生物學(xué)案：動(dòng)物細(xì)胞工程（第課時(shí)）

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精2.2動(dòng)物細(xì)胞工程(第1課時(shí)）1．簡述動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的過程、條件及應(yīng)用。2．簡述通過動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)克隆動(dòng)物的過程和應(yīng)用前景。一、動(dòng)物細(xì)胞工程的常用技術(shù)手段動(dòng)物細(xì)胞工程的常用技術(shù)手段有______________、動(dòng)物細(xì)胞核移植、動(dòng)物細(xì)胞融合、生產(chǎn)單克隆抗體等，其中______________技術(shù)是動(dòng)物細(xì)胞工程的基礎(chǔ).二、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)1．概念動(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__________，然后，放在適宜的培養(yǎng)基中，讓這些細(xì)胞生長和______。2．動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的過程動(dòng)物____或幼齡動(dòng)物的器官、組織↓剪碎,用________或膠原蛋白酶處理單個(gè)細(xì)胞（分離細(xì)胞）↓加培養(yǎng)液細(xì)胞懸液____培養(yǎng)↓____培養(yǎng)細(xì)胞株____培養(yǎng)↓遺傳物質(zhì)改變細(xì)胞系（1)原代培養(yǎng)：將動(dòng)物組織消化后______培養(yǎng)的過程。（2)傳代培養(yǎng)：把______培養(yǎng)增殖的細(xì)胞定期用__________處理，使細(xì)胞從瓶壁上脫離下來，然后將其分裝到兩個(gè)或兩個(gè)以上的培養(yǎng)瓶中繼續(xù)培養(yǎng)的過程.（3）細(xì)胞株：傳代培養(yǎng)的細(xì)胞能傳到10～50代，這種傳代細(xì)胞叫做________。（4）細(xì)胞系：傳代培養(yǎng)至50代后，少部分細(xì)胞的______________會(huì)發(fā)生改變，具有癌變的特點(diǎn)，能無限地傳代下去，這種傳代細(xì)胞叫做________.思考：所培養(yǎng)的細(xì)胞具有哪些特點(diǎn)？3．動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的條件(1）無菌、無毒的環(huán)境：培養(yǎng)液和所有培養(yǎng)用具應(yīng)進(jìn)行______處理。(2）營養(yǎng):合成培養(yǎng)基的成分包括糖、________、促生長因子、無機(jī)鹽、微量元素等，還需加入______、血漿等一些天然成分。（3）溫度:適宜的溫度為______±0。5℃；適宜pH為____～（4)氣體環(huán)境：95％空氣加5％______。4．動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用（1）生產(chǎn)______疫苗、干擾素、單克隆抗體等。（2)動(dòng)物細(xì)胞是基因工程技術(shù)中常用的受體細(xì)胞。(3）為皮膚大面積燒傷病人培養(yǎng)供____________。（4）用于檢測__________。(5)科學(xué)家培養(yǎng)正常的或各種病變的細(xì)胞，用于生理、______、藥理等方面的研究，為治療和預(yù)防疾病提供理論依據(jù).三、動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動(dòng)物1．動(dòng)物核移植動(dòng)物核移植是將動(dòng)物的一個(gè)細(xì)胞的________，移入另一個(gè)已經(jīng)去掉細(xì)胞核的______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。用核移植的方法得到的動(dòng)物稱為__________.2．種類哺乳動(dòng)物核移植可以分為______細(xì)胞核移植和____細(xì)胞核移植。動(dòng)物體細(xì)胞核移植的難度______胚胎細(xì)胞核移植。3．體細(xì)胞核移植的過程4．體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景(1）加速家畜______改良進(jìn)程，促進(jìn)優(yōu)良畜群繁育。(2）保護(hù)______物種。(3）生產(chǎn)醫(yī)用蛋白。（4）轉(zhuǎn)基因克隆動(dòng)物細(xì)胞、組織和器官可以作為______移植的供體。(5)人的核移植胚胎干細(xì)胞經(jīng)過誘導(dǎo)分化，形成相應(yīng)的組織、器官后，可以用于組織、器官的移植。（6）研究克隆動(dòng)物和克隆細(xì)胞可使人類更深入地了解胚胎發(fā)育及衰老過程。（7）用__________做疾病模型，有利于人們追蹤研究疾病的發(fā)展過程和治療疾病。5．體細(xì)胞核移植技術(shù)存在的問題克隆動(dòng)物存在健康問題，許多還表現(xiàn)出______和遺傳缺陷等。答案：一、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)二、1.單個(gè)細(xì)胞增殖2．胚胎胰蛋白酶原代傳代傳代（1)初次（2）原代胰蛋白酶（3）細(xì)胞株(4）遺傳物質(zhì)細(xì)胞系思考：貼壁生長,接觸抑制。3．（1）無菌（2）氨基酸血清(3）36.57.2(4）CO24．（1）病毒(3）移植的皮膚（4）有毒物質(zhì)(5)病理三、1.細(xì)胞核卵母克隆動(dòng)物2．胚胎體高于4．（1)遺傳(2）瀕危(4）異種（7）克隆動(dòng)物5．生理1．動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過程中胰蛋白酶的作用（1）將動(dòng)物胚胎或器官剪碎后，用胰蛋白酶分解組織細(xì)胞間質(zhì)中的膠原蛋白，從而使組織分散成單個(gè)細(xì)胞。（2)細(xì)胞在培養(yǎng)瓶中貼壁生長，隨著細(xì)胞的生長和繁殖，培養(yǎng)瓶中的細(xì)胞越來越多,當(dāng)貼壁生長的細(xì)胞分裂生長到表面相互接觸時(shí)就停止增殖，這種現(xiàn)象叫做接觸抑制。需要定期用胰蛋白酶處理,使細(xì)胞從瓶壁上脫離下來,傳代培養(yǎng)。2．動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)和植物組織培養(yǎng)的不同動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)植物組織培養(yǎng)原理利用細(xì)胞增殖的特性利用細(xì)胞的全能性結(jié)果獲取大量的細(xì)胞或細(xì)胞產(chǎn)物獲得新植株培養(yǎng)液的成分無機(jī)鹽、維生素、激素、氨基酸、核苷酸以及血清等物質(zhì)植物必需的礦質(zhì)元素、蔗糖、維生素、植物激素和有機(jī)添加劑3。動(dòng)物體細(xì)胞核移植與細(xì)胞的培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞的全能性隨著動(dòng)物細(xì)胞分化程度的提高而逐漸受到限制，分化潛能逐漸變?nèi)酰且逊只膭?dòng)物體細(xì)胞的細(xì)胞核仍具有全能性。但只靠動(dòng)物的細(xì)胞核是不行的,必須提供促進(jìn)細(xì)胞核表達(dá)全能性的物質(zhì)和營養(yǎng)條件，還要保證細(xì)胞的完整性，這樣去核的卵細(xì)胞是最合適的細(xì)胞。因?yàn)槁鸭?xì)胞體積大、易操作，含有促使細(xì)胞核表達(dá)全能性的物質(zhì)和營養(yǎng)條件.通過核移植形成重組細(xì)胞,重組細(xì)胞必須通過細(xì)胞培養(yǎng)形成重組胚胎,然后才能進(jìn)行胚胎移植,進(jìn)入代孕母體，發(fā)育成成熟胚胎，產(chǎn)出的即是克隆動(dòng)物，該動(dòng)物的核基因型與供體體細(xì)胞完全相同，該技術(shù)是一種無性繁殖技術(shù)。4．動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)中不經(jīng)過脫分化過程脫分化又稱去分化,是指分化的細(xì)胞失去特有的結(jié)構(gòu)和功能變?yōu)榫哂形捶只?xì)胞特性的過程。植物的任何一部分，甚至單個(gè)細(xì)胞都具有長成完整植株的潛能，但要發(fā)育成完整植株，必須先脫分化。脫分化的細(xì)胞具有發(fā)育成任何組織的能力，然后進(jìn)行再分化,形成完整植株。植物細(xì)胞培養(yǎng)主要用于農(nóng)林生產(chǎn)中的作物、苗木育種，快速繁育種苗，培育無病毒植株等，這就要求植物的組織或細(xì)胞先進(jìn)行脫分化。動(dòng)物細(xì)胞的培養(yǎng)有各種用途，一般而言，動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)不需經(jīng)過脫分化過程。因高度分化的動(dòng)物細(xì)胞的發(fā)育潛能變窄，失去了發(fā)育成完整個(gè)體的能力，所以，動(dòng)物細(xì)胞也就沒有類似植物組織或細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)的脫分化過程了。要想使培養(yǎng)的動(dòng)物細(xì)胞定向分化，通常采用定向誘導(dǎo)動(dòng)物干細(xì)胞,使其分化成所需要的組織或器官。5．選用傳代10代以內(nèi)的細(xì)胞作為核移植供體細(xì)胞的原因培養(yǎng)的動(dòng)物細(xì)胞一般當(dāng)傳代至10～50代時(shí)，部分細(xì)胞核型可能會(huì)發(fā)生變化，其細(xì)胞遺傳物質(zhì)可能會(huì)發(fā)生突變,而10代以內(nèi)的細(xì)胞一般能保持正常的二倍體核型。因此，在動(dòng)物體細(xì)胞核移植中，為了保證供體細(xì)胞正常的遺傳基礎(chǔ)，通常采用傳代10代以內(nèi)的細(xì)胞。6．克隆動(dòng)物并非是對體細(xì)胞供體動(dòng)物的100％的復(fù)制克隆動(dòng)物絕大部分DNA來自于供體細(xì)胞核，但其核外還有少量的DNA,即線粒體中的DNA是來自于受體卵母細(xì)胞.所以,用教材中所述的方法克隆的動(dòng)物不是供核動(dòng)物完全相同的復(fù)制。此外，即便動(dòng)物的遺傳基礎(chǔ)完全相同，但動(dòng)物的一些行為、習(xí)性的形成與其所處環(huán)境有很大關(guān)系,核供體動(dòng)物生活的環(huán)境與克隆動(dòng)物所生活的環(huán)境不會(huì)完全相同，其形成的行為、習(xí)性也不可能和核供體動(dòng)物完全相同，從這一角度看，克隆動(dòng)物也不會(huì)是核供體動(dòng)物100％的復(fù)制.題型一動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)及應(yīng)用【例1】動(dòng)物器官的體外培養(yǎng)技術(shù)對于研究器官的生理、病理過程及其機(jī)制意義重大。下圖是一個(gè)新生小鼠的肝臟小塊培養(yǎng)裝置示意圖.請回答下列問題。（1）肝臟切成小薄片,這有利于肝臟細(xì)胞________。（2）氣室中充入5％CO2氣體的主要作用是________。(3）培養(yǎng)液中添加抗生素是為了抑制細(xì)菌生長，但要注意選擇抗生素的________，以保證抗生素對肝臟無害.（4）有機(jī)物X有毒性，可誘發(fā)染色體斷裂.利用上圖所示裝置和提供的下列材料用具，探究肝臟小塊對有機(jī)物X是否具有解毒作用。材料用具：肝臟小塊，外周血淋巴細(xì)胞，淋巴細(xì)胞培養(yǎng)液，植物凝集素（刺激淋巴細(xì)胞分裂）；顯微鏡，載玻片,蓋玻片，玻璃皿，滴管；吉姆薩染液(使染色體著色），有機(jī)物X溶液等。實(shí)驗(yàn)過程:①在淋巴細(xì)胞培養(yǎng)液中加入植物凝集素培養(yǎng)淋巴細(xì)胞,取4等份,備用。②利用甲、乙、丙、丁4組上圖所示裝置,按下表步驟操作（“√”表示已完成的步驟）.甲乙丙丁步驟一：加入肝臟培養(yǎng)液√√√√步驟二：加入有機(jī)物X溶液√√步驟三:放置肝臟小塊√上表中還需進(jìn)行的操作是___________________________________________________。③培養(yǎng)一段時(shí)間后，取4組裝置中的等量培養(yǎng)液，分別添加到4份備用的淋巴細(xì)胞培養(yǎng)液中繼續(xù)培養(yǎng)。④一段時(shí)間后取淋巴細(xì)胞分別染色、制片。在顯微鏡下觀察________，并對比分析。若丙組淋巴細(xì)胞出現(xiàn)異常,而甲組的淋巴細(xì)胞正常，則說明____________________________。解析：（1)把肝臟切成小薄片，有利于肝臟細(xì)胞的呼吸代謝，即吸收氧氣和營養(yǎng)物質(zhì)、排出代謝廢物。（2）氣室中充入5％CO2的作用是形成碳酸來維持培養(yǎng)液適宜的pH。（3）要注意選擇抗生素的種類和劑量來抑制細(xì)菌生長,否則會(huì)影響肝臟細(xì)胞.（4）乙組或丁組沒有處理，向乙（或丁）組裝置中放置肝臟小塊作為對照實(shí)驗(yàn)，有機(jī)物X有毒性,可誘發(fā)染色體斷裂，所以要觀察淋巴細(xì)胞的染色體形態(tài)和數(shù)量是否變化。甲組添加肝臟小塊淋巴細(xì)胞染色體正常，丙組沒有添加出現(xiàn)染色體異常，說明肝臟小塊對有機(jī)物X具有解毒作用。答案：（1）吸收氧氣和營養(yǎng)物質(zhì)、排出代謝廢物（2）維持培養(yǎng)液適宜的pH(3）種類和劑量（4）②向乙（或丁)組裝置中放置肝臟小塊④染色體形態(tài)和數(shù)量肝臟小塊對有機(jī)物X具有解毒作用題型二動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆技術(shù)【例2】(2011·北京朝陽期末)下列有關(guān)克隆的敘述，錯(cuò)誤的是()。A．動(dòng)物難以克隆的根本原因是基因組中的基因不完整B．細(xì)胞克隆可用于從普通細(xì)胞系中分離出缺乏特殊基因的突變細(xì)胞系C．“多利”綿羊的性狀與供核綿羊不完全相同D．克隆動(dòng)物的核心技術(shù)手段是核移植,屬于無性生殖解析:動(dòng)物難以克隆的原因是，動(dòng)物細(xì)胞的全能性會(huì)隨著動(dòng)物細(xì)胞分化程度的提高而逐漸受到限制，分化潛能逐漸變?nèi)?，因而用體細(xì)胞克隆的動(dòng)物實(shí)際是通過核移植來實(shí)現(xiàn)的.其全能性受到限制的根本原因是基因組中某些基因的表達(dá)受限制,而不是基因的不完整。細(xì)胞克隆即通過細(xì)胞培養(yǎng)獲得相同細(xì)胞后代的過程，在培養(yǎng)的過程中,可以利用特定的篩選培養(yǎng)基在普通細(xì)胞系中分離出特定基因發(fā)生突變的細(xì)胞?！岸嗬笔峭ㄟ^核移植技術(shù)獲得的，其絕大多數(shù)性狀與供核綿羊相同，但部分性狀是由細(xì)胞質(zhì)中的基因決定的，并且基因的表達(dá)還要受到環(huán)境的影響，因而C項(xiàng)正確。核移植過程中沒有經(jīng)過兩性生殖細(xì)胞的兩兩結(jié)合，因而屬于無性生殖.答案：A1．下列不屬于動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)必需條件的是（)。A．無菌、無毒的環(huán)境 B．適宜的溫度和pHC．O2等氣體環(huán)境 D．適宜的光照條件2．在動(dòng)物細(xì)胞工程中，其他細(xì)胞工程技術(shù)的基礎(chǔ)的一項(xiàng)技術(shù)是（）.A．動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù) B．細(xì)胞核移植技術(shù)C．動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù) D．生產(chǎn)單克隆抗體的技術(shù)3．下列關(guān)于動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的敘述，正確的是（）。A．動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的目的就是獲得細(xì)胞分泌蛋白B．動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)前要用胰蛋白酶處理使細(xì)胞分散開C．動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)通常不會(huì)出現(xiàn)接觸抑制現(xiàn)象D．可以通過細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)獲得完整的動(dòng)物個(gè)體4．（2011·北京石景山期末)下列有關(guān)克隆綿羊“多利”的說法,不正確的是(）。A．“多利”的誕生屬無性繁殖 B．“多利”的誕生采用了核移植技術(shù)C．“多利”的誕生采用了細(xì)胞融合技術(shù) D．動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)是整個(gè)技術(shù)的基礎(chǔ)5．下列有關(guān)核移植的說法錯(cuò)誤的是（)。A．用核移植得到的動(dòng)物稱為克隆動(dòng)物 B．核移植的受體細(xì)胞最好是受精卵C．核移植可以充分發(fā)揮優(yōu)良種畜的生殖潛力 D．核移植得到的克隆動(dòng)物屬于無性生殖答案:1．D2。A3．B動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的目的主要是利用有絲分裂的原理，獲得大量具有相同遺傳