人教選修三動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)和核移植技術(shù)

人教選修三動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)和核移植技術(shù)第1頁/共49頁學(xué)習(xí)導(dǎo)航1.簡(jiǎn)述動(dòng)物的細(xì)胞培養(yǎng)及條件。

[重點(diǎn)]2.舉例論證動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用及意義。3.簡(jiǎn)述動(dòng)物核移植的過程及意義。

[重、難點(diǎn)]第2頁/共49頁新知初探思維啟動(dòng)一、動(dòng)物細(xì)胞工程1.常用的技術(shù)手段：動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)、動(dòng)物細(xì)胞核移植、________________、生產(chǎn)單克隆抗體等。2.基礎(chǔ)：________________技術(shù)。動(dòng)物細(xì)胞融合動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)第3頁/共49頁二、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)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______。單個(gè)細(xì)胞生長(zhǎng)增殖第4頁/共49頁2.過程胰蛋白酶第5頁/共49頁想一想1.為什么選用幼齡動(dòng)物組織或胚胎進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)？【提示】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)。第6頁/共49頁培養(yǎng)用具第7頁/共49頁36.5細(xì)胞代謝pH第8頁/共49頁4.應(yīng)用(1)生產(chǎn)生物制品：如病毒疫苗、干擾素、單克隆抗體等。(2)應(yīng)用于基因工程：_________是基因工程技術(shù)中常用的受體細(xì)胞。(3)應(yīng)用于檢測(cè)___________，判斷某種物質(zhì)的毒性。(4)用于生理、病理、藥理等方面的研究，如篩選抗癌藥物等。動(dòng)物細(xì)胞有毒物質(zhì)第9頁/共49頁三、動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動(dòng)物1..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)____________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___________。去掉細(xì)胞核動(dòng)物個(gè)體第10頁/共49頁2.過程第11頁/共49頁3.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。遺傳改良生物反應(yīng)器第12頁/共49頁(5)人的核移植_____________經(jīng)誘導(dǎo)分化，形成相應(yīng)的組織、器官后，可用于組織器官的移植。(6)研究胚胎發(fā)育及衰老過程，追蹤研究疾病的發(fā)展過程和治療疾病。4.存在問題(1)成功率非常_____

(低/高)。(2)絕大多數(shù)克隆動(dòng)物還存在_______問題。(3)克隆動(dòng)物食品的安全性存在爭(zhēng)議。胚胎干細(xì)胞低健康第13頁/共49頁想一想2．你認(rèn)為用體細(xì)胞核移植方法生產(chǎn)的克隆動(dòng)物，是對(duì)體細(xì)胞核供體動(dòng)物進(jìn)行100%的復(fù)制嗎？為什么？【提示】克隆動(dòng)物絕大部分DNA來自于供體細(xì)胞核，但其細(xì)胞質(zhì)中還含少量的DNA，即線粒體中的DNA是來自于受體卵細(xì)胞。第14頁/共49頁此外，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，其形成的行為、習(xí)性也不可能和供核動(dòng)物完全相同。另外，在個(gè)體發(fā)育過程中有可能產(chǎn)生基因突變，產(chǎn)生供核動(dòng)物沒有的性狀。基于上述三個(gè)方面的原因，克隆動(dòng)物不會(huì)是供核動(dòng)物100%的復(fù)制。第15頁/共49頁要點(diǎn)突破講練互動(dòng)要點(diǎn)一動(dòng)物細(xì)胞的培養(yǎng)1.原理：細(xì)胞增殖2.過程(1)取材：培養(yǎng)的動(dòng)物細(xì)胞大部分取自動(dòng)物胚胎或出生不久的幼齡動(dòng)物的器官或組織，因?yàn)檫@些組織或器官上的細(xì)胞生命力旺盛，分裂能力強(qiáng)。第16頁/共49頁(2)過程第17頁/共49頁3.細(xì)胞貼壁和接觸抑制(1)細(xì)胞貼壁：培養(yǎng)液中分散的動(dòng)物細(xì)胞，置于適宜的條件下，會(huì)貼附在培養(yǎng)瓶壁上，稱為細(xì)胞貼壁，或貼壁生長(zhǎng)。(2)接觸抑制：當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長(zhǎng)到表面相互接觸時(shí)，細(xì)胞就會(huì)停止分裂增殖，這種現(xiàn)象稱為細(xì)胞的接觸抑制。第18頁/共49頁4.原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)(1)概念原代培養(yǎng)：動(dòng)物組織通過酶或機(jī)械方法分散成單個(gè)細(xì)胞后進(jìn)行的初次培養(yǎng)。傳代培養(yǎng)：用胰蛋白酶等處理后進(jìn)行的分瓶擴(kuò)大培養(yǎng)，即傳代培養(yǎng)。第19頁/共49頁(2)特點(diǎn)：原代培養(yǎng)的細(xì)胞分裂旺盛，一般表現(xiàn)為細(xì)胞貼壁生長(zhǎng)和接觸抑制。而傳代細(xì)胞的10代以內(nèi)能保持細(xì)胞正常的二倍體核型，但傳到10代后，細(xì)胞一般不易傳下去；傳至10代～50代左右時(shí)，細(xì)胞增殖緩慢，甚至完全停止，此時(shí)細(xì)胞普遍表現(xiàn)為衰老和凋亡特征，但也有少部分細(xì)胞會(huì)發(fā)生突變，會(huì)朝著等同于癌細(xì)胞的方向發(fā)展。第20頁/共49頁5.細(xì)胞株與細(xì)胞系(1)含義：能夠傳代到40～50代的細(xì)胞叫做細(xì)胞株,細(xì)胞株細(xì)胞的遺傳物質(zhì)沒有發(fā)生改變;當(dāng)細(xì)胞株細(xì)胞傳到50代以后，有部分細(xì)胞的遺傳物質(zhì)發(fā)生了改變，能在培養(yǎng)條件下無限制地傳代下去的細(xì)胞叫細(xì)胞系。細(xì)胞系細(xì)胞的遺傳物質(zhì)發(fā)生了改變，具有癌變的特點(diǎn)。第21頁/共49頁(2)圖示：第22頁/共49頁(2010·高考浙江卷)下列關(guān)于動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的敘述，正確的是(

)A．培養(yǎng)保留接觸抑制的細(xì)胞在培養(yǎng)瓶壁上可形成多層細(xì)胞B．克隆培養(yǎng)法培養(yǎng)過程中多數(shù)細(xì)胞的基因型會(huì)發(fā)生改變C．二倍體細(xì)胞的傳代培養(yǎng)次數(shù)通常是無限的D．惡性細(xì)胞系的細(xì)胞可進(jìn)行傳代培養(yǎng)例1第23頁/共49頁【解析】由于細(xì)胞之間相互接觸而發(fā)生接觸性抑制，細(xì)胞在培養(yǎng)瓶壁上只能形成單層細(xì)胞，A錯(cuò)；克隆培養(yǎng)法中細(xì)胞都是由一個(gè)細(xì)胞經(jīng)過有絲分裂而得的，所以細(xì)胞的基因型相同，多數(shù)不會(huì)發(fā)生改變，B錯(cuò)；二倍體細(xì)胞傳代培養(yǎng)至10代多數(shù)會(huì)死亡，只有少數(shù)的細(xì)胞能夠培養(yǎng)至50代以后成為細(xì)胞系，C錯(cuò)；惡性細(xì)胞系的細(xì)胞具有癌變的特點(diǎn)，能夠無限增殖，可以進(jìn)行傳代培養(yǎng)，D正確?！敬鸢浮?/p>

D第24頁/共49頁互動(dòng)探究(1)動(dòng)物細(xì)胞的培養(yǎng)常運(yùn)用什么樣的細(xì)胞？(2)動(dòng)物細(xì)胞的培養(yǎng)能產(chǎn)生動(dòng)物個(gè)體嗎？【提示】

(1)胚胎或幼齡動(dòng)物的器官和組織細(xì)胞。(2)不能。第25頁/共49頁【探規(guī)尋律】

(1)當(dāng)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)超過50代后，少部分細(xì)胞發(fā)生突變而持續(xù)分裂。(2)癌細(xì)胞失去了接觸抑制機(jī)制，可以在培養(yǎng)瓶中形成多層細(xì)胞。第26頁/共49頁要點(diǎn)二植物組織培養(yǎng)和動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的比較植物組織培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)區(qū)別理論基礎(chǔ)(原理)細(xì)胞的全能性細(xì)胞增殖培養(yǎng)基及培養(yǎng)條件固體或半固體培養(yǎng)基，需一定營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、激素、光照等條件液體培養(yǎng)基，需營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、維生素、動(dòng)物血清、適宜pH等第27頁/共49頁植物組織培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)區(qū)別過程結(jié)果獲得新個(gè)體或細(xì)胞產(chǎn)品大量產(chǎn)生細(xì)胞或細(xì)胞產(chǎn)物相同點(diǎn)都需人工條件下的無菌操作第28頁/共49頁特別提醒

(1)植物組織培養(yǎng)的結(jié)果是新的植株或組織，而動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的目的是為了獲得細(xì)胞或細(xì)胞產(chǎn)物，不是獲取完整個(gè)體，其過程不能體現(xiàn)細(xì)胞全能性。(2)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)用的是液體培養(yǎng)基，特別添加一定量的動(dòng)物血清或血漿，可以為細(xì)胞提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和生長(zhǎng)因子。第29頁/共49頁(2012·綿陽中學(xué)高二檢測(cè))現(xiàn)將“細(xì)胞工程”中動(dòng)、植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)列表比較如下，你認(rèn)為哪一項(xiàng)比較有錯(cuò)誤(

)例2比較項(xiàng)目原理培養(yǎng)基區(qū)別結(jié)果培養(yǎng)目的植物組織培養(yǎng)細(xì)胞的全能性需加植物激素培育成植株快速繁殖,培育無病毒植株等動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)細(xì)胞的全能性需加動(dòng)物血清培養(yǎng)成細(xì)胞系或細(xì)胞株獲得細(xì)胞或細(xì)胞的產(chǎn)物等第30頁/共49頁A.原理B．培養(yǎng)基區(qū)別C．結(jié)果

D．培養(yǎng)目的【解析】本題考查的是植物組織培養(yǎng)和動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)相關(guān)知識(shí)的比較，動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的目的是獲得更多細(xì)胞或細(xì)胞產(chǎn)物,而不是獲得個(gè)體,其原理只涉及細(xì)胞增殖(細(xì)胞分裂)?！敬鸢浮?/p>

A第31頁/共49頁【易誤警示】

誤認(rèn)為動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)也是為了獲得一個(gè)完整的個(gè)體，而得出錯(cuò)誤答案“D”，但卻忽略了動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)只是為了得到細(xì)胞或細(xì)胞產(chǎn)物，它用到的原理也只是細(xì)胞增殖。第32頁/共49頁變式訓(xùn)練下列有關(guān)植物組織培養(yǎng)和動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的比較中，敘述錯(cuò)誤的是(

)A．所用的培養(yǎng)基的成分基本相同B．植物組織培養(yǎng)的結(jié)果是培育成植株，動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的結(jié)果是培育成很多細(xì)胞第33頁/共49頁C．植物組織培養(yǎng)的目的是為了快速繁殖和獲得無病毒的植株，動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的目的是為了獲得細(xì)胞產(chǎn)物或細(xì)胞D．植物組織培養(yǎng)的原理是細(xì)胞的全能性，動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的原理是細(xì)胞的增殖第34頁/共49頁解析：選A。對(duì)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)和植物組織培養(yǎng)的知識(shí)理解程度不夠，造成了概念上的混淆，認(rèn)為動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)和植物組織培養(yǎng)具體過程相差不大，故誤選B或C或D。動(dòng)植物細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)培養(yǎng)基的成分差別較大，動(dòng)物培養(yǎng)基需加入血清，植物培養(yǎng)基需加入激素和瓊脂。第35頁/共49頁要點(diǎn)三動(dòng)物體細(xì)胞核移植和克隆動(dòng)物1..動(dòng)物細(xì)胞核移植的理論基礎(chǔ)：動(dòng)物細(xì)胞核的全能性。2.體細(xì)胞核移植的過程第36頁/共49頁3.動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)的條件(1)用于核移植的受體細(xì)胞一般選擇去核的卵母細(xì)胞，因?yàn)槁涯讣?xì)胞的體積大，易操作，細(xì)胞質(zhì)中含有促使細(xì)胞核表達(dá)全能性的物質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)條件。(2)用于核移植的供體細(xì)胞一般都選自10代以內(nèi)的細(xì)胞，因?yàn)?0代以內(nèi)的細(xì)胞能保持正常的二倍體核型，能保證供體細(xì)胞正常的遺傳基礎(chǔ)。第37頁/共49頁(3)核移植時(shí)，一般先用電刺激使供受體細(xì)胞融合，再用物理或化學(xué)方法激活受體細(xì)胞，使其完成細(xì)胞分裂和發(fā)育進(jìn)程。(4)核移植過程中細(xì)胞核只來自于一個(gè)個(gè)體，因此遺傳物質(zhì)與供核個(gè)體的相同，屬于無性繁殖，不會(huì)改變生物體的基因型。第38頁/共49頁(5)克隆動(dòng)物的性狀與核供體生物的性狀基本相同，但不是完全相同，因?yàn)椋孩倏寺?dòng)物的細(xì)胞質(zhì)遺傳物質(zhì)來自于受體卵母細(xì)胞；②生物的性狀不僅與遺傳物質(zhì)有關(guān)，還受環(huán)境影響。第39頁/共49頁如圖是利用現(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。例3第40頁/共49頁(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(yíng)養(yǎng)物質(zhì)豐富外，還因?yàn)樗黖__________________________________________________________________________________________________。第41頁/共49頁(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_______________________________________________________________________。第42頁/共49頁【解析】

(1)①是從供體(患者)體細(xì)胞分離出的細(xì)胞核。(2)③表示核移植技術(shù)，④表示轉(zhuǎn)基因技術(shù)。(3)核移植的受體細(xì)胞一般是卵母細(xì)胞，原因是它體積大、易操作，含有供胚胎發(fā)育的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，它還含有促進(jìn)細(xì)胞核全能性表達(dá)的物質(zhì)。第43頁/共49頁(4)早期胚胎中的細(xì)胞分化程度低,全能性高,可誘導(dǎo)分化成各種組織器官。(5)圖示培育出的細(xì)胞(胰島B細(xì)胞)核遺傳物質(zhì)來自患者本人，所以移植后不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)；圖中所示基因治療是體外轉(zhuǎn)基因，故所屬類型為體外基因治療。第44頁/共49頁【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)這些細(xì)胞分化程度極低，具有全能性，可以定向地誘導(dǎo)分化為各類細(xì)胞(5)沒有免疫排斥反應(yīng)體外基因治療第45頁/共49頁