高中生物教案細胞核

第四章、細胞與細胞工程。

第四章、細胞與細胞工程
1、細胞的生物膜系統(tǒng)
1各種生物膜在結(jié)構(gòu)上的聯(lián)系：2各種生物膜在功能上的聯(lián)系：
3各種生物膜的化學組成大致相同（蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、糖類）但含量有差別。
4生物膜系統(tǒng)的概念：細胞內(nèi)由細胞膜、核膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜、高爾基體膜、線粒體膜、質(zhì)體膜等膜結(jié)構(gòu)組成的統(tǒng)一整體。
5生物膜系統(tǒng)的功能：①使細胞具有一個相對穩(wěn)定的內(nèi)部環(huán)境，在物質(zhì)的運輸與交換及信息傳遞中起決定性作用；②增大膜的面積，供酶、核糖體等附著在上面，使各種化學反應有序的進行；③將細胞分隔成許多小區(qū)室，使各種化學反應能同時進行而不互相干擾。
6研究生物膜的重要意義：①理論上闡明細胞的生命活動規(guī)律②工業(yè)上成為人工模擬的對象（濾去鹽分、處理污水）③農(nóng)業(yè)上研究農(nóng)作物的抗旱、抗寒、耐鹽④醫(yī)學上人工合成膜材料代替病變器官（人工腎）。
2、細胞工程簡介
1細胞工程概念：是指應用細胞生物學和分子生物學的原理和方法，通過某種工程學手段，在細胞整體水平或細胞器水平，按照人們的意愿來改變細胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細胞產(chǎn)品的一門綜合科學技術(shù)。
2植物細胞工程
（1）細胞的全能性：生物體的細胞具有使后代細胞形成完整個體的潛能。細胞的全能性是細胞工程的原理。其物質(zhì)基礎是每一個細胞都含有本物種所有的全套遺傳物質(zhì)，具有全部的基因。受精卵的全能性最高，卵細胞已分化全能性較高，體細胞全能性比生殖細胞低。
分化實質(zhì)上是基因在特定的時間和空間條件下選擇性的表達的結(jié)果。
植物細胞在一定的營養(yǎng)物質(zhì)、激素和其他外界條件下，就可表現(xiàn)出全能性。
植物組織培養(yǎng)：①原理：依據(jù)細胞的全能性。
②過程：
脫分化再分化
離體的植物器官、組織或細胞愈傷組織　根、芽植物體
脫分化：由高度分化的植物器官、組織或細胞產(chǎn)生愈傷組織的過程，稱為植物組織的脫分化（去分化）。
脫分化：是指已經(jīng)分化的細胞失去其特有的結(jié)構(gòu)和功能變成具有未分化細胞（胚性細胞）特征的過程。
愈傷組織：細胞排列疏松而無規(guī)則，是一種高度液泡化的呈無定形狀態(tài)的薄壁細胞。
再分化：是指已去分化的胚性細胞在某種誘導因素的激活下，再出現(xiàn)程序化的分化。
植物體細胞的組織培養(yǎng)是一種無性生殖
③植物組織培養(yǎng)的應用：快速培養(yǎng)、培育無病毒植株、生產(chǎn)藥物、食品添加劑、香料、色素、和殺蟲劑（紫草愈傷組織中可提取紫草素）、人工種子轉(zhuǎn)基因植物的培育、植物體細胞雜交等。
（3）植物體細胞雜交：
①植物體細胞雜交的過程：
A.制備原生質(zhì)體，用纖維素酶、果膠酶分解細胞壁。
B.誘導融合，注意物理方法的類型（離心、振動、電刺激）和化學方法的藥劑——聚乙二醇。
C.植物細胞A和植物細胞B雜交時，除了產(chǎn)生AB型融合細胞外，還可以產(chǎn)生AA、BB型，只不過這兩種融合細胞不是人們所需要的類型。
D.篩選和組織培養(yǎng)。
②優(yōu)點：可以克服遠源雜交不親和的障礙。
3動物細胞工程：常用的技術(shù)手段有：動物細胞培養(yǎng)、動物細胞融合、單克隆抗體、胚胎移植、核移植。
（1）動物細胞培養(yǎng)：細胞培養(yǎng)按細胞的來源不同可以分為原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)。
A.原代培養(yǎng)：培養(yǎng)的細胞直接來源于動物的組織叫原代培養(yǎng)。動物的組織可以取自胚胎，幼小的動物或成年的動物，可以是病理性的，特別是腫瘤組織。具體做法是：先將組織盡量剪碎，然后用胰蛋白酶液消化成分散的細胞，過濾除去纖維類物質(zhì)，再把細胞放到培養(yǎng)液中培養(yǎng)。
B.傳代培養(yǎng)：細胞在培養(yǎng)容器的表面長滿后，可以用胰蛋白酶把細胞消化下來，使其分散為懸浮的單個細胞，用培養(yǎng)液稀釋后，重新接種于新的培養(yǎng)容器中繼續(xù)培養(yǎng)。傳代細胞分為細胞株和細胞系兩大類。
應用：大面積燒傷病人的皮膚細胞的移植。單克隆抗體的制備。
（2）動物細胞融合：細胞融合是指兩個或兩個以上的細胞融合為一體的現(xiàn)象。它可以是自然發(fā)生的或人工誘導的。自然界中細胞融合是經(jīng)常發(fā)生的，有性生殖中精卵結(jié)合是其中的例子。人工誘導的細胞融合是利用誘導劑使細胞或原生質(zhì)體融合在一起。動物細胞融合要求掌握的情況與植物相似。如過程、方法、誘導條件（劑）、結(jié)果等。動物細胞融合常常用到的誘導劑是滅活的仙臺病毒，植物不用。
（3）單克隆抗體：抗體是由B淋巴細胞制造的。每一種淋巴細胞只制造單一特異性的一類抗體分子，但因為體內(nèi)有大量的不同淋巴細胞，所以動物體內(nèi)的抗體是一種混合物。如果能分離出單個的淋巴細胞，讓它形成一個克隆，那么這個克隆的所有細胞制造的抗體都是一樣的，這樣的抗體叫單克隆抗體。但是，在體外培養(yǎng)的條件下，一個淋巴細胞是不可能無限增殖的。
①雜交瘤細胞的制備過程：首先用抗原免疫小鼠，然后取免疫小鼠的脾臟細胞（含有大量的淋巴細胞），與體外培養(yǎng)的骨髓瘤細胞混合，以聚乙二醇誘導融合。將融合后的細胞放到選擇性培養(yǎng)基上培養(yǎng)，在這種培養(yǎng)基中只有雜交細胞可以成活，別的細胞死亡。將成活的雜交細胞克隆化培養(yǎng)，檢測能否產(chǎn)生抗體。要獲得單克隆抗體可以培養(yǎng)雜交瘤細胞，從培養(yǎng)液中分離抗體；也可以將雜交瘤細胞注射到小鼠的腹腔內(nèi)，待其產(chǎn)生出腫瘤后，從腹水中分離出單克隆抗體。大量克隆抗體可以通過雜交瘤細胞的大規(guī)模培養(yǎng)來生產(chǎn)。
②單克隆抗體比起血清抗體的優(yōu)點：首先，它特異性好，反應專一，只對單一的抗原決定起反應；其次，一旦制備成功，理論上就可以一勞永逸地大量生產(chǎn)抗體，不用這反復去免疫動物。
③單克隆抗體的醫(yī)學應用價值：由于單克隆抗體的高度特異性，在醫(yī)學檢驗中，被用來對各種傳染病和腫瘤的診斷、治療和預防具有重要意義。為了增強藥物抗癌的選擇性，可以制備針對腫瘤細胞的單克隆抗體，把一些毒素分子與此抗體相連，制成“生物導彈”，這樣就可以將藥物導向癌細胞靶子，不再對正常細胞造成傷害。

擴展閱讀

第四章細胞的物質(zhì)輸出和輸入

第四章細胞的物質(zhì)輸出和輸入

第一節(jié)物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗?課時）一、教學目標：

：舉例說出細胞膜是選擇透過性膜

：嘗試提出問題，作出假設，對探究活動進行設計

進行關(guān)于職務細胞吸水和失水的實驗設計和操作

二、教學重點：

重點：舉例說出細胞膜是選擇性透過膜

難點：嘗試提出問題，作出假設

三、教學用具：ppt、實驗材料

四、教學準備：

五、教學過程

教學內(nèi)容

教師活動

學生活動

（一）引入

復習舊知識，細胞膜的功能之一是：控制物質(zhì)的進出。提出問題：物質(zhì)是如何進出細胞膜的呢？（二）問題探討

問題探討：用幻燈片展示實驗，提出問題：漏斗管內(nèi)的液面為什么會升高？如果換成紗布，會怎么樣，說明玻璃紙有什么特性？什么物質(zhì)跨越了玻璃紙？如果內(nèi)外的蔗糖溶液濃度相同，液面會怎么變化？

補充資料：什么是半透膜

思考、討論并回答問題。

（三）細胞的吸水和失水

幻燈片展示紅細胞吸水和失水的試驗。提出問題，引導學生完成資料分析后的討論題。學生完成討論并交流后進行歸納和總結(jié)：紅細胞的細胞膜是半透膜；細胞吸水和失水的原理（略）

提出問題：植物細胞吸水和失水的情況和動物細胞有區(qū)別嗎？用問題引導學生說出動物細胞與植物細胞結(jié)構(gòu)的差異：細胞壁；植物細胞的內(nèi)環(huán)境與動物細胞的有什么不同。引出原生質(zhì)層的概念。

以提綱的方式知道學生完成探究活動的設計。[提出問題（價值高的）、作出假設、設計實驗、進行實驗、分析結(jié)果、得出結(jié)論。閱讀資料分析，討論相關(guān)問題，并且回答交流講出植物細胞與動物細胞在結(jié)構(gòu)上的差異學生完成探究活動的設計（4人小組，書面）學生完成“植物細胞質(zhì)壁分離”的實驗。

第2節(jié)生物膜的流動鑲嵌模型

一、教學目標：

：理解生物膜流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容

：了解科學研究是一個不斷探索，不斷完善的漫長過程。

二、教學重點：

重點：理解生物膜流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容

難點：生物膜的流動性

三、教學用具：ppt

四、教學準備：預習相關(guān)內(nèi)容

五、教學過程：

教學內(nèi)容

教師活動

學生活動

（一）引入

提出問題：細胞膜為什么能控制物質(zhì)的進出；生物膜之間為什么能互相轉(zhuǎn)化；細胞膜為什么能發(fā)生形態(tài)上的改變（變形蟲的圖片，或者視頻）

學生思考，并回顧相關(guān)的知識

（二）

植物細胞工程

選修本
第14課時植物細胞工程

知識精講
一、植物細胞工程常用技術(shù)——植物組織培養(yǎng)和植物細胞雜交
二、理論基礎——細胞的全能性
1．細胞的全能性概念：生物體的細胞具有使的潛能，這種特性叫細胞的全能性。
2．物質(zhì)基礎：生物體的每個細胞都包含有的全套，都有發(fā)育成完整個體所必須的。
3．實現(xiàn)條件：在植物細胞或組織處于時，在一定的、和的作用下，就可能表現(xiàn)出全能性。
三、植物組織培養(yǎng)
1．過程：
2．應用：請舉出3例。
四、植物體細胞雜交
1．概念：用兩個來自植物的融合成一個，并且把培育成新的植物體的方法。
2．傳統(tǒng)有性雜交方法不能完成的原因是。
3．過程：

題例領(lǐng)悟
下例屬于植物組織培養(yǎng)的是
A．花粉培養(yǎng)成單倍體植株B．芽發(fā)育成枝條
C．根尖分生區(qū)發(fā)育成成熟區(qū)D．未受精的卵細胞發(fā)育成植株
解析：組織培養(yǎng)是指離體的器官、組織或細胞經(jīng)過脫分化、再分化形成完整植物體的過程，芽發(fā)育成枝條、根尖分生區(qū)發(fā)育成成熟區(qū)只是體內(nèi)分化的器官和組織形成了機體的一部分，未受精的卵發(fā)育成植株是受母體的控制的。答案：A

自我評價
一、選擇題：
1．在一個生物體內(nèi)，細胞沒有表現(xiàn)全能性，原因是
Ａ．細胞失去了全能性Ｂ．細胞中的基因部分丟失
Ｃ．細胞中的基因選擇表達Ｄ．細胞中的基因變異不同
2．有關(guān)全能性的表述中，不正確的是
Ａ．受精卵在自然條件下能使后代細胞形成完整個體，因此全能性最高
Ｂ．生物體內(nèi)細胞由于分化全能性不能表達
Ｃ．卵細胞和受精卵一樣，細胞未分化，全能性很高
Ｄ．植物細胞離體培養(yǎng)在一定條件下能表現(xiàn)出全能性
3．下列屬于組織培養(yǎng)的是
Ａ．花粉培養(yǎng)成單倍體植株Ｂ．芽發(fā)育成枝條
Ｃ．根尖分生區(qū)發(fā)育成成熟區(qū)　Ｄ．未受精的卵細胞發(fā)育成植株
4．用植物組織培養(yǎng)技術(shù)，可以培育出或生產(chǎn)出
Ａ．食品添加劑Ｂ．無病毒植物Ｃ．人工種子?。模瓵、B、C都是
5．當植物細胞脫離了原來所在的植物體的器官或組織而處于離體狀態(tài)時，下列有可能使其表現(xiàn)出全能性、發(fā)育成完整植株的是
Ａ．細胞分裂素?。拢L素
Ｃ．一定的營養(yǎng)物質(zhì)?。模陨先?br> 二、非選擇題：
6．生物體的每一個活細胞都應該有全能性，這是因為生物體的每一個細胞都含有該物種所特有的，都有發(fā)育成完整個體所必須的。
7．右圖為兩個種間植物細胞融合和再生植株示意圖，回答（一～八表示各步驟）
（1）從步驟一到步驟二是植物細胞形成的階段，其關(guān)鍵技術(shù)是。
（2）從步驟二到三一般要用作為促融劑。
（3）步驟五為過程，完成體細胞雜交。
（4）在形成再生植物的過程中與組織培養(yǎng)有相似之處的步驟是。理由是。
（5）步驟八表示選擇體細胞雜種植株，雜種植株在形態(tài)上表現(xiàn)為，其根本原因是　。
（6）該項研究解決了育種過程中的什么問題？
　。

自我評價答案
1C2C3A4D5D6全部的遺傳物質(zhì)全部的基因7⑴分離原生質(zhì)體細胞壁的去除⑵聚乙二醇⑶原生質(zhì)體融合⑷六～七都有轉(zhuǎn)移愈傷組織到新的培養(yǎng)基的過程⑸具有兩個親本的特性具有雙親的全部遺傳物質(zhì)⑹遠緣雜交不親和的問題

動物細胞工程

選修本
第15課時動物細胞工程

知識精講
一、動物細胞工程常用技術(shù)——動物細胞培養(yǎng)、動物細胞融合、單克隆抗體、胚胎移植、核移植等；技術(shù)是其他動物細胞工程技術(shù)的基礎。
二、動物細胞培養(yǎng)
1．過程：2．應用：①大規(guī)模的生產(chǎn)重要價值的蛋白質(zhì)生物制品②燒傷病人植皮③培養(yǎng)的動物細胞用于檢測有害物質(zhì)④培養(yǎng)正?；虿∽兗毎捎诳蒲校ㄈ绾＠毎担?br> 三、動物細胞融合
1、動物細胞融合相當于植物體細胞雜交的過程。
2、動物細胞融合與植物細胞融合的基本原理同，誘導融合的方法基本相似，只是除法、法外，還用到方法——以作為誘導劑。
四、單克隆抗體
概念：用單個B淋巴細胞進行，也就是通過，形成，這樣的就可能產(chǎn)生出化學性質(zhì)、的抗體——單克隆抗體。
制備：將免疫B淋巴細胞與骨髓瘤進行細胞融合，經(jīng)過后得到細胞。這種細胞經(jīng)過后能產(chǎn)生特定。將這樣的細胞群在條件下或注射到內(nèi)增殖，這樣就可以獲得大量的單克隆抗體了。
應用：①疾病診斷、治療、預防，與常規(guī)抗體相比特異性強、靈敏度高；②治療癌癥——“生物導彈”。

題例領(lǐng)悟
例1．動物細胞融合和植物體細胞雜交的比較中，正確的是
Ａ．誘導融合的方法完全相同　Ｂ．所用的技術(shù)手段完全相同
Ｃ．所采用的原理完全相同Ｄ．都能形成雜種細胞
解析：原理不同，方法和技術(shù)手段基本相同，但不完全相同。答案：D
例2．下圖可表示細胞融合技術(shù)的一些過程，請巨圖回答：
（1）若A、B細胞為動物細胞，從A和B細胞到C細胞的過程中，常用作為來誘導融合。
（2）若A、B細胞為植物細胞，那么這樣的細胞已經(jīng)用酶降解脫掉了。這種酶可能是酶，由此生成的A和B細胞稱為。
（3）若A細胞為骨髓瘤細胞，B細胞為B淋巴細胞，那么D細胞稱為細胞。由D細胞連續(xù)分裂產(chǎn)生大量細胞的過程，稱為過程。這種細胞既能無限繁殖，又能產(chǎn)生。
解析：略。答案：（1）滅活的病毒誘導劑（2）細胞壁纖維素原生質(zhì)體
（3）雜交瘤細胞細胞培養(yǎng)單克隆抗體

自我評價
一、選擇題
1．用動物細胞培養(yǎng)技術(shù)使細胞傳到50代以后仍能傳下的傳代細胞稱為
Ａ．原代細胞?。拢畟鞔毎。茫毎担模毎?br> 2．不能人工誘導原生質(zhì)體融合的方法是
Ａ．振動?。拢碳ぁ。茫甈EG試劑　Ｄ．重壓
3．下列細胞中，不具有細胞全能性特點的細胞是
Ａ．心肌細胞　Ｂ．神經(jīng)細胞?。茫钠蛹毎。模举|(zhì)部導管細胞
4．動物細胞融合技術(shù)最重要的用途是
Ａ．培養(yǎng)多倍體的經(jīng)濟動物Ｂ．培養(yǎng)具有雙親優(yōu)良性狀的經(jīng)濟動物
Ｃ．制備單克隆抗體?。模瓵、B兩項
5．關(guān)于單克隆抗體不正確的是
Ａ．化學性質(zhì)單一Ｂ．用有性繁殖獲得
Ｃ．特異性強Ｄ．可用于治病、防病
6．能提高良種家畜繁殖能力的細胞工程技術(shù)是
Ａ．組織培養(yǎng)　Ｂ．細胞融合?。茫咛ヒ浦病。模毎艘浦?br> 7．在動物細胞培養(yǎng)中，所培養(yǎng)的動物細胞大都取自
Ａ．幼齡動物器官Ｂ．老齡動物器官
Ｃ．中年動物器官Ｄ．中年動物器官
二、非選擇題
8．如圖為某同學根據(jù)雜交瘤技術(shù)的方法，設計的生產(chǎn)破傷風桿菌實驗方案?；卮穑?br> （1）該方案能得到預期效果嗎？。原因是。
（2）圖中②為過程，常用誘導劑，該細胞繼承了。
（3）圖中③進行細胞培養(yǎng)，目的是。
（4）圖中④的細胞培養(yǎng)，能獲得細胞，便于大規(guī)模培養(yǎng)。
（5）破傷風桿菌的抗體最終可從和中提取。
（6）該方案的目的是。

自我評價答案
1C2D3D4C5B6C7A8⑴不能沒有將抗原注射到小鼠體內(nèi)⑵細胞融合滅活的病毒雙親的遺傳物質(zhì)⑶挑選出能產(chǎn)生所需抗體的細胞群⑷足夠數(shù)量的⑸培養(yǎng)液小鼠腹水中⑹制備單克隆抗體

第二節(jié)細胞工程簡介──動物細胞工程