專題2細胞工程

1、名校名 推薦專題 2 細胞工程體細胞克隆羊多利的問世不僅給克隆技術(shù)帶來重大突破，也使更多的人開始關(guān)注細胞工程技術(shù)。 近幾十年來， 細胞工程技術(shù)獲得突飛猛進的發(fā)展， 許多成果已滲入到我們的日常生產(chǎn)和生活中。通過本專題的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以了解細胞工程的原理、應(yīng)用及其發(fā)展前景。本專題教材分析一、 教學(xué)目的要求知識方面1.簡述植物組織培養(yǎng)和體細胞雜交技術(shù)及其應(yīng)用。2.簡述動物細胞培養(yǎng)和體細胞核移植技術(shù)及其應(yīng)用前景。3.舉例說出動物細胞融合和單克隆抗體技術(shù)及其應(yīng)用。情感態(tài)度與價值觀方面1.體驗植物組織培養(yǎng)技術(shù)。2.討論細胞工程技術(shù)的社會意義。3.認同細胞學(xué)基礎(chǔ)理論研究與技術(shù)開發(fā)之間的關(guān)系。4.關(guān)注細胞工程研

2、究的發(fā)展和應(yīng)用前景。能力方面1.嘗試進行植物組織培養(yǎng)。2.運用細胞的基礎(chǔ)知識，分析細胞工程的理論基礎(chǔ)。3.搜集有關(guān)細胞工程研究進展和應(yīng)用方面的資料，進行整理、分析和交流。二、教學(xué)內(nèi)容的結(jié)構(gòu)和特點（一）教學(xué)內(nèi)容的特點本專題內(nèi)容包括兩部分，即植物細胞工程和動物細胞工程，其中植物細胞工程可用3 課時教學(xué)，動物細胞工程可用3 課時教學(xué)。本專題的題圖是由三幅圖合成的：克隆羊多利的照片、細胞核移植和植物組織培養(yǎng)。題圖的寓意是表明細胞工程是細胞水平上的操作，它包括植物細胞工程和動物細胞工程等方面。在章引言中通過列舉細胞工程的應(yīng)用，把學(xué)生帶進細胞工程的科技領(lǐng)域?？萍继剿髦芳毎こ痰陌l(fā)展歷程，以圖配文的形式介

3、紹了細胞工程的來龍去脈，使學(xué)生認識到細胞工程不是憑空得來的，而是經(jīng)過了一代代科學(xué)家執(zhí)著地探索；科學(xué)與技術(shù)是相互促進的，科學(xué)理論要經(jīng)過技術(shù)才能轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。第一節(jié)植物細胞工程包括兩小節(jié)：植物細胞工程的基本技術(shù)和植物細胞工程的實際應(yīng)用。第一小節(jié)， 是讓學(xué)生了解最基礎(chǔ)的知識植物細胞工程基本原理和技術(shù)，第二小節(jié)是讓學(xué)生了解它的實際應(yīng)用。第一小節(jié)植物細胞工程的基本技術(shù)講述了細胞的全能性、植物組織培養(yǎng)技術(shù)、植物體細胞雜交技術(shù)等三方面內(nèi)容，其中，植物細胞的全能性是植物組織培養(yǎng)的基礎(chǔ)，而植物體細胞雜交技術(shù)又是在植物組織培養(yǎng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。在本小節(jié)的教材中，首先用實例引出“花瓣是怎樣長成一株完整的植株的？植

4、物的花瓣為什么能培育出一株完整的植株？”等問題，由此導(dǎo)入植物細胞全能性的學(xué)習(xí)。因為學(xué)生在必修模塊分子與細胞中，已經(jīng)學(xué)習(xí)過細胞的全能性及分化的知識，所以教材在此只簡單敘述了細胞全能性的概念和細胞分化的實質(zhì)。關(guān)于植物組織培養(yǎng)技術(shù)，是植物細胞工程中最基本的技術(shù)，教材中安排了 “胡蘿卜的組織培養(yǎng) ”實驗，讓學(xué)生通過動手操作，感到細胞工程并不神秘，并且培養(yǎng)學(xué)生的動手能力。在植物體細胞雜交技術(shù)中，首先是以一個實例“番茄 馬鈴薯 ”雜種植株提出問題：“科學(xué)家是怎樣得到此雜種植株的？” 接下來以圖文結(jié)合的形式介紹了植物體細胞雜交技術(shù)的1名校名 推薦基本過程、概念、已取得的進展和尚未解決的問題。意在使學(xué)生認同科

5、學(xué)是一個探究過程，激發(fā)學(xué)生探索生命科學(xué)奧秘的興趣。插入的旁欄“異想天開 ”意在活躍學(xué)生的思維。第二小節(jié)植物細胞工程的實際應(yīng)用講述了植物繁殖的新途徑、作物新品種的培育，以及細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)等三方面的內(nèi)容。在植物繁殖的新途徑中，教材選擇了三個實例：微型繁殖、 作物脫毒和神奇的人工種子。之所以首先介紹了微型繁殖，因為它是植物組織培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用最為廣泛的領(lǐng)域。在作物新品種的培育中， 教材僅舉了單倍體育種和突變體的利用兩個實例?？紤]到學(xué)生已了解單倍體、突變育種等基本知識，所以教材只對此部分內(nèi)容做了簡單的介紹。細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)是植物組織培養(yǎng)技術(shù)與發(fā)酵工程相結(jié)合的一項新技術(shù)。教材先介紹了細胞產(chǎn)物的種類

6、，再簡要介紹人參皂甙的工廠化生產(chǎn)過程。為配合抗癌藥物紫杉醇的生產(chǎn)的內(nèi)容， 教材以資料分析的形式介紹了我國紅豆杉慘遭浩劫的例子，引導(dǎo)學(xué)生討論植物組織培養(yǎng)在節(jié)約資源，保護環(huán)境方面的重要意義。第二節(jié) 動物細胞工程 包括動物細胞的培養(yǎng)、動物體細胞核移植技術(shù)及克隆動物、細胞融合和單克隆抗體四部分內(nèi)容。關(guān)于動物細胞的培養(yǎng)，教材用人造皮膚等實例引入主題，同時，配以人造皮膚的圖片，以激發(fā)學(xué)生的興趣， 接著很自然地導(dǎo)入動物細胞培養(yǎng)的內(nèi)容。教材首先介紹了動物細胞培養(yǎng)的概念，接著以文字敘述、圖片、小資料、討論相結(jié)合的形式，介紹細胞培養(yǎng)過程及原理，最后又從學(xué)生已有的內(nèi)環(huán)境知識出發(fā)，用提問的形式引出細胞培養(yǎng)的條件。對于

7、細胞培養(yǎng)條件，教材用了較多的筆墨，其意圖是細胞培養(yǎng)條件的講述中蘊含了細胞培養(yǎng)的原理。動物體細胞核移植技術(shù)及克隆動物，既是動物細胞工程的重點內(nèi)容，又是近幾年來的熱點問題， 學(xué)生對它們有一定的了解，如何做到在原有基礎(chǔ)上提高呢？教材首先解釋了動物體細胞核移植技術(shù)和克隆動物的關(guān)系，隨后簡單介紹了哺乳動物核移植技術(shù)的分類，接著用小字介紹核移植技術(shù)的發(fā)展簡史，再將文字、流程圖、思考、小資料、討論等多種形式結(jié)合，以我國的克隆牛為例，詳細講解了體細胞核移植技術(shù)的過程，最后說明體細胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景及存在的問題。力圖使學(xué)生在學(xué)習(xí)知識的同時，受到科技史、 科學(xué)價值觀和愛國主義的教育。在 “動物細胞融合 ”部分

8、， 由于考慮到其基本原理與植物的原生質(zhì)體融合相同，方法也類似，所以只用簡潔的文字介紹了動物細胞融合的概念、原理、方法、意義及應(yīng)用，其間插入了小資料、 細胞融合過程的示意圖及小字的動物細胞融合技術(shù)發(fā)展簡史。既避免了重復(fù)， 又突出了動物細胞融合的特點。單克隆抗體是動物細胞工程的新技術(shù)，也是本節(jié)教材的重點、 難點內(nèi)容。 教材先由動物細胞融合的應(yīng)用引入單克隆抗體，接著又從傳統(tǒng)抗體生產(chǎn)存在的問題入手，引出單克隆抗體的概念。隨后又提出問題怎樣才能獲得單克隆抗體？由此自然過渡到單克隆抗體的制備上。關(guān)于單克隆抗體的制備， 用講故事的形式， 講述了兩位科學(xué)家對單克隆抗體的研究過程，讓學(xué)生認識到豐富的聯(lián)系和想像在

9、科學(xué)創(chuàng)新中具有重要作用。（二）教學(xué)內(nèi)容的結(jié)構(gòu)2名校名 推薦三、與學(xué)生經(jīng)驗的聯(lián)系細胞工程看似微觀、抽象，很難與學(xué)生的生活經(jīng)驗相聯(lián)系，其實不然。由于植物微型繁殖技術(shù)的迅速發(fā)展，學(xué)生經(jīng)常會從各種媒體上看到 “試管苗 ”、“組培苗 ”的字眼。而克隆羊多利的誕生更使 “克隆 ”這個生物學(xué)的專業(yè)術(shù)語，成為媒體頻頻出現(xiàn)的、已不用注解的名詞。細胞工程是建立在對細胞結(jié)構(gòu)、功能、生理等研究基礎(chǔ)上的新技術(shù)，在必修模塊分子與細胞中，學(xué)生已學(xué)過動植物細胞的結(jié)構(gòu)和功能、細胞的分化和全能性；在必修模塊遺傳和進化中，學(xué)生已學(xué)過生物變異在育種上的應(yīng)用；在必修模塊穩(wěn)態(tài)與環(huán)境中，學(xué)生學(xué)習(xí)過人體內(nèi)環(huán)境及免疫的知識，而這些都是學(xué)習(xí)本專

10、題的知識基礎(chǔ)。四、與其他專題的聯(lián)系生物技術(shù)各個分支領(lǐng)域是相互滲透、相互促進的。 細胞是生物體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位，細胞工程中的技術(shù)是其他生物工程的基礎(chǔ)。 例如，細胞工程最主要和基礎(chǔ)的技術(shù)是動植物細胞的培養(yǎng)技術(shù)， 而基因工程中受體細胞的培養(yǎng)和篩選， 胚胎工程中動物細胞的培養(yǎng)都需要細胞培養(yǎng)的技術(shù)。2.1 植物細胞工程一、教學(xué)目標1. 簡述植物組織培養(yǎng)和植物體細胞雜交技術(shù)。2. 列舉植物細胞工程的實際應(yīng)用。 3. 嘗試進行植物組織培養(yǎng)。二、教學(xué)重點和難點1.教學(xué)重點（ 1） 植物組織培養(yǎng)的原理和過程。 （ 2） 植物體細胞雜交的原理。 （ 3） 植物細胞工程應(yīng)用的實例。2.教學(xué)難點植物組織培養(yǎng)的實驗

11、。三、教學(xué)策略本節(jié)教材內(nèi)容對學(xué)生來說，雖說在必修模塊中學(xué)了一些細胞的知識，但仍然是一個新的領(lǐng)域， 學(xué)習(xí)起來有一定的困難。 教師可采用講授為主結(jié)合討論的方法進行教學(xué)。 具體建議如下。在細胞的全能性及細胞分化的實質(zhì)、植物組織培養(yǎng)技術(shù)這部分內(nèi)容的教學(xué)中，首先可用3名校名 推薦教材上的菊花圖引入本節(jié)的標題，同時提出一個問題為什么植物的一個花瓣就可以培育出完整的植株呢？以引入本節(jié)課的第一個問題細胞的全能性及分化。關(guān)于細胞的全能性和細胞分化這部分內(nèi)容，因為學(xué)生在必修模塊中學(xué)過，所以可以提問的方式讓學(xué)生回顧，教師再根據(jù)學(xué)生的回答情況按教材上的內(nèi)容進行講解。然后再通過“怎樣把植物的一個花瓣培育成完整的植株”這

12、個問題引入本節(jié)課的重點及難點問題植物組織培養(yǎng)技術(shù)。教材這部分的內(nèi)容是通過實驗 “胡蘿卜的組織培養(yǎng) ”來進行討論和總結(jié)的， 應(yīng)當盡量創(chuàng)造條件完成這個實驗。在不具備完成該實驗條件的學(xué)校， 可以帶領(lǐng)學(xué)生參觀組培實驗室， 或讓學(xué)生觀看植物組織培養(yǎng)技術(shù)的錄像片。同時結(jié)合教材的討論題進行教學(xué)，還可再補充兩個問題：（ 1）離體的器官、組織或細胞如果不進行脫分化處理，能否培養(yǎng)成完整植物體？（ 2）決定植物細胞脫分化、再分化的關(guān)鍵因素是什么？在植物體細胞雜交技術(shù)及植物繁殖的新途徑的教學(xué)中，首先可通過教材上的番茄 馬鈴薯實例引入， 讓學(xué)生思考20 世紀 60 年代， 一些科學(xué)家提出這樣一個設(shè)想：讓番茄與馬鈴薯雜交

13、， 培育出地上結(jié)番茄果實，地下結(jié)馬鈴薯塊莖的植物。如果要實現(xiàn)這一設(shè)想，你認為可以采用哪些方法？這樣一來一下子就把學(xué)生吸引到本節(jié)課要解決的問題植物體細胞雜交技術(shù)上。 隨后讓學(xué)生分析植物體細胞雜交技術(shù)的概念，再根據(jù)此概念， 結(jié)合學(xué)生原有的植物細胞結(jié)構(gòu)特點、酶的特性及新學(xué)習(xí)的植物組織培養(yǎng)技術(shù)的知識來回答下述問題：（ 1）要想讓兩個來自不同植物的體細胞融合在一起，遇到的第一個障礙是什么？（ 2）有沒有一種溫和的去細胞壁的方法？（ 3）如果兩個來源不同的原生質(zhì)體發(fā)生融合形成了雜種細胞，下一步該對此細胞做何種處理？（ 4）如何將雜種細胞培育成雜種植株？與學(xué)生一起討論后，再按教材上的植物體細胞雜交技術(shù)流程圖

14、進行總結(jié)，重點講解以下內(nèi)容。 流程圖中為了簡化，僅畫了一個馬鈴薯的原生質(zhì)體與一個番茄的原生質(zhì)體之間的融合，可真正在實際操作過程中，是把許多馬鈴薯的原生質(zhì)體和許多番茄的原生質(zhì)體放在一起，讓它們自由融合，再從中篩選出所需的雜種細胞。 由于不同種的細胞其細胞膜的特點不一樣，如不作任何處理，把它們放在一起，讓它們自然融合是不可能的，所以原生質(zhì)體間的融合必須要人工誘導(dǎo)。最后要特別強調(diào)植物體細胞雜交技術(shù)的意義，以及植物體細胞雜交已取得的進展和尚未解決的問題，使學(xué)生認同科學(xué)是一個不斷發(fā)展的過程，激發(fā)學(xué)生探索生命科學(xué)奧秘的興趣及勇于質(zhì)疑的科學(xué)精神。在植物繁殖新途徑的教學(xué)中，首先可由植物組織培養(yǎng)技術(shù)引入，讓學(xué)生

15、回憶植物組織培養(yǎng)技術(shù)的基本原理和過程，思考利用這項技術(shù)能做哪些工作？再逐一講解微型繁殖技術(shù)、作物脫毒及人工種子。微型繁殖技術(shù)的特點教師需從教材中提煉出來：繁殖速度快；“高保真 ”（因為是無性繁殖）；不受自然生長季節(jié)的限制（因為在具有一定人工設(shè)施的室內(nèi)生產(chǎn)）。關(guān)于植物組織培養(yǎng)的其他應(yīng)用，應(yīng)當參照教材的思路，先介紹生產(chǎn)實踐中遇到的問題，說明社會生產(chǎn)的實際需要，再介紹科技人員是如何應(yīng)用植物組織培養(yǎng)技術(shù)解決這些問題的。例如，關(guān)于在作物脫毒中的應(yīng)用，應(yīng)當先介紹長期進行無性繁殖的作物，易積累感染的病毒，導(dǎo)致產(chǎn)量降低， 品質(zhì)變差， 而植物的分生區(qū)一般不會感染病毒，用分生區(qū)的細胞進行組織培養(yǎng)，就能得到大量的脫

16、毒苗。這樣進行教學(xué)， 一是能夠讓學(xué)生更好地理解先進技術(shù)的應(yīng)用價值，二是能夠調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，三是有利于培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力。在細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)的教學(xué)中，盡管此內(nèi)容是植物組織培養(yǎng)技術(shù)在另一方面的重要應(yīng)用， 但由于學(xué)生對此內(nèi)容易于理解，所以教師可先讓學(xué)生閱讀教材，再結(jié)合資料分析，師生共同討論資料分析中的討論題。四、答案和提示4名校名 推薦2.1.1 植物細胞工程的基本技術(shù)（一）思考與探究1.為什么 “番茄 馬鈴薯 ”超級雜種植株沒有如科學(xué)家所想像的那樣，地上長番茄、地下結(jié)馬鈴薯？提示： 1978 年，梅爾徹斯 （melchers ）等人首次獲得了馬鈴薯與番茄的屬間體細胞雜種。他們

17、將培育的二倍體馬鈴薯品系和番茄葉片細胞進行融合，所產(chǎn)生的雜交株被稱為“馬鈴薯番茄 ”。像大多數(shù)雜種一樣，雜交株同時具有馬鈴薯和番茄的形態(tài)特征。其中一些植株形成了“類似塊莖的生殖根”，但是沒有產(chǎn)生可結(jié)實的花、果實以及真正意義上的塊莖。到目前為止“馬鈴薯 番茄 ”一類的體細胞雜交植物還不能產(chǎn)生經(jīng)濟效益，但是其研究價值不可忽視。至于馬鈴薯 番茄沒有像人們預(yù)想的那樣地上長番茄、地下結(jié)馬鈴薯， 主要原因是： 生物基因的表達不是孤立的，它們之間是相互調(diào)控、相互影響的， 所以馬鈴薯 番茄雜交植株的細胞中雖然具備兩個物種的遺傳物質(zhì)，但這些遺傳物質(zhì)的表達受到相互干擾，不能再像馬鈴薯或番茄植株中的遺傳物質(zhì)一樣有序

18、表達，雜交植株不能地上長番茄、地下結(jié)馬鈴薯就是很自然的了。2.自然界中有一種含有葉綠體的原生動物眼蟲，說明植物的細胞器同樣可以在某些動物細胞中存活，請?zhí)接懀?動物細胞與植物細胞之間可以實現(xiàn)雜交嗎？如果理論上可行，請設(shè)計出具體實驗方案。提示：根據(jù)眼蟲的特點，動物細胞和植物細胞之間在理論上是可以實現(xiàn)雜交的。具體的實驗方案可以設(shè)計如下：（二）正文中討論題【實驗胡蘿卜的組織培養(yǎng)】1.在組織培養(yǎng)實驗中，為什么要強調(diào)所用器械的滅菌和實驗人員的無菌操作？提示：植物組織培養(yǎng)中用到的培養(yǎng)基含有豐富的營養(yǎng)成分，有利于培養(yǎng)物的生長，然而各種雜菌同樣也可以在上面迅速生長，所以植物組織培養(yǎng)過程中污染現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生。培養(yǎng)基

19、一旦被污染， 迅速生長的各種雜菌不但會和培養(yǎng)物爭奪營養(yǎng)，而且這些雜菌生長的過程中會生成大量對培養(yǎng)物有害的物質(zhì)，導(dǎo)致培養(yǎng)物迅速死亡。造成培養(yǎng)基污染的因素有很多，一般包括： 外植體帶菌、 培養(yǎng)瓶和各種器械滅菌不徹底、操作人員操作不規(guī)范等。所以在組織培養(yǎng)實驗中用到的植物材料和各種器械都要進行徹底地滅菌，實驗人員操作一定要規(guī)范，避免帶入雜菌。2.在本實驗中，切取胡蘿卜塊根時強調(diào)要切取含有形成層部分，原因是這部分容易誘導(dǎo)形成愈傷組織。請思考一下，胡蘿卜的其他部分（如莖、葉、花），是否也能培養(yǎng)成小植株，你能用實驗的方法進行驗證嗎？提示：胡蘿卜的其他部分（如莖、葉、花）也能培養(yǎng)再生形成小植株，只是誘導(dǎo)愈傷組

20、織比較困難。 可以讓學(xué)生參考利用胡蘿卜根進行組織培養(yǎng)的實驗，嘗試設(shè)計出利用胡蘿卜的5名校名 推薦莖、葉、花進行組織培養(yǎng)的實驗流程。3.請根據(jù)上面的實驗過程，概括出植物組織培養(yǎng)技術(shù)的流程簡圖。提示：2.1.2 植物細胞工程的實際應(yīng)用（一）思考與探究1.通過查閱資料，請你再列舉出植物組織培養(yǎng)技術(shù)在我們生活中的另外一些應(yīng)用。提示： a. 拯救瀕危植物； b. 提供食品制作的原料；c. 利用愈傷組織進行轉(zhuǎn)基因操作。2.請查閱植物人工種子制備技術(shù)的詳細過程，設(shè)計出制備技術(shù)的主要流程圖。提示：誘導(dǎo)植物愈傷組織 體細胞胚的誘導(dǎo) 體細胞胚的成熟 體細胞胚的機械化包裹 貯藏或種植3.請查閱相關(guān)文獻，設(shè)計出一種植

21、物花藥組織培養(yǎng)和染色體加倍的實驗流程。提示：花藥花粉細胞培養(yǎng)愈傷組織分化出小植物單倍體植株正常植株（二）正文中討論題1.人們利用植物的微型繁殖技術(shù)來進行工廠化育苗生產(chǎn)，這是利用了該項技術(shù)的哪些特點？提示：植物 “微型 ”繁殖技術(shù)具有高效性和可以保持種苗的優(yōu)良遺傳特性的優(yōu)勢。工廠化大規(guī)模育苗生產(chǎn)正是利用了植物 “微型 ”繁殖技術(shù)的這兩方面優(yōu)勢。 利用植物 “微型 ”繁殖技術(shù)我們可以在短時間中獲得大量的優(yōu)質(zhì)種苗。2.人工種子之所以神奇，是由于它具有天然種子不可比擬的特點，想一想它們具有哪些優(yōu)點？提示：人工種子的優(yōu)點：（ 1）天然種子由于在遺傳上具有因減數(shù)分裂引起的重組現(xiàn)象，因而會造成某些遺傳性狀的

22、改變；天然種子在生產(chǎn)上受季節(jié)限制，一般每年只繁殖 12 次，有些甚至十幾年才繁殖一次。而人工種子則可以完全保持優(yōu)良品種的遺傳特性，生產(chǎn)上也不受季節(jié)的限制。6名校名 推薦（ 2）試管苗的大量貯藏和運輸也是相當困難的。人工種子則克服了這些缺點，人工種子外層是起保護作用的薄膜，類似天然種子的種皮，因此，可以很方便地貯藏和運輸。3.人工種皮是保證包裹在其中的胚狀體順利生長成小植株的關(guān)鍵部分，請?zhí)接懭斯しN皮中應(yīng)該具有的有效成分是什么？為了促進胚狀體的生長發(fā)育，我們還可以向人工種皮中加入哪些物質(zhì)？提示：針對植物種類和土壤等條件，在人工種子的包裹劑中還可以加入適量的養(yǎng)分、無機鹽、有機碳源以及農(nóng)藥、抗生素、有

23、益菌等。為了促進胚狀體的生長發(fā)育，還可以向人工種皮中加入一些植物生長調(diào)節(jié)劑。4.高效抗癌的藥物紫杉醇，雖然能造福人類，但卻為瀕危的紅豆杉帶來一場滅頂之災(zāi)。以“我們能否利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)大量生產(chǎn)紫杉醇，從而拯救紅豆杉”為題，與同學(xué)展開討論，說出植物組織培養(yǎng)技術(shù)在節(jié)約資源、保護環(huán)境方面的重要意義。提示：可以利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)來大量生產(chǎn)紫杉醇?，F(xiàn)在國內(nèi)外的科學(xué)家們正在研究利用植物細胞培養(yǎng)技術(shù)來大量培育紅豆杉細胞，希望利用這種方法來大量生產(chǎn)紫杉醇。國內(nèi)外許多實驗室開展了用組織培養(yǎng)法生產(chǎn)紫杉醇的研究，紅豆杉屬的11 種植物現(xiàn)都在進行組織培養(yǎng)。 esc agenetics 公司宣布他們用細胞培養(yǎng)法所得

24、紫杉醇的含量是樹皮的2 5 倍。國內(nèi)外在分化細胞株系和培養(yǎng)條件方面做了不少工作，摸索了外植體、 光照、 培養(yǎng)基組成等因素對細胞培養(yǎng)及紫杉醇生成的影響?，F(xiàn)在工藝條件已基本摸清，正研究反應(yīng)的放大技術(shù)等，有望實現(xiàn)通過細胞培養(yǎng)進行工業(yè)化生產(chǎn)紫杉醇的目標。五、知識拓展1.什么是細胞全能性?細胞全能性 （ cell totipotency ）比較權(quán)威的定義是1984 年國際組織培養(yǎng)協(xié)會做出的：“細胞全能性為細胞的某種特征，有這種能力的細胞保留形成有機體所有細胞類型的能力”。這個定義比一般所說的概念“一個細胞中包含著這種生物的全部遺傳信息（基因），在適當?shù)臈l件下可以發(fā)育成一個完整的生物體”更基本和全面。它不

25、但包含了培養(yǎng)細胞再生成植株的情況（分化成各種類型的細胞，并以一定形式構(gòu)建成植物），同時也包含了培養(yǎng)細胞生產(chǎn)次生代謝物的情況（不分化或只分化成某種類型細胞，但仍留著分化為其他細胞類型的能力）。前者成為組織培養(yǎng)和轉(zhuǎn)基因植物需要進行植株再生的理論基礎(chǔ)，后者成為像微生物發(fā)酵一樣培養(yǎng)細胞， 生產(chǎn)人們所需要的次生代謝產(chǎn)物的理論基礎(chǔ)，如通過紅豆杉的細胞培養(yǎng)生產(chǎn)紫杉醇。2.植物組織培養(yǎng)技術(shù)是如何發(fā)展起來的？技術(shù)和理論是一對孿生兄弟，相輔相成， 技術(shù)手段的發(fā)明會促進理論的創(chuàng)新，理論的創(chuàng)新又會指導(dǎo)技術(shù)的實踐活動。植物組織培養(yǎng)也是如此。早在 1902 年，哈伯蘭特（ haberlandt ）提出高等植物的器官和組織

26、可以不斷地分割，直至單個細胞的觀點，預(yù)言植物體細胞在適宜的條件下，有發(fā)育成完整植株的潛力，提出了植物細胞全能性的設(shè)想，并且用植物細胞組織進行了培養(yǎng)實驗。他雖然未能獲得再生植株，卻是植物組織培養(yǎng)的開創(chuàng)者。1902 年他發(fā)表了著名論文植物細胞離體培養(yǎng)實驗，論文中提出的植物細胞全能性的理論是植物組織培養(yǎng)的理論基礎(chǔ)。從哈伯蘭特提出植物細胞全能性的理論，到1958 年斯圖爾德（f.c.steward）等人第一次用胡蘿卜根的韌皮部細胞證實了植物細胞的全能性，用了整整56 年。 56 年中許多科學(xué)家做的事情歸納起來都是在探索哈伯蘭特提出的“植物細胞在適宜條件下，有發(fā)育成完整植株的潛力 ”中的適宜條件。20

27、世紀 60 年代以后，植物組織培養(yǎng)進入了迅速發(fā)展階段，并逐步走向生產(chǎn)應(yīng)用，如快繁脫毒、單倍體育種、種質(zhì)資源保存、生產(chǎn)次生代謝產(chǎn)物等，也為人工種子、細胞融合、轉(zhuǎn)基因植物等奠定了基礎(chǔ)。7名校名 推薦3.怎樣制備胡蘿卜培養(yǎng)基（供參考）？（ 1）誘導(dǎo)胡蘿卜愈傷組織在 ms 培養(yǎng)基注中加入質(zhì)量分數(shù)為0.5 mg/l 的 6-ba 和質(zhì)量分數(shù)為0.5 mg/l 的 naa（ 2）誘導(dǎo)胡蘿卜叢芽在 ms 培養(yǎng)基中加入質(zhì)量分數(shù)為2 mg/l 的 kt 和質(zhì)量分數(shù)為0.2 mg/l 的 naa（ 3）誘導(dǎo)胡蘿卜生根在 1/2ms 培養(yǎng)基中加入質(zhì)量分數(shù)為0.1 mg/l 的 naa注： ms 培養(yǎng)基的配制方法見選

28、修1 附錄 3 中八。（鮑平秋提供）4.植物組織培養(yǎng)中的愈傷組織是如何形成及再分化的？植物組織培養(yǎng)中使用的外植體一般是高度分化了的細胞，在植物體中是不會再分裂繁殖的，只是執(zhí)行某種功能直至死亡。這些細胞在培養(yǎng)基上培養(yǎng)時會由原來的分化狀態(tài)，變成分生狀態(tài)的細胞，分裂產(chǎn)生愈傷組織，這個過程稱為脫分化（dedifferentiation ）過程。這種轉(zhuǎn)變在細胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理生化上都會產(chǎn)生一系列變化。組織培養(yǎng)的研究結(jié)果表明分化細胞的脫分化需要兩個條件，即創(chuàng)傷和外源激素。目前人們對于脫分化過程的本質(zhì)還不清楚。分化細胞在細胞周期中是處于一種相對靜止狀態(tài)的細胞（ g0 期細胞），脫分化是要打破這種狀態(tài)，使細胞

29、進入細胞周期中的g1 期，并沿著 g1 期 s期 g2 期 m 期的循環(huán)進行細胞分裂，形成愈傷組織。現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)細胞周期受基因調(diào)控，一種稱為編碼細胞周期依賴性激酶cdk （cycilindependent kinase）的基因和一種細胞周期蛋白（cyclin ）可能與植物細胞脫分化的第一次分裂啟動有關(guān)。那么，什么因素誘導(dǎo)細胞周期調(diào)控基因的作用，培養(yǎng)實踐證明與外源激素有關(guān)。至于激素如何誘導(dǎo)以及誘導(dǎo)作用的過程目前仍不清楚，有待深入研究。 分化細胞脫分化后細胞結(jié)構(gòu)有兩點明顯的變化：一是在細胞內(nèi)出現(xiàn)液泡蛋白；二是葉綠體轉(zhuǎn)變成原質(zhì)體。當細胞脫分化形成愈傷細胞后，經(jīng)過一段時期的分裂，細胞群體變成不是一種細胞類

30、型的均一群， 又會產(chǎn)生分化，形成分生細胞或分生細胞團，由此再生成植株有兩條途徑：一是形成體細胞胚（功能類似于受精過程產(chǎn)生的胚），通過體細胞胚形成再生植株。二是走器官發(fā)生的途徑再生植株， 分生細胞在一定的誘導(dǎo)條件下重建芽的分生組織，分化出芽后再生根，成為完整的植株。5.為什么要在避光條件下培養(yǎng)愈傷組織？對于植物組織培養(yǎng)來說， 光照條件非常重要， 包括光照強度、 時間和波長。 但在愈傷組織的誘導(dǎo)階段往往要暗培養(yǎng)， 而在分化再生的過程中一定要有光照。 愈傷組織誘導(dǎo)階段的暗培養(yǎng)有利于細胞的脫分化產(chǎn)生愈傷組織，如果在光照條件下容易分化產(chǎn)生維管等組織，不利于產(chǎn)生大量的愈傷組織。6.什么是人工種子？人工種子

31、（ artificialseed）是指通過植物組織培養(yǎng)的方法獲得的具有正常發(fā)育能力的材料，外面包被著特定的物質(zhì)，在適宜的條件下可以發(fā)芽成苗的植物幼體。人工種子的概念中包含的 “具有正常發(fā)育能力的材料 ”通常是指胚狀體（目前國外有使用不定芽、頂芽和腋芽的），它可以由三種途徑產(chǎn)生：（ 1）由已脫分化的外植體直接產(chǎn)生；（ 2）由愈傷組織產(chǎn)生；（ 3）由懸浮細胞培養(yǎng)產(chǎn)生。對胚狀體的基本要求是：播種后能快速出苗；根和芽幾乎同時生長， 不產(chǎn)生愈傷組織；同步化程度高；活力強；形成的幼苗的形態(tài)與生長要正常?！巴饷姘恢囟ǖ奈镔|(zhì) ”是指人工種皮， 制作人工種皮的材料有海藻酸鈉、 明膠、樹脂、8名校名 推薦瓊脂

32、糖、淀粉等。對人工種皮的要求是：能保持胚狀體的活力，有利于貯藏運輸和萌發(fā)。選取的材料要有韌性， 耐壓，對胚狀體無毒害， 含有胚狀體發(fā)芽所需要的營養(yǎng)成分或植物激素，還應(yīng)含有殺菌劑，以防播種后微生物的侵害。人工種子目前還存在不少問題。例如， 現(xiàn)有重要經(jīng)濟價值的植物產(chǎn)生胚狀體能力弱，難以形成同步化的有強活力的胚狀體；成本較高； 運輸貯藏以及機械化播種問題也未解決。因此，現(xiàn)在很少有人以生產(chǎn)為目的進行人工種子的研制。7.植物微型繁殖技術(shù)高效快速的實例有哪些？植物脫毒 （ virus-free ）和離體快繁 （ in vitro propagation ）是目前植物組織培養(yǎng)應(yīng)用最多、最有效的方面。 生產(chǎn)上

33、許多無性繁殖作物均受到病毒的侵染，從而導(dǎo)致品種的嚴重退化、減產(chǎn)和降低品質(zhì)。 利用植物分生組織進行培養(yǎng)可以使新長成的植株脫去病毒。利用這種方法生產(chǎn)無病毒苗的農(nóng)作物有馬鈴薯、甘薯、大蒜、草莓、蘋果、香蕉等， 并已大規(guī)模應(yīng)用于生產(chǎn)。離體快繁技術(shù)可以使一些植物的擴增速度比常規(guī)方法快數(shù)萬倍乃至百萬倍，而且產(chǎn)生的幼苗遺傳背景均一， 重復(fù)性好， 不受季節(jié)和地區(qū)限制。目前世界上已建成很多年產(chǎn)百萬苗木的組培工廠，成為一種新興產(chǎn)業(yè)。離體快繁技術(shù)在觀賞植物、園藝植物、經(jīng)濟林木和無性繁殖作物上已得到廣泛應(yīng)用。8.植物體細胞雜交的過程是怎樣的？體細胞雜交是克服植物有性雜交不親和性、 打破物種之間的生殖隔離、 擴大遺傳重

34、組范圍的一種手段。操作過程包括：原生質(zhì)體制備、原生質(zhì)體融合、雜種細胞篩選、雜種細胞培養(yǎng)、雜種植株再生以及雜種植株鑒定等步驟。原生質(zhì)體制備是用纖維素酶、 半纖維素酶和果膠酶將植物細胞壁分解掉，只留下細胞膜（質(zhì)膜） 包裹著細胞內(nèi)含物。 原生質(zhì)體融合是指兩個原生質(zhì)體的質(zhì)膜重新組合排列形成一個質(zhì)膜， 其中含有兩個細胞核。在細胞工程中一般是誘導(dǎo)融合，形成的融合細胞中所含有的兩個細胞核是來自不同的物種，稱之為異核體（heterokaryon）。誘導(dǎo)融合的手段有化學(xué)誘導(dǎo)和物理誘導(dǎo)。在誘導(dǎo)因素的作用下形成的融合細胞進一步產(chǎn)生核融合，進行第一次有絲分裂。雜種細胞的篩選方法有： 細胞系互補的選擇方法，包括葉綠素缺

35、失互補、營養(yǎng)缺陷互補和抗性互補等； 利用物理特異性差異的選擇方法：這是利用兩個原生質(zhì)體物理特異性差異的一種選擇， 包括原生質(zhì)體的大小、顏色、 浮密度等的不同來選擇；利用生長特異性差異的選擇方法。 需要注意的是上述選擇方法只適合部分雜交細胞的情況，有時無法選擇， 就不加選擇地進行培養(yǎng)和再生成植株，然后對再生植株的雜種性狀進行鑒定。雜種細胞培養(yǎng)方法與原生質(zhì)體的培養(yǎng)方法相似。 體細胞雜種的鑒定方法有：形態(tài)學(xué)鑒定。 利用雜種植株與雙親在表現(xiàn)型上的差異進行比較分析，如葉片大小與形狀，花的形狀與顏色、葉脈、葉柄、花梗及表皮毛有無等； 細胞學(xué)鑒定。 雜種植株細胞中的染色體數(shù)目是否比任何一方親本細胞中的染色體

36、數(shù)目增多？理論上講如果染色體不丟失，雜種細胞中染色體數(shù)目應(yīng)為雙親染色體數(shù)目之和。 也可以用基因組原位雜交的分子細胞學(xué)方法進行鑒定；同功酶鑒定。 同功酶是功能相同的酶的多重分子形態(tài)，它們是特異基因的產(chǎn)物。雜種細胞中的同功酶譜一般是雙親酶譜之和， 但有時也會出現(xiàn)雙親沒有的新帶；分子生物學(xué)鑒定。常用的方法有限制性片段長度多態(tài)性（ rflp ）、隨機擴增多態(tài)性（ rapd ）和擴增片段長度多態(tài)性（aflp ）等。值得注意的是體細胞雜交尚存在一些問題：親緣關(guān)系越遠， 染色體排斥丟失的現(xiàn)象就越嚴重； 由于是兩個物種的全部遺傳物質(zhì)的合并，各種基因都在其中，選擇符合需要的個體難度大； 有時缺乏選擇雜種細胞的有

37、效方法。因此目前整體對稱融合的工作比較少，而是采用非對稱融合， 即一方親本包括了全部遺傳物質(zhì)，另一方親本只取一部分遺傳物質(zhì)，如用不具有核的原生質(zhì)體與之進行融合。9.物理和化學(xué)方法誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合的基本原理是什么？化學(xué)融合的機制： 常用化學(xué)融合方法有高ph 高 ca2+法和聚乙二醇 （ peg）法。高 ph 9名校名 推薦高 ca2+法誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合的基本原理是中和原生質(zhì)體表面所帶的電荷，使原生質(zhì)體的質(zhì)膜緊密接觸，從而有利于質(zhì)膜的接觸融合。 peg 處理原生質(zhì)體可以使原生質(zhì)體聚集促進融合，但 peg 誘導(dǎo)融合的真正機制目前并不清楚。物理融合的機制： 常用方法為電融合法。 此法是先將兩種原生質(zhì)體

38、以適當?shù)谋壤旌铣蓱腋∫海?將其滴入電融合小室中， 給小室兩極以交變電流， 使原生質(zhì)體沿電場方向排列成串珠狀，接著給以瞬間高強度的電脈沖，使原生質(zhì)體膜產(chǎn)生局部破損而導(dǎo)致融合。10.工廠化生產(chǎn)人參皂甙的基本過程是什么？第一步， 選擇人參根作為外植體進行培養(yǎng)，產(chǎn)生愈傷組織， 經(jīng)過培養(yǎng)選擇找到增殖速度快而且細胞內(nèi)人參皂甙含量高的細胞株作為種質(zhì)， 其中一部分作為保存用， 以備下一次生產(chǎn)用，一部分進行發(fā)酵生產(chǎn)。第二步， 將第一步選擇到的細胞株在發(fā)酵罐中的適合培養(yǎng)液中進行液體培養(yǎng)，增加細胞數(shù)量。第三步，將發(fā)酵罐中培養(yǎng)的細胞進行破碎，從中提取人參皂甙。2.2 動物細胞工程一、教學(xué)目標1.簡述動物細胞培養(yǎng)的過

39、程、條件及應(yīng)用。2.簡述通過動物體細胞核移植技術(shù)克隆動物的過程和應(yīng)用前景。3.舉例說出動物細胞融合與單克隆抗體的原理和應(yīng)用。二、教學(xué)重點和難點1.教學(xué)重點（ 1）動物細胞培養(yǎng)的過程及條件。 （ 2）用動物體細胞核移植技術(shù)克隆動物的過程。（ 3）單克隆抗體的制備和應(yīng)用。2.教學(xué)難點（ 1） 用動物體細胞核移植技術(shù)克隆動物的過程。（ 2） 單克隆抗體的制備過程。三、教學(xué)策略有了第一節(jié)的基礎(chǔ)，學(xué)生對本節(jié)內(nèi)容易于理解。因此，本節(jié)教學(xué)采用講授、自學(xué)、討論等相結(jié)合的教學(xué)方法。具體建議如下。在動物細胞培養(yǎng)的教學(xué)中，可把這部分內(nèi)容歸納成三個問題：（ 1）為什么要進行動物細胞的培養(yǎng)？ （2）什么是動物細胞的培養(yǎng)

40、？（ 3）怎樣進行動物細胞的培養(yǎng)？第三個問題是本節(jié)課的重點。 關(guān)于動物細胞的培養(yǎng)過程，教師可參照教材中的動物細胞培養(yǎng)過程示意圖進行講解， 講解中要注意區(qū)分原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)這兩個概念。對于動物細胞培養(yǎng)的條件， 則要從學(xué)生已有的內(nèi)環(huán)境的知識出發(fā)，啟發(fā)學(xué)生自己動腦思考這個問題，以加深對培養(yǎng)條件的理解。在動物體細胞核移植技術(shù)及克隆動物的教學(xué)中，可首先讓學(xué)生列舉所知道的克隆動物，調(diào)動學(xué)生已有的知識。 隨后可向?qū)W生提問： 克隆動物的方法與植物組織培養(yǎng)一樣嗎？然后向?qū)W生說明目前動物體細胞克隆是通過核移植技術(shù)來實現(xiàn)的，以引入本節(jié)課的主題。關(guān)于核移植技術(shù)發(fā)展簡史， 可讓學(xué)生在課堂上閱讀， 本節(jié)課的重點和難點是

41、在動物體細胞核移植技術(shù)過程，教材中選用了一個非常好的素材以誕生在我國的高產(chǎn)克隆奶牛為例，來說明體細胞核移植的過程。 教師應(yīng)充分利用和挖掘教材內(nèi)容，帶領(lǐng)學(xué)生一步步弄清動物體細胞核移植技術(shù)的過程。 對于體細胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景和存在的問題這部分內(nèi)容，可結(jié)合本節(jié)教材“思考與探究 ”中的有關(guān)問題，以及 “拓展視野 ”中的有關(guān)克隆羊多利的早衰問題等，讓學(xué)生討論。在細胞融合和單克隆抗體的教學(xué)中，教師可先啟發(fā)學(xué)生回顧植物體細胞雜交技術(shù)的過程，再通過動植物細胞異同點的對比， 引導(dǎo)學(xué)生大膽推測出動物細胞融合與植物原生質(zhì)體融合的原理及方法基本相同， 以培養(yǎng)學(xué)生的知識遷移能力。 隨后通過教材上的用滅活病毒誘導(dǎo)10

42、名校名 推薦動物細胞融合過程的示意圖，重點講解為什么滅活的病毒可用來做誘導(dǎo)物，并指出動物細胞的融合也需要把多個兩種細胞放在一起，讓它們隨機融合后，再從中篩選雜交細胞。最后教師要講明動物細胞融合技術(shù)的意義和應(yīng)用，以便自然過渡到單克隆抗體上來。關(guān)于單克隆抗體的教學(xué)，教師要利用好教材提供的材料，突出從問題入手的思路，先介紹醫(yī)療實踐中僅靠細胞培養(yǎng)難以獲得大量抗體，然后，一步一步啟發(fā)學(xué)生討論怎樣解決這個問題。 要把科學(xué)家在研制單克隆抗體過程中，通過大膽的想像，創(chuàng)造性地解決問題的過程作為本節(jié)教學(xué)的重點和亮點，使學(xué)生在獲得單克隆抗體知識的同時，受到創(chuàng)新精神的教育。四、答案和提示2.2.1 動物細胞培養(yǎng)和核移

43、植技術(shù)（一）思考與探究1.幼齡與老齡動物的組織細胞比較，分化程度低的與分化程度高的組織細胞比較，哪一種更易于培養(yǎng)？思考一下，這是什么道理？提示：細胞的衰老與動物機體的衰老有著密切的關(guān)系， 細胞的增殖能力與供體的年齡有關(guān)，幼齡動物細胞增殖能力強，有絲分裂旺盛，老齡動物則相反。所以，一般來說幼年動物的組織細胞比老年動物的組織細胞易于培養(yǎng)。 同樣，組織細胞的分化程度越低， 則增殖能力越強，所以更容易培養(yǎng)。2.動物細胞培養(yǎng)要經(jīng)過脫分化的過程嗎？為什么？提示：脫分化又稱去分化，是指分化細胞失去特有的結(jié)構(gòu)和功能變?yōu)榫哂形捶只毎匦缘倪^程。 植物的任何一部分，甚至單個細胞都具有長成完整植株的能力。但要發(fā)育

44、成完整植株， 必須先脫分化，脫分化的細胞具有發(fā)育成任何組織的能力，然后進行再分化，形成完整植株。植物細胞培養(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胞先進行脫分化。動物細胞的培養(yǎng)有各種用途，一般而言，動物細胞培養(yǎng)不需經(jīng)過脫分化過程。因高度分化的動物細胞發(fā)育潛能變窄，失去了發(fā)育成完整個體的能力， 所以，動物細胞也就沒有類似植物組織或細胞培養(yǎng)時的脫分化過程了。要想使培養(yǎng)的動物細胞定向分化， 通常采用定向誘導(dǎo)動物干細胞， 使其分化成所需要的組織或器官。3.1997 年，美國威斯康星州的一個奶牛場有一頭名叫盧辛達（lucinda ）的奶牛，年產(chǎn)奶量為

45、30.8 t，創(chuàng)造了世界奶牛產(chǎn)奶量最高新紀錄。目前世界各國高產(chǎn)奶牛場奶牛，年平均產(chǎn)奶量一般為十幾噸，而我國奶牛產(chǎn)奶量年平均水平僅為34 t。（ 1）能利用體細胞核移植技術(shù)克隆高產(chǎn)奶牛盧辛達嗎？請說明理由。提示：可以用體細胞核移植技術(shù)克隆高產(chǎn)奶牛盧辛達。盧辛達的產(chǎn)奶量很高，說明它有高產(chǎn)奶的遺傳基礎(chǔ)，利用盧辛達的體細胞克隆的奶牛其遺傳物質(zhì)基本上全部來自該奶牛，其克隆牛具有高產(chǎn)的遺傳基礎(chǔ)，如果精心培育和飼養(yǎng)，有可能在世界范圍內(nèi)推廣，克隆牛再與高產(chǎn)的公牛自然繁殖，可得到很多高產(chǎn)的后代，從而加快奶牛改良進程。但同時需注意， 該克隆牛不能無限制地推廣，其數(shù)量不宜過多，尤其是在小范圍內(nèi)不能無限的繁殖，以避免

46、奶牛群出現(xiàn)近親繁殖而引起種質(zhì)衰退。（ 2）如果將克隆高產(chǎn)奶牛盧辛達的任務(wù)交給你，你將如何對它進行克隆？提示：首先從盧辛達耳朵（也可用別的組織、器官，耳朵在活體上容易?。┥霞羧∫恍K組織，在體外培養(yǎng)獲得該組織（如軟骨組織）的細胞。從屠宰場取廢棄的牛卵巢，抽取卵母細胞體外培養(yǎng)成熟。 用顯微針去除卵母細胞的核， 再將耳細胞注入卵母細胞， 用電刺激方法使卵母細胞與體細胞融合， 這時供體核就進入了受體卵母細胞， 再用電刺激或化學(xué)物質(zhì)激活注入了體細胞核的卵母細胞， 使其完成減數(shù)分裂和發(fā)育過程。 核移植胚胎在體外短時間培養(yǎng)后，挑選正常卵裂的胚胎植入經(jīng)同期發(fā)情處理的受體母牛體內(nèi)。4.體細胞核移植技術(shù)在研究和應(yīng)

47、用上還存在什么問題？請你查閱資料，了解這方面的前11名校名 推薦沿動態(tài)。提示： 在研究方面， 克隆動物基因組重新編程的機制尚不清楚，克隆技術(shù)效率低，克隆動物畸形率高、死亡率高、易出現(xiàn)早衰等問題。這些問題尚在研究中。在應(yīng)用上，生產(chǎn)克隆動物費用昂貴，距大規(guī)模應(yīng)用還有一定距離。（二）正文中討論題【討論 1】多細胞動物和人體的細胞都生活在內(nèi)環(huán)境中，根據(jù)你所學(xué)的內(nèi)環(huán)境的知識，思考并討論以下問題：1.體外培養(yǎng)細胞時需要提供哪些物質(zhì)？提示：充足的營養(yǎng)供給、適宜的溫度、適宜的ph 和氣體環(huán)境。2.體外培養(yǎng)的細胞需要什么樣的環(huán)境條件？提示：無菌、無毒的環(huán)境?！居懻?2】1.在體細胞的細胞核移植到受體卵母細胞之前

48、，為什么必須先去掉受體卵母細胞的核？提示：為使核移植的胚胎或動物的遺傳物質(zhì)全部來自有重要利用價值的動物提供的體細胞，在供體細胞的細胞核移至受體細胞之前，必須將受體細胞的遺傳物質(zhì)去掉或?qū)⑵淦茐摹?.用于核移植的供體細胞一般都選用傳代10 代以內(nèi)的細胞，想一想，這是為什么？提示：培養(yǎng)的動物細胞一般當傳代至10 50 代左右時， 部分細胞核型可能會發(fā)生變化，其細胞遺傳物質(zhì)可能會發(fā)生突變，而 10 代以內(nèi)的細胞一般能保持正常的二倍體核型。因此，在體細胞核移植中，為了保證供體細胞正常的遺傳基礎(chǔ)，通常采用傳代10 代以內(nèi)的細胞。3.你認為用上述體細胞核移植方法生產(chǎn)的克隆動物，是對體細胞供體動物進行了100

49、%的復(fù)制嗎？為什么？提示：克隆動物絕大部分dna 來自于供體細胞核，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胞。所以，用教材中所述的方法克隆的動物不是供核動物完全相同的復(fù)制。此外，即便動物的遺傳基礎(chǔ)完全相同，但動物的一些行為、習(xí)性的形成與所處環(huán)境有很大關(guān)系， 核供體動物生活的環(huán)境與克隆動物所生活的環(huán)境不會完全相同，其形成的行為、 習(xí)性也不可能和核供體動物完全相同，從這一角度看，克隆動物不會是核供體動物100%的復(fù)制。（三）尋根問底胰蛋白酶真的不會把細胞消化掉嗎？為什么？提示：胰蛋白酶除了可以消化細胞間的蛋白外，長時間的作用也會消化細胞膜蛋白，對細胞有損傷作用，因此必須控制好胰蛋白酶的消化時間。（四）旁欄思考題1.進行動物細胞傳代培養(yǎng)時用胰蛋白酶分散細胞，說明細胞間的物質(zhì)主要是什么成分？用胃蛋白酶行嗎？提示：用胰蛋白酶分散細胞，說明細胞間的物質(zhì)主要是蛋白質(zhì)。胃蛋白酶作用的適宜ph 約為 2，當 ph 大于 6 時，胃蛋白酶就會失去活性。胰蛋