高中生物人教版 (新课标)选修3《现代生物科技专题》2.2.1 动物细胞培养和核移植技术学案设计

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（1）概念：取动物机体的相关组织分散成单个细胞后，在适宜培养基中使细胞生长和增殖的过程。
（2）基本过程：培养的动物细胞大都取自动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官组织，将组织取出来以后，先用胰蛋白酶或胶原蛋白酶进行处理，使细胞分散成单个细胞，然后配制一定浓度的悬浮液，在培养瓶中进行原代培养。随着细胞的生长和增殖，大多数细胞不适应悬浮生长，它们必须在固定的表面上生长和分裂，细胞在培养瓶中贴壁生长，随着细胞越来越多，贴壁生长的细胞分裂生长到表面相互接触时就停止分裂增殖，这种现象叫接触抑制。这样就需定期用胰蛋白酶使细胞从瓶壁上脱离下来，配成细胞悬浮液，分装到两个或两个以上的培养瓶中进行传代培养。在传代培养中出现细胞株和细胞系两种类型。如下所示：
动物机体组织胰蛋白酶[]胶原蛋白酶单个细胞洗涤、稀释[]分装原代细胞→传代细胞（细胞株）→传代细胞（细胞系）
（3）条件：环境无毒、无菌，温度、pH适宜，营养全面，有CO2和O2气体。
（4）应用：①生产生物制品；②与基因工程相结合；③有毒物质的检测。
（5）动物细胞培养与植物组织培养的比较如下表所示：
2.原代培养和传代培养
将动物的器官或组织用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理，分散成单个细胞，然后制成细胞悬液，放入培养瓶内，放在适宜的条件下培养，一般细胞繁殖1～10代，就发生接触抑制，这种培养叫原代培养。原代培养的细胞由于接触抑制不再分裂，还要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。传代培养一般传至10代直至50代就不能再分裂了，这时细胞核内遗传物质未发生变化，形成的细胞群叫细胞株。传代培养过程中有个别细胞传至50代以后，由于遗传物质改变，失去接触抑制，成为无限增殖的不死的癌细胞，形成的细胞群，叫细胞系。
3.动物体细胞核移植与细胞的培养
动物体细胞核移植依据的原理还是细胞的全能性。但是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，但是动物的细胞核内仍含有该种动物的全部遗传基因，具有发育成完整个体的潜能，即动物的细胞核仍具有全能性。但只靠动物的细胞核是不行的，必须提供促进细胞核表达全能性的物质和营养条件，还要保证细胞的完整性，这样去核的卵细胞是最合适的细胞。因为卵细胞体积大、易操作，含有促使细胞核表达全能性的物质和营养条件。通过核移植形成重组细胞，重组细胞必须通过细胞培养形成小重组胚胎，然后才能进行胚胎移植，进入代孕母体，发育成成熟胚胎，产出即是克隆动物，该动物的核基因型与供体体细胞完全相同，该技术是一种无性繁殖技术。
活学巧用
【例1】 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CO2 ⑥CO2能调培养液pH
A.①②③④⑤⑥
B.①②③④
C.①③④⑤⑥
D.①②③④⑥
解题提示：±0.5 ℃、7.2～7.4。O2是细胞代谢所必需的，CO2可维持培养液的pH。
答案：D
【例2】 关于动物细胞培养的错误叙述是（ ）
A.用于培养的细胞大都取自胚胎或幼龄动物的器官或组织
B.将所取的组织先用胰蛋白酶等进行处理使其分散成单个细胞
C.在培养瓶中要定期用胰蛋白酶使细胞从瓶壁上脱离，制成悬浮液
D.动物细胞培养只能传50代左右，所培育的细胞会衰老死亡
解题提示：选取胚胎或幼龄动物的器官或组织是因为它们分裂能力较强。动物组织细胞间隙中含有一定量的弹性纤维等蛋白质，易被胰蛋白酶催化分解，从而使细胞分离出来。当贴壁生长的细胞分裂生长到表面相互接触时就停止分裂增殖，需定期用胰蛋白酶使细胞从瓶壁上脱离下来，配成细胞悬浮液。动物细胞培育传至50代左右，部分细胞的遗传物质发生改变，并且带有癌变的特点，能在培养条件下无限制地传代下去。
答案：D
【例3】 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
解题提示：在动物细胞培养前，先用胰蛋白酶使细胞相互分散开，以增加与培养液的接触面积，便于培养。
答案：A
【例4】 离体的植物组织或细胞在适当培养条件下发育成完整的植株，离体动物体细胞却没有发育成动物的成熟个体，原因是（ ）
A.动物细胞内没有成套的遗传物质
B.动物细胞的全能性随分化程度提高而受到限制，分化潜能变弱
C.动物细胞的细胞核太小
D.动物细胞的全能性低于植物细胞
解题提示：动物细胞的全能性随分化而受限变弱，只能通过核移植实现克隆动物的目的。
答案：B比较项目
原理
培养基
结果
培养目的
植物组织培养
细胞的全能性
固体；营养物质、激素
培育成植株
快速繁殖，培养无病毒植株等
动物细胞培养
细胞的增殖
液体；营养物质、动物血清等
培育成细胞系或细胞株
获得细胞的产物或细胞等