专题2 细胞工程复习学案.doc

高二生物 选修3 第一轮 复 习 课 学 案 班 学号 姓名 用心 爱心 专心 专题2 细 胞 工 程（一）植物细胞工程 （二 ）动物细胞工程1. 动物细胞培养新课标解读：考纲内容课标要求 植物的组织培养 （） 动物的细胞培养 （）了解植物的组织培养和植物体细胞杂交技术。了解动物细胞的培养过程、条件及应用。复习目标： 1.简述植物组织培养和植物体细胞杂交技术。2.列举植物细胞工程的实际应用。3.掌握动物细胞培养的过程和条件及应用。复习重点：1 植物组织培养的原理和过程。2 植物体细胞杂交的原理。3 植物细胞工程应用的实例。 4动物细胞培养的过程和条件。复习难点：1植物组织培养实验；2动物细胞培养的过程。复习内容：细胞工程的含义：1原理和方法： 生物学和 生物学的原理和方法。2水平： 。3目的：按照人的意愿来改变细胞内的 或获得 。4分类：根据操作对象可分为 和 。（一）植物细胞工程 1. 植物组织培养技术：理论基础（原理）：细胞全能性，即具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞，都具有发育成完整生物体的潜能。全能性表达的难易程度：受精卵生殖细胞干细胞体细胞；植物细胞动物细胞 在生物体内细胞没有表现出全能性的原因：脱分化再分化 全能性的实例：过程：离体的植物器官、组织或细胞 -愈伤组织 -胚状体或丛芽 植物体 脱分化： 再分化： 影响脱分化、再分化的因素：特点：子代与亲代性状遗传高度一致地位：是培育转基因植物、植物体细胞杂交培育植物新品种的最后一道工序。2.植物体细胞杂交技术： 原理：细胞膜的流动性 细胞的全能性 再分化-新的原生质体-杂种细胞-愈伤组织-杂种植株去壁去壁融合再生细胞壁脱分化过程：植物细胞甲-原生质体甲 植物细胞乙-原生质体乙 诱导融合的方法：物理法包括离心、振动、电刺激等。化学法一般是用聚乙二醇（PEG）作为诱导剂。意义-育种上的最大的优点：克服了不同种生物远缘杂交不亲和的障碍。 未解决的问题： 3.应用：植物繁殖的新途径：（微型繁殖概念、特点；作物脱毒的方法；人工种子的结构） 培育作物新品种（单倍体育种、突变体的利用）；细胞产物的工厂化生产（用人工培养的愈伤组织提取细胞中的某种成分：蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等）细胞产物的工厂化生产：生产人参皂甙干粉、生产红杉醇等。工厂化生产人参皂甙的基本过程是什么？第一步，选择人参根作为外植体进行培养，产生愈伤组织，经过培养选择找到增殖速度快而且细胞内人参皂甙含量高的细胞株作为种质，其中一部分作为保存用，以备下一次生产用，一部分进行发酵生产。第二步，将第一步选择到的细胞株在发酵罐中的适合培养液中进行液体培养，增加细胞数量。第三步，将发酵罐中培养的细胞进行破碎，从中提取人参皂甙。（二）动物细胞工程 1. 动物细胞培养概念：动物细胞培养就是从动物机体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后放在适宜的培养基中，让这些细胞生长和繁殖。细胞悬浮液10代细胞原代培养50代细胞细胞株传代培养细胞系动物细胞培养的流程：取动物组织块（动物胚胎或幼龄动物的器官或组织）剪碎用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞制成细胞悬液转入培养瓶中进行原代培养贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞继续传代培养。细胞株和细胞系的界定：细胞贴壁和接触抑制：悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上，称为细胞贴壁。细胞数目不断增多，当贴壁细胞分裂生长到表面相互抑制时，细胞就会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的接触抑制。动物细胞培养需要满足以下条件无菌、无毒的环境：培养液应进行无菌处理。通常还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，应定期更换培养液，防止代谢产物积累对细胞自身造成危害。营养：合成培养基成分：糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等。通常需加入血清、血浆等天然成分。温度：适宜温度：哺乳动物多是36.50.5；pH：7.27.4。气体环境：95%O25%CO2。O2是细胞代谢所必需的，CO2的主要作用是维持培养液的pH。动物细胞培养技术的应用：生产生物制品（制备病毒疫苗、干扰素、制备单克隆抗体）；应用于基因工程；检测有毒物质；培养医学研究的各种细胞等。动物细胞培养与植物组织培养的区别：动物细胞培养与植物组织培养有许多相似之处，也有许多不同点。它们用的培养基不同，植物组织培养用的一般是固体培养基，而动物细胞培养用的一般是液体培养基。它们的培养基的成分不同。动物细胞培养的培养液中通常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐和维生素，另外还有动物血清。植物组织培养所需要的培养基包含植物生长和发育的全部营养成分，如矿质元素、蔗糖、维生素、植物激素和有机添加物，没有动物血清。植物组织培养最后一般得到新的植物个体，而动物细胞培养因为动物体细胞一般不能表达其全能性，因此得到的是同一种的细胞。 植物组织培养动物细胞培养原 理培养基物理性质、成分结 果应 用相 同 点专题2 细 胞 工 程 （二 ）动物细胞工程2.动物体细胞核移植技术和克隆动物 3.动物细胞融合 4.单克隆抗体新课标解读：考 纲 内 容课 标 要 求动物体细胞核移植和克隆 （）细胞融合与单克隆抗体 （）了解体细胞核移植技术和克隆动物的过程和应用前景。理解动物细胞融合与单克隆抗体的原理和应用。复习目标：1简述通过动物体细胞核移植技术克隆动物的过程和应用前景。 2举例说出动物细胞融合与单克隆抗体的原理和应用。复习重点：1用动物体细胞核移植技术克隆动物的过程。 2单克隆抗体的制备和应用。复习难点：1用动物体细胞核移植技术克隆动物的过程。 2单克隆抗体的制备过程。复习内容：知识点归纳：（二 ）动物细胞工程： 1动物细胞的培养：2.动物体细胞核移植技术和克隆动物 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新的 ，这个新的胚胎最终发育为动物个体。用核移植方法得到的动物为 动物。动物细胞全能性会随着动物细胞分化程度的提高而逐渐受到限制，分化潜能逐渐变弱，主要是由核移植来实现的。 理论基础：动物的细胞核具有全能性。 类型：哺乳动物核移植可以分为 核移植（比较容易）和 核移植（比较难）。 动物体细胞核移植的大致过程是：生出 胚胎移植发育细胞融合注入 供体体细胞-细胞培养-细胞核 （与供体遗传物质基本相同的个体）-重组细胞-重组胚胎-代孕动物-幼 体 去核减中期卵巢卵母细胞-去核的卵母细胞 体细胞核移植技术的应用：加速家畜遗传改良进程，促进良畜群繁育； 保护濒危物种，增大存活数量； 生产珍贵的医用蛋白； 作为异种移植的供体； 用于组织器官的移植等。 体细胞核移植技术存在问题：克隆动物存在着成功率低、健康 问题、表现出遗传和生理缺陷等。3.动物细胞融合 概念：也称 ，是指 动物细胞结合形成一个细胞的过程。杂交细胞：融合后形成的具有原来两个或多个细胞遗传信息的单核细胞。 理论基础：细胞增殖 原理：与植物原生质体融合相同，即细胞膜具有一定的流动性。 方法：与植物原生质体融合相同的是物理方法（离心、振动、电激）和化学方法（聚乙二醇）。与植物原生质体融合不同的是灭活的病毒。 意义、用途：克服了远缘杂交的不亲和性，成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和生物生物新品种培育的重要手段。最重要的用途是 的制备。动物细胞融合与植物体细胞杂交的比较：比较项目融合原理细胞融合的方法诱导手段用法植物体细胞杂交动物细胞融合4.单克隆抗体 抗体：一个B淋巴细胞只能接受一种抗原刺激只能分泌一种特异性抗体。 传统获取抗体：方法：向动物体内反复注射抗原，使动物产生抗体，从动物的血清中分离所需抗体。传统获取抗体方法的缺陷：产量低、纯度低、特异性差。 单克隆抗体的制备过程：注射到小鼠腹腔内培养体外培养条件下大规模培养从腹水中提取从培养液中提取融合：B淋巴细胞G 骨髓瘤细胞R一般有物理方法（离心、振动、电激）；化学方法（聚乙二醇）；生物方法（灭活的病毒） 多种细胞：融合细胞(共有3种，分别为GG、RR、GR)和未融合细胞（G、R） 用特定的选择性培养基培养且筛选 融合细胞 单一抗体检测、克隆化培养 杂交瘤细胞（能够产生针对特定抗原的抗体） 单克隆抗体 杂交瘤细胞的特点：既能大量 ，又能产生 。 单克隆抗体的优点： 强， 高，并能 。 单克隆抗体的作用： 作为诊断试剂：准确识别各种抗原物质的细微差异，并跟一定抗原发生特异性结合，具有准确、高效、简易、快速的优点； 用于治疗疾病和运载药物：主要用于治疗癌症治疗，可制成“生物导弹”，也有少量用于治疗其它疾病。 例题分析：例1、在动物细胞培养过程中，出现遗传物质改变的细胞是（ ）A细胞系 B细胞株 C原代细胞 D传代细胞例2、英国科学家应用哪一种关键的细胞工程技术，培养出著名的克隆绵羊-“多利”（ ）A细胞培养 B细胞融合 C动物胚胎移植 D细胞核移植例3、“神州四号”飞船成功地发射与回收，其携带的生命系统装置中有混合的小白鼠骨髓瘤细胞和淋巴细胞，在微重力的情况下，请预测该实验的作用( )A提高骨髓瘤细胞和淋巴细胞的突变频率 B提高骨髓瘤细胞和淋巴细胞的繁殖能力C提高骨髓瘤细胞和淋巴细胞的融合几率 D促进B淋巴细胞产生抗体例4、动物细胞融合的目的中最重要的是（ ）A克服远缘杂交的不亲和性 B制备单克隆抗体 C培育新品种 D生产杂种细胞例5、关于制备单克隆抗体的叙述正确的是（ ）A单克隆抗体产自淋巴细胞 B单克隆抗体的制备要经过细胞融合C单克隆抗体的获得不需要使细胞癌变D获得的单克隆抗体具有特异性强纯度高灵敏度低和产量高的特点 例6、（宁夏理综32B）现有A和B两个肉牛品种，A品种牛的细胞组成可表示为A细胞核、A细胞质，B品种牛则为B细胞核、B细胞质。 如果要获得一头克隆牛，使其细胞由A细胞核和B细胞质组成，基本步骤是：从A品种牛体内取出体细胞，进行体外培养。然后再从培养细胞中取出_注入B品种牛的 卵母细胞，经过某处刺激和培养后，可形成胚胎，该胚胎被称为 ，将该胚胎移入代孕母牛的_中，通过培育可达到目的。 一般来说，要想大量获得这种克隆牛比较难，原因之一是卵母细胞的数量_，为解决这一问题，可以用 激素处理B品种母牛。 克隆牛的产生说明 具有全能性。克隆牛的性状主要表现_品种牛的特征。由A、B两品种杂交得到的牛与克隆牛相比，杂交牛细胞核的遗传物质来自_个亲本，细胞质来自_性亲本，克隆牛和杂交牛的遗传物质组成_（相同，不同）。 例7、科学家从某些能无限增殖的细胞的细胞质中分离出无限增殖调控基因（prG），该基因能激发许多动物细胞的分裂，这为单克隆抗体的制备提供了更为广阔的前景。请简述动物细胞融合技术、基因工程、细胞核移植技术三方面制备单克隆抗体的过程。 夯基达标：1（06全国理综）下列关于动物细胞培养的叙述，正确的是（ ）A培养中的人效应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2用动物细胞工程技术获取单克隆抗体，下列实验步骤中错误的是（ ）A将抗原注入小鼠体内，获得能产生抗体的B淋巴细胞B用纤维素酶处理B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞C用聚乙二醇（PEG）作诱导剂，促使能产生抗体的B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合D筛选杂交资金积累细胞，并从中选出能产生所需抗体的细胞群，培养后提取单克隆抗体3. 下列关于细胞工程的叙述中，错误的是（ ）A植物细胞融合必须先制备原生质体 B试管婴儿技术包括人工受精和胚胎移植两个方面C经细胞核移植培育出的新个体只具有一个亲本的遗传性状D植物组织培养过程中要注意无菌操作4. 培育克隆牛的过程中，如果供体细胞来自同一头牛，培育出的这些个体在性状上也不完全相同，分析其原因，下列说法不正确的是（ ）A性状变异可由环境条件引起 B.基因可能会发生突变C.受体细胞的细胞质基因不同 D.细胞核基因发生了重组5单克隆抗体与血清抗体相比，优越之处在于（ ）A单克隆抗体可以能够制成“生物导弹” B单克隆抗体可以在体外制备C单克隆抗体的特异性强，灵敏度高，产量也大大高于血清抗体D单克隆抗体的制备过程简单 6.下图是有关生物细胞生活史的概括，请据图分析回答问题：HKLNMP 过程所形成的子代细胞形态功能各不相同，这种现象叫_。 FGH过程叫做 ，其中过程中细胞的全能性变 。过程为 过程。过程产生的G为_ _，其特点是细胞排列疏松无规则 高度液泡化 无定型状态的 薄壁细胞_。 D一般取自 ，其原因有 。 为_过程，体现了_。 过程常在培养瓶中进行，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_ _分散成为单个细胞。过程产生的K细胞具有了无限增殖能力是因为 。 若K细胞是骨髓瘤细胞，则L细胞应该为_细胞，过程为_过程，需要用 等方法诱导。K、L细胞能融合在一起,体现了细胞膜具有 。M细胞有_种,经过筛选得到的N细胞具有两种细胞的特性,即_ 和 。 图中P为_，与传统抗体相比它具有_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_。 过程发育成的动物叫克隆动物，试说出该技术的两点应用：_； 如果将单克隆抗体基因导人奶牛受精卵，再通过早期胚胎培养和 ，可获得多头奶牛，从而从乳汁中提取更多的抗体；预获得活性更强的抗体，可通过 技术对基因进行修饰，以实现目的。专题2 细 胞 工 程 （二 ）动物细胞工程 2.动物体细胞核移植技术和克隆动物 3.动物细胞融合 4.单克隆抗体课 型： 复习课时间： 2010年6月11日讲授教师：沈婷华 学生出勤： 一班： 二班： 三班：教学目标：一、知识与技能目标1、掌握动物体细胞核移植技术克隆动物的过程，了解它应用前景及存在的问题。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，深刻理解动物细胞工程技术的原理，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：通过对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。教学重点：1用动物体细胞核移植技术克隆动物的过程。 2单克隆抗体的制备和应用。教学难点：1用动物体细胞核移植技术克隆动物的过程。 2单克隆抗体的制备过程。教学策略：有了第一节的基础，学生对本节内容易于理解。因此，本节教学利用多媒体、学案，采用教师点拨、自学、讨论等相结合的教学方法，体现出生物课堂教学“三不讲”原则，通过分层教学达到因材施教的教学改革目标。教学过程教 学 内 容教学手段和方法预期目标教师活动学生活动1回顾知识2引出本节学习内容。“课标解读“思考题1：为什么动物细胞要分散成单个细胞培养？用酶消化的是什么物质？ 思考题2：动物细胞培养液是由哪些化学成分组成的？依据学案讲解思考并讨论、回答。明确学习的目的。看多媒体多媒体展示进一步理解“细胞培养技术”的内容。 明确本节课教学目标，避免学习的盲目性教学过程教 学 内 容教学手段和方法预期目标教师活动学生活动（二 ）动物细胞工程2动物体细胞核移植技术和克隆动物3动物细胞融合4单克隆抗体3例题讲解4习题解答5布置作业依据学案自主学习的个别指导思考题3：核移植技术为什么要选择MII期的卵母细胞去核，做受体细胞？思考题4：为什么细胞融合过程中使用的病毒需要灭活？不灭活行吗？思考题5：如何进行杂交瘤细胞的抗体检测及克隆化培养？基础题：例1-例5 中等难度题：例6、例7学生根据学案，结合教材内容进行知识点归纳部分的自主学习。思考、理解、掌握学生回答引导学生知识点复习。提问、思考、小组讨论等教师讲解提问、学生讲解掌握基本知识点通过思考题讲解，有助与知识点的理解、掌握。训练思维的发散性、语言的表达能力。巩固本节重点知识点教学参考：思考题1：为什么动物细胞培养要用胰蛋白酶分散成单个细胞？注意什么？可以用胃蛋白酶分散细胞吗？用胰蛋白酶处理组织块，可以使细胞分散开，这样做的目的是使细胞与组织液充分接触，这也说明了细胞间的主要物质是蛋白质，但是由于细胞膜的主要成分之一也是蛋白质，因此要控制好处理的时间，不能太长，否则会损伤细胞。由于多数动物细胞培养的适宜PH为7.2-7.4，因此不能使用胃蛋白酶（最适PH=1.5）分散细胞。思考题2：动物细胞培养液是由哪些化学成分组成的？糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等。由于人们对细胞所需营养物质还没有完全搞清楚，还需要加入血清、血浆等一些天然成分。思考题3：体细胞核移植技术为什么要选择MII期的卵母细胞去核，做受体细胞？采用动物卵细胞的原因是：卵母细胞体积大，易操作，通过发育可直接表现出性状。用未受精的卵细胞去核后作为受体的原因是：卵母细胞含有促进细胞核全能性表达的物质和营养条件。可以给它提供表现全能性的环境。用未受精的卵细胞作为受体细胞去核的原因是：使所得的遗传物质基本上全部来自优质供体。MII