2013-2014学年高二生物课件：2.2.1 动物细胞培养和核移植技术（人教版选修3）.ppt

1、热 点 考 向 示 例课 堂 互 动 探 究22 动物细胞工程22.1 动物细胞培养和核移植技术热 点 考 向 示 例课 堂 互 动 探 究热 点 考 向 示 例课 堂 互 动 探 究课程标准简述动物细胞培养与体细胞克隆。课标解读1.简述动物细胞培养的过程及条件。2.概述动物体细胞核移植技术与动物克隆。热 点 考 向 示 例课 堂 互 动 探 究1动物细胞工程动物细胞培养基础技术手段应用技术、细胞核移植、单克隆抗体的制备等深入探索并改造生物的遗传特性大量培养细胞动物细胞培养动物细胞培养细胞融合热 点 考 向 示 例课 堂 互 动 探 究2.动物细胞培养(1)概念从动物机体中取出相关的组织，将它

2、分散成，然后，放在适宜的培养基中，让这些细胞和。(2)条件无菌、无毒的环境：对培养液和所有的进行无菌处理。单个细胞生长增殖培养用具热 点 考 向 示 例课 堂 互 动 探 究促生长因子血清、血浆36.57.27.4细胞代谢pH热 点 考 向 示 例课 堂 互 动 探 究(3)应用生产生物制品：如病毒疫苗、干扰素、等。应用于基因工程：是基因工程技术中常用的。应用于检测，判断某种物质的毒性。用于等方面的研究，如筛选抗癌药物等。单克隆抗体动物细胞受体细胞有毒物质生理、病理、药理热 点 考 向 示 例课 堂 互 动 探 究思维激活1 进行动物细胞培养为何常选用幼龄动物组织或胚胎作培养材料？动物细胞培养

3、需要脱分化吗？提示幼龄动物组织或胚胎的细胞分化程度低，增殖能力很强，更易于培养。动物细胞培养不需经过脱分化过程。因高度分化的动物细胞发育潜能变弱，失去了发育成完整个体的能力，所以，动物细胞也就没有类似植物组织或细胞培养时的脱分化过程了。热 点 考 向 示 例课 堂 互 动 探 究植物组织培养和动物细胞培养的比较项目植物组织培养动物细胞培养理论基础植物细胞全能性细胞增殖培养基类型固体或半固体培养基液体培养基成分水、矿质元素、维生素、蔗糖、氨基酸、琼脂葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、促生长因子、动物血清等热 点 考 向 示 例课 堂 互 动 探 究取材植物幼嫩部位或花药等动物胚胎或出生不久的幼龄动

4、物的器官或组织过程热 点 考 向 示 例课 堂 互 动 探 究结果新的组织或植株个体，可以体现全能性新的细胞系或细胞株，不形成个体，不体现全能性目的植株快速繁殖；脱毒植株的培育；人工种子；生产药物、杀虫剂等；转基因植物的培育蛋白质生物制品的生产；皮肤移植材料的培育；检测有毒物质；生理、病理、药理学研究相同点(1)两技术手段培养过程中都进行有丝分裂，都是无性繁殖，都可称克隆，都不涉及减数分裂；(2)均为无菌操作，需要适宜的温度、pH等条件热 点 考 向 示 例课 堂 互 动 探 究特别提醒(1)动物细胞培养中两次用到胰蛋白酶，第一次用胰蛋白酶处理剪碎的组织使之分散成单个细胞，第二次使贴壁细胞从瓶

5、壁上脱落下来。(2)原代培养与传代培养的分界点为分瓶培养时。热 点 考 向 示 例课 堂 互 动 探 究【巩固1】一般来说，动物细胞体外培养需要满足以下条件()。无毒的环境 无菌的环境 合成培养基需加血浆温度与动物体温相近需要O2，不需要CO2需要O2和CO2ABCD解析动物细胞体外培养要求环境无菌、无毒，培养液中添加一定量的抗生素；合成培养基中需加血清、血浆等一些天然成分；温度、pH分别为36.50.5、7.27.4；O2是细胞代谢所必需的，CO2可维持培养液的pH。答案 D热 点 考 向 示 例课 堂 互 动 探 究1概念将动物的一个细胞的，移入一个已经去掉细胞核的中，使其并发育成一个，最

6、终发育为动物个体。2分类包括移植和移植，其中移植较易成功。动物体细胞核移植技术和克隆动物细胞核卵母细胞重组新的胚胎胚胎细胞核体细胞核胚胎细胞核热 点 考 向 示 例课 堂 互 动 探 究3应用前景(1)加速家畜进程，促进优良畜群繁育。(2)保护濒危物种。(3)转基因克隆动物可作为，生产许多医用蛋白。(4)转基因克隆动物细胞、组织和器官可作为异种移植的供体。(5)人的核移植经诱导分化，形成相应的组织、器官后，可以用于组织器官的移植。(6)研究胚胎发育及衰老过程，追踪研究疾病的发展过程和治疗疾病。遗传改良生物反应器胚胎干细胞热 点 考 向 示 例课 堂 互 动 探 究4存在问题(1)成功率非常(低

7、/高)。(2)绝大多数克隆动物还存在问题。(3)克隆动物食品的安全性存在争议。低健康热 点 考 向 示 例课 堂 互 动 探 究思维激活2 动物体细胞核移植中应如何选择供受体细胞？为什么？提示(1)供体细胞一般选择传代10代以内的细胞，因为培养的动物细胞一般当传代至1050代左右时，部分细胞的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。(2)受体细胞一般选择M中期的去核的卵母细胞，因为该时期的细胞具有体积大，易操作，并含有促使细胞核全能性表达的物质和营养条件等优点。热 点 考 向 示 例课 堂 互 动 探 究1原理：动物细胞核的全能性和细胞膜

8、的流动性。2条件及原因(1)体细胞核移植技术要选择M中期的卵母细胞作受体细胞。因为M中期卵母细胞体积大，易操作，含有促使细胞核全能性表达的物质和营养条件。(2)为使核移植的胚胎动物的核遗传物质全部来自有重要利用价值的动物提供的体细胞，在供体细胞的细胞核移至受体细胞之前，必须将受体细胞的核遗传物质去掉或将其破坏。热 点 考 向 示 例课 堂 互 动 探 究(3)培养的动物细胞一般传代至1050代左右时，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。因此，在体细胞核移植中，为了保证供体细胞正常的遗传物质，通常采用传代10代以内的细胞。(4)

9、核移植时，一般不选择生殖细胞作为供核细胞，因为生殖细胞与正常体细胞相比，核遗传物质减半热 点 考 向 示 例课 堂 互 动 探 究3过程热 点 考 向 示 例课 堂 互 动 探 究4以克隆高产奶牛为例热 点 考 向 示 例课 堂 互 动 探 究特别提醒(1)克隆动物的性状与核供体生物的性状基本相同，但不是完全相同，因为：克隆动物的细胞质遗传物质来自于受体卵母细胞的细胞质。生物的性状不仅与遗传物质有关，还受环境的影响。个体发育过程中，遗传物质可能会发生变异。(2)核移植过程中细胞核只来自于一个个体，因此核遗传物质与供体的相同，属于无性繁殖，不会改变生物体的基因型。热 点 考 向 示 例课 堂 互

10、 动 探 究【巩固2】世界上第一只克隆绵羊“多利”的培育程序如下图所示，请看图回答下列问题。热 点 考 向 示 例课 堂 互 动 探 究(1)写出图中、所指的生物工程名称：_；_。(2)实施细胞工程时，所需的受体细胞大多采用动物卵细胞的原因是：_。(3)“多利”面部的毛色是_，请根据遗传学原理说明判断根据：_。(4)继植物组织培养之后，克隆绵羊的培育成功，证明动物细胞的细胞核也具有_。(5)请举一例，说明克隆绵羊培育成功的实际意义。_。热 点 考 向 示 例课 堂 互 动 探 究解析 该题将动物细胞工程与遗传学原理相结合，使题目的综合性、灵活性加强。解答此题需要从动物细胞工程、遗传基因的来源与

11、表达过程去分析、去寻求答案。克隆羊“多利”培养过程中用到的生物工程技术是细胞核移植和胚胎移植。“多利”羊的性状主要是由细胞核控制，即性状和白面绵羊相似。答案(1)细胞核移植 胚胎移植(2)卵细胞体积大、易操作；卵细胞含营养物质多，通过发育可直接表现出性状来(3)白色“多利”的全部细胞核基因来自白面绵羊(4)全能性(5)保存濒危物种，繁育优良品种，医学上克隆器官热 点 考 向 示 例课 堂 互 动 探 究【例1】回答下列有关动物细胞培养的问题。(1)在动物细胞培养过程中，当贴壁细胞分裂生长到细胞表面_时，细胞会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的_。此时，瓶壁上形成的细胞层数是_。要使贴壁的细胞从瓶

12、壁上分离下来，需要用酶处理，可用的酶是_。动物细胞培养热 点 考 向 示 例课 堂 互 动 探 究(2)随着细胞传代次数的增多，绝大部分细胞分裂停止，进而出现_的现象，但极少数细胞可以连续增殖，其中有些细胞会因遗传物质发生改变而变成_细胞，该种细胞的黏着性_，细胞膜表面蛋白质(糖蛋白)的量_。(3)现用某种大分子染料，对细胞进行染色时，观察到死细胞被染色，而活细胞不被染色，原因是_。(4)检查某种毒物是否能改变细胞染色体的数目，最好选用细胞分裂到_期的细胞用显微镜进行观察。(5)在细胞培养过程中，通常在_条件下保存细胞。因为在这种条件下，细胞中_的活性降低，细胞_的速率降低。热 点 考 向 示

13、 例课 堂 互 动 探 究(6)给患者移植经细胞培养形成的皮肤组织后，发生了排斥现象，这是因为机体把移植的皮肤组织当做_进行攻击。思维导图：热 点 考 向 示 例课 堂 互 动 探 究深度剖析 细胞增殖过程中存在接触抑制现象，需用胰蛋白酶处理后再分瓶培养；在细胞培养过程中，部分细胞的遗传物质会发生改变，会增加细胞分裂的次数；活细胞的细胞膜具有选择透过性，大分子染料无法进入细胞内部，因此不能着色。答案(1)相互接触接触抑制单层(或一层)胰蛋白酶(2)衰老甚至死亡不死性降低减少(3)由于活细胞的膜具有选择透过性，大分子染料不能进入活细胞内，故活细胞不能着色(或由于死细胞的膜丧失了选择透过性，大分子

14、染料能够进入死细胞内而着色)(4)中(5)冷冻(或超低温、液氮)酶 新陈代谢(6)抗原热 点 考 向 示 例课 堂 互 动 探 究归纳提升(1)动物细胞传代培养时为何使用胰蛋白酶而不使用胃蛋白酶分散细胞。分散细胞时不能用胃蛋白酶，因为胃蛋白酶作用的适宜pH约为2，当pH大于6时，胃蛋白酶就会失去活性。胰蛋白酶作用的适宜环境pH为7.28.4。多数动物细胞培养的适宜pH为7.27.4，胃蛋白酶在此环境中没有活性，而胰蛋白酶在此环境中活性较高，因此胰蛋白酶适宜用于细胞培养时的消化。(2)动物细胞培养中两次用到胰蛋白酶：第一次用胰蛋白酶处理剪碎的组织使之分散成单个细胞，第二次使贴壁细胞从瓶壁上脱落下

15、来。(3)原代培养与传代培养的分界点为分瓶的继续培养。热 点 考 向 示 例课 堂 互 动 探 究【例2】右图为某哺乳动物的生殖过程图，正确的叙述是()。A个体2为克隆动物，c为高度分化的体细胞B个体2的遗传性状与提供b细胞的母羊完全不同C产生动物个体2的生殖方式为有性生殖De细胞为完成减数分裂的卵细胞动物体细胞核移植和克隆动物热 点 考 向 示 例课 堂 互 动 探 究思维导图：热 点 考 向 示 例课 堂 互 动 探 究深度剖析 通过克隆技术培育的动物称为克隆动物，提供细胞核的是高度分化的体细胞，A项正确；B项考虑细胞质基因，应该是“有相同之处”；动物的克隆实际上是无性生殖过程，C项错误；e细胞是处于减数第二次分裂中期的卵母细胞，并没有完全完成减数分裂，D项错误。答案 A