高中生物《22 动物细胞工程》导学案 新人教版选修3.docx

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高中生物《22动物细胞工程》导学案新人教版选修3

2.2.1动物细胞工程----动物细胞培养和核移植技术

【学习目标】1、简述动物的细胞培养过程、条件及其应用。

2、简述体细胞克隆动物概念、过程和原理，了解应用前景，关注克隆技术安全性和伦理性问题。

【学习重点】动物的细胞培养过程、条件及其应用

【学习难点】动物细胞的培养过程

【知识梳理】

一、动物细胞工程

动物细胞工程技术手段_______________、______________、_______________、______________等技术。

_____________________是动物细胞工程的基础。

基础：

________________技术。

二、动物细胞的培养

1概念.动物细胞培养是从动物体中取出相关的，将它分散成，然后放在适宜的中，让这些细胞。

2.遵循的原理：

3.流程：

取动物（动物胚胎或幼龄动物的器官或组织）→剪碎→用处理分散成→制成→转入培养瓶中进行培养→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培养。

〖思考〗

（1）、动物细胞与组织培养为什么选用动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织？

（2）、组织取出后用胰蛋白酶处理目的是什么？

为什么用胰蛋白酶处理可达到此目的？

能否用胃蛋白酶代替？

培养过程中为什么要定期用胰蛋白酶处理？

动物组织培养需要胰蛋白酶处理吗？

4.条件：

①：

培养液和培养用具应进行处理。

通常还要在培养液中添加一定量的，以防培养过程中的污染。

此外，防止代谢产物积累对细胞自身造成危害。

②：

合成培养基中通常需加入等成分。

③：

哺乳动物多是度；pH：

。

④：

95%＋5%；其中，O2是细胞代谢必需的，CO2的作用是。

【例题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02，不需要C02⑥能调培养液pH

A．①②③④⑤⑥B．①②③④C．①③④⑤⑥D．①②③④⑥

4.应用：

生物制品：

如病毒疫苗、、抗体的生产。

检测有毒物质，判断某种物质的毒性。

（思考：

苏丹红有致癌作用吗？

请简要描述实验过程）

用于、

、等方面的研究，如是筛选抗癌药物等。

应用于基因工程：

____________是基因工程技术中常用的受体细胞，因此，离不开动物细胞培养。

5比较、列表比较植物组织培养和动物细胞培养（原理、培养基、结果、培养目的）

【例题2】动物细胞培养与植物组织培养的重要区别在于…………………………（）

A．所用培养方法不同B．动物细胞培养不需要在无菌的条件下进行

C．动物细胞培养需要用胰蛋白酶把组织消化形成单个细胞D．动物细胞可传代培养，植物细胞不能

【例题3】下列对动物细胞培养的有关叙述正确的是…………………………………（）

A、动物细胞培养目的是获得大量分泌蛋白B、动物细胞培养前要用胰蛋白酶使细胞分散

C、细胞癌变发生于原代培养向传代培养的过程中D、培养至50代后传代细胞称为细胞株

三、动物细胞核移植（理论基础：

动物的细胞核具有________）

1.概

念：

将动物细胞的，移入已，使其重组并发育为一个，且最终发育为。

种类：

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）。

2.进行细胞核移植是采集去核卵（母）细胞，在体外培养到时期。

3.过程

思考题：

1、核在进行体细胞核移植之前，为何要去掉受体卵母细胞的核？

2、用于核移植的供体细胞一般都选用传代10代以内的细胞，为什么？

3、细胞核移植生产的克隆动物是对体细胞供体动物进行了100%的复制吗？

为什么？

4.应用：

（1）在畜牧生产中：

可以加速家畜遗传改良进程，促进________________。

（2）在保护濒危物种方面：

可增加这些动物的____________。

（3）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。

（4）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。

（5）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________________。

（6）研究胚胎发育及衰老过程，追踪研究疾病的________________和____________。

5．存在问题：

（1）__________低。

（2）绝大多数克隆动物还存在__________。

（3）克隆动物食品的____________存在争议。

【例题4】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．繁殖家畜中的优秀个体C．用于保存物种D．改变动物的基因型

知识点一　动物细胞培养

1．下列关于动物细胞培养的叙述，正确的是（　　）

A．培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞

B．克隆培养法培养过程中多数细胞的基因型会发生改变

C．二倍体细胞的传代培养次数通常是无限的D．恶性细胞系的细胞可进行传代培养

2．用动、植物成体的体细胞进行离体培养，下列叙述正确的是（　　）

A．都需要用CO2培养箱B．都需要用液体培养基C．都要在无菌条件下进行D．都可体现细胞的全能性

知识点二　动物体细胞核移植技术和克隆动物

3．一只羊的卵母细胞核被另一只羊的体细胞核置换后，这个卵母细胞经过多次分裂，再植入第三只羊的子宫内发育，结果产下了一只羊羔。

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

秀个体C．用于保存物种D．改变动物的基因型

4．如图为某哺乳动物的生殖过程图，正确的叙述是（　　）

A．个体2为克隆动物，c为高度分化的体细胞

B．个体2的遗传性状与提供b细胞的母羊完全不同

C．产生动物个体2的生殖方式为有性生殖

D．e细胞为完成减数分裂的卵细胞

【基础巩固】

1、用动、植物成体的体细胞进行离体培养，下列叙述正确的是（）

A．都需用CO2培养箱B．都须用液体培养基C．都要在无菌条件下进行D．都可体现细胞全能性

2、在将动物组织块分散成单个细胞时，可以使用胰蛋白酶。

由此可以推测（）

A．胰蛋白酶一定不会对动物细胞造成损伤B．处理时一定要注意处理时间、加酶量

C．动物细胞培养液pH应与胰蛋白酶作用的适宜pH基本一致D．动物细胞之间可能依靠蛋白质联系

3、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B．去掉细胞壁，使其成为原生质体

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

4．一般来说，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温度与动物的体温相近　

⑤需要氧气，也需要二氧化碳　⑥适宜的pH

A．①②③④⑤⑥B．①②③④C．①③④⑤⑥D．①②③④⑥

5．下列属于动物细胞培养与植物组织培养主要区别的是（　　）

A．培养基成分不同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

6．从母羊甲的体细胞中取出细胞核，注入到母羊乙的去核卵母细胞中，融合后的细胞经卵裂形成早期胚胎，再移入到另一只母羊丙的子宫内，出生的小羊大多数性状（　　）

A．难以预测B．像甲C．像乙D．像丙

7．根据培养基的物理性质划分，植物组织培养和动物细胞培养所常用的培养基分别是（　　）

A．固体培养基、固体培养基B．固体培养基、液体培养基C．液体培养基、固体培养基D．液体培养基、液体培养基

8．进行动物细胞培养时，最好选用的培养材料是（　　）

A．衰老退化的动物组织细胞B．成熟动物个体的体细胞

C．动物的受精卵细胞D．健康动物胚胎或幼龄动物个体的体细胞

能力提升

9．下列与动物细胞培养有关的表述中，不正确的是（　　）

A．培养液通常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清

B．原代培养的细胞一般传至10代左右便会出现生长停止

C．动物细胞培养一般能够传到40～50代，但其遗传物质发生了改变

D．动物细胞培养可用于检测有毒物质和获得大量自身的健康细胞

10．美国杜克大学医疗中心一个研究小组在《科学》杂志上撰文透露，他们利用成年猪的动脉血管细胞和能够模拟胚胎环境的新型生物效应器，成功地在实验室培育出新的动脉血管。

这种血管的外形和功能都与真的血管一样。

这一研究成果是生物组织培养工程领域的重大进展。

下列关于以上技术的叙述中，不正确的是（　　）

A．以

上技术属于“克隆”B．这项技术中可能利用了去核卵细胞

C．这项技术的关键是要激发血管细胞的“全能性”D．这项技术的关键是要激发血管细胞发育成血管的潜能

11．2010年6月中国养殖网报道，“内蒙古白绒山羊种羊场”诞生了目前国际上规模最大的一批转基因克隆绒山羊。

关于克隆，除个体水平的外，还有分子、细胞、器官等水平的克隆，下列不属于克隆技术的是（　　）

A．从出生不久的小鼠心脏取下细胞在体外离体培养成细胞系B．使某些特定的外源基因在哺乳动物体内表达

C．农业生产上利用马铃薯的芽繁殖马铃薯D．将单个B淋巴细胞进行无性繁殖

12、①在动物细胞培养过程中，当贴壁细胞分裂生长到细胞表面时，细胞会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的。

此时，瓶壁上形成细胞层数是。

要使贴壁的细胞从瓶壁上分离下来，需要用酶。

②随着细胞传代次数的增多，绝大部分细胞停止分裂，进而出现的细胞，但极少数细胞可以连续增殖，其中有些细胞会因遗传物质发生改变而变成细胞，该种细胞黏着性，细胞膜表面蛋白质（糖蛋白）的量。

③现用某种大分子染料对细胞进行染色，观察到死细胞被染色，而活细胞不染色，原因是。

检查某种毒物是否能改变细胞染色体的数目，最好选用细胞分裂到期的细胞用显微镜进行观察。

④细胞培养中，通常在条件下保存细胞，在这种条件下，细胞中活性降低，细胞的速率降低。

⑤患者移植培养皮肤组织发生排斥反应，这是因为机体把移植皮肤组织当作而进行攻击。

13、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。

①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，基本步骤从A品种牛取出体细胞，进行培养，再从培养细胞中取出注入B品种牛卵母细胞，经过刺激和培养后，可形成胚胎，该胚胎称为。

将该胚胎移入代孕母牛中，通过培育可达到目的。

②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）。

14.人的血清蛋白在临床上需求量很大，通常从血液中提取。

由于艾滋病等人类传染病造成的威胁与日俱增，使人们对血液制品心存疑虑。

生物技术的发展与应用使利用动物生产人的血清蛋白成为可能，如图是上海某研究所培育生产出血清蛋白奶牛的流程图。

根据图示回答：

（1）雌性奶牛胚胎干细胞是（　　）

A．雌性奶牛产生的卵细胞B．雌性奶牛体内的受精卵

C．能发育成雌性奶牛的受精卵

D．从奶牛胚胎中取出的细胞，这个奶牛胚胎将发育成雌性奶牛

（2）图中A、B用到的生物技术分别为____________、____________。

（3）小牛1、2、3的性别是________性，性状________（填“相同”或“不相同”）。

（4）在形成重组细胞之前，先去掉受体牛卵母细胞的核，其原因是___________________________________________________________________。

（5）举例说明体细胞核移植在治疗人类疾病方面的应用。

_________________________________________________________________

___________________________________________________________________。

15、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：

（1）将数量相等的甲细胞和乙细胞分别置于培养瓶中培养，培养液及其它培养条件均相同。

一段时间后，观察到甲细胞数量比乙细胞数量________。

（2）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________________。

（3）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，需用____________消化处理。

（4）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________。

（5）已知癌基因X过量表达与肝肿瘤的发生密切相关，要试验一种抗肿瘤药物Y对甲细胞生长的影响，可将甲细胞分为A、B两组，A组细胞培养液中加入一定量的__________，B组细胞培养液中加入等量的无菌生理盐水，经培养后，从A、B两组收集等量细胞，通过分别检测X基因在A、B两组细胞中的______或________合成水平的差异，确定抗肿瘤药物Y的药效。

综合拓展

16．随着科学技术的发展，人们可以根据人类的需求来改造生物的性状，在许多领域取得了可喜的成果，下图是利用奶牛乳汁生产血清白蛋白的图解，根据下图回答：

（1）此工程涉及的现代生物技术主要有：

_____________________________________________________________。

（2）在形成图中③的过程中，我们称②为______________，获取②的途径主要有____________________________。

能实现②直接进入③吗？

________________。

为什么？

___________________

___________________________________________________________。

（3）图中①一般经________处理可以得到③，从③到④的过程中一般用未受精的卵细胞去核为受体，不用普通的体细胞，原因是：

_____________________________________________。

（4）⑦是⑥的后代，那么⑦与⑥的遗传性状完全一样吗？

____________，为什么？

_________________________________________________________________________________________________________。

利用转基因动物乳汁生产生物产品的方法称为______________，利用核移植的方法得到的动物叫做__________。

17、让羊产牛奶，科学家对此做了相关的构想，过程如图所示。

请据图回答有关问题：

（1）图中涉及的现代生物技术有______________________________________（至少写三种）。

（2）小羊a、小羊b、小羊c的性状表

现_____________（填“相同”或“不同”），你的理由是__________________________________________________。

小羊a与羊N呢?

_______，理由是________________

_____________________________________________。

（3）若研究发现羊N细胞中线粒体发达，故而它的产奶率高，则小羊a会有这一优良性状吗?

_______，你的依据是___________________________________________________________。

（4）有人设想将羊体细胞与牛体细胞进行融合，以获得新物种“羊一牛”，你认为依据目前的生物

技术和理论能否实现这一构思?

__________，你的理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

2.2.2动物细胞工程----动物细胞融合和单克隆抗体

【学习目标】1.列表比较动物细胞融合与植物体细胞杂交的异同2.举例

说出动物细胞融合与单克隆抗体的原理和应用。

【学习重点】1.理解和掌握动物细胞融合的原理、过程和意义。

2.理解和掌握单克隆抗体制备的过程的步骤和应用

【学习难点】单克隆抗体的制备过程。

一、动物细胞融合

1.概念动物细胞融合也称，是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。

融合后形成的具有原来细胞遗传信息的单核细胞，称为。

2.原理:

3.过程动物细胞融合与植物原生质体融合的原理基本相同，诱导动物细胞融合的方法与植物原生质体融合的方法类似，常用的诱导因素有、、等。

不同DNA的两个或多个细胞

______细胞。

4意义：

细胞融合技术突破了______________方法的局限，使____________成为可能。

二、单克隆抗体

1．传统获得抗体

（1）方法：

①向动物体内反复注射某种________，使动物产生______；②从动物______中分离所需抗体。

（2）特点：

、、。

2．单克隆抗体的制备

（1）原理：

（2）选材：

（理由：

）

（理由：

）

（2）过程

多种融合细胞

____________

―→

―→________抗体

（2）杂交瘤细胞的特点：

____________，产生____________。

（3）单克隆抗体的优点：

________，____________，产量大。

3．单克隆抗体的应用

（1）作为诊断试剂，具有准确、______、简易、______的优点。

（2）用于___________和____________。

知识点一　动物细胞融合

1．阅读下列材料：

材料一　由于细胞的密度不同，在地面上受重力影响，细胞的融合非常困难，在太空进行此实验比在地面实验的细胞融合率要高很多。

“神舟”六号飞船上进行了B淋巴细胞和骨髓瘤细胞的融合、黄花烟草原生质体和“革新”一号烟草原生质体的融合两个科学实验，在电融合仪内经过160min后，终于获得成功。

材料二　如图为哺乳动物生殖过程及相关细胞工程的示意图，其中b为卵细胞，c、d为体细胞。

根据以上材料回答：

（1）细胞融合技术与传统的有性杂交相比，其优越性在于________________。

在太空进行细胞融合与在地面进行细胞融合相比，其优越性在于__________________________________。

（2）动物个体甲、乙的产生分别属于哪种生殖？

__________________________________。

（3）在“神舟”六号飞船上进行的“太空融合”，与上图中的方法________的原理相同。

（4）人工诱导动物细胞融合与诱导植物细胞融合的方法相同的是都可用物理法和化学法，此外动物细胞融合还可用________________作为诱导剂。

知识点二　单克隆抗体

2．某实验室做了下图所示的实验研究，下列相关叙述，正确的是（　　）

A．与纤维母细胞相比，过程①形成的诱导干细胞的全能性较低

B．过程②是诱导干细胞的结构和遗传物质发生稳定性差异的过程

C．每个Y细胞只产生一种抗体，故过程③不需用选择性培养基进行筛选

D．过程④产生的单抗，不需细胞膜上载体蛋白的协助就能释放到细胞外

3．近年来，我国死于狂犬病的人数有上升趋势。

狂犬病病毒的核酸是RNA，机体感染病毒后产生的特异性IgG抗体，能消除狂犬病病毒，这是接触狂犬病病毒后及时注射疫苗和特异性抗体的重要依据。

我国利用地鼠的肾细胞培养狂犬病疫苗，已取得良好效果。

请根据上述材料，回答下列问题。

（1）巴斯德利用固定毒株制成减毒活疫苗，预防狂犬病，制成减毒活疫苗需要用________培养。

（2）特异性抗体获取可用单克隆抗体制备。

在制备单克隆抗体的过程中，应用的动物细胞工程技术是______________________________________________________________________________________。

（3）下面是单克隆抗体制备过程示意图，请据图回答：

①图中A过程从小鼠的脾脏中取得的“小鼠细胞”是____________细胞，该细胞能够产生________。

从小鼠体内提取分离该细胞之前，给小鼠注射的特定的物质是____________。

②图中B过程是细胞融合，该过程需要用灭活的________________、聚乙二醇或电激等诱导。

③特异性抗体获取的方法也可以采用向动物体内反复注射某种抗原，使动物产生抗体，然后从动物血清中分离所需抗体。

与这种方法制备的抗体相比，单克隆抗体具有________________________________等优点。

（4）动物细胞体外培养需要满足的环境条件有____________________________________。

（5）单克隆抗体的制备还有哪些用途？

__________________________________________。

基础落实

1．科学家用灭活的病毒把骨髓瘤细胞与效应B细胞融合，得到杂交瘤细胞，则灭活病毒的作用是（　　）

A．病毒比较小，可钻入到细胞内B．灭活的病毒已完全死亡，死亡的病毒可以让细胞聚集

C．灭活的病毒已失去感染活性，对各种动物细胞不造成破坏，但所保留的融合活性，可以使不同的动物细胞进行融合

D．灭活的病毒带有目的基因，通过整合可以让杂合细胞带有目的基因

2．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淋巴细胞可大量制备单克隆抗体D．由效应B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合而成的杂交瘤细胞分泌

3．近几年神舟飞船频频成功发射和着陆。

在飞船上，科学家进行了无人搭载的空间动物细胞融合实验。

该实验所依据的原理和促进细胞融合