新课标高中生物选修三2.2动物细胞工程导学案.doc

2。2 动物细胞工程
一、知识与技能目标
1、掌握动物细胞培养的过程和条件、动物体细胞核移植的过程,并了解它们的前景及存在的问题。
2、知道动物细胞融合的概念、方法及单克隆抗体的制备与应用，并正确理解动物细胞融合的原理。
二、过程与方法目标
1、运用细胞的基础知识，深刻理解这两项技术的原理，并理解这些技术的新进展。
2、结合免疫原理、融合原理以及动物细胞培养，全面理解单克隆抗体的制备过程，利用动物细胞培养技术对杂交瘤细胞进行体外培养和体内培养可生产出专一性强，灵敏性高的抗体。
三、情感与价值观目标
1、收集相关报道，在同学中开展应用前景及存在问题的讨论，来加强对科技的认识，形成正确的价值观念。
2、通过对动物细胞培养技术发展史及单克隆抗体具体应用的学习，体验现代生物科技日新月异的发展及与现代医学的联系，坚定自己投入到自然科学发展中的信心。
四、教学过程
1．动物细胞培养
1）动物细胞培养就是从动物机体中取出相关的，将它分散成,然后放在中,让这些细胞。
2）动物细胞培养的过程可表示为 _____ ________________________________________________ __ ___________________________ 。其中原代培养是指，传代培养是指.
3)动物细胞培养所需的条件有
a．无菌、无毒的环境：培养液应进行_____________处理.
b．营养：合成培养基成分有糖、_____________、促生长因子、无机盐、微量元素，通常需加入_____________、血浆等。
c．温度：适宜温度为_________±0。5℃；pH为_________~7．4。
d．气体环境：_____________95％,CO2 5%.
2．动物细胞核移植技术和克隆动物
（1）动物核移植
将动物的一个细胞的细胞核移人一个去核的_____________细胞中,使其重组并发育成一个新的胚胎,这个胚胎最终成为动物个体。
(2)种类 ___________细胞核移植——易
___________细胞核移植-—难
(3)过程
卵母细胞必须选用_________细胞，原因是该时期___________________________。
（4）、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.
（5)、核移植动物的应用前景有。
3。动物细胞融合(又叫：细胞杂交）
1）概念：指          或          动物细胞结合形成一个细胞的过程，也称细胞杂交.
2）结果：融合形成的具有原来两个或多个细胞遗传信息的单核细胞，称为           细胞.
3）动物细胞融合原理：细胞膜的         。
4）诱导动物细胞融合的方法：物理方法、化学方法、生物方法。
5)过程:
6）意义：细胞融合突破了有性杂交方法的局限，使           成为可能。这一技术成为研究          、          、肿瘤和生物          培育的重要手段。
4、单克隆抗体
1）概念：由单一B淋巴细胞进行无性生殖形成的细胞所产生的化学性质单一、特异性强的抗体。
2）抗体：淋巴细胞(浆细胞）产生的,化学本质为           ,具有特异性。从血清中分离出的抗体           、纯度低、特异性差.
3）哺乳动物感染病原体（如病毒、细菌等）后，体内会形成相应的B淋巴细胞。B淋巴细胞能分泌           ，凝集或杀死这些病原体.但是每一个B淋巴细胞只分泌           。因此,要想获得大量的           ，必须克隆                ，形成           。
4)单克隆抗体的制备
（1）过程：
第一步：将注射到小鼠体内进行免疫；
第二步:从该小鼠脾脏中获得能够产生抗体的细胞，与小鼠的细胞在，或聚乙二醇的诱导下融合;
第三步：在特定的培养基中，筛选出细胞；
第四步：培养杂交瘤细胞,从中挑选出的细胞群，继续培养；
第五步：将该杂交瘤细胞在体外条件下大规模培养或注射到小鼠内增殖，然后再分离纯化单克隆抗体;
（2)杂交瘤细胞的特点：既能大量           ，又能产生             .
5)提取单克隆抗体：从培养液或小鼠腹水中提取。
特别提醒:在选择培养基上，未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡,只有
才能生长.
B淋巴细胞的特点:，缺点：骨髓瘤细胞的特点:。杂交瘤细胞具备具备双亲的遗传物质，不仅能产生,还能，能大量产生单克隆抗体。
6）单克隆抗体的应用
（1）单克隆抗体的优点：          强、          高，并可能           。
（2)诊断疾病:诊断病毒引起的疾病和用癌细胞制备的单克隆抗体定位诊断．
（3)用于治疗疾病和运载药物:①运用药物与单克隆抗体连接在一起制成＂生物导弹＂．②优点:疗效高，毒副作用小.
五、例题分析：
例1、动物细胞工程技术的基础是（)
A、动物细胞融合 B、胚胎移植 C、动物细胞培养 D、核移植
例2、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
例3、表现型不同的母牛生育出基因型完全相同的小牛，产生这一结果最可能的原因是（)
A、试管动物培养 B、胚胎移植子 C、胚胎分割移植 D、受精卵移植
例4、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.
例5、右图为细胞融合的简略过程,请据图回答：
(1）若A、B是植物细胞,在细胞融合之前已用 _______ ______ 处理,除去了 _______ ；由A、B到细胞C的过程中，常用的物理方法是 ____________________ 。融合完成的标志是________ 。
(2）若A、B是植物细胞,则形成的D细胞还要应用 ___________
____________ 技术把D培养成植株。
(3）若A、B是动物细胞，一般取自 _____ ，然后用使其分散开来；由A、B到C的过程中，常用的不同于植物细胞融合的手段是 _________ ，所形成的D称为 __________ ,A、B融合为C的过程说明了细胞膜具有。
(4)若该过程是制备单克隆抗体,A为小鼠效应B细胞,那么，在获得此细胞之前，小鼠已经被注射了。注射后小鼠身体发生了相应的免疫反应,生成了 _______
________________________________________,图中B为 ____________ 。
（5)若该过程仍是制备单克隆抗体,在A、B到C的过程中，所形成的C有种，用来培养的D细胞应该是 _____________ .从中选择出它的方法是 ___________ 培养,获得D后,常用的培养方法是培养液中培养和 _________________________ .
六、课堂检测
(一）选择：
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、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
3、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
4、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
5、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
6、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
7、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淋巴细胞自身融合细胞④小鼠骨髓瘤细胞自身融合细胞⑤杂交瘤细胞
A、①②③④ B、①③⑤ C、②④ D、①③
8、下图是单克隆抗体制备过程示意图,其中1过程注射的物质和A细胞的名称为（）
A、抗体、T淋巴细胞 B、抗原、T淋巴细胞
C、抗体、B淋巴细胞 D、抗原、效应B淋巴细胞
9、单克隆抗体和血清抗体相比,其优越性在于（）
A、单克隆抗体能够制成“生物导弹” B、单克隆抗体能够在体外制备
C、单克隆抗体比血清抗体的特异性强、免疫活性高
D、单克隆抗体制备过程简单
10、“生物导弹"是指(）
A、单克隆抗体 B、带有特定药物的单克隆抗体
C、杂交细胞 D、B淋巴细胞
二、填空
11、下图是动物细胞培养的基本过程示意图。请据此回答：
（1）容器A中放置的是动物器官或组织。它一般取自
______________________。
（2）容器A中的动物器官或组织首先要进行的处理是,然后用酶处理,这是为了使细胞分散开来,这样做的目的是
_______________________________________ 。
（3）培养首先在B瓶中进行，瓶中的培养基成分有 _________
_______________________________________等。
在此瓶中培养一段时间后，有许多细胞衰老死亡，这是培养到第代，到这时的培养称为 ___________________________ .
（4）为了把B瓶中的细胞分装到C瓶中，用处理，然后配置成,再分装。
（5）在C瓶中正常培养了一段时间后,发现细胞全部死亡，原因是 ______________________________________________。
12、科学工作者用绿色和红色荧光材料，分别标记人和鼠的细胞膜上的蛋白质。当两个标记细胞融合成一个细胞后,起初一半膜发出绿色荧光，另一半膜发出红色荧光，一段时间后，两种颜色的荧光点均匀分布，如图所示。请分析回答：
（1)该实验结果说明了细胞膜，这是因为。
(2）若在两个细胞融合成一个细胞后，将融合细胞置于0℃条件下再保持40min，则融合细胞仍然是一半膜发绿色荧光,另一半膜发红色荧光,这说明 ____________________ __________________________ 。
13、图是某种淋巴细胞，膜外颗粒状物质为抗体.据图回答:
（1）这是细胞，它是由 _______________________ 分化而来的.
(2）抗体从开始合成到分泌出细胞,经过的细胞结构顺序是(填标号） _____ 。抗体的分泌说明细胞的各种生物膜在结构上具有 ________ ,并以〔〕的形式转变。
（3）在分泌抗体时要消耗由〔〕提供的能量。
（4）抗体的化学本质是，它能与发生特异性结合，发挥免疫效应，该过程属于免疫。
(5)若该抗体是单克隆抗体，则该细胞名称为 ________ .在制备单克隆抗体的过程中，要应用的动物细胞工程的技术手段是.
14、英国科学家米尔斯坦和科勒在前人工作的基础上，利用小鼠的骨髓瘤细胞与某种B淋巴细胞，产生杂交瘤细胞，通过杂交瘤细胞增殖产生了单克隆抗体。现在我们能不能利用此题原理生产人的胰岛素呢?黑人妇女海拉的宫颈癌细胞分离建立了“海拉细胞系”至今已有半个世纪,仍然在世界上许多实验室广泛地传代使用。能否利用“海拉细胞系”提供的细胞和胰岛B细胞产生“杂交瘤细胞”,经“杂交瘤细胞”产生胰岛素呢？理论上应该是可行的，现在假如可行的话，请按照细胞工程的原理回答下列有关问题.
（1）首先是获取胰岛B细胞:从胰腺中取得了胰岛的部分细胞，要使分离，应当使用
酶。
（2）要将胰岛A细胞和胰岛B细胞分开最好是利用培养基。
（3）获取了胰岛B细胞后，要使它与“海拉细胞系"融合最好用 ____ 诱导。
（4)要确定“杂交瘤细胞”是否成功，首先应先看能否；其次是看其能否产生。
答案:例1 C 例2 B 例3 C
例4 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
全能性例5 纤维素酶和果胶酶细胞壁产生新的细胞壁植物组织培养幼龄动物的组织或器官或胚胎胰蛋白酶灭活的病毒诱导杂种细胞流动性抗原效应B细胞、记忆细胞、抗体骨髓瘤细胞 3 杂交瘤细胞用特定选择培养基小鼠腹腔内增殖
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
D
D
B
C
A
A
D
C
B
11、幼龄动物的组织或器官或胚胎剪碎组织胰蛋白使细胞与培养液充分接触，利于营养物质供应和代谢废物排出糖、氨基酸、水、无机盐、促生长因子与微量元素 10
原代培养胰蛋白酶细胞悬液细胞没有发生癌变
12、具有一定的流动性构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质大都是可以运动的膜的流动性受温度影响，在低温下分子的运动受抑制
13、效应B细胞 B淋巴细胞或记忆细胞④⑤③②①一定的连续性 2 囊泡 6
线粒体球蛋白抗原体液杂交瘤细胞动物细胞融合
14、胰蛋白选择性灭活的病毒大量增殖胰岛素