生物學(xué)案：第章第節(jié)動(dòng)物細(xì)胞工程

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精第三節(jié)動(dòng)物細(xì)胞工程學(xué)習(xí)目標(biāo)重難點(diǎn)1.能說(shuō)出動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的過(guò)程、條件及應(yīng)用。2．能分析出單克隆抗體的制備過(guò)程及應(yīng)用。3．能說(shuō)出動(dòng)物體細(xì)胞核移植和動(dòng)物克隆技術(shù)以及應(yīng)用前景。4．能說(shuō)出動(dòng)物細(xì)胞融合的方法和過(guò)程.重點(diǎn)：1．能分析出動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的基本過(guò)程和條件。2．能運(yùn)用動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)克隆動(dòng)物。3．能分析出單克隆抗體制備的過(guò)程及意義。難點(diǎn)：1．能解決動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)中的條件問(wèn)題。2．能運(yùn)用所學(xué)知識(shí)具體分析單克隆抗體的制備過(guò)程。一、動(dòng)物細(xì)胞與組織培養(yǎng)1．概念：指在體外模擬________環(huán)境，將動(dòng)物細(xì)胞或組織在____、________和營(yíng)養(yǎng)充足的條件下培養(yǎng),使其繼續(xù)生長(zhǎng)、增殖并維持原有結(jié)構(gòu)和功能的技術(shù)。2．常用技術(shù)：動(dòng)物細(xì)胞工程一般包括__________________________、體細(xì)胞克隆、細(xì)胞融合、________________等技術(shù)。3．動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)與動(dòng)物組織培養(yǎng)的主要區(qū)別:動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)需要用________等使組織塊中的細(xì)胞離散，而動(dòng)物組織培養(yǎng)過(guò)程則不需要。4．培養(yǎng)基分類：根據(jù)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的來(lái)源,可將培養(yǎng)基分為__________和__________.前者主要取自________、動(dòng)物組織提取液和雞胚汁等。具有營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高、成分復(fù)雜的特點(diǎn)。后者是人工配制的，具有________、便于控制實(shí)驗(yàn)條件的特點(diǎn)。5．原代培養(yǎng)與傳代培養(yǎng)。（1）原代培養(yǎng)：指從供體獲得組織或細(xì)胞的________。（2）傳代培養(yǎng):指將原代培養(yǎng)的細(xì)胞________后轉(zhuǎn)入新的培養(yǎng)瓶中________.一般情況下,傳代培養(yǎng)______次后，細(xì)胞增殖會(huì)明顯____,甚至完全停止。預(yù)習(xí)交流用于培養(yǎng)的動(dòng)物細(xì)胞與組織為何大多數(shù)要取胚胎或出生不久的幼齡動(dòng)物的器官或組織？二、動(dòng)物體細(xì)胞克隆1．克隆：現(xiàn)在克隆是指____上完全相同的分子、細(xì)胞或來(lái)自同一祖先的生物個(gè)體的______________。2．動(dòng)物體細(xì)胞克?。褐笇⒐w體細(xì)胞的______與________________的細(xì)胞質(zhì)進(jìn)行人工組合，借助于卵細(xì)胞的發(fā)育能力,經(jīng)過(guò)培養(yǎng)發(fā)育成胚胎進(jìn)而形成____的技術(shù)。體細(xì)胞克隆的關(guān)鍵是__________技術(shù)。3．動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)：一種利用顯微操作技術(shù)將某種動(dòng)物細(xì)胞的______移入同種或異種動(dòng)物的去除細(xì)胞核的成熟______內(nèi)的技術(shù)。預(yù)習(xí)交流“多利”等克隆動(dòng)物的培育成功，為何只能說(shuō)明動(dòng)物細(xì)胞核具有全能性，而不能說(shuō)明動(dòng)物細(xì)胞具有全能性？三、動(dòng)物細(xì)胞融合和單克隆抗體制備1．動(dòng)物細(xì)胞融合（1）概念:指在一定條件下，將兩個(gè)或多個(gè)細(xì)胞融合為________的過(guò)程。該技術(shù)可使不同類型的________之間進(jìn)行融合,形成雜種細(xì)胞。所以，它又是研究細(xì)胞間______________等的有效途徑。(2）促融合方法:主要為物理法（如____法）、化學(xué)法（如________法）和生物法（如________法）三種.其中______的應(yīng)用效率比較高。（3)應(yīng)用：動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)最重要的用途是制備______________。2．單克隆抗體（1）制備：實(shí)驗(yàn)室制備單克隆抗體可從________或____培養(yǎng)獲得，工業(yè)化制備單克隆抗體一般通過(guò)____獲得。（2）優(yōu)點(diǎn)：?jiǎn)慰寺】贵w特異性____、純度____、靈敏度高、產(chǎn)量____、容易標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)。(3）應(yīng)用:開發(fā)治療________的抗體;治療由于________的紊亂而導(dǎo)致的各種疾病。預(yù)習(xí)交流利用由小鼠的B淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合而成的雜交細(xì)胞，為何能制造大量的特異性強(qiáng)、純度高的單克隆抗體？答案:一、1.動(dòng)物體內(nèi)無(wú)菌溫度適宜2．動(dòng)物細(xì)胞與組織培養(yǎng)、細(xì)胞核移植單克隆抗體制備3．胰蛋白酶4．天然培養(yǎng)基合成培養(yǎng)基動(dòng)物血清成分明確5．（1）初次培養(yǎng)（2）分離稀釋繼續(xù)培養(yǎng)10～50減緩預(yù)習(xí)交流：答案：進(jìn)行動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)或組織培養(yǎng)的目的主要是讓細(xì)胞分裂、分化或保持旺盛的生命力，而胚胎或出生不久的幼齡動(dòng)物的器官或組織內(nèi)的細(xì)胞正具有分化程度低、分裂分化能力強(qiáng)、生命活動(dòng)旺盛的特點(diǎn)。二、1。遺傳無(wú)性繁殖群體2．細(xì)胞核受體去核卵細(xì)胞個(gè)體細(xì)胞核移植3．細(xì)胞核卵細(xì)胞預(yù)習(xí)交流:答案：克隆動(dòng)物是由動(dòng)物體細(xì)胞的細(xì)胞核與去核卵細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)融合為一個(gè)細(xì)胞,由這個(gè)細(xì)胞發(fā)育而成的?？寺?dòng)物的性狀幾乎全由供體細(xì)胞的細(xì)胞核控制，而不由一個(gè)分化完成的體細(xì)胞發(fā)育而成。三、1。（1）一個(gè)細(xì)胞動(dòng)物細(xì)胞遺傳信息的轉(zhuǎn)移（2）電場(chǎng)聚乙二醇仙臺(tái)病毒物理法（3）單克隆抗體2．（1）動(dòng)物體內(nèi)體外體外（2）強(qiáng)高大（3）惡性腫瘤免疫系統(tǒng)預(yù)習(xí)交流：答案：B淋巴細(xì)胞是接受過(guò)特定抗原刺激的淋巴細(xì)胞，僅能產(chǎn)生一種相應(yīng)的抗體，骨髓瘤細(xì)胞具有無(wú)限增殖的特性。所以,由它們?nèi)诤铣傻碾s交細(xì)胞既具有產(chǎn)生單克隆抗體的能力，又具有無(wú)限增殖的特性，進(jìn)而讓人們通過(guò)對(duì)雜交細(xì)胞的培養(yǎng)，先獲得大量的雜交細(xì)胞，然后在這些細(xì)胞的分泌物中獲得大量的特異性強(qiáng)、純度高的單克隆抗體.在預(yù)習(xí)中，還有哪些問(wèn)題需要你在聽課時(shí)加以關(guān)注？請(qǐng)?jiān)谙铝斜砀裰凶鰝€(gè)備忘吧！我的學(xué)困點(diǎn)我的學(xué)疑點(diǎn)一、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)1．在動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的過(guò)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．動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)可以分為哪兩個(gè)階段？請(qǐng)將動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的過(guò)程示意圖補(bǔ)充完整.3．結(jié)合所學(xué)知識(shí)，思考動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)需要哪些基本條件。一般來(lái)說(shuō)，動(dòng)物細(xì)胞體外培養(yǎng)需要滿足以下條件()。①無(wú)毒的環(huán)境②無(wú)菌的環(huán)境③合成培養(yǎng)基需加血清④溫度與動(dòng)物體溫相近⑤需要O2,不需要CO2⑥需要O2、需要CO2A．①②③④⑤⑥B．①②③④ C．①③④⑤⑥ D．①②③④⑥項(xiàng)目動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)植物組織培養(yǎng)理論基礎(chǔ)（原理）細(xì)胞增殖細(xì)胞的全能性培養(yǎng)基液體培養(yǎng)基,含營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、動(dòng)物血清等固體或半固體培養(yǎng)基，含營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、激素等基本過(guò)程動(dòng)物組織剪碎↓胰蛋白酶單個(gè)細(xì)胞↓培養(yǎng)液細(xì)胞懸液↓原代培養(yǎng)↓傳代培養(yǎng)離體植物組織、器官↓脫分化愈傷組織↓再分化胚狀體↓幼苗結(jié)果大量產(chǎn)生細(xì)胞或細(xì)胞產(chǎn)品獲得新個(gè)體或細(xì)胞產(chǎn)品用途①生產(chǎn)蛋白制品②轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的培育③檢測(cè)有毒物質(zhì)①生產(chǎn)細(xì)胞產(chǎn)物②轉(zhuǎn)基因植物的培育③作物新品種的培育④微型繁殖、作物脫毒、生產(chǎn)人工種子二、動(dòng)物體細(xì)胞克隆總結(jié)克隆動(dòng)物的產(chǎn)生過(guò)程，并思考下列問(wèn)題。(1）圖中步驟a和步驟b各表示哪種技術(shù)手段？（2)克隆羊“多利”的性狀更接近于黑面綿羊還是白面綿羊?為什么？（3）從生殖方式來(lái)看，克隆羊“多利”與普通羊有什么區(qū)別?從母羊甲的體細(xì)胞中取出細(xì)胞核，注入母羊乙的去核卵細(xì)胞中，融合后的細(xì)胞經(jīng)卵裂形成早期胚胎，再植入另一只母羊丙的子宮內(nèi)，出生小羊的大多數(shù)性狀（).A．難以預(yù)測(cè) B．像甲 C．像乙 D．像丙動(dòng)物細(xì)胞核移植注意點(diǎn)(1）供體細(xì)胞應(yīng)選取優(yōu)良動(dòng)物的體細(xì)胞，一般選用傳代培養(yǎng)10代以內(nèi)的細(xì)胞。（2)受體細(xì)胞應(yīng)選用處于減數(shù)第二次分裂中期的去核卵母細(xì)胞,因處于此期的細(xì)胞具備與精子受精的能力。(3)將供體細(xì)胞注入去核卵母細(xì)胞后，需用電刺激或化學(xué)方法處理，激活受體細(xì)胞,使其進(jìn)行分裂并發(fā)育為早期胚胎.（4）生產(chǎn)出的克隆動(dòng)物的性狀與供體動(dòng)物基本相同，但由于受體動(dòng)物的細(xì)胞質(zhì)基因也要控制性狀，因此克隆動(dòng)物并不完全和供體動(dòng)物相同。（5）此過(guò)程涉及動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)、顯微注射技術(shù)、胚胎移植等技術(shù)操作。三、動(dòng)物體細(xì)胞融合技術(shù)1．制備單克隆抗體時(shí)選擇的兩個(gè)親本細(xì)胞分別是什么？請(qǐng)說(shuō)明理由。2．為什么要給小鼠注射特定的抗原蛋白？誘導(dǎo)動(dòng)物細(xì)胞融合以后,在相應(yīng)的培養(yǎng)基上至少存在幾種類型的細(xì)胞?分析下列事實(shí):①胡蘿卜韌皮部細(xì)胞通過(guò)組織培養(yǎng)能發(fā)育成完整植株；②綿羊乳腺細(xì)胞核移植入去核卵母細(xì)胞中，能發(fā)育成有生殖能力的綿羊?；谝陨鲜聦?shí),下列敘述中不正確的是（）。A．高度分化的動(dòng)植物細(xì)胞都具有全能性B．高度分化的動(dòng)物細(xì)胞核具有全能性C．分化細(xì)胞中不表達(dá)的基因仍存在于細(xì)胞核中,并沒(méi)有消失D．分化細(xì)胞中不表達(dá)的基因具有再表達(dá)的潛能植物體細(xì)胞雜交與動(dòng)物細(xì)胞融合的比較植物體細(xì)胞雜交動(dòng)物細(xì)胞融合細(xì)胞融合原理細(xì)胞膜的流動(dòng)性、植物細(xì)胞的全能性細(xì)胞膜的流動(dòng)性細(xì)胞融合方法用纖維素酶、果膠酶去除細(xì)胞壁后誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合用胰蛋白酶或膠原蛋白酶使細(xì)胞分散后，誘導(dǎo)細(xì)胞融合誘導(dǎo)手段離心、電刺激、振動(dòng)、顯微操作、聚乙二醇等誘導(dǎo)與植物體細(xì)胞雜交相比，還可用滅活的病毒誘導(dǎo)結(jié)果獲得雜種植株獲得雜種細(xì)胞,以生產(chǎn)細(xì)胞產(chǎn)品用途克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙，擴(kuò)展雜交親本范圍,培育新品種制備單克隆抗體、病毒疫苗、干擾素等相同點(diǎn)①兩者在融合過(guò)程中都會(huì)發(fā)生多種融合方式，如A—A，B—B，A-B，因此要進(jìn)行篩選②兩者都要用到細(xì)胞融合和細(xì)胞培養(yǎng)兩種技術(shù)手段答案：?jiǎn)栴}導(dǎo)學(xué)活動(dòng)與探究一：1．答案：在動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的過(guò)程中所用的工具酶是胰蛋白酶，它的主要作用是將動(dòng)物組織分散成單個(gè)細(xì)胞，另外，在傳代培養(yǎng)的過(guò)程中,利用胰蛋白酶處理還可以將動(dòng)物細(xì)胞從培養(yǎng)瓶上脫落下來(lái)。由于胰蛋白酶與胃蛋白酶的最適pH條件不同，故不能用胃蛋白酶代替.2．答案：原代培養(yǎng)是指從供體獲取組織或細(xì)胞后的初次培養(yǎng)。將原代培養(yǎng)的細(xì)胞分離稀釋后轉(zhuǎn)入新的培養(yǎng)瓶中繼續(xù)培養(yǎng)，稱為傳代培養(yǎng)。一般情況下,傳代培養(yǎng)的動(dòng)物細(xì)胞分裂10～50次后,細(xì)胞增殖會(huì)明顯減緩，甚至完全停止。3．答案:（1）無(wú)菌、無(wú)毒的環(huán)境：即對(duì)培養(yǎng)液和所有培養(yǎng)用具進(jìn)行無(wú)菌處理。通常要在培養(yǎng)液中添加一定量的抗生素，以防培養(yǎng)過(guò)程中的污染。此外，還應(yīng)定期更換培養(yǎng)液,以便清除代謝產(chǎn)物,防止代謝產(chǎn)物積累對(duì)細(xì)胞自身造成危害。（2）營(yíng)養(yǎng)：動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)主要有葡萄糖、無(wú)機(jī)鹽、氨基酸、維生素、核酸、嘌呤、嘧啶、激素和生長(zhǎng)因子等。由于人們對(duì)細(xì)胞所需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)還沒(méi)有完全搞清楚，因此,在培養(yǎng)液中還需要加入少量的動(dòng)物血清。（3）溫度和pH：培養(yǎng)細(xì)胞的最適溫度為37℃左右,最適pH范圍為7。2～7。4（4）氣體環(huán)境:細(xì)胞培養(yǎng)所需氣體主要有O2和CO2,它們的作用分別是O2是細(xì)胞代謝所必需的,CO2的主要作用是維持培養(yǎng)液的pH。遷移與應(yīng)用：D解析:動(dòng)物細(xì)胞體外培養(yǎng)要求環(huán)境無(wú)菌、無(wú)毒,培養(yǎng)液中添加一定量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),合成培養(yǎng)基中需加血清等一些天然成分，還需要適宜的溫度、pH。O2是細(xì)胞代謝所必需的，CO2可維持培養(yǎng)液的pH?；顒?dòng)與探究二：(1)答案：步驟a相當(dāng)于細(xì)胞核移植；步驟b相當(dāng)于胚胎移植。（2）答案：克隆羊“多利”的性狀應(yīng)該更接近于白面綿羊，因?yàn)榭刂粕镄誀畹倪z傳物質(zhì)主要存在于細(xì)胞核中。（3)答案：從生殖方式來(lái)看，克隆羊“多利”屬于無(wú)性生殖，而正常羊?qū)儆谟行陨?。遷移與應(yīng)用：B解析：生物的性狀遺傳可以分為由細(xì)胞核內(nèi)DNA控制的細(xì)胞核遺傳（主要）和由細(xì)胞質(zhì)基因控制的細(xì)胞質(zhì)遺傳.經(jīng)該過(guò)程出生小羊的大多數(shù)性狀像甲（細(xì)胞核遺傳)，少數(shù)性狀像乙（細(xì)胞質(zhì)遺傳），不會(huì)出現(xiàn)像丙的性狀?；顒?dòng)與探究三：1．答案：制備單克隆抗體時(shí)選擇的兩個(gè)親本細(xì)胞分別是小鼠的B淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞,這是因?yàn)閱蝹€(gè)B淋巴細(xì)胞具有產(chǎn)生化學(xué)性質(zhì)單一、特異性強(qiáng)的抗體的優(yōu)點(diǎn)，但是不能無(wú)限增殖；而體外培養(yǎng)的腫瘤細(xì)胞（如骨髓瘤細(xì)胞)具有無(wú)限增殖的優(yōu)點(diǎn).2．答案:給小鼠注射特定的抗原蛋白是為了使小鼠獲得相應(yīng)的免疫反應(yīng)，從而獲得相應(yīng)的效應(yīng)B淋巴細(xì)胞；誘導(dǎo)動(dòng)物細(xì)胞融合以后,在相應(yīng)的培養(yǎng)基上至少存在5種類型的細(xì)胞，即雜交瘤細(xì)胞、骨髓瘤細(xì)胞、骨髓瘤細(xì)胞自融的細(xì)胞、B淋巴細(xì)胞以及B淋巴細(xì)胞自融的細(xì)胞。因此,要對(duì)融合后的細(xì)胞進(jìn)行篩選.遷移與應(yīng)用：A解析：動(dòng)物細(xì)胞作為整體,它的全能性受到限制,目前只見到高度分化的細(xì)胞核在去核卵細(xì)胞中表現(xiàn)出全能性，還未見到融合細(xì)胞表現(xiàn)出全能性的例子。1．下列不屬于克隆的是（）。A．植物體通過(guò)體細(xì)胞進(jìn)行的無(wú)性繁殖B．將某種腫瘤細(xì)胞在體外大量培養(yǎng)繁殖C．扦插和嫁接D．將雞的某個(gè)DNA片段導(dǎo)入小鼠的細(xì)胞中，并得以表達(dá)2．在動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中,使用胰蛋白酶的目的是（）。A．使動(dòng)物組織分散為單個(gè)細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng) B．去掉細(xì)胞壁成為原生質(zhì)體C．去掉細(xì)胞膜暴露出原生質(zhì)體便于細(xì)胞融合 D．促進(jìn)蛋白質(zhì)水解為多肽3．單克隆抗體在疾病的診斷、治療和預(yù)防方面與常規(guī)抗體相比，其特點(diǎn)是（）。A．單克隆抗體特異性強(qiáng)、純度低、靈敏度高、產(chǎn)量高B．單克隆抗體特異性強(qiáng)、純度高、靈敏度低、產(chǎn)量高C．單克隆抗體特異性強(qiáng)、純度高、靈敏度高、產(chǎn)量低D．單克隆抗體特異性強(qiáng)、純度高、靈敏度高、產(chǎn)量高4．下列關(guān)于動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的敘述，正確的是（）。A．培養(yǎng)中的人的效應(yīng)T細(xì)胞能產(chǎn)生單克隆抗體B．培養(yǎng)中的人B細(xì)胞能夠無(wú)限地增殖C．人的成熟紅細(xì)胞經(jīng)過(guò)培養(yǎng)能形成細(xì)胞株D．用胰蛋白酶處理肝組織可獲得單個(gè)肝細(xì)胞5．單克隆抗體技術(shù)在疾病診斷和治療以及生命科學(xué)研究中具有廣泛的應(yīng)用。下列關(guān)于單克隆抗體的敘述,錯(cuò)誤的是（）。A．特異性強(qiáng)、靈敏度高B．與抗癌藥物結(jié)合可制成“生物導(dǎo)彈”C．體外培養(yǎng)B淋巴細(xì)胞可大量分泌單克隆抗體D．由效應(yīng)B細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合而成的雜交瘤細(xì)胞分泌答案:1．D解析：現(xiàn)代克隆是指遺傳上完全相同的分子、細(xì)胞或來(lái)自同一祖先的生物個(gè)體的無(wú)性繁殖群體。由概念可知A、B、C三項(xiàng)符合,D項(xiàng)屬于基因工程。2．A解析：在動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)前,先用胰蛋白酶使細(xì)胞相互分散開,以增加與培養(yǎng)液的接觸面積,