高中生物 專(zhuān)題二 細(xì)胞工程 2.2.1 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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2 2動(dòng)物細(xì)胞工程2 2 1動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)和核移植技術(shù) 目標(biāo)導(dǎo)航1 結(jié)合圖2 16及相關(guān)內(nèi)容 歸納動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的過(guò)程 條件及應(yīng)用 2 結(jié)合圖2 21 歸納通過(guò)動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)克隆動(dòng)物的過(guò)程及應(yīng)用前景 預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)挑戰(zhàn)自我 點(diǎn)點(diǎn)落實(shí) 一 動(dòng)物細(xì)胞工程 閱讀P44 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng) 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng) 細(xì)胞融合 二 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng) 閱讀P44 46 1 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 2 過(guò)程 單個(gè)細(xì)胞 生長(zhǎng) 增殖 胰蛋白酶 細(xì)胞懸液 原代培養(yǎng) 3 相關(guān)概念 1 細(xì)胞貼壁 懸液中分散的細(xì)胞上 2 接觸抑制 當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長(zhǎng)到時(shí) 細(xì)胞的現(xiàn)象 3 原代培養(yǎng) 指動(dòng)物組織消化后的 4 傳代培養(yǎng) 貼滿瓶壁的細(xì)胞 出現(xiàn)后 需要重新用等處理 然后分瓶繼續(xù)培養(yǎng) 讓細(xì)胞的培養(yǎng)過(guò)程 貼附在瓶壁 表面相互接觸 停止分裂增殖 初次培養(yǎng) 接觸抑制 繼續(xù)增殖 胰蛋白酶 4 培養(yǎng)條件 1 無(wú)菌 無(wú)毒的環(huán)境 培養(yǎng)液中添加一定量的 并定期 以清除 防止對(duì)細(xì)胞自身造成危害 抗生素 更換培養(yǎng)液 代謝產(chǎn)物 微量元素 氨基酸 促生長(zhǎng)因子 血清 血漿 36 5 0 5 7 2 7 4 維持培養(yǎng)液的pH 5 應(yīng)用 1 生產(chǎn)生物制品 如病毒疫苗 干擾素 等 2 應(yīng)用于基因工程 動(dòng)物細(xì)胞是基因工程技術(shù)中常用的 3 應(yīng)用于檢測(cè) 判斷某種物質(zhì)的毒性 4 用于等方面的研究 如篩選抗癌藥物等 單克隆抗體 受 體細(xì)胞 有毒物質(zhì) 生理 病理 藥理 三 動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動(dòng)物 閱讀P47 50 1 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) 最終發(fā)育為動(dòng)物個(gè)體 2 分類(lèi)包括移植和移植 其中移植較易成功 細(xì)胞核 卵母細(xì)胞 重組 新的胚胎 胚胎細(xì)胞核 體細(xì)胞核 胚胎細(xì) 胞核 3 過(guò)程 供體細(xì)胞 去核卵母細(xì)胞 重組胚胎 克隆動(dòng)物 4 應(yīng)用前景 1 加速家畜進(jìn)程 促進(jìn)優(yōu)良畜群繁育 2 保護(hù)瀕危物種 3 轉(zhuǎn)基因克隆動(dòng)物可作為 生產(chǎn)許多醫(yī)用蛋白 4 轉(zhuǎn)基因克隆動(dòng)物細(xì)胞 組織和器官可作為異種移植的供體 5 人的核移植經(jīng)過(guò)誘導(dǎo)分化 形成相應(yīng)的組織 器官后 可以用于組織器官的移植 6 研究胚胎發(fā)育及衰老過(guò)程 追蹤研究疾病的發(fā)展過(guò)程和治療疾病 遺傳改良 生物反應(yīng)器 胚胎干細(xì)胞 5 存在問(wèn)題 1 成功率非常 低 高 2 絕大多數(shù)克隆動(dòng)物還存在問(wèn)題 3 克隆動(dòng)物食品的安全性存在爭(zhēng)議 低 健康 預(yù)習(xí)診斷 1 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)時(shí) 需要對(duì)細(xì)胞進(jìn)行一次脫分化處理和兩次胰蛋白酶處理 2 恒溫條件下進(jìn)行動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng) 細(xì)胞周期持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)短不隨細(xì)胞培養(yǎng)進(jìn)程而改變 3 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)可用于檢測(cè)有毒物質(zhì) 構(gòu)建人造皮膚 大量生產(chǎn)藥物蛋白 4 為了防止培養(yǎng)過(guò)程中發(fā)生微生物污染 應(yīng)將培養(yǎng)箱抽成真空以消毒 滅菌 5 動(dòng)物細(xì)胞核移植的原理是動(dòng)物細(xì)胞核的全能性 6 哺乳動(dòng)物核移植可以分為胚胎細(xì)胞核移植和體細(xì)胞核移植 7 動(dòng)物細(xì)胞在培養(yǎng)的過(guò)程中一些細(xì)胞會(huì)發(fā)生遺傳物質(zhì)的變化 8 目前使用的或冷凍保存的細(xì)胞通常是10代以?xún)?nèi)的細(xì)胞 以保持正常的二倍體核型 9 在動(dòng)物細(xì)胞的培養(yǎng)過(guò)程中 培養(yǎng)液中可以不加入血清和血漿等物質(zhì) 一 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng) 課堂講義重點(diǎn)難點(diǎn) 個(gè)個(gè)擊破 1 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程分析 1 過(guò)程 2 貼壁生長(zhǎng)現(xiàn)象及接觸抑制現(xiàn)象 貼壁生長(zhǎng) 動(dòng)物細(xì)胞在液體培養(yǎng)基中懸浮生長(zhǎng)一段時(shí)間之后 大部分細(xì)胞會(huì)貼附在培養(yǎng)瓶壁上生長(zhǎng) 接觸抑制 細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂 數(shù)目增加到表面相互接觸時(shí) 停止分裂增殖 出現(xiàn)接觸抑制現(xiàn)象 3 原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng) 原代培養(yǎng) 動(dòng)物組織消化后的初次培養(yǎng) 傳代培養(yǎng) 原代培養(yǎng)過(guò)程中 貼滿瓶壁的細(xì)胞需要重新用胰蛋白酶等處理 然后分瓶培養(yǎng) 讓細(xì)胞繼續(xù)增殖 2 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)與植物組織培養(yǎng)的比較 1 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)為什么需要無(wú)菌 無(wú)毒的環(huán)境 答案細(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 思維激活 2 根據(jù)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的過(guò)程 思考下列問(wèn)題 1 培養(yǎng)前為什么要將動(dòng)物組織分散成單個(gè)細(xì)胞 答案分散后細(xì)胞能與培養(yǎng)液充分接觸 更易進(jìn)行物質(zhì)交換 2 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)中兩次使用胰蛋白酶作用的對(duì)象有何不同 答案第一次是將組織塊分散成單個(gè)細(xì)胞 第二次是將貼滿瓶壁的細(xì)胞分散成單個(gè)細(xì)胞 3 為什么進(jìn)行動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)時(shí) 通常要添加血清 答案血清中含有蛋白質(zhì) 氨基酸 葡萄糖 激素等物質(zhì) 而且還含有多種未知的促生長(zhǎng)因子 能促進(jìn)細(xì)胞的生長(zhǎng) 增殖和貼附 4 進(jìn)行動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)為何常選用幼齡動(dòng)物組織或胚胎作培養(yǎng)材料 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)需要脫分化嗎 答案幼齡動(dòng)物組織或胚胎的細(xì)胞分化程度低 增殖能力很強(qiáng) 更易于培養(yǎng) 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)不需經(jīng)過(guò)脫分化過(guò)程 因高度分化的動(dòng)物細(xì)胞發(fā)育潛能變?nèi)?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(méi)有類(lèi)似植物組織或細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)的脫分化過(guò)程了 應(yīng)用示例 1 某研究小組為測(cè)定藥物對(duì)體外培養(yǎng)細(xì)胞的毒性 準(zhǔn)備對(duì)某種動(dòng)物的肝腫瘤細(xì)胞 甲 和正常肝細(xì)胞 乙 進(jìn)行動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng) 下列有關(guān)說(shuō)法正確的是 A 在利用兩種肝組織塊制備肝細(xì)胞懸液時(shí) 可用胃蛋白酶處理B 細(xì)胞培養(yǎng)應(yīng)在CO2培養(yǎng)箱中進(jìn)行 CO2的作用是作為細(xì)胞代謝原料 C 取甲細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng) 傳至10 50代就會(huì)完全停止D 乙細(xì)胞在原代培養(yǎng)過(guò)程中 最終會(huì)出現(xiàn)停止增殖的現(xiàn)象 問(wèn)題導(dǎo)析 1 胃蛋白酶的最適pH大約為2 這一環(huán)境下細(xì)胞往往會(huì)受到破壞 不利于培養(yǎng) 所以一般用酶而不用胃蛋白酶處理細(xì)胞 2 培養(yǎng)液中CO2的作用是 3 在適宜條件下 肝腫瘤細(xì)胞可以 4 正常肝細(xì)胞在培養(yǎng)過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)現(xiàn)象 停止增殖 胰蛋白 調(diào)節(jié)培養(yǎng)液的pH 無(wú)限增殖 原代 接觸抑制 答案D 一題多變判斷正誤 1 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的原理是動(dòng)物細(xì)胞的全能性 2 原代培養(yǎng)的細(xì)胞是指從貼壁生長(zhǎng)到發(fā)生接觸抑制的細(xì)胞 3 傳代培養(yǎng)的細(xì)胞以有絲分裂方式增殖 在傳代過(guò)程中其遺傳物質(zhì)保持不變 4 只要培養(yǎng)條件適宜 細(xì)胞都可在體外無(wú)限繁殖 二 動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動(dòng)物 1 原理克隆動(dòng)物的形成利用了動(dòng)物細(xì)胞核的全能性 2 供體和受體的選擇 1 供體 一般選用傳代10代以?xún)?nèi)的細(xì)胞 因?yàn)?0代以?xún)?nèi)的細(xì)胞一般能保持正常的二倍體核型 保證了供體細(xì)胞正常的遺傳基礎(chǔ) 而一般不選用生殖細(xì)胞作為供核細(xì)胞是因?yàn)樯臣?xì)胞與正常細(xì)胞相比 核遺傳物質(zhì)已減半 2 受體 去核的減數(shù)第二次分裂中期的卵母細(xì)胞 選取減數(shù)第二次分裂中期的卵母細(xì)胞的原因 一方面細(xì)胞大 易于操作 卵黃多 營(yíng)養(yǎng)豐富 為發(fā)育提供充足的營(yíng)養(yǎng) 另一方面此時(shí)具備受精能力 細(xì)胞質(zhì)中含有能刺激融合后重組細(xì)胞進(jìn)行分裂分化并形成重組胚胎的物質(zhì) 去核的原因 保證克隆動(dòng)物的遺傳物質(zhì)最大程度地來(lái)自有重要利用價(jià)值的動(dòng)物 3 以克隆高產(chǎn)奶牛為例 思維激活 1 為什么核移植技術(shù)獲得的動(dòng)物與供核動(dòng)物性狀不完全相同 答案 1 克隆動(dòng)物絕大部分DNA來(lái)自于供體細(xì)胞核 但其核外線粒體中的DNA是來(lái)自于受體卵母細(xì)胞 2 性狀是基因與環(huán)境共同作用的結(jié)果 供核動(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 其性狀也不可能和供核動(dòng)物完全相同 3 在個(gè)體發(fā)育過(guò)程中有可能發(fā)生基因突變 產(chǎn)生供核動(dòng)物沒(méi)有的性狀 2 結(jié)合動(dòng)物細(xì)胞核移植的過(guò)程 分析為什么體細(xì)胞核移植較胚胎細(xì)胞核移植更困難 答案由于動(dòng)物胚胎細(xì)胞分化程度低 恢復(fù)其全能性相對(duì)容易 而動(dòng)物體細(xì)胞分化程度高 恢復(fù)其全能性十分困難 因此動(dòng)物體細(xì)胞核移植的難度就明顯高于胚胎細(xì)胞核移植 應(yīng)用示例 2 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(guò)程圖解 請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題 1 圖中 所示的結(jié)構(gòu)名稱(chēng)是 2 圖中 所示的生物技術(shù)名稱(chēng)分別是 3 過(guò)程 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(yíng)養(yǎng)物質(zhì)豐富外 還因?yàn)樗?4 過(guò)程 通常用 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(lèi)型為 問(wèn)題導(dǎo)析 1 是從供體 患者 體細(xì)胞分離出的 2 表示技術(shù) 表示技術(shù) 3 核移植的受體細(xì)胞一般是 原因是它體積大 易操作 含有供胚胎發(fā)育的 它還含有促進(jìn)細(xì)胞核表達(dá)的物質(zhì) 4 早期胚胎中的細(xì)胞分化程度 全能性 可誘導(dǎo)分化成各種組織器官 細(xì)胞核 核移植 轉(zhuǎn)基因 卵母細(xì)胞 營(yíng)養(yǎng)物質(zhì) 全能 性 低 高 5 圖示培育出的細(xì)胞 胰島B細(xì)胞 核遺傳物質(zhì)來(lái)自 所以移植后不發(fā)生反應(yīng) 圖中所示基因治療是 故所屬類(lèi)型為體外基因治療 患者本人 免疫排斥 體 外轉(zhuǎn)基因 答案 1 細(xì)胞核 2 核移植技術(shù)轉(zhuǎn)基因技術(shù) 或基因工程 DNA重組技術(shù) 基因拼接技術(shù) 3 含有促進(jìn)細(xì)胞核全能性表達(dá)的物質(zhì) 4 早期胚胎細(xì)胞分化程度低 全能性高 可誘導(dǎo)分化為各種組織 器官 5 細(xì)胞移植無(wú)免疫排斥反應(yīng)體外基因治療 一題多變判斷正誤 1 核移植過(guò)程中細(xì)胞核只來(lái)自于一個(gè)個(gè)體 因此核遺傳物質(zhì)與供核個(gè)體的相同 屬于無(wú)性繁殖 2 克隆技術(shù)形成重組細(xì)胞發(fā)育成一個(gè)新個(gè)體 體現(xiàn)了動(dòng)物細(xì)胞的全能性 3 克隆動(dòng)物可以作為異種移植的供體 克隆技術(shù)用于組織器官的移植 4 克隆技術(shù)可以用于增加瀕危動(dòng)物數(shù)量 改善瀕危物種的基因組成 5 圖中健康胰島B細(xì)胞基因通常應(yīng)該采用顯微注射技術(shù)轉(zhuǎn)入動(dòng)物細(xì)胞中 6 圖中重組細(xì)胞A在培養(yǎng)液中培養(yǎng)成早期胚胎的過(guò)程中會(huì)發(fā)生基因重組 課堂小結(jié) 單個(gè) 胰蛋白酶 未 原代 傳代 無(wú)菌 無(wú)毒 空氣 CO2 轉(zhuǎn)基因 有毒物質(zhì) 卵母細(xì)胞 體細(xì)胞 重組細(xì)胞 代孕 對(duì)點(diǎn)練習(xí) 1 2 3 4 1 動(dòng)物細(xì)胞工程常用的技術(shù)手段中 最基礎(chǔ)的是 A 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)B 動(dòng)物細(xì)胞融合C 動(dòng)物組織培養(yǎng)D 胚胎細(xì)胞核移植 A 2 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)與植物組織培養(yǎng)的重要區(qū)別在于 A 培養(yǎng)基不同B 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)不需要在無(wú)菌條件下進(jìn)行C 動(dòng)物細(xì)胞可以傳代培養(yǎng) 而植物細(xì)胞不能D 動(dòng)物細(xì)胞能夠大量培養(yǎng) 而植物細(xì)胞只能培養(yǎng)成植株 1 2 3 4 1 2 3 4 解析動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的培養(yǎng)基與植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基不同 動(dòng)物細(xì)胞一般用液體培養(yǎng)基培養(yǎng) 而植物組織培養(yǎng)一般用固體培養(yǎng)基 與植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基相比 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的培養(yǎng)基中還要加動(dòng)物血清等 它們都是在無(wú)菌條件下進(jìn)行的 B C D項(xiàng)的敘述有誤 答案A 1 2 3 4 3 如圖為某哺乳動(dòng)物的生殖過(guò)程圖 正確的敘述是 A 動(dòng)物個(gè)體2為克隆動(dòng)物 c為高度分化的體細(xì)胞B 動(dòng)物個(gè)體2的遺傳性狀與提供b細(xì)胞的母羊完全不同C 產(chǎn)生動(dòng)物個(gè)體2的生殖方式為有性生殖D e細(xì)胞為完成減數(shù)分裂的卵細(xì)胞 解析通過(guò)克隆技術(shù)培育的動(dòng)物稱(chēng)為克隆動(dòng)物 提供細(xì)胞核的是高度分化的體細(xì)胞 A項(xiàng)正確 B項(xiàng)考慮細(xì)胞質(zhì)基因 應(yīng)該是 有相同之處 動(dòng)物的克隆實(shí)際上是無(wú)性生殖過(guò)程 C項(xiàng)錯(cuò)誤 e細(xì)胞是處于減數(shù)第二次分裂中期的卵母細(xì)胞 并沒(méi)有完全完成減數(shù)分裂 D項(xiàng)錯(cuò)誤 答案A 1 2 3 4 1 2 3 4 4 科學(xué)家通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)獲得了含有人生長(zhǎng)激素基因的奶牛 如果要加速轉(zhuǎn)基因奶牛的繁育 可以對(duì)此轉(zhuǎn)基因奶牛進(jìn)行克隆 如圖所示 請(qǐng)結(jié)合圖示回答下列相關(guān)問(wèn)題 1 2 3 4 1 在進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)之前 要對(duì)取自轉(zhuǎn)基因奶牛的組織細(xì)胞進(jìn)行分離 形成單個(gè)細(xì)胞 這個(gè)過(guò)程中需要利用 酶處理 解析實(shí)踐中常用胰蛋白酶處理動(dòng)物組織細(xì)胞使其分離開(kāi)來(lái) 胰蛋白 1 2 3 4 2 用于核移植的供體細(xì)胞 一般都選用傳代10代以?xún)?nèi)的細(xì)胞 原因是 解析傳代10代以?xún)?nèi)的細(xì)胞代謝旺盛 分裂能力強(qiáng) 遺傳物質(zhì)沒(méi)有發(fā)生改變 適于作核移植的供體細(xì)胞 該種細(xì)胞代謝旺盛 分裂能力強(qiáng) 且遺傳物質(zhì)沒(méi)有 發(fā)生改變 1 2 3 4 3 在進(jìn)行原代培養(yǎng)時(shí) 細(xì)胞增殖的方式是 此外 細(xì)胞增殖還表現(xiàn)出 和接觸抑制等特點(diǎn) 解析在進(jìn)行原代培養(yǎng)時(shí) 細(xì)胞以有絲分裂的方式進(jìn)行增殖 同時(shí)表現(xiàn)出貼壁生長(zhǎng)和接觸抑制的現(xiàn)象 有絲分裂 貼壁生長(zhǎng) 1 2 3 4 4 將進(jìn)行培養(yǎng)的供體細(xì)胞注入去核的卵母細(xì)胞中 去除卵母細(xì)胞細(xì)胞核的目的是 解析去除卵母細(xì)胞細(xì)胞核的目的是使克隆出的動(dòng)物個(gè)體的遺傳物質(zhì)幾乎全部來(lái)自供體細(xì)胞 使克隆出的動(dòng)物個(gè)體的遺傳物質(zhì)幾乎 全部來(lái)自供體細(xì)胞 1 2 3 4 5 將重組細(xì)胞在培養(yǎng)液中培養(yǎng)成的重組胚胎移入受體母牛后 該母牛就會(huì)生出與供體奶牛遺傳物質(zhì)相同的犢牛 但也不是100 的復(fù)制 原因最可能是 解析生物的性狀是細(xì)胞核基因和細(xì)胞質(zhì)基因共同作用的結(jié)果 同時(shí) 生物的性狀還受環(huán)境的影響 因此 克隆動(dòng)物不可能是供體奶牛100 的復(fù)制品 生物的性狀受細(xì)胞核基因和細(xì)胞質(zhì)基因 共同控制 生物的性狀還受環(huán)境因素的影響