2019-2020年高中生物 專題二 細(xì)胞工程 第7課時(shí) 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)和核移植技術(shù)學(xué)案 新人教版選修3.doc

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2019-2020年高中生物 專題二 細(xì)胞工程 第7課時(shí) 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)和核移植技術(shù)學(xué)案 新人教版選修3 [目標(biāo)導(dǎo)讀]　1.結(jié)合教材圖2－16及相關(guān)內(nèi)容，歸納動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的過(guò)程、條件及應(yīng)用。2.結(jié)合教材圖2－21，歸納通過(guò)動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)克隆動(dòng)物的過(guò)程。3.簡(jiǎn)述體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景。 [重難點(diǎn)擊]　1.動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的過(guò)程及條件。2.動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)克隆動(dòng)物的過(guò)程。 1．一般來(lái)說(shuō)，已分化的植物細(xì)胞整體具有全能性，而已分化的動(dòng)物細(xì)胞整體的全能性受到限制，只是細(xì)胞核具有全能性。 2．癌細(xì)胞的主要特征有無(wú)限增殖、形態(tài)結(jié)構(gòu)改變、易分散轉(zhuǎn)移和接觸抑制喪失的特征。 3．器官移植面臨的問(wèn)題之一是排斥反應(yīng)，這與人體內(nèi)的T淋巴細(xì)胞有關(guān)。 4．克隆(英語(yǔ)：Clone)在廣義上是指利用生物技術(shù)由無(wú)性生殖產(chǎn)生與原個(gè)體有完全相同基因組之后代的過(guò)程。在園藝學(xué)上，克隆是指通過(guò)營(yíng)養(yǎng)生殖產(chǎn)生的單一植株的后代，很多植物都是通過(guò)克隆這樣的無(wú)性生殖方式從單一植株獲得大量的子代個(gè)體。在生物學(xué)上，是指選擇性地復(fù)制出一段DNA序列(分子克隆)、細(xì)胞(細(xì)胞克隆)或是個(gè)體(個(gè)體克隆)。 [課堂導(dǎo)入]　 如圖為克隆動(dòng)物明星—“多利”，它是科學(xué)家運(yùn)用動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)培育的，今天我們就來(lái)學(xué)習(xí)動(dòng)物細(xì)胞工程的有關(guān)內(nèi)容。 探究點(diǎn)一　動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng) 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)就是從動(dòng)物機(jī)體中取出相關(guān)的組織，將它分散成單個(gè)細(xì)胞，然后，放在適宜的培養(yǎng)基中，讓這些細(xì)胞生長(zhǎng)和增殖。觀察下圖，探討動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的相關(guān)問(wèn)題。 1．過(guò)程 取動(dòng)物組織塊 ↓ 分散組織細(xì)胞：剪碎，用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理一段時(shí)間 ↓ 制成細(xì)胞懸液 ↓ 原代培養(yǎng)：具有貼壁生長(zhǎng)和接觸抑制的特點(diǎn) ↓ 傳代培養(yǎng) (1)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)選用什么樣的動(dòng)物組織塊好(幼嫩的還是衰老的)，為什么？動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的原理是什么？ 答案　幼嫩的，因?yàn)橛啄劢M織塊容易增殖。細(xì)胞增殖。 (2)將組織分散成單個(gè)細(xì)胞的方法是什么？為什么要先剪碎組織？ 答案　方法是從健康動(dòng)物體內(nèi)取出組織塊，剪碎，用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理一段時(shí)間，這樣組織就會(huì)分散成單個(gè)細(xì)胞。先剪碎組織的目的是增大胰蛋白酶或膠原蛋白酶與細(xì)胞的接觸面積。 (3)如何區(qū)分原代培養(yǎng)與傳代培養(yǎng)？ 答案　①原代培養(yǎng)：通常將動(dòng)物組織消化后的初次培養(yǎng)稱為原代培養(yǎng)。②傳代培養(yǎng)：貼滿瓶壁的細(xì)胞需要重新用胰蛋白酶等處理，然后分瓶繼續(xù)培養(yǎng)，讓細(xì)胞增殖，即為傳代培養(yǎng)。 2．條件 (1)無(wú)菌、無(wú)毒的環(huán)境：即對(duì)培養(yǎng)液和所有培養(yǎng)用具進(jìn)行無(wú)菌處理。 (2)營(yíng)養(yǎng)：合成培養(yǎng)基的成分為糖、氨基酸、促生長(zhǎng)因子、無(wú)機(jī)鹽、微量元素、血清、血漿等。與植物組織培養(yǎng)基比較，動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)基的獨(dú)特之處：①液體培養(yǎng)基；②其成分中有動(dòng)物血清。 (3)溫度和pH：適宜的溫度為36.50.5_℃；pH為7.2～7.4。 (4)氣體環(huán)境：進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)，通常采用培養(yǎng)皿或松蓋培養(yǎng)瓶，將其置于含95%空氣加5%CO2的混合氣體的培養(yǎng)箱中進(jìn)行培養(yǎng)。其中CO2的主要作用是維持培養(yǎng)液的pH。 3．應(yīng)用 (1)生產(chǎn)有重要價(jià)值的生物制品，如病毒疫苗、干擾素、單克隆抗體等。 (2)為皮膚大面積燒傷病人培養(yǎng)供移植的皮膚。 (3)用于檢測(cè)有毒物質(zhì)。 (4)科學(xué)家培養(yǎng)各種正?；虿∽兊募?xì)胞，用于生理、病理、藥理等方面的研究，為治療和預(yù)防疾病提供理論依據(jù)。 小貼士　(1)細(xì)胞株和細(xì)胞系 ①細(xì)胞株：傳代培養(yǎng)的細(xì)胞一般傳到10代左右就不易傳下去，細(xì)胞的生長(zhǎng)就會(huì)出現(xiàn)停滯，大部分細(xì)胞衰老死亡。但是有極少數(shù)細(xì)胞能度過(guò)“危機(jī)”而繼續(xù)傳下去，這些存活的細(xì)胞一般能傳到40～50代，這種傳代的細(xì)胞叫做細(xì)胞株。 ②細(xì)胞系：當(dāng)細(xì)胞株傳至50代以后又會(huì)出現(xiàn)“危機(jī)”，不能再傳下去。但有部分細(xì)胞的遺傳物質(zhì)發(fā)生了改變，而且?guī)в邪┳兊奶攸c(diǎn)，獲得不死性，可在培養(yǎng)條件下無(wú)限制地傳代下去，這種傳代的細(xì)胞稱為細(xì)胞系。 (2)癌變的細(xì)胞無(wú)接觸抑制現(xiàn)象，可以堆疊起來(lái)增殖。 (3)用胰蛋白酶處理組織塊，可使細(xì)胞分散開，目的是使細(xì)胞與培養(yǎng)液充分接觸。不能使用胃蛋白酶分散細(xì)胞，因?yàn)槎鄶?shù)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的適宜pH為7.2～7.4，此pH下胃蛋白酶不具活性。 歸納提煉 活學(xué)活用 1．判斷下面關(guān)于動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的敘述的正誤。 (1)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的原理是動(dòng)物細(xì)胞的全能性(　　) (2)需要對(duì)細(xì)胞進(jìn)行一次脫分化處理和兩次蛋白酶處理(　　) (3)原代培養(yǎng)的細(xì)胞是指從貼壁生長(zhǎng)到發(fā)生接觸抑制的細(xì)胞(　　) (4)恒溫條件下，細(xì)胞周期持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)短不隨細(xì)胞培養(yǎng)進(jìn)程而改變(　　) (5)傳代培養(yǎng)的細(xì)胞因?yàn)橐杂薪z分裂方式增殖，所以在傳代過(guò)程中其遺傳物質(zhì)保持不變(　　) (6)只要培養(yǎng)條件適宜，細(xì)胞都可在體外無(wú)限繁殖(　　) (7)可用于檢測(cè)有毒物質(zhì)、構(gòu)建人造皮膚、大量生產(chǎn)藥物蛋白(　　) (8)為了防止培養(yǎng)過(guò)程中發(fā)生微生物污染，應(yīng)將培養(yǎng)箱抽成真空以消毒、滅菌(　　) 答案　(1)　(2)　(3)　(4)　(5)　(6)　(7)√　(8) 解析　動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的原理是細(xì)胞的增殖；動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)無(wú)需脫分化處理，只要發(fā)生接觸抑制就要用胰蛋白酶處理；細(xì)胞從開始貼壁生長(zhǎng)到發(fā)生接觸抑制在原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)中都會(huì)發(fā)生；多次傳代后，分裂速度減慢，周期因此變長(zhǎng)，以致有部分細(xì)胞的遺傳物質(zhì)有可能發(fā)生改變；細(xì)胞多次傳代后，大多數(shù)細(xì)胞會(huì)逐漸衰老死亡；培養(yǎng)箱抽成真空不利于細(xì)胞呼吸。只有(7)正確。 探究點(diǎn)二　動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動(dòng)物 用動(dòng)物細(xì)胞克隆動(dòng)物，實(shí)際上是通過(guò)核移植來(lái)實(shí)現(xiàn)的。依據(jù)克隆動(dòng)物的基本流程，回答問(wèn)題。 1．概念：是將動(dòng)物的一個(gè)細(xì)胞的細(xì)胞核，移入一個(gè)已經(jīng)去掉細(xì)胞核的卵母細(xì)胞中，使其重組并發(fā)育成一個(gè)新的胚胎，這個(gè)新的胚胎最終發(fā)育為動(dòng)物個(gè)體。 2．種類 3．克隆動(dòng)物的基本流程 (1)原理：動(dòng)物細(xì)胞核的全能性。 (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：去核的MⅡ中期的卵母細(xì)胞。 a．選取MⅡ中期的卵母細(xì)胞的原因：一方面細(xì)胞大，易于操作；卵黃多，營(yíng)養(yǎng)豐富，為發(fā)育提供充足的營(yíng)養(yǎng)。另一方面此時(shí)具備受精能力，細(xì)胞質(zhì)中含有能刺激融合后重組細(xì)胞進(jìn)行分裂分化并形成重組胚胎的物質(zhì)。 b．去核的原因：保證克隆動(dòng)物的遺傳物質(zhì)最大程度地來(lái)自有重要利用價(jià)值的動(dòng)物。 4．克隆動(dòng)物性狀與供體并不完全相同的原因 (1)克隆動(dòng)物的細(xì)胞質(zhì)遺傳物質(zhì)來(lái)自受體卵母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)。 (2)生物的性狀不僅與遺傳物質(zhì)有關(guān)，還受環(huán)境的影響。 5．應(yīng)用 (1)加速家畜遺傳改良進(jìn)程，促進(jìn)優(yōu)良畜群繁育。 (2)增加瀕危動(dòng)物數(shù)量，保護(hù)瀕危物種。 (3)生產(chǎn)醫(yī)用蛋白。 (4)作為異種移植的供體。 (5)用于組織器官的移植。 6．存在的問(wèn)題 (1)體細(xì)胞核移植技術(shù)的成功率非常低。 (2)克隆動(dòng)物存在健康問(wèn)題，表現(xiàn)出生理缺陷、遺傳缺陷等。 (3)克隆動(dòng)物食品的安全性問(wèn)題存在爭(zhēng)議。 歸納提煉 動(dòng)物細(xì)胞核移植的條件及結(jié)果 (1)核移植一般不選擇生殖細(xì)胞作為供核細(xì)胞，因?yàn)樯臣?xì)胞與正常體細(xì)胞相比，遺傳物質(zhì)減半。 (2)核移植時(shí)，一般先用電刺激使供、受體細(xì)胞融合，再用物理或化學(xué)方法激活受體細(xì)胞，使其完成細(xì)胞分裂和發(fā)育進(jìn)程。 (3)核移植過(guò)程中細(xì)胞核只來(lái)自于一個(gè)個(gè)體，因此核遺傳物質(zhì)與供核個(gè)體的相同，屬于無(wú)性繁殖，產(chǎn)生新個(gè)體的絕大多數(shù)性狀與供核親本一致。體細(xì)胞核移植技術(shù)中注入去核卵母細(xì)胞中的不是供體細(xì)胞核，而是整個(gè)細(xì)胞，伴隨著兩細(xì)胞融合，體現(xiàn)細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：具有一定的流動(dòng)性。 (4)該技術(shù)形成重組細(xì)胞發(fā)育成一個(gè)新個(gè)體，體現(xiàn)了細(xì)胞核的全能性而非動(dòng)物細(xì)胞的全能性。 活學(xué)活用 2．世界上第一只克隆綿羊“多利”的培育過(guò)程如圖所示，請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題： (1)寫出圖中a、b所指的細(xì)胞工程名稱： a．____________________，b.______________。 (2)實(shí)施細(xì)胞工程a時(shí)，所需的受體細(xì)胞大多采用動(dòng)物卵母細(xì)胞的原因：__________________ ___________________________________________________。 (3)“多利”面部的毛是________，請(qǐng)根據(jù)遺傳學(xué)原理說(shuō)明判斷根據(jù)：____________________ _______________________________________________。 (4)繼植物組織培養(yǎng)之后，克隆綿羊的培育成功，證明動(dòng)物細(xì)胞的細(xì)胞核也具有__________。 答案　(1)細(xì)胞核移植　胚胎移植 (2)卵母細(xì)胞體積大、易操作；含營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)多，通過(guò)發(fā)育可直接表現(xiàn)出性狀來(lái) (3)白色　“多利”的細(xì)胞核基因來(lái)自白面綿羊 (4)全能性 1．xx年6月《中國(guó)養(yǎng)殖風(fēng)》報(bào)道，“內(nèi)蒙古白絨羊種羊場(chǎng)”誕生了目前國(guó)際上規(guī)模最大的一批轉(zhuǎn)基因克隆絨山羊。關(guān)于克隆，除個(gè)體水平外，還有分子、細(xì)胞、器官等水平的克隆。下列不屬于克隆技術(shù)的是(　　) A．從出生不久的小鼠心臟取下的細(xì)胞在體外離體培養(yǎng)成細(xì)胞系 B．使某些特定的外源基因在哺乳動(dòng)物體內(nèi)表達(dá) C．農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上利用馬鈴薯的芽繁殖馬鈴薯 D．將單個(gè)B淋巴細(xì)胞進(jìn)行無(wú)性繁殖 答案　B 解析　克隆實(shí)質(zhì)上就是一種無(wú)性繁殖，題中A、D兩項(xiàng)都是細(xì)胞水平的克隆，C項(xiàng)是指植物的營(yíng)養(yǎng)生殖，也屬于克隆的范疇。B項(xiàng)中，使某些特定的外源基因在哺乳動(dòng)物體內(nèi)表達(dá)，這屬于轉(zhuǎn)基因技術(shù)。 2．乙馬的卵細(xì)胞核被甲馬的體細(xì)胞核置換后，這個(gè)卵細(xì)胞經(jīng)過(guò)多次分裂發(fā)育成重組胚胎，再植入丙馬的子宮內(nèi)發(fā)育，結(jié)果產(chǎn)下一匹小馬。下列敘述正確的是(　　) A．直接在體外對(duì)甲馬的體細(xì)胞進(jìn)行誘導(dǎo)也能培養(yǎng)出胚胎 B．小馬的性狀與甲馬完全相同 C．此項(xiàng)技術(shù)可用于保護(hù)瀕危物種 D．該過(guò)程可以很好地證明動(dòng)物細(xì)胞的全能性 答案　C 解析　克隆過(guò)程中細(xì)胞質(zhì)遺傳物質(zhì)來(lái)自一方，而細(xì)胞核中遺傳物質(zhì)來(lái)自另一方，所以小馬的性狀與甲馬不完全一致。該過(guò)程只能說(shuō)明動(dòng)物細(xì)胞核具有全能性，而不能證明動(dòng)物細(xì)胞的全能性。 3．一只羊的卵子的核被另一只羊的體細(xì)胞核替換后，這個(gè)卵子經(jīng)過(guò)多次分裂，再植入第三只羊的子宮內(nèi)發(fā)育，結(jié)果生下了一只羊羔，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 答案　D 解析　生物的各種性狀是由遺傳物質(zhì)——DNA控制的，由細(xì)胞核內(nèi)的DNA控制的遺傳叫細(xì)胞核遺傳，由細(xì)胞質(zhì)(主要存在于線粒體、葉綠體)內(nèi)的DNA控制的遺傳叫細(xì)胞質(zhì)遺傳。目前的克隆技術(shù)是將一個(gè)體細(xì)胞核植入一個(gè)去核的卵母細(xì)胞中，經(jīng)過(guò)試管培養(yǎng)一段時(shí)間后，再移入另一個(gè)體的子宮內(nèi)發(fā)育、分娩的技術(shù)。通過(guò)該技術(shù)，能夠保持新的優(yōu)良性狀，能夠保持性別不變，也能夠用于保存物種，但不能改變動(dòng)物的基因型，這是因?yàn)榛蛐偷母淖円话闶峭ㄟ^(guò)動(dòng)物的有性生殖(減數(shù)分裂)完成的。 4．美國(guó)威斯康星州的一個(gè)奶牛場(chǎng)有一頭奶牛，年產(chǎn)奶量達(dá)30.8 t，我國(guó)奶牛產(chǎn)量年平均水平僅為3～4 t。某人用該高產(chǎn)奶牛的耳朵細(xì)胞，采用核移植技術(shù)獲得高產(chǎn)奶牛(如圖)。據(jù)圖回答下列問(wèn)題： (1)③過(guò)程中選擇去核卵母細(xì)胞作為受體細(xì)胞的原因是 ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (2)④過(guò)程所利用的技術(shù)是__________________，其原理是__________。 (3)該實(shí)驗(yàn)的成功說(shuō)明已分化的耳朵細(xì)胞的細(xì)胞核中含有與________________一樣的全套基因，這種繁殖方式屬于________。 (4)若研究發(fā)現(xiàn)該高產(chǎn)奶牛線粒體發(fā)達(dá)，故它的產(chǎn)奶量高，則小牛d成年后具有這一優(yōu)良性狀嗎？______________。你的依據(jù)是__________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)卵母細(xì)胞體積大，易操作，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)豐富，且細(xì)胞質(zhì)中含有激發(fā)細(xì)胞核全能性表達(dá)的物質(zhì)　(2)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)　細(xì)胞增殖　(3)受精卵　無(wú)性繁殖　(4)不具有　線粒體中的基因一般通過(guò)細(xì)胞質(zhì)傳遞給后代，而小牛d的細(xì)胞質(zhì)主要來(lái)自于牛a 解析　(1)在核移植中常用去核卵母細(xì)胞作為受體細(xì)胞，是因?yàn)槁涯讣?xì)胞內(nèi)含有豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)；體積比較大，容易操作。(2)④過(guò)程屬于動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)，其原理是細(xì)胞增殖。(3)該實(shí)驗(yàn)的成功證明了動(dòng)物細(xì)胞核具有全能性，因?yàn)榧?xì)胞核中含有和受精卵一樣的全套基因。(4)線粒體位于細(xì)胞質(zhì)中，主要來(lái)源于受體細(xì)胞，因此沒有產(chǎn)奶量高的優(yōu)良性狀。 基礎(chǔ)過(guò)關(guān) 知識(shí)點(diǎn)一　動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng) 1．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 B．去掉細(xì)胞壁，使其成為原生質(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 答案　A 解析　在進(jìn)行動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)前，先用胰蛋白酶使組織塊中的細(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)。 2．一般來(lái)說(shuō)，動(dòng)物細(xì)胞體外培養(yǎng)需要滿足以下哪些條件(　　) ①無(wú)毒的環(huán)境?、跓o(wú)菌的環(huán)境?、酆铣膳囵B(yǎng)基需加血漿 ④溫度與動(dòng)物的體溫相近　⑤需要O2，也需要CO2 ⑥適宜的pH A．①②③④⑤⑥ B．①②③④ C．①②④⑤⑥ D．①②③④⑥ 答案　A 解析　動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)一般需要無(wú)菌、無(wú)毒的環(huán)境；一定的營(yíng)養(yǎng)；一般保持與動(dòng)物相近的體溫和適宜的pH以及氣體環(huán)境等。 3．動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中一定可以出現(xiàn)的情況是(　　) A．培養(yǎng)保留接觸抑制的細(xì)胞在培養(yǎng)瓶壁上可形成多層細(xì)胞 B．培養(yǎng)過(guò)程中多數(shù)細(xì)胞的基因型會(huì)發(fā)生改變 C．二倍體細(xì)胞的傳代培養(yǎng)次數(shù)通常是無(wú)限的 D．當(dāng)細(xì)胞發(fā)生類似于癌細(xì)胞的變化時(shí)，可進(jìn)行傳代培養(yǎng) 答案　D 解析　由于細(xì)胞之間相互接觸而發(fā)生接觸抑制現(xiàn)象，所以正常培養(yǎng)的細(xì)胞在培養(yǎng)瓶壁上只能形成單層細(xì)胞，A項(xiàng)錯(cuò)；克隆培養(yǎng)法中細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂，所以細(xì)胞的基因型一般不會(huì)發(fā)生改變，B項(xiàng)錯(cuò)；二倍體細(xì)胞傳代培養(yǎng)至10～50代時(shí)多數(shù)的細(xì)胞會(huì)死亡，只有少數(shù)的細(xì)胞能夠培養(yǎng)至50代以后成為細(xì)胞系，C項(xiàng)錯(cuò)；類似于癌細(xì)胞的突變，細(xì)胞能夠無(wú)限增殖，可以進(jìn)行傳代培養(yǎng)，D項(xiàng)正確。 4．在動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中，屬于原代培養(yǎng)的是(　　) A．用胰蛋白酶使組織分散成單個(gè)細(xì)胞的過(guò)程 B．從機(jī)體取得細(xì)胞后立即進(jìn)行培養(yǎng)的過(guò)程 C．出現(xiàn)接觸抑制現(xiàn)象后取下的細(xì)胞的培養(yǎng)過(guò)程 D．哺乳動(dòng)物細(xì)胞在培養(yǎng)基中的懸浮生長(zhǎng)過(guò)程 答案　B 解析　原代培養(yǎng)是指從動(dòng)物機(jī)體組織取得細(xì)胞后的立即培養(yǎng)，直到細(xì)胞出現(xiàn)接觸抑制為止。因?yàn)榧?xì)胞的接觸抑制，細(xì)胞停止分裂增殖，并逐漸走向衰亡，所以要想繼續(xù)細(xì)胞培養(yǎng)，必須將細(xì)胞取下分裝后才能進(jìn)行，分裝后的細(xì)胞培養(yǎng)是傳代培養(yǎng)。 知識(shí)點(diǎn)二　動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù) 5．從母羊甲的體細(xì)胞中取出細(xì)胞核，注入到母羊乙的去核卵母細(xì)胞中，融合后的細(xì)胞經(jīng)卵裂形成早期胚胎，再植入到另一只母羊丙的子宮內(nèi)，出生小羊的大多數(shù)性狀(　　) A．像甲 B．像乙 C．像丙 D．難以預(yù)測(cè) 答案　A 解析　生物的性狀遺傳可以分為由細(xì)胞核內(nèi)DNA控制的細(xì)胞核遺傳(主要)和由細(xì)胞質(zhì)基因控制的細(xì)胞質(zhì)遺傳。經(jīng)該過(guò)程出生的小羊的大多數(shù)性狀像甲(細(xì)胞核遺傳)，少數(shù)性狀像乙(細(xì)胞質(zhì)遺傳)，一般不會(huì)出現(xiàn)像丙的性狀。 6．用于核移植的供體細(xì)胞一般都選用(　　) A．受精卵 B．傳代培養(yǎng)10代以內(nèi)的細(xì)胞 C．傳代培養(yǎng)10～50代以內(nèi)的細(xì)胞 D．處于減數(shù)第二次分裂中期的次級(jí)卵母細(xì)胞 答案　B 7．下列關(guān)于哺乳動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)的敘述，不正確的是(　　) A．該技術(shù)的難度明顯高于胚胎細(xì)胞核移植 B．通常采用減數(shù)第二次分裂期的卵母細(xì)胞作為受體細(xì)胞 C．可通過(guò)顯微操作法除去卵母細(xì)胞核 D．克隆動(dòng)物是對(duì)提供體細(xì)胞的動(dòng)物進(jìn)行了完全復(fù)制 答案　D 解析　克隆動(dòng)物細(xì)胞核中的遺傳物質(zhì)來(lái)自提供細(xì)胞核的動(dòng)物，其細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)來(lái)自提供卵母細(xì)胞的動(dòng)物，因而克隆動(dòng)物的性狀主要與提供細(xì)胞核的親本相同，而不是對(duì)提供體細(xì)胞的動(dòng)物的完全復(fù)制，故選項(xiàng)D錯(cuò)。動(dòng)物體細(xì)胞分化程度高，恢復(fù)其全能性十分困難，因而哺乳動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)的難度明顯高于胚胎細(xì)胞核移植；由于MⅡ期的卵母細(xì)胞含有能促進(jìn)細(xì)胞分裂的物質(zhì)，因此通常采用減數(shù)第二次分裂期的卵母細(xì)胞作為核移植的受體細(xì)胞；通過(guò)顯微操作法用微型吸管將卵母細(xì)胞核和第一極體一并吸出。 8．中科院動(dòng)物研究所與福州大熊貓研究中心合作，通過(guò)將大熊貓細(xì)胞核植入去核后的兔子卵母細(xì)胞中，在世界上最早克隆出一批大熊貓?jiān)缙谂咛ィ砻魑覈?guó)大熊貓人工繁殖研究再次走在世界前列。下列描述與克隆無(wú)關(guān)的是(　　) A．“復(fù)制” B．無(wú)性繁殖 C．組織培養(yǎng) D．基因工程 答案　D 解析　克隆是一種無(wú)性繁殖方式。子代與親本相同，因而也可以認(rèn)為是由親本“復(fù)制”而來(lái)的；該過(guò)程需采用組織培養(yǎng)技術(shù)，但與基因工程無(wú)關(guān)。 能力提升 9．下列屬于動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)與植物組織培養(yǎng)區(qū)別的是(　　) A．動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)所用的培養(yǎng)基的成分與植物的不同 B．動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)不需要在無(wú)菌條件下進(jìn)行 C．動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中可發(fā)生基因重組，而植物組織培養(yǎng)不能 D．植物組織培養(yǎng)和動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)都體現(xiàn)了細(xì)胞的全能性 答案　A 解析　動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)所用的培養(yǎng)基的成分與植物的培養(yǎng)基不同，如培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞的培養(yǎng)基需加入血清、血漿等，而植物細(xì)胞培養(yǎng)基則不需加入，故選項(xiàng)A正確。動(dòng)植物細(xì)胞培養(yǎng)都需要在無(wú)菌、人工控制的條件下進(jìn)行；動(dòng)植物細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中細(xì)胞的分裂都是有絲分裂，都不發(fā)生基因重組；植物組織培養(yǎng)最終能夠形成完整的植物體，能體現(xiàn)植物細(xì)胞的全能性，動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)不能最終培養(yǎng)成完整的動(dòng)物體，不能體現(xiàn)動(dòng)物細(xì)胞的全能性。 10．動(dòng)物細(xì)胞體外培養(yǎng)時(shí)，通常要在培養(yǎng)基中補(bǔ)充一定濃度的某些物質(zhì)。如圖是血清對(duì)正常細(xì)胞和癌細(xì)胞培養(yǎng)影響的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，從該圖提供的信息不能獲得的結(jié)論是(　　) A．正常細(xì)胞與癌細(xì)胞的增殖速率相同 B．有無(wú)血清對(duì)正常細(xì)胞培養(yǎng)的影響不同 C．培養(yǎng)基中補(bǔ)充血清有助于正常細(xì)胞的培養(yǎng) D．培養(yǎng)基中是否補(bǔ)充血清對(duì)癌細(xì)胞的培養(yǎng)影響不大 答案　A 解析　從圖中可以看出，隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)，癌細(xì)胞的數(shù)量比正常細(xì)胞顯著增多，因此正常細(xì)胞與癌細(xì)胞的增殖速率不同。從圖中還可以看出，有無(wú)血清對(duì)正常細(xì)胞培養(yǎng)影響很大，而對(duì)癌細(xì)胞影響不大，因此在培養(yǎng)基中補(bǔ)充血清對(duì)正常細(xì)胞的培養(yǎng)有利，而對(duì)癌細(xì)胞的培養(yǎng)，有無(wú)血清其結(jié)果都一樣，都是快速增殖。 11．下列關(guān)于動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的敘述中，正確的是(　　) A．細(xì)胞的癌變發(fā)生于原代培養(yǎng)向傳代培養(yǎng)的過(guò)渡過(guò)程中 B．動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)液中通常含有葡萄糖、氨基酸、無(wú)機(jī)鹽、生長(zhǎng)素和動(dòng)物血清等 C．動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的目的是獲得大量的細(xì)胞分泌蛋白 D．動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)前和培養(yǎng)過(guò)程中都要用胰蛋白酶處理 答案　D 解析　動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的過(guò)程是這樣的：取動(dòng)物組織塊(動(dòng)物胚胎或幼齡動(dòng)物的器官或組織)→剪碎→用胰蛋白酶處理分散成單個(gè)細(xì)胞→制成細(xì)胞懸液→轉(zhuǎn)入培養(yǎng)瓶中進(jìn)行原代培養(yǎng)→貼滿瓶壁的細(xì)胞重新用胰蛋白酶處理分散成單個(gè)細(xì)胞繼續(xù)傳代培養(yǎng)。由此看出D項(xiàng)正確。 12．不能作為組織培養(yǎng)、細(xì)胞培養(yǎng)或克隆的生物材料是(　　) A．花粉 B．幼葉 C．卵細(xì)胞 D．人血中的紅細(xì)胞 答案　D 解析　人血中的紅細(xì)胞是成熟的紅細(xì)胞，沒有細(xì)胞核，不能作為組織培養(yǎng)、細(xì)胞培養(yǎng)或克隆的生物材料。 13．如圖為動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程示意圖，請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題： (1)進(jìn)行培養(yǎng)的細(xì)胞往往取自于胚胎或幼齡動(dòng)物，原因是_______________________________ ________________________________________________________________________。 (2)容器A中的動(dòng)物器官或組織首先要剪碎，然后用胰蛋白酶處理，其目的是_____________ ________________________________________________________________________。 (3)培養(yǎng)先在B瓶中進(jìn)行。瓶中的培養(yǎng)基成分有葡萄糖、氨基酸、促生長(zhǎng)因子、無(wú)機(jī)鹽、維生素和________等。細(xì)胞增殖產(chǎn)生的新細(xì)胞會(huì)表現(xiàn)出____________生長(zhǎng)現(xiàn)象。當(dāng)細(xì)胞分裂生長(zhǎng)到______________時(shí)，就會(huì)停止分裂增殖，這種現(xiàn)象稱為接觸抑制，需用胰蛋白酶處理后分瓶繼續(xù)培養(yǎng)，稱為______________。有一類不正常的動(dòng)物細(xì)胞，體外培養(yǎng)不受接觸抑制機(jī)制的制約而表現(xiàn)為“瘋長(zhǎng)”，這類細(xì)胞最可能是____________。 (4)細(xì)胞在C瓶中培養(yǎng)一段時(shí)間后，大部分細(xì)胞衰老死亡，但有極少數(shù)細(xì)胞存活并傳代下去，這些細(xì)胞的遺傳物質(zhì)____________，它能夠無(wú)限傳代的原因是_______________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)胚胎或幼齡動(dòng)物的器官、組織中的細(xì)胞代謝旺盛，分裂能力強(qiáng)　(2)使細(xì)胞分散成單個(gè)細(xì)胞，每個(gè)細(xì)胞可以與培養(yǎng)液充分接觸　(3)動(dòng)物血清　貼壁　表面相互接觸　傳代培養(yǎng)　癌細(xì)胞　(4)發(fā)生改變　細(xì)胞遺傳物質(zhì)發(fā)生改變，帶有癌細(xì)胞特點(diǎn)，能無(wú)限增殖 解析　(1)胚胎或幼齡動(dòng)物的同一器官或組織的細(xì)胞較成年和老年的分裂能力強(qiáng)，代謝旺盛，更適合進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)；(2)用胰蛋白酶處理動(dòng)物的組織碎塊，能使組織分散成單個(gè)細(xì)胞，形成細(xì)胞懸液，有利于細(xì)胞的生長(zhǎng)和增殖；(3)進(jìn)行動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)，需要在培養(yǎng)基中加入一定量的動(dòng)物血清，內(nèi)含多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和促進(jìn)細(xì)胞生長(zhǎng)和繁殖的物質(zhì)；體外進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)，細(xì)胞會(huì)表現(xiàn)出貼壁生長(zhǎng)現(xiàn)象，當(dāng)它們分裂生長(zhǎng)到表面相互接觸時(shí)，細(xì)胞的分裂增殖就會(huì)停止，即所謂的接觸抑制，而癌細(xì)胞不受這一機(jī)制制約，表現(xiàn)為“瘋長(zhǎng)”。出現(xiàn)接觸抑制時(shí)，需對(duì)細(xì)胞進(jìn)行傳代培養(yǎng)；(4)傳代培養(yǎng)到大約50代，大部分細(xì)胞不能繼續(xù)傳代，但一部分細(xì)胞核內(nèi)遺傳物質(zhì)發(fā)生類似于癌變的改變，能無(wú)限增殖，成為細(xì)胞系。 14．下圖是我國(guó)克隆牛的培育過(guò)程，據(jù)圖回答下列問(wèn)題： (1)細(xì)胞A是______________，細(xì)胞B是____________。 (2)一個(gè)重組細(xì)胞D發(fā)育成丁牛出生，涉及的細(xì)胞增殖方式是______________。 (3)丁牛的性別和________牛的性別相同，原因是______________________________ ________________________________________________________________________。 (4)能否直接用細(xì)胞A體外培養(yǎng)形成胚胎，并移植到丙牛子宮并發(fā)育成健康的小牛出生？為什么？ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)上述方法培育出克隆動(dòng)物，與植物組織培養(yǎng)技術(shù)培育出完整植株相比，獲得的后代在遺傳物質(zhì)方面有什么不同？ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)高度分化的體細(xì)胞　卵母細(xì)胞　(2)有絲分裂　(3)甲　牛的性別由細(xì)胞內(nèi)的性染色體決定，丁牛的性染色體與甲牛相同　(4)目前不能。高度分化的動(dòng)物體細(xì)胞由于基因的選擇性表達(dá)而失去了進(jìn)一步的分裂分化的能力，但卵母細(xì)胞中卻含有必要的分裂分化調(diào)節(jié)因子　(5)在遺傳物質(zhì)上(不考慮發(fā)育過(guò)程中的變異)，植物組織培養(yǎng)形成的植株與提供體細(xì)胞的植物植株完全相同，而克隆動(dòng)物由于卵母細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)基因的貢獻(xiàn)而與提供體細(xì)胞核的動(dòng)物不完全相同 解析　從“重組細(xì)胞”到動(dòng)物個(gè)體出生的過(guò)程中，細(xì)胞增殖不會(huì)有減數(shù)分裂方式，這一情況同自然狀態(tài)下受精卵發(fā)育成動(dòng)物個(gè)體類似；牛的性別決定方式是XY型，由細(xì)胞核內(nèi)性染色體控制其性別；動(dòng)物克隆從目前來(lái)看，只能是“核移植”，并沒有真正做到產(chǎn)生的動(dòng)物與原來(lái)被克隆的動(dòng)物在遺傳物質(zhì)上100%的相同。單純用高度分化的體細(xì)胞在體外誘導(dǎo)形成胚胎，繼而植入子宮內(nèi)完成發(fā)育，從理論上講是完全可能的，但目前在實(shí)踐上還有很大難度。 個(gè)性拓展 15．現(xiàn)有A和B兩個(gè)肉牛品種，A品種牛的細(xì)胞組成可表示為A細(xì)胞核、A細(xì)胞質(zhì)，B品種牛則為B細(xì)胞核、B細(xì)胞質(zhì)。 (1)如果要獲得一頭克隆牛，使其細(xì)胞由A細(xì)胞核和B細(xì)胞質(zhì)組成，基本步驟是：從A品種牛體內(nèi)取出體細(xì)胞，進(jìn)行體外培養(yǎng)，然后再?gòu)呐囵B(yǎng)細(xì)胞中取出____________注入B品種牛的______________卵母細(xì)胞，經(jīng)過(guò)某種刺激和培養(yǎng)后，可形成胚胎，該胚胎被稱為____________，將該胚胎移入代孕母牛的__________中，通過(guò)培育可達(dá)到目的。 (2)上述過(guò)程中運(yùn)用了動(dòng)物細(xì)胞工程的哪些技術(shù)？______________________________ ________________________________________________________________________。 (3)克隆牛的產(chǎn)生說(shuō)明____________具有全能性。由A、B兩品種雜交得到的牛與克隆牛相比，雜交牛細(xì)胞核的遺傳物質(zhì)來(lái)自________個(gè)親本，細(xì)胞質(zhì)來(lái)自______________性親本，克隆牛和雜交牛的遺傳物質(zhì)組成__________(相同，不同)。 (4)請(qǐng)舉一例，說(shuō)明克隆牛培育成功的實(shí)際意義。 ________________________________________________________________________。 答案　(1)細(xì)胞核　去核　重組胚胎　子宮 (2)動(dòng)物細(xì)胞核移植和動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng) (3)動(dòng)物體細(xì)胞核　兩　雌　不同 (4)保護(hù)瀕危物種，繁育優(yōu)良品種，醫(yī)學(xué)上克隆器官等 解析　動(dòng)物的克隆所用的方法是核移植，也就是把動(dòng)物體細(xì)胞的細(xì)胞核移入去核的卵母細(xì)胞中，然后經(jīng)過(guò)某些刺激和培養(yǎng)后可形成重組胚胎，再移入代孕動(dòng)物的子宮中繼續(xù)發(fā)育，從而獲得克隆個(gè)體。克隆動(dòng)物的成功說(shuō)明了動(dòng)物體細(xì)胞核具有全能性，克隆動(dòng)物的遺傳物質(zhì)與提供細(xì)胞核的個(gè)體基本一致。在體細(xì)胞克隆動(dòng)物中不僅用到了核移植，還用到了動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)。