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山东省菏泽一中2021年高中生物 2.3动物细胞培育和核移植技术教案新人教版选修3教学过程教学内容教学手段和方法预期目标1、引言2、学习新课：一、动物细胞培养(1)动物细胞培养的定义(2)动物细胞培养的过程(3)动物细胞培养的条件(4)动物细胞培养技术的应用二、动物细胞核移植技术和克隆动物1、核移植定义2、体细胞核师：前面，我们学习了植物细胞工程，今天，我们开始了解动物细胞工程。
首先，请回顾：植物细胞工程有哪些基本技术？生：植物组织培养，植物体细胞杂交。
师：那动物细胞工程又有哪些基本技术呢？生：动物细胞培养，动物细胞位移植，动物细胞融合，生产系克隆等。
师：通过阅读你应注意哪些？生：1.动物细胞培养与植物组织培养莫要混淆2.动物细胞培养技术是动物细胞工程技术的基础。
师：请阅读材料，小组讨论解决方案材料一：对于大面积烧伤的病人，自体健康皮肤非常有限，使用他人皮肤来源又不足，且会产生排斥反应。
怎样才能获得大量的自体健康皮肤呢？材料二：单细胞产生的蛋白质很少，怎样才能获得大量的分泌蛋白呢？生：取相应细胞，大量培养，即通过动物细胞培养。
师：很好！对于细胞培养我们要了解两个问题。
第一个问题：什么是动物细胞培养？生：动物细胞培养是从动物机体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后放在适宜的培养其中，开门见山，复习引入，形成对比学生阅读P44第一段学生阅读提炼投影展示，学生阅读和讨论相结合。
师生一起阅读教材，学生自主性归纳，突出本节课重点。
学生讨论，思考并回答教师总结，进一步突出重点学生讨论、思承上启下，让学生将本节内容与上节内容形成有机联系。
提高学生阅读分析的能力。
自然过渡到本节学习内容，加深理解动物的细胞培养的使用前提培养学生提炼信息，归纳知识的能力。
了解动物细胞培养中的操作原因自然过渡明析动物细胞培养的需环境移植的过程3、体细胞核移植技术的应用前景4、体细胞核移植技术存在的问题三、布置作业让这些细胞生长和增殖。
学习目标：１．简述动物的细胞培养及条件。
（重点）２．举例论证动物细胞培养技术的应用及意义。
３．简述动物核移植的过程及意义。
（重、难点）一、动物细胞工程１．常用的技术手段：动物细胞培养、动物细胞核移植、动物细胞融合、生产单克隆抗体等。
２．基础：动物细胞培养技术。
二、动物细胞培养１．概念：从动物机体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后，放在适宜的培养基中，让这些细胞生长和增殖。
２．过程３．相关概念（１）细胞贴壁：细胞悬液中分散的细胞贴附在瓶壁上。
（２）细胞的接触抑制：当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞停止分裂增殖的现象。
（３）原代培养：指动物组织消化后的初次培养。
（４）传代培养：贴满瓶壁的细胞，出现接触抑制后，需要重新用胰蛋白酶等处理，然后分瓶继续培养，让细胞继续增殖的培养过程。
４．培养条件５．应用连线表示动物细胞培养的应用及实例１生产生物制品Ａ．筛选抗癌药物２用于基因工程Ｂ．干扰素、单克隆抗体３检测有毒物质Ｃ．培养受体细胞４用于生理、病理、药理等研究Ｄ．判断物质毒性提示：１—b ２—c ３—d ４—a三、动物体细胞核移植技术和克隆动物１．概念（１）供体：动物的一个细胞的细胞核。
（２）受体：去掉细胞核的卵母细胞。
（３）结果：形成重组胚胎，最终发育成动物个体。
２．种类：胚胎细胞核移植和体细胞核移植。
３．体细胞核移植的过程４．体细胞核移植技术的应用前景（１）畜牧生产中：加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育。
（２）保护濒危物种方面：增加动物的存活数量。
（３）医药卫生领域：转基因克隆动物作为生物反应器，生产医用蛋白。
（４）治疗人类疾病：转基因克隆动物细胞、组织和器官作为异种移植的供体等。
５．存在问题（１）体细胞核移植技术的成功率非常低。
（２）克隆动物存在健康问题，表现出遗传和生理缺陷等。
（３）克隆动物食品的安全性问题存在争议。
１．判断对错（正确的打“√”，错误的打“×”）（１）制备肝细胞悬液时先用剪刀剪碎肝组织，再用胃蛋白酶处理。
庖丁巧解牛知识·巧学一、动物细胞培养动物细胞培养就是从动物机体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后，放在适宜的培养基中，让这些细胞生长和繁殖。
1.动物细胞培养的过程进行动物细胞培养时，首先将组织块剪碎，用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理，使其分散成许多单个细胞，然后，用培养液将分散的细胞稀释制成细胞悬液，再将细胞悬液放入培养瓶内置于适宜环境中培养。
悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上，称为细胞贴壁。
以后，细胞进行有丝分裂，数目不断增多。
当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的接触抑制。
人们通常将动物组织消化后的初次培养称为原代培养。
贴满瓶壁的细胞需要重新用胰蛋白酶等处理，然后分别继续培养，让细胞继续增殖，这样的培养过程通常被称为传代培养。
记忆要诀动物细胞培养的流程：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。
2.动物细胞培养的条件（1）无毒无菌的环境：培养液应进行无菌处理。
（2）营养：合成培养基成分包括糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素，通常需加入血清、血浆等。
（3）适宜温度：一般与动物体温相近。
（4）pH：7.2～7.4。
（5）气体环境：空气95%，二氧化碳5%。
误区警示用胰蛋白酶分散细胞，说明细胞间的物质主要是蛋白质。
胃蛋白酶作用的适宜pH约为2，当pH大于6时，胃蛋白酶就会失去活性。
胰蛋白酶作用的适宜环境pH为7.2～8.4。
多数动物细胞培养的适宜pH为7.2～7.4，胃蛋白酶在此环境中没有活性，而胰蛋白酶在此环境中活性较高，因此胰蛋白酶适宜用于细胞培养时的消化。
3.动物细胞培养技术的应用动物细胞培养技术有很多用途。
许多有重要价值的生物制品，如：病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体等，都可以借助动物细胞的大规模培养来生产。
动物细胞培养和核移植技术经典例题剖析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。
选修3专题2 第2.1节动物细胞培养和核移植技术（P44）
【学习要求】
1.简述动物细胞培养的过程、条件及应用。
2.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。
【学习重、难点】学习重点：动物细胞培养的过程、条件；学习难点：核移植技术的应用前景
学习活动一简述动物细胞培养的过程
【自主学习】
阅读教材P44-46页，思考填写下列内容：
动物细胞工程常用的技术手段：①______________②______________③______________④______________ 其他动物细胞工程技术的基础是______________
1．动物细胞培养的概念：
动物细胞培养就是从动物机体中取出相关的组织，将它分散成______________，然后放在______________中，让这些细胞____________和___________。
2.动物细胞培养的原理：______________
3．动物细胞培养的过程：
4.特点：______________
【合作探究】
1．动物细胞培养中为什么要选用动物胚胎或者幼龄个体的器官或者组织作为细胞培养材料？
2. 为什么动物细胞培养前要将组织细胞分散成单个细胞？将组织分散成单个细胞的方法是？胰蛋白酶或胶原蛋白酶的作用是什么？分散成单个细胞时可以用胃蛋白酶吗？为什么？
3.细胞贴壁？细胞的接触抑制？
4. 如何区分动物细胞培养中的原代培养与传代培养？
【正误判断】
1. 培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可以形成多层细胞。
2. 克隆培养法培养过程中多数细胞的基因型会发生改变。
3.原代培养的细胞一般传至10代左右便会出现生长停滞。
4. 二倍体细胞的传代培养次数通常是无限次的。
学习活动二弄清动物细胞培养的条件和应用
【自主学习】
阅读教材P46-47页，思考填写下列内容：
1．动物细胞培养的条件
（1）无菌、无毒环境：①对和所有进行无菌处理。
②在细胞培养液中添加一定量的______________以防止培养过程中的污染
③应定期更换培养液，以便清除代谢产物，防止_____________ _
（2）营养物质：无机盐、等有机物，以及、氨基酸、、血清等有机物。
（3）温度及pH：温度为；pH为。
（4）气体环境：有和气体。
O2的作用：_____________
CO2的作用：_____________
2．动物细胞培养技术的应用：
制备、制备、检测有毒物质、培养医学研究的各种细胞。
【合作探究】
1．动物细胞培养液中为何要添加动物血清成分？
2.
【正误判断】
1. 动物细胞培养培养液通常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清。
2. 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。
3. 动物细胞培养可用于大规模生产食品添加剂、香料等。
4. 动物细胞培养可用于大规模生产干扰素，用于抵抗病毒引起的感染。
学习活动三简述动物体细胞核移植技术克隆动物的过程，及核移植技术的应用前景。
【自主学习】
阅读教材P47-50页，思考填写下列内容：
1．动物体细胞核移植技术概念：
将动物的一个细胞的，移入一个去核的中，使其并发育成一个，最终发育为动物个体。
2．动物体细胞核移植技术的过程：
3．动物体细胞核移植技术应用前景：
（1）在畜牧生产中，可以加速家畜遗传改良进程，促进。
（2）在保护濒危物种方面：可以增加濒危动物的。
（3）在医药卫生领域：转基因克隆动物可以作为生产出珍贵的医用蛋白。
（4）在治疗人类疾病方面：转基因克隆动物细胞、组织和器官可以作为的供体。
（5）人的核移植胚胎干细胞经诱导分化，形成相应的组织、器官后，可以用于。
（6）研究胚胎发育及衰老过程，追踪研究疾病的和。
【合作探究】
1．通过动物细胞培养能产生一个动物个体吗？原因是？
2. 重组细胞中细胞核中的基因来自于何种细胞？用核移植方法得到的动物称为？
3.体细胞核移植技术存在哪些亟待解决的问题？
【正误判断】
1. 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。
2. 卵细胞与受精卵一样，细胞未分化，全能性很高。
3. 在克隆奶牛的体细胞核移植过程中，需要在体外将采集到的卵母细胞培养到减数第二次分裂中期。
4. 体细胞克隆出的后代与供体的遗传物质和表现性完全一致。
【课堂巩固】
1．用动、植物成体的体细胞进行离体培养，下列叙述正确的是
A.都需要用CO2的培养箱
B.都需要用液体培养基
C.都要在无菌条件下进行
D.都可以体现出细胞的全能性
2. 如图为某哺乳动物的生殖过程图，下列正确的叙述是
A.个体2为克隆动物，c为高度分化的体细胞
B.个体2的遗传性状与提供b细胞的母羊完全不同
C.产生动物个体2的生殖方式为有性生殖
D.e细胞为完成减数分裂的卵细胞
3. 下列关于动物细胞培养的叙述，正确的是
A.动物细胞培养的目的是获得大量的细胞分泌蛋白
B.动物细胞培养前要用胰蛋白酶使细胞分散开
C.细胞的癌变发生于由原代培养向传代培养的过渡过程中
D.传代培养的细胞一般传至10代以后还容易传下去
4. 下列动物细胞培养过程中，属于原代培养的是
A.用胰蛋白酶使组织分散成单个细胞的过程
B.从机体取得细胞后立即进行培养的过程
C.出现接触抑制现象后，取下的细胞的培养过程
D.哺乳动物细胞在培养基中的悬浮生长过程
5. 如果用动物的细胞进行克隆试验，应该选择的细胞核不能来源于
A.乳腺细胞
B.受精卵
C.胃腺细胞
D.卵细胞
6. 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
7. （多选）动物细胞体外培养时，通常要在培养基中补充一定浓度的某些物质。
右图是血清对正常细胞和
癌细胞培养影响的实验结果。
从该图提供的信息可以获得
的正确结论有
A.正常细胞与癌细胞的增殖速率相同
B.有无血清对正常细胞培养的影响不同
C.培养基中补充血清有助于正常细胞的培养
D.培养基中是否补充血清对癌细胞的培养影响不大
8. （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.以上技术属于“克隆”
B.这项技术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
9. 继哺乳动物乳腺生物反应器研发成功后，膀胱生物反应器的研究也取得了一定进展。
最近，科学家培育出一种转基因小鼠，其膀胱上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液中。
请回答：
（1）将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞，常用方法是。
（2）进行基因转移时，通常要将外源基因转入中，原因是。
（3）通常采用技术检测外源基因是否插入了小鼠的基因组。
（4）在研制膀胱生物反应器时，应使外源基因在小鼠的细胞中特异表达。
（5）为使外源基因在后代长期保持，可将转基因小鼠体细胞的转入去核的卵细胞中构成重组细胞，使其发育成与供体具有相同性状的个体。
该技术称为。
