2017年高中生物 第2章 基因工程 第3节 蛋白质工程（第1课时）学案 苏教版选修3.doc

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1、第三节　动物细胞工程的应用第1课时　动物细胞与组织培养　细胞核移植技术1．理解动物细胞与组织培养的原理、方法及应用。(重、难点)2．理解细胞核移植的基本过程。3．掌握动物体细胞克隆的过程和意义。(重点)4．正确看待克隆的利与弊。1．动物细胞工程(1)理论依据：细胞生物学和分子生物学。(2)应用①深入探索并改造生物的遗传特性。②大量培养细胞。(3)技术手段：动物细胞与组织培养、细胞核移植、体细胞克隆、细胞融合、单克隆抗体制备等。(4)基础技术：动物细胞与组织培养。2．动物细胞与组织培养(1)概念：指在体外模拟动物体内环境，将动物细胞或组织在温度适宜、营养充足、无菌等条件下培养，使其继续

2、生长、增殖并维持原有结构和功能的技术。(2)材料：取自动物胚胎或出生后不久的幼龄动物的器官或组织。(3)场所：体外，并模拟动物内环境。(4)目的：使动物细胞或组织继续生长、增殖并维持原有结构和功能。(7)过程①动物细胞培养动物组织单个细胞―→细胞悬液―→含营养液的液体培养皿培养―→形成一层细胞―→转移到新培养液中继续培养。②动物组织培养(8)培养类型①原代培养a．含义：从供体获取组织或细胞后的初次培养。b．培养代数：10代左右。c．应用：药物测试、基因表达等实验研究。d．特点：细胞的生物学特性未发生很大变化。②传代培养a．含义：将原代培养的细胞分离稀释后转入新的培养瓶中继续培养。b．

3、原因：在原代培养过程中，由于培养空间的限制、营养物质的消耗等导致细胞生长和增殖减缓。c．培养代数：10～50代左右。(9)应用主要应用于医药领域，如疫苗生产、药物研制、肿瘤防治等。对大面积烧伤的病人，最好进行自体皮肤移植手术，为了获得大量的自体皮肤细胞必须进行细胞培养。结合以上材料探究如下问题：探讨：动物细胞培养与动物组织培养的主要区别是什么？提示：动物细胞培养过程中需要用胰蛋白酶等使组织块中的细胞离散，而动物组织培养过程中不需要使用胰蛋白酶等。探讨：进行动物细胞培养为何常选用幼龄动物组织或胚胎作培养材料？动物细胞培养需要脱分化吗？培养前为什么要将动物组织分散成单个细胞？提示：幼龄动

4、物组织或胚胎的细胞分化程度低，增殖能力很强，更易于培养。动物细胞培养不需经过脱分化过程。因高度分化的动物细胞发育潜能变弱，失去了发育成完整个体的能力，所以，动物细胞也就没有类似植物组织或细胞培养时的脱分化过程了。分散后能与培养液充分接触，更易进行物质交换。1．动物细胞培养(1)原理细胞增殖。(2)培养液动物细胞培养所用的培养液(液体培养基)与植物组织培养所用的培养基的成分是不同的。动物细胞培养液常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等。(3)培养条件①无菌、无毒的环境：首先应保证被培养的细胞处于无菌、无毒的环境，即对培养液和所有的培养用具进行无菌处理。通常还要在细胞培养液中添

5、加一定量的抗生素，以防培养过程中的污染。另外，应定期更换培养液，以便清除代谢产物，防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害。②营养：细胞体外培养所需营养物质与体内的环境基本相同。例如，需要有糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等。将细胞所需的上述营养物质按其种类和所需数量严格配制而成的培养基，称为合成培养基。由于人们对细胞所需的营养物质还没有完全搞清楚，因此，在使用合成培养基时，通常需加入血清、血浆等一些天然成分。③温度和pH：细胞体外培养的适宜温度一般与动物的体温相近，哺乳动物多以36.5±0.5℃为宜。多数细胞生存的适宜pH为7.2～7.4。④气体环境：细胞培养所需气体主要有O

6、2和CO2，O2是细胞代谢所必需的，CO2的主要作用是维持培养液的pH。进行细胞培养时，通常采用培养皿或松盖培养瓶，将其置于含95%空气加5%CO2的混合气体的培养箱中进行培养。(4)过程解读①选材：一般取自幼龄动物的器官或组织，因为这些组织或器官的生命力旺盛，分裂能力强。②将动物细胞分散成单个细胞培养的原因：a．保证细胞所需要的营养供应。b．保证细胞内有害代谢产物的及时排出。(5)培养类型①原代培养：是指从供体获取组织或细胞后的初次培养。a．原代培养的细胞分裂旺盛，一般表现为细胞贴壁生长和接触抑制。b．由于组织或细胞刚刚离体，细胞的生物学特性未发生很大变化，在这一阶段中，培养的细胞

7、最接近于体内组织或细胞的生长特性，很适合用于药物测试、基因表达等实验研究。②传代培养：将原代培养的细胞分离稀释后转入新的培养瓶中的继续培养。a．随着培养时间的延长，体外培养的细胞数量会不断增加，当细胞数量增加到一定程度后，由于培养空间的限制、营养物质的消耗等，细胞的生长和增殖会逐渐减缓，此时将细胞分离稀释后转入新的培养瓶中继续培养，称为传代培养。b．传代培养至10～50次后，细胞增殖缓慢，甚至完全停止，此时细胞普遍表现为衰老和凋亡特征，但也有少部分细胞会发