高中生物同步课件2.2.1动物细胞培养和核移植技术(新人教版选修3).ppt

1、栏目栏目导引导引2.2 动物细胞工程动物细胞工程22.1动物细胞培养和核移植技术动物细胞培养和核移植技术栏目栏目导引导引学习导航学习导航1.简述动物的细胞培养及条件。简述动物的细胞培养及条件。 重点重点2.举例论证动物细胞培养技术的应用及意义。举例论证动物细胞培养技术的应用及意义。3.简述动物核移植的过程及意义。简述动物核移植的过程及意义。 重、难点重、难点栏目栏目导引导引新知初探思维启动新知初探思维启动一、动物细胞工程一、动物细胞工程1.常用的技术手段：动物细胞培养、动物细常用的技术手段：动物细胞培养、动物细胞核移植、胞核移植、_、生产单克隆、生产单克隆抗体等。抗体等。2.基础：基础：_技术

2、。技术。动物细胞融合动物细胞融合动物细胞培养动物细胞培养栏目栏目导引导引二、动物细胞培养二、动物细胞培养1.概念：从动物机体中取出相关的组织，将概念：从动物机体中取出相关的组织，将它分散成它分散成_，然后，放在适宜的培，然后，放在适宜的培养基中，让这些细胞养基中，让这些细胞_和和_。单个细胞单个细胞生长生长增殖增殖栏目栏目导引导引2.过程过程胰蛋白酶胰蛋白酶栏目栏目导引导引想一想想一想1.为什么选用幼龄动物组织或胚胎进行细胞为什么选用幼龄动物组织或胚胎进行细胞培养？培养？【提示提示】幼龄动物组织或胚胎的细胞分化幼龄动物组织或胚胎的细胞分化程度低，增殖能力很强，更易于培养。程度低，增殖能力很强，

3、更易于培养。栏目栏目导引导引培养用具培养用具栏目栏目导引导引36.5细胞代谢细胞代谢pH栏目栏目导引导引4.应用应用(1)生产生物制品：如病毒疫苗、干扰素、单生产生物制品：如病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体等。克隆抗体等。(2)应用于基因工程：应用于基因工程：_是基因工程技是基因工程技术中常用的受体细胞。术中常用的受体细胞。(3)应用于检测应用于检测_，判断某种物质的，判断某种物质的毒性。毒性。(4)用于生理、病理、药理等方面的研究，如用于生理、病理、药理等方面的研究，如筛选抗癌药物等。筛选抗癌药物等。动物细胞动物细胞有毒物质有毒物质栏目栏目导引导引三、动物体细胞核移植技术和克隆动物三、动物体细胞

4、核移植技术和克隆动物1.概念：动物核移植是将动物的一个细胞的概念：动物核移植是将动物的一个细胞的细胞核，移入一个已经细胞核，移入一个已经_的卵母的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，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这个新的胚胎最终发育为_。去掉细胞核去掉细胞核动物个体动物个体栏目栏目导引导引2.过程过程栏目栏目导引导引3.应用前景应用前景(1)加速家畜加速家畜_进程，促进优良畜群进程，促进优良畜群繁育。繁育。(2)保护濒危物种。保护濒危物种。(3)转基因克隆动物可作为转基因克隆动物可作为_，生，生产许多医用蛋白。产许多医用蛋白。(4)转基因克隆动物细胞、组织和

5、器官可作为转基因克隆动物细胞、组织和器官可作为异种移植的供体。异种移植的供体。遗传改良遗传改良生物反应器生物反应器栏目栏目导引导引(5)人的核移植人的核移植_经诱导分化，形经诱导分化，形成相应的组织、器官后，可用于组织器官的成相应的组织、器官后，可用于组织器官的移植。移植。(6)研究胚胎发育及衰老过程，追踪研究疾病研究胚胎发育及衰老过程，追踪研究疾病的发展过程和治疗疾病。的发展过程和治疗疾病。4.存在问题存在问题(1)成功率非常成功率非常_ (低低/高高)。(2)绝大多数克隆动物还存在绝大多数克隆动物还存在_问题。问题。(3)克隆动物食品的安全性存在争议。克隆动物食品的安全性存在争议。胚胎干细

6、胞胚胎干细胞低低健康健康栏目栏目导引导引想一想想一想2你认为用体细胞核移植方法生产的克隆你认为用体细胞核移植方法生产的克隆动物，是对体细胞核供体动物进行动物，是对体细胞核供体动物进行100%的的复制吗？为什么？复制吗？为什么？【提示提示】克隆动物绝大部分克隆动物绝大部分DNA来自于供来自于供体细胞核，但其细胞质中还含少量的体细胞核，但其细胞质中还含少量的DNA，即线粒体中的即线粒体中的DNA是来自于受体卵细胞。是来自于受体卵细胞。栏目栏目导引导引此外，供核动物生活的环境与克隆动物所生此外，供核动物生活的环境与克隆动物所生活的环境不会完全相同，其形成的行为、习活的环境不会完全相同，其形成的行为、

7、习性也不可能和供核动物完全相同。另外，在性也不可能和供核动物完全相同。另外，在个体发育过程中有可能产生基因突变，产生个体发育过程中有可能产生基因突变，产生供核动物没有的性状。基于上述三个方面的供核动物没有的性状。基于上述三个方面的原因，克隆动物不会是供核动物原因，克隆动物不会是供核动物100%的复的复制。制。栏目栏目导引导引要点突破讲练互动要点突破讲练互动要点一动物细胞的培养要点一动物细胞的培养1.原理：细胞增殖原理：细胞增殖2.过程过程(1)取材：培养的动物细胞大部分取自动物胚取材：培养的动物细胞大部分取自动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织，因胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织，因为这

8、些组织或器官上的细胞生命力旺盛，分为这些组织或器官上的细胞生命力旺盛，分裂能力强。裂能力强。栏目栏目导引导引(2)过程过程栏目栏目导引导引3.细胞贴壁和接触抑制细胞贴壁和接触抑制(1)细胞贴壁：培养液中分散的动物细胞，置细胞贴壁：培养液中分散的动物细胞，置于适宜的条件下，会贴附在培养瓶壁上，称于适宜的条件下，会贴附在培养瓶壁上，称为细胞贴壁，或贴壁生长。为细胞贴壁，或贴壁生长。(2)接触抑制：当贴壁细胞分裂生长到表面相接触抑制：当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖，这种现互接触时，细胞就会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的接触抑制。象称为细胞的接触抑制。栏目栏目导引导引4.原

9、代培养和传代培养原代培养和传代培养(1)概念概念原代培养：动物组织通过酶或机械方法分散原代培养：动物组织通过酶或机械方法分散成单个细胞后进行的初次培养。成单个细胞后进行的初次培养。传代培养：用胰蛋白酶等处理后进行的分瓶传代培养：用胰蛋白酶等处理后进行的分瓶扩大培养，即传代培养。扩大培养，即传代培养。栏目栏目导引导引(2)特点：原代培养的细胞分裂旺盛，一般表特点：原代培养的细胞分裂旺盛，一般表现为细胞贴壁生长和接触抑制。而传代细胞现为细胞贴壁生长和接触抑制。而传代细胞的的10代以内能保持细胞正常的二倍体核型，代以内能保持细胞正常的二倍体核型，但传到但传到10代后，细胞一般不易传下去；传至代后，细

10、胞一般不易传下去；传至10代代50代左右时，细胞增殖缓慢，甚至完代左右时，细胞增殖缓慢，甚至完全停止，此时细胞普遍表现为衰老和凋亡特全停止，此时细胞普遍表现为衰老和凋亡特征，但也有少部分细胞会发生突变，会朝着征，但也有少部分细胞会发生突变，会朝着等同于癌细胞的方向发展。等同于癌细胞的方向发展。栏目栏目导引导引5.细胞株与细胞系细胞株与细胞系(1)含义：能够传代到含义：能够传代到4050代的细胞叫做细代的细胞叫做细胞株胞株,细胞株细胞的遗传物质没有发生改变细胞株细胞的遗传物质没有发生改变;当细胞株细胞传到当细胞株细胞传到50代以后，有部分细胞的代以后，有部分细胞的遗传物质发生了改变，能在培养条件

11、下无限遗传物质发生了改变，能在培养条件下无限制地传代下去的细胞叫细胞系。细胞系细胞制地传代下去的细胞叫细胞系。细胞系细胞的遗传物质发生了改变，具有癌变的特点。的遗传物质发生了改变，具有癌变的特点。栏目栏目导引导引(2)图示：图示：栏目栏目导引导引 (2010高考浙江卷高考浙江卷)下列关于动物细胞下列关于动物细胞培养的叙述，正确的是培养的叙述，正确的是()A培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞形成多层细胞B克隆培养法培养过程中多数细胞的基因型克隆培养法培养过程中多数细胞的基因型会发生改变会发生改变C二倍体细胞的传代培养次数通常是无限的二倍体细胞的传

12、代培养次数通常是无限的D恶性细胞系的细胞可进行传代培养恶性细胞系的细胞可进行传代培养例例1栏目栏目导引导引【解析解析】由于细胞之间相互接触而发生接由于细胞之间相互接触而发生接触性抑制，细胞在培养瓶壁上只能形成单层触性抑制，细胞在培养瓶壁上只能形成单层细胞，细胞，A错；克隆培养法中细胞都是由一个细错；克隆培养法中细胞都是由一个细胞经过有丝分裂而得的，所以细胞的基因型胞经过有丝分裂而得的，所以细胞的基因型相同，多数不会发生改变，相同，多数不会发生改变，B错；二倍体细胞错；二倍体细胞传代培养至传代培养至10代多数会死亡，只有少数的细代多数会死亡，只有少数的细胞能够培养至胞能够培养至50代以后成为细胞

13、系，代以后成为细胞系，C错；恶错；恶性细胞系的细胞具有癌变的特点，能够无限性细胞系的细胞具有癌变的特点，能够无限增殖，可以进行传代培养，增殖，可以进行传代培养，D正确。正确。【答案答案】D栏目栏目导引导引互动探究互动探究(1)动物细胞的培养常运用什么样的细胞？动物细胞的培养常运用什么样的细胞？(2)动物细胞的培养能产生动物个体吗？动物细胞的培养能产生动物个体吗？【提示提示】(1)胚胎或幼龄动物的器官和组织胚胎或幼龄动物的器官和组织细胞。细胞。(2)不能。不能。栏目栏目导引导引【探规寻律探规寻律】(1)当动物细胞培养超过当动物细胞培养超过50代代后，少部分细胞发生突变而持续分裂。后，少部分细胞发

14、生突变而持续分裂。(2)癌细胞失去了接触抑制机制，可以在培养癌细胞失去了接触抑制机制，可以在培养瓶中形成多层细胞。瓶中形成多层细胞。栏目栏目导引导引要点二植物组织培养和动物细胞培养的比较要点二植物组织培养和动物细胞培养的比较植物组织培养植物组织培养 动物细胞培养动物细胞培养区区别别理论基理论基础础(原理原理)细胞的全能性细胞的全能性细胞增殖细胞增殖培养基培养基及培养及培养条件条件固体或半固体固体或半固体培养基，需一培养基，需一定营养物质、定营养物质、激素、光照等激素、光照等条件条件液体培养基，液体培养基，需营养物质、需营养物质、维生素、动物维生素、动物血清、适宜血清、适宜pH等等栏目栏目导引导

15、引植物组织培养植物组织培养动物细胞培养动物细胞培养区区别别过程过程结果结果获得新个体或获得新个体或细胞产品细胞产品大量产生细胞大量产生细胞或细胞产物或细胞产物相同点相同点都需人工条件下的无菌操作都需人工条件下的无菌操作栏目栏目导引导引特别提醒特别提醒(1)植物组织培养的结果是新的植植物组织培养的结果是新的植株或组织，而动物细胞培养的目的是为了获株或组织，而动物细胞培养的目的是为了获得细胞或细胞产物，不是获取完整个体，其得细胞或细胞产物，不是获取完整个体，其过程不能体现细胞全能性。过程不能体现细胞全能性。(2)动物细胞培养用的是液体培养基，特别添动物细胞培养用的是液体培养基，特别添加一定量的动物

16、血清或血浆，可以为细胞提加一定量的动物血清或血浆，可以为细胞提供营养物质和生长因子。供营养物质和生长因子。栏目栏目导引导引 (2012绵阳中学高二检测绵阳中学高二检测)现将现将“细细胞工程胞工程”中动、植物细胞培养技术列表比较中动、植物细胞培养技术列表比较如下，你认为哪一项比较有错误如下，你认为哪一项比较有错误()例例2比较比较项目项目原理原理培养基培养基区别区别结果结果培养目的培养目的植物植物组织组织培养培养细胞细胞的全的全能性能性需加植需加植物激素物激素培育成植培育成植株株快速繁殖快速繁殖,培育无病培育无病毒植株等毒植株等动物动物细胞细胞培养培养细胞细胞的全的全能性能性需加动需加动物血清物

17、血清培养成细培养成细胞系或细胞系或细胞株胞株获得细胞获得细胞或细胞的或细胞的产物等产物等栏目栏目导引导引A.原理原理 B培养基区别培养基区别C结果结果 D培养目的培养目的【解析解析】本题考查的是植物组织培养和动本题考查的是植物组织培养和动物细胞培养相关知识的比较，动物细胞培养物细胞培养相关知识的比较，动物细胞培养的目的是获得更多细胞或细胞产物的目的是获得更多细胞或细胞产物,而不是获而不是获得个体得个体,其原理只涉及细胞增殖其原理只涉及细胞增殖(细胞分裂细胞分裂)。【答案答案】A栏目栏目导引导引【易误警示易误警示】误认为动物细胞培养也是误认为动物细胞培养也是为了获得一个完整的个体，而得出错误答为

18、了获得一个完整的个体，而得出错误答案案“D”，但却忽略了动物细胞培养只是为，但却忽略了动物细胞培养只是为了得到细胞或细胞产物，它用到的原理也了得到细胞或细胞产物，它用到的原理也只是细胞增殖。只是细胞增殖。栏目栏目导引导引变式训练变式训练下列有关植物组织培养和动物细胞培养的比下列有关植物组织培养和动物细胞培养的比较中，叙述错误的是较中，叙述错误的是()A所用的培养基的成分基本相同所用的培养基的成分基本相同B植物组织培养的结果是培育成植株，动物植物组织培养的结果是培育成植株，动物细胞培养的结果是培育成很多细胞细胞培养的结果是培育成很多细胞栏目栏目导引导引C植物组织培养的目的是为了快速繁殖和获植物组

19、织培养的目的是为了快速繁殖和获得无病毒的植株，动物细胞培养的目的是为得无病毒的植株，动物细胞培养的目的是为了获得细胞产物或细胞了获得细胞产物或细胞D植物组织培养的原理是细胞的全能性，动植物组织培养的原理是细胞的全能性，动物细胞培养的原理是细胞的增殖物细胞培养的原理是细胞的增殖栏目栏目导引导引解析：选解析：选A。对动物细胞培养和植物组织培。对动物细胞培养和植物组织培养的知识理解程度不够，造成了概念上的混养的知识理解程度不够，造成了概念上的混淆，认为动物细胞培养和植物组织培养具体淆，认为动物细胞培养和植物组织培养具体过程相差不大，故误选过程相差不大，故误选B或或C或或D。动植物细。动植物细胞培养时

20、培养基的成分差别较大，动物培养胞培养时培养基的成分差别较大，动物培养基需加入血清，植物培养基需加入激素和琼基需加入血清，植物培养基需加入激素和琼脂。脂。栏目栏目导引导引要点三动物体细胞核移植和克隆动物要点三动物体细胞核移植和克隆动物1.动物细胞核移植的理论基础：动物细胞核动物细胞核移植的理论基础：动物细胞核的全能性。的全能性。2.体细胞核移植的过程体细胞核移植的过程栏目栏目导引导引3.动物细胞核移植技术的条件动物细胞核移植技术的条件(1)用于核移植的受体细胞一般选择去核的卵用于核移植的受体细胞一般选择去核的卵母细胞，因为卵母细胞的体积大，易操作，母细胞，因为卵母细胞的体积大，易操作，细胞质中含

21、有促使细胞核表达全能性的物质细胞质中含有促使细胞核表达全能性的物质和营养条件。和营养条件。(2)用于核移植的供体细胞一般都选自用于核移植的供体细胞一般都选自10代以代以内的细胞，因为内的细胞，因为10代以内的细胞能保持正常代以内的细胞能保持正常的二倍体核型，能保证供体细胞正常的遗传的二倍体核型，能保证供体细胞正常的遗传基础。基础。栏目栏目导引导引(3)核移植时，一般先用电刺激使供受体细胞核移植时，一般先用电刺激使供受体细胞融合，再用物理或化学方法激活受体细胞，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。使其完成细胞分裂和发育进程。(4)核移植过程中细胞核只来自于一个个体，

22、核移植过程中细胞核只来自于一个个体，因此遗传物质与供核个体的相同，属于无性因此遗传物质与供核个体的相同，属于无性繁殖，不会改变生物体的基因型。繁殖，不会改变生物体的基因型。栏目栏目导引导引(5)克隆动物的性状与核供体生物的性状基本克隆动物的性状与核供体生物的性状基本相同，但不是完全相同，因为：相同，但不是完全相同，因为：克隆动物克隆动物的细胞质遗传物质来自于受体卵母细胞；的细胞质遗传物质来自于受体卵母细胞；生物的性状不仅与遗传物质有关，还受环境生物的性状不仅与遗传物质有关，还受环境影响。影响。栏目栏目导引导引 如图是利用现代生物工程技术治疗如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。

23、请据图回答下列遗传性糖尿病的过程图解。请据图回答下列问题。问题。例例3栏目栏目导引导引(1)图中图中所示的结构名称是所示的结构名称是_。(2)图中图中所示的生物技术名称分别是所示的生物技术名称分别是_、_。(3)过程过程通常用去核的卵母细胞作为受体细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、营养物质胞的原因除了它体积大、易操作、营养物质丰富外，还因为它丰富外，还因为它_。栏目栏目导引导引(4)过程过程通常用通常用作为受体细胞的原因是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图示方法与一般的异体核移植相比最大的优点是优点是_，该种基因治疗所属，该种基因治

24、疗所属类型为类型为_。栏目栏目导引导引【解析解析】(1)是从供体是从供体(患者患者)体细胞分离体细胞分离出的细胞核。出的细胞核。(2)表示核移植技术，表示核移植技术，表示转基因技术。表示转基因技术。(3)核移植的受体细胞一般是卵母细胞，原因核移植的受体细胞一般是卵母细胞，原因是它体积大、易操作，含有供胚胎发育的营是它体积大、易操作，含有供胚胎发育的营养物质，它还含有促进细胞核全能性表达的养物质，它还含有促进细胞核全能性表达的物质。物质。栏目栏目导引导引(4)早期胚胎中的细胞分化程度低早期胚胎中的细胞分化程度低,全能性高全能性高,可诱导分化成各种组织器官。可诱导分化成各种组织器官。(5)图示培育

25、出的细胞图示培育出的细胞(胰岛胰岛B细胞细胞)核遗传物核遗传物质来自患者本人，所以移植后不发生免疫排质来自患者本人，所以移植后不发生免疫排斥反应；图中所示基因治疗是体外转基因，斥反应；图中所示基因治疗是体外转基因，故所属类型为体外基因治疗。故所属类型为体外基因治疗。栏目栏目导引导引【答案答案】(1)细胞核细胞核(2)核移植技术核移植技术 转基因技术转基因技术(或基因工程、或基因工程、DNA重组技术、基因拼接技术重组技术、基因拼接技术)(3)含有促进细胞核全能性表达的物质含有促进细胞核全能性表达的物质(4)这些细胞分化程度极低，具有全能性，可这些细胞分化程度极低，具有全能性，可以定向地诱导分化为

26、各类细胞以定向地诱导分化为各类细胞(5)没有免疫排斥反应体外基因治疗没有免疫排斥反应体外基因治疗栏目栏目导引导引互动探究互动探究(1)细胞细胞A、B都是重组细胞，重组的都是重组细胞，重组的“层次层次”是否一样？是否一样？(2)对糖尿病的治疗还有哪些方法思路？对糖尿病的治疗还有哪些方法思路？【提示提示】(1)不一样，细胞不一样，细胞A是核、质重组是核、质重组,属细胞水平属细胞水平;细胞细胞B是基因重组是基因重组,属分子水平。属分子水平。(2)利用基因工程培育能合成人胰岛素的工程利用基因工程培育能合成人胰岛素的工程菌；将调控细胞增殖的基因导入胰岛菌；将调控细胞增殖的基因导入胰岛B细胞细胞,使其在体外培养时大量增殖并产生胰岛素。使其在体外培养时大量增殖并产生胰岛素。