资源简介 动物细胞培养和核移植技术(第二课时)一、学习目标简述动物细胞核移植技术的流程。二、重点难点重点:了解动物体细胞核移植技术的流程。难点:了解动物体细胞核移植技术的流程。三、学习过程【自主预习】知识清单:1.动物核移植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。2.原理:具有全能性。种类:(1)_________________移植,分化程度低,恢复其全能性较容易。(2)_________________移植,分化程度低,恢复其全能性难度大。3.过程(1)取供体_________________→供体细胞培养。(2)从卵巢中采集______________→在体外培养到___________________→去核。(3)将供体细胞注入________________→使两细胞____________→供体核进入受体卵母细胞→构建_________________。(4)将胚胎______________到代孕母体内→生出与供体遗传物质基本相同的个体。4.应用(1)加速家畜_________________进程,促进优良畜群繁育。(2)保护_________________物种。(3)生产_________________。(4)作为异种移植的_____________。(5)用于_________________的移植。5.存在的问题:克隆动物存在健康、生理缺陷、遗传缺陷等。课前练兵1.在克隆多利羊的过程中,下列哪项技术没有运用到()A.细胞培养技术B.细胞核移植C.胚胎移植技术D.基因工程技术2.从母羊甲的体细胞中取出细胞核,注入母羊乙去掉核的卵细胞中,融合后的细胞经卵裂形成早期胚胎,再植入到另一只母羊丙的子宫内,出生小羊的大多数性状()A.像乙B.像甲C.难以预测D.像丙【课内探究】小组合作探究,讨论以下问题:1.为什么不能利用动物细胞培养技术将动物细胞直接培育成动物体?2.概念的要点有哪些?请用简洁的文字和箭头图示描述概念。3.受体细胞为什么选择卵母细胞?4.在体细胞的细胞核移植到受体卵母细胞之前,为什么必须先去掉受体卵母细胞的核?5.用于核移植的供体细胞一般都选用传代10代以内的细胞,想一想,这是为什么?6.你认为用上述体细胞核移植方法生产的克隆动物,是对体细胞供体动物进行了100%的复制吗?为什么?附:动物体细胞核移植技术过程图四、自主练习1.生物技术的发展速度很快,已灭绝生物的“复生”将不再是神话。如果世界上最后一只野驴刚死亡,以下较易成功“复生”野驴的方法是()A.将野驴的体细胞取出,利用组织培养技术,经脱分化、再分化,培育成新个体B.将野驴的体细胞两两融合,再经组织培养培育成新个体C.取出野驴的体细胞核移植到母家驴的去核卵母细胞中,经孕育培养成新个体D.将野驴的基因导入家驴的受精卵中,培育成新个体2.如果用动物的细胞进行克隆实验应该选择的细胞核不能是()A.乳腺细胞的B.卵细胞的C.胃腺细胞的D.囊胚时期的胚胎细胞的3.下列关于克隆的说法不正确的是()A.由一个受精卵发育为一个完整的个体叫做克隆B.基因克隆是指某目的基因复制的过程C.动物体细胞克隆要通过细胞核移植形成重组细胞D.动物克隆的技术基础是动物细胞的培养4.一只羊的卵细胞核被另一只羊的体细胞核置换后,这个重组细胞经过多次分裂,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.繁殖家畜中的优秀个体C.用于保存物种D.改变动物的基因型5.用于核移植的受体细胞一般都选用()A.受精卵B.MⅠ期卵母细胞C.MⅡ期卵母细胞D.红细胞6.下图为某哺乳动物的生殖过程图,正确的叙述是()A.动物个体2为克隆动物,c为高度分化的体细胞B.动物个体2的遗传性状与提供b细胞的母羊完全不同C.产生动物个体2的生殖方式为有性生殖D.e细胞为已完成减数分裂的卵细胞7.核移植的受体细胞是MⅡ期卵母细胞,下列有关说法错误的是()A.MⅡ期卵母细胞质中含有促进细胞核全能性表达的物质B.MⅡ期卵母细胞体积比较大,操作起来相对容易C.可以把供体细胞直接注入去核的卵母细胞中D.MⅡ期卵母细胞对克隆动物的遗传特性没有任何影响8.如图为克隆羊“多利”的培育过程示意图,下列表述不正确的是()A.由于细胞核基因完全来自甲羊,所以克隆羊“多利”的性状与甲羊完全一致B.克隆羊“多利”的培育过程中采用的生物技术有核移植C.乙羊的去核卵细胞为重组细胞基因表达提供了细胞内的环境条件D.此过程说明高度分化的动物细胞核也具有全能性9.下列有关体细胞核移植技术的说法不正确的是()A.体细胞核移植技术在多种动物中获得了成功,成功率非常高B.克隆技术的各个环节有待于进一步改进C.大多数克隆动物还存在一些遗传和生理缺陷类的健康问题D.克隆动物的安全性问题仍然存有争议10.下图是某克隆羊培育过程模式图,试分析获得该克隆羊的生殖方式、该克隆羊的基因型以及该克隆羊发育成熟时所分泌的性激素依次是()A.无性生殖、Aa、雌性激素B.无性生殖、aa、雄性激素C.有性生殖、aa、雄性激素D.有性生殖、AA、雌性激素11.美国科学家培育出了世界上第一只克隆猫,这只小猫毛色花白,看上去完全不像生养它的斑猫妈妈,也不完全像为它提供细胞核的基因猫妈妈。对该克隆猫毛色的解释合理的是()①发生了基因突变②提供卵细胞的雌猫细胞质基因进行了表达③表现型是基因型与环境共同作用的结果④代孕花斑猫妈妈的基因进行了表达A.①B.②③C.②③④D.①②③④12.下列有关克隆绵羊“多利”的说法正确的是()①“多利”的诞生属无性繁殖②“多利”的诞生采用了核移植技术③“多利”的诞生采用了胚胎移植技术④“多利”的诞生采用了细胞融合技术⑤动物细胞培养是整个技术的基础A.①②④⑤B.①②③④C.①②③⑤D.①②③④⑤13.科学家将雌黑鼠卵丘细胞(卵巢中卵细胞周围的体细胞)的核物质注入去核的棕鼠卵细胞内,激活以后,移入白鼠的子宫,白鼠最终产下一只克隆鼠,这只克隆鼠的体色和性别是()A.黑色雌鼠B.白色雌鼠C.黑色雄鼠D.棕色雌鼠14.美国杜克大学医疗中心的一个研究小组利用成年猪的动脉血管细胞和模拟胚胎环境的新型生物反应器,成功地在实验室里培育出新的动脉血管。这种血管的外形和功能都与真的血管一样,这一研究成果是生物组织培养领域的重大进展。下列关于以上技术的叙述,不正确的是()A.该过程属于“克隆”B.该过程涉及基因的表达与调控C.关键是激发血管细胞的全能性D.关键是激发血管细胞发育成血管的潜能15.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,结果产下一只小马。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来B.小马的性状完全与甲马相同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16.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,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,细胞质几乎完全来自________性亲本,克隆牛和杂交牛的遗传物质组成________(选填“相同”或“不同”)。17.人的血清蛋白在临床上需求量很大,通常从血液中提取。由于艾滋病等人类传染病造成的威胁与日俱增,使人们对血液制品心存疑虑。生物技术的发展与应用使利用动物生产人的血清蛋白成为可能,下图是上海某研究所培育生产出血清蛋白奶牛的流程图。根据图示回答:(1)雌性奶牛胚胎干细胞是()A.雌性奶牛产生的卵细胞B.雌性奶牛体内的受精卵C.能发育成雌性奶牛的受精卵D.从奶牛胚胎中取出的细胞,这个奶牛胚胎将发育成雌性奶牛(2)图中A、B用到的生物技术分别为____________、____________。(3)小牛1、2、3的性别是________性,性状________(填“相同”或“不相同”)。(4)在形成重组细胞之前,先去掉受体牛卵母细胞的核,其原因是_________________________________________________________________________________________。(5)举例说明体细胞核移植在治疗人类疾病方面的应用。________________________________________________________________________________________________________________________________________________。参考答案自主预习知识清单1.细胞核卵母细胞2.动物细胞的细胞核(1)胚胎细胞核(2)体细胞核3.(1)体细胞(2)卵母细胞减数第二次分裂中期(3)去核卵母细胞融合重组胚胎(4)移植4.(1)遗传改良(2)濒危(3)医用蛋白(4)供体(5)组织器官课前练兵1.D2.B课内探究1.动物细胞的全能性随着动物细胞分化程度的提高而逐渐受到抑制,全能性表达很难。2.3.因为卵母细胞体积大,易操作,而且含有促使细胞核表达全能性的某种因子和营养物质。4.为使核移植的胚胎或动物的遗传物质全部来自有重要利用价值的动物(例如高产奶牛)提供的体细胞,在供体细胞的细胞核移至受体细胞之前,必须将受体细胞的遗传物质去掉或将其破坏。5.培养的动物细胞一般当传代至10~50代左右时,部分细胞核型可能会发生变化,其细胞遗传物质可能会发生突变,而10代以内的细胞一般能保持正常的二倍体核型。因此,在体细胞核移植中,为了保证供体细胞正常的遗传基础,通常采用传代10代以内的细胞。6.克隆动物绝大部分DNA来自于供体细胞核,但其核外还有少量的DNA,即线粒体中的DNA是来自于受体卵母细胞。所以,用教材中所述的方法克隆的动物不是供核动物完全相同的复制。此外,即便动物的遗传基础完全相同,但动物的一些行为、习性的形成与所处环境有很大关系,核供体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、习性也不可能和核供体动物完全相同,从这一角度看,克隆动物不会是核供体动物100%的复制。自主练习1.C2.B3.A4.D5.C6.A7.D8.A9.A10.B11.B12.C13.A14.C15.C16.(1)细胞核去核重组胚胎子宫(2)动物体细胞核A两雌不同17.(1)D(2)基因工程(转基因技术)动物细胞核移植(3)雌相同(4)卵母细胞中的核物质会对移核重组细胞产生干扰(5)为器官移植提供供体;研究疾病的发展进程和治疗疾病等细胞核去核卵母细胞重组细胞新的胚胎克隆动物动物细胞培养和核移植技术(第一课时)一、学习目标简述动物细胞培养的过程、条件及应用。二、重点难点重点:动物细胞培养的过程及条件。难点:动物细胞培养的过程及条件。三、学习过程【自主预习】知识清单(一)动物细胞工程技术手段有、、、等。(二)动物细胞培养1.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。2.过程取动物组织用处理分散→单个细胞→→中培养→→接触抑制→传代培养3.条件(1)无菌、无毒的环境:对和所有进行无菌处理。(2)营养:①无机物:无机盐、等。②有机物:糖、、、血清、血浆等。(3)温度和pH:①温度:±0.5℃;②pH:。(4)气体环境:①O2:是所必需的;②CO2维持。4.应用(1)生产生物制品:如疫苗、干扰素、等。(2)应用于基因工程:是基因工程技术中常用的受体细胞,基因工程离不开。(3)检测,判断某种物质的。(4)用于、、等方面的研究,如筛选抗癌药物等。课前练兵1.为了使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,选取的动物组织应选用下列哪种物质处理()A.胃蛋白酶B.胰蛋白酶C.盐酸D.胰脂肪酶2.下列属于动物细胞培养与植物组织培养主要区别的是()A.培养基成分不同B.动物细胞培养不需要在无菌条件下进行C.动物细胞可以传代培养,而植物细胞不能D.动物细胞能够大量培养,而植物细胞只能培养成植株【课内探究】阅读教材P44“动物细胞培养的过程”,小组合作讨论以下问题:1.比较幼龄与老龄动物的组织细胞,哪一种更易于培养?为什么?2.为什么要将组织块分散成单个细胞进行培养?怎样处理?3.胰蛋白酶的作用是什么呢?由此可说明细胞间的物质是什么成分?用胃蛋白酶行吗?4.培养过程中出现了什么现象?5.什么是原代培养?什么是传代培养?二者区分的界线是什么?6.传代培养的细胞会一直分裂下去吗?移植用的皮肤细胞使用的是多少代的细胞?7.多细胞动物和人体的细胞都生活在内环境中。体外进行的动物细胞培养需要什么样的条件?附:动物细胞培养过程参考图示四、自主练习1.动物细胞工程技术的基础是()A.动物细胞融合B.胚胎移植C.动物细胞培养D.核移植2.在动物细胞培养过程中,使用胰蛋白酶的目的是()A.使动物组织分散为单个细胞进行培养B.去掉细胞壁成为原生质体C.去掉细胞膜暴露出原生质体便于细胞融合D.促进蛋白质水解为多肽3.在进行动物细胞培养时,通常选用的培养材料是()A.衰老退化的动物组织细胞B.成熟动物个体的体细胞C.动物的受精卵细胞D.动物胚胎或幼龄动物个体的细胞4.动物细胞培养液和植物组织培养液的共有成分是()A.葡萄糖B.维生素C.动物血清D.蔗糖5.一般来说,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CO2⑥CO2能调节培养液pHA.①②③④⑤⑥B.①②③④C.①③④⑤⑥D.①②③④⑥6.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7.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.①②③B.①③②C.②①③D.③①②8.动物细胞培养技术的用途有()①生产有价值的生物制品,如病毒疫苗、干扰素等②生产基因工程技术中所用的受体细胞③可以用于检测有毒物质④培养的各种细胞可直接用于生理、病理、药理等方面的研究A.①②B.①②③C.②③④D.①②③④9.关于动物细胞培养的叙述错误的是()A.用于培养的细胞最好取自健康动物体内的组织细胞B.将所取的组织先用胰蛋白酶或胶原蛋白酶进行处理其分散成单个细胞,再稀释制成细胞悬液培养C.在培养瓶中要定期用胰蛋白酶或胶原蛋白酶进行处理,然后分瓶继续培养,让细胞继续增殖D.传代培养的细胞在传至10~50代左右时,增殖会逐渐减慢,以至于完全停止,所培养的细胞全部衰老死亡10.下列与动物细胞培养有关的表述中,不正确的是()A.培养液通常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清B.原代培养的细胞一般传至10代左右便会出现生长停滞C.动物细胞培养一般能够传到40~50代,但其遗传物质发生了改变D.动物细胞培养可用于检测有毒物质和获得大量自身健康细胞11.用动植物成体的体细胞进行离体培养,下列叙述正确的是()A.都需用CO2培养箱B.都需用液体培养基C.都要在无菌条件下进行D.都可体现细胞的全能性12.下列关于动物细胞培养过程的叙述,错误的是()A.制作细胞悬液时可以使用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理B.悬液中分散的细胞很快贴附在细胞壁上,细胞贴壁体现了细胞的适应性C.细胞进行有丝分裂,数量增加到相互接触时可以使用胃蛋白酶处理后分瓶培养D.10代以内的细胞保持细胞正常的二倍体核型13.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()A.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,动物细胞培养的结果是培育成细胞系C.植物组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,动物细胞培养的原理是细胞的增殖14.动物细胞培养的特点是()①细胞贴壁②有丝分裂③分散生长④接触抑制⑤减数分裂A.①②④B.②④⑤C.①③④D.③④⑤15.下列关于动物细胞培养的叙述,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会发生改变C.二倍体细胞的传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16.下图是动物细胞培养的基本过程示意图。请据此回答:(1)容器A中放置的是动物器官或组织。它一般取自_______________________,原因是________________。(2)容器A中的动物器官或组织首先要进行的处理是____________,然后用______________酶处理,这是为了使细胞分散开来,这样做的目的是________________。(3)首先在B瓶中进行培养,瓶中的培养基成分有____________________________等。在此瓶中培养一段时间后,有许多细胞衰老死亡,这是培养到第代,到这时的培养称为____________________。(4)为了把B瓶中的细胞分装到C瓶中处理,然后配置成,再分装。(5)在C瓶中正常培养了一段时间后,发现细胞全部死亡,原因是__________。17.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,需用消化处理(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。(5)已知癌细胞X基因过量表达与肝癌的发生密切相关,要试验一种抗肿瘤药物Y对甲细胞生长的影响,可将甲细胞分为A、B两组,A组细胞培养液中加入,B组细胞培养液中加入无菌生理盐水,经培养后,从A、B两组收集等量细胞,通过分别检测X基因在A、B两组细胞中的或合成水平的差异,确定Y的药效。参考答案自主预习知识清单(一)动物细胞培养动物细胞核移植动物细胞融合生产单克隆抗体(二)1.单个细胞生长增殖2.胰蛋白酶或胶原蛋白酶制成细胞悬液转入培养瓶原代培养3.(1)培养液培养用具(2)微量元素氨基酸促生长因子(3)36.57.2~7.4(4)细胞代谢培养液的pH4.(1)病毒单克隆抗体(2)动物细胞动物细胞的培养(3)有毒物质毒性(4)生理病理药理课前练兵1.B2.A课内探究1.细胞的衰老与动物机体的衰老有着密切的关系,细胞的增殖能力与供体的年龄有关,幼龄动物细胞增殖能力强,有丝分裂旺盛,老龄动物则相反。所以,一般来说幼年动物的组织细胞比老年动物的组织细胞易于培养。同样,组织细胞的分化程度越低,则增殖能力越强,所以更容易培养。2.成块的组织中细胞与细胞靠在一起,彼此限制了细胞的生长和增殖;先剪碎,然后用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理一段时间。3.用胰蛋白酶分散细胞,说明细胞间的物质主要是蛋白质。胃蛋白酶作用的适宜pH约为2,当pH大于6时,胃蛋白酶就会失去活性。胰蛋白酶作用的适宜环境pH为7.2~8.4。多数动物细胞培养的适宜pH为7.2~7.4,胃蛋白酶在此环境中没有活性,而胰蛋白酶在此环境中活性较高,因此胰蛋白酶适宜用于细胞培养时的消化。4.动物细胞培养过程中有两种特殊现象:贴壁生长和接触抑制。贴壁生长即悬液中分散的细胞贴附在瓶壁上生长的现象;接触抑制是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的现象。5.原代培养是指将贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶处理,然后分瓶继续培养,让细胞继续增殖。原代培养的细胞由于接触抑制不再分裂,用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理后,再分瓶培养,让细胞继续增殖,这种培养叫传代培养。可见,划分原代培养和传代培养的界线是以分瓶为界,即配制细胞悬液后转入培养液中的第一次培养为原代培养,分瓶后的培养(无论分瓶多少次)均为传代培养。6.少数细胞会获得不死性而无限增殖;传代培养的细胞一般传至10代后就不易传下去了,一般来说,细胞在传至10~50代左右时,增殖会逐渐缓慢,以至于完全停止,这时部分细胞的细胞核型可能发生变化,当继续传代培养时,少部分细胞会克服细胞寿命的自然极限,获得不死性。也就是说,传代培养的细胞有两次“危机”,10代和50代时。10代以内的细胞二倍体核型是不变的、正常的;10~50代之间的部分细胞二倍体核型可能已经改变,不再正常;50代之后获得了不死性,具有了癌细胞的特点,遗传物质改变,二倍体核型发生了变化。所以,用于移植的皮肤细胞应该使用10代以内的细胞。7.①无菌、无毒的环境②充足的营养③适宜的温度和PH④气体环境。自主练习1.C2.A3.D4.A5.D6.B7.D8.D9.D10.C11.C12.C13.A14.A15.D16.(1)胚胎或幼龄动物的组织或器官分裂增殖的能力强(2)剪碎组织胰蛋白使细胞与培养液充分接触(3)糖、氨基酸、水、无机盐、促生长因子、微量元素、动物血清等10原代培养(4)胰蛋白酶细胞悬液(5)细胞没有发生癌变17.(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pH(3)停止多胰蛋白酶(4)抗生素(5)YmRNA蛋白质 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