第二节细胞工程简介──动物细胞工程.docx

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1、第二节细胞工程简介动物细胞工程细胞工程 教学 过程 教学 内容 教学手段 和方法 预期 目标 1.实例引入新课细胞融合。 2.复习提问。 3.学习新课细胞融合。 （1）动物细胞融合的概念。 （2）动物细胞融合的过程。 （3）动物细胞融合的意义和应用。 4.学习新课单克隆抗体。 （1）单克隆抗体的概念。 （2）单克隆抗体的生产过程。 （3）克隆抗体的应用。 5.小结。 6.布置作业或实践活动。 师：1970年，有两位科学家做了一个人鼠细胞融合的试验，以证明细胞膜上的蛋白质分子是运动的。那么，如何实现人鼠细胞的融合，以及动物细胞融合后还有什么用途呢？这就是今日我们这节课要学习的内容。 师：由于动物

2、细胞融合与前面所学的植物体细胞杂交技术相像，所以我们通过两个问题，来回顾一下有关植物体细胞杂交技术的基本学问。第一个问题是：植物体细胞杂交技术的过程是怎样的？ 生：先用酶去除两种植物细胞的细胞壁，使之成为原生质体，再用物理或化学的方法，诱导两种原生质体融合成杂种细胞，最终用植物组织培育的方法把杂种细胞培育成新的植物体。 师：其次个问题是：动植物细胞在结构上有何区分？ 生：动物细胞无细胞壁、无明显的液泡、无质体。 师：有了以上的基本学问，首先让我们一起来看看有关动物细胞融合的概念。请大家翻开课本P52，阅读其次自然段。 师：动物细胞融合的基本原理与植物原生质体融合的基本原理是否相同？ 生：应当相

3、同。 师：对，动物细胞融合与植物原生质体融合的基本原理相同，那么动物细胞融合的详细过程是否也和植物原生质体融合的过程一样呢？ 生：应当基本一样吧？ 师：对，下面我们以灭活病毒诱导动物细胞融合过程为例，来理解动物细胞融合的过程。 诱导动物细胞融合的方法与植物原生质体融合的方法类似，但动物细胞融合时可用灭活的病毒作为诱导剂，你们知道这是为什么吗？请阅读课本P52的生物技术资料卡，思索并回答下面问题： 为什么灭活的病毒能作为诱导剂？ 生：因为灭活的病毒能使细胞膜上的蛋白质分子和脂质重新排布，细胞膜打开，细胞发生融合。 师：对，那么不灭活的病毒能作为诱导剂吗？ 生：不能，因为不灭活的病毒会感染细胞，而

4、不能诱导细胞融合。 师：回答得特别好！从示意图中我们可以看出，把两个不同的动物细胞放在一起，用灭活的病毒处理细胞后，它们就先质融合，再核融合，进而形成杂交细胞，这个细胞有丝分裂后仍能形成两个完整的杂交细胞。 想一想，在动物细胞融合的实际操作过程中，是只用单个的两种细胞来融合吗？请你们再次结合植物体细胞杂交的过程，思索这个问题。 生：我记得在植物体细胞杂交过程的实际操作过程中，是把多个两种细胞放在一起，让它们融合的。 师：回答正确。 生：为什么在进行两种细胞融合时必需用多个细胞呢？ 师：这个问题问得很好，请同学们课下思索并探讨这个问题。假如能查阅到有关资料，你们就能更全面地回答这个问题。 在弄清

5、晰动物细胞融合的原理和过程后，还需说明的是任何一项技术的发觉，都不是凭空产生的，必定有一个发展的过程，下面我们来阅读课本P52中的小字，了解一下动物细胞融合技术的发展简史。 从动物细胞融合技术发展简史的资料中，我们能切实体验到这个技术是在不断发展的，那么，实现动物细胞融合有什么意义呢？ 大家都知道，物种间由于存在生殖隔离使得有性杂交方法有局限性，而细胞融合技术能打破生殖隔离，使远缘杂交成为可能。详细胜利的实例见大屏幕。 正因为如此，细胞融合技术已广泛应用于细胞学、遗传学、免疫学及生物新品种培育等领域，但此技术还有一个非常重要的用途，就是制备单克隆抗体。有同学听说过单克隆抗体一词吗？ 生：（大多

6、数同学回答不出来。） 师：在弄清什么是单克隆抗体之前，我们先来了解以下两个问题： 第一个问题，传统的抗体生产方法及缺陷是什么？请同学们在阅读课本P52的最终一自然段的基础上，探讨这个问题。 生：传统的抗体生产方法是向动物体内反复注射某种抗原，使动物产生抗体，然后从动物血清中分别所须要的抗体。这种生产抗体的方法产量和纯度都很低，而且制备的抗体特异性差。 师：回答得很好！下面我们再来探讨其次个问题：B淋巴细胞有什么特点？请同学们接着阅读课本P53第一自然段，探讨并回答这个问题。 生：B淋巴细胞能产生抗体，但每一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体。 师：很好！正是由于B淋巴细胞的这个特点，所以要想获得

7、大量的单一抗体，必需用单个B淋巴细胞进行无性繁殖，也就是通过克隆形成细胞群，这样的细胞群就有可能产生出化学性质单一、特异性强的抗体，即单克隆抗体，这就是单克隆抗体的概念。 可缺憾的是，在体外培育的条件下，一个B淋巴细胞是不行能无限增殖的，那么，科学家是怎样解决这一问题的呢？想一想，能利用细胞融合技术来制备单克隆抗体吗？请大家先阅读课本P5354单克隆抗体制备的文字及示意图，再思索回答问题。 师：两位科学家极富创建性的设想是什么？ 生：假如把一种B淋巴细胞与能在体外大量增殖的骨髓瘤细胞进行融合，所得到的融合细胞既能大量增殖，又能产生足够数量的特定抗体。 师：对，正是科学家先有了这个极富创建性的设

8、想，然后再锲而不舍地把设想变为现实，才创建出单克隆抗体。想一想，假如把B淋巴细胞和骨髓瘤细胞放在一起时，会有几种融合方式？ 生：有B淋巴细胞间的融合、骨髓瘤细胞间的融合以及B淋巴细胞与骨髓瘤细胞间的融合。 师：回答得特别好！那么，B淋巴细胞和骨髓瘤细胞间融合所形成的能产生抗体的杂交瘤细胞是如何筛选出来的？ 生：先用选择性培育基筛选出杂种细胞，再进行抗体检测和克隆化培育就能得到杂交瘤细胞。 师：对，基本的过程就是这样。那么，科学家又是如何利用杂交瘤细胞来生产抗体的呢？ 生：第一种方法是：将杂交瘤细胞在体外大规模培育，从细胞培育液中就能提取大量的单克隆抗体；其次种方法是：把杂交瘤细胞注射到小鼠腹腔

9、内增殖，再从小鼠腹腔中提取单克隆抗体。 师：完全正确。正是由于这两位科学家的杰出贡献，他们于1984年双双获得诺贝尔生理学或医学奖。有关单克隆抗体的应用。请大家阅读课本P5455的内容，阅读后，请一位同学归纳一下单克隆抗体有哪些主要的用途。最好能结合其中的一个用途，如“生物导弹”问题，谈一谈你对其应用前景的相识。师：本节课我们学习了有关动物细胞融合和单克隆抗体的内容，通过本节课的学习，大家应不仅能说出动物细胞融合的过程、单克隆抗体的生产过程，而且应能充分体验科学是一个过程及科学、技术、社会三者之间的关系。 师：课后作业为课本P55“思索与探究”的三道题，如有条件，可按课本中实践活动的要求组织学

10、生完成。 投影人鼠细胞融合过程的图片，老师按图讲解，以引入新课，写出或投影本节课的标题2.2.2动物细胞融合与单克隆抗体。 假如学生回答不全，则可投影植物体细胞杂交技术流程图。 老师讲解和学生探讨的方法相结合，以突出本节课的重点。 师生一起阅读教材，老师按教材上的概念给学生讲解。 投影用灭活病毒诱导动物细胞融合过程的示意图。 学生阅读生物技术资料卡，思索并回答问题。 让学生再次回顾植物体细胞杂交过程，思索并回答问题。 给学生留下更多地思维空间。 让学生自己阅读动物细胞融合技术的发展简史。 把教参上的已胜利的动物细胞融合实例打在大屏幕上。 学生阅读和探讨相结合，以突破本节课的难点。 由于教材上没

11、有单克隆抗体的概念，所以应在黑板上写出或投影在大屏幕上。 先让学生阅读教材，再采纳师生共同探讨的方法学习此部分内容。 此问题对学生来讲稍难些，老师可提示学生看图或相应的文字。 学生阅读教材，探讨，老师可投影有关应用的资料。 课后完成，下节课由学生回答。 激发学生学习爱好。复习旧学问，为学习新学问奠定基础。 了解动物细胞融合的概念。 培育学生运用已有学问解决新问题的实力。 了解动物细胞融合的过程。 培育学生的阅读实力及自主解决问题的实力。培育思维的广袤性。 联系旧学问，供应一个比较的对象，以此达到学问迁移的目的。 培育学生沟通的实力及查阅相关资料的实力。 体验科学技术是一个不断发展的过程。 自然

12、过渡到单克隆抗体的内容。 把本节课的难点问题分解成问题串逐一探讨解决。 了解单克隆抗体的概念。 提出问题，诱导思索，步步深化地了解单克隆抗体的生产过程。 培育学生的阅读及识图实力，使学生体验到科学是一个探究过程，科学探讨须要创新的意识和合作精神。 了解单克隆抗体的应用，体验科学、技术、社会三者间的关系。 提出本节课最终的学习目标。 植物细胞工程 选修本第14课时植物细胞工程 学问精讲一、植物细胞工程常用技术植物组织培育和植物细胞杂交二、理论基础细胞的全能性1细胞的全能性概念：生物体的细胞具有使的潜能，这种特性叫细胞的全能性。2物质基础：生物体的每个细胞都包含有的全套，都有发育成完整个体所必需的

13、。3实现条件：在植物细胞或组织处于时，在肯定的、和的作用下，就可能表现出全能性。三、植物组织培育1过程：2应用：请举出3例。四、植物体细胞杂交1概念：用两个来自植物的融合成一个，并且把培育成新的植物体的方法。2传统有性杂交方法不能完成的缘由是。3过程： 题例领悟下例属于植物组织培育的是A花粉培育成单倍体植株B芽发育成枝条C根尖分生区发育成成熟区D未受精的卵细胞发育成植株解析：组织培育是指离体的器官、组织或细胞经过脱分化、再分化形成完整植物体的过程，芽发育成枝条、根尖分生区发育成成熟区只是体内分化的器官和组织形成了机体的一部分，未受精的卵发育成植株是受母体的限制的。答案：A 自我评价一、选择题：

14、1在一个生物体内，细胞没有表现全能性，缘由是细胞失去了全能性细胞中的基因部分丢失细胞中的基因选择表达细胞中的基因变异不同2有关全能性的表述中，不正确的是受精卵在自然条件下能使后代细胞形成完整个体，因此全能性最高生物体内细胞由于分化全能性不能表达卵细胞和受精卵一样，细胞未分化，全能性很高植物细胞离体培育在肯定条件下能表现出全能性3下列属于组织培育的是花粉培育成单倍体植株芽发育成枝条根尖分生区发育成成熟区未受精的卵细胞发育成植株4用植物组织培育技术，可以培育出或生产出食品添加剂无病毒植物人工种子A、B、C都是5当植物细胞脱离了原来所在的植物体的器官或组织而处于离体状态时，下列有可能使其表现出全能性

15、、发育成完整植株的是细胞分裂素生长素肯定的养分物质以上三者二、非选择题：6生物体的每一个活细胞都应当有全能性，这是因为生物体的每一个细胞都含有该物种所特有的，都有发育成完整个体所必需的。7右图为两个种间植物细胞融合和再生植株示意图，回答（一八表示各步骤）（1）从步骤一到步骤二是植物细胞形成的阶段，其关键技术是。（2）从步骤二到三一般要用作为促融剂。（3）步骤五为过程，完成体细胞杂交。（4）在形成再生植物的过程中与组织培育有相像之处的步骤是。理由是。（5）步骤八表示选择体细胞杂种植株，杂种植株在形态上表现为，其根本缘由是。（6）该项探讨解决了育种过程中的什么问题？。 自我评价答案1C2C3A4D

16、5D6全部的遗传物质全部的基因7分别原生质体细胞壁的去除聚乙二醇原生质体融合六七都有转移愈伤组织到新的培育基的过程具有两个亲本的特性具有双亲的全部遗传物质远缘杂交不亲和的问题 2022届高考生物教材复习动物细胞工程教案 选修本 第15课时动物细胞工程 学问精讲 一、动物细胞工程常用技术动物细胞培育、动物细胞融合、单克隆抗体、胚胎移植、核移植等；技术是其他动物细胞工程技术的基础。 二、动物细胞培育 1过程：2应用：大规模的生产重要价值的蛋白质生物制品烧伤病人植皮培育的动物细胞用于检测有害物质培育正常或病变细胞由于科研（如海拉细胞系） 三、动物细胞融合 1、动物细胞融合相当于植物体细胞杂交的过程。

17、 2、动物细胞融合与植物细胞融合的基本原理同，诱导融合的方法基本相像，只是除法、法外，还用到方法以作为诱导剂。 四、单克隆抗体 概念：用单个B淋巴细胞进行，也就是通过，形成，这样的就可能产生出化学性质、的抗体单克隆抗体。 制备：将免疫B淋巴细胞与骨髓瘤进行细胞融合，经过后得到细胞。这种细胞经过后能产生特定。将这样的细胞群在条件下或注射到内增殖，这样就可以获得大量的单克隆抗体了。 应用：疾病诊断、治疗、预防，与常规抗体相比特异性强、灵敏度高；治疗癌症“生物导弹”。 题例领悟 例1动物细胞融合和植物体细胞杂交的比较中，正确的是 诱导融合的方法完全相同所用的技术手段完全相同 所采纳的原理完全相同都能

18、形成杂种细胞 解析：原理不同，方法和技术手段基本相同，但不完全相同。答案：D 例2下图可表示细胞融合技术的一些过程，请巨图回答： （1）若A、B细胞为动物细胞，从A和B细胞到C细胞的过程中，常用作为来诱导融合。 （2）若A、B细胞为植物细胞，那么这样的细胞已经用酶降解脱掉了。这种酶可能是酶，由此生成的A和B细胞称为。 （3）若A细胞为骨髓瘤细胞，B细胞为B淋巴细胞，那么D细胞称为细胞。由D细胞连续分裂产生大量细胞的过程，称为过程。这种细胞既能无限繁殖，又能产生。 解析：略。答案：（1）灭活的病毒诱导剂（2）细胞壁纤维素原生质体 （3）杂交瘤细胞细胞培育单克隆抗体 自我评价 一、选择题 1用动物

19、细胞培育技术使细胞传到50代以后仍能传下的传代细胞称为 原代细胞传代细胞细胞系细胞株 2不能人工诱导原生质体融合的方法是 振动刺激PEG试剂重压 3下列细胞中，不具有细胞全能性特点的细胞是 心肌细胞神经细胞根的皮层细胞木质部导管细胞 4动物细胞融合技术最重要的用途是 培育多倍体的经济动物培育具有双亲优良性状的经济动物 制备单克隆抗体A、B两项 5关于单克隆抗体不正确的是 化学性质单一用有性繁殖获得 特异性强可用于治病、防病 6能提高良种家畜繁殖实力的细胞工程技术是 组织培育细胞融合胚胎移植细胞核移植 7在动物细胞培育中，所培育的动物细胞大都取自 幼龄动物器官老龄动物器官 中年动物器官中年动物器

20、官 二、非选择题 8如图为某同学依据杂交瘤技术的方法，设计的生产破伤风杆菌试验方案。回答： （1）该方案能得到预期效果吗？。缘由。 （2）图中为过程，常用诱导剂，该细胞继承了。 （3）图中进行细胞培育，目的是。 （4）图中的细胞培育，能获得细胞，便于大规模培育。 （5）破伤风杆菌的抗体最终可从和中提取。 （6）该方案的目的是。 自我评价答案 1C2D3D4C5B6C7A8（1）不能没有将抗原注射到小鼠体内细胞融合灭活的病毒双亲的遗传物质（3）选择出能产生所需抗体的细胞群（4）足够数量的（5）培育液小鼠腹水中（6）制备单克隆抗体 第四章、细胞与细胞工程 第四章、细胞与细胞工程1、细胞的生物膜系统

21、1各种生物膜在结构上的联系：2各种生物膜在功能上的联系：3各种生物膜的化学组成大致相同（蛋白质、脂质、糖类）但含量有差别。4生物膜系统的概念：细胞内由细胞膜、核膜、内质网膜、高尔基体膜、线粒体膜、质体膜等膜结构组成的统一整体。5生物膜系统的功能：使细胞具有一个相对稳定的内部环境，在物质的运输与交换及信息传递中起确定性作用；增大膜的面积，供酶、核糖体等附着在上面，使各种化学反应有序的进行；将细胞分隔成很多小区室，使各种化学反应能同时进行而不相互干扰。6探讨生物膜的重要意义：理论上阐明细胞的生命活动规律工业上成为人工模拟的对象（滤去盐分、处理污水）农业上探讨农作物的抗旱、抗寒、耐盐医学上人工合成膜

22、材料代替病变器官（人工肾）。2、细胞工程简介1细胞工程概念：是指应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法，通过某种工程学手段，在细胞整体水平或细胞器水平，根据人们的意愿来变更细胞内的遗传物质或获得细胞产品的一门综合科学技术。2植物细胞工程（1）细胞的全能性：生物体的细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能。细胞的全能性是细胞工程的原理。其物质基础是每一个细胞都含有本物种全部的全套遗传物质，具有全部的基因。受精卵的全能性最高，卵细胞已分化全能性较高，体细胞全能性比生殖细胞低。分化实质上是基因在特定的时间和空间条件下选择性的表达的结果。植物细胞在肯定的养分物质、激素和其他外界条件下，就可表现出全能性。植

23、物组织培育：原理：依据细胞的全能性。过程：脱分化再分化离体的植物器官、组织或细胞愈伤组织根、芽植物体脱分化：由高度分化的植物器官、组织或细胞产生愈伤组织的过程，称为植物组织的脱分化（去分化）。脱分化：是指已经分化的细胞失去其特有的结构和功能变成具有未分化细胞（胚性细胞）特征的过程。愈伤组织：细胞排列疏松而无规则，是一种高度液泡化的呈无定形态态的薄壁细胞。再分化：是指已去分化的胚性细胞在某种诱导因素的激活下，再出现程序化的分化。植物体细胞的组织培育是一种无性生殖植物组织培育的应用：快速培育、培育无病毒植株、生产药物、食品添加剂、香料、色素、和杀虫剂（紫草愈伤组织中可提取紫草素）、人工种子转基因植

24、物的培育、植物体细胞杂交等。（3）植物体细胞杂交：植物体细胞杂交的过程：A.制备原生质体，用纤维素酶、果胶酶分解细胞壁。B.诱导融合，留意物理方法的类型（离心、振动、电刺激）和化学方法的药剂聚乙二醇。C.植物细胞A和植物细胞B杂交时，除了产生AB型融合细胞外，还可以产生AA、BB型，只不过这两种融合细胞不是人们所须要的类型。D.筛选和组织培育。优点：可以克服远源杂交不亲和的障碍。3动物细胞工程：常用的技术手段有：动物细胞培育、动物细胞融合、单克隆抗体、胚胎移植、核移植。（1）动物细胞培育：细胞培育按细胞的来源不同可以分为原代培育和传代培育。A.原代培育：培育的细胞干脆来源于动物的组织叫原代培育

25、。动物的组织可以取自胚胎，幼小的动物或成年的动物，可以是病理性的，特殊是肿瘤组织。详细做法是：先将组织尽量剪碎，然后用胰蛋白酶液消化成分散的细胞，过滤除去纤维类物质，再把细胞放到培育液中培育。B.传代培育：细胞在培育容器的表面长满后，可以用胰蛋白酶把细胞消化下来，使其分散为悬浮的单个细胞，用培育液稀释后，重新接种于新的培育容器中接着培育。传代细胞分为细胞株和细胞系两大类。应用：大面积烧伤病人的皮肤细胞的移植。单克隆抗体的制备。（2）动物细胞融合：细胞融合是指两个或两个以上的细胞融合为一体的现象。它可以是自然发生的或人工诱导的。自然界中细胞融合是常常发生的，有性生殖中精卵结合是其中的例子。人工诱

26、导的细胞融合是利用诱导剂使细胞或原生质体融合在一起。动物细胞融合要求驾驭的状况与植物相像。如过程、方法、诱导条件（剂）、结果等。动物细胞融合经常用到的诱导剂是灭活的仙台病毒，植物不用。（3）单克隆抗体：抗体是由B淋巴细胞制造的。每一种淋巴细胞只制造单一特异性的一类抗体分子，但因为体内有大量的不同淋巴细胞，所以动物体内的抗体是一种混合物。假如能分别出单个的淋巴细胞，让它形成一个克隆，那么这个克隆的全部细胞制造的抗体都是一样的，这样的抗体叫单克隆抗体。但是，在体外培育的条件下，一个淋巴细胞是不行能无限增殖的。杂交瘤细胞的制备过程：首先用抗原免疫小鼠，然后取免疫小鼠的脾脏细胞（含有大量的淋巴细胞），

27、与体外培育的骨髓瘤细胞混合，以聚乙二醇诱导融合。将融合后的细胞放到选择性培育基上培育，在这种培育基中只有杂交细胞可以成活，别的细胞死亡。将成活的杂交细胞克隆化培育，检测能否产生抗体。要获得单克隆抗体可以培育杂交瘤细胞，从培育液中分别抗体；也可以将杂交瘤细胞注射到小鼠的腹腔内，待其产生出肿瘤后，从腹水中分别出单克隆抗体。大量克隆抗体可以通过杂交瘤细胞的大规模培育来生产。单克隆抗体比起血清抗体的优点：首先，它特异性好，反应专一，只对单一的抗原确定起反应；其次，一旦制备胜利，理论上就可以一劳永逸地大量生产抗体，不用这反复去免疫动物。单克隆抗体的医学应用价值：由于单克隆抗体的高度特异性，在医学检验中，被用来对各种传染病和肿瘤的诊断、治疗和预防具有重要意义。为了增加药物抗癌的选择性，可以制备针对肿瘤细胞的单克隆抗体，把一些毒素分子与此抗体相连，制成“生物导弹”，这样就可以将药物导向癌细胞靶子，不再对正常细胞造成损害。 第19页 共19页第 19 页 共 19 页第 19 页 共 19 页第 19 页 共 19 页第 19 页 共 19 页第 19 页 共 19 页第 19 页 共 19 页第 19 页 共 19 页第 19 页 共 19 页第 19 页 共 19 页第 19 页 共 19 页