高中生物 專題2.2.1 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)和核移植技術(shù)課件 新人教版選修3.ppt

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2．2 動(dòng)物細(xì)胞工程 2．2.1 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)和核移植技術(shù),,專題2 細(xì)胞工程,學(xué)習(xí)導(dǎo)航,,專題2 細(xì)胞工程,一、動(dòng)物細(xì)胞工程 1．常用的技術(shù)手段：動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)、動(dòng)物細(xì)胞核移植、_______________、生產(chǎn)_____________等。 2．基礎(chǔ)：________________技術(shù)。,動(dòng)物細(xì)胞融合,單克隆抗體,動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng),二、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng) 1．概念：從動(dòng)物機(jī)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(xì)胞____________和____________。,單個(gè)細(xì)胞,生長(zhǎng),增殖,胰蛋白酶,細(xì)胞懸液,3．相關(guān)概念 (1)細(xì)胞貼壁：細(xì)胞懸液中分散的細(xì)胞貼附在瓶壁上。 (2)細(xì)胞的接觸抑制：當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長(zhǎng)到______________時(shí)，細(xì)胞停止分裂增殖的現(xiàn)象。 (3)原代培養(yǎng)：指動(dòng)物組織消化后的____________。 (4)傳代培養(yǎng)：貼壁的細(xì)胞，出現(xiàn)____________后，需要重新用____________來(lái)處理，然后分瓶繼續(xù)培養(yǎng)，讓細(xì)胞繼續(xù)增殖的培養(yǎng)過(guò)程。,表面相互接觸,初次培養(yǎng),接觸抑制,胰蛋白酶,培養(yǎng)液,微量元素,氨基酸,血清、血漿,36.5±0.5 ℃,7.2～7.4,細(xì)胞代謝,5．應(yīng)用 (1)生產(chǎn)生物制品：如____________疫苗、干擾素、 ____________等。 (2)應(yīng)用于基因工程：動(dòng)物細(xì)胞是基因工程技術(shù)中常用的____________，離不開(kāi)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)。 (3)檢測(cè)____________，判斷某種物質(zhì)的毒性。 (4)用于生理、病理、藥理等方面的研究,如篩選抗癌藥物等。,病毒,單克隆抗體,受體細(xì)胞,有毒物質(zhì),三、動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動(dòng)物 1．動(dòng)物核移植概念 (1)供體：________________________。 (2)受體：________________________。 (3)結(jié)果：形成重組胚胎，發(fā)育成____________。,動(dòng)物一個(gè)細(xì)胞的細(xì)胞核,去掉細(xì)胞核的卵母細(xì)胞,動(dòng)物個(gè)體,體細(xì)胞核移植,3．體細(xì)胞核移植的過(guò)程,4．體細(xì)胞核移植的應(yīng)用前景 (1)畜牧生產(chǎn)方面：加速家畜____________進(jìn)程，促進(jìn)優(yōu)良畜群繁育。 (2)保護(hù)瀕危物種方面：增加動(dòng)物的____________。 (3)醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域：轉(zhuǎn)基因動(dòng)物作為_(kāi)___________，生產(chǎn)醫(yī)用蛋白。 (4)治療人類疾病：轉(zhuǎn)基因克隆動(dòng)物細(xì)胞、組織和器官作為_(kāi)___________的供體等。 5．體細(xì)胞核移植技術(shù)存在的問(wèn)題 (1)成功率非常低。 (2)絕大多數(shù)克隆動(dòng)物存在健康問(wèn)題。 (3)對(duì)克隆動(dòng)物食品的____________問(wèn)題存在爭(zhēng)議。,遺傳改良,存活數(shù)量,生物反應(yīng)器,異種移植,安全性,1．判一判 (1)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)體現(xiàn)了動(dòng)物細(xì)胞的全能性( ) (2)動(dòng)物細(xì)胞在培養(yǎng)的過(guò)程中一些細(xì)胞會(huì)發(fā)生遺傳物質(zhì)的變化 ( ) (3)在動(dòng)物細(xì)胞的培養(yǎng)過(guò)程中，培養(yǎng)液中可以不加入血清和血漿等物質(zhì)( ) (4)動(dòng)物體細(xì)胞核移植的受體細(xì)胞是卵細(xì)胞( ),√,×,×,×,2．連一連 將下列動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的應(yīng)用與相應(yīng)實(shí)例連線,動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng),1．動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程解讀,(1)原理：細(xì)胞增殖。 (2)選材：一般取自幼齡動(dòng)物的器官或組織，因?yàn)檫@些組織或器官的生命力旺盛，分裂能力強(qiáng)。 (3)將動(dòng)物細(xì)胞分散成單個(gè)細(xì)胞培養(yǎng)的原因： ①保證細(xì)胞所需要的營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)。 ②保證細(xì)胞內(nèi)有害代謝產(chǎn)物的及時(shí)排出。,2．兩組概念劃分 (1)劃分原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)的界線是以分瓶為界，即配制細(xì)胞懸液后轉(zhuǎn)入培養(yǎng)液中的第一次培養(yǎng)為原代培養(yǎng)，分瓶后的培養(yǎng)(無(wú)論分瓶多少次)均為傳代培養(yǎng)。 (2)劃分細(xì)胞株和細(xì)胞系以培養(yǎng)到50代為界，50代以前為細(xì)胞株；50代以后部分細(xì)胞遺傳物質(zhì)改變，具有癌變特點(diǎn)，能無(wú)限傳代下去，稱為細(xì)胞系。,3．植物組織培養(yǎng)與動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的異同,原理,植物細(xì)胞的全能性,細(xì)胞增殖,培養(yǎng)基,固體或半固體培養(yǎng)基,包括礦質(zhì)元素、蔗糖、維生素、瓊脂、植物激素等,液體培養(yǎng)基，包括無(wú)機(jī)鹽、葡萄糖、維生素、氨基酸、動(dòng)物血清等,培養(yǎng)條件,再分化階段需光,不需光,細(xì)胞來(lái)源,離體植物器官、組織或細(xì)胞,胚胎或幼齡動(dòng)物組織、器官,結(jié)果,獲得新個(gè)體或細(xì)胞產(chǎn)品,大量產(chǎn)生細(xì)胞或細(xì)胞產(chǎn)物,用途,①快速繁殖名貴花卉和果樹(shù) ②培養(yǎng)無(wú)病毒植株、轉(zhuǎn)基因植物 ③大規(guī)模生產(chǎn)細(xì)胞產(chǎn)品如藥物、食品添加劑、香料、色素等,①生產(chǎn)蛋白質(zhì)制品如病毒疫苗、干擾素、單克隆抗體等 ②檢測(cè)有毒物質(zhì) ③研究生理、藥理、病理,①都需要人工條件下的無(wú)菌操作，無(wú)菌培養(yǎng) ②都是合成培養(yǎng)基 ③都需要適宜的溫度、pH等條件 ④都進(jìn)行有絲分裂,特別提醒 動(dòng)、植物細(xì)胞全能性的差異 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)沒(méi)有脫分化，也就沒(méi)有再分化過(guò)程，原因是動(dòng)物細(xì)胞高度分化后發(fā)育潛能變窄，失去了發(fā)育成完整個(gè)體的能力；而植物細(xì)胞組織培養(yǎng)能獲得個(gè)體。,(2013·高考大綱全國(guó)卷改編)關(guān)于動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)和植物組織培養(yǎng)的敘述，錯(cuò)誤的是( ) A．動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)和植物組織培養(yǎng)所用培養(yǎng)基不同 B．動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)和植物組織培養(yǎng)過(guò)程中都要用到胰蛋白酶 C．煙草葉片離體培養(yǎng)能產(chǎn)生新個(gè)體，小鼠瘤細(xì)胞可離體培養(yǎng)增殖 D．動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)可用于檢測(cè)有毒物質(zhì)，莖尖培養(yǎng)可用于植物脫除病毒,B,[解析] 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的培養(yǎng)基中需加入動(dòng)物血清，植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基中需加入植物激素等，A項(xiàng)正確。動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)需利用胰蛋白酶將動(dòng)物組織分散成單個(gè)細(xì)胞再進(jìn)行培養(yǎng),植物組織培養(yǎng)中不需要將細(xì)胞分離，B項(xiàng)錯(cuò)誤。葉片細(xì)胞高度分化，但仍具有全能性，可以通過(guò)植物組織培養(yǎng)形成新個(gè)體；小鼠瘤細(xì)胞能夠不斷分裂增殖，C項(xiàng)正確。有毒物質(zhì)會(huì)影響細(xì)胞正常的生命活動(dòng)，故可根據(jù)細(xì)胞在培養(yǎng)過(guò)程中生命活動(dòng)的變化情況檢測(cè)有毒物質(zhì)；植物莖尖細(xì)胞分裂較快，細(xì)胞中幾乎無(wú)病毒,故可用莖尖通過(guò)植物組織培養(yǎng)形成脫毒苗，D項(xiàng)正確。,(2014·南京高二檢測(cè))某研究小組為測(cè)定藥物對(duì)體外培養(yǎng)細(xì)胞的毒性，準(zhǔn)備對(duì)某種動(dòng)物的肝腫瘤細(xì)胞(甲)和正常肝細(xì)胞(乙)進(jìn)行動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是( ) A．在利用兩種肝組織塊制備肝細(xì)胞懸液時(shí)，可用胃蛋白酶處理 B．細(xì)胞培養(yǎng)應(yīng)在CO2培養(yǎng)箱中進(jìn)行，CO2的作用是作為細(xì)胞代謝原料 C．取甲細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)，傳至10代～50代就會(huì)完全停止 D．乙細(xì)胞在原代培養(yǎng)過(guò)程中，最終會(huì)出現(xiàn)停止增殖的現(xiàn)象,D,解析：A錯(cuò)，胃蛋白酶的最適pH大約為2，這一環(huán)境下細(xì)胞往往會(huì)受到破壞，不利于培養(yǎng)，所以一般用胰蛋白酶而不用胃蛋白酶處理細(xì)胞；B錯(cuò)，培養(yǎng)液中CO2的作用是調(diào)節(jié)培養(yǎng)液的pH；C錯(cuò)，肝腫瘤細(xì)胞可以無(wú)限增殖；D對(duì)，正常肝細(xì)胞在原代培養(yǎng)過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)接觸抑制現(xiàn)象，停止增殖。,動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動(dòng)物,1．過(guò)程分析,(1)原理：動(dòng)物細(xì)胞核的全能性，而不是動(dòng)物細(xì)胞的全能性。因動(dòng)物體細(xì)胞的全能性受到限制，不能經(jīng)培養(yǎng)直接發(fā)育成完整個(gè)體。所以用體細(xì)胞核移植技術(shù)能夠得到克隆動(dòng)物，說(shuō)明動(dòng)物體細(xì)胞的細(xì)胞核具有全能性。 (2)供體和受體的選擇 ①供體：一般選用傳代10代以內(nèi)的細(xì)胞，因?yàn)?0代以內(nèi)的細(xì)胞一般能保持正常的二倍體核型，保證了供體細(xì)胞正常的遺傳基礎(chǔ)。 ②受體選擇去核的減Ⅱ中期的卵母細(xì)胞。 原因：卵母細(xì)胞的體積大，易操作，細(xì)胞質(zhì)中含有促使細(xì)胞核表達(dá)全能性的物質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)條件。,2．克隆動(dòng)物的特點(diǎn) (1)克隆動(dòng)物的性狀與核供體生物的性狀基本相同，但不是完全相同，因?yàn)椋孩倏寺?dòng)物的細(xì)胞質(zhì)遺傳物質(zhì)來(lái)自于受體卵母細(xì)胞;②生物的性狀不僅與遺傳物質(zhì)有關(guān),還受環(huán)境影響。 (2)核基因是供體核基因的100%的復(fù)制。 (3)克隆動(dòng)物是一種無(wú)性繁殖方式。 特別提醒 核移植的供體細(xì)胞的選擇 核移植時(shí)，一般不選擇生殖細(xì)胞作為供核細(xì)胞，原因是生殖細(xì)胞與正常細(xì)胞相比，遺傳物質(zhì)減半，自然狀態(tài)下單倍體動(dòng)物都很少，克隆動(dòng)物成功率會(huì)更低。,科學(xué)家通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)獲得了含有人生長(zhǎng)激素基因的奶牛，如果要加速轉(zhuǎn)基因奶牛的繁殖速度，可以對(duì)此轉(zhuǎn)基因奶牛進(jìn)行克隆(如圖所示)。,(1)在進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)之前，要對(duì)取自轉(zhuǎn)基因奶牛的組織進(jìn)行分離，形成單個(gè)細(xì)胞，這一過(guò)程中需要利用________酶處理，不能用纖維素酶與果膠酶的原因是______________。 (2)轉(zhuǎn)基因奶牛的克隆成功，說(shuō)明動(dòng)物細(xì)胞的________具有全能性。 (3)將進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)的供體細(xì)胞核注入去核的卵母細(xì)胞中，去掉卵母細(xì)胞核的目的是__________________________________________________。,胰蛋白,酶具有專一性,細(xì)胞核,使?fàn)倥５男誀钪饕晒w細(xì)胞核決定,(4)重組細(xì)胞在培養(yǎng)液中培養(yǎng)成的重組胚胎移入受體母牛體內(nèi)會(huì)生出與供體奶牛遺傳性狀相同的犢牛，但也有可能出現(xiàn)性狀上的某些差異，原因可能是_______________________________________________________________________________________________________。 (5)體細(xì)胞核移植技術(shù)得到的克隆牛從生殖方式上看屬于____________(選填“有性生殖”或“無(wú)性生殖”)。,①生物的性狀受細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)共同控制；②生物的性狀還受環(huán)境因素的影響,無(wú)性生殖,[解析] (1)對(duì)動(dòng)物組織進(jìn)行分離，用胰蛋白酶處理，才能形成單個(gè)細(xì)胞。因?yàn)槊妇哂袑Ｒ恍?，所以不能用纖維素酶和果膠酶將動(dòng)物細(xì)胞分散開(kāi)。(2)克隆動(dòng)物的成功 證明了動(dòng)物細(xì)胞的細(xì)胞核具有全能性。(3)去掉卵母細(xì)胞核后,重組細(xì)胞的遺傳物質(zhì)主要來(lái)自供體細(xì)胞核，其性狀主要由供體細(xì)胞核決定。(4)重組細(xì)胞發(fā)育而來(lái)的犢牛與供體奶牛不完全相同，因?yàn)橹亟M細(xì)胞的遺傳物質(zhì)主要來(lái)自供體細(xì)胞核，少量來(lái)自卵母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)，性狀還受環(huán)境的影響。(5)體細(xì)胞核移植沒(méi)有經(jīng)過(guò)兩性生殖細(xì)胞的結(jié)合，所以從生殖方式上看屬于無(wú)性生殖。,(1)圖中生長(zhǎng)激素基因與運(yùn)載體結(jié)合后通常采用什么方法導(dǎo)入奶牛體細(xì)胞？ (2)圖中重組細(xì)胞與重組目的基因的“層次”是否一樣？ 提示：(1)顯微注射法。 (2)不一樣，重組細(xì)胞屬于細(xì)胞水平，而重組目的基因?qū)儆诜肿铀健?判斷有性生殖與無(wú)性生殖的方法 (1)從概念上判斷：有性生殖是經(jīng)兩性生殖細(xì)胞結(jié)合而成的合子發(fā)育成個(gè)體的生殖方式。無(wú)性生殖是指不經(jīng)過(guò)兩性生殖細(xì)胞的結(jié)合由親本直接產(chǎn)生子代的生殖方式。 (2)從培養(yǎng)細(xì)胞的種類上判斷：組織培養(yǎng)中培養(yǎng)的是生殖細(xì)胞時(shí)，屬于有性生殖；組織培養(yǎng)中培養(yǎng)的是體細(xì)胞、組織或器官時(shí)，屬于無(wú)性生殖。植物體細(xì)胞雜交和動(dòng)物細(xì)胞核移植都屬于無(wú)性生殖。,(2014·南京高二期中)一只羊的卵細(xì)胞核被另一只羊的體細(xì)胞核置換后，這個(gè)卵細(xì)胞經(jīng)過(guò)多次分裂，再植入第三只羊的子宮內(nèi)發(fā)育，結(jié)果產(chǎn)下一只羊羔。這種克隆技術(shù)具有多種用途,但是不能( ) A．有選擇地繁殖某一性別的家畜 B．繁殖家畜中的優(yōu)秀個(gè)體 C．用于保存物種 D．改變動(dòng)物的基因型 解析:由于核基因來(lái)自體細(xì)胞,所以不會(huì)改變動(dòng)物的基因型。,D,