动物细胞培养学案

细胞工程（教案）

一、教学目标

（一）知识目标

（1）简述细胞工程的基本技术。

（2）简述植物细胞工程与动物细胞细胞工程的过程、方法与原理。

（二）能力目标

通过过程图的解读和有关原理和方法问题的探讨，培养学生严谨细致的学习作风，提高理解和表达能力。

（三）情感目标

通过创设让学生自主交流学习的环境，让学生感受到相互帮助、相互学习的乐趣。

二、教学重点

（1）动物细胞融合技术与植物体细胞杂交的区别

（2）单克隆抗体的制备过程、方法与原理

三、教学难点

（1）动物细胞融合技术与植物体细胞杂交的区别

（2）单克隆抗体的制备过程、方法与原理

四、课前准备（学案编制、课件制作、教学模式整理）

五、教学过程：

引入：通过多利羊产生的报道引入动物细胞工程。

【师】阅读课本，描述细胞培养过程。学生展示。

【生】

【师】请同学用简练的语言描述描述细胞培养的过程，并提出其中有哪些注意事项，并思考下面问题。

在动物细胞培养过程中，为什么要用胰蛋白酶对取出的动物组织进行处理？

【生】胰蛋白酶处理动物组织，可以使动物组织细胞间的胶原纤维和细胞外的其他成分酶解，获得单个细胞。

【师】细胞培养看来大家都已经很熟悉。我们继续强调几个概念，辨析比较细胞株和细胞系。

细胞株：原代细胞一般传至10代左右细胞生长停滞，大部分细胞衰老死亡，少数细胞存活到40~50代，这种传代细胞为细胞株。

细胞系：细胞株传代至50代后又出现细胞生长停滞状态，只有部分细胞由于遗传物质的改变，使其在培养条件下可以无限制传代，这种传代细胞为细胞系。

细胞株和细胞系的区别：细胞系的遗传物质改变，具有癌细胞的特点，失去接触抑制，容易传代培养。

【生】按要求识记，记笔记。

【师】学生背诵，用思考题强化知识点。

1、动物细胞培养液的主要成分是什么？较植物组培培养基有何独特之处？

2、为什么选用动物胚胎或幼龄个体的器官或组织做动物细胞培养材料？

3、为什么培养前要将组织细胞分散成单个细胞？

4、动物细胞培养能否像绿色植物组织培养那样最终培养成新个体？

【生】

1、主要成分：葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等。独特之处有：1、液体培养基

2、成分中有动物血清等

2、因为这些组织或器官上的细胞生命力旺盛，分裂能力强

3、成块组织不利培养，分散了做成细胞悬浮液利于培养

4、不能，动物细胞培养只能使细胞数目增多，不能发育成新的动物个体

【师】植物组织培养和动物细胞培养的比较

【生】

屏幕上展示

【师】阅读课本，明确核移植的概念，讨论核移植应用的前景及存在的问题。

【生】学生讨论，各抒己见。

【师】讨论下列问题。

1、什么叫动物细胞融合？植物体杂交技术与动物细胞融合有什么不同呢？

2、动物细胞在结构上有何区别？这与它们杂交或融合过程有什么影响？

3、动物细胞融合与植物原生质体融合的基本原理是否相同？两者的融合过程是否也一样？【生】细胞融合过程：

【师】诱导细胞融合的物质有哪些并讨论解决下面问题。

1、为什么细胞融合过程中使用的病毒需要灭活？不灭活行吗？

2、细胞融合技术应用于哪些方面？

3、植物体细胞杂交和动物细胞融合的比较

【生】 1、因为灭活的病毒能使细胞膜上的蛋白质分子和脂

质分子重新排布，细胞膜打开，细胞发生融合，不灭

活的话会感染细胞，而不能诱导细胞融合。

2、细胞学、遗传学、免疫学及制备单克隆抗体

3、

【师】阅读课本，明确单克隆抗体的制备。

【师】下面请同学们以小组为单位，找出图中包含的细胞工程的过程，并用图中字母加“→”表示出来写在学案的指定位置。1分钟内完成，现在开始！

附：植物组织培养：动物细胞融合：

植物体细胞杂交：动物体细胞核移植：

动物细胞培养：单克隆抗体的制备：

【师】时间到！请各组停下手头工作！下面和大家一起来分享学习成果！

动物细胞培养过程

1、两个过程

单克隆抗体制备过程

一个诱导细胞融合的新方法－－灭活病毒

2、三个“一一个新细胞－－杂交瘤细胞

一个优势－－单克隆抗体特异性强、灵敏度高的优势

（三）图文对接：【学案例题】

【例】：据上图回答下列问题：（可翻阅教材）

（1）其中①②过程分别为____________ 、____________ 过程，这些过程都应始终在条件下进行。②过程中细胞的全能性变__（填大或小）。①过程产生的C称为_______________。如果要诱导C生根，那么应该控制培养基中生长素与的相对含量比较（填高或低）。

（2）③过程的目的是，常用（填试剂）处理，得到的E、G可称为。

④过程常见的诱导方法有：（任举两例）。此技术与传统杂交相比其

显著优点是：。

（3）图中的O小鼠可称为动物，M为去核细胞，则其一般取自动物的__________________。

该工程技术体现了_______________具有全能性。

（4）⑥过程常在培养瓶中进行，粘附性细胞通常会生长，当培养瓶中的细胞达到一定密度，细胞表面相互接触时，就会停止分裂，逐渐走向衰亡，这种现象叫做_____________，这时候需要用_________（填试剂）将其分散成为单个细胞分瓶进行培养。Q细胞的初次培养称为培养，分瓶进行培养称为培养。有些细胞经过⑥过程后可能具有了无限增殖能力，如图中S的细胞，其可无限增殖是因为细胞发生了___________。（5）若S细胞是骨髓瘤细胞，则T细胞应该为_________细胞，⑦过程为______________过程，常用________________（任填一种）方法诱导。S、T 细胞能融合在一起,体现了细胞膜具有一定的___________。

经过筛选得到的U细胞具有两种细胞的特性,即可____________________ 和____________________。

（6）图中V为______________，与传统抗体相比它具有__________________________________的优点。

目前，科学工作者正在研究治疗癌症使用的生物导弹是+抗癌药物。

答案：

（1）脱分化再分化无菌小愈伤组织细胞分裂素高

（2）去除细胞壁纤维素酶或果胶酶原生质体离心、振动、电激；聚乙二醇（任写两种）

克服了远缘杂交的不亲和性

（3）克隆卵（母）细胞动物细胞核

（4）贴壁接触抑制胰蛋白酶或胶原蛋白酶原代传代癌变

（5）B淋巴细胞融合物理：离心、振动、电激；化学：聚乙二醇或灭活的病毒（任写一种）

流动性无限增殖产生特异性抗体

（6）单克隆抗体特异性强，灵敏度高，并能大量制备单克隆抗体

【师】巡视大家完成情况，掌握大家可能存在的问题。

【师】时间到，大家都停下来！可能有部分同学单独完成的话，多少会有一些困难，现在给大家2分钟时间，允许组内讨论，看看能不能通过讨论，解决所有问题！现在开始！【生】组内讨论

【师】时间到，请停下来！现在大家还有没有解决不了的问题？有的话请举手，以小组为单位提出来！

【生】某小组提出存在的问题

【师】其他组有没有答案，或者能够解释的？

【生】组间答疑，针对全体学生表达本小组的观点、意见。（尽可能让学生帮学生解决问题）【师】（如果有多组有不同疑问，就重复上述步骤。直到学生间已暂无问题或者出现已解决不了的问题，老师再做引导。）

………………

【师】视现场情况作两手准备：

①如果学生完成任务较顺利，可由小组讨论提出除题中涉及到的问题以外的自己有疑惑的问题。

②如果大家共同讨论后还有无法解决的问题，老师可提示、引导学生完成上述任务。【预计用时约15分钟，视现场学情而定】

（以下内容，为备用内容，视现场学情而定。如果时间允许，而且学生掌握情况较好，就可开展下列学习任务，以提高学生分析问题的能力。）

【过渡】熟练地掌握这些基本知识之后，追求高分就有基础了，但要尽可能得满分的话，还要适当加强对某些细节的理解与把握。现在我们再回到细胞生活史图中来看一下：

【师】就细节提问，学生思考作答：

在单克隆抗体的制备过程中，第一步要给小鼠注射抗原的作用是什？

如果不考虑３个或以上细胞的融合，那么在T、U细胞融合过程中，实验后最多可能存在5 种细胞。我们的目的是得什么细胞？

【过渡】那么我们如何将其选择出来呢？下面我们一起来看一道“例题”：【PPT展示】

给大家3分钟，请以小组为单位讨论解决！

【例】已知细胞合成DNA有D和S两条途径，其中D途径能被氨基嘌呤阻断。人淋巴细胞中有这两种DNA的合成途径，但一般不分裂增殖。鼠骨髓瘤细胞中尽管没有S途径，但能不断分裂增殖，将这两种细胞在试管中混合，加聚乙二醇促融，获得杂种细胞。请回答：（1）试管中除融合的杂种细胞外，还有种融合细胞。

（2）设计一种方法（不考虑机械方法），从培养液中分离出杂种细胞，并说原理。

方法：。

原理：

。

答案：（1）2

（2）培养液中加入氨基嘌呤，收集增殖的细胞

加入氨基嘌呤，使D合成途径阻断，仅有D合成途径的骨髓瘤细胞及其彼此融合的细胞就不能增殖，但杂交瘤细胞中可以利用淋巴细胞中的S途径合成DNA而增殖

【生】阅读材料，完成例题。

【师】请学生展示答案，（如有困难，适当引导，尽可能让学生完成）。

总结：这道题给我们提供了一种可能的筛选思路，而实际中，我们就是用这种原理来设计选择培养基的。这样我们就可以顺利地筛选出杂交瘤细胞，进而进行抗体检测，最终获得符合要求的杂交瘤来制备单克隆抗体。

【用时约8分钟】

【师】小结：

选修三的复习策略：落实教材，掌握过程，熟悉概念！

作业布置：检测与反馈：

附：检测与反馈：

1．“太空婚礼”相关资料

【资料一】中科院上海植物生理生态研究所在“神舟四号”飞船进入太空后为一对“新人”——黄花烟草原生质体和革新一号烟草原生质体举办了特殊的“太空婚礼”。将两个“新人”放入融合器中，当充满液体的融合器加上直流电场，两个原本相互游离的细胞一下子贴到一起，开始了“窃窃私语”。紧接着，在瞬间高压脉冲的作用下，细胞膜被击出了一个小孔，透过这微小的空间，两股细胞质展开了“心灵沟通”。渐渐地，它们俩已是你中有我，我中有你，一个新生命就这样诞生了。地面实验结果显示：用于融合的两个“新人”，一个开的是粉花（标记为“一号”），一个开的是黄花（标记为“二号”）融合后的细胞再生植株开的是黄花，但形状却和一号相同（称“一号形状”，另一个称“二号形状”）。这种“太空烟草”比普通烟草个子矮，株秆粗，烟叶多，是我国太空育种试验的一项重大成果。

请据上述资料，回答下列问题：

（1）上述“太空婚礼”中用到的诱导融合技术是。由于细胞的密度不同，因此在地面上进行细胞融合非常困难。在太空中细胞更容易融合，从理论上讲可能的原因是。在显微镜下观察，“新人”的细胞膜可融合在一起使细胞呈圆球状，这是因为膜具有性。

（2）两种烟草原生质体融合时，黄花烟草——革新一号烟草类型是我们需要的，这样的细胞经组织培养后，再生的植株属倍体。

（3）植物体细胞融合技术与传统的有性杂交相比，其优点是。

（4）“太空烟草”能稳定遗传吗？为什么？

【资料二】首次在神舟四号飞船上举行的“太空婚礼”，新人不仅有植物还有动物，动物细胞“新人”是小鼠的某种淋巴细胞和骨髓瘤细胞，新人在“产房”—电融合仪内孕育新生命。一段时间后，我国首批“太空娃娃”终于顺利诞生。经地面对照实验表明，“太空婚礼”的细胞融合率大大提高。科学家从动物细胞“新人”的“太空娃娃”中选育出能产生高特异性抗体的细胞，用来大量制备抗体，其流程如下图：

请据资料回答下列问题：

（1）图中的某种淋巴细胞是指淋巴细胞，它是由动物体骨髓中的细胞分化、发育而来。

（2）将特定的抗原注入小鼠的目的是

（3）融合后，置于培养基上的细胞有多种。如果不考虑融合时3个及以上细胞的融合，那么在培养基上最多可能有种细胞。图中HA T培养基的作用是。因为未融合的亲本细胞和融合的具有的细胞都会死亡，只有融合的杂种细胞才能生长。（4）选出的杂交瘤细胞既具备骨髓瘤细胞的迅速特点，又具备淋巴细胞的_________ 特点，经过选择性培养的杂交瘤细胞，还需进行克隆化培养和___________，经多次筛选，就可获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。最后将杂交瘤细胞在体外条件下做大规模培养，或注射到小鼠腹腔内增殖，从________________或小鼠腹水中，就可以提取出大量的单克隆抗体了。

（5）用这种方法制备的抗体与常规的血清抗体相比，最主要的优点是。