生物学案：第章第节动物细胞工程

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精第三节动物细胞工程学习目标重难点1.能说出动物细胞培养的过程、条件及应用。2．能分析出单克隆抗体的制备过程及应用。3．能说出动物体细胞核移植和动物克隆技术以及应用前景。4．能说出动物细胞融合的方法和过程.重点：1．能分析出动物细胞培养的基本过程和条件。2．能运用动物体细胞核移植技术克隆动物。3．能分析出单克隆抗体制备的过程及意义。难点：1．能解决动物细胞培养中的条件问题。2．能运用所学知识具体分析单克隆抗体的制备过程。一、动物细胞与组织培养1．概念：指在体外模拟________环境，将动物细胞或组织在____、________和营养充足的条件下培养,使其继续生长、增殖并维持原有结构和功能的技术。2．常用技术：动物细胞工程一般包括__________________________、体细胞克隆、细胞融合、________________等技术。3．动物细胞培养与动物组织培养的主要区别:动物细胞培养需要用________等使组织块中的细胞离散，而动物组织培养过程则不需要。4．培养基分类：根据营养物质的来源,可将培养基分为__________和__________.前者主要取自________、动物组织提取液和鸡胚汁等。具有营养价值高、成分复杂的特点。后者是人工配制的，具有________、便于控制实验条件的特点。5．原代培养与传代培养。（1）原代培养：指从供体获得组织或细胞的________。（2）传代培养:指将原代培养的细胞________后转入新的培养瓶中________.一般情况下,传代培养______次后，细胞增殖会明显____,甚至完全停止。预习交流用于培养的动物细胞与组织为何大多数要取胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织？二、动物体细胞克隆1．克隆：现在克隆是指____上完全相同的分子、细胞或来自同一祖先的生物个体的______________。2．动物体细胞克隆：指将供体体细胞的______与________________的细胞质进行人工组合，借助于卵细胞的发育能力,经过培养发育成胚胎进而形成____的技术。体细胞克隆的关键是__________技术。3．动物细胞核移植技术：一种利用显微操作技术将某种动物细胞的______移入同种或异种动物的去除细胞核的成熟______内的技术。预习交流“多利”等克隆动物的培育成功，为何只能说明动物细胞核具有全能性，而不能说明动物细胞具有全能性？三、动物细胞融合和单克隆抗体制备1．动物细胞融合（1）概念:指在一定条件下，将两个或多个细胞融合为________的过程。该技术可使不同类型的________之间进行融合,形成杂种细胞。所以，它又是研究细胞间______________等的有效途径。(2）促融合方法:主要为物理法（如____法）、化学法（如________法）和生物法（如________法）三种.其中______的应用效率比较高。（3)应用：动物细胞融合技术最重要的用途是制备______________。2．单克隆抗体（1）制备：实验室制备单克隆抗体可从________或____培养获得，工业化制备单克隆抗体一般通过____获得。（2）优点：单克隆抗体特异性____、纯度____、灵敏度高、产量____、容易标准化生产。(3）应用:开发治疗________的抗体;治疗由于________的紊乱而导致的各种疾病。预习交流利用由小鼠的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合而成的杂交细胞，为何能制造大量的特异性强、纯度高的单克隆抗体？答案:一、1.动物体内无菌温度适宜2．动物细胞与组织培养、细胞核移植单克隆抗体制备3．胰蛋白酶4．天然培养基合成培养基动物血清成分明确5．（1）初次培养（2）分离稀释继续培养10～50减缓预习交流：答案：进行动物细胞培养或组织培养的目的主要是让细胞分裂、分化或保持旺盛的生命力，而胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织内的细胞正具有分化程度低、分裂分化能力强、生命活动旺盛的特点。二、1。遗传无性繁殖群体2．细胞核受体去核卵细胞个体细胞核移植3．细胞核卵细胞预习交流:答案：克隆动物是由动物体细胞的细胞核与去核卵细胞的细胞质融合为一个细胞,由这个细胞发育而成的。克隆动物的性状几乎全由供体细胞的细胞核控制，而不由一个分化完成的体细胞发育而成。三、1。（1）一个细胞动物细胞遗传信息的转移（2）电场聚乙二醇仙台病毒物理法（3）单克隆抗体2．（1）动物体内体外体外（2）强高大（3）恶性肿瘤免疫系统预习交流：答案：B淋巴细胞是接受过特定抗原刺激的淋巴细胞，仅能产生一种相应的抗体，骨髓瘤细胞具有无限增殖的特性。所以,由它们融合成的杂交细胞既具有产生单克隆抗体的能力，又具有无限增殖的特性，进而让人们通过对杂交细胞的培养，先获得大量的杂交细胞，然后在这些细胞的分泌物中获得大量的特异性强、纯度高的单克隆抗体.在预习中，还有哪些问题需要你在听课时加以关注？请在下列表格中做个备忘吧！我的学困点我的学疑点一、动物细胞培养1．在动物细胞培养的过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．动物细胞培养可以分为哪两个阶段？请将动物细胞培养的过程示意图补充完整.3．结合所学知识，思考动物细胞培养需要哪些基本条件。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合成培养基需加血清④温度与动物体温相近⑤需要O2,不需要CO2⑥需要O2、需要CO2A．①②③④⑤⑥B．①②③④ C．①③④⑤⑥ D．①②③④⑥项目动物细胞培养植物组织培养理论基础（原理）细胞增殖细胞的全能性培养基液体培养基,含营养物质、动物血清等固体或半固体培养基，含营养物质、激素等基本过程动物组织剪碎↓胰蛋白酶单个细胞↓培养液细胞悬液↓原代培养↓传代培养离体植物组织、器官↓脱分化愈伤组织↓再分化胚状体↓幼苗结果大量产生细胞或细胞产品获得新个体或细胞产品用途①生产蛋白制品②转基因动物的培育③检测有毒物质①生产细胞产物②转基因植物的培育③作物新品种的培育④微型繁殖、作物脱毒、生产人工种子二、动物体细胞克隆总结克隆动物的产生过程，并思考下列问题。(1）图中步骤a和步骤b各表示哪种技术手段？（2)克隆羊“多利”的性状更接近于黑面绵羊还是白面绵羊?为什么？（3）从生殖方式来看，克隆羊“多利”与普通羊有什么区别?从母羊甲的体细胞中取出细胞核，注入母羊乙的去核卵细胞中，融合后的细胞经卵裂形成早期胚胎，再植入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．像丙动物细胞核移植注意点(1）供体细胞应选取优良动物的体细胞，一般选用传代培养10代以内的细胞。（2)受体细胞应选用处于减数第二次分裂中期的去核卵母细胞,因处于此期的细胞具备与精子受精的能力。(3)将供体细胞注入去核卵母细胞后，需用电刺激或化学方法处理，激活受体细胞,使其进行分裂并发育为早期胚胎.（4）生产出的克隆动物的性状与供体动物基本相同，但由于受体动物的细胞质基因也要控制性状，因此克隆动物并不完全和供体动物相同。（5）此过程涉及动物细胞培养、显微注射技术、胚胎移植等技术操作。三、动物体细胞融合技术1．制备单克隆抗体时选择的两个亲本细胞分别是什么？请说明理由。2．为什么要给小鼠注射特定的抗原蛋白？诱导动物细胞融合以后,在相应的培养基上至少存在几种类型的细胞?分析下列事实:①胡萝卜韧皮部细胞通过组织培养能发育成完整植株；②绵羊乳腺细胞核移植入去核卵母细胞中，能发育成有生殖能力的绵羊。基于以上事实,下列叙述中不正确的是（）。A．高度分化的动植物细胞都具有全能性B．高度分化的动物细胞核具有全能性C．分化细胞中不表达的基因仍存在于细胞核中,并没有消失D．分化细胞中不表达的基因具有再表达的潜能植物体细胞杂交与动物细胞融合的比较植物体细胞杂交动物细胞融合细胞融合原理细胞膜的流动性、植物细胞的全能性细胞膜的流动性细胞融合方法用纤维素酶、果胶酶去除细胞壁后诱导原生质体融合用胰蛋白酶或胶原蛋白酶使细胞分散后，诱导细胞融合诱导手段离心、电刺激、振动、显微操作、聚乙二醇等诱导与植物体细胞杂交相比，还可用灭活的病毒诱导结果获得杂种植株获得杂种细胞,以生产细胞产品用途克服远缘杂交不亲和的障碍，扩展杂交亲本范围,培育新品种制备单克隆抗体、病毒疫苗、干扰素等相同点①两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②两者都要用到细胞融合和细胞培养两种技术手段答案：问题导学活动与探究一：1．答案：在动物细胞培养的过程中所用的工具酶是胰蛋白酶，它的主要作用是将动物组织分散成单个细胞，另外，在传代培养的过程中,利用胰蛋白酶处理还可以将动物细胞从培养瓶上脱落下来。由于胰蛋白酶与胃蛋白酶的最适pH条件不同，故不能用胃蛋白酶代替.2．答案：原代培养是指从供体获取组织或细胞后的初次培养。将原代培养的细胞分离稀释后转入新的培养瓶中继续培养，称为传代培养。一般情况下,传代培养的动物细胞分裂10～50次后,细胞增殖会明显减缓，甚至完全停止。3．答案:（1）无菌、无毒的环境：即对培养液和所有培养用具进行无菌处理。通常要在培养液中添加一定量的抗生素，以防培养过程中的污染。此外，还应定期更换培养液,以便清除代谢产物,防止代谢产物积累对细胞自身造成危害。（2）营养：动物细胞培养需要的营养物质主要有葡萄糖、无机盐、氨基酸、维生素、核酸、嘌呤、嘧啶、激素和生长因子等。由于人们对细胞所需要的营养物质还没有完全搞清楚，因此,在培养液中还需要加入少量的动物血清。（3）温度和pH：培养细胞的最适温度为37℃左右,最适pH范围为7。2～7。4（4）气体环境:细胞培养所需气体主要有O2和CO2,它们的作用分别是O2是细胞代谢所必需的,CO2的主要作用是维持培养液的pH。迁移与应用：D解析:动物细胞体外培养要求环境无菌、无毒,培养液中添加一定量的营养物质,合成培养基中需加血清等一些天然成分，还需要适宜的温度、pH。O2是细胞代谢所必需的，CO2可维持培养液的pH。活动与探究二：(1)答案：步骤a相当于细胞核移植；步骤b相当于胚胎移植。（2）答案：克隆羊“多利”的性状应该更接近于白面绵羊，因为控制生物性状的遗传物质主要存在于细胞核中。（3)答案：从生殖方式来看，克隆羊“多利”属于无性生殖，而正常羊属于有性生殖。迁移与应用：B解析：生物的性状遗传可以分为由细胞核内DNA控制的细胞核遗传（主要）和由细胞质基因控制的细胞质遗传.经该过程出生小羊的大多数性状像甲（细胞核遗传)，少数性状像乙（细胞质遗传），不会出现像丙的性状。活动与探究三：1．答案：制备单克隆抗体时选择的两个亲本细胞分别是小鼠的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞,这是因为单个B淋巴细胞具有产生化学性质单一、特异性强的抗体的优点，但是不能无限增殖；而体外培养的肿瘤细胞（如骨髓瘤细胞)具有无限增殖的优点.2．答案:给小鼠注射特定的抗原蛋白是为了使小鼠获得相应的免疫反应，从而获得相应的效应B淋巴细胞；诱导动物细胞融合以后,在相应的培养基上至少存在5种类型的细胞，即杂交瘤细胞、骨髓瘤细胞、骨髓瘤细胞自融的细胞、B淋巴细胞以及B淋巴细胞自融的细胞。因此,要对融合后的细胞进行筛选.迁移与应用：A解析：动物细胞作为整体,它的全能性受到限制,目前只见到高度分化的细胞核在去核卵细胞中表现出全能性，还未见到融合细胞表现出全能性的例子。1．下列不属于克隆的是（）。A．植物体通过体细胞进行的无性繁殖B．将某种肿瘤细胞在体外大量培养繁殖C．扦插和嫁接D．将鸡的某个DNA片段导入小鼠的细胞中，并得以表达2．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3．单克隆抗体在疾病的诊断、治疗和预防方面与常规抗体相比，其特点是（）。A．单克隆抗体特异性强、纯度低、灵敏度高、产量高B．单克隆抗体特异性强、纯度高、灵敏度低、产量高C．单克隆抗体特异性强、纯度高、灵敏度高、产量低D．单克隆抗体特异性强、纯度高、灵敏度高、产量高4．下列关于动物细胞培养的叙述，正确的是（）。A．培养中的人的效应T细胞能产生单克隆抗体B．培养中的人B细胞能够无限地增殖C．人的成熟红细胞经过培养能形成细胞株D．用胰蛋白酶处理肝组织可获得单个肝细胞5．单克隆抗体技术在疾病诊断和治疗以及生命科学研究中具有广泛的应用。下列关于单克隆抗体的叙述,错误的是（）。A．特异性强、灵敏度高B．与抗癌药物结合可制成“生物导弹”C．体外培养B淋巴细胞可大量分泌单克隆抗体D．由效应B细胞与骨髓瘤细胞融合而成的杂交瘤细胞分泌答案:1．D解析：现代克隆是指遗传上完全相同的分子、细胞或来自同一祖先的生物个体的无性繁殖群体。由概念可知A、B、C三项符合,D项属于基因工程。2．A解析：在动物细胞培养前,先用胰蛋白酶使细胞相互分散开,以增加与培养液的接触面积,