2.2 动物细胞工程
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教学课题 专题2 细胞工程 2.2动物细胞工程
教学课时 2 主备教师 高二生物备课组
教学目标 1．知识方面：动物细胞培养和核移植技术。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。简述动物细胞融合和单克隆抗体的制备及应用。2．态度观念方面：初步培养学生勇于探索、不断创新的精神和合作精神。通过向学生介绍几种动物细胞工程技术的发展动态及一些新的研究成果，使学生明确对生命奥秘的揭示愈加广泛和深入，形成终身学习的意识。3．能力方面：学生通过阅读、自学、质疑、讨论、训练和总结等环节，逐步提高独立获取知识的能力、逻辑思维能力、分析问题和解决问题的能力。由植物体细胞杂交技术导出动物细胞融合过程，培养学生的知识迁移能力，思维能力。让学生尝试设计单克隆抗体的制备过程，使学生了解生物科学的认识模式，以发展学生的创造性能力。
教学重点与难点 重点：（1）动物细胞培养的过程及条件。（2）用动物体细胞核移植技术克隆动物的过程。（3）单克隆抗体的制备和应用。难点：（1） 用动物体细胞核移植技术克隆动物的过程。（2） 单克隆抗体的制备过程。
教学准备及手段 ppt幻灯片、以探究法、谈话法、材料教学法相结合。
教 学 流 程
教 师 活 动 学生活动 动态修改部分
[第一课时]教师活动：播放课件。1．植物细胞工程常用的技术手段有哪些？2．动物细胞工程常用的技术手段有哪些？3．动物细胞培养液的主要成分是什么？较植物组织培养基有何独特之处？4．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？5．为什么培养前要将组织细胞分散成单个细胞？6．为什么选用胰蛋白酶做上述处理？7．培养的细胞为何贴壁生长？8．如何界定原代培养和传代培养以及细胞株和细胞系？学生活动：通过阅读课文，观察课本中图片和教师提供的动画，进行小组分析讨论，在学生回答的基础上引出动物细胞工程常用的技术。一、动物细胞的培养1．动物细胞培养液的成分：葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等。2．动物细胞培养液的特点：液体培养基、含动物血清3．动物细胞培养的条件：无菌、无毒的环境；营养物质；温度和PH；气体环境等。4．动物细胞培养技术的应用：学习探讨：如何解决为烧伤病人植皮问题？二．动物体细胞核移植技术和克隆动物课堂提供阅读资料，：材料一：核移植技术发展简史（见人教版P51） 材料二：细胞核移植技术中能用作受体细胞的通常有MII期卵母细胞和受精卵（合子）。早期核移植技术中常用受精卵，后来基本上用MII期卵母细胞取代了受精卵，主要因为两者的细胞质环境不同。有人认为重组需要的因子存在于MII期卵母细胞的胞质中，而在原核形成时这些因子已被降解或用光，因此，原核扩张后受精卵去核可引起胞质中重组因子缺乏。成熟促进因子（MPF）是卵母细胞细胞质中重要的胞质影响因子，MPF的活性在卵母细胞减数分裂的MI期和MII期达到最高，受精或激活后，MPF迅速灭活，因此，MII期卵母细胞中MPF活性高，而受精卵中MPF活性低。MPF水平的高低可影响供体核染色质的状态和复制。MII期卵母细胞细胞核、细胞质已成熟，而MI卵母细胞细胞核、细胞质尚未成熟，其细胞质不能支持胚胎的全程发育，因此，尽管MI期卵母细胞MPF活性也高，但不能用作受体卵母细胞。也有人认为用去核合子做受体时，可能由于合子去核时一些早期发育必需的因子随原核的去除而被去掉了，而使去核受精卵缺乏发育能力。因此，目前广泛采用MII期卵母细胞做受体。材料三：提供鲤、鲫鱼核移植资料（见复印件）材料四：提供克隆“多莉”羊资料（见复印件）.在学生阅读材料的基础上，教师引导学生分析、讨论，共同概括、总结：1．动物核移植的概念：将一种生物的细胞核移植到另一种去核或不去核生物的细胞质中，发育成杂合新个体的方式。2．特点：主要是指不同种的细胞的拆合，新个体具备双亲的遗传特性。3．过程：4．克隆：主要指同种细胞的拆合过程。5．动物体细胞核移植技术的应用：畜牧生产方面：培育良种动物。保护濒危特种。医药卫生方面：生产医用蛋白、器官和组织移植等。 [第二课时]动物细胞融合与单克隆抗体教学过程：复习旧课，导入新课：复习两种细胞工程常用的技术手段，引出动物细胞工程的其他技术。三．动物细胞融合：启发学生回忆植物体细胞杂交过程，并引导学生大胆推测：动物细胞融合与植物体细胞杂交过程有何不同？动物细胞融合相当于植物体细胞杂交过程的哪一步？引导学生阅读资料后，师生共同总结：动物细胞融合与植物体细胞杂交的原生质融合的基本原理相同，就边诱导融合的方法也基本类似，只是除物理法、化学法外，还用到生物方法——即灭活的仙台病毒。1．理论基础：细胞的全能性；2．原理：细胞膜的流动性；3．诱导方法：物理法、化学法、生物法（灭活的仙台病毒）课件展示动物细胞融合的过程。1．动物细胞之间或动物与人细胞之间都可以进行融合，产生的融合细胞有多少种？ 2．动物细胞融合技术主要用途是什么？创设问题情境：1．长期以来，人们为了获得抗体，采用的方法是什么？ 2．能否用动物细胞融合的方法，使体内的效应B细胞产生成千上万的单一抗体呢？教师活动：如果能用体内的效应B细胞产生成千上万的单一抗体，那么，怎样才能制备呢？请设计相关的方案。让学生设计和汇报制备单克隆抗体的方案，并根据提纲阅读课文：1．为什么选用小鼠骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合呢？（参考：细胞同源性越近，融合的杂种细胞越易成活。）2．骨髓瘤细胞是癌细胞吗？（参考：有无限增殖能力即失去凋亡机制和接触抑制等的细胞为肿瘤细胞；而具有转移能力的肿瘤细胞为癌细胞。）3．整个制备过程为何要经过两次筛选？（参考：第一次筛选可得到多种杂交瘤细胞，第二次筛选才能得到单一杂交瘤细胞。）4．杂交瘤细胞在小鼠腹腔内培养与体外培养有何区别？（参考：能不断产生抗体）5．杂交瘤细胞在小鼠腹腔内增殖，会造成小鼠死亡吗？单克隆抗体能用于人体疾病治疗吗？在教师引导学生自学基础上，分析、讨论并总结归纳出知识要点。四．单克隆抗体：1．概念：由单个B淋巴细胞进行无性繁殖形成的细胞系所产生出的化学性质单一、特异性强的抗体。2．特点：化学性质单一，特异性强，灵敏度高。3．单克隆抗体的制备：（展示课件）4.单克隆抗体的应用：（1）诊断疾病：诊断病毒引起的疾病和用癌细胞抗原制备的单克隆抗体定位诊断。（2）药物导向治疗：运用药物与单克隆抗体连接在一起制成“生物导弹”（3）分离和纯化抗原分子。 学生自学课本材料并回答相关提出问题总结知识要点：学生讨论、分析得出结论：利用动物细胞培养技术中的细胞贴壁生长和接触抑制的特点，可用烧伤病人自己的健康皮肤细胞培养出大量的自身薄层皮肤细胞，以供植皮所需。学生分析讨论学生分析、讨论，共同概括、总结：课堂小结：根据已呢知识，完成下表比较项目原理培养基结果培养目的植物细胞培养动物细胞培养分析、讨论并得出结论：动物细胞融合相当于植物体细胞杂交的原生质融合过程。学生回忆：何谓抗体？其由何种细胞产生？主要分布在哪？设计和汇报制备单克隆抗体的方案，并根据提纲阅读课文讨论、分析、归纳出知识要点。讨论、分析、归纳出知识要点。
教学反思
板书设计
动物胚胎或幼
龄的器官组织
剪碎
胰蛋白酶
单细胞群
加培养液
细胞悬浮液
原代培养
传代培养
细胞株
遗传物质改变
传代培养
细胞系
（培养条件下无限传代）
动物细胞培养的过程
细胞悬浮液
10代细胞
原代培养
50代细胞
细胞株
传代培养
细胞系
细胞株和细胞系的界定
鲫鱼卵细胞
无核细胞
鲤鱼囊胚细胞
细胞核
无核细胞
组装细胞
鲤鲫鱼
细胞核
仙台病毒
紫外线
丧失感染活性（不感染细胞）
保留融合活性（诱导细胞融合）
（1）获得杂交瘤细胞
① 将抗原注入小鼠体内获得效应B细胞
② 效应B细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合
③ 用特定培养基筛选出杂交瘤细胞
（2）动物细胞培养
① 筛选能够产生所需抗体细胞群
② 再生培养液或小鼠腹腔中培养
（3）提取单克隆抗体
：从培养液或小鼠腹水中提取
教学课时 2 主备教师 高二生物备课组
教学目标 1．知识方面：动物细胞培养和核移植技术。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。简述动物细胞融合和单克隆抗体的制备及应用。2．态度观念方面：初步培养学生勇于探索、不断创新的精神和合作精神。通过向学生介绍几种动物细胞工程技术的发展动态及一些新的研究成果，使学生明确对生命奥秘的揭示愈加广泛和深入，形成终身学习的意识。3．能力方面：学生通过阅读、自学、质疑、讨论、训练和总结等环节，逐步提高独立获取知识的能力、逻辑思维能力、分析问题和解决问题的能力。由植物体细胞杂交技术导出动物细胞融合过程，培养学生的知识迁移能力，思维能力。让学生尝试设计单克隆抗体的制备过程，使学生了解生物科学的认识模式，以发展学生的创造性能力。
教学重点与难点 重点：（1）动物细胞培养的过程及条件。（2）用动物体细胞核移植技术克隆动物的过程。（3）单克隆抗体的制备和应用。难点：（1） 用动物体细胞核移植技术克隆动物的过程。（2） 单克隆抗体的制备过程。
教学准备及手段 ppt幻灯片、以探究法、谈话法、材料教学法相结合。
教 学 流 程
教 师 活 动 学生活动 动态修改部分
[第一课时]教师活动：播放课件。1．植物细胞工程常用的技术手段有哪些？2．动物细胞工程常用的技术手段有哪些？3．动物细胞培养液的主要成分是什么？较植物组织培养基有何独特之处？4．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？5．为什么培养前要将组织细胞分散成单个细胞？6．为什么选用胰蛋白酶做上述处理？7．培养的细胞为何贴壁生长？8．如何界定原代培养和传代培养以及细胞株和细胞系？学生活动：通过阅读课文，观察课本中图片和教师提供的动画，进行小组分析讨论，在学生回答的基础上引出动物细胞工程常用的技术。一、动物细胞的培养1．动物细胞培养液的成分：葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等。2．动物细胞培养液的特点：液体培养基、含动物血清3．动物细胞培养的条件：无菌、无毒的环境；营养物质；温度和PH；气体环境等。4．动物细胞培养技术的应用：学习探讨：如何解决为烧伤病人植皮问题？二．动物体细胞核移植技术和克隆动物课堂提供阅读资料，：材料一：核移植技术发展简史（见人教版P51） 材料二：细胞核移植技术中能用作受体细胞的通常有MII期卵母细胞和受精卵（合子）。早期核移植技术中常用受精卵，后来基本上用MII期卵母细胞取代了受精卵，主要因为两者的细胞质环境不同。有人认为重组需要的因子存在于MII期卵母细胞的胞质中，而在原核形成时这些因子已被降解或用光，因此，原核扩张后受精卵去核可引起胞质中重组因子缺乏。成熟促进因子（MPF）是卵母细胞细胞质中重要的胞质影响因子，MPF的活性在卵母细胞减数分裂的MI期和MII期达到最高，受精或激活后，MPF迅速灭活，因此，MII期卵母细胞中MPF活性高，而受精卵中MPF活性低。MPF水平的高低可影响供体核染色质的状态和复制。MII期卵母细胞细胞核、细胞质已成熟，而MI卵母细胞细胞核、细胞质尚未成熟，其细胞质不能支持胚胎的全程发育，因此，尽管MI期卵母细胞MPF活性也高，但不能用作受体卵母细胞。也有人认为用去核合子做受体时，可能由于合子去核时一些早期发育必需的因子随原核的去除而被去掉了，而使去核受精卵缺乏发育能力。因此，目前广泛采用MII期卵母细胞做受体。材料三：提供鲤、鲫鱼核移植资料（见复印件）材料四：提供克隆“多莉”羊资料（见复印件）.在学生阅读材料的基础上，教师引导学生分析、讨论，共同概括、总结：1．动物核移植的概念：将一种生物的细胞核移植到另一种去核或不去核生物的细胞质中，发育成杂合新个体的方式。2．特点：主要是指不同种的细胞的拆合，新个体具备双亲的遗传特性。3．过程：4．克隆：主要指同种细胞的拆合过程。5．动物体细胞核移植技术的应用：畜牧生产方面：培育良种动物。保护濒危特种。医药卫生方面：生产医用蛋白、器官和组织移植等。 [第二课时]动物细胞融合与单克隆抗体教学过程：复习旧课，导入新课：复习两种细胞工程常用的技术手段，引出动物细胞工程的其他技术。三．动物细胞融合：启发学生回忆植物体细胞杂交过程，并引导学生大胆推测：动物细胞融合与植物体细胞杂交过程有何不同？动物细胞融合相当于植物体细胞杂交过程的哪一步？引导学生阅读资料后，师生共同总结：动物细胞融合与植物体细胞杂交的原生质融合的基本原理相同，就边诱导融合的方法也基本类似，只是除物理法、化学法外，还用到生物方法——即灭活的仙台病毒。1．理论基础：细胞的全能性；2．原理：细胞膜的流动性；3．诱导方法：物理法、化学法、生物法（灭活的仙台病毒）课件展示动物细胞融合的过程。1．动物细胞之间或动物与人细胞之间都可以进行融合，产生的融合细胞有多少种？ 2．动物细胞融合技术主要用途是什么？创设问题情境：1．长期以来，人们为了获得抗体，采用的方法是什么？ 2．能否用动物细胞融合的方法，使体内的效应B细胞产生成千上万的单一抗体呢？教师活动：如果能用体内的效应B细胞产生成千上万的单一抗体，那么，怎样才能制备呢？请设计相关的方案。让学生设计和汇报制备单克隆抗体的方案，并根据提纲阅读课文：1．为什么选用小鼠骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合呢？（参考：细胞同源性越近，融合的杂种细胞越易成活。）2．骨髓瘤细胞是癌细胞吗？（参考：有无限增殖能力即失去凋亡机制和接触抑制等的细胞为肿瘤细胞；而具有转移能力的肿瘤细胞为癌细胞。）3．整个制备过程为何要经过两次筛选？（参考：第一次筛选可得到多种杂交瘤细胞，第二次筛选才能得到单一杂交瘤细胞。）4．杂交瘤细胞在小鼠腹腔内培养与体外培养有何区别？（参考：能不断产生抗体）5．杂交瘤细胞在小鼠腹腔内增殖，会造成小鼠死亡吗？单克隆抗体能用于人体疾病治疗吗？在教师引导学生自学基础上，分析、讨论并总结归纳出知识要点。四．单克隆抗体：1．概念：由单个B淋巴细胞进行无性繁殖形成的细胞系所产生出的化学性质单一、特异性强的抗体。2．特点：化学性质单一，特异性强，灵敏度高。3．单克隆抗体的制备：（展示课件）4.单克隆抗体的应用：（1）诊断疾病：诊断病毒引起的疾病和用癌细胞抗原制备的单克隆抗体定位诊断。（2）药物导向治疗：运用药物与单克隆抗体连接在一起制成“生物导弹”（3）分离和纯化抗原分子。 学生自学课本材料并回答相关提出问题总结知识要点：学生讨论、分析得出结论：利用动物细胞培养技术中的细胞贴壁生长和接触抑制的特点，可用烧伤病人自己的健康皮肤细胞培养出大量的自身薄层皮肤细胞，以供植皮所需。学生分析讨论学生分析、讨论，共同概括、总结：课堂小结：根据已呢知识，完成下表比较项目原理培养基结果培养目的植物细胞培养动物细胞培养分析、讨论并得出结论：动物细胞融合相当于植物体细胞杂交的原生质融合过程。学生回忆：何谓抗体？其由何种细胞产生？主要分布在哪？设计和汇报制备单克隆抗体的方案，并根据提纲阅读课文讨论、分析、归纳出知识要点。讨论、分析、归纳出知识要点。
教学反思
板书设计
动物胚胎或幼
龄的器官组织
剪碎
胰蛋白酶
单细胞群
加培养液
细胞悬浮液
原代培养
传代培养
细胞株
遗传物质改变
传代培养
细胞系
（培养条件下无限传代）
动物细胞培养的过程
细胞悬浮液
10代细胞
原代培养
50代细胞
细胞株
传代培养
细胞系
细胞株和细胞系的界定
鲫鱼卵细胞
无核细胞
鲤鱼囊胚细胞
细胞核
无核细胞
组装细胞
鲤鲫鱼
细胞核
仙台病毒
紫外线
丧失感染活性（不感染细胞）
保留融合活性（诱导细胞融合）
（1）获得杂交瘤细胞
① 将抗原注入小鼠体内获得效应B细胞
② 效应B细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合
③ 用特定培养基筛选出杂交瘤细胞
（2）动物细胞培养
① 筛选能够产生所需抗体细胞群
② 再生培养液或小鼠腹腔中培养
（3）提取单克隆抗体
：从培养液或小鼠腹水中提取