师:同学们,今天我们学习人教版选择性必修三第二章细胞工程一轮复习第二课时。本节课学习目标如下:一、认同细胞工程在医疗卫生方面发挥的重要作用;二、能够运用生物学基本概念和原理,对日常生活中与干细胞克隆、动物和胚胎分割等有关的议题进行科学分析和判断;三、学会阅读并收集有关细胞工程研究进展和应用方面的资料,进行整理、分析和交流。本节课我们需要复习两个知识点:动物细胞工程的应用和胚胎工程。首先,我们一起回顾上节课关于动物细胞培养和动物细胞融合的相关知识。就像植物组织培养是植物细胞工程的基础技术一样,动物细胞培养也是动物细胞工程的基础技术。
知识点一,动物细胞工程的应用。我们回顾一下动物细胞工程常用技术。动物细胞工程常用的技术包括动物细胞培养、动物细胞融合和动物细胞核移植,其中动物细胞培养是基础。
一、干细胞的培养。请同学们阅读教材46页,整理回顾干细胞的来源、分类和特性。干细胞可以分为两类:胚胎干细胞和成体干细胞。胚胎干细胞存在于早期胚胎中,具有分化成为成年动物体内任何一种类型细胞,并进一步形成机体所有组织和器官,甚至个体的潜能。但由于胚胎干细胞必须从胚胎中获取,涉及伦理问题,限制了它在医学上的应用。
成体干细胞来源于成体组织或器官内。一般认为成体干细胞具有组织特异性,只能分化成特定的细胞或组织,不具有发育成完整个体的潜能。例如,造血干细胞是发现最早、研究最多、应用也最为成熟的一类成体干细胞,主要存在于成体的骨髓、外周血、脐带血中。
科学家通过体外诱导小鼠成纤维细胞,获得了类似胚胎干细胞的一种细胞,将它称为诱导多能干细胞,简称iPS细胞,并用iPS细胞治疗了小鼠的镰刀状贫血。因为诱导过程无需破坏胚胎,而且iPS细胞可以来源于病人自身的体细胞,将它移植回病人体内后,理论上可以避免免疫排斥反应,所以科学家普遍认为iPS细胞的应用前景优于胚胎干细胞。如教材46页图2 - 14所示,现在用iPS治疗阿尔兹海默症、心血管疾病等领域的研究也取得了新进展。科学家已尝试采用多种方法来制备iPS细胞,包括借助载体将特定基因导入细胞中,直接将特定蛋白导入细胞中,或用小分子化合物等来诱导形成iPS细胞。请同学们暂停2分钟完成这道练习反馈题。
答案选B。动物细胞培养的pH为7.2 - 7.4,胃蛋白酶在此条件下会失活,故原代培养的BMS细胞出现接触抑制时,需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理并进行分瓶培养。B选项错误。
二、单克隆抗体的制备。请同学们阅读教材“单克隆抗体及其应用”,结合48 - 49页图2 - 16,思考该过程中应该关注哪些环节,并将图2 - 16转化为文字和箭头组成的知识结构图。
结合教材48 - 49页图2 - 16,我们构建如下知识结构图:用特定的抗原对小鼠进行免疫,从该小鼠的脾脏中得到能产生特异性抗体的B淋巴细胞。利用PEG融合法、电融合法、灭活病毒诱导法,促成B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合。融合细胞经过选择培养基的第一次筛选,获得杂交瘤细胞。通过克隆化培养和多次抗体检测,第二次筛选获得产生特异性抗体的杂交瘤细胞。将抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞,经过体外培养或在小鼠腹腔内进行体内培养,便可获得大量特异性强、灵敏度高的单克隆抗体。请同学们暂停3分钟完成这道单克隆抗体应用的练习反馈题。
反馈题:结合教材48 - 49页图2 - 16构建知识结构图,用特定的抗原对小鼠进行免疫,并从该小鼠的脾脏中得到能产生特定抗体的B淋巴细胞。利用PEG法、电融合法、灭活病毒诱导法促成B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合。融合细胞经过选择培养基的第一次筛选得到杂交瘤细胞,通过克隆化培养和多次抗体检测,第二次筛选获得产生特定抗体的杂交瘤细胞,将抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞,经过体外液体培养或在小鼠腹腔内进行体内培养,便可获得大量特异性强、灵敏度高的单克隆抗体。请同学们暂停3分钟,完成这道单克隆抗体应用的练习反馈题。
结合题干信息分析题图可知,给小鼠甲注射病毒a的目的是让小鼠甲产生免疫反应,以获得能够分泌抗病毒a抗体的B淋巴细胞。
以小鼠甲的脾脏作为原材料,制备单细胞悬液的主要实验步骤:取小鼠甲脾脏,用机械方法或用胰蛋白酶、胶原酶等处理,使其分散成单个细胞,加入培养液制成单细胞悬液。
分析题图可知,图中筛选一所采用的培养基属于选择培养基,该选择培养基进行细胞培养的结果是未融合的亲本细胞和融合的具有同种细胞核的细胞都会死亡,只有融合的细胞才能生存,即由B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合的杂交瘤细胞才能生存。图中筛选2所依据的基本原理是抗原与抗体的反应具有特异性。
若要使能产生抗病毒a的单克隆抗体的杂交瘤细胞大量增殖,可将杂交瘤细胞注射到小鼠腹腔内增殖,也可将杂交瘤细胞在体外培养。
三、动物体细胞核移植技术和克隆动物。从本章首页的中华克隆猴到本章结束的复习与提高,既体现了中国在该项技术上的先进性,又凸显了该成果的重大意义。教材53页图2 - 18体细胞核移植流程图是以我国自主培育的体细胞克隆牛为模型的。现在请同学们进行知识迁移,通过对课本53页图2 - 18体细胞核移植流程图的复习,参考课本66页复习与提高第三题,推测猕猴“中中”的获得流程图。“中中”的培育流程图如下:取体细胞核和去除核的卵母细胞进行融合培育,获得重构胚胎。经过早期胚胎培养和胚胎移植,植入代孕母体的子宫,经过生长发育,出生后便是克隆动物。请大家暂停5分钟完成这道练习反馈题,检测对该技术的掌握情况。
