2020-2021高中生物3配套学案：专题二第二节第一课时动物细胞培养和核移植技术含解析

2020-2021学年高中生物人教版选修3配套学案：专题二第二节第一课时动物细胞培养和核移植技术含解析第二节动物细胞工程第一课时动物细胞培养和核移植技术学习目标课程标准1．简述动物细胞培养的过程、条件(重点).2．举例说出动物细胞培养的作用.3．简述通过动物体细胞核移植技术克隆动物的过程.(重、难点)。

4．了解体细胞核移植技术的应用前景.1．简述动物的细胞培养。

2．动物细胞核移植的概念、实例。

3．搜集通过动物体细胞核移植进行克隆的实例。

基础知识·双基夯实一、动物细胞工程技术手段：①__动物细胞培养__；②__动物细胞核移植__；③__动物细胞融合__;④__生产单克隆抗体__。

二、动物细胞的培养1．概念：从动物机体中取出相关的组织,将它分散成⑤__单个细胞__，然后,放在适宜的培养基中，让这些细胞⑥__生长__和⑦__增殖__.2．过程：动物组织用⑧__胰蛋白酶或胶原蛋白酶__处理分散―→单个细胞―→⑨__细胞悬液__―→⑩__培养瓶__中培养―→⑪__细胞贴壁__―→⑫__原代培养__错误!传代培养。

3．条件（1）无菌、无毒的环境：对⑬__培养液__和所有⑭__培养用具__进行无菌处理。

(2）营养:合成培养基中有糖、⑮__氨基酸__、⑯__促生长因子__、无机盐、⑰__微量元素__，通常需加入⑱__血清__、血浆等.(3)温度和pHa．适宜温度：⑲__36。

5__±0。

5 ℃；b．pH：⑳__7。

2～7。

4__。

（4）气体环境:主要是错误!__O2__和错误!__CO2__，O2是错误!__细胞代谢__所必须的，CO2主要维持错误!__培养液__的pH。

4．应用(1）生物制品：如○，25__病毒__疫苗、干扰素、错误!单克隆抗体的生产。

(2）检测有毒物质,判断某种物质的毒性。

（3)用于生理、病理、药理等方面的研究，如筛选抗癌药物等。

三、动物细胞核移植技术和克隆动物1．动物核移植：将动物的一个细胞的错误!__细胞核__,移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中,使其○，28__重组__并发育成一个错误!__新的胚胎__，这个新的胚胎最终发育为动物个体。

2．种类：错误!__胚胎细胞核移植__；错误!__体细胞核移植__.3．过程4．应用（1）加速家畜错误!__遗传改良__进程，促进错误!__优良畜群__繁育;(2)保护○34__濒危__物种;（3）生产错误!__医用蛋白__；(4)作为异种移植的错误!__供体__；(5)用于组织器官的错误!__移植__。

5．存在问题38__成活率低__、错误!__遗传缺陷__和生理（1)克隆动物存在○缺陷;（2）克隆动物食品的安全性问题也有争议.思考1．动物细胞培养为什么需要无菌、无毒的环境？提示：细菌、真菌和病毒等均可造成细胞培养环境的污染，而离体培养的细胞已失去了对微生物和有毒物质的防御能力，一旦受到污染或自身代谢物质积累等，培养的细胞就会死亡。

2．在进行核移植时，为什么一般不选用生殖细胞作为供核细胞？提示：因为生殖细胞的遗传物质相比正常体细胞的遗传物质减半.┃┃活学巧练__■判断题1．动物细胞培养过程中通常在培养液中通入5％的CO2刺激细胞呼吸。

（×）分析:动物细胞培养过程中通入5%的CO2目的是维持培养液pH.2．培养动物细胞的第一代(即第一次细胞增殖)被称为原代培养。

(×)分析:动物组织被胰蛋白酶分解后的第一次在培养瓶中的培养被称为原代培养，原代≠第一代。

3．动物细胞培养的结果说明动物体细胞没有全能性。

（×）分析：任何细胞都有全能性，只不过动物体细胞的全能性没有通过培养体现出来，可以说“动物体细胞的全能性是受限的”。

4．可以用胃蛋白酶代替胰蛋白酶将动物组织处理为单个细胞。

（×）分析：动物细胞培养的适宜pH为7。

2～7。

4,胰蛋白酶作用的最适pH为7.2～8.4,所以选择胰蛋白酶来处理动物组织.而胃蛋白酶要在酸性条件下才有活性。

5．克隆植物和克隆动物都只具备一个亲本的遗传特性。

（×）分析：植物克隆即植物组织培养,只继承一个亲本的遗传特性；而用核移植技术得到的克隆动物，其核基因和质基因分别来自不同的亲本，所以并不是真正的“克隆”。

6．选择MⅡ期的卵母细胞作为核移植的受体细胞的主要原因是该细胞大，显微操作方便。

（×)分析：选择MⅡ期的卵母细胞作为受体，一方面是因为细胞大，易操作,且卵黄多、营养物质丰富,为发育提供充足的营养，另一方面此时具备受精能力，细胞质中含有能刺激重组细胞进行分裂、分化并形成重组胚胎的物质.课内探究·名师点津知识点动物细胞培养┃┃重难拓展__■1．对概念的理解（1)原理：细胞增殖（2)相关组织:一般是指动物胚胎或出生不久的幼龄动物的组织，因为这些组织的细胞比老龄动物的组织细胞易于培养，同时增殖能力也强.2．过程：错误!错误!单个细胞错误!细胞悬液错误!细胞株错误!细胞系（少数细胞会克服细胞寿命的自然极限,获得不死性，朝着等同于癌细胞的方向发展，但动物细胞培养不能培养成生物体）.过程解读——酶处理①用酶“两次”处理的目的：第一次使用的目的是使组织细胞分散开；第二次使用的目的是使细胞从瓶壁上脱离下来，便于分散后继续培养.②使细胞分散开的原因:一是能保证细胞所需要的营养供应;二是能保证细胞内有害代谢产物的及时排出。

知识贴士①细胞贴壁和接触抑制将细胞悬浮液置于适宜环境的培养瓶中培养，悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上，称为细胞贴壁。

当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞便会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的接触抑制。

不是所有的细胞增殖过程中都存在接触抑制.例如,癌细胞增殖时不存在接触抑制,所以在培养瓶中可以形成多层细胞。

②原代培养和传代培养通常将动物组织消化后的初次培养称为原代培养。

贴壁的细胞需要重新用胰蛋白酶等处理，然后分散后分瓶继续培养，让细胞继续增殖。

这样的培养即为传代培养。

③目前使用的超低温、液氮或冷冻保存的正常细胞通常在10代以内，以保持细胞正常的二倍体核型.3．条件(1）无菌、无毒的环境（2）营养：细胞体外培养所需营养物质与体内基本相同。

主要成分是:糖、氨基酸、无机盐、促生长因子、微量元素、动物血清等。

（3)温度和pH：细胞体外培养的适宜温度一般和动物的体温相近。

哺乳动物多以36。

5±0。

5 ℃为宜.多数细胞生存的适宜pH为7.2~7。

4。

(4)气体环境：细胞培养所需气体主要有O2和CO2，O2是细胞代谢所必须的，CO2的主要作用是维持培养液的pH值。

4．动物细胞培养的特点(1）细胞贴壁生长;(2）接触抑制.5．应用(1）大规模地生产生物制品，如病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体等。

(2）为皮肤大面积烧伤的病人移植皮肤。

(3）用于检测有毒物质。

┃┃典例评析__■典例1关于动物细胞培养的叙述错误的是（D) A．用于培养的细胞大都取自胚胎或幼龄动物的器官或组织B．将所取的组织先用胰蛋白酶等进行处理使其分散成单个细胞C．在培养瓶中要定期用胰蛋白酶使细胞从瓶壁上脱离，制成细胞悬液D．动物细胞培养只能传50代左右，所培养的细胞会衰老死亡解析：选取胚胎或幼龄动物的器官或组织是因为它们的分裂能力较强。

动物组织细胞间隙中含有一定量的弹性纤维等蛋白质，易被胰蛋白酶催化分解,从而使细胞分离开来。

当贴壁生长的细胞分裂生长到表面相互接触时就停止分裂增殖，需定期用胰蛋白酶使细胞从瓶壁上脱离下来,制成细胞悬浮液。

动物细胞培养传至50代左右，部分细胞的遗传物质会发生改变，并且带有癌变的特点，能在培养条件下无限制地传代下去.┃┃变式训练__■1．一般来说，动物细胞体外培养需要满足以下条件（D)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CO2⑥CO2能调节培养液pHA ．①②③④⑤⑥B ．①②③④C ．①③④⑤⑥D ．①②③④⑥解析：一般来说，动物细胞体外培养需要满足以下条件：无菌、无毒的环境，与体内培养相同的营养，适宜的温度和pH ，还要有适量的CO 2。

知识点 动物体细胞核移植技术和克隆动物 ┃┃重难拓展__■1．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．种类⎩⎪⎨⎪⎧胚胎细胞核移植:易体细胞核移植：难 3．原理：动物体细胞核的全能性.4．过程过程解读：（1)受体①材料选择:选择处于减数第二次分裂中期的次级卵母细胞作为受体细胞，其原因是：a ．卵母细胞细胞质内存在激发细胞核全能性表达的物质；b ．卵母细胞体积大，便于操作;c．卵母细胞内卵黄多，营养物质丰富。

②去核的原因：保证克隆动物的核基因全部来自供体细胞.(2)注入①细胞核移植技术中注入去核卵母细胞中的不是供体细胞核，而是整个细胞，伴随着两细胞融合，体现出细胞膜具有一定的流动性的结构特点。

②核移植时,一般先用电刺激使供体和受体细胞融合，再用物理或化学方法激活受体细胞，使其完成细胞分裂和发育进程。

(3）涉及的生物技术：动物细胞培养技术、动物细胞融合技术、核移植技术、胚胎移植技术等.其中，核移植是核心技术。

5．应用前景①加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁殖。

②保护濒危物种③生产医用蛋白④作为异种移植的供体⑤用于组织器官的移植6．存在问题(1)研究方面：克隆动物基因组重新编程的机制尚不清楚，克隆技术效率低，克隆动物畸形率高，死亡率高，易出现早衰等问题。

(2)应用方面：生产克隆动物费用昂贵，距大规模应用还有一段距离。

知识贴士克隆是从英语clone音译而来。

分为广义和狭义，广义的克隆是指所有的无性繁殖，在生物学领域中,有分子、细胞、个体三个水平的不同含义。

①分子克隆,即DNA扩增。

其含义是将某一特定的DNA片段通过重组DNA技术插入到一个载体(如质粒或病毒等)中，并在宿主细胞自我复制得到的大量完全相同的该DNA片段群体。

②细胞克隆，是指一个单一的共同祖先细胞分裂所形成的细胞株。

其中每一个细胞的基因都是相同，如低等生物的分裂生殖，动、植物的细胞培养等.③个体克隆,在个体水平上,克隆是指基因型完全相同的两个或更多的个体组成的群体，如胚胎分割移植,同卵双胞胎也属于克隆。

狭义的克隆是指动物通过的核移植由重组细胞发育成新个体的过程.如“多利”羊的培育。

┃┃典例评析__■典例2下列对动物核移植技术的描述中，错误的是（D)A．哺乳动物核移植包括胚胎细胞核移植和体细胞核移植B．体细胞核移植的过程中可通过显微操作去除卵母细胞中的核C．体细胞核移植过程中通常采用减数第二次分裂中期的卵母细胞作为受体细胞D．通过体细胞核移植方法生产的克隆动物是对供核动物进行了100%的复制┃┃变式训练__■2．一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。