动物细胞培养学案.docx

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动物细胞培养学案

细 胞 工 程（教案）

一、教学目标

（一）知识目标

（1）简述细胞工程的基本技术。

（2）简述植物细胞工程与动物细胞细胞工程的过程、方法与原理。

（二）能力目标

通过过程图的解读和有关原理和方法问题的探讨，培养学生严谨细致的学习作风，提高理解和表达能力。

（三）情感目标

通过创设让学生自主交流学习的环境，让学生感受到相互帮助、相互学习的乐趣。

二、教学重点

（1）动物细胞融合技术与植物体细胞杂交的区别

（2）单克隆抗体的制备过程、方法与原理

三、教学难点

（1）动物细胞融合技术与植物体细胞杂交的区别

（2）单克隆抗体的制备过程、方法与原理

四、课前准备（学案编制、课件制作、教学模式整理）

五、教学过程：

引入：

通过多利羊产生的报道引入动物细胞工程。

【师】阅读课本，描述细胞培养过程。

学生展示。

【生】

【师】请同学用简练的语言描述描述细胞培养的过程，并提出其中有哪些注意事项，并思考下面问题。

■ 在动物细胞培养过程中，为什么要用胰蛋白酶对取出的动物组织进行处理？

 【生】胰蛋白酶处理动物组织，可以使动物组织细胞间的胶原纤维和细胞外的其他成分酶解，获得单个细胞。

【师】细胞培养看来大家都已经很熟悉。

我们继续强调几个概念，辨析比较细胞株和细胞系。

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。

【生】按要求识记，记笔记。

【师】学生背诵，用思考题强化知识点。

1、动物细胞培养液的主要成分是什么？

较植物组培培养基有何独特之处？

2、为什么选用动物胚胎或幼龄个体的器官或组织做动物细胞培养材料？

3、为什么培养前要将组织细胞分散成单个细胞？

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？

【生】

1、主要成分：

葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等。

独特之处有：

1、液体培养基2、成分中有动物血清等

2、因为这些组织或器官上的细胞生命力旺盛，分裂能力强

3、成块组织不利培养，分散了做成细胞悬浮液利于培养

4、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

【师】植物组织培养和动物细胞培养的比较

【生】

屏幕上展示

比较项目

植物组织培养

动物细胞培养

原理

细胞的全能性

细胞增殖

培养基性质

固体培养基

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

植物体

细胞株、细胞系

培养目的

快速繁殖、培育无病毒植株

获得细胞或细胞分泌蛋白

【师】阅读课本，明确核移植的概念，讨论核移植应用的前景及存在的问题。

【生】学生讨论，各抒己见。

【师】讨论下列问题。

 1、什么叫动物细胞融合？

植物体杂交技术与动物细胞融合有什么不同呢？

2、动物细胞在结构上有何区别？

这与它们杂交或融合过程有什么影响？

3、动物细胞融合与植物原生质体融合的基本原理是否相同？

两者的融合过程是否也一样？

【生】细胞融合过程：

【师】诱导细胞融合的物质有哪些并讨论解决下面问题。

1、为什么细胞融合过程中使用的病毒需要灭活？

不灭活行吗？

2、细胞融合技术应用于哪些方面？

3、植物体细胞杂交和动物细胞融合的比较

【生】 1、因为灭活的病毒能使细胞膜上的蛋白质分子和脂

质分子重新排布，细胞膜打开，细胞发生融合，不灭

活的话会感染细胞，而不能诱导细胞融合。

2、细胞学、遗传学、免疫学及制备单克隆抗体

3、

比较项目

植物体细胞杂交

动物细胞融合

细胞融合原理

细胞膜的流动性、

细胞膜的流动性

细胞融合的方法

去除细胞壁后诱导原生质体融合

使细胞分散后诱导细胞融合

诱导方法

物理（离心、振荡、电刺激）

化学（聚乙二醇）

物理、化学方法（同左）

灭活的病毒

用途

获得杂种植株

制备单克隆抗体

【师】阅读课本，明确单克隆抗体的制备。

【师】下面请同学们以小组为单位，找出图中包含的细胞工程的过程，并用图中字母加“→”表示出来写在学案的指定位置。

1分钟内完成，现在开始！

 附：

植物组织培养：

                       动物细胞融合：

植物体细胞杂交：

                       动物体细胞核移植：

动物细胞培养：

                       单克隆抗体的制备：

【师】时间到！

请各组停下手头工作！

下面和大家一起来分享学习成果！

动物细胞培养过程

1、两个过程

                           单克隆抗体制备过程

一个诱导细胞融合的新方法－－灭活病毒

2、三个“一一个新细胞－－杂交瘤细胞

一个优势－－单克隆抗体特异性强、灵敏度高的优势

（三）图文对接：

【学案例题】                                          

【例】：

据上图回答下列问题：

（可翻阅教材）

（1）其中①②过程分别为____________、____________过程，这些过程都应始终在        条件下进行。

②过程中细胞的全能性变 　__（填大或小）。

①过程产生的C称为_______________。

如果要诱导C生根，那么应该控制培养基中生长素与                的相对含量比较        （填高或低）。

（2）③过程的目的是　　　　　，常用             （填试剂）处理，得到的E、G可称为         。

④过程常见的诱导方法有：

                               （任举两例）。

此技术与传统杂交相比其

显著优点是：

                                   。

（3）图中的O小鼠可称为      动物，M为去核细胞，则其一般取自动物的__________________。

该工程技术体现了_______________具有全能性。

（4）⑥过程常在培养瓶中进行，粘附性细胞通常会　　　　　生长，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_________（填试剂）将其分散成为单个细胞分瓶进行培养。

Q细胞的初次培养称为       培养，分瓶进行培养称为      培养。

有些细胞经过⑥过程后可能具有了无限增殖能力，如图中S的细胞，其可无限增殖是因为细胞发生了___________。

（5）若S细胞是骨髓瘤细胞，则T细胞应该为_________细胞，⑦过程为______________过程，常用________________（任填一种）方法诱导。

S、T细胞能融合在一起,体现了细胞膜具有一定的___________。

经过筛选得到的U细胞具有两种细胞的特性,即可____________________和____________________。

（6）图中V为______________，与传统抗体相比它具有__________________________________的优点。

目前，科学工作者正在研究治疗癌症使用的生物导弹是             +抗癌药物。

答案：

（1）脱分化     再分化   无菌   小    愈伤组织     细胞分裂素   高

（2）去除细胞壁  纤维素酶或果胶酶   原生质体    离心、振动、电激；聚乙二醇（任写两种）

    克服了远缘杂交的不亲和性

（3）克隆   卵（母）细胞   动物细胞核

（4）贴壁   接触抑制    胰蛋白酶或胶原蛋白酶   原代   传代     癌变

（5）B淋巴  细胞融合  物理：

离心、振动、电激；化学：

聚乙二醇或灭活的病毒（任写一种）

流动性  无限增殖   产生特异性抗体

（6）单克隆抗体   特异性强，灵敏度高，并能大量制备  单克隆抗体

【师】巡视大家完成情况，掌握大家可能存在的问题。

【师】时间到，大家都停下来！

可能有部分同学单独完成的话，多少会有一些困难，现在给大家2分钟时间，允许组内讨论，看看能不能通过讨论，解决所有问题！

现在开始！

【生】组内讨论

【师】时间到，请停下来！

现在大家还有没有解决不了的问题？

有的话请举手，以小组为单位提出来！

【生】某小组提出存在的问题

【师】其他组有没有答案，或者能够解释的？

【生】组间答疑，针对全体学生表达本小组的观点、意见。

（尽可能让学生帮学生解决问题）

【师】（如果有多组有不同疑问，就重复上述步骤。

直到学生间已暂无问题或者出现已解决不了的问题，老师再做引导。

）

………………

【师】视现场情况作两手准备：

①    如果学生完成任务较顺利，可由小组讨论提出除题中涉及到的问题以外的自己有疑惑的问题。

②    如果大家共同讨论后还有无法解决的问题，老师可提示、引导学生完成上述任务。

【预计用时约15分钟，视现场学情而定】

（以下内容，为备用内容，视现场学情而定。

如果时间允许，而且学生掌握情况较好，就可开展下列学习任务，以提高学生分析问题的能力。

）

【过渡】熟练地掌握这些基本知识之后，追求高分就有基础了，但要尽可能得满分的话，还要适当加强对某些细节的理解与把握。

现在我们再回到细胞生活史图中来看一下：

【师】就细节提问，学生思考作答：

     在单克隆抗体的制备过程中，第一步要给小鼠注射抗原的作用是什？

如果不考虑３个或以上细胞的融合，那么在T、U细胞融合过程中，实验后最多可能存在5种细胞。

我们的目的是得什么细胞？

                                                                      【过渡】那么我们如何将其选择出来呢？

下面我们一起来看一道“例题”：

【PPT展示】

   给大家3分钟，请以小组为单位讨论解决！

【例】已知细胞合成DNA有D和S两条途径，其中D途径能被氨基嘌呤阻断。

人淋巴细胞中有这两种DNA的合成途径，但一般不分裂增殖。

鼠骨髓瘤细胞中尽管没有S途径，但能不断分裂增殖，将这两种细胞在试管中混合，加聚乙二醇促融，获得杂种细胞。

请回答：

（1）试管中除融合的杂种细胞外，还有                种融合细胞。

（2）设计一种方法（不考虑机械方法），从培养液中分离出杂种细胞，并说原理。

       方法：

                                                               。

       原理：

                                                                            。

答案：

（1）2 

（2）培养液中加入氨基嘌呤，收集增殖的细胞 

加入氨基嘌呤，使D合成途径阻断，仅有D合成途径的骨髓瘤细胞及其彼此融合的细胞就不能增殖，但杂交瘤细胞中可以利用淋巴细胞中的S途径合成DNA而增殖 

【生】阅读材料，完成例题。

【师】请学生展示答案，（如有困难，适当引导，尽可能让学生完成）。

     总结：

这道题给我们提供了一种可能的筛选思路，而实际中，我们就是用这种原理来设计选择培养基的。

这样我们就可以顺利地筛选出杂交瘤细胞，进而进行抗体检测，最终获得符合要求的杂交瘤来制备单克隆抗体。

【用时约8分钟】

【师】小结：

选修三的复习策略：

落实教材，掌握过程，熟悉概念！

 作业布置：

检测与反馈：

附：

检测与反馈：

1．“太空婚礼”相关资料

【资料一】中科院上海植物生理生态研究所在“神舟四号”飞船进入太空后为一对“新人”——黄花烟草原生质体和革新一号烟草原生质体举办了特殊的“太空婚礼”。

将两个“新人”放入融合器中，当充满液体的融合器加上直流电场，两个原本相互游离的细胞一下子贴到一起，开始了“窃窃私语”。

紧接着，在瞬间高压脉冲的作用下，细胞膜被击出了一个小孔，透过这微小的空间，两股细胞质展开了“心灵沟通”。

渐渐地，它们俩已是你中有我，我中有你，一个新生命就这样诞生了。

地面实验结果显示：

用于融合的两个“新人”，一个开的是粉花（标记为“一号”），一个开的是黄花（标记为“二号”）融合后的细胞再生植株开的是黄花，但形状却和一号相同（称“一号形状”，另一个称“二号形状”）。

这种“太空烟草”比普通烟草个子矮，株秆粗，烟叶多，是我国太空育种试验的一项重大成果。

请据上述资料，回答下列问题：

（1）上述“太空婚礼”中用到的诱导融合技术是                     。

由于细胞的密度不同，因此在地面上进行细胞融合非常困难。

在太空中细胞更容易融合，从理论上讲可能的原因是              。

在显微镜下观察，“新人”的细胞膜可融合在一起使细胞呈圆球状，这是因为膜具有           性。

（2）两种烟草原生质体融合时，黄花烟草——革新一号烟草类型是我们需要的，这样的细胞经组织培养后，再生的植株属          倍体。

（3）植物体细胞融合技术与传统的有性杂交相比，其优点是                    。

（4）“太空烟草”能稳定遗传吗？

为什么？

【资料二】首次在神舟四号飞船上举行的“太空婚礼”，新人不仅有植物还有动物，动物细胞“新人”是小鼠的某种淋巴细胞和骨髓瘤细胞，新人在“产房”—电融合仪内孕育新生命。

一段时间后，我国首批“太空娃娃”终于顺利诞生。

经地面对照实验表明，“太空婚礼”的细胞融合率大大提高。

科学家从动物细胞“新人”的“太空娃娃”中选育出能产生高特异性抗体的细胞，用来大量制备抗体，其流程如下图：

请据资料回答下列问题：

（1）图中的某种淋巴细胞是指    淋巴细胞，它是由动物体骨髓中的       细胞分化、发育而来。

（2）将特定的抗原注入小鼠的目的是                                                 

（3）融合后，置于培养基上的细胞有多种。

如果不考虑融合时3个及以上细胞的融合，那么在培养基上最多可能有          种细胞。

图中HAT培养基的作用是                     。

因为未融合的亲本细胞和融合的具有         的细胞都会死亡，只有融合的杂种细胞才能生长。

（4）选出的杂交瘤细胞既具备骨髓瘤细胞的迅速         特点，又具备淋巴细胞的_________   特点，经过选择性培养的杂交瘤细胞，还需进行克隆化培养和___________，经多次筛选，就可获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。

最后将杂交瘤细胞在体外条件下做大规模培养，或注射到小鼠腹腔内增殖，从________________或小鼠腹水中，就可以提取出大量的单克隆抗体了。

（5）用这种方法制备的抗体与常规的血清抗体相比，最主要的优点是                   。