學(xué)高中生物 第二章 課時(shí)8動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)和細(xì)胞核移植技術(shù) 蘇教版選修3

第8課時(shí)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)和細(xì)胞核移植技術(shù)目標(biāo)導(dǎo)航1.了解動(dòng)物細(xì)胞與組織培養(yǎng)的原理、意義及應(yīng)用。2.理解動(dòng)物細(xì)胞與組織培養(yǎng)的方法、過程。3.了解動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)的原理和意義。4.掌握細(xì)胞核移植與體細(xì)胞克隆的過程和意義。5.了解克隆技術(shù)引發(fā)的社會(huì)倫理問題。一、動(dòng)物細(xì)胞與組織培養(yǎng)1．概念：是指在體外模擬動(dòng)物______________，將動(dòng)物____________在________、________適宜和________充足的條件下培養(yǎng)，使其繼續(xù)____________并維持原有結(jié)構(gòu)和功能的技術(shù)。2．材料來源：____________或出生后不久的_____________________________________。3．動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)與動(dòng)物組織培養(yǎng)過程(1)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)：無菌條件下取出組織塊，用培養(yǎng)液漂洗→用____________等處理，形成分散的__________→細(xì)胞______到含有營(yíng)養(yǎng)液的培養(yǎng)皿中，進(jìn)行培養(yǎng)→細(xì)胞不斷分裂，鋪滿整個(gè)培養(yǎng)皿底部，形成一層細(xì)胞→將細(xì)胞______到新培養(yǎng)液中，繼續(xù)培養(yǎng)。(2)動(dòng)物組織培養(yǎng)：無菌條件下取出組織塊，用培養(yǎng)液漂洗→用眼科剪______組織塊→用____________沖洗組織塊，自然沉降→將組織塊移入培養(yǎng)瓶中→使組織塊______在培養(yǎng)瓶的______上，在培養(yǎng)液中生長(zhǎng)。二者的主要區(qū)別：動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過程中需要用____________等使組織塊中的細(xì)胞______。4．環(huán)境條件：包括____________、pH、______________和____________等。5．培養(yǎng)基(1)天然培養(yǎng)基：主要取自____________、________________和________等，具有營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高、__________的特點(diǎn)。(2)合成培養(yǎng)基：______________的培養(yǎng)基，具有成分________、便于控制____________的特點(diǎn)，還需加入____________。6．培養(yǎng)類型(1)原代培養(yǎng)：指從供體獲取組織或細(xì)胞后的____________。(2)傳代培養(yǎng)：將原代培養(yǎng)的細(xì)胞____________后轉(zhuǎn)入新的培養(yǎng)瓶中的____________。二、細(xì)胞核移植與動(dòng)物體細(xì)胞克隆1．克隆：是指________________的分子、細(xì)胞或來自同一祖先的生物個(gè)體的________________。2．動(dòng)物體細(xì)胞克?。菏菍⒐w____________________與受體____________________進(jìn)行人工組合，借助于卵細(xì)胞的____________，經(jīng)過培養(yǎng)發(fā)育成______進(jìn)而形成________的技術(shù)。體細(xì)胞克隆的關(guān)鍵是____________技術(shù)。3．細(xì)胞核移植：是一種利用____________技術(shù)將某種動(dòng)物細(xì)胞的________移入同種或異種動(dòng)物的____________________________的技術(shù)。4．克隆技術(shù)的意義：在克服動(dòng)物__________________、創(chuàng)造________等方面具有重要的科學(xué)意義和潛在的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。知識(shí)點(diǎn)一動(dòng)物細(xì)胞與組織培養(yǎng)1．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)2．用動(dòng)、植物成體的體細(xì)胞進(jìn)行離體培養(yǎng)，下列敘述正確的是()A．都需要用CO2培養(yǎng)箱 B．都需要用液體培養(yǎng)基C．都要在無菌條件下進(jìn)行 D．都可體現(xiàn)細(xì)胞的全能性知識(shí)點(diǎn)二動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動(dòng)物3．分析以下事實(shí)：(1)胡蘿卜韌皮部細(xì)胞通過細(xì)胞培養(yǎng)能發(fā)育成完整植株；(2)綿羊乳腺細(xì)胞核移入去核卵母細(xì)胞中，能發(fā)育成有生殖能力的綿羊。基于以上事實(shí)，下列說法正確的是()①高度分化的動(dòng)植物細(xì)胞都具有全能性②分化的動(dòng)物細(xì)胞核具有全能性③分化細(xì)胞中不表達(dá)的基因仍存在于細(xì)胞核中，并沒有消失④分化細(xì)胞中不表達(dá)的基因具有啟動(dòng)表達(dá)的潛能A．②③④B．①③④C．①②③D．①②④4．下列有關(guān)克隆人的說法錯(cuò)誤的是()A．克隆人是一種無性生殖方式B．克隆人證明了人體細(xì)胞的細(xì)胞核具有全能性C．在現(xiàn)有克隆技術(shù)條件下成功率為百分之百D．克隆人和供體并不完全一致基礎(chǔ)落實(shí)1．在動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過程中，使用胰蛋白酶的目的是()A．使動(dòng)物組織分散為單個(gè)細(xì)胞B．去掉細(xì)胞壁，使其成為原生質(zhì)體C．去掉細(xì)胞膜，暴露出原生質(zhì)體便于細(xì)胞融合D．促進(jìn)蛋白質(zhì)水解為多肽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)物的體溫相近⑤需要氧氣，也需要二氧化碳⑥適宜的pHA．①②③④⑤⑥ B．①②③④C．①③④⑤⑥ D．①②③④⑥3．下列有關(guān)植物組織培養(yǎng)和動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的敘述中，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4．從母羊甲的體細(xì)胞中取出細(xì)胞核，注入到母羊乙的去核卵母細(xì)胞中，融合后的細(xì)胞經(jīng)卵裂形成早期胚胎，再移入到另一只母羊丙的子宮內(nèi)，出生的小羊大多數(shù)性狀()A．難以預(yù)測(cè) B．像甲 C．像乙 D．像丙5．根據(jù)培養(yǎng)基的物理性質(zhì)劃分，植物組織培養(yǎng)和動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)所常用的培養(yǎng)基分別是()A．固體培養(yǎng)基、固體培養(yǎng)基B．固體培養(yǎng)基、液體培養(yǎng)基C．液體培養(yǎng)基、固體培養(yǎng)基D．液體培養(yǎng)基、液體培養(yǎng)基6．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)③胰蛋白酶處理組織，形成分散的細(xì)胞懸液A．①②③ B．①③②C．②①③ D．③①②能力提升7．下列與動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)有關(guān)的表述中，不正確的是()A．培養(yǎng)液通常含有葡萄糖、氨基酸、無機(jī)鹽、維生素和動(dòng)物血清B．原代培養(yǎng)的細(xì)胞一般傳至10代左右便會(huì)出現(xiàn)生長(zhǎng)停止C．動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)一般能夠傳到40～50代，但其遺傳物質(zhì)發(fā)生了改變D．動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)可用于檢測(cè)有毒物質(zhì)和獲得大量自身的健康細(xì)胞8．年6月中國(guó)養(yǎng)殖網(wǎng)報(bào)道，“內(nèi)蒙古白絨山羊種羊場(chǎng)”誕生了目前國(guó)際上規(guī)模最大的一批轉(zhuǎn)基因克隆絨山羊。關(guān)于克隆，除個(gè)體水平的外，還有分子、細(xì)胞、器官等水平的克隆，下列不屬于克隆技術(shù)的是()A．從出生不久的小鼠心臟取下細(xì)胞在體外離體培養(yǎng)成細(xì)胞系B．使某些特定的外源基因在哺乳動(dòng)物體內(nèi)表達(dá)C．農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上利用馬鈴薯的芽繁殖馬鈴薯D．將單個(gè)B淋巴細(xì)胞進(jìn)行無性繁殖9．如圖為某哺乳動(dòng)物的生殖過程圖，正確的敘述是()A．個(gè)體2為克隆動(dòng)物，c為高度分化的體細(xì)胞B．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10.為了大力發(fā)展我國(guó)的肉牛和奶牛養(yǎng)殖業(yè)，科學(xué)家們?cè)谟N途徑上進(jìn)行了大膽探索，并取得了初步成果。材料年1月中旬到2月中旬，中國(guó)自主完成的首批成年體細(xì)胞克隆牛在山東曹縣五里墩降生?？寺∨Ｓ?個(gè)母親，A牛提供細(xì)胞核即供體細(xì)胞，B牛提供去除細(xì)胞核的卵細(xì)胞即受體細(xì)胞，兩種細(xì)胞在電脈沖的刺激下融合之后，通過細(xì)胞分裂形成早期胚胎，再將這個(gè)胚胎植入C牛子宮內(nèi)。請(qǐng)回答下列問題：(1)培養(yǎng)出的克隆牛幾乎是__________牛的復(fù)制品。這是因?yàn)榭刂婆Ｐ誀钸z傳的物質(zhì)主要存在于________________中。(2)如果多個(gè)供體細(xì)胞來自同一頭牛，培育的這些牛在性狀上也不完全相同，分析其原因，下列敘述正確的是(多選)()A．性狀變異可由環(huán)境條件引起B(yǎng)．基因可能會(huì)發(fā)生突變C．受體細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)基因不同D．細(xì)胞核基因發(fā)生了重組(3)通過體細(xì)胞克隆技術(shù)培育出的小牛，其性別則取決于__________。這樣人們就可以根據(jù)需要，有目的地控制小牛的性別。綜合拓展11．1997年2月7日《自然》雜志報(bào)道，英國(guó)的維爾穆特和他的同事們培育出克隆綿羊“多利”，由此引起了全球范圍的“多利風(fēng)暴”。其后，各國(guó)傳媒大肆渲染“克隆人”的恐怖前景，甚至有人認(rèn)為，假如有一天克隆人成功，可能會(huì)克隆出一個(gè)“愛因斯坦”或者“希特勒”。各國(guó)政府紛紛禁令“克隆人”，而科學(xué)界對(duì)此卻反應(yīng)冷漠。如圖是維爾穆特培育克隆綿羊的過程圖解，請(qǐng)據(jù)圖分析：(1)被去掉的黑面母綿羊的細(xì)胞核和白面母綿羊的細(xì)胞質(zhì)，很快都將死亡，哪一個(gè)最先死去？分析原因。________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)在培育“多利”的過程中，有三只母綿羊參與了“多利”繁育的過程，但有人說“這三個(gè)母親都是假的”，對(duì)此談?wù)勀愕睦斫?。___________________________________________________________________________________________________________________。(3)“多利”與哪只綿羊性狀基本相同？_______________________________________，原因是___________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)結(jié)合遺傳學(xué)原理說明科學(xué)界對(duì)于克隆“愛因斯坦”或者“希特勒”反應(yīng)冷漠的原因。________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)花藥離體培養(yǎng)與植物莖尖組織培養(yǎng)屬于同一種繁殖方式嗎？________。為什么？________________________________________________________________________________________________________________________________________________。第8課時(shí)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)和細(xì)胞核移植技術(shù)知識(shí)清單一、1.體內(nèi)環(huán)境細(xì)胞或組織無菌溫度營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)、增殖2.動(dòng)物胚胎幼齡動(dòng)物的器官或組織3．(1)胰蛋白酶懸浮細(xì)胞接種轉(zhuǎn)移(2)剪取生理鹽水黏附瓶壁胰蛋白酶離散4．適宜溫度氣體條件營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)5.(1)動(dòng)物血清動(dòng)物組織提取液雞胚汁成分復(fù)雜(2)人工配制明確實(shí)驗(yàn)條件動(dòng)物血清6.(1)初次培養(yǎng)(2)分離稀釋繼續(xù)培養(yǎng)二、1.遺傳上完全相同無性繁殖群體2.體細(xì)胞的細(xì)胞核去核卵細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)發(fā)育能力胚胎個(gè)體細(xì)胞核移植3.顯微操作細(xì)胞核去除細(xì)胞核的成熟卵細(xì)胞內(nèi)4.種間雜交繁殖障礙新物種對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1．D[動(dòng)物細(xì)胞在培養(yǎng)過程中有接觸抑制現(xiàn)象，細(xì)胞在培養(yǎng)瓶中會(huì)貼壁生長(zhǎng)，形成一層細(xì)胞，相互接觸后停止生長(zhǎng)?？寺∨囵B(yǎng)法培養(yǎng)過程中，僅有極少數(shù)細(xì)胞的基因型會(huì)發(fā)生改變。二倍體細(xì)胞的傳代培養(yǎng)一般傳至10代后就不易傳下去了。惡性細(xì)胞系的細(xì)胞具有不死性，可以進(jìn)行傳代培養(yǎng)。]知識(shí)鏈接(1)動(dòng)物細(xì)胞與組織培養(yǎng)的過程①動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的過程②動(dòng)物組織培養(yǎng)：無菌條件下取出組織塊，用培養(yǎng)液漂洗→用眼科剪剪取組織塊→用生理鹽水沖洗組織塊，自然沉降→將組織塊移入培養(yǎng)瓶中→使組織塊黏附在培養(yǎng)瓶的瓶壁上，在培養(yǎng)液中生長(zhǎng)。③二者的區(qū)別：動(dòng)物組織培養(yǎng)過程中不需要用胰蛋白酶等使組織塊中的細(xì)胞離散。(2)動(dòng)物細(xì)胞的培養(yǎng)條件①無菌、無毒的環(huán)境——無菌處理、加抗生素殺菌、定期更換培養(yǎng)液。②營(yíng)養(yǎng)——葡萄糖、氨基酸、促生長(zhǎng)因子、無機(jī)鹽和微量元素＋血清或血漿等天然成分。③溫度和pH——(36.5±0.5)℃和(7.2～7.4)。④氣體環(huán)境——95%空氣＋5%CO2。提醒①CO2作用——調(diào)節(jié)培養(yǎng)基pH；②空氣中O2作用——細(xì)胞有氧呼吸；③所用裝置——CO2培養(yǎng)箱。2．C[不管是動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)還是植物組織培養(yǎng)，最基本的一個(gè)外界條件就是都要在無菌環(huán)境條件下進(jìn)行。此外，動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的培養(yǎng)基是液體培養(yǎng)基，其中的碳源是葡萄糖，培養(yǎng)液中還需要加入一定的動(dòng)物血清，其氣體環(huán)境是95%空氣＋5%的二氧化碳，以維持培養(yǎng)液的pH。而植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基為固體培養(yǎng)基，其碳源為蔗糖，在組織培養(yǎng)的脫分化階段必須在黑暗條件下進(jìn)行，再分化過程則需要一定的光照條件；動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)就是細(xì)胞的增殖，不能體現(xiàn)細(xì)胞的全能性，而植物組織培養(yǎng)體現(xiàn)了植物細(xì)胞的全能性。]知識(shí)鏈接培養(yǎng)基的類型(1)作用：為培養(yǎng)的組織和細(xì)胞提供所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)等，提供生長(zhǎng)條件。(2)分類①按照物理性質(zhì)可分為固體培養(yǎng)基和液體培養(yǎng)基。②按照營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的來源可分為合成培養(yǎng)基和天然培養(yǎng)基。(3)天然培養(yǎng)基①來源：動(dòng)物血清、動(dòng)物組織提取液和雞胚汁。②特點(diǎn)：營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高、成分復(fù)雜。(4)合成培養(yǎng)基①來源：人工配制。②特點(diǎn)：成分明確、便于控制實(shí)驗(yàn)條件；但缺乏某些無法替代的成分。因此也需要加入動(dòng)物血清。③應(yīng)用：用于實(shí)驗(yàn)研究。3．A[通過核移植得到克隆羊的實(shí)驗(yàn)?zāi)茏C明動(dòng)物細(xì)胞核的全能性，但不能證明高度分化的動(dòng)物細(xì)胞具有全能性。]規(guī)律方法細(xì)胞分化和細(xì)胞全能性的關(guān)系(1)細(xì)胞分化程度越高，其全能性越低。(2)高度分化的植物細(xì)胞仍具有全能性。(3)動(dòng)物細(xì)胞隨著分化程度的升高，細(xì)胞全能性逐漸被抑制，但其細(xì)胞核仍具有全能性。(4)細(xì)胞分化的實(shí)質(zhì)為基因的選擇性表達(dá)，其遺傳物質(zhì)并不改變。4．C[克隆人是一種無性繁殖方式；克隆人和供體并不完全一致，要受細(xì)胞質(zhì)中少數(shù)遺傳物質(zhì)的控制和環(huán)境的影響?，F(xiàn)在的克隆技術(shù)尚不成熟。]思路導(dǎo)引解題的關(guān)鍵是：充分理解“克隆人是通過克隆技術(shù)(即核移植技術(shù))孕育成人的過程”，依據(jù)克隆技術(shù)的相關(guān)知識(shí)逐項(xiàng)判斷。知識(shí)拓展克隆技術(shù)(1)治療性克?、俑拍睿褐咐每寺〖夹g(shù)產(chǎn)生特定細(xì)胞和組織(皮膚、神經(jīng)或肌肉等)用于治療性移植。②原理：干細(xì)胞具有強(qiáng)大的多方向分化潛能和自我更新能力。③過程(2)生殖性克?、俑拍睿褐笇⒖寺〖夹g(shù)用于生育目的，即用于產(chǎn)生人類個(gè)體。②原理：動(dòng)物體細(xì)胞核的全能性。③過程(3)二者主要區(qū)別：獲得的早期胚胎在治療性克隆中用于獲得胚胎干細(xì)胞，然后誘導(dǎo)胚胎干細(xì)胞分化出所需的特定的組織或細(xì)胞；在生殖性克隆中獲得的胚胎則通過胚胎移植到母體的子宮內(nèi)，由母體孕育出嬰兒。課后作業(yè)1．A[在進(jìn)行動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)前，先用胰蛋白酶使組織塊中的細(xì)胞相互分散開，以增加與培養(yǎng)液的接觸面積，便于培養(yǎng)。]2．A[動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)一般需要無菌、無毒的環(huán)境；一定的營(yíng)養(yǎng)；一般與動(dòng)物相近的體溫和適宜的pH以及氣體環(huán)境等。]3．A[兩者培養(yǎng)基的成分差別較大，動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的培養(yǎng)基需加入動(dòng)物血清，植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基需加入激素和瓊脂。]4．B[由于出生的小羊的細(xì)胞核中的遺傳物質(zhì)和提供細(xì)胞核的甲羊相同，所以小羊大多數(shù)性狀像甲。但由于乙提供了細(xì)胞質(zhì)，細(xì)胞質(zhì)中線粒體DNA也會(huì)發(fā)揮作用，所以小羊的性狀不會(huì)和甲羊完全一樣。]5．B[在植物組織培養(yǎng)過程中所用的是固體培養(yǎng)基，而在動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過程中需制成單個(gè)懸浮細(xì)胞，用的是液體培養(yǎng)基。]6．D7．C[動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)到40～50代時(shí)的細(xì)胞叫做細(xì)胞株，其遺傳物質(zhì)沒有發(fā)生改變。在之后的培養(yǎng)中，有部分細(xì)胞的遺傳物質(zhì)發(fā)生了改變，并帶有癌變性質(zhì)，有可能在培養(yǎng)條件下無限制地傳代下去，這種傳代細(xì)胞稱為細(xì)胞系。]8．B[克隆