高中生物 探究导学课型 专题2 细胞工程 2.2.1 动物细胞培养和核移植技术同课异构课件 新人教版选修3.ppt

2 2动物细胞工程2 2 1动物细胞培养和核移植技术 探究1动物细胞培养 研读教材 自主认知 1 动物细胞工程常用的技术手段 动物细胞融合 等 动物细胞培养 动物细胞核移植 生产单克隆抗体 2 动物细胞培养技术的过程 胰蛋白酶 胶原蛋白酶 贴壁生长 接触抑制 胰蛋 白酶 3 相关概念 1 动物细胞培养 从动物机体中取出相关的组织 将它分散成 然后 放在适宜的培养基中 让这些细胞 2 细胞贴壁 细胞悬液中分散的细胞 3 细胞的接触抑制 当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时 的现象 4 原代培养 指动物组织消化后的 5 传代培养 贴满瓶壁的细胞 出现接触抑制后 需要重新用 等处理 然后分瓶继续培养 让细胞继续增殖的培养过程 单个细 胞 生长和增殖 贴附在瓶壁上 细胞停 止分裂增殖 初次培养 胰蛋白 酶 4 动物细胞培养的条件 培养液和培养用具 抗生素 代谢产物 微量元素 血清 血浆 36 5 0 5 7 2 7 4 细胞代谢 培养液的ph 5 连线表示动物细胞培养的应用及实例 小判断 1 在动物细胞的培养过程中 向培养基中加入糖 氨基酸 促生长因子 无机盐 微量元素就可保证其营养所需 分析 由于人们对细胞所需营养物质还没有完全搞清楚 一般在培养基中还要加入血清 血浆等物质 2 动物细胞培养时 幼龄动物组织比老龄动物组织更易培养 分析 幼龄动物组织代谢旺盛 更易于培养 3 制备肝细胞悬液时先用剪刀剪碎肝组织 再用胃蛋白酶处理 分析 制备肝细胞悬液时先用剪刀剪碎肝组织 再用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理 4 动物细胞培养的基本原理是动物细胞的全能性 分析 动物细胞培养只是进行细胞的生长和增殖 不能发育成完整个体 不体现细胞的全能性 5 动物细胞培养技术可用于转基因动物的培育 分析 导入目的基因的受体细胞 需通过动物细胞培养技术获得早期胚胎 才能进一步培育成转基因动物 合作探究 核心归纳 1 相关概念辨析 1 从细胞增殖特点上分析原代培养和传代培养的细胞分裂有何不同 原代培养 传代培养 细胞分裂旺盛 一般表现为细胞贴壁生长和接触抑制 细胞在传至10 50代左右时 细胞增殖缓慢 甚至完全停 止 此时细胞普遍表现为衰老和凋亡的特征 但也有少部分细胞的细 胞核型可能会发生变化 会朝着等同于癌细胞的方向发展 2 细胞株和细胞系的增殖代数有何区别 从遗传物质上来看 两种细胞的遗传物质组成相同吗 为什么 增殖代数 遗传物质 10代细胞 50代细胞 50代以后的细胞 组成不同 细胞株的遗传物质没有发生改变 当细胞传 到50代以后 即成为细胞系后 有部分细胞的遗传物质发生了改变 朝着等同于癌细胞的方向发展 3 进行动物细胞传代培养时用胰蛋白酶分散细胞 说明细胞间的物质主要是什么成分 用胃蛋白酶可以吗 为什么 提示 用胰蛋白酶分散细胞 说明细胞间的物质主要是蛋白质 不可以 多数动物细胞培养的适宜ph为7 2 7 4 胃蛋白酶 适宜ph为2 在此环境中没有活性 而胰蛋白酶在此环境中活性较高 因此胰蛋白酶适用于细胞培养时的处理 规律方法 区分原代培养和传代培养的方法原代培养和传代培养一般均需对细胞进行胰蛋白酶分散处理 区分两种 培养 的关键是看用胰蛋白酶处理的对象 1 第一次 用胰蛋白酶对剪碎的动物组织进行处理 分散后培养 即为原代培养 2 第二次 细胞培养过程中出现接触抑制 用胰蛋白酶使其从瓶壁上脱离下来 分散到多个培养瓶中继续培养 即为传代培养 2 动物细胞培养的条件 1 幼龄与老龄动物的组织细胞相比较 分化程度低的与分化程度高的组织细胞相比较 哪一种更易于培养 为什么 提示 幼龄动物的组织细胞 分化程度低的组织细胞更易于培养 细胞的衰老与动物机体的衰老有密切的关系 细胞的增殖能力与供体的年龄有关 幼龄动物细胞增殖能力强 有丝分裂旺盛 老龄动物则相反 2 探究动物细胞培养时 为什么要在培养基中加入血清 血浆等天然成分 提示 因血清和血浆中含有多种维持细胞正常代谢和生长的物质 如蛋白质 氨基酸 未知的促生长因子等 人们对细胞所需的营养物质还没有完全搞清楚 因此细胞培养时 为保证细胞能顺利生长和繁殖 一般需添加血清 血浆等天然成分 3 动物细胞培养需要控制的气体环境是怎么样的 各自起什么作用 提示 95 空气加5 co2的混合气体 o2维持细胞代谢 co2维持培养液的ph 3 与植物组织培养的比较 1 从原理上来看 二者相同吗 为什么 提示 不同 植物组织培养的原理是细胞的全能性 其培养过程的基础是细胞增殖 而动物细胞培养的原理是细胞增殖 2 动物细胞培养也和植物组织培养一样可以获得完整个体吗 提示 动物细胞培养的结果是细胞的生长和增殖 不能得到完整个体 但是植物组织培养可以获得完整个体 3 动物细胞培养要经过脱分化的过程吗 为什么 提示 动物细胞培养不需经过脱分化的过程 因高度分化的动物细胞发育潜能变窄 失去了发育成完整个体的能力 所以 动物细胞也就没有类似植物组织或细胞培养时的脱分化过程了 归纳总结 植物组织培养与动物细胞培养的比较 1 不同点 2 相同点 都需要人工条件下的无菌操作 都是合成培养基 但其性质和成分不同 都需要适宜的温度 ph等条件 都进行了有丝分裂 属于无性繁殖 都可称为克隆 过关小练 即时应用 1 2015 连云港高二检测 下列关于动物细胞培养的叙述中 正确的是 a 动物细胞培养的目的是获得细胞分泌蛋白b 动物细胞培养前要用胰蛋白酶处理使细胞分散开c 动物细胞培养通常不会出现接触抑制现象d 可以通过细胞培养技术获得完整的动物个体 解题指南 解答本题的关键是 动物细胞的全能性受到极大抑制 无法表现 因此动物细胞培养的目的是获得大量的细胞 解析 选b 动物细胞的培养是为了获得更多的动物细胞 不同于植物组织培养 它无法获得完整动物个体 在培养之前对材料要用胰蛋白酶处理使细胞分散开 在培养过程中动物细胞会出现接触抑制现象 2 2015 泰安高二检测 下图是动物细胞培养的基本过程示意图 请据图回答 1 容器a中的动物器官或组织首先要进行的处理是 然后用胰蛋白酶处理 使细胞分散开来 这样做的目的是 2 培养首先在c瓶中进行 瓶中的培养基成分有 等 在此瓶中培养一段时间后 有许多细胞衰老死亡 这时的培养称为 3 为了把c瓶中的细胞分装到d瓶中 用等处理 然后制成再分装 解题指南 解答本题的关键有 1 动物细胞培养选择的材料应该具有很强的分裂能力 2 明确动物细胞培养的条件 3 掌握动物细胞培养的过程 解析 1 在进行培养时应尽量使细胞分散 便于与培养液充分接触 进行物质交换 使其分散需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理 2 动物细胞培养过程中应尽量使培养基成分与体内的环境基本相同 所以需要添加糖 氨基酸 无机盐 动物血清等 培养的过程分为原代培养和传代培养两个阶段 分瓶之前的培养称为原代培养 3 当细胞数目较多时 需要用胰蛋白酶等处理 使细胞分散 从瓶壁上脱离下来 制成细胞悬液继续培养 答案 1 剪碎使细胞与培养液充分接触 2 糖 氨基酸 无机盐和动物血清原代培养 3 胰蛋白酶细胞悬液 互动探究 若图中c瓶的细胞在适宜的条件下 培养一段时间后全部死亡 原因是什么 提示 c瓶的细胞没有发生突变获得不死性或c瓶的细胞没有突破动物细胞分裂次数的限制 补偿训练 动物细胞工程常用的技术手段中 最基础的是 a 动物细胞培养b 动物细胞融合c 单克隆抗体d 动物细胞核移植 解题指南 解答本题的关键是理解动物细胞工程的操作最终都要经过动物细胞培养来实现 解析 选a 动物细胞工程常用的技术手段主要有动物细胞培养 动物细胞核移植 动物细胞融合 生产单克隆抗体等 其中动物细胞培养技术是其他动物细胞工程技术的基础 探究2动物体细胞核移植技术和克隆动物 研读教材 自主认知 1 概念 1 供体 动物一个细胞的 2 受体 去掉 的卵母细胞 3 结果 形成重组胚胎 最终发育成 2 种类 和 细胞核 细胞核 动物个体 胚胎细胞核移植 体细胞核移植 3 体细胞核移植的过程 卵母细胞 m 期去核 胚胎移植 基本相同 4 体细胞核移植技术的应用 遗传改良 优良 畜群繁育 存活数量 生物反应器 异种移植 非常低 遗传和生理 安全性 小判断 1 利用体细胞核移植技术培育出克隆动物 体现了动物细胞具有全能性 分析 动物细胞的分化程度较高 其全能性不易表现 克隆动物的培育体现了动物细胞核的全能性 2 克隆动物的体细胞遗传物质与提供细胞核的动物完全相同 分析 克隆动物体细胞的细胞质来自去核的卵母细胞 所以其细胞质中的遗传物质与提供细胞核的动物不完全相同 3 取出野驴的体细胞核移植到母家驴的去核卵母细胞中 经孕育可以培养成新个体 分析 野驴的体细胞核中具有发育成野驴的全部基因 因此通过核移植技术 可使野驴 复生 4 在进行核移植时 也可以选用生殖细胞作为供核细胞 分析 生殖细胞的遗传物质相比正常体细胞的遗传物质减半 无法发育成正常个体 合作探究 核心归纳 1 受体细胞的选择和处理 1 为什么选择m 中期的卵母细胞作为受体细胞 提示 细胞大 易于操作 卵黄多 营养丰富 为胚胎发育提供充足的营养 此时具备受精能力 细胞质中含有能刺激重组细胞进行分裂分化并形成重组胚胎的物质 2 探讨将受体细胞去核的原因 提示 保证克隆动物的遗传物质最大程度地来自有重要利用价值的动物 2 克隆动物的遗传物质和性状与亲本的关系 克隆羊多利的产生过程如下 1 多利的遗传物质是对母羊a的100 的复制吗 探究其原因 提示 不是 克隆过程中细胞核只来自供体 因此克隆动物多利的核遗传物质是对供体核遗传物质的100 复制 而其细胞质中的遗传物质来自母羊b的细胞质 2 从多利的产生过程可以看出多利有三个亲本 探究多利的性状表现与三个亲本的关系并分析原因 提示 大多数与母羊a相同 因基因型与母羊a完全一样 少数与母羊b相同 因细胞质中的基因来自母羊b 受质基因控制的性状与母羊b相同 与母羊c无关 因母羊c没有为新个体提供遗传物质 3 动物体细胞核移植属于有性生殖还是无性生殖 并分析原因 提示 无性生殖 动物体细胞核移植最终得到的个体的细胞核中遗传物质完全来自一个个体 不是精卵受精得到的 因此属于无性生殖 规律方法 判断有性生殖与无性生殖的方法 1 从概念上判断 有性生殖 经两性生殖细胞结合而成的合子或有性配子直接发育成个体的生殖方式 无性生殖 不经过两性生殖细胞的结合由亲本直接产生子代的生殖方式 2 从培养细胞的种类上判断 若组织培养中培养的是体细胞 则为无性生殖 若培养的是有性配子或合子 则属于有性生殖 植物体细胞杂交和动物细胞核移植都属于无性生殖 归纳总结 核移植过程及分析 1 核移植的过程 2 核移植过程的相关分析 为了确保核移植形成的克隆动物的遗传物质全部来自有优良性状的动物提供的体细胞 在供体细胞的细胞核移植到受体细胞之前 必须将受体细胞的遗传物质去掉或将其破坏掉 细胞融合的原理是细胞膜具有一定的流动性 而克隆动物的形成则利用了动物细胞核的全能性 细胞融合后构建重组胚胎 并移植到代孕母体内获得克隆动物 需要胚胎工程技术的支持 过关小练 即时应用 1 2015 银川高二检测 如果用动物细胞进行克隆实验 应该选择的细胞核不能来源于 a 乳腺细胞b 卵细胞c 胃腺细胞d 囊胚期胚胎细胞 解题指南 解答本题的关键是 1 明确动物克隆应该选择体细胞的细胞核 而非生殖细胞的细胞核 2 了解卵细胞是经减数分裂形成的 染色体数目已经减半 解析 选b 将动物的一个体细胞的细胞核移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中 使其重组并发育成一个新的胚胎 这个新的胚胎最终发育为动物个体 卵细胞是减数分裂形成的 细胞核中染色体数目减半 2 2015 天津高考 2015年2月3日 英国议会下院通过一项历史性法案 允许以医学手段培育 三亲婴儿 三亲婴儿的培育过程可选用如下技术路线 据图分析 下列叙述错误的是 a 该技术可避免母亲的线粒体遗传病基因传递给后代b 捐献者携带的红绿色盲基因不能遗传给三亲婴儿c 三亲婴儿的染色体全部来自母亲提供的细胞核d 三亲婴儿的培育还需要早期胚胎培养和胚胎移植等技术 解题指南 1 图示信息 捐献者仅提供细胞质基因 细胞核基因 染色体 来自母亲和父亲 2 关键知识 核移植 胚胎移植 解析 选c a项 三亲婴儿细胞质基因主要来自捐献者卵母细胞 可