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(shù)課件 蘇教版選修3.ppt

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(guān)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) 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)。 10代以內(nèi)的細胞保持正常的 。 細胞傳到1050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(chǎn)物,4應(yīng)用 (1)生產(chǎn) ，如病毒疫苗、干擾素、單克隆抗體等。 (2)應(yīng)用于 。 (3)檢測 ，判斷物質(zhì)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(shù)和克隆動物 1理論基礎(chǔ) 的全能性。,有毒物質(zhì),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(jīng)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(yīng)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(shù)量。 (3)轉(zhuǎn)基因動物可作為 生產(chǎn)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(shù)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(yīng)器,成功率,健康,安全性,一、動物組織培養(yǎng) 仔細閱讀教材P4446，觀察分析圖216，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(zhì)主要成分是什么？用胃蛋白酶行嗎？ 提示：蛋白質(zhì)。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(zhì)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(nèi)環(huán)境中。你認為體外培養(yǎng)細胞時需要提供哪些物質(zhì)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(zhì)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(zhì)。 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(shù)和克隆動物 閱讀教材P4749，觀察分析圖221、222，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(fù)其全能性相對容易，而動物體細胞分化程度高，恢復(fù)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(zhì)和營養(yǎng)條件。,3試分析克隆動物遺傳性狀與其體內(nèi)遺傳物質(zhì)構(gòu)成具有怎樣的關(guān)系？ 提示：動物體細胞核移植產(chǎn)生的新個體的親本有三個：體細胞核供體、卵母細胞細胞質(zhì)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(zhì)中也有少量的DNA，故新個體性狀與卵母細胞細胞質(zhì)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(zhì)，新個體性狀與代孕母體基本沒有聯(lián)系。,下列關(guān)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(shù)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(shù)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(shù)通常是有限的，只有少數(shù)細胞遺傳物質(zhì)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(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們可以根據(jù)需求來改造生物的性狀。如圖是利用奶牛乳汁生產(chǎn)人類血清白蛋白的圖解，據(jù)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(shù)手段主要有_。 (2)在基因工程中，我們稱為_，在進入之前要用_等工具來構(gòu)建基因表達載體，能實現(xiàn)進入的常用方法是_。 (3)圖中一般經(jīng)_處理可以得到，從到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)是的后代，那么的遺傳性狀和_最相似，原因是_。 如果的數(shù)量太少，常用_來擴增。要實現(xiàn)批量生產(chǎn)人類血清白蛋白，則要求的性染色體是_，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(guān)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(shù)為動物細胞培養(yǎng)。 信息b：設(shè)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：由圖示提供幾乎全部遺傳物質(zhì)可知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”可知的性染色體應(yīng)為XX。,聯(lián)聯(lián)系基礎(chǔ),設(shè)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(shù)為細胞水平上的操作。 設(shè)問(2)可聯(lián)系：構(gòu)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?qū)胧荏w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(shè)問(3)可聯(lián)系：同一生物體內(nèi)細胞全能性大小的比較：卵細胞體細胞。 設(shè)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(guān)。,答解題規(guī)范,設(shè)問(1)：有一個關(guān)鍵詞為細胞水平，答“基因工程”(其為分子水平)不給分。 設(shè)問(2)：構(gòu)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(shè)問(3)：在表述第二個空涉及的內(nèi)容時應(yīng)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(zhì)”等詞語，否則酌情扣分。 設(shè)問(4)：在作答第一個空時，應(yīng)通過識圖確定為代孕母牛，不能誤認為子代是其有性生殖的產(chǎn)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(zhì)中才能表現(xiàn)出全能性 (4)荷斯坦奶牛 因為個體的核遺傳物質(zhì)大部分來自荷斯坦奶牛，只是為胚胎發(fā)育提供營養(yǎng)和場所，并沒有獲得的遺傳信息 PCR技術(shù) XX 轉(zhuǎn)基因克隆動物,網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 填充：胰蛋白酶 膠原蛋白酶 細胞懸液 原代 傳代 營養(yǎng) pH 去核的卵母細胞 動物細胞核的全能性,課堂歸納,關(guān)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 BM期卵母細胞 CM期卵母細胞 D紅細胞 解析：由于M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(chǎn)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(chǎn)生動物個體2的生殖方式為有性生殖 De細胞為已完成減數(shù)分裂的卵細胞,解析：通過克隆技術(shù)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(zhì)基因，應(yīng)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(shù)第二次分裂中期的卵母細胞，并沒有完全完成減數(shù)分裂。,答案：A,6如圖表示動物細胞培養(yǎng)程序圖，請據(jù)圖回答下列問題：,(1)過程表示_。 (2)過程和用_處理組織或貼壁細胞分散成單個細胞，這樣做的目的是_。 (3)和的過程都要把分散的細胞制成_。 (4)過程進行的細胞培養(yǎng)是_，細胞適于_生長增殖。 (5)過程進行的細胞培養(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(nèi)，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(shù)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 1050代 細胞核型 突變 癌細胞,