高中生物第二章克隆技术第6课时动物的克隆(Ⅱ)浙科版选修3
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第三节动物的克隆一、关于动物细胞工程的一些问题讨论:1、用胰蛋白酶处理细胞以获得单个细胞的过程中胰蛋白酶是怎么起作用的?胰蛋白酶为什么不会把细胞消化掉?答:细胞外含有多种胞外蛋白,如胶原蛋白等,使细胞间或细胞与培养瓶内壁粘连起来。
胰蛋白酶有消化作用,胰蛋白酶处理动物组织,可以使动物组织细胞间的胶原纤维和细胞外的其他成分酶解,获得单个细胞。
处理时间长了的话胰蛋白酶对细胞也是有损害的,胰蛋白酶的处理时间一般控制在一分钟左右,不然所处理的组织细胞就会死亡。
2、动物细胞培养液中加血清的作用是什么?答:由于动物细胞生活的内环境还有一些成分尚未研究清楚,所以需要加入动物血清以提供一个类似生物体内的环境,此外动物血清中也包含了一些动物的激素和酶,可以促进细胞的发育。
3、美国和日本的两个研究小组2007年11月20日分别发表论文,宣布成功把普通的人体皮肤细胞转化为了具备胚胎干细胞功能的新型“万能细胞”。
万能细胞到底是什么细胞?它的克隆成功有什么意义?答:两个研究小组都是从人体中提取了一种名为“纤维原细胞”的皮肤细胞,然后向其中植入4种新基因,从而制造出一种名为IPS的细胞,它具有类似胚胎干细胞的功能,能够最终培育成人体组织或器官。
“万能细胞”的意义在于它跨越了伦理障碍:干细胞是未分化的原始细胞,通常分为三类,即全能干细胞、多能干细胞和专能干细胞。
其中,全能干细胞主要就是胚胎干细胞。
如果与克隆技术相结合,胚胎干细胞便可发展成遗传特征与病人完全吻合的细胞、组织或器官,以前器官移植治疗方法中经常出现的排异反应问题因此而得到了彻底解决,血细胞、脑细胞、骨骼和内脏等都将可以更换,白血病、帕金森氏症、心脏病等顽疾也有望得到有效治疗与治愈。
一直以来,如果想要获得人类胚胎干细胞,就必须损坏人类胚胎,这一点颇受非议。
这次人体皮肤细胞“直接改造”技术跨越伦理障碍。
4、利用动物细胞技术大规模生产抗体等产品的反应器是否与微生物反应器完全相同?答:由于动物细胞与微生物细胞有很大差异,传统的微生物反应器显然不适用于动物细胞的大规模培养。
第二节 动物的克隆一、动物细胞的培养和克隆形成1.动物细胞的培养(1)过程(填图):(2)培养瓶内细胞生长特点: ①贴附在瓶壁上,称为细胞贴壁生长。
②接触抑制:当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时,细胞停止分裂增殖的现象。
(3)原代培养与传代培养:①原代培养:从机体取出后立即进行的细胞或组织培养为原代细胞。
②传代培养:将原代细胞从培养瓶中取出,配制成细胞悬浮液,分装到两个或两个以上的培养瓶中继续培养(10代以外的培养)。
2.细胞系和细胞株(1)细胞系:可连续传代的细胞。
原代培养物在首次传代时就成为细胞系,能连续培养下去的细胞系称为连续细胞系,不能连续培养下去的细胞系称为有限细胞系。
二倍体细胞通常为有限细胞系。
连续细胞系被认为是发生转化了的细胞系,大多数具有异倍体核型。
有的连续细胞系是恶性细胞系,具有异体致瘤性;有的连续细胞系获得了不死性,但保留接触抑制现象,不致癌。
(2)细胞株:通过一定的选择或纯化方法,从原代培养物或细胞系中获得的具有特殊性质的细胞称为细胞株。
细胞株一般具有恒定的染色体组型、同功酶类型、病毒敏感性和生化特性等。
可以连续多次传代的细胞株称为连续细胞株,传代次数有限的细胞株称为有限细胞株。
3.克隆培养法1.动物克隆的技术基础主要是动物细胞与组织培养。
2.动物细胞培养的过程: 动物组织块――→剪碎用胰蛋白酶处理单个细胞――→加培养液细胞悬液―→原代培养―→传代培养 3.动物细胞培养的原理是细胞增殖。
4.动物细胞培养一般选用胚胎或幼龄动物的组织,细胞在培养过程中会出现细胞贴壁(生长)和细胞的接触抑制现象。
5.原代培养物在首次传代时就成为细胞系;通过一定的选择或纯化方法,从原代培养物或细胞系中获得的具有特殊性质的细胞,称为细胞株。
6.把一个细胞从群体中分离出来培养,使之繁殖成一个新的细胞群体的技术称为克隆培养法。
(1)概念:把一个单细胞从群体中分离出来单独培养,使之繁衍成一个新的细胞群体的技术,也称为细胞克隆。
第三节动物的克隆[教学目标]知识与能力方面:1.简述动物细胞组织培养与体细胞克隆。
2.说出动物组织培养技术的发展历程。
3.描述细胞系及细胞株的含义。
4.简述动物的克隆培养法。
5.描述动物细胞全能性的表现程度,说出动物难以克隆的原因。
6.简述动物细胞核移植的概念和核移植的程序。
7.列举动物细胞培养与动物细胞核移植的应用和发展前景。
过程与方法方面:通过对植物组织培养和动物细胞培养进行比较分析,提高比较、分析的能力。
情感态度、价值观方面:认同细胞生物学基础理论研究与技术开发之间的关系,体会S〔科学〕、T〔技术〕、S〔社会〕三者之间的相互关系。
[教学重点]动物细胞培养。
[教学难点]动物细胞融合和单克隆抗体的制备。
[教学方法]讲授法和自学相结合。
[教学课时]2课时。
[教学过程]〔导入新课〕植物组织培养可以进行植物的无性繁殖,动物能不能通过相同的操作来达到这个目的?植物的体细胞杂交可以生产出杂种植株,动物能不能通过相同的操作来达到这个目的?都不能。
因为动物体已经高度分化的细胞的全能性很难诱导出来。
一、动物细胞培养〔提出问题〕动物细胞培养的过程是什么,主要应用于哪些方面?〔学生活动〕〕阅读课本,观看视频,讨论并总结流程。
〔总结归纳〕1.发展历史:20世纪初,人们不知道神经纤维是由神经细胞的细胞质向外突出形成的,还是由神经细胞周围的其他细胞融合而成的。
生物学家们就这个问题展开了激烈的争论。
1907年,美国生物学家哈里森(Harrison)从蝌蚪的脊索中分离出神经组织,把它放在青蛙的凝固的淋巴液中培养。
蝌蚪的神经组织存活了好几周,并且从神经细胞中长出了神经纤维。
哈里森的实验不仅解决了神经纤维的起源问题,而且开创了动物组织培养的先河。
此后,在许多科学家的不懈努力下,动物组织培养不断改进并逐渐发展成为动物细胞培养。
2、动物细胞培养的应用和概念:动物细胞培养就是从动物有机体中取出相关的组织,将它分散成单个细胞,然后,放在适宜的培养基中,让这些细胞生长和增殖.动物细胞的培养过程:胰蛋白酶加培养液动物胚胎或幼龄动物的组织、器官----------→单个细胞悬浮液------→原代培养→传代培养思考讨论:在动物细胞培养过程中,为什么要用胰蛋白酶对取出的动物组织进行处理?胰蛋白酶处理动物组织,可以使动物组织细胞间的胶原纤维和细胞外的其他成分酶解,获得单个细胞。