生物學(xué)案：動物細胞培養(yǎng)和核移植技術(shù)

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動物細胞工程2。2。1動物細胞培養(yǎng)和核移植技術(shù)問題導(dǎo)學(xué)一、動物細胞培養(yǎng)活動與探究1．為什么選擇動物胚胎或幼齡動物的器官或組織進行動物細胞培養(yǎng)？2．進行動物細胞傳代培養(yǎng)時用胰蛋白酶分散細胞，說明細胞間的物質(zhì)主要是什么成分？用胃蛋白酶行嗎？3．動物胚胎或幼齡動物的器官剪碎后用胰蛋白酶處理的目的是什么？不定期用胰蛋白酶把培養(yǎng)細胞從瓶壁上脫離的目的是什么？4．多細胞動物和人體的細胞都生活在內(nèi)環(huán)境中.你認為體外培養(yǎng)細胞時需要提供哪些物質(zhì)？需要什么樣的環(huán)境條件？5．培養(yǎng)動物細胞的培養(yǎng)基是液體培養(yǎng)基,還是固體培養(yǎng)基？培養(yǎng)基中為什么要加入動物血清?6．細胞株和細胞系細胞有什么差別？目前使用的或冷凍保存的正常細胞通常是幾代以內(nèi)的細胞？為什么？7．動物細胞的培養(yǎng)過程是怎樣的?遷移與應(yīng)用下列關(guān)于動物細胞培養(yǎng)的敘述中,正確的是(）.A．動物細胞培養(yǎng)的目的就是獲得細胞分泌蛋白B．動物細胞培養(yǎng)前要用胰蛋白酶處理使細胞分散開C．動物細胞培養(yǎng)通常不會出現(xiàn)接觸抑制現(xiàn)象D．可以通過細胞培養(yǎng)技術(shù)獲得完整的動物個體動物細胞培養(yǎng)和植物組織培養(yǎng)的比較動物細胞培養(yǎng)植物組織培養(yǎng)原理細胞的增殖植物細胞的全能性材料胚胎或幼齡動物組織離體植物器官、組織或細胞培養(yǎng)基狀態(tài)液體固體組成成分葡萄糖、氨基酸、無機鹽、維生素、動物血清等礦質(zhì)元素、蔗糖、維生素、植物激素、有機添加物等過程原代培養(yǎng),傳代培養(yǎng)更換培養(yǎng)基，細胞增殖分化生長特點貼壁生長、接觸抑制，細胞增殖不分化脫分化成愈傷組織、再分化成胚狀體,細胞增殖分化代謝異養(yǎng)需氧代謝前期異養(yǎng)需氧,后期自養(yǎng)需氧接種前處理用胰蛋白酶或膠原蛋白酶使組織分散成單個細胞消毒培養(yǎng)條件恒溫、無菌、無需光照常溫、無菌、后期需光照條件培養(yǎng)目的（1）生產(chǎn)蛋白質(zhì)生物制品（2）獲取大量細胞（3）檢測有毒物質(zhì)（1）快速繁育無病毒植株（2）生產(chǎn)藥物、食品添加劑、香料、殺蟲劑等二、動物體細胞核移植技術(shù)和克隆動物活動與探究1．動物細胞的全能性與植物細胞的全能性有什么不同?能不能用類似植物組織培養(yǎng)的方法獲得完整的動物個體？2．哺乳動物核移植有哪兩類？哪類情況核移植較易成功?3．克隆動物屬于哪種生殖方式？核移植的受體細胞是哪類細胞?克隆動物有哪幾個親本？4．為什么選用減數(shù)第二次分裂中期的次級卵母細胞作為受體細胞？5．用于核移植的供體細胞一般都選用傳代10代以內(nèi)的細胞，這是為什么？6．動物體細胞核移植的流程是怎樣的?7．你認為用體細胞核移植方法生產(chǎn)的克隆動物，是對體細胞供體動物進行了100％的復(fù)制嗎？為什么？遷移與應(yīng)用日本研究人員依靠體細胞克隆技術(shù)進行反復(fù)“拷貝”，成功培育出第四代克隆豬.這個研究小組培育的第一代克隆豬于2004年4月誕生，此后，他們又從長大的克隆豬唾液腺中提取細胞,將細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豬。研究人員發(fā)現(xiàn)，豬與人類身體構(gòu)造相似，克隆豬可作為研究人類疾病的實驗動物。根據(jù)材料回答下列問題。（1）第四代克隆豬利用了動物細胞核的______性。（2)在細胞核植入受體卵母細胞之前,要用顯微針去除卵母細胞的______，再將唾液腺細胞核注入。（3）研究顯示，利用克隆技術(shù)根本無法培育出完全相同的個體,究其原因，除了發(fā)育過程中的環(huán)境因素的影響外，還可能有__________________________________________等原因。(4)如果希望克隆豬都能生產(chǎn)人體胰島素，那么需要利用__________技術(shù),把____________拼接到豬的核基因中。轉(zhuǎn)基因是否成功可以用__________檢測。（1)體細胞核移植技術(shù)中注入去核卵母細胞中的不是整個細胞，而是供體細胞核。(2)該技術(shù)形成重組細胞發(fā)育成一個新個體，體現(xiàn)了細胞核的全能性而非動物細胞的全能性。（3）克隆屬于無性繁殖，產(chǎn)生新個體的性別、絕大多數(shù)性狀與供核親本一致.(4）核移植技術(shù)獲得的動物與供核動物性狀不完全相同：①克隆動物絕大部分DNA來自于供體細胞核，但其核外線粒體中的DNA是來自于受體卵母細胞。②性狀是基因與環(huán)境共同作用的結(jié)果。供核動物生活的環(huán)境與克隆動物所生活的環(huán)境不會完全相同，其性狀也不可能和供核動物完全相同.③在個體發(fā)育過程中有可能發(fā)生基因突變，產(chǎn)生供核動物沒有的性狀。答案：課前·預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)【預(yù)習(xí)導(dǎo)引】動物細胞培養(yǎng)動物細胞核移植動物細胞融合單克隆抗體動物細胞培養(yǎng)一、1．組織單個培養(yǎng)基生長和增殖2．胰蛋白酶單個細胞細胞懸液原代胰蛋白酶傳代3．（1)胰蛋白酶初次（2）原代胰蛋白酶（4)遺傳物質(zhì)4．（1）貼附在瓶壁上（2）相互接觸分裂增殖5．（1)無菌抗生素細胞代謝產(chǎn)物（2)血清、血漿（3）36。5±0。5℃7.2～7。4（4）空氣CO2細胞代謝pH6．病毒單克隆預(yù)習(xí)交流：1．提示:可以.通過培養(yǎng)病人的細胞而構(gòu)建人造皮膚進行皮膚移植就不會出現(xiàn)排異反應(yīng)。2．提示：通常采用定向誘導(dǎo)動物干細胞技術(shù)，使其在培養(yǎng)過程中分化成所需要的組織或器官。二、1．細胞核卵母2．無核卵母細胞細胞融合重組細胞重組胚胎相同3．（1)遺傳（2）瀕危（3）醫(yī)用蛋白（4）供體(5）組織器官4．健康遺傳和生理課堂·合作探究【問題導(dǎo)學(xué)】一、活動與探究:1．提示：幼齡動物細胞分化程度低、分裂能力強,比老年動物的組織細胞易于培養(yǎng)。2．提示：蛋白質(zhì)。不行.因為培養(yǎng)動物細胞的pH不適合胃蛋白酶發(fā)揮作用。3．提示：動物胚胎或幼齡動物的器官剪碎后用胰蛋白酶分解組織細胞間質(zhì)中的膠原蛋白,從而使組織分散成單個細胞。在進行培養(yǎng)時使細胞與培養(yǎng)液充分接觸。細胞在培養(yǎng)瓶中貼壁生長，隨著細胞的生長和繁殖，培養(yǎng)瓶中的細胞越來越多，當(dāng)貼壁生長的細胞分裂生長到表面相互接觸時就停止增殖，這種現(xiàn)象叫作接觸抑制。需要定期用胰蛋白酶處理,使細胞從瓶壁上脫離下來,傳代培養(yǎng)。4．提示：充足的營養(yǎng)供給、適宜的溫度、適宜的pH和氣體環(huán)境以及無菌、無毒的環(huán)境。5．提示：液體培養(yǎng)基.為了保證細胞培養(yǎng)時營養(yǎng)物質(zhì)和生長因子的供給，培養(yǎng)基中需添加一定量的血清、血漿等天然成分，可以補充合成培養(yǎng)基中缺乏的物質(zhì)。6．提示：細胞株細胞核內(nèi)遺傳物質(zhì)未發(fā)生改變,而細胞系細胞核內(nèi)遺傳物質(zhì)發(fā)生改變，失去接觸抑制，成為無限增殖的不死的癌細胞。目前使用的或冷凍、保存的正常細胞通常是10代以內(nèi)的細胞，以保持細胞正常的二倍體核型.7．提示：動物細胞培養(yǎng)的過程如下圖所示：注：①表示剪碎組織塊后用胰蛋白酶等處理使細胞分散；②在培養(yǎng)液中培養(yǎng),這時的培養(yǎng)稱為原代培養(yǎng)；③④時的培養(yǎng)稱為傳代培養(yǎng),以50代為界限；③時的細胞稱為細胞株,之后稱為細胞系；④時的細胞發(fā)生了癌變。遷移與應(yīng)用:B解析：動物細胞的培養(yǎng)是為了獲得更多的動物細胞，不同于植物組織培養(yǎng)，它無法獲得完整動物個體。在培養(yǎng)之前對材料要用胰蛋白酶處理使細胞分散開.在培養(yǎng)過程中動物細胞會出現(xiàn)接觸抑制現(xiàn)象。二、活動與探究:1．提示:動物細胞的全能性與植物細胞的全能性不同;隨著動物細胞分化程度的提高其全能性逐漸受到限制，分化潛能逐漸變?nèi)?。因此，目前還不能用類似植物組織培養(yǎng)的方法獲得完整動物個體。用動物體細胞克隆的動物，實際上是通過核移植來實現(xiàn)的.2．提示：哺乳動物核移植可以分為胚胎細胞核移植和體細胞核移植。由于動物胚胎細胞分化程度低，恢復(fù)其全能性相對容易，所以胚胎細胞核移植較易成功。3．提示：克隆動物屬于無性生殖.接受核移植的受體細胞為減Ⅱ中期的卵母細胞?？寺‘a(chǎn)生的新個體的親本有三個：體細胞核供體、卵母細胞細胞質(zhì)供體、代孕母體.4．提示：①卵母細胞質(zhì)內(nèi)存在激發(fā)細胞核全能性表達的物質(zhì)；②卵母細胞體積大,便于操作;③卵黃多，營養(yǎng)物質(zhì)豐富。5．提示:培養(yǎng)的動物細胞一般當(dāng)傳代至10～50代時，部分細胞核型可能會發(fā)生變化，其細胞遺傳物質(zhì)可能會發(fā)生突變，而10代以內(nèi)的細胞一般能保持正常的二倍體核型。6．提示：7．提示：①克隆動物絕大部分DNA來自于供體細胞核,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胞。②即便動物的遺傳基礎(chǔ)完全相同，但動物的一些行為、習(xí)性的形成也與所處環(huán)境有很大關(guān)系。遷移與應(yīng)用：解析:體細胞核移植技術(shù)利用了動物細胞核的全能性；在供體細胞的細胞核移入受體細胞之前，必須將受體細胞的遺傳物質(zhì)去掉或?qū)⑵淦茐?克隆技術(shù)根本無法培育出完全相同的個體,原因可能是在細胞分裂過程中發(fā)生基因突變或個體發(fā)育中受細胞質(zhì)基因及環(huán)境的影響?；蛱结樇夹g(shù)的原理是DNA分子雜交，可用于疾病診斷、生物檢測等。答案：（1）全能（2）細胞核（3）細胞分裂過程中可能發(fā)生基因突變或卵母細胞的細胞質(zhì)內(nèi)也有遺傳物質(zhì)DNA,也控制后代某些性狀的表達（4）基因工程人的胰島素基因基因探針當(dāng)堂檢測1．用動植物成體的體細胞進行離體培養(yǎng),下列敘述正確的是（)。A．都需用CO2培養(yǎng)箱B．都需用液體培養(yǎng)基C．都要在無菌條件下進行D．都可體現(xiàn)細胞的全能性答案：C解析：動植物成體的體細胞進行離體培養(yǎng)都要在無菌條件下進行。動物成體的體細胞離體培養(yǎng)用液體培養(yǎng)基，不能發(fā)育成一個完整的個體，不能體現(xiàn)細胞的全能性；植物成體的體細胞離體培養(yǎng)不一定用液體培養(yǎng)基,可以發(fā)育成一個完整的個體,能體現(xiàn)細胞的全能性。2．某研究小組對某種動物的肝腫瘤細胞(甲）和正常肝細胞(乙）進行培養(yǎng),下列敘述正確的是（）。A．制備肝細胞懸液時先用剪刀剪碎肝組織，再用胃蛋白酶處理B．肝細胞培養(yǎng)過程中通常在培養(yǎng)液中通入5％的CO2刺激細胞呼吸C．為了防止培養(yǎng)過程中雜菌的污染，可向培養(yǎng)液中加入適量的干擾素D．用血細胞計數(shù)板計數(shù)的方法,可推斷乙細胞比甲細胞增殖周期長答案：D解析：制備肝細胞懸液時，用胰蛋白酶處理使細胞分散開；肝細胞培養(yǎng)過程中通常在培養(yǎng)液中通入5%的CO2的目的是調(diào)節(jié)pH；為了防止培養(yǎng)過程中雜菌的污染，可向培養(yǎng)液中加入適量的抗生素；腫瘤細胞、癌細胞有無限增殖的能力,即分裂旺盛，細胞周期會縮短。3．動物細胞培養(yǎng)的正確過程是（)。A．原代培養(yǎng)—傳代培養(yǎng)—細胞株-細胞系B．原代培養(yǎng)—傳代培養(yǎng)—細胞系—細胞株C．傳代培養(yǎng)-細胞系—原代培養(yǎng)—細胞株D．原代培養(yǎng)-細胞株—傳代培養(yǎng)-細胞系答案：A解析：原代培養(yǎng)在先，傳代培養(yǎng)在后；細胞傳至50代前為細胞株，50代以后帶有癌變特點的傳代細胞為細胞系。4．下列哪項不屬于動物細胞工程的具體應(yīng)用？()A．制備單克隆抗體B．繁殖高產(chǎn)奶牛C．培育無毒馬鈴薯D．克隆動物答案:C解析:培育無毒馬鈴薯是植物細胞工程的具體應(yīng)用.5．一只羊的卵細胞核被另一只羊的體細胞核置換后,這個卵細胞經(jīng)過多次分裂