生物学案：动物细胞培养和核移植技术

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精2.2动物细胞工程2。2。1动物细胞培养和核移植技术问题导学一、动物细胞培养活动与探究1．为什么选择动物胚胎或幼龄动物的器官或组织进行动物细胞培养？2．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？用胃蛋白酶行吗？3．动物胚胎或幼龄动物的器官剪碎后用胰蛋白酶处理的目的是什么？不定期用胰蛋白酶把培养细胞从瓶壁上脱离的目的是什么？4．多细胞动物和人体的细胞都生活在内环境中.你认为体外培养细胞时需要提供哪些物质？需要什么样的环境条件？5．培养动物细胞的培养基是液体培养基,还是固体培养基？培养基中为什么要加入动物血清?6．细胞株和细胞系细胞有什么差别？目前使用的或冷冻保存的正常细胞通常是几代以内的细胞？为什么？7．动物细胞的培养过程是怎样的?迁移与应用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就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动物细胞培养和植物组织培养的比较动物细胞培养植物组织培养原理细胞的增殖植物细胞的全能性材料胚胎或幼龄动物组织离体植物器官、组织或细胞培养基状态液体固体组成成分葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、动物血清等矿质元素、蔗糖、维生素、植物激素、有机添加物等过程原代培养,传代培养更换培养基，细胞增殖分化生长特点贴壁生长、接触抑制，细胞增殖不分化脱分化成愈伤组织、再分化成胚状体,细胞增殖分化代谢异养需氧代谢前期异养需氧,后期自养需氧接种前处理用胰蛋白酶或胶原蛋白酶使组织分散成单个细胞消毒培养条件恒温、无菌、无需光照常温、无菌、后期需光照条件培养目的（1）生产蛋白质生物制品（2）获取大量细胞（3）检测有毒物质（1）快速繁育无病毒植株（2）生产药物、食品添加剂、香料、杀虫剂等二、动物体细胞核移植技术和克隆动物活动与探究1．动物细胞的全能性与植物细胞的全能性有什么不同?能不能用类似植物组织培养的方法获得完整的动物个体？2．哺乳动物核移植有哪两类？哪类情况核移植较易成功?3．克隆动物属于哪种生殖方式？核移植的受体细胞是哪类细胞?克隆动物有哪几个亲本？4．为什么选用减数第二次分裂中期的次级卵母细胞作为受体细胞？5．用于核移植的供体细胞一般都选用传代10代以内的细胞，这是为什么？6．动物体细胞核移植的流程是怎样的?7．你认为用体细胞核移植方法生产的克隆动物，是对体细胞供体动物进行了100％的复制吗？为什么？迁移与应用日本研究人员依靠体细胞克隆技术进行反复“拷贝”，成功培育出第四代克隆猪.这个研究小组培育的第一代克隆猪于2004年4月诞生，此后，他们又从长大的克隆猪唾液腺中提取细胞,将细胞核植入未受精的卵子中，依次培育出第二代和第三代克隆猪。研究人员发现，猪与人类身体构造相似，克隆猪可作为研究人类疾病的实验动物。根据材料回答下列问题。（1）第四代克隆猪利用了动物细胞核的______性。（2)在细胞核植入受体卵母细胞之前,要用显微针去除卵母细胞的______，再将唾液腺细胞核注入。（3）研究显示，利用克隆技术根本无法培育出完全相同的个体,究其原因，除了发育过程中的环境因素的影响外，还可能有__________________________________________等原因。(4)如果希望克隆猪都能生产人体胰岛素，那么需要利用__________技术,把____________拼接到猪的核基因中。转基因是否成功可以用__________检测。（1)体细胞核移植技术中注入去核卵母细胞中的不是整个细胞，而是供体细胞核。(2)该技术形成重组细胞发育成一个新个体，体现了细胞核的全能性而非动物细胞的全能性。（3）克隆属于无性繁殖，产生新个体的性别、绝大多数性状与供核亲本一致.(4）核移植技术获得的动物与供核动物性状不完全相同：①克隆动物绝大部分DNA来自于供体细胞核，但其核外线粒体中的DNA是来自于受体卵母细胞。②性状是基因与环境共同作用的结果。供核动物生活的环境与克隆动物所生活的环境不会完全相同，其性状也不可能和供核动物完全相同.③在个体发育过程中有可能发生基因突变，产生供核动物没有的性状。答案：课前·预习导学【预习导引】动物细胞培养动物细胞核移植动物细胞融合单克隆抗体动物细胞培养一、1．组织单个培养基生长和增殖2．胰蛋白酶单个细胞细胞悬液原代胰蛋白酶传代3．（1)胰蛋白酶初次（2）原代胰蛋白酶（4)遗传物质4．（1）贴附在瓶壁上（2）相互接触分裂增殖5．（1)无菌抗生素细胞代谢产物（2)血清、血浆（3）36。5±0。5℃7.2～7。4（4）空气CO2细胞代谢pH6．病毒单克隆预习交流：1．提示:可以.通过培养病人的细胞而构建人造皮肤进行皮肤移植就不会出现排异反应。2．提示：通常采用定向诱导动物干细胞技术，使其在培养过程中分化成所需要的组织或器官。二、1．细胞核卵母2．无核卵母细胞细胞融合重组细胞重组胚胎相同3．（1)遗传（2）濒危（3）医用蛋白（4）供体(5）组织器官4．健康遗传和生理课堂·合作探究【问题导学】一、活动与探究:1．提示：幼龄动物细胞分化程度低、分裂能力强,比老年动物的组织细胞易于培养。2．提示：蛋白质。不行.因为培养动物细胞的pH不适合胃蛋白酶发挥作用。3．提示：动物胚胎或幼龄动物的器官剪碎后用胰蛋白酶分解组织细胞间质中的胶原蛋白,从而使组织分散成单个细胞。在进行培养时使细胞与培养液充分接触。细胞在培养瓶中贴壁生长，随着细胞的生长和繁殖，培养瓶中的细胞越来越多，当贴壁生长的细胞分裂生长到表面相互接触时就停止增殖，这种现象叫作接触抑制。需要定期用胰蛋白酶处理,使细胞从瓶壁上脱离下来,传代培养。4．提示：充足的营养供给、适宜的温度、适宜的pH和气体环境以及无菌、无毒的环境。5．提示：液体培养基.为了保证细胞培养时营养物质和生长因子的供给，培养基中需添加一定量的血清、血浆等天然成分，可以补充合成培养基中缺乏的物质。6．提示：细胞株细胞核内遗传物质未发生改变,而细胞系细胞核内遗传物质发生改变，失去接触抑制，成为无限增殖的不死的癌细胞。目前使用的或冷冻、保存的正常细胞通常是10代以内的细胞，以保持细胞正常的二倍体核型.7．提示：动物细胞培养的过程如下图所示：注：①表示剪碎组织块后用胰蛋白酶等处理使细胞分散；②在培养液中培养,这时的培养称为原代培养；③④时的培养称为传代培养,以50代为界限；③时的细胞称为细胞株,之后称为细胞系；④时的细胞发生了癌变。迁移与应用:B解析：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。二、活动与探究:1．提示:动物细胞的全能性与植物细胞的全能性不同;随着动物细胞分化程度的提高其全能性逐渐受到限制，分化潜能逐渐变弱。因此，目前还不能用类似植物组织培养的方法获得完整动物个体。用动物体细胞克隆的动物，实际上是通过核移植来实现的.2．提示：哺乳动物核移植可以分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植。由于动物胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性相对容易，所以胚胎细胞核移植较易成功。3．提示：克隆动物属于无性生殖.接受核移植的受体细胞为减Ⅱ中期的卵母细胞。克隆产生的新个体的亲本有三个：体细胞核供体、卵母细胞细胞质供体、代孕母体.4．提示：①卵母细胞质内存在激发细胞核全能性表达的物质；②卵母细胞体积大,便于操作;③卵黄多，营养物质丰富。5．提示:培养的动物细胞一般当传代至10～50代时，部分细胞核型可能会发生变化，其细胞遗传物质可能会发生突变，而10代以内的细胞一般能保持正常的二倍体核型。6．提示：7．提示：①克隆动物绝大部分DNA来自于供体细胞核,但其核外还有少量的DNA，即线粒体中的DNA是来自于受体卵母细胞。②即便动物的遗传基础完全相同，但动物的一些行为、习性的形成也与所处环境有很大关系。迁移与应用：解析:体细胞核移植技术利用了动物细胞核的全能性；在供体细胞的细胞核移入受体细胞之前，必须将受体细胞的遗传物质去掉或将其破坏.克隆技术根本无法培育出完全相同的个体,原因可能是在细胞分裂过程中发生基因突变或个体发育中受细胞质基因及环境的影响。基因探针技术的原理是DNA分子杂交，可用于疾病诊断、生物检测等。答案：（1）全能（2）细胞核（3）细胞分裂过程中可能发生基因突变或卵母细胞的细胞质内也有遗传物质DNA,也控制后代某些性状的表达（4）基因工程人的胰岛素基因基因探针当堂检测1．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．都需用CO2培养箱B．都需用液体培养基C．都要在无菌条件下进行D．都可体现细胞的全能性答案：C解析：动植物成体的体细胞进行离体培养都要在无菌条件下进行。动物成体的体细胞离体培养用液体培养基，不能发育成一个完整的个体，不能体现细胞的全能性；植物成体的体细胞离体培养不一定用液体培养基,可以发育成一个完整的个体,能体现细胞的全能性。2．某研究小组对某种动物的肝肿瘤细胞(甲）和正常肝细胞(乙）进行培养,下列叙述正确的是（）。A．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B．肝细胞培养过程中通常在培养液中通入5％的CO2刺激细胞呼吸C．为了防止培养过程中杂菌的污染，可向培养液中加入适量的干扰素D．用血细胞计数板计数的方法,可推断乙细胞比甲细胞增殖周期长答案：D解析：制备肝细胞悬液时，用胰蛋白酶处理使细胞分散开；肝细胞培养过程中通常在培养液中通入5%的CO2的目的是调节pH；为了防止培养过程中杂菌的污染，可向培养液中加入适量的抗生素；肿瘤细胞、癌细胞有无限增殖的能力,即分裂旺盛，细胞周期会缩短。3．动物细胞培养的正确过程是（)。A．原代培养—传代培养—细胞株-细胞系B．原代培养—传代培养—细胞系—细胞株C．传代培养-细胞系—原代培养—细胞株D．原代培养-细胞株—传代培养-细胞系答案：A解析：原代培养在先，传代培养在后；细胞传至50代前为细胞株，50代以后带有癌变特点的传代细胞为细胞系。4．下列哪项不属于动物细胞工程的具体应用？()A．制备单克隆抗体B．繁殖高产奶牛C．培育无毒马铃薯D．克隆动物答案:C解析:培育无毒马铃薯是植物细胞工程的具体应用.5．一只羊的卵细胞核被另一只羊的体细胞核置换后,这个卵细胞经过多次分裂