生物學(xué)案：課堂探究動物細胞培養(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)必貴于專精課堂探究探究點一動物細胞培養(yǎng)·問題導(dǎo)引·對大面積燒傷的病人，最好進行自體皮膚移植手術(shù)，為了獲得大量的自體皮膚細胞必須進行細胞培養(yǎng).思考：（1）從病人身上能大量取材用于皮膚細胞的培養(yǎng)嗎？為什么？（2）列舉皮膚細胞培養(yǎng)液中的成分.（3)簡述動物細胞培養(yǎng)的大致過程。提示:(1)不能，因為病人的健康皮膚有限,為了避免對病人的二次傷害，只能從病人身上獲取少量的材料。（2）皮膚細胞培養(yǎng)液的成分包括糖、氨基酸、促生長因子、無機鹽、微量元素、血清（或血漿）等。（3）動物細胞培養(yǎng)的大致過程是：取材→剪碎→用胰蛋白酶處理→制成細胞懸液→原代培養(yǎng)→傳代培養(yǎng)。·名師精講·1．動物細胞培養(yǎng)的過程取動物組織塊eq\o（→,\s\up7（剪碎），\s\do5（胰蛋白酶))單個細胞eq\o（→，\s\up7(加培養(yǎng)液），\s\do5(稀釋））細胞懸液→原代培養(yǎng)→傳代培養(yǎng)→細胞群體特別提醒（1）動物細胞培養(yǎng)的原理是細胞增殖，其結(jié)果是得到克隆細胞，即細胞株或細胞系,而不是得到動物.（2）由于動物細胞間一般存在接觸抑制現(xiàn)象，并且單個細胞與外界的物質(zhì)交換更迅速,因此，細胞培養(yǎng)時要用胰蛋白酶將細胞分散開來。2．動物細胞培養(yǎng)的條件條件控制無菌、無毒的環(huán)境對培養(yǎng)液和所有培養(yǎng)用具進行無菌處理；在細胞培養(yǎng)液中添加抗生素；定期更換培養(yǎng)液營養(yǎng)糖、氨基酸、促生長因子、無機鹽、微量元素等，通常需加入血清、血漿等天然成分溫度和pH哺乳動物細胞培養(yǎng)溫度多以36.5±0.5℃為宜，多數(shù)細胞生存的適宜pH為7。2～7.4氣體環(huán)境O2是細胞代謝所必需的，CO2的主要作用是維持培養(yǎng)液的pH。通常采用培養(yǎng)皿或松蓋培養(yǎng)瓶,將其置于含95％空氣加5％CO2的混合氣體的培養(yǎng)箱中進行培養(yǎng)3．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或組織、細胞動物細胞培養(yǎng)植物組織培養(yǎng)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【例題1】一般來說，動物細胞體外培養(yǎng)需要滿足的條件包括（）①無毒的環(huán)境②無菌的環(huán)境③合成培養(yǎng)基需加血清④溫度與動物體溫相近⑤需要O2，不需要CO2⑥需要CO2A．①②③④⑤⑥ B．①②③④C．①③④⑤⑥ D．①②③④⑥解析:動物細胞體外培養(yǎng)要求環(huán)境無菌、無毒，培養(yǎng)液中需添加一定量的抗生素，合成培養(yǎng)基中需加血清、血漿等一些天然成分，溫度與動物的體溫相近，pH多數(shù)為7。2～7。4.O2是細胞代謝所必需的,CO2可維持培養(yǎng)液的pH。答案：D探究點二動物體細胞核移植技術(shù)和克隆動物·問題導(dǎo)引·克隆屬于無性繁殖，以植物的完整體細胞為材料已經(jīng)實現(xiàn)了植物的克隆。思考：（1）以植物的體細胞為材料進行植物克隆的技術(shù)叫什么名字？（2）能否直接以完整的體細胞為材料對動物進行克隆？簡述以動物體細胞為材料克隆動物的大致過程.提示：(1）植物組織培養(yǎng)。（2）不能。以動物體細胞為材料克隆動物的大致過程是：獲取動物體細胞→獲取減數(shù)第二次分裂中期的次級卵母細胞→去除次級卵母細胞的細胞核→將動物體細胞注入無核的次級卵母細胞→將重組細胞培養(yǎng)成重組胚胎→胚胎移植→胚胎在代孕母畜子宮內(nèi)完成發(fā)育?！っ麕熅v·1．動物核移植技術(shù)的概念動物核移植是將動物的一個細胞的細胞核,移入一個已經(jīng)去掉細胞核的卵母細胞中，使其重組并發(fā)育成一個新的胚胎,這個新的胚胎最終發(fā)育為動物個體.用核移植的方法得到的動物稱為克隆動物。2．動物核移植的原理細胞核的全能性。3．動物核移植的類型胚胎細胞核移植和體細胞核移植。4．體細胞核移植的過程特別提醒①選擇卵母細胞作為體細胞核移植受體的理由是：卵母細胞能使體細胞核的全能性得以表達;卵母細胞富含營養(yǎng)物質(zhì),能滿足早期胚胎發(fā)育時對營養(yǎng)的需求；卵母細胞體積大,易操作。②體細胞核移植得到的動物叫克隆動物,細胞核遺傳物質(zhì)來自體細胞核的供體，而細胞質(zhì)遺傳物質(zhì)來自卵母細胞的供體和體細胞的供體。③克隆動物的產(chǎn)生過程不遵循孟德爾遺傳基本定律。④克隆動物的性別和體細胞供體動物相同?！纠}2】下列有關(guān)克隆的敘述，錯誤的是（）A．動物難以克隆的根本原因是基因組中的基因不完整B．可以加速家畜遺傳改良進程，促進優(yōu)良畜群繁育C．“多莉"綿羊的性狀與供核綿羊不完全相同D．克隆動物的核心技術(shù)手段是核移植，屬于無性生殖解析：動物難以克隆的原因是，動物細胞的全能性會隨著動物細胞分化程度的提高而逐漸受到限制，分化潛能逐漸變?nèi)酰蚨皿w細胞克隆的動物實際是通過核移植來實現(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受限制，而不是基因的不完整?！岸嗬颉笔峭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，但部分性狀是由細胞質(zhì)中的基因決定的,并且基因的表達還要受到環(huán)境的影響,因而C項正確。核移植過程中沒有經(jīng)過兩性生殖細胞的兩兩結(jié)合，因而屬于無性生殖。答案:A典型方法對克隆動物進行正確的生殖和遺傳屬性分析是解答此類題目的關(guān)鍵。克隆動物屬于無性繁殖，遺傳過程不遵循遺傳基本定律，但其遺傳性狀由體細胞的供體動物和卵母細胞的供體動物共同決定，同時會受到環(huán)境的影響.變式訓(xùn)練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,再置于第三只羊的子宮內(nèi)發(fā)育,結(jié)果產(chǎn)下一只羊羔.這種克隆技術(shù)具有多種用途，但不能（）A．選擇繁殖某一性別的家畜B．繁殖家畜中的優(yōu)秀個體C．用于保存物種D．