第三章细胞工程第2节动物细胞工程教学设计

课题第三章细胞工程第２节动物细胞工程【学习目标】1.简述动物细胞培养的过程、条件及应用。

2.简述通过动物体细胞核移植技术克隆动物的过程。

3.了解体细胞核移植技术的应用前景。

预习案【使用说明及学法指导】1.阅读课本第53—63页，独立完成基础知识梳理和预习自测，用时10~15分钟；2.不会的或有疑问的地方用双色笔标出，留到课堂解决；3.正课结束后及时整理导学案，进行纠错反思。

Ⅰ.教材助读：基础知识梳理一．动物细胞工程1.常用的技术手段:、动物细胞核移植、、单克隆抗体的制备等。

2.基础:。

二．动物细胞培养1.原理：____________。

2.概念:从动物机体中取出相关的组织，将它分散成，然后放在适宜的培养基中，让这些细胞生长和增殖。

3.过程：取动物组织块分散组织细胞:剪碎和用或胶原蛋白酶处理一段时间配制细胞悬浮液原代培养:具有_____生长和______抑制的特点传代培养：⎩⎪⎨⎪⎧ ①先用胰蛋白酶等处理贴满瓶壁的细胞，再分瓶继续培养②10～50代左右时，细胞增殖缓慢，甚至停止③部分细胞核型发生改变，获得不死性，能无限增殖4.条件 ⑴无菌、无毒的环境：对__________和所有___________进行无菌处理。

⑵营养：合成培养基中有糖、_______、__________、无机盐、_________，通常需加入血清、血浆等。

⑶温度和pH ：①适宜温度：_________±0.5 ℃。

②适宜pH ：___________。

⑷气体环境：主要是____和______，O 2是________所必需的，CO 2的主要作用是维持培养液的_____。

5.应用⑴生产生物制品：如_____疫苗、干扰素、_____________的生产。

⑵检测__________，判断某种物质的______。

⑶应用于基因工程：动物细胞是基因工程技术中常用的___________，离不开动物细胞培养。

⑷用于_____、______、药理等方面的研究，如筛选抗癌药物等。

三．动物细胞核移植技术和克隆动物1.理论基础：动物的细胞核具有________。

2.概念：将动物的一个细胞的________，移入一个已经去掉细胞核的__________中，使其重组并发育成一个___________，最终发育为动物个体。

用_________的方法得到的动物就是克隆动物。

3.分类：包括________________和________________，其中_______________较易成功。

4.过程：5.应用前景⑴在畜牧生产中：可以加速家畜遗传改良进程，促进________________。

⑵在保护濒危物种方面：可增加这些动物的__________。

⑶在医药卫生领域：转基因克隆动物可以作为______________生产珍贵的医用蛋白。

⑷在治疗人类疾病方面：转基因克隆动物细胞、组织和器官可以作为___________的供体。

⑸人的核移植胚胎干细胞经诱导分化，形成相应的组织、器官后，可以用于_________________。

⑹研究胚胎发育及衰老过程，追踪研究疾病的__________和___________。

6.存在问题⑴体细胞核移植技术的________非常低。

⑵克隆动物存在健康问题，表现出_______缺陷、遗传缺陷等。

⑶克隆动物食品的__________问题存在争议。

探究点一动物细胞培养【问题1】动物细胞培养过程分析⑴贴壁生长现象及接触抑制现象：①贴壁生长：动物细胞在液体培养基中悬浮生长一段时间之后，大部分细胞会贴附在培养瓶壁上生长。

②接触抑制：细胞进行有丝分裂，数目增加到表面相互接触时，停止分裂增殖，出现接触抑制现象。

⑵原代培养和传代培养：①原代培养：动物组织消化后的初次培养。

②传代培养：原代培养过程中，贴满瓶壁的细胞需要重新用胰蛋白酶等处理，然后分瓶培养，让细胞继续增殖。

即，原代培养：大约1～10代；传代培养：10代以后。

⑶细胞株和细胞系：①细胞株：传代培养的细胞能传到10～50代，这样的传代细胞称为细胞株。

②细胞系：传代培养的细胞在传到50代后，有部分细胞的遗传物质发生了改变，获得不死性，这种具有癌变特点的细胞称为细胞系。

即，细胞株：10～50代细胞；细胞系：50代以后的细胞。

【问题2】为什么幼龄动物组织比老龄动物组织更易培养？培养前为什么要将动物组织分散成单个细胞？提示：幼龄动物组织代谢旺盛；分散后能与培养液充分接触，更易进行物质交换。

【问题3】动物细胞培养中两次使用胰蛋白酶作用的对象有何不同？为什么不能使用胃蛋白酶？提示：第一次是将组织分散成单个细胞，第二次是将贴满瓶壁的细胞分散成单个细胞。

因为大多数动物细胞培养的适宜pH为7.2～7.4，而胃蛋白酶发挥活性的最适pH为2.0左右。

【问题4】为什么进行动物细胞培养时，通常要添加血清？提示：血清中含有蛋白质、氨基酸、葡萄糖、激素等物质，而且还含有多种未知的促生长因子，能促进细胞的生长、增殖和贴附。

【问题5】请列表比较动物细胞培养与植物组织培养。

提示：探究点二解读动物体细胞核移植技术及克隆【问题1】克隆⑴概念：是指从一个共同的祖先，通过无性繁殖的方法产生出来的一群遗传特性相同的DNA分子、细胞或个体。

⑵克隆的三个层次：①分子水平：如PCR技术扩增DNA。

②细胞水平：如动物细胞培养。

③个体水平：如多利羊的诞生。

【问题2】动物体细胞核移植技术的条件⑴用于核移植的供体细胞一般都选自10代以内的细胞，因为10代以内的细胞能保持正常的二倍体核型，能保证供体细胞正常的遗传基础。

⑵核移植时，一般先用电刺激使供受体细胞融合，再用物理或化学方法激活受体细胞，使其完成细胞分裂和发育进程。

【问题3】动物体细胞核移植的结果⑴核移植过程中细胞核只来自于一个个体，因此核遗传物质与供核个体的相同，属于无性繁殖，不会改变生物体的基因型。

⑵克隆动物的性状与核供体生物的性状基本相同，但不是完全相同，因为：①克隆动物的细胞质遗传物质来自于受体卵母细胞；②生物的性状不仅与遗传物质有关，还受环境的影响。

Ⅱ.我的知识网络图Ⅲ.当堂检测1.某研究小组进行药物试验时，以动物肝细胞为材料，测定药物对体外培养细胞的毒性。

供培养的细胞有甲、乙两种，甲细胞为肝肿瘤细胞、乙细胞为正常肝细胞。

请回答下列有关动物细胞培养的问题。

⑴将数量相等的甲细胞和乙细胞分别置于培养瓶中培养，培养液及其他培养条件均相同。

一段时间后，观察到甲细胞数量比乙细胞数量________。

⑵在动物细胞培养时，通常在合成培养基中加入适量血清，其原因是____________________________。

细胞培养应在含5%CO2的恒温培养箱中进行，CO2的作用是___________________。

⑶在两种细胞生长过程中，当乙细胞铺满瓶壁时，其生长________。

药物试验需要大量细胞，两种细胞频繁传代，甲细胞比乙细胞可以传代的次数更_____。

若用动物的肝脏组织块制备肝细胞悬液，需要________处理。

⑷为了防止细胞培养过程中细菌的污染，可向培养液中加入适量的________。

2.“治疗性克隆”将是人胚胎干细胞(简称ES细胞)造福于人类的一种非常重要的途径。

应用人胚胎干细胞进行“治疗性克隆”研究的技术途径包括以下几个步骤：首先取病人的体细胞核，移植到去核的成熟受体卵母细胞中；在早期胚胎形成后，从中分离获得ES细胞；对ES细胞进行基因修饰和定向分化研究，将定向分化后的细胞移植给病人。

进行核移植的目的并不是用于克隆人，而是希望通过对ES细胞进行分离培养、定向分化等处理后，进一步获得再造的人体组织或器官。

请根据材料回答下列问题。

⑴人类“治疗性克隆”属于动物细胞工程的________________技术。

⑵科学家为何要将患者的体细胞核植入去核的卵母细胞中，而不直接用体细胞进行细胞培养？_____________________________________________________________________________。

⑶“治疗性克隆”的结果说明高度分化的体细胞的细胞核仍然具有________。

相同的胚胎干细胞，“克隆”的结果各种各样，如有的是胰岛细胞、有的是血细胞、有的是心肌细胞，究其本质原因是基因____________的结果。

⑷克隆的器官在给自身移植方面的主要优点是__________________。

Ⅳ.课堂小结1．动物细胞工程的常用技术有动物细胞培养、动物细胞核移植、动物细胞融合、生产单克隆抗体等，其中动物细胞培养是基础。

2．原代培养和传代培养均需用胰蛋白酶对细胞进行分散处理。

3．动物细胞要分散成单个细胞培养，培养液中通常要添加血清。

4．动物体细胞核移植的难度高于胚胎细胞核移植，因为动物体细胞分化程度高，恢复其全能性十分困难。

5．动物细胞培养中的两个显著特点是贴壁生长、接触抑制训练案【课后练习】1.一般来说，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调节培养液pHA.①②③④⑤⑥B.①②③④C.①③④⑤⑥D.①②③④⑥2.动物细胞培养过程的顺序是()①原代培养②传代培养③胰蛋白酶处理组织，形成分散的悬浮液A.①②③B.①③②C.②③①D.③①②3.动物细胞培养与植物组织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4.“多利”羊的培育过程简单地说是：从母羊乳腺细胞中提取细胞核，放入去核的卵母细胞中，在试管中发育成胚胎后，再移植到另一只母羊的子宫内，这种繁殖方式应属于()A.无性繁殖B.先无性繁殖，再有性繁殖C.有性繁殖D.先有性繁殖，再无性繁殖5.在动物细胞培养过程中，下列处理不恰当的是()A.培养液和培养用具要进行无菌处理B.提供种类齐全的营养物质C.提供纯氧以保证细胞的呼吸作用D.保证提供适宜的温度和pH6.一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.繁殖家畜中的优良个体C.用于保存物种D.改变动物的基因型7.现在有一个婴儿在出生后医院为他保留了脐带血，在他以后的生长发育过程中如果出现了某种难治疗的疾病，就可以通过脐带血中的干细胞来为其治病。

下列说法正确的是()A.用干细胞培育出人体需要的器官用来移植治病，需要激发细胞的所有全能性B.用脐带血中的干细胞能够治疗这个孩子所有的疾病C.如果要移植用他的干细胞培育出的器官，需要用到动物细胞培养技术D.如果要移植用他的干细胞培育出的器官，应该长期给他使用免疫抑制药物8.如图是利用现代生物工程技术治疗遗传性糖尿病的过程图解。