学高中生物 第二章 课时8动物细胞培养和细胞核移植技术 苏教版选修3

第8课时动物细胞培养和细胞核移植技术目标导航1.了解动物细胞与组织培养的原理、意义及应用。2.理解动物细胞与组织培养的方法、过程。3.了解动物体细胞核移植技术的原理和意义。4.掌握细胞核移植与体细胞克隆的过程和意义。5.了解克隆技术引发的社会伦理问题。一、动物细胞与组织培养1．概念：是指在体外模拟动物______________，将动物____________在________、________适宜和________充足的条件下培养，使其继续____________并维持原有结构和功能的技术。2．材料来源：____________或出生后不久的_____________________________________。3．动物细胞培养与动物组织培养过程(1)动物细胞培养：无菌条件下取出组织块，用培养液漂洗→用____________等处理，形成分散的__________→细胞______到含有营养液的培养皿中，进行培养→细胞不断分裂，铺满整个培养皿底部，形成一层细胞→将细胞______到新培养液中，继续培养。(2)动物组织培养：无菌条件下取出组织块，用培养液漂洗→用眼科剪______组织块→用____________冲洗组织块，自然沉降→将组织块移入培养瓶中→使组织块______在培养瓶的______上，在培养液中生长。二者的主要区别：动物细胞培养过程中需要用____________等使组织块中的细胞______。4．环境条件：包括____________、pH、______________和____________等。5．培养基(1)天然培养基：主要取自____________、________________和________等，具有营养价值高、__________的特点。(2)合成培养基：______________的培养基，具有成分________、便于控制____________的特点，还需加入____________。6．培养类型(1)原代培养：指从供体获取组织或细胞后的____________。(2)传代培养：将原代培养的细胞____________后转入新的培养瓶中的____________。二、细胞核移植与动物体细胞克隆1．克隆：是指________________的分子、细胞或来自同一祖先的生物个体的________________。2．动物体细胞克隆：是将供体____________________与受体____________________进行人工组合，借助于卵细胞的____________，经过培养发育成______进而形成________的技术。体细胞克隆的关键是____________技术。3．细胞核移植：是一种利用____________技术将某种动物细胞的________移入同种或异种动物的____________________________的技术。4．克隆技术的意义：在克服动物__________________、创造________等方面具有重要的科学意义和潜在的经济价值。知识点一动物细胞与组织培养1．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2．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．都需要用CO2培养箱 B．都需要用液体培养基C．都要在无菌条件下进行 D．都可体现细胞的全能性知识点二动物体细胞核移植技术和克隆动物3．分析以下事实：(1)胡萝卜韧皮部细胞通过细胞培养能发育成完整植株；(2)绵羊乳腺细胞核移入去核卵母细胞中，能发育成有生殖能力的绵羊。基于以上事实，下列说法正确的是()①高度分化的动植物细胞都具有全能性②分化的动物细胞核具有全能性③分化细胞中不表达的基因仍存在于细胞核中，并没有消失④分化细胞中不表达的基因具有启动表达的潜能A．②③④B．①③④C．①②③D．①②④4．下列有关克隆人的说法错误的是()A．克隆人是一种无性生殖方式B．克隆人证明了人体细胞的细胞核具有全能性C．在现有克隆技术条件下成功率为百分之百D．克隆人和供体并不完全一致基础落实1．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B．去掉细胞壁，使其成为原生质体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温度与动物的体温相近⑤需要氧气，也需要二氧化碳⑥适宜的pHA．①②③④⑤⑥ B．①②③④C．①③④⑤⑥ D．①②③④⑥3．下列有关植物组织培养和动物细胞培养的叙述中，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很多细胞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4．从母羊甲的体细胞中取出细胞核，注入到母羊乙的去核卵母细胞中，融合后的细胞经卵裂形成早期胚胎，再移入到另一只母羊丙的子宫内，出生的小羊大多数性状()A．难以预测 B．像甲 C．像乙 D．像丙5．根据培养基的物理性质划分，植物组织培养和动物细胞培养所常用的培养基分别是()A．固体培养基、固体培养基B．固体培养基、液体培养基C．液体培养基、固体培养基D．液体培养基、液体培养基6．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，形成分散的细胞悬液A．①②③ B．①③②C．②①③ D．③①②能力提升7．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止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的健康细胞8．年6月中国养殖网报道，“内蒙古白绒山羊种羊场”诞生了目前国际上规模最大的一批转基因克隆绒山羊。关于克隆，除个体水平的外，还有分子、细胞、器官等水平的克隆，下列不属于克隆技术的是()A．从出生不久的小鼠心脏取下细胞在体外离体培养成细胞系B．使某些特定的外源基因在哺乳动物体内表达C．农业生产上利用马铃薯的芽繁殖马铃薯D．将单个B淋巴细胞进行无性繁殖9．如图为某哺乳动物的生殖过程图，正确的叙述是()A．个体2为克隆动物，c为高度分化的体细胞B．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细胞为完成减数分裂的卵细胞10.为了大力发展我国的肉牛和奶牛养殖业，科学家们在育种途径上进行了大胆探索，并取得了初步成果。材料年1月中旬到2月中旬，中国自主完成的首批成年体细胞克隆牛在山东曹县五里墩降生。克隆牛有3个母亲，A牛提供细胞核即供体细胞，B牛提供去除细胞核的卵细胞即受体细胞，两种细胞在电脉冲的刺激下融合之后，通过细胞分裂形成早期胚胎，再将这个胚胎植入C牛子宫内。请回答下列问题：(1)培养出的克隆牛几乎是__________牛的复制品。这是因为控制牛性状遗传的物质主要存在于________________中。(2)如果多个供体细胞来自同一头牛，培育的这些牛在性状上也不完全相同，分析其原因，下列叙述正确的是(多选)()A．性状变异可由环境条件引起B．基因可能会发生突变C．受体细胞的细胞质基因不同D．细胞核基因发生了重组(3)通过体细胞克隆技术培育出的小牛，其性别则取决于__________。这样人们就可以根据需要，有目的地控制小牛的性别。综合拓展11．1997年2月7日《自然》杂志报道，英国的维尔穆特和他的同事们培育出克隆绵羊“多利”，由此引起了全球范围的“多利风暴”。其后，各国传媒大肆渲染“克隆人”的恐怖前景，甚至有人认为，假如有一天克隆人成功，可能会克隆出一个“爱因斯坦”或者“希特勒”。各国政府纷纷禁令“克隆人”，而科学界对此却反应冷漠。如图是维尔穆特培育克隆绵羊的过程图解，请据图分析：(1)被去掉的黑面母绵羊的细胞核和白面母绵羊的细胞质，很快都将死亡，哪一个最先死去？分析原因。________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)在培育“多利”的过程中，有三只母绵羊参与了“多利”繁育的过程，但有人说“这三个母亲都是假的”，对此谈谈你的理解。___________________________________________________________________________________________________________________。(3)“多利”与哪只绵羊性状基本相同？_______________________________________，原因是___________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)结合遗传学原理说明科学界对于克隆“爱因斯坦”或者“希特勒”反应冷漠的原因。________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)花药离体培养与植物茎尖组织培养属于同一种繁殖方式吗？________。为什么？________________________________________________________________________________________________________________________________________________。第8课时动物细胞培养和细胞核移植技术知识清单一、1.体内环境细胞或组织无菌温度营养生长、增殖2.动物胚胎幼龄动物的器官或组织3．(1)胰蛋白酶悬浮细胞接种转移(2)剪取生理盐水黏附瓶壁胰蛋白酶离散4．适宜温度气体条件营养物质5.(1)动物血清动物组织提取液鸡胚汁成分复杂(2)人工配制明确实验条件动物血清6.(1)初次培养(2)分离稀释继续培养二、1.遗传上完全相同无性繁殖群体2.体细胞的细胞核去核卵细胞的细胞质发育能力胚胎个体细胞核移植3.显微操作细胞核去除细胞核的成熟卵细胞内4.种间杂交繁殖障碍新物种对点训练1．D[动物细胞在培养过程中有接触抑制现象，细胞在培养瓶中会贴壁生长，形成一层细胞，相互接触后停止生长。克隆培养法培养过程中，仅有极少数细胞的基因型会发生改变。二倍体细胞的传代培养一般传至10代后就不易传下去了。恶性细胞系的细胞具有不死性，可以进行传代培养。]知识链接(1)动物细胞与组织培养的过程①动物细胞培养的过程②动物组织培养：无菌条件下取出组织块，用培养液漂洗→用眼科剪剪取组织块→用生理盐水冲洗组织块，自然沉降→将组织块移入培养瓶中→使组织块黏附在培养瓶的瓶壁上，在培养液中生长。③二者的区别：动物组织培养过程中不需要用胰蛋白酶等使组织块中的细胞离散。(2)动物细胞的培养条件①无菌、无毒的环境——无菌处理、加抗生素杀菌、定期更换培养液。②营养——葡萄糖、氨基酸、促生长因子、无机盐和微量元素＋血清或血浆等天然成分。③温度和pH——(36.5±0.5)℃和(7.2～7.4)。④气体环境——95%空气＋5%CO2。提醒①CO2作用——调节培养基pH；②空气中O2作用——细胞有氧呼吸；③所用装置——CO2培养箱。2．C[不管是动物细胞培养还是植物组织培养，最基本的一个外界条件就是都要在无菌环境条件下进行。此外，动物细胞培养的培养基是液体培养基，其中的碳源是葡萄糖，培养液中还需要加入一定的动物血清，其气体环境是95%空气＋5%的二氧化碳，以维持培养液的pH。而植物组织培养的培养基为固体培养基，其碳源为蔗糖，在组织培养的脱分化阶段必须在黑暗条件下进行，再分化过程则需要一定的光照条件；动物细胞培养就是细胞的增殖，不能体现细胞的全能性，而植物组织培养体现了植物细胞的全能性。]知识链接培养基的类型(1)作用：为培养的组织和细胞提供所需的营养物质等，提供生长条件。(2)分类①按照物理性质可分为固体培养基和液体培养基。②按照营养物质的来源可分为合成培养基和天然培养基。(3)天然培养基①来源：动物血清、动物组织提取液和鸡胚汁。②特点：营养价值高、成分复杂。(4)合成培养基①来源：人工配制。②特点：成分明确、便于控制实验条件；但缺乏某些无法替代的成分。因此也需要加入动物血清。③应用：用于实验研究。3．A[通过核移植得到克隆羊的实验能证明动物细胞核的全能性，但不能证明高度分化的动物细胞具有全能性。]规律方法细胞分化和细胞全能性的关系(1)细胞分化程度越高，其全能性越低。(2)高度分化的植物细胞仍具有全能性。(3)动物细胞随着分化程度的升高，细胞全能性逐渐被抑制，但其细胞核仍具有全能性。(4)细胞分化的实质为基因的选择性表达，其遗传物质并不改变。4．C[克隆人是一种无性繁殖方式；克隆人和供体并不完全一致，要受细胞质中少数遗传物质的控制和环境的影响。现在的克隆技术尚不成熟。]思路导引解题的关键是：充分理解“克隆人是通过克隆技术(即核移植技术)孕育成人的过程”，依据克隆技术的相关知识逐项判断。知识拓展克隆技术(1)治疗性克隆①概念：指利用克隆技术产生特定细胞和组织(皮肤、神经或肌肉等)用于治疗性移植。②原理：干细胞具有强大的多方向分化潜能和自我更新能力。③过程(2)生殖性克隆①概念：指将克隆技术用于生育目的，即用于产生人类个体。②原理：动物体细胞核的全能性。③过程(3)二者主要区别：获得的早期胚胎在治疗性克隆中用于获得胚胎干细胞，然后诱导胚胎干细胞分化出所需的特定的组织或细胞；在生殖性克隆中获得的胚胎则通过胚胎移植到母体的子宫内，由母体孕育出婴儿。课后作业1．A[在进行动物细胞培养前，先用胰蛋白酶使组织块中的细胞相互分散开，以增加与培养液的接触面积，便于培养。]2．A[动物细胞培养一般需要无菌、无毒的环境；一定的营养；一般与动物相近的体温和适宜的pH以及气体环境等。]3．A[两者培养基的成分差别较大，动物细胞培养的培养基需加入动物血清，植物组织培养的培养基需加入激素和琼脂。]4．B[由于出生的小羊的细胞核中的遗传物质和提供细胞核的甲羊相同，所以小羊大多数性状像甲。但由于乙提供了细胞质，细胞质中线粒体DNA也会发挥作用，所以小羊的性状不会和甲羊完全一样。]5．B[在植物组织培养过程中所用的是固体培养基，而在动物细胞培养过程中需制成单个悬浮细胞，用的是液体培养基。]6．D7．C[动物细胞培养到40～50代时的细胞叫做细胞株，其遗传物质没有发生改变。在之后的培养中，有部分细胞的遗传物质发生了改变，并带有癌变性质，有可能在培养条件下无限制地传代下去，这种传代细胞称为细胞系。]8．B[克隆