高中生物教案細(xì)胞核
發(fā)表時(shí)間:2021-03-15第二節(jié)細(xì)胞工程簡介──動物細(xì)胞工程。
第二節(jié)細(xì)胞工程簡介──動物細(xì)胞工程教學(xué)目標(biāo)
1.知識方面
(1)動物細(xì)胞培養(yǎng)(知道)。
(2)動物細(xì)胞融合(知道)。
(3)單克隆抗體的制備及應(yīng)用(知道)。
2.態(tài)度觀念方面
(1)初步培養(yǎng)學(xué)生勇于探索,不斷創(chuàng)新的精神和合作精神。
(2)通過向?qū)W生介紹幾大動物細(xì)胞工程技術(shù)的發(fā)展動態(tài)及一些新的研究成果,使學(xué)生明確人們對生命奧秘的揭示愈加廣泛和深入,知識不斷更新并向前發(fā)展。認(rèn)識到學(xué)無止境,形成終生學(xué)習(xí)的意識。
3.能力方面
(1)在學(xué)習(xí)動物細(xì)胞培養(yǎng)過程中,學(xué)生通過閱讀、自學(xué)、質(zhì)疑、討論、訓(xùn)練、總結(jié)等環(huán)節(jié),逐步提高獨(dú)立獲取知識的能力、邏輯思維能力、分析問題和解決問題的能力。
(2)由植物體細(xì)胞雜交技術(shù)導(dǎo)出動物細(xì)胞融合過程,培養(yǎng)學(xué)生的知識遷移能力、思維能力。
(3)讓學(xué)生嘗試設(shè)計(jì)革克隆抗體的制備過程,指導(dǎo)學(xué)生掌握獲取知識和探索生物科學(xué)的基本方法,使學(xué)生了解生物科學(xué)認(rèn)識模式以發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)造性能力。
重點(diǎn)、難點(diǎn)分析
單克隆抗體既是本小節(jié)的重點(diǎn),也是難點(diǎn)內(nèi)容。
分析:動物細(xì)胞工程常用的技術(shù)手段有動物細(xì)胞培養(yǎng)、動物細(xì)胞融合、單克隆抗體、胚胎移植、核移植等。其中前三大技術(shù)為本節(jié)教材的主體內(nèi)容,而胚胎移植、核移植技術(shù)以小字科普讀物的形式出現(xiàn),意在使學(xué)生在有所側(cè)重的前提下對動物細(xì)胞工程發(fā)展概況有一個較全面的了解。在教材重點(diǎn)介紹的三大動物細(xì)胞工程技術(shù)中,動物細(xì)胞培養(yǎng)是其他技術(shù)(如單克隆抗體、胚胎移植、核移植等)的基礎(chǔ),其價(jià)值更多的是通過其他技術(shù)成果來體現(xiàn)的。而動物細(xì)胞融合技術(shù)目前較為成熟的最重要的用途便是制備單克隆抗體。由此可見,單抗技術(shù)應(yīng)屬較高層次的動物細(xì)胞工程技術(shù)。對它的學(xué)習(xí)有助于學(xué)生較深刻地領(lǐng)悟動物細(xì)胞工程的真諦,并從兩位諾貝爾獎獲得者對單抗獨(dú)具匠心的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中,深刻體會科學(xué)態(tài)度、科學(xué)方法,尤其是創(chuàng)造性的思維品質(zhì)在科學(xué)研究、發(fā)明創(chuàng)造中的決定性作用?;谝陨险J(rèn)識,單克隆抗體應(yīng)列為本節(jié)的重點(diǎn)內(nèi)容,同時(shí)單克隆抗體技術(shù)本身環(huán)節(jié)多、技術(shù)復(fù)雜,加之學(xué)生對此缺乏必要的感性認(rèn)識,所以也是本課的難點(diǎn)所在。
教學(xué)模式
自學(xué)——指導(dǎo)。啟發(fā)、探究。
教學(xué)手段
1.動物細(xì)胞培養(yǎng)的自制掛圖。
2.動物細(xì)胞融合、單克隆抗體制備過程的教學(xué)課件。
3.有關(guān)克隆羊“多莉”的錄像資料。
4.實(shí)物投影儀。
課時(shí)安排
二課時(shí)。
設(shè)計(jì)思路
1.采用自學(xué)、指導(dǎo)模式對動物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)進(jìn)行較深刻、透徹地學(xué)習(xí),為學(xué)習(xí)其他動物細(xì)胞工程技術(shù)打好基礎(chǔ)。
2.教師啟發(fā)學(xué)生回憶植物體細(xì)胞雜交過程;通過新舊知識對比,引導(dǎo)學(xué)生大膽推測動物細(xì)胞融合過程,培養(yǎng)學(xué)生知識遷移能力,并通過課件演示全過程,加強(qiáng)直觀性,培養(yǎng)學(xué)生的觀察、思維能力。
3.教師給出資料,引出探究點(diǎn)。學(xué)生通過討論、辯論,設(shè)計(jì)多種制備革克隆抗體的方案。然后通過觀察全過程課件,質(zhì)疑、釋疑(多方向),并由學(xué)生概括單克隆抗體的制備工程。
4.胚胎移植、核移植為書中小字內(nèi)容,以學(xué)生自學(xué)為主,教師予以適當(dāng)指導(dǎo)、點(diǎn)撥。
5.以“多莉”羊的培育過程為主線,將動物細(xì)胞工程五種技術(shù)的知識有機(jī)地串接起來,構(gòu)成完整的知識體系。
重點(diǎn)提示
1.在教學(xué)中,應(yīng)強(qiáng)化學(xué)生的主體意識,開發(fā)學(xué)生的潛能,使學(xué)生的個性在共性發(fā)展的同時(shí)也能協(xié)調(diào)發(fā)展,使知識不單是講課的內(nèi)容,考試的內(nèi)容,而成為有利于學(xué)生綜合素質(zhì)全面提高的載體和素材。教師應(yīng)善于從教材內(nèi)容和學(xué)生心理狀態(tài)出發(fā),采用多種方法設(shè)計(jì)富有啟發(fā)性的問題,創(chuàng)設(shè)探索的情境,激發(fā)學(xué)生思考和探索的欲望,從而達(dá)到在獲取知識的同時(shí)培養(yǎng)他們的多方面能力的目的。
2.適當(dāng)增加難度,能在教學(xué)過程中引起學(xué)生適度的認(rèn)識沖突。前蘇聯(lián)教育家贊可夫就極力主張“高難度原則”,以求得學(xué)生在一定困難水平出現(xiàn)認(rèn)知沖突,增強(qiáng)學(xué)生參與討論的積極性,促進(jìn)其發(fā)展。
3.在教學(xué)過程中,適度拓寬教學(xué)內(nèi)容,擴(kuò)大學(xué)生的知識面,開發(fā)學(xué)生的思維空間,有利于學(xué)生發(fā)散性思維的培養(yǎng)。
4.根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知水平和教學(xué)內(nèi)容的難易程度,合理安排教學(xué)容量,控制好課堂教學(xué)的密度;該講的要講深、講透,并善于從多角度、多層面來挖掘知識的蘊(yùn)含,從而把握好教學(xué)的力度;同時(shí)還要注意課堂節(jié)奏的急緩、疏密、錯落有致。
教學(xué)過程
相關(guān)知識
細(xì)胞工程
教學(xué)
過程
教學(xué)
內(nèi)容
教學(xué)手段
和方法
預(yù)期
目標(biāo)
1.實(shí)例引入新課──細(xì)胞融合。
2.復(fù)習(xí)提問。
3.學(xué)習(xí)新課──細(xì)胞融合。
(1)動物細(xì)胞融合的概念。
(2)動物細(xì)胞融合的過程。
(3)動物細(xì)胞融合的意義和應(yīng)用。
4.學(xué)習(xí)新課──單克隆抗體。
(1)單克隆抗體的概念。
(2)單克隆抗體的生產(chǎn)過程。
(3)克隆抗體的應(yīng)用。
5.小結(jié)。
6.布置作業(yè)或?qū)嵺`活動。
師:1970年,有兩位科學(xué)家做了一個人—鼠細(xì)胞融合的實(shí)驗(yàn),以證明細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)分子是運(yùn)動的。那么,如何實(shí)現(xiàn)人—鼠細(xì)胞的融合,以及動物細(xì)胞融合后還有什么用途呢?這就是今天我們這節(jié)課要學(xué)習(xí)的內(nèi)容。師:由于動物細(xì)胞融合與前面所學(xué)的植物體細(xì)胞雜交技術(shù)相似,所以我們通過兩個問題,來回顧一下有關(guān)植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的基本知識。第一個問題是:植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的過程是怎樣的?
生:先用酶去除兩種植物細(xì)胞的細(xì)胞壁,使之成為原生質(zhì)體,再用物理或化學(xué)的方法,誘導(dǎo)兩種原生質(zhì)體融合成雜種細(xì)胞,最后用植物組織培養(yǎng)的方法把雜種細(xì)胞培育成新的植物體。
師:第二個問題是:動植物細(xì)胞在結(jié)構(gòu)上有何區(qū)別?
生:動物細(xì)胞無細(xì)胞壁、無明顯的液泡、無質(zhì)體。
師:有了以上的基本知識,首先讓我們一起來看看有關(guān)動物細(xì)胞融合的概念。請大家翻開課本P52,閱讀第二自然段。
師:動物細(xì)胞融合的基本原理與植物原生質(zhì)體融合的基本原理是否相同?
生:應(yīng)該相同。
師:對,動物細(xì)胞融合與植物原生質(zhì)體融合的基本原理相同,那么動物細(xì)胞融合的具體過程是否也和植物原生質(zhì)體融合的過程一樣呢?
生:應(yīng)該基本一樣吧?
師:對,下面我們以滅活病毒誘導(dǎo)動物細(xì)胞融合過程為例,來理解動物細(xì)胞融合的過程。
誘導(dǎo)動物細(xì)胞融合的方法與植物原生質(zhì)體融合的方法類似,但動物細(xì)胞融合時(shí)可用滅活的病毒作為誘導(dǎo)劑,你們知道這是為什么嗎?請閱讀課本P52的生物技術(shù)資料卡,思考并回答下面問題:
為什么滅活的病毒能作為誘導(dǎo)劑?
生:因?yàn)闇缁畹牟《灸苁辜?xì)胞膜上的蛋白質(zhì)分子和脂質(zhì)重新排布,細(xì)胞膜打開,細(xì)胞發(fā)生融合。
師:對,那么不滅活的病毒能作為誘導(dǎo)劑嗎?
生:不能,因?yàn)椴粶缁畹牟《緯腥炯?xì)胞,而不能誘導(dǎo)細(xì)胞融合。
師:回答得非常好!從示意圖中我們可以看出,把兩個不同的動物細(xì)胞放在一起,用滅活的病毒處理細(xì)胞后,它們就先質(zhì)融合,再核融合,進(jìn)而形成雜交細(xì)胞,這個細(xì)胞有絲分裂后仍能形成兩個完整的雜交細(xì)胞。
想一想,在動物細(xì)胞融合的實(shí)際操作過程中,是只用單個的兩種細(xì)胞來融合嗎?請你們再次結(jié)合植物體細(xì)胞雜交的過程,思考這個問題。
生:我記得在植物體細(xì)胞雜交過程的實(shí)際操作過程中,是把多個兩種細(xì)胞放在一起,讓它們?nèi)诤系摹?/p>
師:回答正確。
生:為什么在進(jìn)行兩種細(xì)胞融合時(shí)必須用多個細(xì)胞呢?
師:這個問題問得很好,請同學(xué)們課下思考并討論這個問題。如果能查閱到有關(guān)資料,你們就能更全面地回答這個問題。
在弄清楚動物細(xì)胞融合的原理和過程后,還需說明的是任何一項(xiàng)技術(shù)的發(fā)現(xiàn),都不是憑空產(chǎn)生的,必定有一個發(fā)展的過程,下面我們來閱讀課本P52中的小字,了解一下動物細(xì)胞融合技術(shù)的發(fā)展簡史。
從動物細(xì)胞融合技術(shù)發(fā)展簡史的資料中,我們能切實(shí)體驗(yàn)到這個技術(shù)是在不斷發(fā)展的,那么,實(shí)現(xiàn)動物細(xì)胞融合有什么意義呢?
大家都知道,物種間由于存在生殖隔離使得有性雜交方法有局限性,而細(xì)胞融合技術(shù)能打破生殖隔離,使遠(yuǎn)緣雜交成為可能。具體成功的實(shí)例見大屏幕。
正因?yàn)槿绱耍?xì)胞融合技術(shù)已廣泛應(yīng)用于細(xì)胞學(xué)、遺傳學(xué)、免疫學(xué)及生物新品種培育等領(lǐng)域,但此技術(shù)還有一個十分重要的用途,就是制備單克隆抗體。有同學(xué)聽說過單克隆抗體一詞嗎?
生:(大多數(shù)同學(xué)回答不出來。)
師:在弄清什么是單克隆抗體之前,我們先來了解以下兩個問題:
第一個問題,傳統(tǒng)的抗體生產(chǎn)方法及缺陷是什么?請同學(xué)們在閱讀課本P52的最后一自然段的基礎(chǔ)上,討論這個問題。
生:傳統(tǒng)的抗體生產(chǎn)方法是向動物體內(nèi)反復(fù)注射某種抗原,使動物產(chǎn)生抗體,然后從動物血清中分離所需要的抗體。這種生產(chǎn)抗體的方法產(chǎn)量和純度都很低,而且制備的抗體特異性差。
師:回答得很好!下面我們再來討論第二個問題:B淋巴細(xì)胞有什么特點(diǎn)?請同學(xué)們繼續(xù)閱讀課本P53第一自然段,討論并回答這個問題。
生:B淋巴細(xì)胞能產(chǎn)生抗體,但每一個B淋巴細(xì)胞只分泌一種特異性抗體。
師:很好!正是由于B淋巴細(xì)胞的這個特點(diǎn),所以要想獲得大量的單一抗體,必須用單個B淋巴細(xì)胞進(jìn)行無性繁殖,也就是通過克隆形成細(xì)胞群,這樣的細(xì)胞群就有可能產(chǎn)生出化學(xué)性質(zhì)單一、特異性強(qiáng)的抗體,即單克隆抗體,這就是單克隆抗體的概念。
可遺憾的是,在體外培養(yǎng)的條件下,一個B淋巴細(xì)胞是不可能無限增殖的,那么,科學(xué)家是怎樣解決這一問題的呢?想一想,能利用細(xì)胞融合技術(shù)來制備單克隆抗體嗎?請大家先閱讀課本P53~54單克隆抗體制備的文字及示意圖,再思考回答問題。
師:兩位科學(xué)家極富創(chuàng)造性的設(shè)想是什么?
生:如果把一種B淋巴細(xì)胞與能在體外大量增殖的骨髓瘤細(xì)胞進(jìn)行融合,所得到的融合細(xì)胞既能大量增殖,又能產(chǎn)生足夠數(shù)量的特定抗體。
師:對,正是科學(xué)家先有了這個極富創(chuàng)造性的設(shè)想,然后再鍥而不舍地把設(shè)想變?yōu)楝F(xiàn)實(shí),才創(chuàng)造出單克隆抗體。想一想,如果把B淋巴細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞放在一起時(shí),會有幾種融合方式?
生:有B淋巴細(xì)胞間的融合、骨髓瘤細(xì)胞間的融合以及B淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞間的融合。
師:回答得非常好!那么,B淋巴細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞間融合所形成的能產(chǎn)生抗體的雜交瘤細(xì)胞是如何篩選出來的?
生:先用選擇性培養(yǎng)基篩選出雜種細(xì)胞,再進(jìn)行抗體檢測和克隆化培養(yǎng)就能得到雜交瘤細(xì)胞。
師:對,基本的過程就是這樣。那么,科學(xué)家又是如何利用雜交瘤細(xì)胞來生產(chǎn)抗體的呢?
生:第一種方法是:將雜交瘤細(xì)胞在體外大規(guī)模培養(yǎng),從細(xì)胞培養(yǎng)液中就能提取大量的單克隆抗體;第二種方法是:把雜交瘤細(xì)胞注射到小鼠腹腔內(nèi)增殖,再從小鼠腹腔中提取單克隆抗體。
師:完全正確。正是由于這兩位科學(xué)家的杰出貢獻(xiàn),他們于1984年雙雙獲得諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎。有關(guān)單克隆抗體的應(yīng)用。請大家閱讀課本P54~55的內(nèi)容,閱讀后,請一位同學(xué)歸納一下單克隆抗體有哪些主要的用途。最好能結(jié)合其中的一個用途,如“生物導(dǎo)彈”問題,談一談你對其應(yīng)用前景的認(rèn)識。師:本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了有關(guān)動物細(xì)胞融合和單克隆抗體的內(nèi)容,通過本節(jié)課的學(xué)習(xí),大家應(yīng)不僅能說出動物細(xì)胞融合的過程、單克隆抗體的生產(chǎn)過程,而且應(yīng)能充分體驗(yàn)科學(xué)是一個過程及科學(xué)、技術(shù)、社會三者之間的關(guān)系。
師:課后作業(yè)為課本P55“思考與探究”的三道題,如有條件,可按課本中實(shí)踐活動的要求組織學(xué)生完成。
投影人—鼠細(xì)胞融合過程的圖片,教師按圖講解,以引入新課,寫出或投影本節(jié)課的標(biāo)題──2.2.2動物細(xì)胞融合與單克隆抗體。
如果學(xué)生回答不全,則可投影植物體細(xì)胞雜交技術(shù)流程圖。
教師講解和學(xué)生討論的方法相結(jié)合,以突出本節(jié)課的重點(diǎn)。
師生一起閱讀教材,教師按教材上的概念給學(xué)生講解。
投影用滅活病毒誘導(dǎo)動物細(xì)胞融合過程的示意圖。
學(xué)生閱讀生物技術(shù)資料卡,思考并回答問題。
讓學(xué)生再次回顧植物體細(xì)胞雜交過程,思考并回答問題。
給學(xué)生留下更多地思維空間。
讓學(xué)生自己閱讀動物細(xì)胞融合技術(shù)的發(fā)展簡史。
把教參上的已成功的動物細(xì)胞融合實(shí)例打在大屏幕上。
學(xué)生閱讀和討論相結(jié)合,以突破本節(jié)課的難點(diǎn)。
由于教材上沒有單克隆抗體的概念,所以應(yīng)在黑板上寫出或投影在大屏幕上。
先讓學(xué)生閱讀教材,再采用師生共同討論的方法學(xué)習(xí)此部分內(nèi)容。
此問題對學(xué)生來講稍難些,教師可提醒學(xué)生看圖或相應(yīng)的文字。
學(xué)生閱讀教材,討論,教師可投影有關(guān)應(yīng)用的資料。
課后完成,下節(jié)課由學(xué)生回答。
激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。復(fù)習(xí)舊知識,為學(xué)習(xí)新知識奠定基礎(chǔ)。
了解動物細(xì)胞融合的概念。
培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用已有知識解決新問題的能力。
了解動物細(xì)胞融合的過程。
培養(yǎng)學(xué)生的閱讀能力及自主解決問題的能力。培養(yǎng)思維的廣闊性。
聯(lián)系舊知識,提供一個比較的對象,以此達(dá)到知識遷移的目的。
培養(yǎng)學(xué)生交流的能力及查閱相關(guān)資料的能力。
體驗(yàn)科學(xué)技術(shù)是一個不斷發(fā)展的過程。
自然過渡到單克隆抗體的內(nèi)容。
把本節(jié)課的難點(diǎn)問題分解成問題串逐一討論解決。
了解單克隆抗體的概念。
提出問題,誘導(dǎo)思考,步步深入地了解單克隆抗體的生產(chǎn)過程。
培養(yǎng)學(xué)生的閱讀及識圖能力,使學(xué)生體驗(yàn)到科學(xué)是一個探究過程,科學(xué)研究需要創(chuàng)新的意識和合作精神。
了解單克隆抗體的應(yīng)用,體驗(yàn)科學(xué)、技術(shù)、社會三者間的關(guān)系。
提出本節(jié)課最終的學(xué)習(xí)目標(biāo)。
植物細(xì)胞工程
選修本
第14課時(shí)植物細(xì)胞工程
知識精講
一、植物細(xì)胞工程常用技術(shù)——植物組織培養(yǎng)和植物細(xì)胞雜交
二、理論基礎(chǔ)——細(xì)胞的全能性
1.細(xì)胞的全能性概念:生物體的細(xì)胞具有使的潛能,這種特性叫細(xì)胞的全能性。
2.物質(zhì)基礎(chǔ):生物體的每個細(xì)胞都包含有的全套,都有發(fā)育成完整個體所必須的。
3.實(shí)現(xiàn)條件:在植物細(xì)胞或組織處于時(shí),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(yīng)用:請舉出3例。
四、植物體細(xì)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(xì)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(xì)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(jī)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(jià)
一、選擇題:
1.在一個生物體內(nèi),細(xì)胞沒有表現(xiàn)全能性,原因是
A.細(xì)胞失去了全能性B.細(xì)胞中的基因部分丟失
C.細(xì)胞中的基因選擇表達(dá)D.細(xì)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(xì)胞形成完整個體,因此全能性最高
B.生物體內(nèi)細(xì)胞由于分化全能性不能表達(dá)
C.卵細(xì)胞和受精卵一樣,細(xì)胞未分化,全能性很高
D.植物細(xì)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)?。模词芫穆鸭?xì)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 D.A、B、C都是
5.當(dāng)植物細(xì)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(shí),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(xì)胞分裂素 B.生長素
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(xì)胞都應(yīng)該有全能性,這是因?yàn)樯矬w的每一個細(xì)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(xì)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(xì)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(xì)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(xì)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(xiàng)研究解決了育種過程中的什么問題?
。
自我評價(jià)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(xì)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(yuǎn)緣雜交不親和的問題
2012屆高考生物教材復(fù)習(xí)動物細(xì)胞工程教案
選修本
第15課時(shí)動物細(xì)胞工程
知識精講
一、動物細(xì)胞工程常用技術(shù)——動物細(xì)胞培養(yǎng)、動物細(xì)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(xì)胞工程技術(shù)的基礎(chǔ)。
二、動物細(xì)胞培養(yǎng)
1.過程:2.應(yīng)用:①大規(guī)模的生產(chǎn)重要價(jià)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(xì)胞用于檢測有害物質(zhì)④培養(yǎng)正常或病變細(xì)胞由于科研(如海拉細(xì)胞系)
三、動物細(xì)胞融合
1、動物細(xì)胞融合相當(dāng)于植物體細(xì)胞雜交的過程。
2、動物細(xì)胞融合與植物細(xì)胞融合的基本原理同,誘導(dǎo)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(dǎo)劑。
四、單克隆抗體
概念:用單個B淋巴細(xì)胞進(jìn)行,也就是通過,形成,這樣的就可能產(chǎn)生出化學(xué)性質(zhì)、的抗體——單克隆抗體。
制備:將免疫B淋巴細(xì)胞與骨髓瘤進(jìn)行細(xì)胞融合,經(jīng)過后得到細(xì)胞。這種細(xì)胞經(jīng)過后能產(chǎn)生特定。將這樣的細(xì)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(yīng)用:①疾病診斷、治療、預(yù)防,與常規(guī)抗體相比特異性強(qiáng)、靈敏度高;②治療癌癥——“生物導(dǎo)彈”。
題例領(lǐng)悟
例1.動物細(xì)胞融合和植物體細(xì)胞雜交的比較中,正確的是
A.誘導(dǎo)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(xì)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(xì)胞融合技術(shù)的一些過程,請巨圖回答:
(1)若A、B細(xì)胞為動物細(xì)胞,從A和B細(xì)胞到C細(xì)胞的過程中,常用作為來誘導(dǎo)融合。
(2)若A、B細(xì)胞為植物細(xì)胞,那么這樣的細(xì)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(xì)胞稱為。
(3)若A細(xì)胞為骨髓瘤細(xì)胞,B細(xì)胞為B淋巴細(xì)胞,那么D細(xì)胞稱為細(xì)胞。由D細(xì)胞連續(xù)分裂產(chǎn)生大量細(xì)胞的過程,稱為過程。這種細(xì)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(dǎo)劑(2)細(xì)胞壁纖維素原生質(zhì)體
(3)雜交瘤細(xì)胞細(xì)胞培養(yǎng)單克隆抗體
自我評價(jià)
一、選擇題
1.用動物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)使細(xì)胞傳到50代以后仍能傳下的傳代細(xì)胞稱為
A.原代細(xì)胞?。拢畟鞔?xì)胞?。茫?xì)胞系D.細(xì)胞株
2.不能人工誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合的方法是
A.振動?。拢碳ぁ。茫甈EG試劑?。模貕?/p>
3.下列細(xì)胞中,不具有細(xì)胞全能性特點(diǎn)的細(xì)胞是
A.心肌細(xì)胞?。拢窠?jīng)細(xì)胞?。茫钠蛹?xì)胞?。模举|(zhì)部導(dǎo)管細(xì)胞
4.動物細(xì)胞融合技術(shù)最重要的用途是
A.培養(yǎng)多倍體的經(jīng)濟(jì)動物B.培養(yǎng)具有雙親優(yōu)良性狀的經(jīng)濟(jì)動物
C.制備單克隆抗體 D.A、B兩項(xiàng)
5.關(guān)于單克隆抗體不正確的是
A.化學(xué)性質(zhì)單一B.用有性繁殖獲得
C.特異性強(qiáng)D.可用于治病、防病
6.能提高良種家畜繁殖能力的細(xì)胞工程技術(shù)是
A.組織培養(yǎng)?。拢?xì)胞融合?。茫咛ヒ浦病。模?xì)胞核移植
7.在動物細(xì)胞培養(yǎng)中,所培養(yǎng)的動物細(xì)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(xué)根據(jù)雜交瘤技術(shù)的方法,設(shè)計(jì)的生產(chǎn)破傷風(fēng)桿菌實(shí)驗(yàn)方案。回答:
(1)該方案能得到預(yù)期效果嗎?。原因。
(2)圖中②為過程,常用誘導(dǎo)劑,該細(xì)胞繼承了。
(3)圖中③進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng),目的是。
(4)圖中④的細(xì)胞培養(yǎng),能獲得細(xì)胞,便于大規(guī)模培養(yǎng)。
(5)破傷風(fēng)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(jià)答案
1C2D3D4C5B6C7A8(1)不能沒有將抗原注射到小鼠體內(nèi)②細(xì)胞融合滅活的病毒雙親的遺傳物質(zhì)(3)挑選出能產(chǎn)生所需抗體的細(xì)胞群(4)足夠數(shù)量的(5)培養(yǎng)液小鼠腹水中(6)制備單克隆抗體
第四章、細(xì)胞與細(xì)胞工程
第四章、細(xì)胞與細(xì)胞工程
1、細(xì)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(xué)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(xì)胞內(nèi)由細(xì)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(xì)胞具有一個相對穩(wěn)定的內(nèi)部環(huán)境,在物質(zhì)的運(yùn)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(xué)反應(yīng)有序的進(jìn)行;③將細(xì)胞分隔成許多小區(qū)室,使各種化學(xué)反應(yīng)能同時(shí)進(jìn)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(xì)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(xué)上人工合成膜材料代替病變器官(人工腎)。
2、細(xì)胞工程簡介
1細(xì)胞工程概念:是指應(yīng)用細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)的原理和方法,通過某種工程學(xué)手段,在細(xì)胞整體水平或細(xì)胞器水平,按照人們的意愿來改變細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細(xì)胞產(chǎn)品的一門綜合科學(xué)技術(shù)。
2植物細(xì)胞工程
(1)細(xì)胞的全能性:生物體的細(xì)胞具有使后代細(xì)胞形成完整個體的潛能。細(xì)胞的全能性是細(xì)胞工程的原理。其物質(zhì)基礎(chǔ)是每一個細(xì)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(xì)胞已分化全能性較高,體細(xì)胞全能性比生殖細(xì)胞低。
分化實(shí)質(zhì)上是基因在特定的時(shí)間和空間條件下選擇性的表達(dá)的結(jié)果。
植物細(xì)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(xì)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(xì)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(xì)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(xì)胞失去其特有的結(jié)構(gòu)和功能變成具有未分化細(xì)胞(胚性細(xì)胞)特征的過程。
愈傷組織:細(xì)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(xì)胞。
再分化:是指已去分化的胚性細(xì)胞在某種誘導(dǎo)因素的激活下,再出現(xiàn)程序化的分化。
植物體細(xì)胞的組織培養(yǎng)是一種無性生殖
③植物組織培養(yǎng)的應(yīng)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(xì)胞雜交等。
(3)植物體細(xì)胞雜交:
①植物體細(xì)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(xì)胞壁。
B.誘導(dǎo)融合,注意物理方法的類型(離心、振動、電刺激)和化學(xué)方法的藥劑——聚乙二醇。
C.植物細(xì)胞A和植物細(xì)胞B雜交時(shí),除了產(chǎn)生AB型融合細(xì)胞外,還可以產(chǎn)生AA、BB型,只不過這兩種融合細(xì)胞不是人們所需要的類型。
D.篩選和組織培養(yǎng)。
②優(yōu)點(diǎn):可以克服遠(yuǎn)源雜交不親和的障礙。
3動物細(xì)胞工程:常用的技術(shù)手段有:動物細(xì)胞培養(yǎng)、動物細(xì)胞融合、單克隆抗體、胚胎移植、核移植。
(1)動物細(xì)胞培養(yǎng):細(xì)胞培養(yǎng)按細(xì)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(xì)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(xì)胞,過濾除去纖維類物質(zhì),再把細(xì)胞放到培養(yǎng)液中培養(yǎng)。
B.傳代培養(yǎng):細(xì)胞在培養(yǎng)容器的表面長滿后,可以用胰蛋白酶把細(xì)胞消化下來,使其分散為懸浮的單個細(xì)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(xì)胞分為細(xì)胞株和細(xì)胞系兩大類。
應(yīng)用:大面積燒傷病人的皮膚細(xì)胞的移植。單克隆抗體的制備。
(2)動物細(xì)胞融合:細(xì)胞融合是指兩個或兩個以上的細(xì)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(dǎo)的。自然界中細(xì)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(dǎo)的細(xì)胞融合是利用誘導(dǎo)劑使細(xì)胞或原生質(zhì)體融合在一起。動物細(xì)胞融合要求掌握的情況與植物相似。如過程、方法、誘導(dǎo)條件(劑)、結(jié)果等。動物細(xì)胞融合常常用到的誘導(dǎo)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(xì)胞制造的。每一種淋巴細(xì)胞只制造單一特異性的一類抗體分子,但因?yàn)轶w內(nèi)有大量的不同淋巴細(xì)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(xì)胞,讓它形成一個克隆,那么這個克隆的所有細(xì)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(xì)胞是不可能無限增殖的。
①雜交瘤細(xì)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(xì)胞(含有大量的淋巴細(xì)胞),與體外培養(yǎng)的骨髓瘤細(xì)胞混合,以聚乙二醇誘導(dǎo)融合。將融合后的細(xì)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(xì)胞可以成活,別的細(xì)胞死亡。將成活的雜交細(xì)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(xì)胞,從培養(yǎng)液中分離抗體;也可以將雜交瘤細(xì)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(xì)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(diǎn):首先,它特異性好,反應(yīng)專一,只對單一的抗原決定起反應(yīng);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(fù)去免疫動物。
③單克隆抗體的醫(yī)學(xué)應(yīng)用價(jià)值:由于單克隆抗體的高度特異性,在醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)中,被用來對各種傳染病和腫瘤的診斷、治療和預(yù)防具有重要意義。為了增強(qiáng)藥物抗癌的選擇性,可以制備針對腫瘤細(xì)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(dǎo)彈”,這樣就可以將藥物導(dǎo)向癌細(xì)胞靶子,不再對正常細(xì)胞造成傷害。