师:同学们好,今天我们来学习高二人教版生物学选择性必修三第二章第二节动物细胞工程第三课时的内容。下面请大家先观看大屏幕。

  21号上午,随州市的新冠肺炎康复者夏红敏来到血浆捐献点,成功捐献了200毫升血浆。她说:“昨天,血站的人员打电话让我过来,问我愿不愿意,我当然义不容辞,能够帮助他人真的觉得很高兴。”在仙桃、孝感和黄冈等地,一些新冠肺炎康复者主动站出来捐献血浆,其中还有医务人员。他们表示:“尽我们的这份微薄之力回报社会,希望帮助更多患者早日康复。我感染这个病毒之后就没上班,一直没机会到一线去战斗,所以也想贡献一点自己的力量。”经过安全性检测,预计后天这些血浆可用到临床。

  2月20号下午,黄石也迎来了自愿捐献血浆的新冠肺炎康复者。这位康复者说:“我觉得医护人员确实为了我们付出了很多,我们能救一个是一个。”

  请同学们思考一下,为什么要号召新冠肺炎痊愈者捐献自己的血浆?这样的血浆对新冠肺炎患者有什么作用呢?是的,血浆中有新冠病毒的抗体,可以用于治疗新冠肺炎患者。那为什么不能只依靠痊愈者血浆中得到的抗体来治疗病人呢?因为血清中的抗体来源较少、产量较低,并且血清中有多种抗体,纯度低、特异性差。有没有什么办法能够获得产量高、纯度高、特异性强的抗体呢?这就要用到我们这节课要讲的技术——动物细胞融合技术。下面就让我们进入今天内容的学习。

  首先,明确本节课的学习目标和重难点。本节课的学习目标为:一、理解动物细胞融合技术的概念;二、举例说出诱导动物细胞融合的方法,说出植物体细胞杂交和动物细胞融合的区别。本节课的难点是动物细胞融合技术的原理与过程。

  首先,我们一起来回顾植物体细胞杂交技术的相关内容。还记得植物体细胞杂交技术的概念是什么吗?植物体细胞杂交技术是指将不同来源的植物体细胞在一定条件下融合成细胞,并把细胞培育成新植物体的过程。那具体的流程是什么样的呢?下面我们来梳理一下。

  假设现在我们想要让A细胞和B细胞进行杂交,首先要对这两个细胞进行去除细胞壁的处理。采用的方法为酶解法,用的是什么酶呢?我们知道植物细胞壁是由纤维素和果胶构成的,根据酶具有专一性的特点,我们采用纤维素酶和果胶酶。处理完成后,我们就分别得到A原生质体和B原生质体。接下来,可以选用物理或化学的方法对两种原生质体进行人工诱导融合。随着诱导过程的推进,原生质体会逐渐融合,当融合了的原生质体长出新的细胞壁,则意味着融合完成。在这里要特别强调,细胞壁的再生是原生质体融合完成的标志,此时我们便得到了细胞AB。之后,我们便可以利用之前所讲授的植物组织培养技术,使细胞经过脱分化形成愈伤组织,之后再经过再分化过程长出小植株,最后进一步移栽获得植株AB。

  总的来说,植物体细胞杂交技术可以分为两个部分:第一部分从AB细胞到融合的原生质体AB,运用的是植物体细胞融合技术;第二部分从细胞AB到植株AB,应用的是植物组织培养技术。其中,第一部分植物细胞融合技术体现了细胞膜的流动性,第二部分的植物组织培养技术体现了细胞的全能性。植物体细胞杂交技术的流程就回顾完了。我们知道运用植物体细胞杂交技术可以跨越不同种植物之间生殖隔离的屏障,培育出新的作物类型。那么有没有技术能让不同种动物的体细胞进行杂交,培育出集不同动物细胞的优势于一身的动物细胞呢?科学家经过长期的探索,实现了这样的设想。我们先来了解一下动物细胞融合技术的发展简史。

  从19世纪30年代,科学家们相继在肺结核、天花、水痘、麻疹等疾病患者的病理组织中观察到多核细胞,到科学家相继发现灭活的病毒、聚乙二醇、电融合技术能诱导细胞融合,即利用细胞融合技术而发展起来的杂交瘤技术,为制造单克隆抗体开辟了新途径,既改变了世界,更造福了人类。

  那么,什么是动物细胞融合技术呢?动物细胞融合技术是使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术。融合后的细胞为杂交细胞,即融合后形成了具有原来两个或多个细胞遗传信息的单核细胞。大家已经学习了植物体细胞杂交技术,那如何诱导动物细胞融合呢?我们知道动物细胞没有细胞壁,所以没有植物体细胞融合前去除细胞壁的过程。我们在学习必修一细胞膜的结构和功能时,介绍了人鼠细胞融合的实验。将鼠的细胞膜蛋白用绿色荧光标记,人的细胞膜蛋白用红色荧光标记,经过灭活的病毒诱导,两种细胞发生了融合。这个实验证明了膜蛋白是可以运动的,进而证明了细胞膜具有一定的流动性,同时体现了不同种动物的体细胞可以融合。

  那为什么灭活的病毒能够诱导动物细胞融合呢?其原理是什么?病毒不灭活可以吗?大家想一想为什么。首先我们先来看看什么是灭活的病毒。灭活的病毒是指用物理或化学手段使病毒失去感染能力,但是并不破坏病毒的抗原结构。以仙台病毒为例,仙台病毒经紫外线灭活后丧失感染活性,也就是说该病毒不感染细胞,但保留融合活性,即可以诱导细胞融合。那么灭活病毒是如何诱导细胞融合的呢?首先,灭活的病毒吸附在细胞的表面,病毒表面的糖蛋白和一些酶与细胞膜上的糖蛋白发生作用,使细胞互相凝聚。接着细胞膜上的蛋白质分子和脂质分子重新排布,细胞膜打开,形成通道。随后通道逐渐扩大,细胞膜融合,最后两亲本的细胞质和细胞核逐渐融合。

  通过上述的学习,请同学们思考一下动物细胞融合的原理是什么呢?动物细胞融合的原理是细胞膜的流动性。除了灭活的病毒外,诱导植物细胞原生质体融合的物理和化学方法也可以诱导动物细胞融合。接下来请同学们思考如何确定两个细胞发生融合了呢?我们知道动物细胞没有细胞壁,可以根据杂交细胞经过有丝分裂之后形成两个或多个相同的杂交细胞,作为判定动物细胞完成融合的标志。那融合的细胞是否都是杂交细胞呢?大家想一想。因为动物细胞融合时通常是将多个细胞混合进行处理,就目前常用的细胞融合方法来看,不管是物理、化学方法还是生物方法,其融合率都不可能是百分百。若仅有少数细胞进行融合,则不一定能够得到融合细胞。更重要的是,即使两个细胞已发生融合,也并不一定是杂交细胞,因为细胞融合是随机的,会有不同的细胞融合成为杂交细胞,也会有同种细胞融合形成的细胞,所以还需要进行筛选和鉴定。

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《生物 选择性必修3 第2章 第2节 动物细胞工程 第3课时 逐字稿-4,533字 第5版》.docx
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