高中生物-现代生物技术专题-动物细胞工程
2-2 动物细胞工程(第一课时)-2023-2024学年高二生物精品课件(人教版2019选择性必修
渗透压：需要考虑的一个重要环境参数
气体环境 O2: 细胞代谢所必需的 （95%空气和 CO2：维持培养液的pH 5% CO2 ）
微生物培养中的作用不同（为自养型 微生物提供碳源）
CO2 培养箱
2 动物细胞培养的过程
动物组织块 用机械法或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理
（将细胞所需的营养物质按种类和所需量严格配置而成的培养基）
液体培养基 （培养液）
1 动物细胞培养的条件
无菌、无毒的环境 ①对培养液和所有培养用具进行灭菌处理
无菌 ②在无菌环境下进行操作 无毒 定期更换培养液，以便清除代谢物
超净工作台
1 动物细胞培养的条件
适宜的温度、pH和渗透压
温度：哺乳动物多以（36.5±0.5）℃
①使细胞与培养液充分接触，一方面保证细胞所需的 O2和营养物质的供应，另一方面保证细胞内代谢废物 的及时排出；
②使得在细胞水平操作的其它技术得以实现。
2 动物细胞培养的过程
【思考3】用胰蛋白酶分散细胞，由此可说明细胞间的物 质主要是什么成分？ 主要是蛋白质(胶原蛋白等)。
【思考4】胰蛋白酶能将细胞消化掉吗？那将动物组织 分散成单个细胞时要注意什么问题呢？
能，应注意时间的控制。因为胰蛋白酶不仅能分解细胞 间的蛋白质，长时间还会分解膜蛋白，对细胞造成损伤。
【思考5】能够用胃蛋白酶代替胰蛋白酶吗？为什么？ 不能，因为动物细胞培养适宜的PH为7.2—7.4，此环 境下胃蛋白酶（2.0）没有活性，而胰蛋白酶(7.2-8.4) 的活性较高。
2 动物细胞培养的过程
动物细胞工程
（第一课时）
➢ 动物细胞培养 ➢ 动物细胞融合 ➢ 动物细胞核移植
《动物细胞工程》 说课稿
《动物细胞工程》说课稿尊敬的各位评委、老师：大家好！今天我说课的题目是《动物细胞工程》。
下面我将从教材分析、学情分析、教学目标、教学重难点、教学方法、教学过程以及教学反思这几个方面来展开我的说课。
一、教材分析《动物细胞工程》是高中生物选修 3 现代生物科技专题中的重要内容。
这部分知识在整个生物技术领域具有重要的地位和作用，它是建立在细胞的结构和功能、细胞的增殖和分化等基础知识之上，同时又为后续学习胚胎工程、生态工程等内容奠定基础。
教材在内容编排上，首先介绍了动物细胞培养，这是动物细胞工程的基础；接着讲述了动物体细胞核移植技术，这是动物细胞工程中一项具有重大应用价值的技术；然后介绍了动物细胞融合和单克隆抗体的制备，这两个内容体现了细胞工程在生产实践中的应用。
通过对本章节的学习，学生能够了解动物细胞工程的基本原理和方法，认识到生物技术在现代社会中的重要性和广泛应用，激发学生对科学技术的兴趣和探索精神。
二、学情分析学生在之前已经学习了细胞的结构和功能、细胞的增殖和分化等知识，对细胞的基本概念和生命活动有了一定的了解，这为本章内容的学习奠定了基础。
但是，动物细胞工程涉及到的技术较为复杂，原理抽象，学生在理解和掌握上可能会存在一定的困难。
此外，高中生已经具备了一定的逻辑思维能力和分析问题的能力，但对于一些微观的、抽象的生物学概念和过程，还需要通过直观的手段和具体的实例来帮助理解。
三、教学目标1、知识目标（1）简述动物细胞培养的过程、条件和应用。
（2）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。
（3）举例说出动物细胞融合和单克隆抗体的制备过程及应用。
2、能力目标（1）尝试运用细胞培养的技术模拟操作，培养学生的动手能力和实践操作能力。
（2）通过分析动物细胞工程的相关资料，培养学生获取信息、分析问题和解决问题的能力。
3、情感态度与价值观目标（1）认同动物细胞工程是一项具有广阔应用前景的生物技术，激发学生对生物技术的兴趣和探索精神。
高中生物选修三专题二细胞工程知识点归纳和答案
高中生物选修三专题二细胞工程知识点归纳和答案高中生物选修三专题二细胞工程知识点归纳和答案植物细胞工程和动物细胞工程默写1、细胞工程是在或的操作2、细胞工程按操作对象分为和3、植物细胞工程通常采用的技术手段是：和4、植物组织培养的理论基础是：5、理论上每一个活细胞都应该具有。
因为6、受精卵的全能性最高，受精卵生殖细胞体细胞7、为什么体内细胞没有表现出全能性，而是分化成为不同的组织、器官？8、植物组织培养的外界条件：，内在原理是：9、植物组织培养的过程：经过形成经由过程形成，最后移栽发育成。
10、是指已分化细胞经诱导，失去其特有的结构和功能而变为未分化细胞的过程。
11、是指由外植体长出来高度液泡化、无定形状态薄壁细胞组成的排列疏松无规则的组织。
12、植物体细胞杂交的意义（优势）：。
13、去除细胞壁的常用方法：（纤维素酶、果胶酶等）14、人工诱导原生质体融合方法：物理法：等；化学法：15、融合完成的标志是：16、植物体细胞杂交过程包括：和。
17、植物体细胞杂交的原理是：和18、人工种子的特点是：19、作物脱毒(1)材料:(2)脱毒苗:20、单倍体育种：(1)方法:(2)优点:;21、动物细胞工程常用的技术手段：(基础)、、、22、动物细胞培养的原理是：。
23、用处理，一段时间后获得单个细胞。
24、细胞贴壁：25、细胞的接触抑制：26、原代培养：，培养的第1代细胞与传10代以内的细胞称为原代细胞培养。
将原代细胞从培养瓶中取出，用处理后配制成，分装到两个或两个以上的培养瓶中继续培养，称为27、目前使用的或冷冻保存的正常细胞通常为28、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。
人教版高中生物选择性必修第3册 (基因工程) 动物细胞工程(2) 动物细胞工程(2)教案
1965年，英国科学家进一步证实了灭活的病毒在适当条件下也可以诱发动物细胞融合。
2.回忆人鼠细胞融合的实验。
3.动物细胞融合的方法有哪些？
4.植物体细胞杂交和动物细胞融合的比较有何异同点？
5.动物细胞融合技术有哪些应用？
4.通过介绍单克隆抗体在生产生活中的应用，关注科技发展对人类社会的影响。
教学重点
1.通过对比，说出植物体细胞杂交和动物细胞融合的异同点。
2.通过分析科学家的实验，阐明单克隆抗体制备的基本流程，培养学生的科学探究能力和科学思维。
教学难点
通过分析科学家的实验，阐明单克隆抗体制备的基本流程，培养学生的科学探究能力和科学思维。
通过介绍单克隆抗体在生产生活中的应用，关注科技发展对人类社会的影响
小结
动物细胞融合技术和单抗隆抗体
总结
教案
教学基本信息
课题
动物细胞工程（2）
——动物细胞融合和单克隆抗体
学科
生物学
学段：高中
年级
高二
教材
书名：《选修3现代生物科技专题》出版社：人民教育出版社
出版日期：2月
教学目标及教学重点、难点
教学目标
1.阐明动物细胞融合的概念。
2.通过对比，说出植物体细胞杂交和动物细胞融合的异同点。
3.通过分析科学家的实验，阐明单克隆抗体制备的基本流程，培养)
教学环节
主要教学活动
设置意图
导入
回忆植物体细胞杂交技术的过程。
复习植物体细胞杂交技术，引入新课
动物细胞融合
1.回顾动物细胞融合的发展历程：
19世纪30年代，科学家们相继在肺结核、天花、水痘、麻疹等疾病患者的病理组织中观察到多核细胞。
高中生物选修三专题二 2.2 动物细胞工程
传代10-50代左右，增长缓慢以 至于完全停止，部分细胞核型可 能发生变化（遗传物质可能改变）40-50代细胞 继续传代培养少部分细胞获得 不死性，细胞突变，遗传物质 已经改变，等同于癌细胞。无限传代细 来自 系4、动物细胞培养条件
无菌、无毒的环境
离体培养的细胞对微生物和 有毒物质没有防御能力。 保证细胞顺利 的生长增殖
胰蛋白酶处理 单个细胞
细胞培养
动物细胞培养技术是其他动物细胞工程技术的基础
增殖能力强，分裂旺盛，分化程 度低，容易培养
动物组织细胞间隙中含 胚胎或幼龄动物器官组织 有一定量的蛋白质，将 取出组织 细胞网络起来形成具有 一定弹性和韧性的组织 剪碎 分散成细胞悬浮液利于培养 胰蛋白酶处理 和器官。
单个细胞 细胞悬液
2、下列属于动物细胞工程中的工具是 （ C） A．限制性内切酶 B．DNA连接酶 C．胰蛋白酶 D．果胶酶
3、下列属于动物细胞培养与植物组织培养 主要区别的是 A 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
人耳鼠
在京展出的数天，尽管门票高达20元，但还是有将近20 万人，心甘情愿地掏钱一睹“人耳鼠”的风采。
人耳鼠的出现，透露了怎样的信息？
一、动物细胞培养
发展历史:
20世纪初，人们不知道神经纤维是由神经细胞的 细胞质向外突出形成的，还是由神经细胞周围的其他 细胞融合而成的。生物学家们就这个问题展开了激烈 的争论。1907年，美国生物学家哈里森(Harrison) 从蝌蚪的脊索中分离出神经组织，把它放在青蛙的凝 固的淋巴液中培养。蝌蚪的神经组织存活了好几周， 并且从神经细胞中长出了神经纤维。哈里森的实验不 仅解决了神经纤维的起源问题，而且开创了动物组织 培养的先河。此后，在许多科学家的不懈努力下，动 物组织培养不断改进并逐渐发展成为动物细胞培养。
人教版高中生物选择性必修第3册 (基因工程) 动物细胞工程(3)
教学基本信息
课题
动物细胞工程（3）
——核移植技术和克隆动物
学科
生物学
学段：高中
年级
高二
教材
书名：《选修3现代生物科技专题》出版社：人民教育出版社
出版日期：2月
教学目标及教学重点、难点
教学目标
1.通过阅读核移植和克隆的研究资料，关注科技的发展。
2.通过分析科学家的核移植的研究资料，说出核移植技术的概念和过程等，培养学生的科学思维和科学探究精神。
体细胞核移植技术的应用前景和存在的问题
1.举例说明体细胞核移植技术的应用前景
（1）加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育
（2）增加濒危物种的存活数量
（3）医药卫生：转基因克隆动物作为生物反应器，生产医用蛋白；用克隆动物做疾病模型，追踪研究、治疗疾病
2. 举例说明体细胞核移植技术存在的问题
（1）成功率低
（3）20世纪70年代，我国科学家童第周等人培育的鲤鲫移核鱼
（4）克隆羊多莉的培育
（5）体细胞克隆各种哺乳动物
（6）体细胞克隆动物的发展进程
（7）体细胞克隆猴的培育
2.总结动物细胞核移植的概念、过程等
通过阅读核移植和克隆的研究资料，关注科技的发展。通过分析科学家的核移植的研究资料，说出核移植的概念和过程等，培养学生的科学思维和科学探究精神。
教学过程(表格描述)
教学环节
主要教学活动
设置意图
导入
介绍世界首例体细胞克隆猴：中中和华华
激发学生的学习兴趣导入新课
核移植技术和克隆动物的研究历程
1.跟随科学家的脚步，回顾核移植技术和克隆动物的研究历程：
（1）1952年布里格斯和托马斯·金的豹蛙胚胎细胞核移植实验
人教版高二生物选修三知识点总结：专题二细胞工程
选修3《现代生物科技专题》知识点总结专题2 细胞工程（一）植物细胞工程1.植物组织培养技术（1）原理：植物细胞的全能性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＞动物细胞脱分化再分化发育（2）过程：离体的植物器官、组织或细胞愈伤组织胚状体植物体常用的植物激素生长素和细胞分裂素。
（3）用途：微型繁殖、作物脱毒（选材应该选择茎尖组织）、制造人工种子、单倍体育种（最大的优点是明显缩短育种年限，得到的全为纯种）、筛选突变体、细胞产物的工厂化生产。
（4）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（1）原理：细胞膜的流动性、植物细胞的全能性（2）过程：去壁的方法：酶解法；诱导融合的方法：物理法包括离心、振动、电激等。
化学法是用聚乙二醇（PEG）作为诱导剂。
（4）意义：克服了远缘杂交不亲和的障碍。
（二）动物细胞工程1. 动物细胞培养（1）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。
（2）原理：细胞增殖（3）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。
（4）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。
（5）动物细胞培养需要满足以下条件①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。
②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。
人教版高中生物学选择性必修3生物技术与工程精品课件 第2章 细胞工程 第2节 第1课时 动物细胞培养
B
取材 培养对象
过程 细胞分裂、生长、
分化特点
动物细胞培养
新鲜的组织 分散的单个细胞 原代培养、传代培养
①贴壁生长 ②接触抑制
植物组织培养
续表
植物器官、组织或细胞等 离体的植物器官、组织或细胞等
脱分化、再分化 ①脱分化:形成愈伤组织 ②再分化:形成芽、根等
旁栏边角 想一想
1. ［教材P43从社会中来］在治疗大面积烧伤时，通常采用的方法是取烧伤病人的健 康皮肤进行自体移植。能不能用自体皮肤的单个细胞培养出可供移植的皮肤？ 提示 可以从病人身上取少量正常、健康的皮肤在体外进行培养、扩增。 2. ［教材P44旁栏思考］进行动物细胞培养时常用胰蛋白酶分散细胞，这说明细胞间 的物质主要是什么成分？用胃蛋白酶行吗？
关键点拨 动物细胞培养与植物组织培养的比较
比较项目 生物学原理 培养基性质 培养结果
动物细胞培养 细胞增殖 液体 子代细胞
应用
人造皮肤的构建、动物分泌 蛋白的规模化生产等
植物组织培养 植物细胞的全能性
固体 新的植株 ①快速繁殖 ②作物脱毒 ③培育作物新品种 ④细胞产物的工厂化生产
比较项目 培养条件
3. ［教材P45思考·讨论］幼龄动物的细胞与老龄动物的细胞比较，分化程度低的细 胞与分化程度高的细胞比较，哪些细胞更易于培养？为什么？ 提示 细胞的增殖能力与供体的年龄有关，幼龄动物的细胞增殖能力强，有丝分裂旺盛， 老龄动物的细胞则相反。所以，一般来说，幼龄动物的细胞比老龄动物的细胞易于培 养。同样，分化程度越低的细胞，增殖能力越强，所以更容易培养。
旁栏边角 想一想
提示 该技术可能被用于治疗不孕症；获得足够量的生殖细胞来进行濒危物种的克隆研 究；获得生殖细胞进行转基因操作，再经过受精、胚胎发育等过程来获得转基因动物等。
新课标高中生物专题2细胞工程2.2动物细胞工程2.2.1动物细胞培养和核移植技术课件新人教版选修
生长 特点
接种前 处理
培养条件
培养 目的
培养 结果
贴壁生长，细胞增殖不分化
诱导形成愈伤组织，细胞增 殖分化
细胞进行异养需氧代谢
灭菌、用胰蛋白酶处理，使 组织分散成单个细胞
灭菌
恒温、无菌、无需光照 常温、无菌、光照条件
①生产蛋白质生物制品 ①快速繁育无病毒植株
②获取大量细胞
②生产药物、食品添加剂、
③检测有毒物质
解析：克隆过程中细胞质遗传物质来自一方，而细胞核中遗传 物质来自另一方，所以小马的性状与甲马不完全一致。该过程只能 说明动物细胞核具有全能性，而不能证明动物细胞的全能性。
答案：C
3．关于克隆，除个体水平外，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的细胞在体外离体培养成细胞 系
变。( × ) (5)传代培养的细胞因为以有丝分裂方式增殖，所以在传代过程
中其遗传物质保持不变。( × )
(6)只要培养条件适宜，细胞都可在体外无限繁殖。(× ) (7)可用于检测有毒物质、构建人造皮肤、大量生产药物蛋白。 (√ ) (8)为了防止培养过程中发生微生物污染，应将培养箱抽成真空 以消毒、灭菌。( × )
(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_血__清__可__以__补__充__合__成__培__养__基__中__缺__乏___的__物__质________________
________。细胞培养应在含 5%CO2 的恒温培养箱中进行，CO2 的作用是__维__持__培__养__液__的__p_H_________________________________。
①先用胰蛋白酶等处理贴满瓶壁的细胞
高中生物选修3(人教版)动物细胞工程课件
2、动物细胞培养 的条件 (1)无菌无毒的环境 (2)营养 (3)温度和pH (4)气体环境
比较：植物的组织培养的条件
植物组织培养和动物细胞培养的比较
比较项目 原理
培养基性质
植物组织培养 细胞的全能性
固体培养基
动物细胞培养 细胞增殖
液体培养基
培养基特有成分 蔗糖 植物激素 葡萄糖 动物血清
培养结果 培养目的
动物 细胞 工程 常用 技术
动物细胞培养 核移植 动物细胞融合 单克隆抗体技术 胚胎移植技术
一、动物细胞培养
1、概念：zxxk
是从动物机体中取出相关组织， 将它分散成单个细胞,放在适宜的培 养基中，让这些细胞生长和增殖
胚胎组织或幼龄动物组织
贴壁生长 接触抑制
5%CO2维持培 养液的pH
P46讨论
P50思考与探究
一、动物细胞融合
1、概念： “2个或多个动物细胞”→“1”、“杂交单核细胞”
2、过程： 细胞A
细胞B
物理法 化学法
仙台病毒
灭活的病毒
疱疹病毒
杂种细胞
新城鸡瘟病 毒
用灭活的病毒诱导动物细胞融合过程
思考讨论： 为什么细胞融合过程 中使用的病毒需要 灭活？
病毒颗粒 细胞核
细胞核
二、单克隆抗体
3、为什么培养前要将组织细胞分散成单个细胞？
成块组织不利培养，分散了做成细胞悬浮液利于培养
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？
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
3. 动物细胞培养的应用
(１)大规模生产有重要价值的蛋白质生物制品。
如病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体
高中选修3《现代生物科技专题》知识点总结
选修3易考学问点背诵专题1 基因工程基因工程的概念基因工程是指根据人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因技术，给予生物以新的遗传特性，创建出更符合人们须要的新的生物类型和生物产品。
基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA重组技术。
（一）基因工程的基本工具1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶）（1）来源：主要是从原核生物中分别纯化出来的。
（2）功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性。
（3）结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。
2.“分子缝合针”——DNA连接酶(1)两种DNA连接酶（E·coliDNA连接酶和T4DNA连接酶）的比较：①相同点：都缝合磷酸二酯键。
②区分：E·coliDNA连接酶来源于T4噬菌体，只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来；而T4DNA连接酶能缝合两种末端，但连接平末端的之间的效率较低。
(2)与DNA聚合酶作用的异同:DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。
DNA连接酶是连接两个DNA片段的末端，形成磷酸二酯键。
“分子运输车”——载体（1）载体具备的条件：①能在受体细胞中复制并稳定保存。
②具有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。
③具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。
（2）最常用的载体是质粒,它是一种袒露的、结构简洁的、独立于细菌拟核DNA之外，并具有自我复制实力的双链环状D NA分子。
（3）其它载体：入噬菌体的衍生物、动植物病毒(二)基因工程的基本操作程序第一步：目的基因的获得1.目的基因是指：编码蛋白质的结构基因。
目的基因获得方法：从基因文库中获得; PCR技术扩增目的基因;人工化学干脆合成2.原核基因实行干脆分别获得，真核基因是人工合成。