高中生物 專題2 第2節(jié) 第1課時(shí) 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)和核移植技術(shù)課件 新人教版選修3.ppt
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成才之路 生物,路漫漫其修遠(yuǎn)兮 吾將上下而求索,人教版 選修3,細(xì)胞工程,專題二,第二節(jié) 動(dòng)物細(xì)胞工程,專題二,第一課時(shí) 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)和核移植技術(shù),1.簡(jiǎn)述動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的過程、條件(重點(diǎn))。 2.舉例說出動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的作用。 3.簡(jiǎn)述通過動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)克隆動(dòng)物的過程。(重、難點(diǎn))。 4.了解體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景。,動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng),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,單個(gè)細(xì)胞,生長(zhǎng),增殖,胰蛋白酶或膠原蛋白酶,細(xì)胞懸液,培養(yǎng)瓶,細(xì)胞貼壁,原代培養(yǎng),培養(yǎng)液,培養(yǎng)用具,氨基酸,促生長(zhǎng)因子,微量元素,血清,36.5,7.2~7.4,O2,CO2,細(xì)胞代謝,培養(yǎng)液,病毒,單克隆抗體,細(xì)胞核,重組,新的胚胎,胚胎細(xì)胞核移植,體細(xì)胞核移植,3.過程,,遺傳改良,優(yōu)良畜群,瀕危,醫(yī)用蛋白,供體,移植,成活率低,遺傳缺陷,[思維激活] 1.動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)為什么需要無菌、無毒的環(huán)境? 2.在進(jìn)行核移植時(shí),為什么一般不選用生殖細(xì)胞作為供核細(xì)胞? [答案] 1.細(xì)菌、真菌和病毒等均可造成細(xì)胞培養(yǎng)環(huán)境的污染,而離體培養(yǎng)的細(xì)胞已失去了對(duì)微生物和有毒物質(zhì)的防御能力,一旦受到污染或自身代謝物質(zhì)積累等,培養(yǎng)的細(xì)胞就會(huì)死亡。 2.因?yàn)樯臣?xì)胞的遺傳物質(zhì)相比正常體細(xì)胞的遺傳物質(zhì)減半。,知識(shí)貼士:①細(xì)胞貼壁和接觸抑制 將細(xì)胞懸浮液置于適宜環(huán)境的培養(yǎng)瓶中培養(yǎng),懸浮中分散的細(xì)胞很快就貼附在瓶壁上,稱為細(xì)胞貼壁。 當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長(zhǎng)到表面相互接觸時(shí),細(xì)胞便會(huì)停止分裂增殖,這種現(xiàn)象稱為細(xì)胞的接觸抑制。 ②原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng) 通常將動(dòng)物組織消化后的初次培養(yǎng)稱為原代培養(yǎng)。貼壁的細(xì)胞需要重新用胰蛋白酶等處理,然后分散后分瓶繼續(xù)培養(yǎng),讓細(xì)胞繼續(xù)增殖。這樣的培養(yǎng)即為傳代培養(yǎng)。,3.條件 (1)無菌、無毒的環(huán)境 (2)營(yíng)養(yǎng):細(xì)胞體外培養(yǎng)所需營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)與體內(nèi)基本相同。主要成分是:葡萄糖、氨基酸、無機(jī)鹽、促生長(zhǎng)因子、微量元素、動(dòng)物血清等。 (3)溫度和pH:細(xì)胞體外培養(yǎng)的適宜溫度一般和動(dòng)物體溫相近。哺乳動(dòng)物多以36.50.5℃為宜。多數(shù)細(xì)胞生存的適宜pH為7.2~7.4。 (4)氣體環(huán)境:細(xì)胞培養(yǎng)所需氣體主要有O2和CO2,O2是細(xì)胞代謝所必需的,CO2的主要作用是維持培養(yǎng)的pH值。,4.應(yīng)用 (1)大規(guī)模地生產(chǎn)生物制品,如病毒疫苗、干擾素、單克隆抗體等。 (2)為皮膚大面積燒傷的病人移植皮膚。 (3)用于檢測(cè)有毒物質(zhì)。,關(guān)于動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的敘述錯(cuò)誤的是( ) A.用于培養(yǎng)的細(xì)胞大都取自胚胎或幼齡動(dòng)物的器官或組織 B.將所取的組織先用胰蛋白酶等進(jìn)行處理使其分散成單個(gè)細(xì)胞 C.在培養(yǎng)瓶中要定期用胰蛋白酶使細(xì)胞從瓶壁上脫離,制成細(xì)胞懸液 D.動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)只能傳50代左右,所培養(yǎng)的細(xì)胞會(huì)衰老死亡,[解析] 選取胚胎或幼齡動(dòng)物的器官或組織是因?yàn)樗鼈兊姆至涯芰^強(qiáng)。動(dòng)物組織細(xì)胞間隙中含有一定量的彈性纖維等蛋白質(zhì),易被胰蛋白酶催化分解,從而使細(xì)胞分離開來。當(dāng)貼壁生長(zhǎng)的細(xì)胞分裂生長(zhǎng)到表面相互接觸時(shí)就停止分裂增殖,需定期用胰蛋白酶使細(xì)胞從瓶壁上脫離下來,配成細(xì)胞懸浮液。動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)傳至50代左右,部分細(xì)胞的遺傳物質(zhì)會(huì)發(fā)生改變,并且?guī)в邪┳兊奶攸c(diǎn),能在培養(yǎng)條件下無限制地傳代下去。 [答案] D,一般來說,動(dòng)物細(xì)胞體外培養(yǎng)需要滿足以下條件( ) ①無毒的環(huán)境 ②無菌的環(huán)境 ③合成培養(yǎng)基需加血漿 ④溫度與動(dòng)物體溫相近 ⑤需要O2,不需要CO2 ⑥CO2能調(diào)節(jié)培養(yǎng)液pH A.①②③④⑤⑥ B.①②③④ C.①③④⑤⑥ D.①②③④⑥ [答案] D [解析] 一般來說,動(dòng)物細(xì)胞體外培養(yǎng)需要滿足以下條件:無菌、無毒的環(huán)境,與體內(nèi)培養(yǎng)相同的營(yíng)養(yǎng),適宜的溫度和pH,還要有適量的CO2。,5.應(yīng)用 ①加速家畜遺傳改良進(jìn)程,促進(jìn)優(yōu)良畜群繁殖。 ②保護(hù)瀕危物種 ③生產(chǎn)醫(yī)用蛋白 ④作為異種移植的供體 ⑤用于組織器官的移植,6.存在問題 (1)研究方面 克隆動(dòng)物基因組重新編程的機(jī)制尚不清楚,克隆技術(shù)效率低,克隆動(dòng)物畸形率高,死亡率高,易出現(xiàn)早衰等問題。 (2)應(yīng)用方面 生產(chǎn)克隆動(dòng)物費(fèi)用昂貴,距大規(guī)模應(yīng)用還有一段距離。 知識(shí)貼士:克隆是從英語clone音譯而來。分為廣義和狹義,廣義的克隆是指所有的無性繁殖,在生物學(xué)領(lǐng)域中,有分子、細(xì)胞、個(gè)體三個(gè)水平的不同含義。,①分子克隆,即DNA擴(kuò)增。其含義是將某一特定的DNA片段通過重組DNA技術(shù)插入到一個(gè)載體(如質(zhì)粒或病毒等)中,并在宿主細(xì)胞自我復(fù)制得到的大量完全相同的該DNA片段群體。 ②細(xì)胞克隆,是指一個(gè)單一的共同祖先細(xì)胞分裂所形成的細(xì)胞株。其中每一個(gè)細(xì)胞的基因都是相同,如低等生物的分裂生殖,動(dòng)、植物的細(xì)胞培養(yǎng)等。 ③個(gè)體克隆,在個(gè)體水平上,克隆是指基因型完全相同的兩個(gè)或更多的個(gè)體組成的群體,如胚胎分割移植,同卵雙胞胎也屬于克隆。,狹義的克隆是指動(dòng)物通過的核移植由重組細(xì)胞發(fā)育成新個(gè)體的過程。如“多利”羊的培育。,,世界上第一只克隆羊“多利”的培育程序如下圖所示,請(qǐng)據(jù)圖回答下列問題。 (1)寫出圖中a、b所指的細(xì)胞工程名稱:a______;b______。 (2)實(shí)施細(xì)胞工程a時(shí),所需的受體細(xì)胞大多采用動(dòng)物卵細(xì)胞的原因是:________。 (3)“多利”面部的毛色是________。請(qǐng)根據(jù)遺傳學(xué)原理說明判斷根據(jù):__________________________________。 (4)繼植物組織培養(yǎng)之后,克隆綿羊的培育成功,證明動(dòng)物細(xì)胞也具有________。,(5)請(qǐng)舉一例,說明克隆羊培育成功的實(shí)際意義_________________________________________。 [解析] 該題將動(dòng)物細(xì)胞工程與遺傳學(xué)原理相結(jié)合,使題目的綜合性、靈活性加強(qiáng)。解答此題需要從動(dòng)物細(xì)胞工程、遺傳基因的來源與表達(dá)過程去分析和尋求答案??寺⊙蚨嗬囵B(yǎng)過程中用到的細(xì)胞工程技術(shù)是細(xì)胞核移植和胚胎移植。多利羊的性狀主要是由細(xì)胞核控制,即性狀和白面綿羊相似。,[答案] (1)細(xì)胞核移植 胚胎移植 (2)卵細(xì)胞體積大,易操作,通過發(fā)育可直接表現(xiàn)出性狀來 (3)白色 “多利”的細(xì)胞核基因全部來自白面綿羊 (4)全能性 (5)保存瀕危物種、繁育優(yōu)良品種、醫(yī)學(xué)上克隆某生理器官等等,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)過多次分裂,再植入第三只羊的子宮內(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,但是不能( ) A.有選擇的繁殖某一性別的家畜 B.繁殖家畜中的優(yōu)良個(gè)體 C.用于保存物種 D.改變動(dòng)物的基因型 [答案] D,[解析] 解題時(shí)首先準(zhǔn)確判斷出這只小羊羔實(shí)際上是通過無性生殖方式產(chǎn)生的。而無性生殖的主要特點(diǎn)就是子代保持母本的優(yōu)良性狀,很少發(fā)生變異,改變基因型。,1.動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)與植物組織培養(yǎng)的比較,知識(shí)貼士:(1)與植物組織培養(yǎng)基比較,動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)液的獨(dú)特之處在于:①液體培養(yǎng)基;②其成分中有動(dòng)物血清。 (2)為了保證細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)滿足其營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和生長(zhǎng)因子的供給,培養(yǎng)基中需添加一定量的血清,因?yàn)檠逯泻械鞍踪|(zhì)、氨基酸、葡萄糖、激素等及一些未知的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。,2.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(zhǎng)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。 3.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。,4.克隆動(dòng)物并非是對(duì)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。,動(dòng)物器官的體外培養(yǎng)技術(shù)對(duì)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(qǐng)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(zhǎng),但要注意選擇抗生素的________,以保證抗生素對(duì)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(duì)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)。 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(duì)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)胞的代謝,即吸收氧氣和營(yíng)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(zhǎng),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(duì)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(duì)有機(jī)物X具有解毒作用。,[答案] (1)吸收氧氣和營(yíng)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(duì)有機(jī)物X具有解毒作用,- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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