蘇教版選修3動(dòng)物細(xì)胞工程學(xué)案

1、第三節(jié)動(dòng)物細(xì)胞工程課前預(yù)習(xí)芋學(xué)KEQI AN YUXIDAOXUE導(dǎo) St* 學(xué)習(xí)目標(biāo)重難點(diǎn)1.能說出動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的過程、條件重點(diǎn)：及應(yīng)用。1 .能分析出動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的基本過程和條件。2 .能分析出單克隆抗體的制備過程2 .能運(yùn)用動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)克隆動(dòng)物。及應(yīng)用。3 .能分析出單克隆抗體制備的過程及意義。3 .能說出動(dòng)物體細(xì)胞核移植和動(dòng)物難點(diǎn)：克隆技術(shù)以及應(yīng)用前景。1.能解決動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)中的條件冋題。4 .能說出動(dòng)物細(xì)胞融合的方法和過2.能運(yùn)用所學(xué)知識(shí)具體分析單克隆抗體的制備過程。程。向蚌呷：一、動(dòng)物細(xì)胞與組織培養(yǎng)1 概念：指在體外模擬 環(huán)境，將動(dòng)物細(xì)胞或組織在 、和營(yíng)養(yǎng)充足的條件下培養(yǎng)，

2、使其繼續(xù)生長(zhǎng)、增殖并維持原有結(jié)構(gòu)和功能的技術(shù)。2. 常用技術(shù)：動(dòng)物細(xì)胞工程一般包括 、體細(xì)胞克隆、細(xì)胞融合、等技術(shù)。3. 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)與動(dòng)物組織培養(yǎng)的主要區(qū)別：動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)需要用 等使組織塊中的細(xì)胞離散，而動(dòng)物組織培養(yǎng)過程則不需要。4. 培養(yǎng)基分類：根據(jù)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的來源，可將培養(yǎng)基分為 和。前者主要取自、動(dòng)物組織提取液和雞胚汁等。具有營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高、成分復(fù)雜的特點(diǎn)。后者是人工配制的，具有 、便于控制實(shí)驗(yàn)條件的特點(diǎn)。5. 原代培養(yǎng)與傳代培養(yǎng)。(1) 原代培養(yǎng)：指從供體獲得組織或細(xì)胞的 。(2) 傳代培養(yǎng)：指將原代培養(yǎng)的細(xì)胞 后轉(zhuǎn)入新的培養(yǎng)瓶中 。一般情況下，傳代培養(yǎng) 次后，細(xì)胞增殖會(huì)明顯 ，甚至完全停

3、止。預(yù)習(xí)交流用于培養(yǎng)的動(dòng)物細(xì)胞與組織為何大多數(shù)要取胚胎或出生不久的幼齡動(dòng)物的器官或組織？二、動(dòng)物體細(xì)胞克隆1. 克?。含F(xiàn)在克隆是指上完全相同的分子、細(xì)胞或來自同一祖先的生物個(gè)體的2. 動(dòng)物體細(xì)胞克隆：指將供體體細(xì)胞的 與的細(xì)胞質(zhì)進(jìn)行人工組合，借助于卵細(xì)胞的發(fā)育能力，經(jīng)過培養(yǎng)發(fā)育成胚胎進(jìn)而形成 的技術(shù)。體細(xì)胞克隆的 關(guān)鍵是技術(shù)。3. 動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)：一種利用顯微操作技術(shù)將某種動(dòng)物細(xì)胞的移入同種或異種動(dòng)物的去除細(xì)胞核的成熟 內(nèi)的技術(shù)。預(yù)習(xí)交流“多利”等克隆動(dòng)物的培育成功，為何只能說明動(dòng)物細(xì)胞核具有全能性，而不能說明動(dòng)物細(xì)胞具有全能性？三、動(dòng)物細(xì)胞融合和單克隆抗體制備1. 動(dòng)物細(xì)胞融合(1) 概

4、念：指在一定條件下，將兩個(gè)或多個(gè)細(xì)胞融合為 的過程。該技術(shù)可使不同類型的 之間進(jìn)行融合，形成雜種細(xì)胞。所以，它又是研究細(xì)胞間等的有效途徑。(2) 促融合方法：主要為物理法(如 法)、化學(xué)法(如 法)和生物法(如法)三種。其中 的應(yīng)用效率比較高。(3) 應(yīng)用：動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)最重要的用途是制備 。2. 單克隆抗體(1) 制備：實(shí)驗(yàn)室制備單克隆抗體可從 或培養(yǎng)獲得，工業(yè)化制備單克隆抗體一般通過獲得。(2) 優(yōu)點(diǎn)：?jiǎn)慰寺】贵w特異性 _、純度_、靈敏度高、產(chǎn)量_、容易標(biāo)準(zhǔn)化生 產(chǎn)。(3) 應(yīng)用：開發(fā)治療 的抗體；治療由于 的紊亂而導(dǎo)致的各種疾病。預(yù)習(xí)交流利用由小鼠的B淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合而成的雜交

5、細(xì)胞，為何能制造大量的特異性強(qiáng)、純度高的單克隆抗體？答案：一、1.動(dòng)物體內(nèi) 無菌溫度適宜2. 動(dòng)物細(xì)胞與組織培養(yǎng)、細(xì)胞核移植單克隆抗體制備3. 胰蛋白酶4天然培養(yǎng)基 合成培養(yǎng)基 動(dòng)物血清 成分明確5. (1)初次培養(yǎng)(2)分離稀釋 繼續(xù)培養(yǎng) 1050減緩預(yù)習(xí)交流：答案：進(jìn)行動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)或組織培養(yǎng)的目的主要是讓細(xì)胞分裂、分化或保持旺盛的生命力，而胚胎或出生不久的幼齡動(dòng)物的器官或組織內(nèi)的細(xì)胞正具有分化程度低、分裂分化能力強(qiáng)、生命活動(dòng)旺盛的特點(diǎn)。二、1.遺傳無性繁殖群體2細(xì)胞核受體去核卵細(xì)胞個(gè)體細(xì)胞核移植3. 細(xì)胞核卵細(xì)胞預(yù)習(xí)交流：答案：克隆動(dòng)物是由動(dòng)物體細(xì)胞的細(xì)胞核與去核卵細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)融合為一個(gè)細(xì)

6、胞，由這個(gè)細(xì)胞發(fā)育而成的?？寺?dòng)物的性狀幾乎全由供體細(xì)胞的細(xì)胞核控制，而不由一個(gè)分化完成的體細(xì)胞發(fā)育而成。三、1. (1) 一個(gè)細(xì)胞 動(dòng)物細(xì)胞 遺傳信息的轉(zhuǎn)移(2)電場(chǎng)聚乙二醇仙臺(tái)病毒物理法(3)單克隆抗體2. (1)動(dòng)物體內(nèi) 體外 體外 (2)強(qiáng) 高 大 (3)惡性腫瘤免疫系統(tǒng)預(yù)習(xí)交流：答案：B淋巴細(xì)胞是接受過特定抗原刺激的淋巴細(xì)胞，僅能產(chǎn)生一種相應(yīng)的抗體，骨髓 瘤細(xì)胞具有無限增殖的特性。所以，由它們?nèi)诤铣傻碾s交細(xì)胞既具有產(chǎn)生單克隆抗體的能力， 又具有無限增殖的特性，進(jìn)而讓人們通過對(duì)雜交細(xì)胞的培養(yǎng)，先獲得大量的雜交細(xì)胞，然后在這些細(xì)胞的分泌物中獲得大量的特異性強(qiáng)、純度高的單克隆抗體。値)感悟

7、：在預(yù)習(xí)中，還有哪些問題需要你在聽課時(shí)加以關(guān)注？請(qǐng)?jiān)谙铝斜砀裰凶鰝€(gè)備忘吧！ 我的學(xué)困點(diǎn)我的學(xué)疑點(diǎn)_課堂塗性碎學(xué)：；：一、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)伽與探究B1在動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的過程中所用的工具酶是什么？它有什么作用？能否用胃蛋白酶代替？2動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)可以分為哪兩個(gè)階段？請(qǐng)將動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的過程示意圖補(bǔ)充完整。胚胎、幼齡 動(dòng)物器官或 組織等剪碎單個(gè)細(xì)原代分埠傳代50代 胰蛋白酶或膠胞懸液培養(yǎng) 培養(yǎng)左右 原蛋自轉(zhuǎn)處趣細(xì)胞株細(xì)胞系3 結(jié)合所學(xué)知識(shí)，思考動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)需要哪些基本條件。一般來說，動(dòng)物細(xì)胞體外培養(yǎng)需要滿足以下條件()。無毒的環(huán)境 無菌的環(huán)境 合成培養(yǎng)基需加血清溫度與動(dòng)物體溫相近需要Q，不需要 CO 需要 Q

8、、需要CQA. B.C.D.4師點(diǎn)漳項(xiàng)目動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)植物組織培養(yǎng)理論基礎(chǔ)(原理)細(xì)胞增殖細(xì)胞的全能性曲羔甘 培養(yǎng)基液體培養(yǎng)基，含營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、動(dòng)物 血清等固體或半固體培養(yǎng)基，含營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、激 素等基本過程動(dòng)物組織 剪碎J胰蛋白酶單個(gè)細(xì)胞J培養(yǎng)液 細(xì)胞懸液原代培養(yǎng)傳代培養(yǎng)離體植物組織、器官J脫分化 愈傷組織J再分化 胚狀體幼苗結(jié)果大量產(chǎn)生細(xì)胞或細(xì)胞產(chǎn)品獲得新個(gè)體或細(xì)胞產(chǎn)品用途 生產(chǎn)蛋白制品 轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的培育 檢測(cè)有毒物質(zhì) 生產(chǎn)細(xì)胞產(chǎn)物 轉(zhuǎn)基因植物的培育 作物新品種的培育 微型繁殖、作物脫毒、生產(chǎn)人工種子二、動(dòng)物體細(xì)胞克隆活動(dòng)與探究總結(jié)克隆動(dòng)物的產(chǎn)生過程，并思考下列問題。(1) 圖中步驟a和步驟b各表示

9、哪種技術(shù)手段？(2) 克隆羊“多利”的性狀更接近于黑面綿羊還是白面綿羊？為什么？(3) 從生殖方式來看，克隆羊“多利”與普通羊有什么區(qū)別？從母羊甲的體細(xì)胞中取出細(xì)胞核，注入母羊乙的去核卵細(xì)胞中， 融合后的細(xì)胞經(jīng)卵裂形成早期胚胎，再植入另一只母羊丙的子宮內(nèi)，出生小羊的大多數(shù)性狀(A.難以預(yù)測(cè)B.像甲 C.像乙D.像丙動(dòng)物細(xì)胞核移植注意點(diǎn)(1) 供體細(xì)胞應(yīng)選取優(yōu)良動(dòng)物的體細(xì)胞，一般選用傳代培養(yǎng)10代以內(nèi)的細(xì)胞。(2) 受體細(xì)胞應(yīng)選用處于減數(shù)第二次分裂中期的去核卵母細(xì)胞，因處于此期的細(xì)胞具 備與精子受精的能力。(3) 將供體細(xì)胞注入去核卵母細(xì)胞后，需用電刺激或化學(xué)方法處理，激活受體細(xì)胞， 使其進(jìn)行分

10、裂并發(fā)育為早期胚胎。(4) 生產(chǎn)出的克隆動(dòng)物的性狀與供體動(dòng)物基本相同，但由于受體動(dòng)物的細(xì)胞質(zhì)基因也 要控制性狀，因此克隆動(dòng)物并不完全和供體動(dòng)物相同。(5) 此過程涉及動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)、顯微注射技術(shù)、胚胎移植等技術(shù)操作。三、動(dòng)物體細(xì)胞融合技術(shù)活 動(dòng) 與探究1制備單克隆抗體時(shí)選擇的兩個(gè)親本細(xì)胞分別是什么？請(qǐng)說明理由。2. 為什么要給小鼠注射特定的抗原蛋白？誘導(dǎo)動(dòng)物細(xì)胞融合以后，在相應(yīng)的培養(yǎng)基上 至少存在幾種類型的細(xì)胞？分析下列事實(shí)：胡蘿卜韌皮部細(xì)胞通過組織培養(yǎng)能發(fā)育成完整植株；綿羊乳腺細(xì)胞核移植入去核卵母細(xì)胞中， 能發(fā)育成有生殖能力的綿羊。 基于以上事實(shí)，下列敘述中不正確 的是()。A. 高度分化的動(dòng)

11、植物細(xì)胞都具有全能性B. 高度分化的動(dòng)物細(xì)胞核具有全能性C. 分化細(xì)胞中不表達(dá)的基因仍存在于細(xì)胞核中，并沒有消失D. 分化細(xì)胞中不表達(dá)的基因具有再表達(dá)的潛能傳孑師點(diǎn)律植物體細(xì)胞雜交與動(dòng)物細(xì)胞融合的比較植物體細(xì)胞雜交動(dòng)物細(xì)胞融合細(xì)胞融合原理細(xì)胞膜的流動(dòng)性、植物細(xì)胞的全能性細(xì)胞膜的流動(dòng)性細(xì)胞融合方法用纖維素酶、果膠酶去除細(xì)胞壁后誘 導(dǎo)原生質(zhì)體融合用胰蛋白酶或膠原蛋白酶使細(xì)胞分 散后，誘導(dǎo)細(xì)胞融合誘導(dǎo)手段離心、電刺激、振動(dòng)、顯微操作、聚 乙二醇等誘導(dǎo)與植物體細(xì)胞雜交相比，還可用滅 活的病毒誘導(dǎo)結(jié)果獲得雜種植株獲得雜種細(xì)胞，以生產(chǎn)細(xì)胞產(chǎn)品用途克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙，擴(kuò)展雜 交親本范圍，培育新品種制備

12、單克隆抗體、病毒疫田、干擾 素等相同點(diǎn) 兩者在融合過程中都會(huì)發(fā)生多種融合方式，如A A, B B, A B,因此要進(jìn)行篩選 兩者都要用到細(xì)胞融合和細(xì)胞培養(yǎng)兩種技術(shù)手段答案：?jiǎn)栴}導(dǎo)學(xué)活動(dòng)與探究一：1. 答案：在動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的過程中所用的工具酶是胰蛋白酶，它的主要作用是將動(dòng)物組織分散成單個(gè)細(xì)胞，另外，在傳代培養(yǎng)的過程中， 利用胰蛋白酶處理還可以將動(dòng)物細(xì)胞從培養(yǎng)瓶上脫落下來。由于胰蛋白酶與胃蛋白酶的最適pH條件不同，故不能用胃蛋白酶代替。2. 答案：原代培養(yǎng)是指從供體獲取組織或細(xì)胞后的初次培養(yǎng)。將原代培養(yǎng)的細(xì)胞分離稀釋后轉(zhuǎn)入新的培養(yǎng)瓶中繼續(xù)培養(yǎng)，稱為傳代培養(yǎng)。一般情況下，傳代培養(yǎng)的動(dòng)物細(xì)胞分裂105

13、0次后，細(xì)胞增殖會(huì)明顯減緩，甚至完全停止。3. 答案：(1)無菌、無毒的環(huán)境：即對(duì)培養(yǎng)液和所有培養(yǎng)用具進(jìn)行無菌處理。通常要在培養(yǎng)液中添加一定量的抗生素，以防培養(yǎng)過程中的污染。此外，還應(yīng)定期更換培養(yǎng)液，以便清除代謝產(chǎn)物，防止代謝產(chǎn)物積累對(duì)細(xì)胞自身造成危害。（2）營(yíng)養(yǎng)：動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)主要有葡萄糖、無機(jī)鹽、氨基酸、維生素、 核酸、嘌呤、嘧啶、激素和生長(zhǎng)因子等。由于人們對(duì)細(xì)胞所需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)還沒有完全搞清 楚，因此，在培養(yǎng)液中還需要加入少量的動(dòng)物血清。（3）溫度和pH:培養(yǎng)細(xì)胞的最適溫度為 37 C左右，最適pH范圍為7.27.4。（4） 氣體環(huán)境：細(xì)胞培養(yǎng)所需氣體主要有O2和CQ,它們的

14、作用分別是 O2是細(xì)胞代謝所必需的，CO的主要作用是維持培養(yǎng)液的pH。遷移與應(yīng)用：D解析：動(dòng)物細(xì)胞體外培養(yǎng)要求環(huán)境無菌、無毒，培養(yǎng)液中添加一定量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)， 合成培養(yǎng)基中需加血清等一些天然成分，還需要適宜的溫度、pH。Q是細(xì)胞代謝所必需的，CO可維持培養(yǎng)液的pHo活動(dòng)與探究二：（1） 答案：步驟a相當(dāng)于細(xì)胞核移植；步驟 b相當(dāng)于胚胎移植。（2）答案：克隆羊“多利”的性狀應(yīng)該更接近于白面綿羊，因?yàn)榭刂粕镄誀畹倪z傳 物質(zhì)主要存在于細(xì)胞核中。（3）答案：從生殖方式來看，克隆羊“多利”屬于無性生殖，而正常羊?qū)儆谟行陨?。遷移與應(yīng)用：B解析：生物的性狀遺傳可以分為由細(xì)胞核內(nèi)DNA控制的細(xì)胞核遺傳（主要

15、）和由細(xì)胞質(zhì)基因控制的細(xì)胞質(zhì)遺傳。經(jīng)該過程出生小羊的大多數(shù)性狀像甲（細(xì)胞核遺傳），少數(shù)性狀像乙（細(xì)胞質(zhì)遺傳），不會(huì)出現(xiàn)像丙的性狀?；顒?dòng)與探究三：1. 答案：制備單克隆抗體時(shí)選擇的兩個(gè)親本細(xì)胞分別是小鼠的B淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì) 胞，這是因?yàn)閱蝹€(gè)B淋巴細(xì)胞具有產(chǎn)生化學(xué)性質(zhì)單一、 特異性強(qiáng)的抗體的優(yōu)點(diǎn)， 但是不能無 限增殖；而體外培養(yǎng)的腫瘤細(xì)胞（如骨髓瘤細(xì)胞）具有無限增殖的優(yōu)點(diǎn)。2. 答案：給小鼠注射特定的抗原蛋白是為了使小鼠獲得相應(yīng)的免疫反應(yīng)，從而獲得相應(yīng)的效應(yīng)B淋巴細(xì)胞；誘導(dǎo)動(dòng)物細(xì)胞融合以后， 在相應(yīng)的培養(yǎng)基上至少存在 5種類型的細(xì)胞， 即雜交瘤細(xì)胞、骨髓瘤細(xì)胞、骨髓瘤細(xì)胞自融的細(xì)胞、B淋巴細(xì)胞以

16、及 B淋巴細(xì)胞自融的細(xì)胞。因此，要對(duì)融合后的細(xì)胞進(jìn)行篩選。遷移與應(yīng)用：A解析：動(dòng)物細(xì)胞作為整體，它的全能性受到限制，目前只見到高度分化的細(xì)胞核在 去核卵細(xì)胞中表現(xiàn)出全能性，還未見到融合細(xì)胞表現(xiàn)出全能性的例子。尊檢測(cè)：；：1 下列不屬于克隆的是（）oA. 植物體通過體細(xì)胞進(jìn)行的無性繁殖B. 將某種腫瘤細(xì)胞在體外大量培養(yǎng)繁殖C. 扌千插和嫁接D. 將雞的某個(gè)DNA片段導(dǎo)入小鼠的細(xì)胞中，并得以表達(dá)2. 在動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過程中，使用胰蛋白酶的目的是（）oA. 使動(dòng)物組織分散為單個(gè)細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)B.去掉細(xì)胞壁成為原生質(zhì)體C.去掉細(xì)胞膜暴露出原生質(zhì)體便于細(xì)胞融合D.促進(jìn)蛋白質(zhì)水解為多肽3. 單克隆抗體在疾病的

17、診斷、治療和預(yù)防方面與常規(guī)抗體相比，其特點(diǎn)是（）oA. 單克隆抗體特異性強(qiáng)、純度低、靈敏度高、產(chǎn)量高B. 單克隆抗體特異性強(qiáng)、純度高、靈敏度低、產(chǎn)量高C. 單克隆抗體特異性強(qiáng)、純度高、靈敏度高、產(chǎn)量低D. 單克隆抗體特異性強(qiáng)、純度高、靈敏度高、產(chǎn)量高4. 下列關(guān)于動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的敘述，正確的是（）oA. 培養(yǎng)中的人的效應(yīng) T細(xì)胞能產(chǎn)生單克隆抗體B. 培養(yǎng)中的人B細(xì)胞能夠無限地增殖C. 人的成熟紅細(xì)胞經(jīng)過培養(yǎng)能形成細(xì)胞株D. 用胰蛋白酶處理肝組織可獲得單個(gè)肝細(xì)胞5單克隆抗體技術(shù)在疾病診斷和治療以及生命科學(xué)研究中具有廣泛的應(yīng)用。下列關(guān)于 單克隆抗體的敘述，錯(cuò)誤的是（）。A. 特異性強(qiáng)、靈敏度高B. 與抗癌藥物結(jié)合可制成“生物導(dǎo)彈”C. 體外培養(yǎng)B淋巴細(xì)胞可大量分泌單克隆抗體D. 由效應(yīng)B細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合而成的雜交瘤細(xì)胞分泌答案：1. D解析：現(xiàn)代克隆是指遺傳上完全相同的分子、細(xì)胞或來自同一祖先的生物個(gè)體的無性繁殖群體。由概念可知A、B、C三項(xiàng)符合，D項(xiàng)屬于基因工程。2. A解析：在動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)前，先用胰蛋白酶使細(xì)胞相互分散開，以增加與培養(yǎng)液的 接觸面積，便于培養(yǎng)。3. D4. D解析：效