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12.2动物细胞工程(课内探究学案)第一课时【学习目标】1、简述动物细胞培养的过程、条件及应用。2、比较动物细胞培养与植物组织培养区别。3、简述通过动物体细胞核移植技术克隆动物的过程和应用前景。【学习重点】1、动物细胞培养的过程、条件。2、用动物体细胞核移植技术克隆动物的过程。【学习难点】用动物体细胞核移植技术克隆动物的过程。【自主学习】一、动物细胞工程常用的技术手段1、动物细胞工程常用的技术手段有哪几种？2、______________是动物细胞工程技术的基础。二、动物细胞培养1、动物细胞培养的概念（1）动物细胞培养就是从动物机体中取出相关的组织，它分散成______________，后放在______________中，让这些细胞______________和______________。（2）动物细胞培养的原理是：_________________。2、动物细胞培养的过程（1）基本概念①什么是细胞贴壁？②什么是接触抑制？③什么是原代培养？什么是传代培养？说明：分瓶之前，称原代培养；出现接触抑制用胰蛋白酶处理，再分瓶培养为传代培养。（2）过程【思考探究】①为什么选用幼龄的动物组织或胚胎？②如何使组织分散为单个细胞？这说明细胞间的物质是什么？能不能用胃蛋白酶？幼龄动物组织或胚胎单个细胞细胞悬液细胞贴壁生长细胞悬液细胞株或细胞系原代培养传代培养剪碎胰蛋白酶胰蛋白酶2③制成细胞悬液的主要目的是什么？④培养细胞的培养瓶或培养皿应具备什么条件？⑤贴满瓶壁的细胞要如何处理才能继续培养？⑥目前使用的或冷冻保存的正常细胞通常为10代以内的，为什么？10～50代，50代以后细胞有什么变化？【例1】下列有关动物细胞培养的叙述中正确的是（）A、动物细胞培育的目的是获得大量的细胞分泌蛋白B、动物细胞培养前要用胰蛋白酶使细胞分散C、细胞的癌变发生于原代培养向传代培养的过渡过程中D、培养至50代后的传代细胞称为细胞株3、动物细胞培养的条件①无菌、无毒的环境采取什么措施保证无菌、无毒的环境？②营养什么是合成培养基？培养动物细胞时为什么要加入血清、血浆？③温度和PH适宜的温度一般为_________________；适宜的PH一般为___________________。④气体环境细胞培养所需气体主要为O2和CO2，它们分别有什么作用？【例2】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CO2⑥CO2能调培养液pHA.①②③④⑤⑥B.①②③④C.①③④⑤⑥D.①②③④⑥4、动物细胞培养技术的应用①生产生物制品：疫苗、干扰素、单克隆抗体等；②作为基因工程中的受体细胞；③检测有毒物质及毒性；④科研方面：筛选抗癌药物、治疗和预防疾病等。35、动物细胞培养与植物组织培养的区别植物组织培养动物细胞培养理论基础(原理)细胞的全能性细胞增殖培养基的物理性质固体液体（合成培养基）培养基的成分水、矿质元素、蔗糖、氨基酸、琼脂等葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、动物血清等过程结果新的植株或组织新的细胞株或细胞系用途①植株快速繁殖②脱毒植株的培育②人工种子④生产药物、杀虫剂等⑤转基因植物的培育①生产蛋白质制品如病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体等；②检测有毒物质；③研究药理病理；④移植治疗相同点都需人工条件下的无菌操作，需要适宜的温度、PH、O2等特别注意以下几点：1.动物细胞培养基成分特有的动物血清含有蛋白质、氨基酸、葡萄糖、激素等多种成分。2.两技术手段培养过程中都进行有丝分裂，都是无性繁殖，都可称克隆，都不涉及减数分裂。3.植物组织培养最终产生新个体，体现全能性；动物细胞培养产生大量细胞，不形成新个体，故不能体现全能性。【例3】动物细胞培养与植物细胞培养的重要区别在于（）A.培养基不同；B.动物细胞培养不需要在无菌条件下进行；C.动物细胞可以传代培养，而植物细胞不能；D.动物细胞能够大量培养，而植物细胞只能培养成植株。三、动物体细胞核移植技术和克隆动物【自主学习】1、动物核移植（1）通过动物细胞培养能产生一个个体吗?为什么？_______________________________________________________________________________________________________。（2）动物核移植是将动物的一个细胞的_______移入一个_________________卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的_______。这个新的______最终发育为动物个体。核移植移到的动物称__________。4（3）动物核移植可以分为______________和_________________。_____________难度更高。（4）动物核移植的原理是____________________。2、体细胞核移植的过程【思考】①为什么必须先去掉受体卵母细胞的细胞核？②受体细胞为___________时期的细胞，此时期的细胞为次级卵母细胞，与第一极体同时存在，去核要同时去除第一极体。注入受体细胞的是_________________。③动物体细胞核移植过程用到的具体技术有_________________、动物细胞融合、早期胚胎培养、胚胎移植。该过程有细胞融合体现了：生物膜的__________________特点。④动物体细胞核移植技术形成重组细胞发育成一个新个体，体现的是___________的全能性而非动物细胞的全能性。说明：克隆属于无性繁殖，产生新个体的性别、绝大多数性状与供核亲本一致。【例4】一只羊的卵细胞核被另一只羊的体细胞核置换后，这个卵细胞经过多次分裂，再植入第三只羊的子宫内发育，结果产下一只羊羔。这种克隆技术具有多种用途，但是不能（）A、有选择地繁殖某一性别的家畜B、繁殖家畜中的优秀个体C、用于保存物种D、改变物种的基因型【例5】从母羊甲的体细胞中取出细胞核，注入到母羊乙去掉核的卵细胞中，融合后的细胞经卵裂形成早期胚胎，再植入到另一只母羊丙的子宫内，出生小羊的大多数性状（）A、难以预测B、像甲C、像乙D、像丙3、体细胞核移植技术的应用前景①在畜牧业中，加速优良种畜改良进程；②保护濒危物种；③作为生物反应器生产医用蛋白；④转基因克隆动物作为异种移植供体；⑤人核移植胚胎干细胞诱导分化后提供组织、器官用于移植；⑥研究胚胎发育及衰老过程；⑦做疾病模型。4、体细胞核移植技术存在的问题①成功率非常低；②绝大多数克隆动物存在健康缺陷等。供体细胞（供核）细胞培养体细胞卵巢卵母细胞（MⅡ中期：供质）去核无核卵母细胞注入细胞融合重组细胞构建重组胚胎胚胎移植代孕母牛生出与供体奶牛遗传物质基本相同的个体5【随堂练习】1、在进行动物细胞培养时，通常选用的培养材料是（）A、衰老退化的动物组织细胞B、成熟动物个体的体细胞C、动物的受精卵细胞D、动物胚胎或幼龄动物个体的细胞2、下列关于动物细胞培养的叙述中，错误的是（）A、用于培养的细胞大多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，所培养的细胞会衰老死亡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5、世界上第一只克隆绵羊“多利”的培育程序如图所示，请据图回答：（1）写出图中a、b所指的细胞工程名称：a；b（2）实施细胞工程a时，所需的受体细胞大多采用动物卵母细胞的原因是（3）“多利”面部的毛色是。请根据遗传学原理说明判断依据：（4）继植物组织培养之后，克隆绵羊的培育成功，证明动物细胞核也具有。（5）请试举一例，说明克隆绵羊培育成功的实际意义。6【答案】【例题】1-5BDADB【随堂练习】DDAB答案：细胞核核移植胚胎移植①卵母细胞体积大，易操作②成熟促进因子的活性最高③细胞质已成熟，支持胚胎的全程发育白色“多利”的全部细胞核来自白面绵羊全能性①保存濒危物种②医学上克隆器官③繁育优良品种72.2动物细胞工程(课内探究学案)第二课时【学习目标】1、举例说出动物细胞融合与单克隆抗体的原理和应用。2、列表比较动物细胞融合与植物体细胞杂交的异同。【学习内容】一、动物细胞融合1、什么是细胞融合？何为杂交细胞？2、动物细胞融合的原理是什么？3、诱导细胞融合的方法有哪些？4、动物细胞融合最主要的应用是。二、单克隆抗体1、生产抗体的传统方法（1）生产抗体的传统方法是什么？（2）抗体：一个B淋巴细胞只分泌一种。从中分离出的抗体，产量低、纯度低、。其化学本质是。2、单克隆抗体的制备过程：【思考探究】①杂交瘤细胞有什么特点？②单克隆抗体有什么优点？8③两次筛选分别筛选出④单克隆抗体制备过程中用到的技术手段有。⑤单抗的制备有两个关键步骤一是融合二是用特定的选择培养基筛选出能产生特定抗体的细胞群⑥试归纳出单克隆抗体的概念？3、单克隆抗体的应用①作为诊断试剂②用于治疗疾病和运载药物：如生物导弹三、相关技术比较1、植物体细胞杂交和单克隆抗体制备植物体细胞杂交动物细胞融合(单克隆抗体制备)理论基础(原理)细胞膜的流动性、细胞的全能性细胞膜的流动性、细胞增殖融合前处理酶解法去除细胞壁(纤维素酶、果胶酶)注射特定抗原，免疫处理正常小鼠促融(1)物理法：离心、振动、电刺激等(2)化学法：聚乙二醇(PEG)(1)物化法：与植物细胞融合相同(2)生物法：灭活的仙台病毒过程第一步原生质体的制备(酶解法)正常小鼠免疫处理第二步原生质体的融合(物、化法)动物细胞的融合(物、化、生法)第三步杂种细胞的筛选和培养杂交瘤细胞的筛选与培养第四步杂种植株的诱导与鉴定单克隆抗体的提纯用途意义(1)克服远缘杂交的不亲和障碍，大大扩展杂交的亲本组合范围(2)克服有性杂交的母系遗传、获得细胞质基因的杂合子、研究细胞质遗传(1)制备单克隆抗体(2)诊断、治疗、预防疾病，例如：单抗诊断盒、“生物导弹”治疗癌症2、植物体细胞杂交和动物细胞融合的拓展分析(1)植物细胞A、B的体细胞是二倍体，体细胞中的染色体数是2n，则杂种细胞C就是4n，称为异源四倍体。(2)利用植物体细胞杂交的方法培育作物新品种的过程中，其遗传物质的传递不遵循孟德尔的遗传规律，因为生物在进行有性生殖时才遵循孟德尔的遗传规律，而植物体细胞杂交的过程不属于有性生殖。(3)动物细胞融合后获得的杂种细胞，目前还没有办法让其发育成一个个体，它不同于“克隆”，9也不同于植物体细胞杂交。(4)两者在融合过程中都会发生多种融合方式，如A—A、B—B、A—B，因此要进行筛选。(5)两者都要用到细胞融合和细胞培养两个技术手段。(6)动物细胞培养中用选择性培养基先后选择出杂交瘤细胞和能产生抗体的细胞群。(7)植物体细胞杂交的终点不是杂种细胞，而是杂种植株，所以其原理有两个：一是细胞的全能性；二是细胞膜的流动性。动物细胞融合是形成杂交瘤细胞，不是形成新个体，所以其原理只有一个，即体现细胞的流动性。【课堂随练】1、动物细胞融合和植物原生质体融合比较，在动物细胞融合中有特殊性的是（）A、融合的原理B、融合的优点C、融合的诱导手段D、融合的过程2、科学家用小鼠骨髓瘤细胞与某种细胞融合，得到杂交瘤细胞，经培养可产生大量的单克隆抗体，与骨髓瘤细胞融合的是（）A、经过免疫的B淋巴细胞B、不经过免疫的T淋巴细胞C、经过免疫的T淋巴细胞D、不经过免疫的B淋巴细胞3、单克隆抗体制备过程中，骨髓瘤细胞和B淋巴细胞融合后要用特定培养基筛选出杂交瘤细胞。在这种培养基上不能存活、增殖的细胞是（）①B淋巴细胞②小鼠骨髓瘤细胞③B淋巴细胞自身融合