221动物细胞培养和核移植技术

2.2.1 动物细胞培育和核移植技术一、教学目标〔一〕12、简述通过动物体细胞核移植技术克隆动物的过程及应用前景〔二〕力量目标运用细胞的根底学问，分析细胞工程的理论根底〔三〕情感目标关注细胞工程争论的进展和应用前景二、教学重难点〔一〕教学重点1、动物细胞培育的过程及条件2、用动物体细胞核移植技术克隆动物的过程。〔二〕教学难点1、动物细胞培育的过程及条件2、用动物体细胞核移植技术克隆动物的过程教学过程教学内容教学过程教学内容教学手段和预期目标方法1师：前面，我们学习了植物细胞工程，今日，我们开承上启下，让始了解动物细胞工程。首先，请回忆：植物细胞学生将本节内工程有哪些根本技术？比照容与上节内容生：植物组织培育，植物体细胞杂交。师：那动物细胞工程又有哪些根本技术呢？系。生：动物细胞培育，动物细胞位移植，动物细胞融合，生产系克隆等。学生阅读师：通过阅读你应留意哪些？生：1.动物细胞培育与植物组织培育莫要混淆2.动物细胞培育技术是动物细胞工程技术的根底。P44第一段学生阅读提提高学生阅读师：请阅读材料，小组争论解决方案炼分析的力量。材料一：对于大面积烧伤的病人，自体安康皮肤格外有限，使用他人皮肤来源又缺乏，且会产生排斥反响。怎样才能获得大量的自体安康皮肤呢？自然过渡到本材料二：单细胞产生的蛋白质很少，怎样才能获得大节学习内容，2、学习量的分泌蛋白呢？生阅读和讨加深理解动物课：生：取相应细胞，大量培育，即通过动物细胞培育。论相结合。的细胞培育的一、动物细师：很好！对于细胞培育我们要了解两个问题。第一使用前提胞培育个问题：什么是动物细胞培育？(1)动物细胞生：动物细胞培育是从动物机体中取出相关的组织，培育的定义(2)动物细胞让这些细胞生长和增殖。培育的过程动物细胞培育的条件

师：其次个问题：怎样进展动物细胞培育？生：首先，将组织分散成很多单个细胞然后，用培育液培育师：动物细胞，培育过程中应留意哪些地方？生：1.单个细胞。以促成细胞贴壁生长，防止细胞的接触抑制。分瓶连续培育。师：进展动物细胞培育时用胰蛋白酶分散细胞，说明细胞的物质主要是什么成分？用胃蛋白酶行吗？生：说明细胞间的物质主要是蛋白质。师：动物细胞培育过程中培育了几次？生：两次，原代培育和传代培育。师：动物 剪碎 细胞原代培育细胞贴—步突出重细胞胰蛋白酶处理悬浮液满瓶壁点PH7.2-7.4，而PH2，PH师：动物细胞培育过程中培育了几次？生：两次，原代培育和传代培育。师：动物 剪碎 细胞原代培育细胞贴—步突出重细胞胰蛋白酶处理悬浮液满瓶壁点胰蛋白酶处理 10~50 核型转变 获得分瓶传代培育 代细胞连续传代培育不死性师：目前使用的或冷冻保存的正常细胞通常为10代以内,以保持细胞正常的二倍体核型。师：体外培育细胞时需要肯定的养分和条件。下面，我们来具体了解。师：为了使体外动物细胞培育顺当进展，应营造怎样的环境？生：无菌、无毒的环境，培育液和全部培育具进展无菌处理。师：动物细胞培育中，还不能消灭培育基污染，那又该如何避开？生：培育液中添加肯定量的抗生素。师：很好！细胞培育的过程中会产生代谢产物，其结果会对细胞自身造成危害，那又该怎样避开呢？生：定期更换培育液。师：植物组织培育的培育基中有哪些物质？生：水、无水盐、植物激素等师：那么，动物细细胞培育的培育液中含有哪些物质呢？1

师生一起阅自主性归纳，突出本节课重点。并答复

培育学生提炼信息，归纳学问的力量。了解动物细胞培育中的操作缘由自然过渡明析动物细胞培育的需环境复习稳固植物组织培育2：还有血清、血浆等。师：上述养分物质按其种类和所需数量严格配制而成的培育基，称为合成培育基。师：植物组织培育时需参加激素，而动物细胞培育中也需要激素，培育基中却未直接参加，其可能在哪种物质？生：血清中。师：据此来看添加血清，是否仅供给动物激素？生：不是，还有蛋白质、氨基酸、葡萄糖等师：很好，除此之外还需要适宜的温度和PH，以及气体环境，具体范围如何？生：对哺乳动物而言，温度多以36.5±0.50C为宜，而PH7.2—7.4。细胞培育所需气体主要有OCO，O是细胞代2 2 2谢所需的，CO主要维持培育液的PH，具体而言，2动物细胞培育中将培育皿或松盖培育瓶置于95%

学生看书引导总结

以上教学转变直白的教学方5%CO2

的混合气体的培育箱中进展培育。

动物细胞培育技术的应用二、动物细胞核移植技术和克隆动物

师：动物细胞培育又有何用途呢？请从书中查找。1干扰系、单克隆抗体等。用于生理、物理、药理等方向的争论，如筛选抗癌药物。师：上述中为什么说动物细胞培育可用于基因工程？生：动物细胞是基因工程技术中常用的受体细胞。师：同学们，请回忆植物组织培育的原理是什么？植物组织培育的结果又如何？生：植物细胞具有全能性。结果：形成完整的植株。师：那么能否用类似的方法，使动物细胞发育成一个完整的个体呢？1：可以，例如克隆羊“多莉”承受的克隆技术。2抑制。师：到底哪一个正确呢？高度分化的植物组织仍保持着全能性，但动物细胞与植物细胞不同，动物细胞全能性会随着动物细胞分化程度的提高而渐渐受到限制，分化潜能渐渐变弱。目前还不能用类似植物组织培育的方实际是通过核移植来实现的。师：我们一起回忆克隆羊“多莉”的形成过程：甲：白面母绵羊 乙：黑面母绵羊乳腺细胞 卵细胞

学生阅读学生争论呈现幻灯片

提高学生的思维力量。提出问题，放导思考，培育性。引导学生正确生疏克隆实质⊙O核移植 离心、振动、电刺激⊙动物细胞培育胚胎胚胎移植丙绵羊子宫“多莉”从上述过程，请归纳动物核移植定义。1、核移植定生：动物核移植是将动物的一个细胞的细胞核，移入学生归纳培育学生的归义一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并纳力量发育成一个的胚胎，这个的胚胎最终发育为动物个体。2、体细胞核移植的过程

师：对于哺乳动物而言，核移植可以为哪几类？生：胚胎细胞核移植和体细胞移植师：胚胎细胞与体细胞分化程度凹凸如何，全能性大小如何？生：胚胎细胞分化程度低，全能性较高师：因此，动物体细胞核移植的难度也就明显高于胚胎细胞核移植。虽然体细胞移植难度较大，但随着科技的进展，我国已成功地克隆了牛、羊等多种哺乳动物。下面，我们就以克隆高产奶年为例，来说明体细胞核移植的大致过程。〔头，请学生用鼠标拖动，按序排列组合〕师：此过程中为什么选用MII期〔减数其次次分裂中期〕卵母细胞呢？生：此时细胞核的位置靠近第一极体，便于用微型吸管将细胞核和第一极体一起吸出。师：目前去核的方法是显微操作去核，如梯度离心、紫外光短时间照耀、化学物质处理等。这些方法是在没有刺破透亮带或卵母细胞质膜的状况下，去除细胞核或使卵细胞核DNA核目的。师：核移植中，怎样促进供体细胞核与去核的卵母细胞融合？

学生看插图，利用课件拼图

自然过渡3、体细胞核移植技术的应用前景

生：通过电刺激。师：最终产生的犊牛其遗传根底为什么与供体奶牛一样？生：因遗传物质主要位于细胞核中，而融合细胞的细胞核仅由供体奶牛供给。师：该犊牛的表现型与供体奶牛完全一样吗？为什么？生：不，由于融合细胞的细胞质基因来自MII期卵母细胞〔线粒体。而表现型受核基因和质基因共同掌握，同时又受到环境的影响。师：书中提到在体细胞的细胞核移植到受体卵母细胞之前，必需先去掉受体卵母细胞的核，这是为什么呢？生：这样是为了使核移植的胚胎或动物的遗传物质全部来自有重要自用价值的动物供给的体细胞，在供体细胞的细胞核移植至受体细胞之前，必需将受体细胞的遗传物质去掉或将其破坏。师：同学们还有什么疑问吗？生：教师，在体细胞核移植过程中，用于核移植的供10代以内的细胞，那是为什么呢？师：培育的动物细胞一般当传代至10~50代左右时，局部细胞核型可能会发生变化，其细胞遗传物质10代以内的细胞一般能保持正常的二倍体核型。因此，在体细胞核移植中，为了保证供体细胞正常的遗传根底，通常承受传10代以内的细胞。师：体细胞核移植技术的消灭，将会有怎样的应用前景呢？请几位同学脱离书本，分别各从一个方面来复述一下？生1速家畜遗传改进进程，促进优良畜群繁育；在保护濒危物种方面：利用体细胞核移植技术增加这些动物的存活数量，挽救濒危物种。2：在医药方面：①利用转基因克隆动物生产贵重的医用蛋白；②利用转基因克隆动物细胞、组织器官作为异种移植的供体，治疗疾病；③利用人的器官，用于组织器官的移植；生3：在科研领域方面：①争论克隆动物和克隆细胞，从而更深入地了解胚胎发育及年轻过程；②利用克隆动物做疾病模型，使人们更好的追踪争论疾病的进展过程，从而治疗疾病。

学生探讨学生自主性阅读

培育学生合作解决问题的力量调动学生的乐观性，充分解惑4、体细胞核移植技术存在的问题

师：有了体细胞核移植技术，就可以随时生产每个人自己的器官。假设这样，我们人是否可以像汽车 学生争论各那样坏了零件换一个，换掉生病的器官，从而使 抒己见人长生不老呢？生1：不行以……2:可以……师:下面我们看一看克隆羊“多莉”争论过程，诞生后生活状况以及死亡的缘由等相关材料。材料一：克隆羊“多莉”的摇篮——英国罗斯林争论幻灯片呈现所曾进展过约３００例羊细胞克隆－移植实 相关资料验。结果除“多莉”以外，其余克隆羊或胎死腹中，或以畸形问世，而且后者发生几率高达９９％。目前的体细胞动物克隆试验成功率都格外低，据哈里·格里芬所长称，小羊“多莉”是两百多个克隆胚胎中惟一的成功者。他说，在公开发表的争论里，克隆胚胎最终成活率大概是２％，实际成功率很可能比这还要低得多。肾、心血管系统等重要器官消灭问题的风险很高。材料二：199675日，苏格兰罗斯林争论所和英国PPL1997年2月232023214于苏格兰国家博物馆界的关注。11~122023年1月科学家觉察“多莉”羊的左右腿患上了关节炎这种典型的“高龄病症常得的肺部感染疾病。争论人员不得不对其实施世界，引起了人们对克隆动物安康的关注，以及对克隆技术的进展前景的再思考。师：从上述材料中同学们有何觉察？ 讲授生高度分化的哺乳动物体细胞的细胞核仍具有全能性生2这种技术假设操作正确，卵细胞就可正常发育。但实际操作过程的不稳定性，其过程一点小缺陷都可导致严峻的安康问题等。生3分裂的次数6岁多就消灭早衰病症，是由于它的遗传物质取自于一头6、7岁的

培育学生开放性思维自然过渡绵羊。假设加上用于克隆“多莉”羊的绵羊6岁〔注：其他合理解释也可。如病，进展性疾病的特点是病症不断加重，患有状况不断恶化的疾病，最终无法治疗等等〕4：体细胞核移植技术还存在诸多问题。师：是啊。尽管体细胞核移植技术已经在很多种动物中获得成功，但其成功率仍旧格外低，产下的活克隆动物占移植克隆胚胎的比率平均不到10%。克隆技术的各个环节也有待进一步改进。此外，绝大多数克隆动物还存在安康问题，很多克隆动物表现出遗传和生理缺陷。对克隆动物食品的安全性也存有争议。总之，体细胞核移植技术的争论仍在连续深入，人类对克隆技术的应用还有很多问题需要解决。期盼在不远的将来，克隆技术能更好地造福于人类。今日，我们主要学习了动物细胞培育和核移再次突出本节植技术，着重探讨了动物细胞培育的过程及条件、课的中心、重用动物体细胞核移植技术克隆动物的过程，期望心所在，便于同学们课后再在复习中尤其要将上述两点把握牢学生稳固固。三、布置作师：1.完成书本P50课后思考与探究的练习题课内与课结表达根底学问业2课后思考动物细胞培育过程中两次用到胰合的准确应用。蛋白酶的作用一样吗？胰蛋白酶在作用时会否在运用中加深把细胞消化掉，为什么？对根底学问的3.深层次理解。程的相关进展。完成课后阅读，了解克隆羊“多莉”培育的相关学问。

延长课外

调动学生学习生物学的兴趣附：课后阅读材料：材料一：细胞核的吸取吸核的方法不是将微吸管头刺入供体细胞内吸取细胞核胞尽量靠近管口，避开注核时带入较多的手术液。材料二：胚胎细胞核移植争论进展1981年，Illmensee和Hoppe将小鼠囊胚的内细胞团的细胞核移植到去核的受精卵争论人员所重复。1983McgrathSolter首次利用显微操作技术和细胞融合技术大大提高。1986年，Willadsen等用绵羊早期胚胎的卵裂球作供体，用去核的其次次减数分裂中期〔SecondMeioticMetaphase,MII〕的体外发育力量更强，重组胚移植后获得了核移植后代，这是首次在家畜上获得了成功。Willadsen等在试验中说明白哺乳动物胚胎细胞核移植中两个全的观点：〔1〕作为核受体，卵母细胞比受精卵有更大的优越性；〔2〕绵羊桑椹胚的细胞核具有发育的全能性，并建立了以早期胚胎卵裂球为供体，MII期卵母细胞为受体胞质以及用电融合方法诱导供体细胞核和受体胞质融合这一整套技术。材料三：