2.2动物细胞工程（第3课时）2025-2026学年高二生物同步备课优质课件（人教版2019选择性必修3）

该高中生物学课件聚焦动物细胞工程，涵盖动物细胞培养、单克隆抗体制备、体细胞核移植等核心内容。以《西游记》克隆猴情境导入，通过知识回顾、问题链设计及流程步骤分解，搭建学习支架，帮助学生梳理前后知识脉络。 其亮点在于融合科学思维与探究实践，通过对比体细胞核移植与iPS细胞技术、分析克隆动物遗传物质来源等培养逻辑分析能力，结合北方白犀牛保护案例渗透态度责任。采用情境导入与问题驱动教学，助力学生提升科学探究能力，也为教师提供系统教学资源。

第2节 动物细胞工程 第2章 细胞工程 克隆猴：中中和华华 单克隆抗体 人造肉 1 教学目标 TEACHING OBJECTIVES 学习目标： 1.阐明动物细胞培养的条件和过程。 2.阐述干细胞在生物医学工程中有广泛的应用价值。 3.阐明利用动物细胞融合技术制备单克隆抗体的过程。 重难点： 1.动物细胞培养的条件和过程。 2.干细胞在生物医学工程中的应用。 3.单克隆抗体的制备和应用。 4.用动物体细胞核移植技术克隆动物的过程。 动物细胞融合技术与单克隆抗体 2 动物细胞培养 1 目录 CONTENT 动物体细胞核移植技术与克隆动物 2 【知识回顾】单克隆抗体制备过程 （1）该过程中应用到的技术_______________________________________ （2）原理_______________________________________ （3）注射特定抗原的目的______________________________________________ （4）诱导融合的方法______________________________________ 动物细胞特有的诱导融合方法为_______________________ （5）第一次筛选的目的______________________ 第一次如何筛选___________________________ （6）杂交瘤细胞的特点__________________________________ 动物细胞融合、动物细胞培养 细胞膜具有一定的流动性、细胞增殖 用特定的抗原对小鼠进行免疫，并从该小鼠的脾中得到能产生特定抗体的B淋巴细胞 PEG融合法、电融合法、灭活病毒诱导法 灭活病毒诱导法 筛选获得杂交瘤细胞 用特定的选择培养基进行筛选 未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡，只有融合的杂交瘤细胞才能生长 既能迅速大量增殖，又能产生抗体 4 （7）第二次筛选的目的________________________________________________ 如何筛选________________________________________________________ 选择抗体检测呈___性的杂交瘤细胞，即__________________________________ （8）抗体检测原理_______________________________________ （9）如何获取大量所需杂交瘤细胞__________________________________________ （10）如何获取单克隆抗体 ①体外培养___________________________ ②小鼠腹腔内培养_________________________ 获得足够数量的能分泌所需抗体的杂交瘤细胞 进行克隆化培养和抗体检测（进行多次筛选） 分泌的抗体能与特定的抗原结合 抗原和抗体能够特异性结合(分子水平的鉴定） 在体外条件下大规模培养（接种于培养液中）或注射到小鼠腹腔内增殖 从细胞培养液中获取 从小鼠腹水中获取 阳 5 “（悟空）拔一把毫毛，丢在口中嚼碎，望空喷去，叫一声‘变！’，即变作三二百个小猴，周围攒簇。”这是《西游记》中的一段描述，展示了中华先贤的想象力。毫毛来自体细胞，我们能用体细胞“变”出猴来吗？ 1.克隆猴的过程中最大的困难是什么？ 2.由于植物细胞具有全能性，可直接利用其体细胞培育出克隆植物， 那么也可以直接利用动物细胞培育出克隆动物吗？ 最大的困难是如何才能激发动物细胞表达其全能性。 不能。因为动物细胞的全能性受到限制，不能经培养直接发育成完整个体，所以动物通过体细胞核移植技术得到克隆动物。 7 动物细胞核移植技术 概念：将动物的一个细胞的 ，移入 _______________中，使重新组合的细胞发育成 ，继而发育成 的技术。 细胞核 去核的卵母细胞 新胚胎 动物个体 1.原理： 动物细胞核的全能性 2.生殖方式： 无性生殖→保持优良性状 去核 取核 移入 重组细胞 新胚胎 克隆动物 发育 卵母细胞 动物细胞 发育 ①胚胎细胞核移植：相对容易 原因： ②体细胞核移植：困难 原因： 3.分类 细胞分化程度低，恢复全能性容易。 细胞分化程度高，全能性难表现。 1.从屠宰场收集牛卵巢，采集卵母细胞，体外培养到MⅡ期（减数分裂Ⅱ） 注1.为何选用卵母细胞？ 注2.为何要培养到MⅡ期？ ①卵母细胞体积大，易操作 ②卵黄多，营养物质丰富。 因为正常排出的卵子即处于MⅡ期，含有促使细胞核表达全能性的物质和营养条件。 2.通过显微操作去核 注：MⅡ期（减Ⅱ中期）时的核膜核仁已消失，“去核”实质是去除纺锤体-染色体复合物 ★去核的方法________________ 显微操作去核法 其他方法：梯度离心、紫外线短时间照射 和化学物质处理等。 优点：使DNA变性失活，达到去核的目的。没有刺破透明带或卵母细胞质膜，对卵母细胞伤害小。 问：“去核”的实质是什么？ 1.采集卵母细胞，体外培养到MⅡ期 2.显微操作得到去核卵母细胞 3.从供体高产奶牛身体某一部位(如耳)上取体细胞，进行细胞培养 供体：提供细胞核的个体； 有重要利用价值的动物的体细胞。 注：一般选用传代10代以内的细胞，因为10代以内的细胞一般能保持正常的二倍体核型，保证供体细胞正常的遗传基础。 4.将供体细胞注入去核的卵母细胞 ★将供体细胞注入去核卵母细胞而不是注入供体细胞核的原因： ①对卵母细胞损伤较小； ②保证供体细胞的细胞核不被破坏，操作方便。 1.采集卵母细胞，体外培养到MⅡ期 2.显微操作得到去核卵母细胞 3.从供体高产奶牛身体某一部位(如耳)上取体细胞，进行细胞培养 4.将供体细胞注入去核的卵母细胞 5.通过电融合法使两细胞融合，供体核进入卵母细胞，形成重构胚。 重构胚胎：人工重新构建的胚胎，具有发育成完整个体的能力。 6.激活重构胚，形成早期胚胎 ②激活重构胚目的是： ______________________ 使其完成细胞分裂和发育过程。 ①如何激活重构胚？ 用物理或化学方法(如电刺激、Ca2+载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等。 1.采集卵母细胞，体外培养到MⅡ期 2.显微操作得到去核卵母细胞 3.从供体高产奶牛身体某一部位(如耳)上取体细胞，进行细胞培养 4.供体细胞注入去核的卵母细胞 5.通过电融合法使两细胞融合，形成重构胚。 6.激活重构胚，形成早期胚胎 7.将胚胎移入受体(代孕)母牛体内 8.生出与供体奶牛遗传物质基本相同的犊牛 问：该过程应用到哪些技术？ 问：该技术证明了什么？ 问：克隆动物是对体细胞供体动物进行100%复制吗？ 细胞培养 MII期去核 细胞融合 激活重构胚 取供体细胞 采集卵母细胞 供体细胞 去核卵母细胞 重构胚胎 早期胚胎 移入受体（代孕）母牛体内 将供体细胞注入去核的卵母细胞 生出与供体奶牛遗传物质基本相同的犊牛 动物体细胞的细胞核具有全能性。 克隆动物的核基因:全部来自________________ 细胞质基因：部分来自 细胞， 另一部分来自 。 供体动物的细胞核 供体 受体卵母细胞 另外，克隆动物在个体发育过程中有可能发生基因突变、染色体变异等可遗传变异。 生物性状还受环境因素的影响。因此，克隆动物并不等于100%复制。 动物细胞培养 动物细胞的核移植 胚胎移植 早期胚胎培养 【辨析】为何不称为“克隆技术”而是“核移植技术”？ 克隆技术：指通过无性生殖而产生的遗传上均一的生物群， 即具有完全相同的遗传组成的一群细胞或者生物的个体。 在生物学上包含分子、细胞、个体3个层次。 细胞克隆（由1个细胞分裂所形成的细胞群体）：动物细胞、植物细胞培养技术 个体克隆（指基因型完全相同的个体或群体）：植物组织培养技术、核移植技术 分子克隆：单克隆抗体技术、PCR技术（一般指DNA分子扩增） 【补充】非人灵长类动物体细胞核移植困难的原因： ①供体的细胞核在去核卵母细胞中不能完全恢复其分化前的功能状态，这导致了胚胎发育率低。 ②对非人灵长类动物胚胎进行操作的技术尚不完善。 8 体细胞核移植技术的应用前景 （1）在畜牧生产： 加速家畜遗传改良进程、促进优良畜群繁育 ①通过建立 ，再利用体细胞核移植技术培育的转基因克隆动物可以作为 ，生产许多珍贵的 。 （2）在医药卫生领域： 转基因体细胞系 生物反应器 医用蛋白 转基因体细胞 药用蛋白基因 代孕母羊 转基因胚胎 转基因克隆动物 含药用蛋白的乳汁 药用蛋白 ②在治疗人类疾病时，转基因克隆动物的细胞、组织或器官可以用于异种移植。 ③患者的核移植胚胎干细胞经过诱导分化形成相应的细胞、组织或器官，可用于移植避免发生免疫排斥反应。 治疗性克隆 【拓展】体细胞核移植技术与诱导iPS细胞相比，有什么相似或不同之处？ 病人 取核 去核卵母细胞 重构胚胎 各种细胞组织或器官 诱导 取出 体细胞 核移植 移植 成纤维细胞 取出 转入相关因子 各种细胞组织或器官 iPS细胞 取出 胚胎干细胞 诱导 移植 细胞发生转化 治疗性克隆 iPS细胞治疗 1.都能生成干细胞，但过程完全不同： ①通过体细胞核移植技术可以生成带有核供体细胞遗传物质的胚胎干细胞； ②诱导 iPS 细胞需要在细胞中表达几个关键基因，将细胞逆转到类似胚胎干细胞的状态。 病人 取核 去核卵母细胞 重构胚胎 各种细胞组织或器官 诱导 取出 体细胞 核移植 移植 成纤维细胞 取出 转入相关因子 各种细胞组织或器官 iPS细胞 取出 胚胎干细胞 诱导 移植 细胞发生转化 治疗性克隆 iPS细胞治疗 2.体细胞核移植技术对核供体细胞有较高要求，一般情况下体细胞的分化程度越高，重编为干细胞的成功率就越低。 可诱导成为iPS细胞的细胞来源相对广些，研究表明成纤维细胞、B淋巴细胞、脂肪干细胞等都可以诱导成为iPS细胞 病人 取核 去核卵母细胞 重构胚胎 各种细胞组织或器官 诱导 取出 体细胞 核移植 移植 成纤维细胞 取出 转入相关因子 各种细胞组织或器官 iPS细胞 取出 胚胎干细胞 诱导 移植 细胞发生转化 治疗性克隆 iPS细胞治疗 3.体细胞核移植技术涉及采集卵母细胞、去核、融合等复杂的操作； 诱导 iPS 细胞的技术流程相对简单，可能更适合用于生产实践。 （3）在科研领域： ①研究克隆动物可以使人类更深入地了解胚胎发育及衰老过程； ②克隆一批遗传背景相同的动物，可通过它们之间的对比来分析致病基因； ③克隆特定疾病模型的动物，还能为研究该疾病的致病机制和开发相应的药物提供帮助。 （4）在保护濒危物种方面： 该技术有望增加濒危物种的存活数量 北方白犀牛是全球最濒危的哺乳动物之一，截至2024年，仅剩两只雌性个体（纳金和法图），且均为不孕老龄，物种已处于功能性灭绝边缘。为挽救这一物种，科学家尝试通过体细胞核移植技术（克隆）结合基因编辑进行干预。 2.体细胞核移植技术存在问题： （1）成功率非常低，各个技术环节有待进一步改进。 （2）核移植的理论研究较为滞后，需要与发育生物学、细胞生物学和分子遗传学等学科更深层次的理论研究相结合。 （3）绝大多数克隆动物存在健康问题，表现出遗传和生理缺陷，如体型过大、异常肥胖、发育困难、脏器缺陷和免疫失调等。 “多莉”存活不足7年， 远低于羊平均寿命 习题巩固 1.(2020天津卷)在克隆哺乳动物过程中，通常作为核移植受体细胞的是去核的(　　) A.卵原细胞 B.初级卵母细胞 C.次级卵母细胞 D.卵细胞 C 2.据图分析下列叙述错误的是 ( ) A.该技术涉及动物细胞培养、细胞核移植等操作 B.该技术可避免母亲的线粒体遗传病基因传递给后代 C .卵母细胞捐献者携带的红绿色盲基因能够遗传给“三亲婴儿” D .“三亲婴儿”同时拥有自己父亲、母亲及卵母细胞捐献者的部分基因 C 21 【小结框架】 动物细胞工程 动物细胞培养 动物体细胞融合 动物细胞核移植 过程： 条件： 动物细胞培养 动物细胞融合 胚胎移植 早期胚胎培养 过程 生殖方式 原理 过程： 应用： 单克隆抗体 概述 过程 动物细胞核移植 结果 生殖方式 原理 分类 动物细胞核移植 动物细胞培养 动物细胞融合 胚胎移植 早期胚胎培养 前景和问题 畜牧生产、保护濒危物种、 医药卫生、治疗人类疾病、科研 成功率低、环节有待改进、健康问题 课堂小结 感谢观看! 2019人教版·生物·选择性必修3 24 孙悟空拔毛 jasmine $