細(xì)胞工程動物細(xì)胞工程教學(xué)設(shè)計

1、課題 第三章 細(xì)胞工程第節(jié) 動物細(xì)胞工程【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.簡述動物細(xì)胞培養(yǎng)的過程、條件及應(yīng)用。2.簡述通過動物體細(xì)胞核移植技術(shù)克隆動物的過程。3.了解體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景。預(yù)習(xí)案【使用說明及學(xué)法指導(dǎo)】1.閱讀課本第5363頁，獨立完成基礎(chǔ)知識梳理和預(yù)習(xí)自測，用時1015分鐘；2.不會的或有疑問的地方用雙色筆標(biāo)出，留到課堂解決；3.正課結(jié)束后及時整理導(dǎo)學(xué)案，進(jìn)行糾錯反思。.教材助讀：基礎(chǔ)知識梳理一動物細(xì)胞工程1.常用的技術(shù)手段:、動物細(xì)胞核移植、單克隆抗體的制備等。2.基礎(chǔ):。二動物細(xì)胞培養(yǎng)1.原理：_。2.概念:從動物機體中取出相關(guān)的組織，將它分散成，然后放在適宜的培養(yǎng)基中，讓這些細(xì)胞生長

2、和增殖。3.過程：取動物組織塊分散組織細(xì)胞:剪碎和用或膠原蛋白酶處理一段時間配制細(xì)胞懸浮液原代培養(yǎng):具有_生長和_抑制的特點 傳代培養(yǎng)：4.條件無菌、無毒的環(huán)境：對_和所有_進(jìn)行無菌處理。營養(yǎng)：合成培養(yǎng)基中有糖、_、_、無機鹽、_，通常需加入血清、血漿等。溫度和pH：適宜溫度：_±0.5 。適宜pH：_。氣體環(huán)境：主要是_和_，O2是_所必需的，CO2的主要作用是維持培養(yǎng)液的_。5.應(yīng)用生產(chǎn)生物制品：如_疫苗、干擾素、_的生產(chǎn)。檢測_，判斷某種物質(zhì)的_。應(yīng)用于基因工程：動物細(xì)胞是基因工程技術(shù)中常用的_，離不開動物細(xì)胞培養(yǎng)。用于_、_、藥理等方面的研究，如篩選抗癌藥物等。三動物細(xì)胞核移

3、植技術(shù)和克隆動物1.理論基礎(chǔ)：動物的細(xì)胞核具有_。2.概念：將動物的一個細(xì)胞的_，移入一個已經(jīng)去掉細(xì)胞核的_中，使其重組并發(fā)育成一個_，最終發(fā)育為動物個體。用_的方法得到的動物就是克隆動物。3.分類：包括_和_，其中_較易成功。4.過程：5.應(yīng)用前景在畜牧生產(chǎn)中：可以加速家畜遺傳改良進(jìn)程，促進(jìn)_。在保護(hù)瀕危物種方面：可增加這些動物的_。在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域：轉(zhuǎn)基因克隆動物可以作為_生產(chǎn)珍貴的醫(yī)用蛋白。在治療人類疾病方面：轉(zhuǎn)基因克隆動物細(xì)胞、組織和器官可以作為_的供體。人的核移植胚胎干細(xì)胞經(jīng)誘導(dǎo)分化，形成相應(yīng)的組織、器官后，可以用于_。研究胚胎發(fā)育及衰老過程，追蹤研究疾病的_和_。6.存在問題體細(xì)胞核

4、移植技術(shù)的_非常低。克隆動物存在健康問題，表現(xiàn)出_缺陷、遺傳缺陷等?？寺游锸称返腳問題存在爭議。我的疑問 請將預(yù)習(xí)中不能解決的問題寫下來，供課堂解決。 探究案.課內(nèi)探究和知識拓展：探究點一 動物細(xì)胞培養(yǎng)【問題1】動物細(xì)胞培養(yǎng)過程分析貼壁生長現(xiàn)象及接觸抑制現(xiàn)象：貼壁生長：動物細(xì)胞在液體培養(yǎng)基中懸浮生長一段時間之后，大部分細(xì)胞會貼附在培養(yǎng)瓶壁上生長。接觸抑制：細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂，數(shù)目增加到表面相互接觸時，停止分裂增殖，出現(xiàn)接觸抑制現(xiàn)象。原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)：原代培養(yǎng)：動物組織消化后的初次培養(yǎng)。傳代培養(yǎng)：原代培養(yǎng)過程中，貼滿瓶壁的細(xì)胞需要重新用胰蛋白酶等處理，然后分瓶培養(yǎng)，讓細(xì)胞繼續(xù)增殖。即，原代培養(yǎng)

5、：大約110代；傳代培養(yǎng)：10代以后。細(xì)胞株和細(xì)胞系：細(xì)胞株：傳代培養(yǎng)的細(xì)胞能傳到1050代，這樣的傳代細(xì)胞稱為細(xì)胞株。細(xì)胞系：傳代培養(yǎng)的細(xì)胞在傳到50代后，有部分細(xì)胞的遺傳物質(zhì)發(fā)生了改變，獲得不死性，這種具有癌變特點的細(xì)胞稱為細(xì)胞系。即，細(xì)胞株：1050代細(xì)胞；細(xì)胞系：50代以后的細(xì)胞。【問題2】為什么幼齡動物組織比老齡動物組織更易培養(yǎng)？培養(yǎng)前為什么要將動物組織分散成單個細(xì)胞？提示：幼齡動物組織代謝旺盛；分散后能與培養(yǎng)液充分接觸，更易進(jìn)行物質(zhì)交換。 【問題3】動物細(xì)胞培養(yǎng)中兩次使用胰蛋白酶作用的對象有何不同？為什么不能使用胃蛋白酶？提示：第一次是將組織分散成單個細(xì)胞，第二次是將貼滿瓶壁的細(xì)胞

6、分散成單個細(xì)胞。因為大多數(shù)動物細(xì)胞培養(yǎng)的適宜pH為7.27.4，而胃蛋白酶發(fā)揮活性的最適pH為2.0左右。【問題4】為什么進(jìn)行動物細(xì)胞培養(yǎng)時，通常要添加血清？提示：血清中含有蛋白質(zhì)、氨基酸、葡萄糖、激素等物質(zhì)，而且還含有多種未知的促生長因子，能促進(jìn)細(xì)胞的生長、增殖和貼附。【問題5】請列表比較動物細(xì)胞培養(yǎng)與植物組織培養(yǎng)。提示：比較項目植物組織培養(yǎng)動物細(xì)胞培養(yǎng)原理細(xì)胞全能性細(xì)胞增殖培養(yǎng)基性質(zhì)固體液體成分蔗糖、氨基酸、維生素、水、礦物質(zhì)、生長素、細(xì)胞分裂素、瓊脂等葡萄糖、氨基酸、促生長因子、無機鹽、微量元素、水、血清、血漿等取材離體植物器官、組織或細(xì)胞動物早期胚胎、幼齡動物組織或器官培養(yǎng)前處理滅菌、

7、用胰蛋白酶處理，使組織分散成單個細(xì)胞滅菌過程脫分化、再分化原代培養(yǎng)、傳代培養(yǎng)生長特點貼壁生長，細(xì)胞增殖不分化誘導(dǎo)形成愈傷組織，細(xì)胞增殖分化培養(yǎng)結(jié)果新的植株或組織細(xì)胞株或細(xì)胞系應(yīng)用快速繁殖培育無病毒植株細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)制作人工種子生產(chǎn)病毒疫苗、干擾素、單克隆抗體等檢測有毒物質(zhì)生理、病理、藥理研究探究點二 解讀動物體細(xì)胞核移植技術(shù)及克隆【問題1】克隆概念：是指從一個共同的祖先，通過無性繁殖的方法產(chǎn)生出來的一群遺傳特性相同的DNA分子、細(xì)胞或個體?？寺〉娜齻€層次：分子水平：如PCR技術(shù)擴增DNA。細(xì)胞水平：如動物細(xì)胞培養(yǎng)。個體水平：如多利羊的誕生?！締栴}2】動物體細(xì)胞核移植技術(shù)的條件用于核移植的

8、供體細(xì)胞一般都選自10代以內(nèi)的細(xì)胞，因為10代以內(nèi)的細(xì)胞能保持正常的二倍體核型，能保證供體細(xì)胞正常的遺傳基礎(chǔ)。核移植時，一般先用電刺激使供受體細(xì)胞融合，再用物理或化學(xué)方法激活受體細(xì)胞，使其完成細(xì)胞分裂和發(fā)育進(jìn)程?！締栴}3】動物體細(xì)胞核移植的結(jié)果核移植過程中細(xì)胞核只來自于一個個體，因此核遺傳物質(zhì)與供核個體的相同，屬于無性繁殖，不會改變生物體的基因型?？寺游锏男誀钆c核供體生物的性狀基本相同，但不是完全相同，因為：克隆動物的細(xì)胞質(zhì)遺傳物質(zhì)來自于受體卵母細(xì)胞；生物的性狀不僅與遺傳物質(zhì)有關(guān)，還受環(huán)境的影響。.我的知識網(wǎng)絡(luò)圖.當(dāng)堂檢測1.某研究小組進(jìn)行藥物試驗時，以動物肝細(xì)胞為材料，測定藥物對體外培養(yǎng)細(xì)

9、胞的毒性。供培養(yǎng)的細(xì)胞有甲、乙兩種，甲細(xì)胞為肝腫瘤細(xì)胞、乙細(xì)胞為正常肝細(xì)胞。請回答下列有關(guān)動物細(xì)胞培養(yǎng)的問題。將數(shù)量相等的甲細(xì)胞和乙細(xì)胞分別置于培養(yǎng)瓶中培養(yǎng)，培養(yǎng)液及其他培養(yǎng)條件均相同。一段時間后，觀察到甲細(xì)胞數(shù)量比乙細(xì)胞數(shù)量_。在動物細(xì)胞培養(yǎng)時，通常在合成培養(yǎng)基中加入適量血清，其原因是_。細(xì)胞培養(yǎng)應(yīng)在含5%CO2的恒溫培養(yǎng)箱中進(jìn)行，CO2的作用是_。在兩種細(xì)胞生長過程中，當(dāng)乙細(xì)胞鋪滿瓶壁時，其生長_。藥物試驗需要大量細(xì)胞，兩種細(xì)胞頻繁傳代，甲細(xì)胞比乙細(xì)胞可以傳代的次數(shù)更_。若用動物的肝臟組織塊制備肝細(xì)胞懸液，需要_處理。為了防止細(xì)胞培養(yǎng)過程中細(xì)菌的污染，可向培養(yǎng)液中加入適量的_。2.“治療性

10、克隆”將是人胚胎干細(xì)胞(簡稱ES細(xì)胞)造福于人類的一種非常重要的途徑。應(yīng)用人胚胎干細(xì)胞進(jìn)行“治療性克隆”研究的技術(shù)途徑包括以下幾個步驟：首先取病人的體細(xì)胞核，移植到去核的成熟受體卵母細(xì)胞中；在早期胚胎形成后，從中分離獲得ES細(xì)胞；對ES細(xì)胞進(jìn)行基因修飾和定向分化研究，將定向分化后的細(xì)胞移植給病人。進(jìn)行核移植的目的并不是用于克隆人，而是希望通過對ES細(xì)胞進(jìn)行分離培養(yǎng)、定向分化等處理后，進(jìn)一步獲得再造的人體組織或器官。請根據(jù)材料回答下列問題。人類“治療性克隆”屬于動物細(xì)胞工程的_技術(shù)?？茖W(xué)家為何要將患者的體細(xì)胞核植入去核的卵母細(xì)胞中，而不直接用體細(xì)胞進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)？_。“治療性克隆”的結(jié)果說明高度分

11、化的體細(xì)胞的細(xì)胞核仍然具有_。相同的胚胎干細(xì)胞，“克隆”的結(jié)果各種各樣，如有的是胰島細(xì)胞、有的是血細(xì)胞、有的是心肌細(xì)胞，究其本質(zhì)原因是基因_的結(jié)果?？寺〉钠鞴僭诮o自身移植方面的主要優(yōu)點是_。.課堂小結(jié)1動物細(xì)胞工程的常用技術(shù)有動物細(xì)胞培養(yǎng)、動物細(xì)胞核移植、動物細(xì)胞融合、生產(chǎn)單克隆抗體等，其中動物細(xì)胞培養(yǎng)是基礎(chǔ)。2原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)均需用胰蛋白酶對細(xì)胞進(jìn)行分散處理。3動物細(xì)胞要分散成單個細(xì)胞培養(yǎng)，培養(yǎng)液中通常要添加血清。4動物體細(xì)胞核移植的難度高于胚胎細(xì)胞核移植，因為動物體細(xì)胞分化程度高，恢復(fù)其全能性十分困難。5動物細(xì)胞培養(yǎng)中的兩個顯著特點是貼壁生長、接觸抑制訓(xùn)練案【課后練習(xí)】 1.一般來說，動

12、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)基需加血漿溫度與動物體溫相近 需要O2，不需要CO2 CO2調(diào)節(jié)培養(yǎng)液pHA. B. C. D.2.動物細(xì)胞培養(yǎng)過程的順序是( )原代培養(yǎng) 傳代培養(yǎng) 胰蛋白酶處理組織，形成分散的懸浮液A. B. C. D.3.動物細(xì)胞培養(yǎng)與植物組織培養(yǎng)的重要區(qū)別在于( )A.培養(yǎng)基不同 B.動物細(xì)胞培養(yǎng)不需要在無菌條件下進(jìn)行C.動物細(xì)胞可以傳代培養(yǎng)，而植物細(xì)胞不能 D.動物細(xì)胞能夠大量培養(yǎng)，而植物細(xì)胞只能培養(yǎng)成植株4.“多利”羊的培育過程簡單地說是：從母羊乳腺細(xì)胞中提取細(xì)胞核，放入去核的卵母細(xì)胞中，在試管中發(fā)育成胚胎后，再移植到另一只母羊的子

13、宮內(nèi)，這種繁殖方式應(yīng)屬于( )A.無性繁殖 B.先無性繁殖，再有性繁殖 C.有性繁殖 D.先有性繁殖，再無性繁殖5.在動物細(xì)胞培養(yǎng)過程中，下列處理不恰當(dāng)?shù)氖? )A.培養(yǎng)液和培養(yǎng)用具要進(jìn)行無菌處理 B.提供種類齊全的營養(yǎng)物質(zhì)C.提供純氧以保證細(xì)胞的呼吸作用 D.保證提供適宜的溫度和pH6.一只羊的卵細(xì)胞核被另一只羊的體細(xì)胞核置換后，這個卵細(xì)胞經(jīng)過多次分裂，再植入第三只羊的子宮內(nèi)發(fā)育，結(jié)果產(chǎn)下一只羊羔。這種克隆技術(shù)具有多種用途，但是不能( )A.有選擇地繁殖某一性別的家畜 B.繁殖家畜中的優(yōu)良個體 C.用于保存物種 D.改變動物的基因型7.現(xiàn)在有一個嬰兒在出生后醫(yī)院為他保留了臍帶血，在他以后的生

14、長發(fā)育過程中如果出現(xiàn)了某種難治療的疾病，就可以通過臍帶血中的干細(xì)胞來為其治病。下列說法正確的是( )A.用干細(xì)胞培育出人體需要的器官用來移植治病，需要激發(fā)細(xì)胞的所有全能性B.用臍帶血中的干細(xì)胞能夠治療這個孩子所有的疾病C.如果要移植用他的干細(xì)胞培育出的器官，需要用到動物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)D.如果要移植用他的干細(xì)胞培育出的器官，應(yīng)該長期給他使用免疫抑制藥物8.如圖是利用現(xiàn)代生物工程技術(shù)治療遺傳性糖尿病的過程圖解。請據(jù)圖回答下列問題：圖中所示的結(jié)構(gòu)名稱是_。圖中所示的生物技術(shù)名稱分別是_、_。過程通常用去核的卵母細(xì)胞作為受體細(xì)胞的原因除了它體積大、易操作、營養(yǎng)物質(zhì)豐富外，還因為它_。過程通常用作為受體細(xì)胞的原因是_。圖示方法與一般的異體核移植相比最大的優(yōu)點是_，該種基因治療所屬類型為_。9.現(xiàn)有A和B兩個肉牛品種，A品種牛的細(xì)胞組成可表示為A細(xì)胞核、A細(xì)胞質(zhì)；B品種牛則為B細(xì)胞核、B細(xì)胞質(zhì)。如果要獲得一頭克隆牛，使其細(xì)胞由A細(xì)胞核和B細(xì)胞質(zhì)組成，基本步驟是，從A品種牛體內(nèi)取出體細(xì)胞，進(jìn)行體外培養(yǎng)。然后再從培養(yǎng)細(xì)胞中取出_注入B品種牛的_卵母細(xì)胞中