山東省平邑縣高中生物 第二章 細(xì)胞工程 2.2.1 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)和核移植技術(shù)學(xué)案新人教版選修3.doc

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2.2.1 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)和核移植技術(shù) 【導(dǎo)學(xué)目標(biāo)】 1.簡述動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的過程、條件及應(yīng)用。 2.簡述通過動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)克隆動(dòng)物的過程和應(yīng)用前景。 【自主學(xué)習(xí)】 一、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng) 1.原理： 。 2．概念：從動(dòng)物機(jī)體中取出相關(guān)的組織，將它分散成 ，然后，放在適宜的培養(yǎng)基中，讓這些細(xì)胞 和 。 3．過程 取動(dòng)物組織塊 ↓ 分散組織細(xì)胞：剪碎，用 或膠原蛋白酶處理一段時(shí)間 ↓ 配制細(xì)胞懸液 ↓ 原代培養(yǎng)：具有 和 的特點(diǎn) 4．條件 (1)無菌、無毒的環(huán)境：對(duì) 和所有 進(jìn)行無菌處理。 (2)營養(yǎng)：合成培養(yǎng)基中有糖、 、 、無機(jī)鹽、 ，通常需加入 、血漿等。 (3)溫度和pH ①適宜溫度： 0.5 ℃。 ②適宜pH： 。 (4)氣體環(huán)境：主要是O2和CO2，O2是細(xì)胞代謝所必需的，CO2的主要作用是 。 5．應(yīng)用 (1)生物制品：如 疫苗、干擾素、 的生產(chǎn)。 (2)檢測有毒物質(zhì)，判斷某種物質(zhì)的 。 (3)用于 、 、 等方面的研究，如篩選抗癌藥物等。 二、動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動(dòng)物 1.理論基礎(chǔ)：動(dòng)物的細(xì)胞核具有 。 2．概念：將動(dòng)物的一個(gè)細(xì)胞的 ，移入一個(gè)已經(jīng)去掉細(xì)胞核的 中，使其 并發(fā)育成一個(gè)新的胚胎，最終發(fā)育為動(dòng)物個(gè)體。 3．分類：包括 和 ，其中 較易成功。 4．過程 5．應(yīng)用前景 (1)在畜牧生產(chǎn)中：可以加速家畜遺傳改良進(jìn)程，促進(jìn) 。 (2)在保護(hù)瀕危物種方面：可增加這些動(dòng)物的 。 (3)在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域：轉(zhuǎn)基因克隆動(dòng)物可以作為 生產(chǎn)珍貴的醫(yī)用蛋白。 (4)在治療人類疾病方面：轉(zhuǎn)基因克隆動(dòng)物細(xì)胞、組織和器官可以作為 的供體。 (5)人的核移植胚胎干細(xì)胞經(jīng)誘導(dǎo)分化，形成相應(yīng)的組織、器官后，可以用于 。 (6)研究胚胎發(fā)育及衰老過程，追蹤研究疾病的 和 。 6．存在問題 (1) 低。 (2)絕大多數(shù)克隆動(dòng)物還存在 。 (3)克隆動(dòng)物食品的 存在爭議。 思考交流 1．動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)和植物組織培養(yǎng)的原理一樣嗎？ 2．為什么切取動(dòng)物組織塊進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)，常選擇胚胎或幼齡動(dòng)物的器官或組織？ 正誤判斷 1．常選用胚胎或幼齡動(dòng)物的器官或組織進(jìn)行動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)是因?yàn)檫@些細(xì)胞容易獲得。( ) 2．動(dòng)物細(xì)胞是基因工程技術(shù)中常用的受體細(xì)胞，離不開動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)。( ) 3．克隆動(dòng)物時(shí)，常以去核的卵母細(xì)胞為受體細(xì)胞的原因是細(xì)胞體積大、含有促進(jìn)細(xì)胞核全能性表達(dá)的物質(zhì)。( ) 4．克隆動(dòng)物成功率低且存在健康問題，因此克隆動(dòng)物研究無意義。( ) 【合作探究】 一、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng) ①動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的具體過程如何？什么是原代培養(yǎng)？什么是傳代培養(yǎng)？分別有什么特點(diǎn)？ ②什么叫接觸抑制？什么樣的細(xì)胞具有這一機(jī)制，什么樣的細(xì)胞失去這一機(jī)制？ 例1　某研究小組進(jìn)行藥物試驗(yàn)時(shí)，以動(dòng)物肝細(xì)胞為材料，測定藥物對(duì)體外培養(yǎng)細(xì)胞的毒性。供培養(yǎng)的細(xì)胞有甲、乙兩種，甲細(xì)胞為肝腫瘤細(xì)胞，乙細(xì)胞為正常肝細(xì)胞。請(qǐng)回答下列有關(guān)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的問題。 (1)將數(shù)量相等的甲細(xì)胞和乙細(xì)胞分別置于培養(yǎng)瓶中培養(yǎng)，培養(yǎng)液及其他培養(yǎng)條件均相同。一段時(shí)間后，觀察到甲細(xì)胞數(shù)量比乙細(xì)胞數(shù)量________。 (2)在動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)，通常在合成培養(yǎng)基中加入適量血清，其原因是___________________________________________。細(xì)胞培養(yǎng)應(yīng)在含5%CO2的恒溫培養(yǎng)箱中進(jìn)行，CO2的作用是______________________________________。 (3)在兩種細(xì)胞生長過程中，當(dāng)乙細(xì)胞鋪滿瓶壁時(shí)，其生長________。藥物試驗(yàn)需要大量細(xì)胞，兩種細(xì)胞頻繁傳代，甲細(xì)胞比乙細(xì)胞可以傳代的次數(shù)更________。若用動(dòng)物的肝臟組織塊制備肝細(xì)胞懸液，需要________處理。 (4)為了防止細(xì)胞培養(yǎng)過程中細(xì)菌的污染，可向培養(yǎng)液中加入適量的________。 【答案】 (1)多　(2)血清可以補(bǔ)充合成培養(yǎng)基中缺乏的物質(zhì)　維持培養(yǎng)液的pH　(3)停止　多　胰蛋白酶 (4)抗生素 二、動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)及克隆 什么是克?。咳绾螐牟煌膶哟卫斫饪寺?？ 【達(dá)標(biāo)檢測】 課堂達(dá)標(biāo) 1．下列關(guān)于動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的敘述中，正確的是(　　) A．動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的目的就是為獲得細(xì)胞分泌蛋白 B．動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)前要用胰蛋白酶處理使細(xì)胞分散開 C．動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)通常不會(huì)出現(xiàn)接觸抑制現(xiàn)象 D．可以通過細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)獲得完整的動(dòng)物個(gè)體 2．一般來說，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?、跓o菌的環(huán)境?、酆铣膳囵B(yǎng)基需加血漿?、軠囟扰c動(dòng)物體溫相近　⑤需要O2，不需要CO2 ⑥CO2調(diào)節(jié)培養(yǎng)液pH A．①②③④⑤⑥　　　　　B．①②③④ C．①③④⑤⑥ D．①②③④⑥ 3．中科院動(dòng)物研究所與福州大熊貓研究中心合作，通過將大熊貓細(xì)胞核植入去核后的兔子卵細(xì)胞中，在世界上最早克隆出一批大熊貓?jiān)缙谂咛ィ砻魑覈笮茇埲斯し敝逞芯吭俅巫咴谑澜缜傲?。下列描述與克隆無關(guān)的是(　　) A．“復(fù)制” B．無性繁殖 C．組織培養(yǎng) D．基因工程 4．一只羊的卵細(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．有選擇地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 5．下列對(duì)哺乳動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)的描述不正確的是(　　) A．該技術(shù)的難度明顯高于胚胎細(xì)胞核移植 B．通常采用減數(shù)第二次分裂期卵母細(xì)胞作為受體細(xì)胞 C．可通過顯微操作法除去卵母細(xì)胞核 D．克隆動(dòng)物是對(duì)提供體細(xì)胞核的動(dòng)物進(jìn)行了完全復(fù)制 6．現(xiàn)有A和B兩個(gè)肉牛品種，A品種牛的細(xì)胞組成可表示為A細(xì)胞核、A細(xì)胞質(zhì)；B品種牛則為B細(xì)胞核、B細(xì)胞質(zhì)。 (1)如果要獲得一頭克隆牛，使其細(xì)胞由A細(xì)胞核和B細(xì)胞質(zhì)組成，基本步驟是：從A品種牛體內(nèi)取出體細(xì)胞，進(jìn)行體外培養(yǎng)。然后再從培養(yǎng)細(xì)胞中取出________注入B品種牛的________卵母細(xì)胞中，經(jīng)過某種刺激和培養(yǎng)后，可形成胚胎，該胚胎被稱為________，將該胚胎移入代孕母牛的________中，通過培育可達(dá)到目的。 (2)克隆牛的產(chǎn)生說明______________具有全能性?？寺∨５男誀钪饕憩F(xiàn)________品種牛的特征。由A、B兩個(gè)品種雜交得到的牛與克隆牛相比，雜交牛細(xì)胞核的遺傳物質(zhì)來自________個(gè)親本，細(xì)胞質(zhì)來自________性親本，克隆牛和雜交牛的遺傳物質(zhì)組成_______________________(填“相同”或“不同”)。 (3)請(qǐng)舉一例說明克隆牛培育成功的實(shí)際意義。 ____________________________________。 課外強(qiáng)化 1．為了將用于培養(yǎng)的動(dòng)物組織細(xì)胞分散開，以便配制成一定濃度的細(xì)胞懸浮液，應(yīng)選用下列哪種物質(zhì)處理選取來的動(dòng)物組織(　　) A．胃蛋白酶　　　　B．胰蛋白酶 C．鹽酸 　 　　D．胰脂肪酶 2．動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過程的順序是(　　) ①原代培養(yǎng)　②傳代培養(yǎng)?、垡鹊鞍酌柑幚斫M織，形成分散的懸浮液 A．①②③ B．①③② C．②③① D．③①② 3．乙馬的卵細(xì)胞核被甲馬的體細(xì)胞核置換后，這個(gè)卵細(xì)胞經(jīng)過多次分裂發(fā)育成重組胚胎，再植入丙馬的子宮內(nèi)發(fā)育，結(jié)果產(chǎn)下一匹小馬。下列敘述正確的是(　　) A．直接在體外對(duì)甲馬的體細(xì)胞進(jìn)行誘導(dǎo)也能培養(yǎng)出胚胎 B．小馬的性狀與甲馬完全相同 C．此項(xiàng)技術(shù)可用于保護(hù)瀕危物種 D．該過程可以很好地證明動(dòng)物細(xì)胞的全能性 4．下列屬于動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)與植物組織培養(yǎng)區(qū)別的是 (　　) A．動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)所用的培養(yǎng)基的成分與植物的不同 B．動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)不需要在無菌條件下進(jìn)行 C．動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過程中可發(fā)生基因重組，而植物組織培養(yǎng)不能 D．植物組織培養(yǎng)和動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)都體現(xiàn)了細(xì)胞的全能性 5．實(shí)驗(yàn)小鼠皮膚細(xì)胞培養(yǎng)(非克隆培養(yǎng))的基本過程如下圖所示。下列敘述錯(cuò)誤的是(　　) A．甲過程需要對(duì)實(shí)驗(yàn)小鼠進(jìn)行消毒 B．乙過程對(duì)皮膚組織可用胰蛋白酶消化 C．丙過程得到的細(xì)胞大多具有異倍體核型 D．丁過程得到的細(xì)胞具有異質(zhì)性 6．下列不屬于動(dòng)物細(xì)胞工程應(yīng)用的是(　　) A．大規(guī)模生產(chǎn)干擾素，用于抵抗病毒引起的感染 B．為大面積燒傷的病人提供移植的皮膚細(xì)胞 C．大規(guī)模生產(chǎn)食品添加劑、香料等 D．利用核移植技術(shù)，加快優(yōu)良種畜的繁殖 7下圖是利用現(xiàn)代生物工程技術(shù)治療遺傳性糖尿病的過程圖解。請(qǐng)據(jù)圖回答下列問題。 (1)圖中①所示的結(jié)構(gòu)名稱是________。 (2)圖中③④所示的生物技術(shù)名稱分別是________________、__________________。 (3)過程③通常用去核的卵母細(xì)胞作為受體細(xì)胞的原因除了它體積大、易操作、營養(yǎng)物質(zhì)豐富外，還因?yàn)樗黖_______________________________________________________________________。 (4)過程④通常用②作為受體細(xì)胞的原因是____________________________________________。 (5)圖示方法與一般的異體核移植相比最大的優(yōu)點(diǎn)是__________，該種基因治療所屬類型為_________________________________________________。