动物细胞培养和核移植技术教学案例

2．2．1动物细胞培养和核移植技术教学案例教学过程教学内容教学手段和方法预期目标1、回顾植物细胞工程的技术手段，引入动物细胞工程内容的学习2、学习新课：一、动物细胞培养（1）概念（2）原理（3）过程师：同学们，前面我们一起学习了植物细胞工程的相关知识，请大家来回顾一下其涉及的主要技术手段。生：有植物组织培养和植物体细胞杂交等。师；今天我们开始一起来学习动物细胞工程的内容，请大家阅读课本P44引言，介绍动物细胞工程的常用技术手段：动物细胞培养、核移植技术、动物细胞融合、生产单克隆抗体等，其中动物细胞培养技术是基础技术。现在先来学习动物细胞培养和核移植技术师：为什么要进行动物细胞培养？生：（沉默）师：我们一起来看课文本小节的引言的两个实例。师：同学们，要解决这些问题，离不开动物细胞培养技术。那么什么是动物细胞培养呢？生：（情绪高涨）从动物机体中取出相关组织，将它分散成单个细胞，然后在适宜的培养基中，让这些细胞生长和繁殖。师：很好！从概念中我们不难看出，该技术实施的原理是什么？生：细胞增殖。师：怎样进行动物细胞的培养？需要哪些条件？指导学生阅读P44-46内容，结合插图或投影过程示意图，最好能制成动画。师生共同归纳过程：取材→分散→配制悬液→原代培养→传代培养。在各个箭头上注明处理方法。注意：原代培养和传代培养原代培养：取材水解后的初次培养；传代培养：原代培养后再处理后的后续培养。两者先后关系，不能倒置，其原阅读并笔注，要求学生注意动物细胞培养，不能说成动物组织培养；而植物组织培养不能说成植物细胞培养。板书或投影标题2，2动物细胞工程板书或投影标题2。2。1动物细胞培养和核移植技术可结合课本插图或用投影补充一些有关这方面的例子可在学生阅读自学后，让学生抛开书本，口述，教师简明地板书，带领学生体会和剖析要点，领略大概过程。这是本节学习的重点，关于培养过程，可参照课本P45示意图讲解，注意两个培养概念的区分。注意与植物组织培养的比较。让学生了解动物细胞工程的技术手段，激发其求知欲望激发学生热爱科学、关注科学的意识通过剖析，旨在培养学生分析和解决问题的能力，也有助学生审题能力的加强。通过比较弄清概念间的本质差异和内在联系。培养学生的求异和求同思维能力。（4）条件（5）应用3、学习新课：二、动物体细胞核移植技术和克隆动物（1）概念（2）分类理相同。后者一般至10代，也有至40-50代，但细胞核型可能会改变，从而癌变。师：大家想一想，目前使用的或冷冻保存的细胞常常是10代以内，是什么道理？生：以保证细胞正常的二倍体核型。师生讨论P44的两个旁栏思考题复习：内环境及其稳态知识，并思考和讨论以下问题：体外细胞培养需要哪些营养物质？需要怎样的合适环境条件？（阅读讨论后）（1）环境条件：灭菌处理、抗生素、定期更换培养基（2）营养条件：与体内基本相同，有糖、氨基酸、无机盐、必需元素、血清、血浆等（3）温度和PH：接近体温，PH7。2-7。4（4）气体环境：O2和CO2（5%）师：物细胞培养能否象植物组织培养那样获得克隆个体？生：众说纷纭。师：不能，因为动物细胞的全能性受到分化程度的限制，发育成个体的潜能渐弱。那么这项技术有哪些用途呢？（1）生产生物制品（2）提供基因工程的受体细胞（3）检测有毒物质的毒性（4）用于病理、生理、药理研究比较：培养基的状态、成分；技术依据的原理；过程；结果等方面。师：刚才我们讲过利用上述技术无法克隆动物个体，那么能否克隆？有没有别的方法？生：有（声音洪亮）师：大家说得对！什么方法？生：动物核移植技术。板书概念内容（略）师：胚胎细胞核移植和体细胞核移植，后者难度较大。我们来学习后者。难度不大，让学生回答，相互修正完善。师生归纳小结，教师板书注意与植物组织培养比较，把知识学通、学活。可列表比较，让学生一目了然。让学生同时思考P46旁栏题，阅读下面的小知识卡片。指导学生阅读并学会归纳有哪几个方面的用途用预先准备好的小黑板或投影出示。学生会迅速阅读教材，引发新的内容的学习让学生分析大体思路回顾所学知识诱发学生思考原因通过思考，培养知识的迁移能力关注科学技术的不同，培养学生严谨的科学态度。通过这样的提问，能引起学生的共鸣。激趣诱思让学生认同科学不断发展、不（3）原理（4）过程（5）应用（6）局限4、小结5、作业或活动体细胞核的全能性教师板画过程图：取材→培养→显微注射到去核的次级卵母细胞→重组细胞→重组胚胎→受体雌性动物→克隆动物。讨论：P49的三个思考题，初步理解技术的局限性。（1）改良动物，提高繁殖率（2）保护濒危物种（3）生产转基因产品；治疗疾病等（1）成功率低。（2）有待改进。（3）健康问题。（4）安全问题师：本节课我们学习了动物细胞培养和核移植技术，大家要能说出原理、过程和应用（结果），体验到科学的伟大力量。教材P50思考与探究4道题，上网查阅资料这是重点与难点，结合演示（多媒体），理解技术要领和关键所在。尝试让学生画图。学生笔注结合“多利羊”实例，让学生畅所欲言。课后完成，待讲评。断创新。有助于理解，效果好培养了能力。理解STS间的关系激发学生立志献身科学的情感态度。提出本节课的最终学习目标经典例题剖析1.为了使用于培养的动物组织细胞分散开以便配制成一定浓度的细胞悬浮液，选取来的动物组织应选用下列哪种物质处理A.胃蛋白酶B.胰蛋白酶C.盐酸D.胰脂肪酶[解析]在动物组织细胞的间隙中含有一定量的弹性纤维等蛋白质，它们将细胞网络起来形成具有一定的弹性和韧性的组织和器官，而弹性纤维易被胰蛋白酶在中性略偏碱性环境下催化分解，而胃蛋白酶在pH为1.8左右催化效率最高，此环境动物细胞被破坏。[答案]B2.下列属于动物细胞培养与植物组织培养主要区别的是A.培养基成分不同B.动物细胞培养不需要在无菌条件下进行C.动物细胞可以传代培养，而植物细胞不能D.动物细胞能够大量培养，而植物细胞只能培养成植株[解析]考查动物细胞培养与植物组织培养的主要区别。动物细胞培养与植物组织培养有许多相似之处，也有许多不同点。其主要不同点是它们的培养基的成分不同。动物细胞培养的培养液中通常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐和维生素，另外还有动物血清。植物组织培养所需要的培养基包含植物生长和发育的全部营养成分，如矿质元素、蔗糖、维生素、植物激素和有机添加物，没有动物血清。[答案]A3.在克隆多利羊的过程中，下列哪项技术没有运用到A.细胞培养技术B.细胞核移植C.胚胎移植技术D.基因工程技术[解析]考查克隆羊产生的过程。多利羊的培育过程是：将一只母羊（A羊）卵细胞的细胞核吸出，得到不含核的卵细胞。然后，将实验室中培养的另一只母羊（B羊）的乳腺上皮细胞的细胞核注入到无细胞核的卵细胞中并进行电刺激，这样就通过核移植技术形成了一个同时含有A羊核遗传物质和B羊细胞质的重组卵细胞。融合后的卵细胞经过体外细胞培养形成早期胚胎。然后把这个胚胎移植到第三只羊（C羊）的子宫中，让C羊为胚胎发育提供发育场所和营养物质，这个过程利用了胚胎移植技术。胚胎就在C羊子宫内发育成熟。C羊产下的羊就是克隆羊多利。从以上分析可以看出，多利产生的过程中没有使用基因工程技术。[答案]：D基础试题训练一、选择题1．下列与动物细胞培养有关的表述中，不正确的是（）A．培养液通常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清B．原代培养的细胞一般传至10代左右便会出现生长停滞C．动物细胞培养一般能够传到40～50代，但其遗传物质发生了改变D．动物细胞培养可用于检测有毒物质和获得大量自身健康细胞2．生物技术的发展速度很快，已灭绝生物的“复生”将不再是神话。如果世界上最后一只野驴刚死亡，以下较易成功“复生”野驴的方法是（）A．将野驴的体细胞取出，利用组织培养技术，经脱分化、再分化，培育成新个体B．将野驴的体细胞两两融合，再经组织培养培育成新个体C．取出野驴的体细胞核移植到母家驴的去核卵细胞中，经孕育培养成新个体D．将野驴的基因导入家驴的受精卵中，培育成新个体3．一只羊的卵细胞核被另一只羊的体细胞核置换后，这个卵细胞经过多次分裂，再植入第三只羊的子宫内发育，结果产下一只羊羔。这种克隆技术具有多种用途，但是不能（）A．有选择地繁殖某一性别的家畜B．繁殖家畜中的优秀个体C．用于保存物种D．改变动物的基因型4．下列哪—项属于克隆（）A．将鸡的某个DNA片段整合到小鼠的DNA分子中B．将抗药菌的某基因引入草履虫的细胞内C．将鼠骨髓瘤细胞与经过免疫的脾细胞融合成杂交瘤细胞D．将某肿瘤细胞在体外培养繁殖成一个细胞系5．有关全能性的叙述，不正确的是（）A．受精卵在自然条件下能使后代细胞形成完整个体，因此全能性最高B．生物体内细胞由于分化全能性不能表达C．卵细胞与受精卵一样，细胞未分化，全能性很高D．植物细胞离体培养在一定条件下能表现出全能性6．下列属于组织培养但不是克隆的是（）A．将花粉离体培养成单倍体植株B．芽发育成枝条C．根尖分生区发育成成熟区D．上皮细胞无性繁殖产生的细胞群7．动物细胞培养液和植物组织培养液的共有成分是（）A．葡萄糖B．蔗糖C．动物血清D．维生素8．单克隆抗体制备过程中，骨髓瘤细胞和B淋巴细胞诱导融合后，要用特定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．①③9．动物细胞培养的细胞来自于（）A．任何个体的细胞B．只能取自动物胚胎细胞C．只能取自幼龄动物的组织细胞D．胚胎或幼龄动物的器官和组织细胞10．（2005，广东）关于单克隆抗体，下列叙述不正确的是（）A、可以制成诊断盒．用于疾病的珍断B、可以与药物结合，用于病变细胞的定向治疗C、可以利用基因工程技术生产D、可以在生物体内生产，不能体外生产11．动物细胞工程常用的技术手段中，最基础的是（）A.动物细胞培养B．动物细胞融合C．单克隆杭体D．胚胎、核移植12．细胞株的特点是（）A．遗传物质没有改变，可以无限传代B．遗传物质发生改变，不可无限传代C．遗传物质没有改变，不可无限传代D．遗传物质发生改变，且有癌变特点，可以无限传代13．关于杂交瘤细胞的不正确叙述是（）A．有双亲细胞的遗传物质B．不能无限增殖C.可分泌特异性抗体D．体外培养条件下可大量增殖14.动物细胞融合技术最重要的用途是（）A.克服远源杂交不亲和B.制各单克隆抗体C.培育新品种D.生产杂种细胞15.“生物导弹”是指（）A.单克隆抗体B.杂交瘤细胞C.产生特定抗体的B淋巴细胞D.在单抗上连接抗癌药物16.在动物细胞培养中有部分细胞可能在培养条件下无限制地传代下去，这种传代细胞称之为:A．原代培养B．传代培养C．细胞株D．细胞系17.如果用动物的细胞进行克隆实验应该选择的细胞核不能是（）A、乳腺细胞的B、卵细胞的C、胃腺细胞的D、囊胚时期的胚胎细胞的18．（多选）美国杜克大学医疗中心的一个研究小组利用成年猪的动脉血管细胞和模拟胚胎环境的新型生物反应器,成功地在实验室里培育出新的动脉血管.这种血管的外形和功能都与真的血管一样,这一研究成果是生物组织培养领域的重大进展.下列关于以上技术的叙述中,正确的是:A．属于“克隆”B．可能要利用去核卵细胞C．关键是激发血管细胞的全能性D．关键是激发血管细胞发育成血管的潜能二、非选择题1.中国科学院动物研究所陈大元研究员带领的科研小组，首先选择了兔子卵细胞作为受体卵。他们采用了两种核移植方法，即电融合法和核直接注射法，把大熊猫的体细胞核移入兔的去核卵细胞质中。经过精心的实验，他们已得到了大熊猫的重构胚。实验结果显示，大熊猫的3种体细胞移植到兔去核卵母细胞中均可以卵裂，并进行早期发育，3种供体细胞核移植的融合率在55%~59%之间；融合后的重构卵进行培养后，囊胚率以乳腺细胞最高，而骨骼肌细胞的最低；重构囊胚细胞的染色体数目为42条，与供体（大熊猫）细胞染色体数目相同，与受体动物家兔的染色体数（44条）不同。经DNA指纹分析，也证明了重构囊胚细胞的遗传特性为大熊猫的遗传特性。实验还证明，卵细胞质使体细胞核去分化不具有特异