2020高中生物 第二章 细胞工程 2.2.1 动物细胞培养和核移植技术

2020高中生物 第二章 细胞工程 2.2.1 动物细胞培养和核移植技术

‎2.2.1‎‎ 动物细胞培养和核移植技术 ‎【导学目标】‎ ‎1.简述动物细胞培养的过程、条件及应用。‎ ‎2.简述通过动物体细胞核移植技术克隆动物的过程和应用前景。‎ ‎【自主学习】‎ 一、动物细胞培养 ‎1.原理： 。‎ ‎2．概念：从动物机体中取出相关的组织，将它分散成 ，然后，放在适宜的培养基中，让这些细胞 和 。‎ ‎3．过程 取动物组织块 ‎↓‎ 分散组织细胞：剪碎，用 或胶原蛋白酶处理一段时间 ‎↓‎ 配制细胞悬液 ‎↓‎ 原代培养：具有 和 的特点 ‎4．条件 ‎(1)无菌、无毒的环境：对 和所有 进行无菌处理。‎ ‎(2)营养：合成培养基中有糖、 、 、无机盐、 ‎ 5‎ ‎，通常需加入 、血浆等。‎ ‎(3)温度和pH ‎①适宜温度： ±‎0.5 ℃‎。‎ ‎②适宜pH： 。‎ ‎(4)气体环境：主要是O2和CO2，O2是细胞代谢所必需的，CO2的主要作用是 。‎ ‎5．应用 ‎(1)生物制品：如 疫苗、干扰素、 的生产。‎ ‎(2)检测有毒物质，判断某种物质的 。‎ ‎(3)用于 、 、 等方面的研究，如筛选抗癌药物等。‎ 二、动物体细胞核移植技术和克隆动物 ‎1.理论基础：动物的细胞核具有 。‎ ‎2．概念：将动物的一个细胞的 ，移入一个已经去掉细胞核的 中，使其 并发育成一个新的胚胎，最终发育为动物个体。‎ ‎3．分类：包括 和 ，其中 较易成功。‎ ‎4．过程 ‎5．应用前景 ‎(1)在畜牧生产中：可以加速家畜遗传改良进程，促进 。‎ ‎(2)在保护濒危物种方面：可增加这些动物的 。‎ ‎(3)在医药卫生领域：转基因克隆动物可以作为 生产珍贵的医用蛋白。‎ ‎(4)在治疗人类疾病方面：转基因克隆动物细胞、组织和器官可以作为 的供体。‎ ‎(5)人的核移植胚胎干细胞经诱导分化，形成相应的组织、器官后，可以用于 。‎ ‎(6)研究胚胎发育及衰老过程，追踪研究疾病的 和 。‎ ‎6．存在问题 ‎(1) 低。‎ ‎(2)绝大多数克隆动物还存在 。‎ ‎(3)克隆动物食品的 存在争议。‎ 思考交流 ‎1．动物细胞培养和植物组织培养的原理一样吗？‎ ‎2．为什么切取动物组织块进行细胞培养时，常选择胚胎或幼龄动物的器官或组织？‎ 正误判断 ‎1．常选用胚胎或幼龄动物的器官或组织进行动物细胞培养是因为这些细胞容易获得。( )‎ ‎2．动物细胞是基因工程技术中常用的受体细胞，离不开动物细胞培养。( )‎ ‎3‎ 5‎ ‎．克隆动物时，常以去核的卵母细胞为受体细胞的原因是细胞体积大、含有促进细胞核全能性表达的物质。( )‎ ‎4．克隆动物成功率低且存在健康问题，因此克隆动物研究无意义。( )‎ ‎【合作探究】‎ 一、动物细胞培养 ‎①动物细胞培养的具体过程如何？什么是原代培养？什么是传代培养？分别有什么特点？‎ ‎②什么叫接触抑制？什么样的细胞具有这一机制，什么样的细胞失去这一机制？‎ 例1　某研究小组进行药物试验时，以动物肝细胞为材料，测定药物对体外培养细胞的毒性。供培养的细胞有甲、乙两种，甲细胞为肝肿瘤细胞，乙细胞为正常肝细胞。请回答下列有关动物细胞培养的问题。‎ ‎(1)将数量相等的甲细胞和乙细胞分别置于培养瓶中培养，培养液及其他培养条件均相同。一段时间后，观察到甲细胞数量比乙细胞数量________。‎ ‎(2)在动物细胞培养时，通常在合成培养基中加入适量血清，其原因是___________________________________________。细胞培养应在含5%CO2的恒温培养箱中进行，CO2的作用是______________________________________。‎ ‎(3)在两种细胞生长过程中，当乙细胞铺满瓶壁时，其生长________。药物试验需要大量细胞，两种细胞频繁传代，甲细胞比乙细胞可以传代的次数更________。若用动物的肝脏组织块制备肝细胞悬液，需要________处理。‎ ‎(4)为了防止细胞培养过程中细菌的污染，可向培养液中加入适量的________。‎ ‎【答案】 (1)多　(2)血清可以补充合成培养基中缺乏的物质　维持培养液的pH　(3)停止　多　胰蛋白酶 (4)抗生素 二、动物体细胞核移植技术及克隆 什么是克隆？如何从不同的层次理解克隆？‎ ‎【达标检测】‎ 课堂达标 ‎1．下列关于动物细胞培养的叙述中，正确的是(　　)‎ A．动物细胞培养的目的就是为获得细胞分泌蛋白 B．动物细胞培养前要用胰蛋白酶处理使细胞分散开 C．动物细胞培养通常不会出现接触抑制现象 D．可以通过细胞培养技术获得完整的动物个体 ‎2．一般来说，动物细胞体外培养需要满足以下条件(　　)‎ ‎①无毒的环境　②无菌的环境　③合成培养基需加血浆　④温度与动物体温相近　⑤需要O2，不需要CO2 ⑥CO2调节培养液pH A．①②③④⑤⑥　　　　　B．①②③④ C．①③④⑤⑥ D．①②③④⑥‎ ‎3．中科院动物研究所与福州大熊猫研究中心合作，通过将大熊猫细胞核植入去核后的兔子卵细胞中，在世界上最早克隆出一批大熊猫早期胚胎，表明我国大熊猫人工繁殖研究再次走在世界前列。下列描述与克隆无关的是(　　)‎ 5‎ A．“复制” B．无性繁殖 C．组织培养 D．基因工程 ‎4．一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，再植入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，但是不能(　　)‎ A．有选择地繁殖某一性别的家畜 B．繁殖家畜中的优良个体 C．用于保存物种 D．改变动物的基因型 ‎5．下列对哺乳动物体细胞核移植技术的描述不正确的是(　　)‎ A．该技术的难度明显高于胚胎细胞核移植 B．通常采用减数第二次分裂期卵母细胞作为受体细胞 C．可通过显微操作法除去卵母细胞核 D．克隆动物是对提供体细胞核的动物进行了完全复制 ‎6．现有A和B两个肉牛品种，A品种牛的细胞组成可表示为A细胞核、A细胞质；B品种牛则为B细胞核、B细胞质。‎ ‎(1)如果要获得一头克隆牛，使其细胞由A细胞核和B细胞质组成，基本步骤是：从A品种牛体内取出体细胞，进行体外培养。然后再从培养细胞中取出________注入B品种牛的________卵母细胞中，经过某种刺激和培养后，可形成胚胎，该胚胎被称为________，将该胚胎移入代孕母牛的________中，通过培育可达到目的。‎ ‎(2)克隆牛的产生说明______________具有全能性。克隆牛的性状主要表现________品种牛的特征。由A、B两个品种杂交得到的牛与克隆牛相比，杂交牛细胞核的遗传物质来自________个亲本，细胞质来自________性亲本，克隆牛和杂交牛的遗传物质组成_______________________(填“相同”或“不同”)。‎ ‎(3)请举一例说明克隆牛培育成功的实际意义。‎ ‎____________________________________。‎ 课外强化 ‎1．为了将用于培养的动物组织细胞分散开，以便配制成一定浓度的细胞悬浮液，应选用下列哪种物质处理选取来的动物组织(　　)‎ A．胃蛋白酶　　　　B．胰蛋白酶 C．盐酸 　 　　D．胰脂肪酶 ‎2．动物细胞培养过程的顺序是(　　)‎ ‎①原代培养　②传代培养　③胰蛋白酶处理组织，形成分散的悬浮液 A．①②③ B．①③② C．②③① D．③①②‎ ‎3．乙马的卵细胞核被甲马的体细胞核置换后，这个卵细胞经过多次分裂发育成重组胚胎，再植入丙马的子宫内发育，结果产下一匹小马。下列叙述正确的是(　　)‎ A．直接在体外对甲马的体细胞进行诱导也能培养出胚胎 B．小马的性状与甲马完全相同 C．此项技术可用于保护濒危物种 D．该过程可以很好地证明动物细胞的全能性 ‎4．下列属于动物细胞培养与植物组织培养区别的是 (　　)‎ A．动物细胞培养所用的培养基的成分与植物的不同 B．动物细胞培养不需要在无菌条件下进行 C．动物细胞培养过程中可发生基因重组，而植物组织培养不能 D．植物组织培养和动物细胞培养都体现了细胞的全能性 ‎5．实验小鼠皮肤细胞培养(非克隆培养)的基本过程如下图所示。下列叙述错误的是(　　)‎ 5‎ A．甲过程需要对实验小鼠进行消毒 B．乙过程对皮肤组织可用胰蛋白酶消化 C．丙过程得到的细胞大多具有异倍体核型 D．丁过程得到的细胞具有异质性 ‎6．下列不属于动物细胞工程应用的是(　　)‎ A．大规模生产干扰素，用于抵抗病毒引起的感染 B．为大面积烧伤的病人提供移植的皮肤细胞 C．大规模生产食品添加剂、香料等 D．利用核移植技术，加快优良种畜的繁殖 ‎7下图是利用现代生物工程技术治疗遗传性糖尿病的过程图解。请据图回答下列问题。‎ ‎(1)图中①所示的结构名称是________。‎ ‎(2)图中③④所示的生物技术名称分别是________________、__________________。‎ ‎(3)过程③通常用去核的卵母细胞作为受体细胞的原因除了它体积大、易操作、营养物质丰富外，还因为它________________________________________________________________________。‎ ‎(4)过程④通常用②作为受体细胞的原因是____________________________________________。‎ ‎(5)图示方法与一般的异体核移植相比最大的优点是__________，该种基因治疗所属类型为_________________________________________________。‎ 5‎