生物學(xué)案：課堂探究動(dòng)物細(xì)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(diǎn)一動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)·問(wèn)題導(dǎo)引·對(duì)大面積燒傷的病人，最好進(jìn)行自體皮膚移植手術(shù)，為了獲得大量的自體皮膚細(xì)胞必須進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng).思考：（1）從病人身上能大量取材用于皮膚細(xì)胞的培養(yǎng)嗎？為什么？（2）列舉皮膚細(xì)胞培養(yǎng)液中的成分.（3)簡(jiǎn)述動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的大致過(guò)程。提示:(1)不能，因?yàn)椴∪说慕】灯つw有限,為了避免對(duì)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(xì)胞培養(yǎng)液的成分包括糖、氨基酸、促生長(zhǎng)因子、無(wú)機(jī)鹽、微量元素、血清（或血漿）等。（3）動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的大致過(guò)程是：取材→剪碎→用胰蛋白酶處理→制成細(xì)胞懸液→原代培養(yǎng)→傳代培養(yǎng)?！っ麕熅v·1．動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的過(guò)程取動(dòng)物組織塊eq\o（→,\s\up7（剪碎），\s\do5（胰蛋白酶))單個(gè)細(xì)胞eq\o（→，\s\up7(加培養(yǎng)液），\s\do5(稀釋））細(xì)胞懸液→原代培養(yǎng)→傳代培養(yǎng)→細(xì)胞群體特別提醒（1）動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的原理是細(xì)胞增殖，其結(jié)果是得到克隆細(xì)胞，即細(xì)胞株或細(xì)胞系,而不是得到動(dòng)物.（2）由于動(dòng)物細(xì)胞間一般存在接觸抑制現(xiàn)象，并且單個(gè)細(xì)胞與外界的物質(zhì)交換更迅速,因此，細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)要用胰蛋白酶將細(xì)胞分散開(kāi)來(lái)。2．動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的條件條件控制無(wú)菌、無(wú)毒的環(huán)境對(duì)培養(yǎng)液和所有培養(yǎng)用具進(jìn)行無(wú)菌處理；在細(xì)胞培養(yǎng)液中添加抗生素；定期更換培養(yǎng)液營(yíng)養(yǎng)糖、氨基酸、促生長(zhǎng)因子、無(wú)機(jī)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(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)溫度多以36.5±0.5℃為宜，多數(shù)細(xì)胞生存的適宜pH為7。2～7.4氣體環(huán)境O2是細(xì)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(jìn)行培養(yǎng)3．動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)和植物組織培養(yǎng)的比較動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)植物組織培養(yǎng)原理細(xì)胞的增殖植物細(xì)胞的全能性材料胚胎或幼齡動(dòng)物組織離體植物器官或組織、細(xì)胞動(dòng)物細(xì)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(wú)機(jī)鹽、維生素、動(dòng)物血清等礦質(zhì)元素、蔗糖、維生素、植物激素、有機(jī)添加物等過(guò)程原代培養(yǎng),傳代培養(yǎng)更換培養(yǎng)基,細(xì)胞增殖分化生長(zhǎng)特點(diǎn)貼壁生長(zhǎng)、接觸抑制，細(xì)胞增殖不分化脫分化成愈傷組織、再分化成胚狀體，細(xì)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(gè)細(xì)胞消毒培養(yǎng)條件恒溫、無(wú)菌、無(wú)需光照常溫、無(wú)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(xì)胞（3）檢測(cè)有毒物質(zhì)（1）快速繁育無(wú)病毒植株（2）生產(chǎn)藥物、食品添加劑、香料、殺蟲(chóng)劑等【例題1】一般來(lái)說(shuō)，動(dòng)物細(xì)胞體外培養(yǎng)需要滿足的條件包括（）①無(wú)毒的環(huán)境②無(wú)菌的環(huán)境③合成培養(yǎng)基需加血清④溫度與動(dòng)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(dòng)物細(xì)胞體外培養(yǎng)要求環(huán)境無(wú)菌、無(wú)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(dòng)物的體溫相近，pH多數(shù)為7。2～7。4.O2是細(xì)胞代謝所必需的,CO2可維持培養(yǎng)液的pH。答案：D探究點(diǎn)二動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動(dòng)物·問(wèn)題導(dǎo)引·克隆屬于無(wú)性繁殖，以植物的完整體細(xì)胞為材料已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了植物的克隆。思考：（1）以植物的體細(xì)胞為材料進(jìn)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(xì)胞為材料對(duì)動(dòng)物進(jìn)行克隆？簡(jiǎn)述以動(dòng)物體細(xì)胞為材料克隆動(dòng)物的大致過(guò)程.提示：(1）植物組織培養(yǎng)。（2）不能。以動(dòng)物體細(xì)胞為材料克隆動(dòng)物的大致過(guò)程是：獲取動(dòng)物體細(xì)胞→獲取減數(shù)第二次分裂中期的次級(jí)卵母細(xì)胞→去除次級(jí)卵母細(xì)胞的細(xì)胞核→將動(dòng)物體細(xì)胞注入無(wú)核的次級(jí)卵母細(xì)胞→將重組細(xì)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(dòng)物核移植技術(shù)的概念動(dòng)物核移植是將動(dòng)物的一個(gè)細(xì)胞的細(xì)胞核,移入一個(gè)已經(jīng)去掉細(xì)胞核的卵母細(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)物稱為克隆動(dòng)物。2．動(dòng)物核移植的原理細(xì)胞核的全能性。3．動(dòng)物核移植的類型胚胎細(xì)胞核移植和體細(xì)胞核移植。4．體細(xì)胞核移植的過(guò)程特別提醒①選擇卵母細(xì)胞作為體細(xì)胞核移植受體的理由是：卵母細(xì)胞能使體細(xì)胞核的全能性得以表達(dá);卵母細(xì)胞富含營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),能滿足早期胚胎發(fā)育時(shí)對(duì)營(yíng)養(yǎng)的需求；卵母細(xì)胞體積大,易操作。②體細(xì)胞核移植得到的動(dòng)物叫克隆動(dòng)物,細(xì)胞核遺傳物質(zhì)來(lái)自體細(xì)胞核的供體，而細(xì)胞質(zhì)遺傳物質(zhì)來(lái)自卵母細(xì)胞的供體和體細(xì)胞的供體。③克隆動(dòng)物的產(chǎn)生過(guò)程不遵循孟德?tīng)栠z傳基本定律。④克隆動(dòng)物的性別和體細(xì)胞供體動(dòng)物相同。【例題2】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．可以加速家畜遺傳改良進(jìn)程，促進(jìn)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(dòng)物的核心技術(shù)手段是核移植，屬于無(wú)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(guò)核移植來(lái)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?！岸嗬颉笔峭ㄟ^(guò)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(guò)程中沒(méi)有經(jīng)過(guò)兩性生殖細(xì)胞的兩兩結(jié)合，因而屬于無(wú)性生殖。答案:A典型方法對(duì)克隆動(dòng)物進(jìn)行正確的生殖和遺傳屬性分析是解答此類題目的關(guān)鍵?？寺?dòng)物屬于無(wú)性繁殖，遺傳過(guò)程不遵循遺傳基本定律，但其遺傳性狀由體細(xì)胞的供體動(dòng)物和卵母細(xì)胞的供體動(dòng)物共同決定，同時(shí)會(huì)受到環(huán)境的影響.變式訓(xùn)練一只羊的卵細(xì)胞核被另一只羊的體細(xì)胞核置換后，這個(gè)卵細(xì)胞經(jīng)過(guò)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(gè)體C．用于保存物種D．