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輔導(dǎo)教案
基礎(chǔ)鏈接•溫故知新
一、細胞的增殖
1．細胞周期：從上一次分裂________到下一次分裂________所經(jīng)歷的整個過程，叫細胞周期。它包括________(簡稱)和________間期。

如右圖，_______是一個細胞周期。
2．有絲分裂的意義在于親代細胞的染色體經(jīng)過________后，精確地平均分配到兩個________中去，保證了遺傳性狀的________。
二、細胞的分化與癌變
1．細胞的后代在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能上發(fā)生________的過程叫細胞的分化。
2．癌細胞是由正常細胞發(fā)生________而的癌變的細胞，它的重要特點是________和________。
三、特異性免疫
B淋巴細胞受抗原刺激后可分化為效應(yīng)B淋巴細胞和________，前者能產(chǎn)生大量的________參與體液免疫。

一、1.結(jié)束　結(jié)束　分裂期　分裂　bc　2. 復(fù)制　子細胞　穩(wěn)定性
二、1.穩(wěn)定性　2.突變　無限增殖　易于轉(zhuǎn)移
三、記憶細胞　抗體

聚焦科技•掃描知識

動物克隆技術(shù)的基礎(chǔ)是動物的細胞和組織培養(yǎng)，細胞培養(yǎng)主要是體外人工培養(yǎng)方法進行實驗。細胞全能性的揭示、細胞周期調(diào)節(jié)控制機理的分析、癌變機理和衰老原因的研究，都與細胞培養(yǎng)技術(shù)密不可分。
一、動物細胞的培養(yǎng)和克隆形成
1．動物細胞、組織培養(yǎng)

細胞分裂生長到表面相互接觸時，細胞就停止分裂增殖。
(1)動物細胞培養(yǎng)的方法
進行動物細胞培養(yǎng)時，首先將組織塊剪碎，用機械法或胰酶處理，使其分散成許多單個細胞，然后，在人工控制的條下，使這些細胞生存和生長、分裂乃至接觸抑制和有規(guī)律的衰老、死亡等生命活動現(xiàn)象。
由于細胞培養(yǎng)中，細胞之間并非彼此獨立而是在生命活動中相互依存，所以在某種程度上像體內(nèi)一樣呈現(xiàn)一定的組織特性。
(2)動物組織培養(yǎng)的含義

胰酶能使細胞分散開的原因是可分解細胞間的膠原蛋白，使細胞間的聯(lián)系性減小。
動物組織在體外及人工條下維持生活狀態(tài)或生長特性。
(3)動物細胞、組織培養(yǎng)的關(guān)系
①二者在離體情況下，都能培養(yǎng)并表現(xiàn)正常的生命活動；
②不同點是，動物組織培養(yǎng)在得到離體組織后，需要機械處理或胰蛋白酶處理得到分散的細胞再進行細胞培養(yǎng)，同時動物組織培養(yǎng)過程中可以伴隨組織分化。
2．動物組織培養(yǎng)技術(shù)的發(fā)展
(1)發(fā)展簡史及近況
①萌芽時期在19世紀，1885年，雞神經(jīng)板在生理鹽水中培養(yǎng)成活。
②1903年，皮膚及白細胞培養(yǎng)在腹水及血清中細胞存活時間長達1個月。
③1907年真正的組織培養(yǎng)開始，并在蛙胚神經(jīng)管培養(yǎng)中看到了神經(jīng)纖維末端的阿米巴運動。
(2)動物組織培養(yǎng)的流程
取動物組織塊→剪碎組織→用胰蛋白酶處理分散成單個細胞→制成細胞懸液→轉(zhuǎn)入培養(yǎng)液中進行原代培養(yǎng)→貼滿瓶壁的細胞用胰蛋白酶處理分散成單個細胞，制成細胞懸液→轉(zhuǎn)入培養(yǎng)液中進行傳代培養(yǎng)→放入二氧化碳培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。

轉(zhuǎn)化即正常細胞在某種因子的作用下發(fā)生突變而形成具有癌性的細胞。
①原代培養(yǎng)：從機體取出后立即進行的細胞、組織培養(yǎng)。
原代培養(yǎng)的細胞生長比較緩慢，而且繁殖一定的代數(shù)后(一般10代以內(nèi))停止生長，需要重新更換培養(yǎng)基。
②傳代培養(yǎng)：將原代培養(yǎng)的細胞從一個培養(yǎng)瓶轉(zhuǎn)移到另一個培養(yǎng)瓶，叫傳代培養(yǎng)。
有時也把最初的若干次傳代培養(yǎng)歸入原代培養(yǎng)范圍。
正常細胞培養(yǎng)時，細胞傳到一定代數(shù)便會衰老、死亡，不能無限制地傳下去，但有些突變和轉(zhuǎn)化的細胞卻無限傳代。如HeLa細胞系就是1951年從一位黑人宮頸癌患者的癌細胞培養(yǎng)至今而形成的腫瘤細胞系。
3．細胞系、細胞株
(1)細胞系：可連續(xù)傳代的細胞。
①特點：無限增殖。
②類型
a．連續(xù)細胞系：能連續(xù)培養(yǎng)下去的細胞系。是發(fā)生轉(zhuǎn)化了的細胞系，大多數(shù)具有異倍體核型，有的是惡性細胞系，具有異體致癌性，有的連續(xù)細胞系獲得了不死性，但保留接觸抑制現(xiàn)象，不致癌。
b．有限細胞系：不能連續(xù)培養(yǎng)下去的細胞系。二倍體細胞一般為有限細胞系。

細胞系泛指可傳代的細胞，細胞株是具有特殊性質(zhì)的細胞系。
(2)細胞株：從原代培養(yǎng)物或細胞系中獲得的具有特殊性質(zhì)的細胞，能夠繁殖50代左右。
①特點：能始終保持特征。
②類型
a．連續(xù)細胞株：可連續(xù)多次傳代的細胞株。
b．有限細胞株：可傳代次數(shù)有限的細胞株。
4．克隆培養(yǎng)法

克隆培養(yǎng)法可以得到純系的細胞系。
(1)克�。阂喾Q無性繁殖系或簡稱無性系。對細胞說，克隆是指由同一個祖先細胞通過有絲分裂產(chǎn)生的遺傳性狀一致的細胞群。
(2)克隆培養(yǎng)法(細胞克隆)：把一個單細胞從群體中分離出單獨培養(yǎng)，使之繁衍成一個新的細胞群體的技術(shù)。
(3)克隆的基本要求：必須保證分離出的細胞是一個而不是多個，即必須肯定所建成的克隆于單個細胞。
(4)用于克隆的細胞：理論上所有的細胞都可以克隆，但原代培養(yǎng)細胞和有限系克隆起有困難。只有對培養(yǎng)環(huán)境有較大適應(yīng)范圍和具有較強獨立生存能力的細胞，才容易做細胞克隆。
無限細胞系、轉(zhuǎn)化細胞系和腫瘤細胞等比較容易克隆。
(5)提高細胞克隆形成率的措施
①選擇適宜的培養(yǎng)基；
②添加血清；
③以滋養(yǎng)細胞支持生長；
④激素(胰島素等)刺激；
⑤使用CO2培養(yǎng)箱調(diào)節(jié)pH和選擇細胞生長支持物。
(6)應(yīng)用：最主要用途之一就是從中分離出缺乏特殊基因的突變細胞系。
二、動物的細胞融合技術(shù)及其應(yīng)用
1．細胞融合與細胞雜交
(1)細胞融合

細胞融合
①概念：兩個或多個細胞結(jié)合成一個細胞的現(xiàn)象。
②過程：動物細胞的融合與植物原生質(zhì)體的融合的原理基本相同。誘導(dǎo)動物細胞融合的方法與植物原生質(zhì)體融合的方法類似，常用的誘導(dǎo)因素有聚乙二醇、滅活的仙臺病毒、電刺激等。但植物原生質(zhì)體的融合不用滅活的仙臺病毒。
(2)細胞雜交

細胞融合的原理是細胞膜的流動性。
①概念：基因型不同的細胞間的融合。
②特征：雜交細胞中的染色體容易丟失。
(3)二者關(guān)系：細胞融合包含體細胞雜交，細胞融合可以在基因型相同或不同的細胞間進行，而基因型不同的細胞間的融合就是細胞雜交。

融合(雜交)形成的雜種細胞包含兩個親本的遺傳物質(zhì)，其染色體數(shù)、基因組成情況、染色體組都是兩個細胞之和。
(4)意義：克服了遠緣雜交的不親和性，成為研究細胞遺傳、細胞免疫、腫瘤和生物新品種培育的重要手段。
2．雜交瘤技術(shù)和單克隆抗體制備
利用細胞雜交技術(shù)，將抗體生成細胞(B淋巴細胞)與瘤細胞雜交，形成一雜種細胞(雜交瘤技術(shù))的過程。
(1)抗體：B淋巴細胞產(chǎn)生。主要成分：球蛋白，具有特異性，從血清中分離出的抗體產(chǎn)量低、純度低、特異性差。

(2)雜交瘤細胞的特點：既能大量無限繁殖，又能產(chǎn)生專一抗體。
(3)制備基本過程
①用外界抗原刺激動物，使其發(fā)生免疫反應(yīng)，得到B淋巴細胞。
②用聚乙二醇、滅活的仙臺病毒作介導(dǎo)，使免疫的脾細胞與骨髓瘤細胞融合。(獲得三種融合細胞：B—B細胞、B—瘤細胞、瘤—瘤細胞)
③然后篩選獲得雜交瘤細胞。
在選定的培養(yǎng)基上，未融合的細胞和融合的同種核的細胞會死亡，只有融合的細胞才能生長，并產(chǎn)生特異性抗體。
雜交瘤技術(shù)制備抗體的最大優(yōu)點是：可以從特定抗原成分比例極少的抗原混合物中獲得單抗。
(4)單克隆抗體的優(yōu)點：專一性強，靈敏度高，并可大量制備。
三、動物的克隆繁殖
1．動物細胞全能性的表現(xiàn)程度
(1)受精卵具有全能性
動物完整的個體就是由受精卵發(fā)育的，所以受精卵具有全能性；受精卵的卵裂期，細胞沒有分化，也具有全能性。

骨髓干細胞分化示意圖
(2)分化細胞的全能性受限制
胚胎細胞發(fā)育到一定階段，細胞不具有發(fā)育成完整個體的潛能，只具有分化出多種組織細胞的潛能，這樣的細胞叫多能干細胞，如多能造血干細胞，可分化為紅細胞、白細胞和血小板等。有的只能分化為一種細胞，如單能造血干細胞。有的已經(jīng)分化了的細胞不再分化為其他細胞，甚至終生不再分裂，如高度分化的神經(jīng)細胞。
(3)不同生物的全能性及逆分化
低等動物細胞的全能性一般比較容易體現(xiàn)，如水螅。分化的細胞也可逆轉(zhuǎn)為正常細胞，如癌細胞。
(4)干細胞按能力可以分為以下四類：
①全能干細胞：由卵和精細胞的融合產(chǎn)生受精卵。而受精卵在形成胚胎過程中四細胞期之前任一細胞皆是全能干細胞。具有發(fā)展成獨立個體的能力。也就是說能發(fā)展成一個個體的細胞就稱為全能干細胞。
②萬能干細胞：是全能干細胞的后裔，無法發(fā)育成一個個體，但具有可以發(fā)育成多種組織的能力的細胞。
③多能干細胞：只能分化成特定組織或器官等特定族群的細胞(例如血細胞，包括紅血細胞、白血細胞和血小板)。
④專一性干細胞：只能產(chǎn)生一種細胞類型；但是，具有自更新屬性，將其與非干細胞區(qū)分開。
2．動物難以克隆的根本原因
理論上講，特化的動物細胞基因組是完整的，具有全能性。

核移植的原理是細胞核的全能性。
實際上，細胞在分化過程中，基因表達的調(diào)控使得細胞中合成了專一的蛋白質(zhì)，即細胞基因組中的基因不同時進行活動，或發(fā)生差異性表達，因此，不能像受精卵一樣發(fā)揮細胞的全能性。
即動物難以克隆的根本原因是基因的選擇性表達。
動物細胞的全能性會隨著細胞分化程度的提高而逐漸受到限制，分化潛能逐漸變?nèi)酢Ｄ壳斑�不能用類似于植物組織培養(yǎng)的方法獲得完整的動物個體，用動物細胞克隆的動物，實際上是通過核移植實現(xiàn)的。

3．細胞核移植實驗和動物的克隆繁殖
(1)核移植：利用一個細胞的細胞核(供體核)取代另一個細胞中的細胞核，形成一個重建的“合子”的過程。用核移植的方法得到的動物稱為克隆動物。
(2)過程(以蛙形成為例)：
用囊胚細胞(或皮膚細胞)核移植到去核的卵母細胞中，重組細胞發(fā)育成了蝌蚪，有的甚至變態(tài)發(fā)育為成蛙。
受體細胞一般選用卵母細胞，是因為其體積大，易操作；細胞內(nèi)含有促使細胞核表達全能性的某種物質(zhì)和營養(yǎng)條。
(3)首例體細胞克隆動物(克隆羊)

多莉的性狀與供核母羊(白面綿羊)相似但不完全相同。

通過體細胞克隆動物的成功，證明了：①高度分化細胞經(jīng)過一定技術(shù)處理，也可回復(fù)到類似受精卵時期的功能；②在胚胎和個體發(fā)育中，細胞質(zhì)具有調(diào)控細胞核(包括異的細胞核)發(fā)育的作用。
(4)克隆的生物學(xué)機理
①重組卵細胞最初分裂時雖然復(fù)制了DNA，但基因的轉(zhuǎn)錄并未開始；
②供體核DNA開始丟失于乳腺細胞的調(diào)節(jié)蛋白，阻止了核基因的表達；
③重組卵細胞開始第三次分裂時，原乳腺細胞的調(diào)節(jié)蛋白便全部被卵細胞質(zhì)中的蛋白因子替換了，核DNA被重排，胚細胞開始表達自己的基因，進而調(diào)控在代孕母體子宮中的進一步發(fā)育。
(5)意義
①為遺傳疾病的治療、優(yōu)良品種的培育等提供重要途徑；
②利于對物種的優(yōu)化、瀕危動物的保存和對轉(zhuǎn)基因動物的擴群；
③豐富人們的物質(zhì)生活(制備血精蛋白等)，降低畜牧業(yè)成本，縮短育種年限，提高生產(chǎn)效率等。
綱舉目張•理清結(jié)構(gòu)

動物克隆技術(shù)的基礎(chǔ)是動物細胞培養(yǎng)和組織培養(yǎng)。動物細胞培養(yǎng)可以獲得需要的細胞株系。動物細胞工程的主要技術(shù)手段是細胞培養(yǎng)和細胞融合，通過其發(fā)展起的單克隆抗體技術(shù)帶了細胞免疫學(xué)中的一次革命。由于動物個體發(fā)育過程中基因的選擇性表達，使得動物難以通過克隆進行繁殖，胚胎細胞克隆技術(shù)和體細胞核移植技術(shù)已經(jīng)成功實現(xiàn)了部分動物的克隆繁殖。

突破難點•化解疑點
1．辨析比較植物組織培養(yǎng)和動物細胞培養(yǎng)。
探究發(fā)現(xiàn)：
比較項目原理培養(yǎng)基結(jié)果培養(yǎng)目的
植物組織培養(yǎng)細胞的全能性固體；營養(yǎng)物質(zhì)，激素培育成植株快速繁殖
動物細胞培養(yǎng)細胞的增殖液體；營養(yǎng)物質(zhì)，動物血清等培育成細胞系或細胞株獲得細胞的產(chǎn)物或細胞

我的發(fā)現(xiàn)

2．為什么不用兩個而要用多個細胞進行動物細胞間的融合？
探究發(fā)現(xiàn)：就目前常用的細胞融合方法看，不管是用物理的、化學(xué)的方法，還是生物的方法，其融合率都不可能達100%。僅用兩個細胞融合，其效率太低，不一定能得到融合細胞。更重要的是，即使兩個細胞已發(fā)生融合，但并不一定是研究者期望得到的細胞類型。目前動物細胞融合技術(shù)最有價值的應(yīng)用就是單克隆抗體的制備。我們以制備單克隆抗體為例說明這一問題。我們知道，體內(nèi)產(chǎn)生的特異性抗體種類可多達百萬種以上，但是每一個B淋巴細胞只分泌一種特異性抗體，如果僅取一個脾細胞(含B淋巴細胞)和一個瘤細胞雜交，我們不能確定該脾細胞分泌的抗體是否正是我們所需要的；若用大量的脾細胞和瘤細胞進行融合，就可以從融合細胞中篩選出能分泌所需抗體的雜交瘤細胞。
我的發(fā)現(xiàn)

3．如何進行雜交瘤細胞的抗體檢測及克隆化培養(yǎng)？
探究發(fā)現(xiàn)：融合后的細胞經(jīng)選擇性培養(yǎng)基培養(yǎng)后，能存活的細胞就是雜交瘤細胞。但這些雜交瘤細胞并非都是能分泌所需抗體的細胞，通常用“有限稀釋法”選擇。將雜交瘤細胞稀釋，用多孔細胞培養(yǎng)板培養(yǎng)，使每孔細胞不超過一個，通過培養(yǎng)讓其增殖。然后檢測各孔上清液中細胞分泌的抗體(常用酶聯(lián)免疫吸附實驗法)，那些上清液可與特定抗原結(jié)合的培養(yǎng)孔為陽性孔。陽性孔中的細胞還不能保證是自單個細胞，挑選陽性孔的細胞繼續(xù)進行有限稀釋，一般需進行3～4次，直至確信每個孔中增殖的細胞為單克隆細胞。該過程即為雜交瘤細胞的克隆化培養(yǎng)。
我的發(fā)現(xiàn)

4．列表比較動物細胞融合與植物體細胞雜交。
探究發(fā)現(xiàn)：
比較項目細胞融合的原理細胞融合的方法誘導(dǎo)手段用法
植物體細胞雜交細胞膜的流動性去除細胞壁后誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合離心、電刺激、振動、聚乙二醇等試劑誘導(dǎo)克服了遠緣雜交的不親和性，獲得雜種植株
動物細胞融合細胞膜的流動性使細胞分散后誘導(dǎo)細胞融合除上述手段外，再加滅活的病毒誘導(dǎo)制備單克隆抗體的技術(shù)之一

我的發(fā)現(xiàn)

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