應該是“有相同之處”；動物的克隆實際上是無性生殖過程；e細胞是處于減數第二次分裂中期的卵母細胞，并沒有完全完成減數分裂。,答案：A,6．如圖表示動物細胞培養(yǎng)程序圖，請據圖回答下列問題：,(1)過程②表示________________。 (2)過程③和⑥用________處理組織或貼壁細胞分散成單個細胞，這樣做的目的是__________________________________。 (3)④和⑥的過程都要把分散的細胞制成_________________。 (4)過程⑤進行的細胞培養(yǎng)是________，細胞適于________生長增殖。 (5)過程⑦進行的細胞培養(yǎng)是________，一般傳至________代后就不易傳下去了，傳至________繼續(xù)培養(yǎng)時，增殖會逐漸緩慢，以至于完全停止，部分細胞的________會發(fā)生改變。繼續(xù)培養(yǎng)時，少部分細胞發(fā)生了________，朝著等同于________的方向發(fā)展。,解析：進行動物細胞培養(yǎng)時，首先將組織塊剪碎，用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理，使其分散成許多單個細胞，然后，用培養(yǎng)液將分散的細胞稀釋制成細胞懸液，再將細胞懸液放入培養(yǎng)瓶內，置于適宜環(huán)境中培養(yǎng)。懸液中分散的細胞很快就貼附在瓶壁上，稱為細胞貼壁。以后，細胞進行有絲分裂，數目不斷增多。當貼壁細胞分裂生長到表面相互接觸時，細胞就會停止分裂增殖，這種現(xiàn)象稱為細胞的接觸抑制。人們通常將動物組織消化后的初次培養(yǎng)稱為原代培養(yǎng)。貼滿瓶壁的細胞需要重新用胰蛋白酶等處理，然后分別繼續(xù)培養(yǎng)，讓細胞繼續(xù)增殖，這樣的培養(yǎng)過程通常被稱為傳代培養(yǎng)。,答案：(1)剪碎組織 (2)胰蛋白酶 解除由于接觸對細胞生長和繁殖的抑制 (3)細胞懸液 (4)原代培養(yǎng) 貼壁 (5)傳代培養(yǎng) 10 10～50代 細胞核型 突變 癌細胞,