2019_2020学年高二苏教版生物选修三课件:2.3.1 动物细胞工程的应用(Ⅰ) .pdf
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1、第三节 动物细胞工程的应用() 第二章 细胞工程 学习导航 1.概述动物细胞与组织培养的原理、方法及应用。 2.在理解细胞核移植基本过程的基础上,掌握动物体细胞克隆 的过程和意义。 重难点击 1.动物细胞与组织培养的原理、方法及应用。 2.动物体细胞克隆的过程和意义。 课堂导入 方式一方式一 2003年,四川少年小林点燃鞭炮,导致面部、四肢被严重烧伤 并感染。为了挽救儿子的生命,小林的爸爸、妈妈向医生恳求“割皮救 儿”,烧伤整形科主任魏平最终同意进行这场罕见的亲体皮肤移植手术。 为了全覆盖孩子身体上被深度烧伤并发生感染的创面,医生把取自父子 俩的皮肤全部剪成指甲盖大小的皮块,儿子和爸爸的皮肤相
2、隔相嵌,估 计父亲的皮肤至少能在其儿子身上存活半年甚至更长时间,这就给儿子 自身皮肤的生长带来了生机,孩子的痊愈指日可待。 思考: 1.小林在皮肤烧伤之后,很容易得病,为什么? 2.选取植皮时,理论上选择谁的皮肤最好?为什么? 3.自身的健康皮肤是有限的,能不能通过其他途径获得自身的皮肤? 方式二方式二 古代神话里孙悟空用自己的汗毛变成无数个小孙悟空的离奇故 事,表达了人类对复制自身的幻想。1978年,美国科幻小说家罗维克 (D.Rorvick)写了一本名叫克隆人(The Cloning of a man)的书,内容是 一位富商将自己体细胞核移植到一枚去核卵中,然后将其在体外卵裂成 的胚胎移植
3、到母体子宫中,经过足月的怀孕,最后生下了一个健康的男 婴,这个男婴就是一个克隆人。 现在,克隆人已经不是科幻小说里的梦想,而是呼之欲出的现实。由于 克隆人可能带来复杂的后果,一些生物技术发达的国家,现在大都对此 采取明令禁止或者严加限制的态度。 克隆人,真的如潘多拉盒子里的魔鬼一样可怕吗?我们应该怎样正确看 待克隆技术呢? 一、动物细胞与组织培养 内容索引 当堂检测 二、动物细胞核移植与体细胞克隆 一、动物细胞与组织培养 基础梳理 1.概念概念 (1)操作环境:在 模拟 环境。 (2)操作目的:使组织或细胞 、 并维持原有的 和 。 2.培养过程培养过程 (1)取材:动物 或出生后不久的 动物
4、的器官或组织。 (2)步骤 动物细胞培养 动物组织 分散成悬浮细胞 中培养 形成 一层细胞 转移到新培养液中继续培养 动物体内体外 继续生长增殖结构功能 胚胎幼龄 胰蛋白酶 培养皿 动物组织培养 动物组织 剪碎组织块 用 冲洗 将组织块移入_ 中 贴壁培养 3.培养培养条件条件 (1)条件: 、温度适宜、 充足、pH合适等。 (2)培养基种类(根据营养物质来源划分) 天然培养基:主要取自 、动物组织提取液和鸡胚汁等。其 特点是成分复杂、 。 合成培养基:人工配制的,其成分 、便于控制实验条件,使用 时需加入 。 生理盐水 无菌 培养瓶 气体、营养物质 营养价值高 动物血清 一定的动物血清 明确
5、 4.原代培养和传代培养原代培养和传代培养 (1)原代培养 含义:从供体获取细胞与组织后的 培养。 未发生很大变化,适合用于药物测试、基因表达 等实验研究。 (2)传代培养 含义:将原代培养的细胞 后转入 培养瓶中继续培养。 初次 细胞的生物学特性 分离稀释新的 原因:在原代培养过程中,由于 的限制、 的消耗 等导致细胞的生长和增殖逐渐减缓。 特点:传代培养1050次后,细胞增殖会明显减缓,甚至完全停止。 5.应用应用 主要应用于医药领域,为疫苗、干扰素、 等生物制品的大 规模生产提供了全新的手段。 培养空间营养物质 单克隆抗体 问题探究 1.动物细胞培养的过程 (1)从细胞增殖特点上分析原代
6、培养和传代培养的细胞分裂的不同。 原代培养: 。 传代培养:_ _ _。 细胞分裂旺盛,一般表现为细胞贴壁生长和接触抑制 细胞在传至1050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的特征,但也有少部分细胞的细胞 核型可能会发生变化,会朝着等同于癌细胞的方向发展 (2)进行动物细胞传代培养时用胰蛋白酶分散细胞,说明细胞间的物质主 要是什么成分?用胃蛋白酶可以吗?为什么? 答案 答案 答案 用胰蛋白酶分散细胞,说明细胞间的物质主要是蛋白质。不可 以。多数动物细胞培养的适宜pH为7.27.4,胃蛋白酶(适宜pH为2)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
7、胰蛋白酶 适用于细胞培养时的处理。 2.动物细胞培养的条件 (1)判断下列不同材料进行细胞培养时的难易程度。 幼龄与老龄动物的组织细胞: 。 分化程度低的与分化程度高的组织细胞: 易于 培养。 幼龄动物的组织细胞易于培养 分化程度低的组织细胞 答案 答案 血清和血浆中含有多种维持细胞正常代谢和生长的物质,如蛋白 质、氨基酸、未知的促生长因子等,人们对细胞所需的营养物质还没有 完全搞清楚。因此细胞培养时,为保证细胞能顺利生长和繁殖,一般需 添加血清、血浆等天然成分。 (2)动物细胞培养为什么需要无菌、无毒的环境? (3)为什么探究动物细胞培养时,要在培养基中加入血清、血浆等天然成分? 答案 答案
8、 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。 答案 答案 答案 95%空气加5%CO2的混合气体。O2维持细胞代谢,CO2维持培养液 的pH。 (4)动物细胞培养需要控制的气体环境是怎么样的?各自起什么作用? 答案 比较项目植物组织培养动物细胞培养 生物学原理_ 培养基性质固体液体 培养基成分 蔗糖、氨基酸、水、 矿物质、生长素、细 胞分裂素、琼脂等 葡萄糖、氨基酸、促生长因子、 无机盐、微量元素、水、 等 培养结果新的植株或组织大量新细胞或细胞产物 3.动物细胞培养与植物组织培
9、养的比较 植物细胞的全能性 细胞增殖 血清 应用 快速繁殖; 培育无病毒植株; 细胞产物的工厂化生产; 制作人工种子 生产病毒疫苗、干扰素、 单克隆抗体等; 检测有毒物质; 生理、病理、药理研究 培养条件无菌、适宜的温度和pH 取材_ _ _ 植物器官、组织或细胞 动物早期胚胎、幼龄动物 的器官或组织 培养对象植物器官、组织或细胞分散的单个细胞 过程脱分化、再分化 代培养、 代培养 细胞分裂、 生长、分 化的特点 分裂:形成愈伤组织; 分化:形成根、芽 只分裂不分化; 贴壁生长; 接触抑制 原 传 解析 解析 由原代培养换瓶进行传代培养时,需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶 处理贴壁生长的细胞,A项正
10、确; 细胞的癌变一般发生于50代后的细胞培养过程中,B项错误; 正常进行分裂的细胞会出现接触抑制现象,C项正确; 动物细胞培养的场所是CO2培养箱,培养箱内含有95%的空气加5%的CO2 的混合气体,为动物细胞提供适宜的气体环境,D项正确。 拓展应用 1.下列关于动物细胞培养的叙述中,不正确的是 A.传代培养时需要用胰蛋白酶处理贴壁生长的细胞 B.细胞的癌变发生于原代培养向传代培养的过渡过程中 C.正常分裂的细胞在培养瓶中会出现接触抑制现象 D.动物细胞培养一般需要使用CO2培养箱 解析答案 答案 答案 第一次处理的是剪碎的动物组织块,第二次处理的是原代培养时 贴壁生长的细胞。 一题多变一题多
11、变 (1)正常细胞为何表现出接触抑制? (2)在动物细胞培养过程中两次用到胰蛋白酶,分别处理的是什么? 答案 答案 正常细胞的细胞膜表面具有糖蛋白,细胞之间存在黏着性而表现 为接触抑制。 答案 2.某研究小组为测定药物对肝肿瘤细胞的治疗效果,准备对某种动物的 肝肿瘤细胞(甲)和正常肝细胞(乙)进行动物细胞培养。下列有关说法正确 的是 A.在利用两种肝组织块制备肝细胞悬液时,可用胃蛋白酶处理 B.细胞培养应在CO2培养箱中进行,CO2的作用是作为细胞代谢原料 C.取甲细胞进行培养,传至1050代就会完全停止 D.乙细胞在原代培养过程中,最终会出现停止增殖的现象 答案问题导析 问题导析问题导析 (
12、1)胃蛋白酶的最适pH大约为2,这一环境下细胞往往会受到 破坏,不利于培养,所以一般用 酶而不用 蛋白酶处理细胞。 (2)培养箱中CO2的作用是 。 (3)在适宜条件下,肝肿瘤细胞可以 。 (4)正常肝细胞在 培养过程中会出现 现象,停止增殖。 返回上页答案 胰蛋白胃 调节培养液的pH 无限增殖 原代接触抑制 二、动物细胞核移植与体细胞克隆 1.克隆克隆 指遗传上完全相同的 或来自同一祖先的生物个体的_ 群体。用体细胞核移植技术进行的克隆称为 。 2.体细胞克隆体细胞克隆 (1)操作:将供体体细胞的 注入受体 中。 (2)发育阶段:经过培养发育成 ,进而形成 。 (3)关键技术: 。 基础梳理
13、 分子、细胞无性繁殖 体细胞克隆 细胞核去核卵细胞 胚胎动物个体 细胞核移植技术 3.克隆动物克隆动物过程过程 4.克隆技术的意义克隆技术的意义 在克服动物 杂交繁殖障碍、创造 等方面具有重要的科学意义 和潜在的 。 融合的细胞 种间 体细胞 新物种 经济价值 5.应用应用 (1)畜牧生产方面:加速家畜 进程,促进 。 (2)保护濒危物种方面:增加动物的 。 (3)医药卫生领域:转基因克隆动物作为 ,生产医用蛋白。 (4)治疗人类疾病:转基因克隆动物细胞、组织和器官作为 的供 体等。 优良畜群的繁育 存活数量 遗传改良 生物反应器 异种移植 大小形态方面细胞大,易于操作 营养物质方面_ 功能特
14、性方面 _ _ 问题探究 1.受体细胞的选择和处理 (1)完善下列表格,说明选择M中期的卵母细胞作为受体细胞的原因。 卵黄多,营养丰富,为胚胎发育提供充足的营养 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 答案 答案 不是。克隆过程中细胞核只来自供体,因此克隆羊“多莉”的核 遗传物质是对供体核遗传物质的100%复制,而其细胞质中的遗传物质来 自母羊B的细胞质。 (2)将受体细胞去核的原因是什么? 2.克隆动物的遗传物质和性状与亲本的关系 克隆羊“多莉”的产生过程如下: (1)“多莉”的遗传物质是对母羊A的100%的复制吗?并分析原因。 答案 答案 保证克隆
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- 2019_2020学年高二苏教版生物选修三课件:2.3.1 动物细胞工程的应用 2019 _2020 年高 二苏教版 生物 选修 课件 2.3 动物 细胞 工程 应用
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