高中生物 专题2 细胞工程 2.2.1 动物细胞培养和核移植技术课堂探究素材 新人教版选修3.doc

2.2.1 动物细胞培养和核移植技术课堂探究探究点一 动物细胞培养问题导引对大面积烧伤的病人，最好进行自体皮肤移植手术，为了获得大量的自体皮肤细胞必须进行细胞培养。思考：（1）从病人身上能大量取材用于皮肤细胞的培养吗？为什么？（2）列举皮肤细胞培养液中的成分。（3）简述动物细胞培养的大致过程。提示：（1）不能，因为病人的健康皮肤有限，为了避免对病人的二次伤害，只能从病人身上获取少量的材料。（2）皮肤细胞培养液的成分包括糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素、血清（或血浆）等。（3）动物细胞培养的大致过程是：取材剪碎用胰蛋白酶处理制成细胞悬液原代培养传代培养。名师精讲1动物细胞培养的过程取动物组织块单个细胞细胞悬液原代培养传代培养细胞群体特别提醒 （1）动物细胞培养的原理是细胞增殖，其结果是得到克隆细胞，即细胞株或细胞系，而不是得到动物。（2）由于动物细胞间一般存在接触抑制现象，并且单个细胞与外界的物质交换更迅速，因此，细胞培养时要用胰蛋白酶将细胞分散开来。2动物细胞培养的条件条件控制无菌、无毒的环境对培养液和所有培养用具进行无菌处理；在细胞培养液中添加抗生素；定期更换培养液营养糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等，通常需加入血清、血浆等天然成分温度和pH哺乳动物细胞培养温度多以36.50.5 为宜，多数细胞生存的适宜pH为7.27.4气体环境O2是细胞代谢所必需的，CO2的主要作用是维持培养液的pH。通常采用培养皿或松盖培养瓶，将其置于含95%空气加5%CO2的混合气体的培养箱中进行培养3动物细胞培养和植物组织培养的比较动物细胞培养植物组织培养原理细胞的增殖植物细胞的全能性材料胚胎或幼龄动物组织离体植物器官或组织、细胞动物细胞培养植物组织培养培养基状态液体固体组成成分葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、动物血清等矿质元素、蔗糖、维生素、植物激素、有机添加物等过程原代培养，传代培养更换培养基，细胞增殖分化生长特点贴壁生长、接触抑制，细胞增殖不分化脱分化成愈伤组织、再分化成胚状体，细胞增殖分化代谢异养需氧前期异养需氧，后期自养需氧接种前处理用胰蛋白酶或胶原蛋白酶使组织分散成单个细胞消毒培养条件恒温、无菌、无需光照常温、无菌、后期需光照条件培养目的（1）生产蛋白质生物制品（2）获取大量细胞（3）检测有毒物质（1）快速繁育无病毒植株（2）生产药物、食品添加剂、香料、杀虫剂等【例题1】 一般来说，动物细胞体外培养需要满足的条件包括（）无毒的环境无菌的环境合成培养基需加血清温度与动物体温相近需要O2，不需要CO2需要CO2ABC D解析：动物细胞体外培养要求环境无菌、无毒，培养液中需添加一定量的抗生素，合成培养基中需加血清、血浆等一些天然成分，温度与动物的体温相近，pH多数为7.27.4。O2是细胞代谢所必需的，CO2可维持培养液的pH。答案：D探究点二 动物体细胞核移植技术和克隆动物问题导引克隆属于无性繁殖，以植物的完整体细胞为材料已经实现了植物的克隆。思考：（1）以植物的体细胞为材料进行植物克隆的技术叫什么名字？（2）能否直接以完整的体细胞为材料对动物进行克隆？简述以动物体细胞为材料克隆动物的大致过程。提示：（1）植物组织培养。（2）不能。以动物体细胞为材料克隆动物的大致过程是：获取动物体细胞获取减数第二次分裂中期的次级卵母细胞去除次级卵母细胞的细胞核将动物体细胞注入无核的次级卵母细胞将重组细胞培养成重组胚胎胚胎移植胚胎在代孕母畜子宫内完成发育。名师精讲1动物核移植技术的概念动物核移植是将动物的一个细胞的细胞核，移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育为动物个体。用核移植的方法得到的动物称为克隆动物。2动物核移植的原理细胞核的全能性。3动物核移植的类型胚胎细胞核移植和体细胞核移植。4体细胞核移植的过程特别提醒 选择卵母细胞作为体细胞核移植受体的理由是：卵母细胞能使体细胞核的全能性得以表达；卵母细胞富含营养物质，能满足早期胚胎发育时对营养的需求；卵母细胞体积大，易操作。体细胞核移植得到的动物叫克隆动物，细胞核遗传物质来自体细胞核的供体，而细胞质遗传物质来自卵母细胞的供体和体细胞的供体。克隆动物的产生过程不遵循孟德尔遗传基本定律。克隆动物的性别和体细胞供体动物相同。【例题2】 下列有关克隆的叙述，错误的是（）A动物难以克隆的根本原因是基因组中的基因不完整B可以加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育C“多莉”绵羊的性状与供核绵羊不完全相同D克隆动物的核心技术手段是核移植，属于无性生殖解析：动物难以克隆的原因是，动物细胞的全能性会随着动物细胞分化程度的提高而逐渐受到限制，分化潜能逐渐变弱，因而用体细胞克隆的动物实际是通过核移植来实现的。其全能性受到限制的根本原因是基因组中某些基因的表达受限制，而不是基因的不完整。“多莉”是通过核移植技术获得的，其绝大多数性状与供核绵羊相同，但部分性状是由细胞质中的基因决定的，并且基因的表达还要受到环境的影响，因而C项正确。核移植过程中没有经过两性生殖细胞的两两结合，因而属于无性生殖。答案：A典型方法 对克隆动物进行正确的生殖和遗传属性分析是解答此类题目的关键。克隆动物属于无性繁殖，遗传过程不遵循遗传基本定律，但其遗传性状由体细胞的供体动物和卵母细胞的供体动物共同决定，同时会受到环境的影响。变式训练 一只羊的卵细胞核被另一只羊的体细胞核置换后，这个卵细胞经过多次分裂，再置于第三只羊的子宫内发育，结果产下一只羊羔。这种克隆技术具有多种用途，但不能（）A选择繁殖某一性别的家畜B繁殖家畜中的优秀个体C用于保存物种D改变动物的核基因型解析：动物的各种性状是由遗传物质DNA控制的，DNA主要存在于细胞核中。目前的克隆技术是通过核移植来实现的。通过该技术能够提供供体细胞核的整套遗传物质，因而能保持亲本的优良性状，保持性别不变，亦能够用于保存物种，但不能改变动物的核基因型。答案：D