人教版选修三 2．2　2．2.1　动物细胞培养和核移植技术 学案.doc

22动物细胞工程22.1动物细胞培养和核移植技术1简述动物的细胞培养及条件。(重点)2.举例论证动物细胞培养技术的应用及意义。3简述动物核移植的过程及意义。(重、难点)一、动物细胞工程(阅读教材p44)常用的技术手段：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。技术基础：动物细胞培养技术。二、动物细胞培养(阅读教材p44p47)概念：从动物机体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后，放在适宜的培养基中，让这些细胞生长和增殖。.培养过程.相关概念(1)细胞贴壁：细胞悬液中分散的细胞贴附在瓶壁上。(2)细胞的接触抑制：当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞停止分裂增殖的现象。(3)原代培养：指动物组织消化后的初次培养。(4)传代培养：贴壁的细胞，出现接触抑制后，需要重新用胰蛋白酶来处理，然后分瓶继续培养，让细胞继续增殖的培养过程。4培养条件(1)无菌、无毒的环境：对培养液和所有培养用具进行无菌处理。(2)营养(3)温度和ph(4)气体环境.应用(1)生产生物制品：如病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体等。(2)应用于基因工程：动物细胞是基因工程技术中常用的受体细胞，离不开动物细胞培养。(3)检测有毒物质，判断某种物质的毒性。(4)用于生理、病理、药理等方面的研究，如筛选抗癌药物等。三、动物体细胞核移植技术和克隆动物(阅读教材p47p50)1动物核移植概念(1)供体：动物一个细胞的细胞核。(2)受体：去掉细胞核的卵母细胞。(3)结果：形成重组胚胎，发育成动物个体。2两种类型3体细胞核移植的过程4体细胞核移植的应用前景(1)畜牧生产方面：加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育。(2)保护濒危物种方面：增加动物的存活数量。(3)医药卫生领域：转基因克隆动物作为生物反应器，生产医用蛋白。(4)治疗人类疾病：转基因克隆动物细胞、组织和器官作为异种移植的供体等。5体细胞核移植技术存在的问题(1)成功率非常低。(2)绝大多数克隆动物存在健康问题。(3)对克隆动物食品的安全性问题存在争议。 连一连 判一判(1)动物细胞培养体现了动物细胞的全能性。()(2)从动物机体取出相关组织，可以用胃蛋白酶将它分散成单个细胞。()(3)(2018东北师大附中高二期末)动物细胞在培养的过程中一些细胞会发生遗传物质的变化。()(4)(2018盐城高二检测)在动物细胞的培养过程中，使用的合成培养基中可以不加入血清和血浆等物质。()(5)动物体细胞核移植的受体细胞是卵细胞。()(6)体细胞核移植技术产生的个体组织与供体的性状完全相同。()动物细胞的培养结合下面动物细胞培养过程，探究以下问题：(1)以上过程的原理为细胞增殖。(2)用胰蛋白酶处理组织块，可使细胞分散开，目的是使细胞与培养液充分接触。不能使用胃蛋白酶分散细胞，因为多数动物细胞培养的适宜ph为7.27.4，此ph下胃蛋白酶不具有活性。(3)划分原代培养和传代培养是以分瓶为界，即配制细胞悬液后转入培养液中的第一次培养为原代培养，分瓶后的培养(无论分瓶多少次)均为传代培养。(4)动物细胞培养时，通常需加入血清、血浆，其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。植物组织培养与动物细胞培养的比较项目植物组织培养动物细胞培养区别原理植物细胞的全能性细胞增殖培养基固体或半固体培养基，包括矿质元素、蔗糖、维生素、琼脂、植物激素等液体培养基，包括无机盐、葡萄糖、维生素、氨基酸、动物血清等细胞来源离体植物器官、组织或细胞胚胎或幼龄动物组织、器官过程脱分化、再分化原代培养、传代培养结果获得新个体或细胞产品大量产生细胞或细胞产物用途快速繁殖名贵花卉和果树；培养无病毒植株、转基因植物；大规模生产细胞产品，如药物、食品添加剂、香料、色素等生产蛋白质制品，如病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体等；检测有毒物质；研究生理、药理、病理相同点都需要人工条件下的无菌、无毒操作，无菌培养；都进行有丝分裂1如图为动物细胞培养过程中细胞增殖情况的变化曲线，图中b、e两点表示经筛选、分装后继续培养。下列判断错误的是()ab点之前的培养称为原代培养，之后的培养称为传代培养b接触抑制现象主要发生在ab段和de段c分瓶后的每个培养瓶中的细胞群称为一个克隆de点后的少数细胞获得不死性，向等同于癌细胞的方向发展解析：选c。人们通常将动物组织消化后的初次培养称为原代培养，分瓶后的培养称为传代培养，b点之后细胞继续生长，可见b点之后进行了传代培养，a正确；当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖，即会发生接触抑制现象，在ab段和de段细胞几乎生长停滞，可能发生了接触抑制，b正确；细胞克隆的最基本要求是必须保证分离出来的是一个细胞而不是多个细胞，c错误；e点后细胞已获无限繁殖能力且持续生存，具有了癌细胞的性质，d正确。(1)培养动物细胞时没有脱分化的过程，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。(2)不是所有的细胞增殖过程中都存在接触抑制。例如，癌细胞增殖时不存在接触抑制，所以在培养瓶中可以形成多层细胞。2(2018湖南宁乡高二期末)用动植物成体的体细胞进行离体培养，下列叙述正确的是()a都需要用含95%空气加5%co2的混合气体的培养箱b都需要用液体培养基c都要在无菌条件下进行d都可体现细胞的全能性解析：选c。不管是动物细胞培养还是植物组织培养，最基本的一个条件就是无菌环境。此外，动物细胞培养的培养基是液体培养基，其中的碳源是葡萄糖，培养液中还需要加入一定的动物血清或血浆，其气体环境是95%空气5%co2，以维持培养液的ph；而植物组织培养的培养基为固体培养基，其碳源为蔗糖，组织培养的脱分化阶段必须在黑暗条件下进行，而再分化过程需要一定的光照条件；动物细胞培养就是细胞的增殖，不能体现细胞的全能性，而植物组织培养完成了由一个细胞到一个完整植株的全过程，体现了植物细胞的全能性。动物体细胞核移植技术和克隆动物结合克隆羊“多利”的产生过程，探究以下问题：(1)以上过程的原理是动物细胞核具有全能性。(2)由于控制毛色的基因位于细胞核中，因此“多利”的面部毛色应与核供体相同，即为白色。(3)若甲、乙两只绵羊分别为雄性、雌性个体，则克隆羊“多利”的性别为雄性。(1)在进行核移植时，为何一般不选用生殖细胞作为供核细胞？提示：因为生殖细胞与正常体细胞相比遗传物质减半。(2)在体细胞的细胞核移植到受体卵母细胞之前，为什么必须先去掉受体卵母细胞的核？提示：为使核移植产生的胚胎或动物的遗传物质全部来自有重要利用价值的动物提供的体细胞，在供体细胞的细胞核移至受体细胞之前，必须将受体细胞的细胞核去掉或将其破坏。1核移植时供体和受体的选择(1)供体：一般选用传代10代以内的细胞，因为10代以内的细胞一般能保持正常的二倍体核型，保证了供体细胞正常的遗传基础。(2)受体：减中期的卵母细胞。一方面细胞大，易于操作；卵黄多，营养丰富，为发育提供充足的营养。另一方面细胞质中含有能刺激融合后重组细胞进行分裂分化并形成重组胚胎的物质。2克隆动物的特点(1)克隆动物的性状与核供体生物的性状基本相同，但不是完全相同，原因是：克隆动物的细胞质遗传物质来自于受体卵母细胞；生物的性状不仅与遗传物质有关，还受环境影响。(2)核基因是供体核基因的100%的复制。(3)克隆动物是一种无性繁殖方式。3克隆的层次(1)分子水平：如dna复制；(2)细胞水平：动物细胞培养；(3)个体水平：克隆羊“多利”的诞生。交汇点1细胞结构细胞核(1)分布：真核细胞具有_包被的细胞核；原核细胞没有核膜包被的细胞核。(2)结构：包括_、核仁、_、核孔等。(3)功能：细胞核是遗传的信息库，是细胞_的控制中心。交汇点2细胞质中的遗传物质动物细胞质中的遗传物质存在于_中。答案：交汇点1(1)核膜(2)核膜染色质(3)代谢和遗传交汇点2线粒体 1(2018山东莱芜高二期中)下列对动物核移植技术的描述，不正确的是()a动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞的b体细胞核移植的过程中可通过显微操作去核法去除卵母细胞中的核c细胞核移植的供体细胞一般选用传代10代以内的细胞d通过体细胞核移植方法生产的克隆动物是对供体100%的复制解析：选d。早期胚胎细胞作细胞核的供体细胞时妊娠成功率最高，体细胞核移植的难度高于胚胎细胞核移植的；在核移植前一般要先用显微操作法去除卵母细胞的细胞核，获得卵母细胞的细胞质；核移植时作供核一方的一般是传代10代以内的细胞，原因是此种细胞能保持正常的二倍体核型，遗传物质不发生改变；通过细胞核移植方法获得的重组细胞，细胞核遗传物质来自供体核，细胞质遗传物质来自受体的细胞质，所以用核移植的方法得到的动物不是对供体动物100%的复制。2.如图为哺乳动物(羊)的生殖过程，下列叙述不正确的是()a个体2为克隆动物，c为高度分化的体细胞b个体2的遗传性状与提供c细胞的羊不完全相同c产生动物个体1与动物个体2的生殖方式是不同的de细胞为完成减数分裂的卵细胞解析：选d。在核移植过程中，去核受体细胞一般选用处于减数第二次分裂中期的次级卵母细胞，而不是完成减数分裂的卵细胞。判断有性生殖与无性生殖的两种方法(1)从概念上判断：有性生殖是指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；无性生殖是指不经过生殖细胞的结合而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：组织培养中培养的不是体细胞而是有性配子或合子时，才属于有性生殖；植物组织培养、植物体细胞杂交和动