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动物的克隆

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辅导教案
基础链接温故知新
一、细胞的增殖
1.细胞周期:从上一次分裂________到下一次分裂________所经历的整个过程,叫细胞周期。它包括________(简称M)和________间期。
如右图,_______是一个细胞周期。
2.有丝分裂的意义在于亲代细胞的染色体经过________后,精确地平均分配到两个________中去,保证了遗传性状的________。
二、细胞的分化与癌变
1.细胞的后代在形态、结构和功能上发生________的过程叫细胞的分化。
2.癌细胞是由正常细胞发生________而来的癌变的细胞,它的重要特点是________和________。
三、特异性免疫
B淋巴细胞受抗原刺激后可分化为效应B淋巴细胞和________,前者能产生大量的________参与体液免疫。
一、1.结束 结束 分裂期 分裂 bc 2.复制 子细胞 稳定性
二、1.稳定性 2.突变 无限增殖 易于转移
三、记忆细胞 抗体
聚焦科技扫描知识

动物克隆技术的基础是动物的细胞和组织培养,细胞培养主要是体外人工培养方法进行实验。细胞全能性的揭示、细胞周期调节控制机理的分析、癌变机理和衰老原因的研究,都与细胞培养技术密不可分。
一、动物细胞的培养和克隆形成
1.动物细胞、组织培养
细胞分裂生长到表面相互接触时,细胞就停止分裂增殖。
(1)动物细胞培养的方法
进行动物细胞培养时,首先将组织块剪碎,用机械法或胰酶处理,使其分散成许多单个细胞,然后,在人工控制的条件下,使这些细胞生存和生长、分裂乃至接触抑制和有规律的衰老、死亡等生命活动现象。
由于细胞培养中,细胞之间并非彼此独立而是在生命活动中相互依存,所以在某种程度上像体内一样呈现一定的组织特性。
(2)动物组织培养的含义
胰酶能使细胞分散开的原因是可分解细胞间的胶原蛋白,使细胞间的联系性减小。
动物组织在体外及人工条件下维持生活状态或生长特性。
(3)动物细胞、组织培养的关系
①二者在离体情况下,都能培养并表现正常的生命活动;
②不同点是,动物组织培养在得到离体组织后,需要机械处理或胰蛋白酶处理得到分散的细胞再进行细胞培养,同时动物组织培养过程中可以伴随组织分化。
2.动物组织培养技术的发展
(1)发展简史及近况
①萌芽时期在19世纪,1885年,鸡神经板在生理盐水中培养成活。
②1903年,皮肤及白细胞培养在腹水及血清中细胞存活时间长达1个月。
③1907年真正的组织培养开始,并在蛙胚神经管培养中看到了神经纤维末端的阿米巴运动。
(2)动物组织培养的流程
取动物组织块→剪碎组织→用胰蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养液中进行原代培养→贴满瓶壁的细胞用胰蛋白酶处理分散成单个细胞,制成细胞悬液→转入培养液中进行传代培养→放入二氧化碳培养箱中培养。
转化即正常细胞在某种因子的作用下发生突变而形成具有癌性的细胞。
①原代培养:从机体取出后立即进行的细胞、组织培养。
原代培养的细胞生长比较缓慢,而且繁殖一定的代数后(一般10代以内)停止生长,需要重新更换培养基。
②传代培养:将原代培养的细胞从一个培养瓶转移到另一个培养瓶,叫传代培养。
有时也把最初的若干次传代培养归入原代培养范围。
正常细胞培养时,细胞传到一定代数便会衰老、死亡,不能无限制地传下去,但有些突变和转化的细胞却无限传代。如HeLa细胞系就是1951年从一位黑人宫颈癌患者的癌细胞培养至今而形成的肿瘤细胞系。
3.细胞系、细胞株
(1)细胞系:可连续传代的细胞。
①特点:无限增殖。
②类型
a.连续细胞系:能连续培养下去的细胞系。是发生转化了的细胞系,大多数具有异倍体核型,有的是恶性细胞系,具有异体致癌性,有的连续细胞系获得了不死性,但保留接触抑制现象,不致癌。
b.有限细胞系:不能连续培养下去的细胞系。二倍体细胞一般为有限细胞系。
细胞系泛指可传代的细胞,细胞株是具有特殊性质的细胞系。
(2)细胞株:从原代培养物或细胞系中获得的具有特殊性质的细胞,能够繁殖50代左右。
①特点:能始终保持特征。
②类型
a.连续细胞株:可连续多次传代的细胞株。
b.有限细胞株:可传代次数有限的细胞株。
4.克隆培养法
克隆培养法可以得到纯系的细胞系。
(1)克隆:亦称无性繁殖系或简称无性系。对细胞来说,克隆是指由同一个祖先细胞通过有丝分裂产生的遗传性状一致的细胞群。
(2)克隆培养法(细胞克隆):把一个单细胞从群体中分离出来单独培养,使之繁衍成一个新的细胞群体的技术。
(3)克隆的基本要求:必须保证分离出来的细胞是一个而不是多个,即必须肯定所建成的克隆来源于单个细胞。
(4)用于克隆的细胞:理论上所有的细胞都可以克隆,但原代培养细胞和有限系克隆起来有困难。只有对培养环境有较大适应范围和具有较强独立生存能力的细胞,才容易做细胞克隆。
无限细胞系、转化细胞系和肿瘤细胞等比较容易克隆。
(5)提高细胞克隆形成率的措施
①选择适宜的培养基;
②添加血清;
③以滋养细胞支持生长;
④激素(胰岛素等)刺激;
⑤使用CO2培养箱调节pH和选择细胞生长支持物。
(6)应用:最主要用途之一就是从中分离出缺乏特殊基因的突变细胞系。
二、动物的细胞融合技术及其应用
1.细胞融合与细胞杂交
(1)细胞融合
细胞融合
①概念:两个或多个细胞结合成一个细胞的现象。
②过程:动物细胞的融合与植物原生质体的融合的原理基本相同。诱导动物细胞融合的方法与植物原生质体融合的方法类似,常用的诱导因素有聚乙二醇、灭活的仙台病毒、电刺激等。但植物原生质体的融合不用灭活的仙台病毒。
(2)细胞杂交
细胞融合的原理是细胞膜的流动性。
①概念:基因型不同的细胞间的融合。
②特征:杂交细胞中的染色体容易丢失。
(3)二者关系:细胞融合包含体细胞杂交,细胞融合可以在基因型相同或不同的细胞间进行,而基因型不同的细胞间的融合就是细胞杂交。
融合(杂交)形成的杂种细胞包含两个亲本的遗传物质,其染色体数、基因组成情况、染色体组都是两个细胞之和。
(4)意义:克服了远缘杂交的不亲和性,成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和生物新品种培育的重要手段。
2.杂交瘤技术和单克隆抗体制备
利用细胞杂交技术,将抗体生成细胞(B淋巴细胞)与瘤细胞杂交,形成一杂种细胞(杂交瘤技术)的过程。
(1)抗体:B淋巴细胞产生。主要成分:球蛋白,具有特异性,从血清中分离出的抗体产量低、纯度低、特异性差。
(2)杂交瘤细胞的特点:既能大量无限繁殖,又能产生专一抗体。
(3)制备基本过程
①用外界抗原刺激动物,使其发生免疫反应,得到B淋巴细胞。
②用聚乙二醇、灭活的仙台病毒作介导,使免疫的脾细胞与骨髓瘤细胞融合。(获得三种融合细胞:B—B细胞、B—瘤细胞、瘤—瘤细胞)
③然后筛选获得杂交瘤细胞。
在选定的培养基上,未融合的细胞和融合的同种核的细胞会死亡,只有融合的细胞才能生长,并产生特异性抗体。
杂交瘤技术制备抗体的最大优点是:可以从特定抗原成分比例极少的抗原混合物中获得单抗。
(4)单克隆抗体的优点:专一性强,灵敏度高,并可大量制备。
三、动物的克隆繁殖
1.动物细胞全能性的表现程度
(1)受精卵具有全能性
动物完整的个体就是由受精卵发育来的,所以受精卵具有全能性;受精卵的卵裂期,细胞没有分化,也具有全能性。
骨髓干细胞分化示意图
(2)分化细胞的全能性受限制
胚胎细胞发育到一定阶段,细胞不具有发育成完整个体的潜能,只具有分化出多种组织细胞的潜能,这样的细胞叫多能干细胞,如多能造血干细胞,可分化为红细胞、白细胞和血小板等。有的只能分化为一种细胞,如单能造血干细胞。有的已经分化了的细胞不再分化为其他细胞,甚至终生不再分裂,如高度分化的神经细胞。
(3)不同生物的全能性及逆分化
低等动物细胞的全能性一般比较容易体现,如水螅。分化的细胞也可逆转为正常细胞,如癌细胞。
(4)干细胞按能力可以分为以下四类:
①全能干细胞:由卵和精细胞的融合产生受精卵。而受精卵在形成胚胎过程中四细胞期之前任一细胞皆是全能干细胞。具有发展成独立个体的能力。也就是说能发展成一个个体的细胞就称为全能干细胞。
②万能干细胞:是全能干细胞的后裔,无法发育成一个个体,但具有可以发育成多种组织的能力的细胞。
③多能干细胞:只能分化成特定组织或器官等特定族群的细胞(例如血细胞,包括红血细胞、白血细胞和血小板)。
④专一性干细胞:只能产生一种细胞类型;但是,具有自更新属性,将其与非干细胞区分开。
2.动物难以克隆的根本原因
理论上讲,特化的动物细胞基因组是完整的,具有全能性。
核移植的原理是细胞核的全能性。
实际上,细胞在分化过程中,基因表达的调控使得细胞中合成了专一的蛋白质,即细胞基因组中的基因不同时进行活动,或发生差异性表达,因此,不能像受精卵一样发挥细胞的全能性。
即动物难以克隆的根本原因是基因的选择性表达。
动物细胞的全能性会随着细胞分化程度的提高而逐渐受到限制,分化潜能逐渐变弱。目前还不能用类似于植物组织培养的方法获得完整的动物个体,用动物细胞克隆的动物,实际上是通过核移植来实现的。
3.细胞核移植实验和动物的克隆繁殖
(1)核移植:利用一个细胞的细胞核(供体核)来取代另一个细胞中的细胞核,形成一个重建的“合子”的过程。用核移植的方法得到的动物称为克隆动物。
(2)过程(以蛙形成为例):
用囊胚细胞(或皮肤细胞)核移植到去核的卵母细胞中,重组细胞发育成了蝌蚪,有的甚至变态发育为成蛙。
受体细胞一般选用卵母细胞,是因为其体积大,易操作;细胞内含有促使细胞核表达全能性的某种物质和营养条件。
(3)首例体细胞克隆动物(克隆羊)
多莉的性状与供核母羊(白面绵羊)相似但不完全相同。
通过体细胞克隆动物的成功,证明了:①高度分化细胞经过一定技术处理,也可回复到类似受精卵时期的功能;②在胚胎和个体发育中,细胞质具有调控细胞核(包括异源的细胞核)发育的作用。
(4)克隆的生物学机理
①重组卵细胞最初分裂时虽然复制了DNA,但基因的转录并未开始;
②供体核DNA开始丢失来源于乳腺细胞的调节蛋白,阻止了核基因的表达;
③重组卵细胞开始第三次分裂时,原乳腺细胞的调节蛋白便全部被卵细胞质中的蛋白因子替换了,核DNA被重排,胚细胞开始表达自己的基因,进而调控在代孕母体子宫中的进一步发育。
(5)意义
①为遗传疾病的治疗、优良品种的培育等提供重要途径;
②利于对物种的优化、濒危动物的保存和对转基因动物的扩群;
③丰富人们的物质生活(制备血精蛋白等),降低畜牧业成本,缩短育种年限,提高生产效率等。
纲举目张理清结构

动物克隆技术的基础是动物细胞培养和组织培养。动物细胞培养可以获得需要的细胞株系。动物细胞工程的主要技术手段是细胞培养和细胞融合,通过其发展起来的单克隆抗体技术带来了细胞免疫学中的一次革命。由于动物个体发育过程中基因的选择性表达,使得动物难以通过克隆进行繁殖,胚胎细胞克隆技术和体细胞核移植技术已经成功实现了部分动物的克隆繁殖。
突破难点化解疑点
1.辨析比较植物组织培养和动物细胞培养。
探究发现:
比较项目原理培养基结果培养目的
植物组织培养细胞的全能性固体;营养物质,激素培育成植株快速繁殖
动物细胞培养细胞的增殖液体;营养物质,动物血清等培育成细胞系或细胞株获得细胞的产物或细胞

我的发现

2.为什么不用两个而要用多个细胞进行动物细胞间的融合?
探究发现:就目前常用的细胞融合方法来看,不管是用物理的、化学的方法,还是生物的方法,其融合率都不可能达100%。仅用两个细胞融合,其效率太低,不一定能得到融合细胞。更重要的是,即使两个细胞已发生融合,但并不一定是研究者期望得到的细胞类型。目前动物细胞融合技术最有价值的应用就是单克隆抗体的制备。我们以制备单克隆抗体为例来说明这一问题。我们知道,体内产生的特异性抗体种类可多达百万种以上,但是每一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体,如果仅取一个脾细胞(含B淋巴细胞)和一个瘤细胞杂交,我们不能确定该脾细胞分泌的抗体是否正是我们所需要的;若用大量的脾细胞和瘤细胞进行融合,就可以从融合细胞中筛选出能分泌所需抗体的杂交瘤细胞。
我的发现

3.如何进行杂交瘤细胞的抗体检测及克隆化培养?
探究发现:融合后的细胞经选择性培养基培养后,能存活的细胞就是杂交瘤细胞。但这些杂交瘤细胞并非都是能分泌所需抗体的细胞,通常用“有限稀释法”来选择。将杂交瘤细胞稀释,用多孔细胞培养板培养,使每孔细胞不超过一个,通过培养让其增殖。然后检测各孔上清液中细胞分泌的抗体(常用酶联免疫吸附实验法),那些上清液可与特定抗原结合的培养孔为阳性孔。阳性孔中的细胞还不能保证是来自单个细胞,挑选阳性孔的细胞继续进行有限稀释,一般需进行3~4次,直至确信每个孔中增殖的细胞为单克隆细胞。该过程即为杂交瘤细胞的克隆化培养。
我的发现

4.列表比较动物细胞融合与植物体细胞杂交。
探究发现:
比较项目细胞融合的原理细胞融合的方法诱导手段用法
植物体细胞杂交细胞膜的流动性去除细胞壁后诱导原生质体融合离心、电刺激、振动、聚乙二醇等试剂诱导克服了远缘杂交的不亲和性,获得杂种植株
动物细胞融合细胞膜的流动性使细胞分散后诱导细胞融合除上述手段外,再加灭活的病毒诱导制备单克隆抗体的技术之一

我的发现

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一、教材的地位和作用
《动物细胞融合与单克隆抗体》是人教版普通高中课程标准实验教科书生物选修3专题二第2节动物细胞工程中第2小节的内容,由于细胞工程是建立在细胞结构、功能、生理等研究基础上的新技术,动物细胞融合又是细胞工程中基本技术之一,所以第2小节教学内容是在高中必修教材基础上的深入和扩展,也是第1小节动物细胞培养教学后的必然及延伸,是安排在学习了免疫、遗传与基因工程的基础上来进行教学的,学生既有一定的知识基础,又能为后面的微生物与发酵工程的教学奠定基础,尤其是为微生物的选种教学打下基础。同时,生物技术中各个分支领域相互渗透、相互促进,细胞融合技术也不例外,它在现代生物技术中具有一定的理论意义和经济意义。
二、学情分析
学生是在学习了《植物细胞工程》和《动物细胞培养和核移植技术》的基础上学习本节课的,所以对于动物细胞融合这一部分应该能较轻松的理解,但是单克隆抗体的制备较复杂学生理解起来会有一定的难度,教师应详细介绍。
三、教学目标
根据新课标要求和本节的具体内容,结合学生现有的知识水平,拟定下列教学目标。
1、知识目标
(1)掌握动物细胞融合与植物体细胞杂交的区别和联系。
(2)简述动物细胞融合和单克隆抗体制备的过程。
(3)了解单克隆抗体在医学实践中的应用,并说其应用实例。
2、能力目标
(1)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。
(2)让学生尝试设计单克隆抗体的制备过程,指导学生掌握获取知识和探索生物科学的基本方法,使学生了解生物科学认识模式以发展学生的创造性能力。
(3)分析动物细胞融合技术的意义和应用,逐步提高学生独立获取知识、分析问题和解决问题的能力。
3、情感目标
(1)初步培养学生勇于探索,不断创新的精神和合作精神。
(2)通过向学生介绍动物细胞融合与单克隆抗体技术的发展动态及一些新的研究成果,使学生明确人们对生命奥秘的揭示愈加广泛和深入,知识不断更新并向前发展,认识到学无止境,形成终生学习的意识。
(3)关注动物细胞融合与单克隆抗体技术的发展和应用前景。
四、教学重难点
1、重点
(1)动物细胞融合技术。
(2)单克隆抗体的制备过程。
2、难点
单克隆抗体的制备过程。
五、教学实施程序
教师组织和引导
学生活动
设计意图
创设情境,导入新课
1、多媒体播放科幻电影中相关桥段,并展示人-鼠细胞杂交的图片,激发学生的学习欲望,导出本节课的课题。
2、进行学习目标的解读。
1、观看电影片段和人-鼠细胞杂交的图片,回忆所学知识。

2、熟悉本节课所学内容,把握难点内容。

1、回顾人-鼠细胞杂交试验,让学生对动物细胞融合技术有初步的认识。
2、教学做到有的放矢。
自主学习,知识梳理
1、多媒体课件展示相关问题,组织学生进行解答。
2、根据学生的回答了解学生的预习情况。
1、通过课前预习并进行知识梳理,组内讨论,形成统一认知。
2、小组进行展示。
培养学生自主学习的能力,并体现学生的主体地位。
合作探究,班内交流
1、多媒体展现合作探究内容,引导学生进行相互交流,并进行小组展示。

1、并合作交流,并确定学习难点内容。

培养学生合作精神。

点拨精讲,解难释疑
单克隆抗体制备的过程:
通过多媒体展示单克隆抗体的设计思路及制备过程,同时提出问题,学生讨论。
(教师讲解为主)
合作探究以下问题:
1、如何获得B淋巴细胞?
2、如果把B淋巴细胞和骨髓瘤细胞放在一起时,会有几种融合方式(类型)?
3、选择杂交瘤细胞的两步筛选的目的各是什么?
4、如何进行杂交瘤细胞的抗体检测及克隆化培养?
本部分知识较难,但学生通过预习能简单的分析出一部分,通过讨论使知识完整培养学生全面思考问题的能力
随堂练习,当堂反馈
多媒体展示相关习题
读题,思考与讨论,并进行解答
1、巩固学生对实验分析解读能力。
2、通过对学生练习结果的评价,了解学生对知识的掌握情况,以便确定下一步的补偿性学习的安排。
归纳总结,科评价
1、多媒体展示“三个重要过程”“三个一”,帮助学生记忆和理解。
2、对学生的课堂表现进行评价。
观看多媒体展示内容,对所学内容有一个概括性的总结。
科学评价有利于小组内学生之间的相互团结,培养学生团队合作的意识
七、板书设计
2.2.2动物细胞融合与单克隆抗体
一、动物细胞的融合二、单克隆抗体*
1、概念:1、抗体1.1概念:Ig1.2来源:B细胞
2、方法:2、概念:杂交瘤细胞、高度单一、抗体
3、过程3、制备过程(杂交瘤制备技术)
4、意义:制备单克隆抗体4、应用:“生物导弹”
八、教学反思

高二生物教案:《动物细胞融合与单克隆抗体》教学设计


一名合格的教师要充分考虑学习的趣味性,教师要准备好教案,这是教师需要精心准备的。教案可以让学生能够在课堂积极的参与互动,帮助教师能够更轻松的上课教学。怎么才能让教案写的更加全面呢?下面是小编精心为您整理的“高二生物教案:《动物细胞融合与单克隆抗体》教学设计”,欢迎大家阅读,希望对大家有所帮助。

2.2.2动物细胞融合与单克隆抗体

一、学习导航

1、知识网络

2、学习目标

举例说出动物细胞融合和单克隆抗体的原理和应用

3、重难点

单克隆抗体的制备过程

二、自学评价

(一)动物细胞融合

1、动物细胞融合概念:_____或_____动物细胞结合形成________的过程,也成细胞杂交。

2、杂交细胞:_______________________________________________

3.动物细胞融合原理:

4.诱导动物细胞融合的方法:

常用的诱导因素有________(PEG)、________、_____。

※灭活病毒诱导细胞融合的原理:病毒表面的_____和一些酶能够与细胞膜上的______发生作用,是细胞________,细胞膜上的蛋白质分子和脂质分子重新排布,_______打开,细胞发生融合。

※为什么病毒要灭活:________________________________________

5.优点:突破了_______________的局限,是________成为可能。

6.用途:动物细胞融合技术已经成为研究________、________、_____、_______和生物新品种培育的重要手段。

(二)、植物体细胞杂交和动物细胞融合的比较

项目原理融合方法诱导手段用途

植物体细胞杂交

动物细胞融合

(三)、单克隆抗体

1.概念:由单个B淋巴细胞进行无性生殖形成的细胞所产生的化学性质单一、特异性强的抗体。

2.特点:既能__________繁殖,又能产生______的抗体。

3.单克隆抗体的制备:

第一步:将________注射到小鼠体内进行免疫;

第二步:从该小鼠脾脏中获得能够产生抗体的________细胞,与小鼠的________细胞在________,或聚乙二醇的诱导下融合;

第三步:在特定的________培养基中,筛选出________细胞;

第四步:培养杂交瘤细胞,从中挑选出________的细胞群,继续培养;

第五步:将该杂交瘤细胞在体外条件下大规模培养或注射到小鼠________内增殖,然后再分离纯化单克隆抗体;

提取单克隆抗体:从培养液或小鼠腹水中提取。

☆在选择培养基上,未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡,只有________才能生长

☆B淋巴细胞的特点:________,缺点:________

☆骨髓瘤细胞的特点:________。

☆杂交瘤细胞具备具备双亲的遗传物质,不仅能产生________,还能________,能大量产生单克隆抗体。

4.单克隆抗体的应用

⑴.作为诊断试剂:它在多种________及________的诊断和病原鉴定中发挥着重要的作用。

单克隆抗体在诊断的应用上,具有____、______、简易、_____的优点。

⑵.用于治疗疾病和运载药物:运用药物与单克隆抗体连接在一起制成"生物导弹"。

人教版高中生物选修三2.2.2动物细胞融合与单克隆抗体学案


2.2.2动物细胞融合与单克隆抗体

1.举例说出动物细胞融合技术及其应用。
2.举例说出单克隆抗体技术及其应用。

一、动物细胞融合
1.概念:动物细胞结合形成细胞的过程,也称细胞杂交。
2.过程:含不同DNA的两个或多个细胞――→灭活的病毒PEG,电激细胞。
3.结果:形成细胞。
4.意义:细胞融合技术突破了方法的局限,使成为可能。
二、单克隆抗体
1.传统获得的抗体
(1)方法:①向动物体内反复注射某种,使动物产生;
②从动物中分离所需抗体。
(2)缺点:产量低、纯度低、。
2.单克隆抗体的制备
(1)过程(见教材图解2-24)
(2)杂交瘤细胞的特点:,产生。
(3)单克隆抗体的优点:,,产量大。
3.单克隆抗体的应用
(1)作为诊断试剂,具有准确、、简易、的优点。
(2)用于和。
思考交流
1.动物细胞融合与植物原生质体融合所依据的原理是什么?

2.“生物导弹”中借助于单克隆抗体的导向作用,能将药物定向带入癌细胞内,其中药物的进入是什么方式?为什么?
正误判断
1.动物细胞融合与植物原生质体融合都可以用灭活的病毒促进融合。()
2.制备单克隆抗体时,必需选用免疫过的小鼠。()
3.单克隆抗体具备纯度高、特异性强等特点,在诊断的应用上具有准确、高效、快速的优点。()
4.“生物导弹”杀死癌细胞的同时,对正常细胞也同样有杀伤力。()

一、动物细胞融合与植物体细胞杂交的比较
比较项目原理方法步骤诱导方法结果用途或意义
动物细胞融合生物膜具有流动性分散成单个细胞后诱导细胞物理方法、
化学方法、
生物方法形成杂交细胞培育杂交细胞或大量获得细胞产物(如制备单克隆抗体)
 植物体细胞杂交生物膜具有流动性;植物细胞具有全能性酶解法去除细胞壁后诱导原生质体融合,形成杂种细胞后培养成杂种植株物理方法、化学方法形成杂种植株克服远缘杂交不亲和障碍

例1 如图所示为细胞融合技术的一些过程:
(1)从A、B细胞到C细胞的过程中,必须用________处理。
(2)若A、B细胞为植物细胞,那么这样的细胞已经用酶降解脱掉了________,这种酶可能是________酶,由此生成的A和B细胞称为________。
(3)若A细胞为骨髓瘤细胞,B细胞为B淋巴细胞,那么D细胞称为________细胞,由D细胞连续分裂产生大量细胞的过程称为________过程。这种细胞既能无限繁殖,又能产生________。
(4)若A为人细胞,B为鼠细胞,并分别用红、绿荧光染料标记细胞膜上的蛋白质,在形成C细胞时,细胞一半发红色荧光,一半发绿色荧光。到D细胞阶段,两种颜色的荧光均匀分布,请解释原因。
(1)诱导剂 (2)细胞壁 纤维素酶和果胶 原生质体 (3)杂交瘤 克隆 特异性抗体 (4)细胞膜上的蛋白质是可以运动的。

二、单克隆抗体的制备
单克隆抗体的制备过程如何?杂交瘤细胞有什么特点?

例2下图表示用生物工程制备人抗A抗体的过程。请回答下列问题。
(1)人的红细胞膜表面有被称为凝集原的特异________;从免疫学角度看,这种凝集原是________。
(2)图中细胞1是小鼠体内注入人A型血红细胞后而获得的________细胞,这种细胞具有产生_________________________________的特点,但难以在体外培养。甲培养皿中培养的细胞2是从患骨髓瘤的小鼠体内获取的骨髓瘤细胞,这种细胞在体外培养时能____________,但不会产生抗体。
(3)为了能充分发挥上述两种细胞各自的特点,经特殊处理,在促细胞融合因子的作用下,使两种细胞发生融合,形成图中的细胞3,这种细胞称为____________。把它在乙培养皿中进行培养,则能产生大量的细胞群,这种方法称为________。
(4)过程①的主要目的是____________________________________。通过过程②或③的培养方法能产生大量__________抗体。
(1)糖蛋白 抗原
(2)B淋巴 单一的抗A抗体(或单一的特异性抗体) 快速大量增殖
(3)杂交瘤细胞 单克隆
(4)筛选出能产生单一抗A抗体的杂交瘤细胞 抗A单克隆本

课堂达标
1.动物细胞融合和植物体细胞杂交的比较中,正确的是()
A.诱导融合的方法完全相同B.所用的技术手段完全相同
C.所采用的原理完全相同D.都能形成杂种细胞
2.在飞船上,科学家进行了无人搭载的空间动物细胞融合实验。该实验所依据的原理和促进细胞融合的方法分别是()
A.细胞的全能性、灭活病毒诱导融合B.细胞的全能性、电刺激融合
C.生物膜的流动性、灭活病毒诱导融合D.生物膜的流动性、自然融合
3.下列关于单克隆抗体制备过程的叙述,正确的是()
A.制备过程中不需要动物细胞培养技术
B.杂交瘤细胞具有浆细胞与癌细胞的所有特点
C.经选择性培养基筛选出来的杂交瘤细胞即可用于单克隆抗体的生产
D.单克隆抗体制备过程中的细胞两两融合可得到三种融合细胞
4.用动物细胞工程技术获取单克隆抗体,下列实验步骤中错误的是()
A.将抗原注入小鼠体内,获得能产生抗体的B淋巴细胞
B.用纤维素酶处理B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞
C.用聚乙二醇作诱导剂,促使能产生抗体的B淋巴细胞与小鼠的骨髓瘤细胞融合
D.筛选杂交瘤细胞,并从中选出能产生所需抗体的细胞群,培养后提取单克隆抗体
5.单克隆抗体技术在疾病诊断和治疗以及生命科学研究中具有广泛的应用。下列关于单克隆抗体的叙述,错误的是()
A.特异性强、灵敏度高
B.与抗癌药物结合可制成“生物导弹”
C.体外培养B淋巴细胞可大量分泌单克隆抗体
D.由效应B细胞与骨髓瘤细胞融合而成的杂交瘤细胞分泌
6.下图表示单克隆抗体制备过程的各阶段图解,请据图回答下列问题。
(1)请用箭头把代表各图解的字母按单克隆抗体制备过程的顺序连接起来________________________________________________。
(2)在单克隆抗体制备过程中选用B淋巴细胞和骨髓瘤细胞,是因为它们融合后的杂交瘤细胞具有________________、________________的特性。
(3)由图中可以看出,在单克隆抗体制备过程中运用了____________和____________的动物细胞工程技术手段。
课外强化
1.下图是单克隆抗体制备过程示意图,其中①过程注射的物质和A细胞的名称分别是()
A.抗体、T淋巴细胞B.抗原、T淋巴细胞
C.抗体、B淋巴细胞D.抗原、B淋巴细胞
2.单克隆抗体制备过程中,骨髓瘤细胞和B淋巴细胞融合后,要用特定的培养基筛选出杂交瘤细胞,在这种培养基上不能存活增殖的细胞是()
①B淋巴细胞 ②小鼠骨髓瘤细胞 
③B淋巴细胞自身融合细胞 ④小鼠骨髓瘤细胞自身融合细胞
⑤杂交瘤细胞
A.①②③④B.①③⑤C.②④D.②③
3.用动物细胞工程技术获取单克隆抗体,下列实验步骤中错误的是()
A.将抗原注入小鼠体内,获得能产生抗体的B淋巴细胞
B.用氯化钙作诱导剂,促使能产生抗体的B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合
C.筛选杂交瘤细胞,并从中选出能产生所需抗体的细胞群,培养后提取单克隆抗体
D.该杂交瘤细胞株的增殖方式和产物分别是有丝分裂和单克隆抗体
4.某实验小组做了下图所示的实验研究。下列相关叙述,正确的是()
A.与纤维母细胞相比,过程①形成的诱导干细胞的全能性较低
B.过程②是诱导干细胞的结构和遗传物质发生稳定性差异的过程
C.每个Y细胞只产生一种抗体,故过程③不需用选择性培养基进行筛选
D.过程④产生的单抗,不需细胞膜上载体蛋白的协助就能释放到细胞外
5.以绵羊红细胞刺激小鼠脾脏B淋巴细胞,再将后者与小鼠骨髓瘤细胞融合形成杂交瘤细胞克隆群,由此筛选出的单克隆杂交瘤细胞所产生的抗体()
A.能识别绵羊整个红细胞
B.只识别绵羊红细胞表面的特定分子
C.能识别绵羊所有体细胞
D.只识别绵羊所有体细胞表面的特定分子
6.单纯疱疹病毒Ⅰ型(HSV—1)可引起水泡性口唇炎。利用杂交瘤技术制备出抗HSV—1的单克隆抗体可快速检测HSV—1。
回答下列问题:
(1)在制备抗HSV—1的单克隆抗体的过程中,先给小鼠注射一种纯化的HSV—1蛋白,一段时间后,若小鼠血清中抗________的抗体检测呈阳性,说明小鼠体内产生了________反应,再从小鼠的________中获取B淋巴细胞。将该B淋巴细胞与小鼠的________细胞融合,再经过筛选、检测,最终可获得所需的杂交瘤细胞,该细胞具有的特点是__________________________。
(2)若要大量制备抗该蛋白的单克隆抗体,可将该杂交瘤细胞注射到小鼠的________中使其增殖,再从________中提取、纯化获得。
(3)通过上述方法得到的单克隆抗体可准确地识别这种HSV—1蛋白,其原因是该抗体具有__________和________等特性。

第5节克隆技术


第5节克隆技术

一、设计思路:

本节课是新教材第七章第五节的内容,是根据当前生命科学的发展而新加入的,它的关键问题是:克隆技术给人类带来了什么。克隆技术是一种现代生物技术。教材的这部分内容既向学生展示了克隆技术在工业、农业和医学领域所取得的成果,及其美好的应用前景,也指出了克隆人研究可能引发的一系列社会伦理、道德和法律问题。在上海市中学生命科学课程标准中,知识要求为A,也就是“知道”水平,教材主要通过文字的描述来介绍相关的知识点。

考虑到我校为一所市级实验性示范性中学,学生通过全面地学习,已经具有一定的分析问题的能力,但运用所学得知识解决问题的能力还不是很强,于是在发展性心理学、积极心理学、健康心理学理论的指导下,对本节内容以及教学方法作了一下处理:1、通过创设情景提出问题,在与学生解决问题的过程中,采用多种教学资源突破教学重点和教学难点。

2、设置开放性作业,让学生预想克隆技术的未来,写一篇相关的小论文,从而拓展课堂教学。

3、通过教材阅读、小组讨论及列表的形式开展自主学习,教会学生归纳整理、合作学习、交流互动的能力,并以生活事例进行拓展,教会学生用学习的知识去解释问题、发现问题,从而开发学习的潜能、促进学习成功,并用积极地心态、平和的心态、健康地心态、发展的心态去看待一个新科技,将健康心理学的内涵渗透到生命科学学科的教学中。

4、通过对于克隆技术利弊的讨论,理解中国政府的“四不原则(不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人的实验)”,和其内在的意义,从而教会学生用心去剖析问题,用辩证唯物主义的态度去思考问题,落实情感态度价值观的教学目标。

二、教学目标:

1、知识与技能

(1)学生知道克隆的概念和起源。

(2)学生知道克隆技术的应用及其可能带来的社会伦理问题。

(3)学生的学习能力、利用教材归纳总结获得精髓和做出科学判断的能力得到发展。

2、过程与方法

(1)在学习植物细胞全能性的基础上,进一步比较和学习动物细胞的全能性。

(2)以多莉的诞生为例,通过简易的flash展示,学习克隆技术的一般操作过程。

(3)学生通过阅读教材、填表归纳,培养学生获取信息、把握关键词以及表达信息的能力,从而了解克隆技术的应用领域。

(4)从网络和报刊杂志上搜索并关注克隆技术对人类经济、生活和科学发展的贡献,及其发展前景。通过对克隆技术的利弊进行探讨,培养学生剖析问题的能力。

3、情感态度与价值观

(1)通过讨论克隆技术的利与弊、与人类的关系,从中体会先进的科学和技术是一把双刃剑,初步树立辩证唯物主义的观念。

(2)通过学习克隆技术的发展过程,感受科学探究的曲折,培养学生积极地学习情绪;感悟科学家在探究过程中敢于质疑、勇于探索的精神以及严谨、持之以恒的科学态度,树立学生健全的意志品质;在事例介绍的过程中,帮助学生形成正确的自我意识,从而树立良好的学习习惯与态度,发展学习的潜能,渗透健康心理学的实质。

(3)展望生命科学未来的美好前景,增强科学研究以造福人类为最终目标的使命感,增强学生社会发展的责任意识,从而促进学生学习和心理的健康发展。

三、教学重点和难点:

重点:1、克隆的概念和一般过程。

2、克隆技术的应用,发展性心理辅导的渗透。

难点:1、在克隆技术利与弊的讨论中,树立辨证唯物主义的观念。

四、教学方法:

根据学生的特点,《生命科学》的课程内容,本节教学中主要采取“讨论法、讲述法、角色扮演”等教学方法。

五、教学准备:

为了提高教学的效率和效果,教学中采用了多媒体课件辅助教学。多媒体辅助课件创设一些认知情景,将一些微观的现象、抽象的道理简单化,帮助学生理解,提高教学效率,有效调动学生的学习积极性。

六、教学过程:

教学内容

教师组织和引导

学生活动

设计说明

问题导入

Flash演示梦境中出现多个自己的过程,引出现实生活能否实现?通过什么技术?——克隆技术

明确课程主题。

思考如何抓住梦境中的点滴灵感。

16、17岁是一个喜欢做梦的年龄,通过flash的演绎,培养学生把握细节的能力,培养学生肯定自我、敢于创新、敢于假设的能力。

一、何谓克隆

克隆一词的来源

如今克隆的含义,结合教材内容提出克隆的概念。

同时联系回顾细胞的全能性,加强知识的连贯性。

阅读教材,回顾以往的知识,比较动植物细胞的全能型,从而理解克隆的概念。

在学习新知识的过程中,回顾旧知识,培养学生温故而知新的习惯。

二、克隆技术的发展历史

以克隆技术是如何发展起来为主线,通过案例介绍,从植物的运用、低等动物中的无性繁殖到体细胞克隆技术逐步推进,认识克隆技术的发现之旅。

通过观看图片,了解克隆技术的发展史。

通过对科学发展史的阐述,培养学生的质疑和逻辑思维的能力,培养学生发现生活问题的能力,培养他们不迷信权威、传统的创新精神。

三、克隆技术的一般过程

以多莉的诞生来讲解克隆技术的一般过程。

同时提问,为什么怎么设计?

通过观看“多莉诞生”的flash,了解克隆技术的整个过程。同时思考每一步操作的设计意图。

通过flash的播放更直观的、更生动的介绍克隆技术的过程,及其各步操作中寓含的科学实验的设计原理。

四、克隆技术的应用

探索:为什么要研究克隆技术?列表为提纲,以小组讨论的形式,利用教材,让学生自己总结归纳克隆技术的优势和应用领域

阅读教材、组织讨论、自主学习并完成列表。

克隆技术的优势克隆技术的应用领域

用多媒体素材配合教材教学,提出问题,围绕问题的解决,帮助学生自主探究,主动参与知识的建构和培养学生合作交流的能力。

五、克隆技术的最新进展

异种克隆、高附加值转基因克隆动物、治疗性克隆、克隆人,以及这些进展所带来的前景。如果你是科学家,你会往哪个方向继续深入,为什么?

跟着多媒体学习、思考,同时预想克隆技术可能的发展方向。

培养学生的责任意识,自我意识,学会肯定自己的能力。

六、克隆技术的利弊讨论

学生活动,以克隆人为例讨论利弊(用辩论的形式)

小组讨论

培养合作互助,成果共享的意识。

七、

作业

预想克隆技术的未来

完成一篇克隆技术的小论文

回家完成。

让学生懂得科学的研究是逐步深入,永不停息的,通过角色扮演,体会科学研究的不易,和需要的大胆创新的能力。七、板书设计:

第5节克隆技术

一、克隆二、克隆的应用

1、概念1、克隆的特点

2、发展历史2、克隆技术的应用领域

3、过程

三、利弊讨论

文章来源:http://m.jab88.com/j/47647.html

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