高考生物一輪復(fù)習(xí)核心要點突破系列課件：專題2《動物細胞工程?》（人教生物選修3）

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2 2動物細胞工程2 2 1動物細胞培養(yǎng)和核移植技術(shù) 課標領(lǐng)航1 簡述動物的細胞培養(yǎng)及條件 2 舉例論證動物細胞培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用及意義 3 簡述動物核移植的過程及意義 重點 動物細胞培養(yǎng)的過程 動物核移植的過程 難點 原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)的概念 情景導(dǎo)航克隆羊多利的誕生 為動物細胞工程的發(fā)展和研究開辟了新的篇章 它實現(xiàn)了通過動物核移植技術(shù)創(chuàng)造新個體的方法 從而也證明了動物細胞核的全能性 為畜牧業(yè) 醫(yī)藥衛(wèi)生等領(lǐng)域展示了廣泛的應(yīng)用前景 但對于克隆動物尤其是克隆人 人們有許多不同的觀點 有人贊同 有人反對 你持何種態(tài)度 應(yīng)怎樣面對科學(xué)技術(shù)和倫理 社會的關(guān)系 核心要點突破 基礎(chǔ)自主梳理 知能過關(guān)演練 2 2 1動物細胞培養(yǎng)和核移植技術(shù) 基礎(chǔ)自主梳理 一 動物細胞培養(yǎng)的概念動物細胞培養(yǎng)就是從動物機體中取出相關(guān)的組織 將它分散成 細胞 然后 放在適宜的培養(yǎng)基中 讓這些細胞生長和增殖 二 動物細胞培養(yǎng)的過程1 流程圖 單個 原代 傳代 注 a b代表的是 或膠原蛋白酶 2 在細胞培養(yǎng)的過程中 進行的細胞分裂方式為 當數(shù)量增多出現(xiàn) 現(xiàn)象時 細胞分裂就會停止 通常情況下 10代以內(nèi)的細胞能夠保證正常的二倍體核型 所以通常在實踐上應(yīng)用10代以內(nèi)的細胞冷凍保存 10 50代細胞分裂緩慢 胰蛋白酶 有絲分裂 接觸抑制 甚至完全停止 部分細胞 發(fā)生改變 超過50代的細胞會克服細胞壽命的自然極限 獲得不死性 這部分細胞一經(jīng)突變 朝著等同于 的方向發(fā)展 三 動物細胞培養(yǎng)的條件1 無菌 無毒的環(huán)境 需對培養(yǎng)液 處理 添加一定量的抗生素并定期 2 營養(yǎng) 合成培養(yǎng)基成分有糖 促生長因子 無機鹽 微量元素等 除了合成培養(yǎng)基 通常還需加入血清 血漿等天然成分 核型 癌細胞 無菌 更換培養(yǎng)液 氨基酸 3 溫度和pH 適宜溫度為36 5 0 5 pH為7 2 7 4 4 氣體環(huán)境 置于含95 空氣 5 二氧化碳的混合氣體的培養(yǎng)箱中 細胞培養(yǎng)所需氣體主要有氧氧和二氧化碳 前者是細胞代謝所必需的 后者的主要作用是維持培養(yǎng)液的pH 四 動物細胞培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用1 大規(guī)模生產(chǎn)有重要價值的 如病毒疫苗 干擾素 單克隆抗體 2 應(yīng)用于基因工程 生物制品 3 檢測 毒性大小 原理是動物細胞經(jīng)該物質(zhì)處理后 畸變細胞所占的比例越大 說明該物質(zhì)毒性越大 五 動物核移植的概念及種類1 動物核移植是將動物的一個細胞的 移入一個已經(jīng)去掉細胞核的卵母細胞中 使其 并發(fā)育成一個新的胚胎 最終成為動物個體 有毒物質(zhì) 細胞核 重組 思考感悟動物細胞培養(yǎng)如何檢測有毒物質(zhì)毒性的大小 提示 用含有一定濃度有毒物質(zhì)的細胞培養(yǎng)液和正常細胞培養(yǎng)液同時培養(yǎng)正常細胞 通過對照觀察變異細胞的百分數(shù)來確定其毒性強弱 胚胎 體 六 體細胞核移植的過程1 過程 2 用于核移植的供體細胞一般都選用10代以內(nèi)的細胞 目的是為了保證細胞正常的遺傳基礎(chǔ) 3 接受細胞核的卵母細胞必須體外培養(yǎng)到 期 原因是此期細胞核的位置靠近第一極體 用微型吸管可將二者一并吸出 并且此時使細胞核的全能性表現(xiàn)出來的物質(zhì)已近成熟 七 體細胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景1 在畜牧生產(chǎn)中 可加速家畜 進程 促進優(yōu)良畜群繁育 遺傳改良 2 在保護瀕危物種方面可增加一些動物的存活數(shù)量 3 在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域 可利用 動物生產(chǎn)珍貴的醫(yī)用蛋白 提供異種移植的細胞 組織和器官 人的核移植胚胎干細胞經(jīng)誘導(dǎo)分化 可用于組織器官的移植 研究克隆動物和克隆細胞 更深入地了解 及衰老過程 用克隆動物做疾病模型 更好地追蹤研究疾病的發(fā)展過程和治療疾病 轉(zhuǎn)基因克隆 胚胎發(fā)育 八 體細胞核移植技術(shù)存在的問題1 成功率低 產(chǎn)下的活克隆動物占移植克隆胚胎的比率平均不到10 2 多數(shù)克隆動物還存在健康問題 表現(xiàn)出遺傳和生理缺陷 3 對克隆動物食品的安全性存有爭議 核心要點突破 1 動物細胞培養(yǎng)過程中的幾個重要概念 1 細胞貼壁 培養(yǎng)液中分散的細胞很快貼附在瓶壁上生長繁殖 稱為細胞貼壁或貼壁生長 2 接觸抑制 當貼壁細胞分裂生長到表面相互接觸時 細胞就會停止分裂增殖的現(xiàn)象 3 原代培養(yǎng) 將動物的器官或組織用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理 分散成單個細胞 然后制成細胞懸液 放入培養(yǎng)瓶內(nèi) 放在適宜的條件下培養(yǎng) 這種培養(yǎng)叫原代培養(yǎng) 4 傳代培養(yǎng) 原代培養(yǎng)的細胞由于接觸抑制不再分裂 還要用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理后 再分瓶培養(yǎng) 讓細胞繼續(xù)增殖 這種培養(yǎng)叫傳代培養(yǎng) 2 培養(yǎng)過程 動物細胞培養(yǎng)的過程如下所示 特別提醒用胰蛋白酶處理組織塊 可使細胞分散開 這樣做的目的是使細胞與組織液充分接觸 這也說明了細胞間的主要物質(zhì)是蛋白質(zhì) 但是由于細胞膜的主要成分之一也是蛋白質(zhì) 因此要控制好處理的時間 不能太長 否則會損傷細胞 由于多數(shù)動物細胞培養(yǎng)的適宜pH為7 2 7 4 因此不能使用胃蛋白酶分散細胞 2010年高考浙江卷 下列關(guān)于動物細胞培養(yǎng)的敘述 正確的是 A 培養(yǎng)保留接觸抑制的細胞在培養(yǎng)瓶壁上可形成多層細胞B 克隆培養(yǎng)法培養(yǎng)過程中多數(shù)細胞的基因型會發(fā)生改變C 二倍體細胞的傳代培養(yǎng)次數(shù)通常是無限的D 惡性細胞系的細胞可進行傳代培養(yǎng) 嘗試解答 D 解析 由于細胞之間相互接觸而發(fā)生接觸性抑制 細胞在培養(yǎng)瓶壁上只能形成單層細胞 A錯 克隆培養(yǎng)法中細胞都是由一個細胞經(jīng)過有絲分裂而得的 所以細胞的基因型相同 多數(shù)不會發(fā)生改變 B錯 二倍體細胞傳代培養(yǎng)至10代多數(shù)會死亡 只有少數(shù)的細胞能夠培養(yǎng)至50代以后成為細胞系 C錯 惡性細胞系的細胞具有癌變的特點 能夠無限增殖 可以進行傳代培養(yǎng) D正確 互動探究 1 動物細胞的培養(yǎng)常運用什么樣的細胞 2 動物細胞的培養(yǎng)能產(chǎn)生動物個體嗎 提示 1 胚胎或幼齡動物的器官和組織細胞 2 不能 探規(guī)尋律 1 當動物細胞培養(yǎng)超過50代后 少部分細胞發(fā)生突變而持續(xù)分裂 2 癌細胞失去了接觸抑制機制 可以在培養(yǎng)瓶中形成多層細胞 2011年深圳高二檢測 現(xiàn)將 細胞工程 中動 植物細胞培養(yǎng)技術(shù)列表比較如下 你認為哪一項比較有錯誤 A 原理B 培養(yǎng)基區(qū)別C 結(jié)果D 培養(yǎng)目的 嘗試解答 A 解析 本題考查的是植物組織培養(yǎng)和動物細胞培養(yǎng)相關(guān)知識的比較 動物細胞培養(yǎng)的目的是獲得更多細胞或細胞產(chǎn)物 而不是獲得個體 其原理只涉及細胞增殖 細胞分裂 誤區(qū)警示 誤認為動物細胞培養(yǎng)也是為了獲得一個完整的個體 而得出錯誤答案 D 但卻忽略了動物細胞培養(yǎng)只是為了得到細胞或細胞產(chǎn)物 它用到的原理也只是細胞增殖 跟蹤訓(xùn)練下列有關(guān)植物組織培養(yǎng)和動物細胞培養(yǎng)的比較中 敘述錯誤的是 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 動物細胞培養(yǎng)的結(jié)果是培育成很多細胞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 動物細胞培養(yǎng)的目的是為了獲得細胞產(chǎn)物或細胞D 植物組織培養(yǎng)的原理是細胞的全能性 動物細胞培養(yǎng)的原理是細胞的增殖 解析 選A 對動物細胞培養(yǎng)和植物組織培養(yǎng)的知識理解程度不夠 造成了概念上的混淆 認為動物細胞培養(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 動植物細胞培養(yǎng)時培養(yǎng)基的成分差別較大 動物培養(yǎng)基需加入血清 植物培養(yǎng)基需加入激素和瓊脂 1 原理 細胞核的全能性 2 供核細胞 一般選優(yōu)良動物的傳代培養(yǎng)10代以內(nèi)的細胞 3 受體細胞 去核的M 期卵母細胞 4 體細胞核移植的過程 特別提醒 核移植時 一般先用電刺激使供受體細胞融合 再用物理或化學(xué)方法激活受體細胞 使其完成細胞分裂和發(fā)育進程 克隆動物的性狀與核供體生物的性狀基本相同 而不是完全相同 因為克隆動物的細胞質(zhì)遺傳物質(zhì)來自于受體卵母細胞 生物的性狀不僅與遺傳物質(zhì)有關(guān) 還受環(huán)境的影響 5 體細胞核移植技術(shù)存在的問題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 生產(chǎn)克隆動物成本高 不容易大規(guī)模推廣 2011年濟寧市高二檢測 美國威斯康星州的一個奶牛場有一頭奶牛 年產(chǎn)奶量達30 8t 我國奶牛產(chǎn)量年平均水平僅為3 4t 某人用該高產(chǎn)奶牛的耳朵細胞 采用核移植技術(shù)獲得高產(chǎn)奶牛 如圖 1 目前完成 的方法有 化學(xué)物質(zhì)處理等 2 過程中選擇去核卵母細胞作為受體細胞的原因是 3 過程所利用的技術(shù)是 其原理是 4 該實驗的成功說明已分化的耳朵細胞的細胞核中含有與 一樣的全套基因 這種繁殖方式屬于 5 若研究發(fā)現(xiàn)該高產(chǎn)奶牛線粒體發(fā)達 故它的產(chǎn)奶量高 則小牛d成年后具有這一優(yōu)良性狀嗎 你的依據(jù)是 嘗試解答 1 顯微操作去核法梯度離心紫外光短時間照射 2 卵母細胞體積大 易操作 營養(yǎng)物質(zhì)豐富 且細胞質(zhì)中含有激發(fā)細胞核全能性表達的物質(zhì) 3 動物細胞培養(yǎng)細胞增殖 4 受精卵無性繁殖 5 不會線粒體中的基因一般通過細胞質(zhì)傳遞給后代 而小牛d的細胞質(zhì)主要來自于牛a 解析 1 去核的方法有顯微操作去核法 梯度離心 紫外光短時間照射及化學(xué)物質(zhì)處理等方法 2 在核移植中常用去核卵母細胞作為受體細胞 是因為卵母細胞內(nèi)含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì) 體積比較大 容易操作 3 過程屬于動物細胞培養(yǎng) 其原理是細胞增殖 4 該實驗的成功證明了動物細胞核有全能性 因為細胞核中含有和受精卵一樣的全套基因 5 線粒體位于細胞質(zhì)中 主要來源于受體細胞 因此沒有產(chǎn)奶量高的優(yōu)良性狀 探規(guī)尋律 體細胞核移植的過程必須弄清的幾個問題 1 動物細胞的全能性會隨著動物體的發(fā)育而逐漸受到限制 其主要原因是細胞的分化 2 克隆高產(chǎn)奶牛所用的受體細胞是去核的卵母細胞 處于減數(shù)第二次分裂中期 因為卵母細胞中含有促使細胞核表達全能性的物質(zhì)和營養(yǎng)條件 3 克隆高產(chǎn)奶牛過程所利用的生物技術(shù)有 細胞核移植 動物細胞培養(yǎng) 胚胎移植 4 目前核移植技術(shù)中普遍使用的去核方法是顯微操作法 跟蹤訓(xùn)練如果用動物的細胞進行克隆實驗應(yīng)該選擇的細胞核不能來源于 A 乳腺細胞B 卵細胞C 胃腺細胞D 囊胚時期的胚胎細胞答案 B 知能過關(guān)演練 本部分內(nèi)容講解結(jié)束 點此進入課件目錄 按ESC鍵退出全屏播放 謝謝使用