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。