课件：221动物细胞培养和核移植技术（人教版选修3）.ppt

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1、名名师师商商城城 2.2.1动物细胞培养和核移植技术动物细胞培养和核移植技术课标领航课标领航1简简述述动动物的物的细细胞培养及条件。胞培养及条件。2举举例例论证动论证动物物细细胞培养技胞培养技术术的的应应用及意用及意义义。3简简述述动动物核移植的物核移植的过过程及意程及意义义。【重点重点】动动物物细细胞培养的胞培养的过过程；程；动动物核移植的物核移植的过过程。程。【难难点点】原代培养和原代培养和传传代培养的概念。代培养的概念。情景情景导导航航克隆羊多利的克隆羊多利的诞诞生，生，为动为动物物细细胞工程的胞工程的发发展和研究开辟了新的篇章。它展和研究开辟了新的篇章。它实现实现了通了通过过动动物核移

2、植技物核移植技术创术创造新个体的方法，从而造新个体的方法，从而也也证证明了明了动动物物细细胞核的全能性，胞核的全能性，为为畜牧畜牧业业、医、医药卫药卫生等生等领领域展示了广泛的域展示了广泛的应应用前景。但用前景。但对对于克隆于克隆动动物物尤其是克隆人，人尤其是克隆人，人们们有有许许多不同的多不同的观观点，有人点，有人赞赞同同,有人反有人反对对，你持何种，你持何种态态度？度？应应怎怎样样面面对对科学技科学技术术和和伦伦理、社会的关系理、社会的关系 核心要点突破核心要点突破基础自主梳理基础自主梳理知能过关演练知能过关演练2.2.1动动物物细细胞胞培养培养和核和核移植移植技技术术基础自主梳理基础自主

3、梳理一、一、动动物物细细胞培养的概念胞培养的概念动动物物细细胞培养就是从胞培养就是从动动物机体中取出相关的物机体中取出相关的组织组织，将它分散成将它分散成_细细胞，然后，放在适宜的培养基胞，然后，放在适宜的培养基中，中，让这让这些些细细胞生胞生长长和增殖。和增殖。二、二、动动物物细细胞培养的胞培养的过过程程1流程流程图图：单单个个原代原代传传代代注：注：a、b代表的是代表的是_或胶原蛋白或胶原蛋白酶酶。2在在细细胞培养的胞培养的过过程中，程中，进进行的行的细细胞分裂方式胞分裂方式为为_，当数量增多出，当数量增多出现现_现现象象时时，细细胞分裂就会停止。通常情况下，胞分裂就会停止。通常情况下，1

4、0代以内的代以内的细细胞能胞能够够保保证证正常的二倍体核型，所以通常在正常的二倍体核型，所以通常在实践上实践上应应用用10代以内的代以内的细细胞冷胞冷冻冻保存；保存；1050代代细细胞分裂胞分裂缓缓慢慢胰蛋白胰蛋白酶酶有有丝丝分裂分裂接触抑制接触抑制甚至完全停止，部分甚至完全停止，部分细细胞胞_发发生改生改变变；超；超过过50代的代的细细胞会克服胞会克服细细胞寿命的自然极限，胞寿命的自然极限，获获得不死性得不死性,这这部分部分细细胞一胞一经经突突变变，朝着等同于，朝着等同于_的方向的方向发发展。展。三、三、动动物物细细胞培养的条件胞培养的条件1无菌、无毒的无菌、无毒的环环境：需境：需对对培养液

5、培养液_处处理，添理，添加一定量的抗生素并定期加一定量的抗生素并定期_。2营营养：合成培养基成分有糖、养：合成培养基成分有糖、_、促生、促生长长因子、无机因子、无机盐盐、微量元素等。除了合成培养基，通、微量元素等。除了合成培养基，通常常还还需加入血清、血需加入血清、血浆浆等天然成分。等天然成分。核型核型癌癌细细胞胞无菌无菌更更换换培养液培养液氨基酸氨基酸3温度和温度和pH：适宜温度：适宜温度为为36.50.5；pH为为7.27.4。4气体气体环环境：置于含境：置于含95%空气空气5%二氧化碳的二氧化碳的混合气体的培养箱中。混合气体的培养箱中。细细胞培养所需气体主要有胞培养所需气体主要有氧氧和二

6、氧化碳，前者是氧氧和二氧化碳，前者是细细胞代胞代谢谢所必需的，后所必需的，后者的主要作用是者的主要作用是维维持培养液的持培养液的pH。四、四、动动物物细细胞培养技胞培养技术术的的应应用用1大大规规模生模生产产有重要价有重要价值值的的_，如病毒，如病毒疫苗、干疫苗、干扰扰素、素、单单克隆抗体。克隆抗体。2应应用于基因工程。用于基因工程。生物制品生物制品3检测检测_毒性大小，原理是毒性大小，原理是动动物物细细胞胞经该经该物物质处质处理后，畸理后，畸变细变细胞所占的比例越大，胞所占的比例越大，说说明明该该物物质质毒性越大。毒性越大。五、五、动动物核移植的概念及种物核移植的概念及种类类1动动物核移植是

7、将物核移植是将动动物的一个物的一个细细胞的胞的_移入移入一个已一个已经经去掉去掉细细胞核的卵母胞核的卵母细细胞中，使其胞中，使其_并并发发育成一个新的胚胎，最育成一个新的胚胎，最终终成成为动为动物个体。物个体。有毒物有毒物质质细细胞核胞核重重组组思考感悟思考感悟动动物物细细胞培养如何胞培养如何检测检测有毒物有毒物质质毒性的大小？毒性的大小？【提示提示】用含有一定用含有一定浓浓度有毒物度有毒物质质的的细细胞培养液和正胞培养液和正常常细细胞培养液同胞培养液同时时培养正常培养正常细细胞，通胞，通过对过对照照观观察察变变异异细细胞的百分数来确定其毒性胞的百分数来确定其毒性强强弱。弱。胚胎胚胎体体六、体

8、六、体细细胞核移植的胞核移植的过过程程1过过程程2用于核移植的供体用于核移植的供体细细胞一般都胞一般都选选用用10代以内的代以内的细细胞，目的是胞，目的是为为了保了保证细证细胞正常的胞正常的遗传遗传基基础础。3接受接受细细胞核的卵母胞核的卵母细细胞必胞必须须体外培养到体外培养到_期，原因是此期期，原因是此期细细胞核的位置靠近第胞核的位置靠近第一极体，用微型吸管可将二者一并吸出，并且此一极体，用微型吸管可将二者一并吸出，并且此时时使使细细胞核的全能性表胞核的全能性表现现出来的物出来的物质质已近成熟。已近成熟。七、体七、体细细胞核移植技胞核移植技术术的的应应用前景用前景1在畜牧生在畜牧生产产中，可

9、加速家畜中，可加速家畜_进进程，促程，促进优进优良畜群繁育。良畜群繁育。减数第减数第二次分裂中二次分裂中遗传遗传改良改良2在保在保护濒护濒危物种方面可增加一些危物种方面可增加一些动动物的存活数物的存活数量。量。3在医在医药卫药卫生生领领域，可利用域，可利用_动动物生物生产产珍珍贵贵的医用蛋白，提供异种移植的的医用蛋白，提供异种移植的细细胞、胞、组织组织和器和器官；人的核移植胚胎干官；人的核移植胚胎干细细胞胞经诱导经诱导分化，可用于分化，可用于组组织织器官的移植；研究克隆器官的移植；研究克隆动动物和克隆物和克隆细细胞，更深入胞，更深入地了解地了解_及衰老及衰老过过程；用克隆程；用克隆动动物做疾病

10、物做疾病模型模型,更好地追踪研究疾病的更好地追踪研究疾病的发发展展过过程和治程和治疗疗疾病。疾病。转转基因克隆基因克隆胚胎胚胎发发育育八、体八、体细细胞核移植技胞核移植技术术存在的存在的问题问题1成功率低，成功率低，产产下的活克隆下的活克隆动动物占移植克隆胚胎物占移植克隆胚胎的比率平均不到的比率平均不到10%。2多数克隆多数克隆动动物物还还存在健康存在健康问题问题，表，表现现出出遗传遗传和和生理缺陷。生理缺陷。3对对克隆克隆动动物食品的安全性存有争物食品的安全性存有争议议。核心要点突破核心要点突破动物细胞培养动物细胞培养要点一要点一1动动物物细细胞培养胞培养过过程中的几个重要概念程中的几个重要

11、概念(1)细细胞胞贴贴壁：培养液中分散的壁：培养液中分散的细细胞很快胞很快贴贴附在瓶附在瓶壁上生壁上生长长繁殖，称繁殖，称为细为细胞胞贴贴壁或壁或贴贴壁生壁生长长。(2)接触抑制：当接触抑制：当贴贴壁壁细细胞分裂生胞分裂生长长到表面相互接到表面相互接触触时时，细细胞就会停止分裂增殖的胞就会停止分裂增殖的现现象。象。(3)原代培养：将原代培养：将动动物的器官或物的器官或组织组织用胰蛋白用胰蛋白酶酶或胶或胶原蛋白原蛋白酶酶处处理，分散成理，分散成单单个个细细胞，然后制成胞，然后制成细细胞胞悬悬液，放入培养瓶内，放在适宜的条件下培养，液，放入培养瓶内，放在适宜的条件下培养，这这种种培养叫原代培养。培

12、养叫原代培养。(4)传传代培养：原代培养的代培养：原代培养的细细胞由于接触抑制不再分胞由于接触抑制不再分裂，裂，还还要用胰蛋白要用胰蛋白酶酶或胶原蛋白或胶原蛋白酶酶处处理后，再分瓶理后，再分瓶培养，培养，让细让细胞胞继续继续增殖，增殖，这这种培养叫种培养叫传传代培养。代培养。2培养培养过过程程动动物物细细胞培养的胞培养的过过程如下所示：程如下所示：特特别别提醒提醒用胰蛋白用胰蛋白酶酶处处理理组织块组织块，可使，可使细细胞分散开，胞分散开，这样这样做做的目的是使的目的是使细细胞与胞与组织组织液充分接触，液充分接触，这这也也说说明了明了细细胞胞间间的主要物的主要物质质是蛋白是蛋白质质，但是由于，但

13、是由于细细胞膜的主要胞膜的主要成分之一也是蛋白成分之一也是蛋白质质，因此要控制好，因此要控制好处处理的理的时间时间，不能太不能太长长，否，否则则会会损伤细损伤细胞。由于多数胞。由于多数动动物物细细胞培胞培养的适宜养的适宜pH为为7.27.4，因此不能使用胃蛋白，因此不能使用胃蛋白酶酶分分散散细细胞。胞。下列关于下列关于动动物物细细胞培养的叙述，正确的是胞培养的叙述，正确的是()A培养保留接触抑制的培养保留接触抑制的细细胞在培养瓶壁上可形成胞在培养瓶壁上可形成多多层细层细胞胞B克隆培养法培养克隆培养法培养过过程中多数程中多数细细胞的基因型会胞的基因型会发发生改生改变变C二倍体二倍体细细胞的胞的传

14、传代培养次数通常是无限的代培养次数通常是无限的D恶恶性性细细胞系的胞系的细细胞可胞可进进行行传传代培养代培养【尝试尝试解答解答】D例例例例1 1【解析解析】由于由于细细胞之胞之间间相互接触而相互接触而发发生接触性抑生接触性抑制，制，细细胞在培养瓶壁上只能形成胞在培养瓶壁上只能形成单层细单层细胞，胞，A错错；克隆培养法中克隆培养法中细细胞都是由一个胞都是由一个细细胞胞经过经过有有丝丝分裂而分裂而得的，所以得的，所以细细胞的基因型相同，多数不会胞的基因型相同，多数不会发发生改生改变变,B错错；二倍体；二倍体细细胞胞传传代培养至代培养至10代多数会死亡，只代多数会死亡，只有少数的有少数的细细胞能胞能

15、够够培养至培养至50代以后成代以后成为细为细胞系，胞系，C错错；恶恶性性细细胞系的胞系的细细胞具有癌胞具有癌变变的特点，能的特点，能够够无限无限增殖，可以增殖，可以进进行行传传代培养，代培养，D正确。正确。【互互动动探究探究】(1)动动物物细细胞的培养常运用什么胞的培养常运用什么样样的的细细胞胞？(2)动动物物细细胞的培养能胞的培养能产产生生动动物个体物个体吗吗？【提示提示】(1)胚胎或幼胚胎或幼龄动龄动物的器官和物的器官和组织细组织细胞。胞。(2)不能。不能。【探探规寻规寻律律】(1)当当动动物物细细胞培养超胞培养超过过50代后，少部代后，少部分分细细胞胞发发生突生突变变而持而持续续分裂。分

16、裂。(2)癌癌细细胞失去了接触抑制机制，可以在培养瓶中形胞失去了接触抑制机制，可以在培养瓶中形成多成多层细层细胞。胞。植物植物组织组织培养和培养和动动物物细细胞培养的比胞培养的比较较要点二要点二植物植物组织组织培养培养动动物物细细胞培养胞培养区区别别理理论论基基础础(原理原理)细细胞的全能性胞的全能性细细胞增殖胞增殖培养基及培养基及培养条件培养条件固体或半固体培固体或半固体培养基，需一定养基，需一定营营养物养物质质、激素、激素、光照等条件光照等条件液体培养基、液体培养基、营营养养物物质质、维维生素、生素、动动物血清、适宜物血清、适宜pH等等植物植物组织组织培养培养动动物物细细胞培养胞培养区区别

17、别过过程程结结果果获得新个体或细胞产获得新个体或细胞产品品大量产生细胞或细胞大量产生细胞或细胞产物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 现现将将“细细胞工程胞工程”中中动动、植物、植物细细胞培养技胞培养技术术列表比列表比较较如下，你如下，你认为认为哪一哪一项项比比较较有有错误错误()例例例例2 2比比较较项项目目原理原理培养基培养基区区别别结结果果培养目的培养目的植物植物组组织织培养培养细细胞的胞的全能性全能性需加植物需加植物激素激素培育成植株培育成植株快速繁殖，培育快速繁殖，培育无病毒植株等无病毒植株等动动物物细细胞培养胞培养细细胞的胞的全能性全能性需加需加动动物

18、物血清血清培养成培养成细细胞胞系或系或细细胞株胞株获获得得细细胞或胞或细细胞胞的的产产物等物等A.原理原理B培养基区培养基区别别C结结果果 D培养目的培养目的【尝试尝试解答解答】A【解析解析】本本题题考考查查的是植物的是植物组织组织培养和培养和动动物物细细胞胞培养相关知培养相关知识识的比的比较较，动动物物细细胞培养的目的是胞培养的目的是获获得得更多更多细细胞或胞或细细胞胞产产物。而不是物。而不是获获得个体，其原理只得个体，其原理只涉及涉及细细胞增殖胞增殖(细细胞分裂胞分裂)。【误误区警示区警示】误认为动误认为动物物细细胞培养也是胞培养也是为为了了获获得一个完整的个体，而得出得一个完整的个体，而

19、得出错误错误答案答案“D”，但却，但却忽略了忽略了动动物物细细胞培养只是胞培养只是为为了得到了得到细细胞或胞或细细胞胞产产物，它用到的原理也只是物，它用到的原理也只是细细胞增殖。胞增殖。跟踪跟踪训练训练下列有关植物下列有关植物组织组织培养和培养和动动物物细细胞培养胞培养的比的比较较中，叙述中，叙述错误错误的是的是()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植物植物组织组织培养的培养的结结果是培育成植株，果是培育成植株，动动物物细细胞胞培养的培养的结结果是培育成很多果是培育成很多细细胞胞C植物植物组织组织培养的目的是培养的目的是为为了快速繁殖和了快速繁殖和获获得无得无病毒的植株，

20、病毒的植株，动动物物细细胞培养的目的是胞培养的目的是为为了了获获得得细细胞胞产产物或物或细细胞胞D植物植物组织组织培养的原理是培养的原理是细细胞的全能性，胞的全能性，动动物物细细胞培养的原理是胞培养的原理是细细胞的增殖胞的增殖解析：解析：选选A。对动对动物物细细胞培养和植物胞培养和植物组织组织培养的知培养的知识识理解程度不理解程度不够够，造成了概念上的混淆，造成了概念上的混淆，认为动认为动物物细细胞培养和植物胞培养和植物组织组织培养具体培养具体过过程相差不大，故程相差不大，故误误选选B或或C或或D。动动植物植物细细胞培养胞培养时时培养基的成分差培养基的成分差别别较较大，大，动动物培养基需加入血

21、清，植物培养基需加入物培养基需加入血清，植物培养基需加入激素和激素和琼琼脂。脂。动动物体物体细细胞核移植胞核移植要点三要点三1原理：原理：细细胞核的全能性。胞核的全能性。2供核供核细细胞：一般胞：一般选优选优良良动动物的物的传传代培养代培养10代以代以内的内的细细胞。胞。3受体受体细细胞：去核的胞：去核的M期卵母期卵母细细胞。胞。4体体细细胞核移植的胞核移植的过过程程特特别别提醒提醒核移植核移植时时，一般先用，一般先用电电刺激使供受体刺激使供受体细细胞融合，再用物胞融合，再用物理或化学方法激活受体理或化学方法激活受体细细胞，使其完成胞，使其完成细细胞分裂和胞分裂和发发育育进进程。程。克隆克隆动

22、动物的性状与核供体生物的性状基本相同，而物的性状与核供体生物的性状基本相同，而不是完全相同，因不是完全相同，因为为克隆克隆动动物的物的细细胞胞质遗传质遗传物物质质来自于受来自于受体卵母体卵母细细胞；生物的性状不胞；生物的性状不仅仅与与遗传遗传物物质质有关，有关，还还受受环环境境的影响。的影响。5体体细细胞核移植技胞核移植技术术存在的存在的问题问题克隆克隆动动物基因物基因组组重新重新编编程的机制尚不清楚，克隆技程的机制尚不清楚，克隆技术术效率低，克隆效率低，克隆动动物畸形率高、死亡率高、易出物畸形率高、死亡率高、易出现现早衰等早衰等问题问题，生，生产产克隆克隆动动物成本高，不容易大物成本高，不容

23、易大规规模模推广。推广。例例例例3 3 美国威斯康星州的一个奶牛美国威斯康星州的一个奶牛场场有一有一头头奶牛，年奶牛，年产产奶量达奶量达30.8 t，我国奶牛，我国奶牛产产量年平量年平均水平均水平仅为仅为34 t。某人用。某人用该该高高产产奶牛的耳奶牛的耳朵细朵细胞，采用核移植技胞，采用核移植技术获术获得高得高产产奶牛奶牛(如如图图)。(1)目前完成目前完成的方法有的方法有_、_、_、化学物化学物质处质处理等。理等。(2)过过程中程中选择选择去核卵母去核卵母细细胞作胞作为为受体受体细细胞的原因是胞的原因是_。(3)过过程所利用的技程所利用的技术术是是_，其原理是，其原理是_。(4)该实验该实验

24、的成功的成功说说明已分化的耳明已分化的耳朵细朵细胞的胞的细细胞核中含有与胞核中含有与_一一样样的全套基因，的全套基因，这这种繁殖方式属于种繁殖方式属于_。(5)若研究若研究发现该发现该高高产产奶牛奶牛线线粒体粒体发发达，故它的达，故它的产产奶量高，奶量高，则则小牛小牛d成成年后具有年后具有这这一一优优良性状良性状吗吗？_。你的依据是。你的依据是_。【尝试尝试解答解答】(1)显显微操作去核法梯度离心紫外微操作去核法梯度离心紫外光短光短时间时间照射照射(2)卵母卵母细细胞体胞体积积大，易操作，大，易操作，营营养物养物质质丰富，且丰富，且细细胞胞质质中含有激中含有激发细发细胞核全能性表达的物胞核全能

25、性表达的物质质(3)动动物物细细胞培养胞培养细细胞增殖胞增殖(4)受精卵无性繁殖受精卵无性繁殖(5)不会不会线线粒体中的基因一般通粒体中的基因一般通过细过细胞胞质传递给质传递给后代，而小牛后代，而小牛d的的细细胞胞质质主要来自于牛主要来自于牛a【解析解析】(1)去核的方法有去核的方法有显显微操作去核法、梯度离心、微操作去核法、梯度离心、紫外光短紫外光短时间时间照射及化学物照射及化学物质处质处理等方法。理等方法。(2)在核移植中常用去核卵母在核移植中常用去核卵母细细胞作胞作为为受体受体细细胞，是胞，是因因为为卵母卵母细细胞内含有丰富的胞内含有丰富的营营养物养物质质；体；体积积比比较较大大,容易操

26、作。容易操作。(3)过过程属于程属于动动物物细细胞培养，其原理是胞培养，其原理是细细胞增殖。胞增殖。(4)该实验该实验的成功的成功证证明了明了动动物物细细胞核有全能性，因胞核有全能性，因为为细细胞核中含有和受精卵一胞核中含有和受精卵一样样的全套基因。的全套基因。(5)线线粒体位于粒体位于细细胞胞质质中，主要来源于受体中，主要来源于受体细细胞，因胞，因此没有此没有产产奶量高的奶量高的优优良性状。良性状。【探探规寻规寻律律】体体细细胞核移植的胞核移植的过过程必程必须须弄清的几个弄清的几个问问题题：(1)动动物物细细胞的全能性会随着胞的全能性会随着动动物体的物体的发发育而逐育而逐渐渐受到限制，其主要

27、原因是受到限制，其主要原因是细细胞的分化。胞的分化。(2)克隆高克隆高产产奶牛所用的受体奶牛所用的受体细细胞是去核的卵母胞是去核的卵母细细胞，胞，处处于减数第二次分裂中期。因于减数第二次分裂中期。因为为卵母卵母细细胞中胞中含有促使含有促使细细胞核表达全能性的物胞核表达全能性的物质质和和营营养条件。养条件。(3)克隆高克隆高产产奶牛奶牛过过程所利用的生物技程所利用的生物技术术有：有：细细胞胞核移植、核移植、动动物物细细胞培养、胚胎移植。胞培养、胚胎移植。(4)目前核移植技目前核移植技术术中普遍使用的去核方法是中普遍使用的去核方法是显显微微操作法。操作法。跟踪跟踪训练训练如果用如果用动动物的物的细细胞胞进进行克隆行克隆实验应该实验应该选择选择的的细细胞核不能来源于胞核不能来源于()A乳腺乳腺细细胞胞 B卵卵细细胞胞C胃腺胃腺细细胞胞 D囊胚囊胚时时期的胚胎期的胚胎细细胞胞答案：答案：B极品一体化极品一体化含课件、教案、学案、练习，且完全同步。含课件、教案、学案、练习，且完全同步。本课件由本课件由 “名师商城名师商城”免费提供免费提供 http:/