高考生物一轮复习 2.76 动物细胞工程课件 新人教版选修3.ppt

第七十六课时动物细胞工程 考点一动物细胞培养 基础知识整合 1 动物细胞培养概念 动物细胞培养就是从动物机体中取出相关的 将它分散成 然后放在适宜的中 让这些细胞 组织 单个细胞 培养基 生长和增殖 2 动物细胞培养的流程 取动物组织块 动物胚胎或幼龄动物的器官或组织 剪碎 用处理分散成 制成 转入培养瓶中进行培养 贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞继续培养 3 细胞贴壁和接触抑制 悬液中分散的细胞很快就 称为 细胞数目不断增多 当贴壁细胞分裂生长到表面时 细胞就会 这种现象称为 胰蛋白酶或胶原蛋白酶 单个细胞 细胞悬液 原代 传代 贴附在瓶壁上 细胞贴壁 相互抑制 停止分裂增殖 细胞的接触抑制 4 动物细胞培养需要满足以下条件 培养液应进行处理 通常还要在培养液中添加一定量的 以防培养过程中的污染 此外 应定期更换培养液 防止 合成培养基成分 糖 氨基酸 促生长因子 无机盐 微量元素等 通常需加入等天然成分 哺乳动物多是 与体温相近 多数细胞生存的适宜ph为 95 5 o2是所必需的 co2的主要作用是 无菌 无毒的环境 无菌 抗生素 代谢产物积累对细胞自身造成危害 营养 血清 血浆 温度和ph 36 5 0 5 7 2 7 4 气体环境 空气 co2 细胞代谢 维持培养液的ph 知识拓展 动物细胞培养与植物组织培养的区别 特别注意以下几点 1 动物细胞培养基成分特有的动物血清含有蛋白质 氨基酸 葡萄糖 激素等多种成分 2 两技术手段培养过程中都进行有丝分裂 都是无性繁殖 都可称克隆 都不涉及减数分裂 3 植物组织培养最终产生新个体 体现全能性 动物细胞培养产生大量细胞 不形成新个体 故不能体现全能性 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 一是它们用的培养基不同 植物组织培养用的一般是固体培养基 而动物细胞培养用的一般是液体培养基 第二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 第三是植物组织培养最后一般得到新的植物个体 而动物细胞培养因为动物体细胞一般不能表达其全能性 因此得到的是同一种的细胞 典例精析 例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 都需用co2培养箱b 都须用液体培养基c 都要在无菌条件下进行d 都可体现细胞的全能性 c 考查类型 本题主要考查动物细胞培养与植物组织培养的主要区别 解析 动 植物成体的体细胞进行离体培养都要在无菌条件下进行 动物成体的体细胞离体培养用液体培养基 不能体现细胞的全能性 植物成体的体细胞离体培养不一定用液体培养基 能体现细胞的全能性 故c正确 方法归纳 植物组织培养和动物细胞培养分别是植物细胞工程和动物细胞工程的基础技术 这两种技术有一些相同点 也有一些不同点 在复习的时候要注意加以比较 考点二动物体细胞核移植技术 基础知识整合 1 动物核移植是将动物的一个细胞的 移入一个已经去掉细胞核的中 使其重组并发育成一个新的 这个新的胚胎最终发育为 用核移植的方法得到的是 2 动物细胞核移植可以分为核移植 比较容易 和核移植 比较难 动物体细胞核移植选用去核卵 母 细胞的原因 卵 母 细胞 卵 母 细胞 细胞核 卵母细胞 胚胎 动物个体 克隆动物 胚胎细胞 体细胞 比较大 容易操作 细胞质多 营养丰富 3 体细胞核移植的大致过程是4 动物体细胞核移植技术的应用前景 在畜牧生产方面可用来培育 保护濒危物种 在医药卫生方面 作为生物反应器 生产 在治疗人类疾病时 转基因克隆动物的 和可以作为异体移植的供体 良种动物 医用蛋白 细胞 组织 器官 知识拓展 动物体细胞移植的特点 动物体细胞移植依据的原理是细胞核的全能性 与植物组织培养一样属于无性生殖 虽然细胞核内具有发展成为一个完整个体所需的全套基因 但动物体细胞分化程度较高 因此很难表达全能性 卵细胞体积大 易于操作 含有促使细胞核表达全能性的物质和营养条件 将体细胞核移植入去核卵细胞内 既保证了重组细胞的完整性 又能刺激体细胞核表达其全能性 发展成为一个新的个体 动物体细胞核移植产生的新个体的亲本有三个 体细胞核供体 卵细胞细胞质供体 代孕母体 新个体细胞核基因型与体细胞核供体完全一样 因此新个体性状与体细胞核供体基本相同 卵细胞细胞质中也有少量的dna 新个体性状与卵细胞细胞质供体有一些地方相同 代孕母体没有为新个体提供遗传物质 新个体性状与代孕母体基本没有联系 典例精析 例2 科学家提出了让羊生产牛奶的构想 过程如下图 请根据以上材料回答下列问题 1 图中未涉及到的现代生物技术是 a 基因工程b 核移植c 胚胎移植d 细胞融合 d 2 小羊a 小羊b 小羊c的性状表现相同 原因是 3 要检测产奶羊n的细胞中染色体dna上是否插入了牛乳蛋白基因 通常采用技术 4 当重组细胞发育至形态正常的桑椹胚或囊胚时 方可进行胚胎分割 原因是 若小羊a为雌性 可采用体外受精的方法使小羊a在一年内繁殖数千头自己的后代 该方法主要包括 受精等几个主要步骤 三只小羊是由同一个重组细胞发育而成的 dna分子杂交 基因探针 该时期的细胞分化程度低 全能性高 卵母细胞的采集 精子的获取 考查类型 本题主要考查了动物细胞核移植技术 解析 该图涉及到的生物技术有基因工程 动物体细胞核移植及胚胎移植等 由于小羊a 小羊b 小羊c是由胚胎分割而来的 具有相同的遗传物质 性状表现也相同 方法归纳 本题有较强的综合性 包括了基因工程 动物体细胞核移植及胚胎移植等现代生物技术 在复习时要有意识地找出有联系的知识点 通过比较学习才能对知识有进一步的巩固 考点三动物细胞融合与单克隆抗体 基础知识整合 1 动物细胞融合 1 动物细胞融合也称 是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程 融合后形成的具有原来细胞遗传信息的单核细胞 称为 2 动物细胞融合与植物原生质体融合的基本原理相同 诱导动物细胞融合的方法与植物原生质体融合的方法类似 常用的诱导因素有等 3 动物细胞融合的意义 突破了有性杂交方法的局限 克服了 成为研究细胞遗传 细胞免疫 肿瘤和生物新品种培育的重要手段 细胞杂交 两个或多个 杂交细胞 聚乙二醇 peg 灭活的病毒 电激 不同生物远缘杂交的障碍 2 单克隆抗体 1 单克隆抗体 一个b淋巴细胞只分泌一种 要想获得大量的单一抗体 必须克隆单一的b淋巴细胞 形成细胞群 其产生的抗体就是单克隆抗体 传统方法从血清中分离出的抗体 2 杂交瘤细胞的特点 既能大量 又能产生 3 单克隆抗体的优点 4 单克隆抗体的应用 作为诊断试剂 具备的优点 用于治疗疾病和运载药物 如用于癌症的治疗 单抗药物可单独使用 也可与 药物结合使用 制成 生物导弹 特异性抗体 产量低 纯度低 特异性差 繁殖 专一的抗体 特异性强 灵敏度高 并能大量制备 准确 高效 简易 快速 同位素毒素 知识拓展 2 对单克隆抗体制备过程的分析 1 免疫小鼠 用羊的红细胞对小鼠进行注射 使小鼠产生免疫反应 2 使b淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合 3 在具有筛选作用的培养基上培养 只有杂交细胞才能存活 未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡 4 克隆具专一抗体检验阳性的杂交细胞 此时多种杂交细胞都被克隆 5 将不同种杂交细胞分开 并克隆专一抗体检验阳性的杂交细胞 6 将杂交瘤细胞在体外条件下做大规模培养 或注射到小鼠腹腔内增殖 7 从细胞培养液或小鼠腹水中提取出单克隆抗体 3 植物体细胞杂交和动物细胞融合的拓展分析 1 植物细胞a b的体细胞是二倍体 体细胞中的染色体数是2n 则杂种细胞c就是4n 称为异源四倍体 2 利用植物体细胞杂交的方法培育作物新品种的过程中 其遗传物质的传递不遵循孟德尔的遗传规律 因为生物在进行有性生殖时才遵循孟德尔的遗传规律 而植物体细胞杂交的过程不属于有性生殖 3 动物细胞融合后获得的杂种细胞 目前还没有办法让其发育成一个个体 它不同于 克隆 也不同于植物体细胞杂交 4 两者在融合过程中都会发生多种融合方式 如a a b b a b 因此要进行筛选 5 两者都要用到细胞融合和细胞培养两个技术手段 6 动物细胞培养中用选择性培养基先后选择出杂交瘤细胞和能产生抗体的细胞群 7 植物体细胞杂交的终点不是杂种细胞 而是杂种植株 所以其原理有两个 一是细胞的全能性 二是细胞膜的流动性 动物细胞融合是形成杂交瘤细胞 不是形成新个体 所以其原理只有一个 即体现细胞膜的流动性 典例精析 例3 某实验室做了下图所示的实验研究 下列相关叙述 正确的是 a 与纤维母细胞相比 过程 形成的诱导干细胞的全能性较低b 过程 是诱导干细胞的结构和遗传物质发生稳定性差异的过程c 每个y细胞只产生一种抗体 故过程 不需要选择性培养基进行筛选d 过程 产生的单抗 不需细胞膜上载体蛋白的协助就能释放到细胞外 d 考查类型 本题考查细胞分化及细胞工程相关知识 考查学生的综合应用能力 解析 过程 形成的诱导干细胞全能性高 a错 过程 是细胞的分化过程 分化时遗传物质不会发生变化 b错 过程 要用选择培养基才能选出杂交瘤细胞 c错 过程 分泌抗体蛋白 是外排过程 不需载体蛋白协助 d正确 方法归纳 解答本题的关键在于弄清制备单克隆抗体的过程 课时练习七十八一 选择题 每小题只有一个正确选项 1 下列哪一项属于克隆 a 将鸡的某个dna片段整合到小鼠的dna分子中b 将抗药菌的某基因引入草履虫的细胞内c 将鼠骨髓瘤细胞与经过免疫的脾细胞融合成杂交瘤细胞d 将某肿瘤细胞在体外培养繁殖成一个细胞系 d 2 下列关于细胞工程的叙述 错误的是 a 电刺激可诱导植物原生质体融合或动物细胞融合b 去除植物细胞的细胞壁和将动物组织分散成单个细胞均需酶处理c 小鼠骨髓瘤细胞和经抗原免疫的小鼠b淋巴细胞融合可制备单克隆抗体d 某种植物甲乙两品种的体细胞杂种与甲乙两品种杂交后代的染色体数目相同 d 3 生产单克隆抗体时 不必要的操作是 a 对小动物注射特定抗原b 用核移植技术构建杂交瘤细胞c 用选择性培养基筛选杂交瘤细胞d 对杂交瘤细胞进行抗体检测 b 4 动物细胞培养的特点是 细胞贴壁 有丝分裂 分散生长 接触抑制 减数分裂 培养10代以内的细胞保持正常核型a b c d a 5 植物体细胞杂交与动物细胞工程中所用技术与原理不相符的是 a 纤维素酶 果胶酶处理和胰蛋白酶处理 酶的专一性b 植物组织培养和动物细胞培养 细胞的全能性c 原生质体融合和动物细胞融合 细胞膜的流动性d 紫草细胞培养和杂交瘤细胞的培养 细胞分裂 b 6 研究单克隆抗体治疗癌症的思路是 a 利用单克隆抗体特异性地对抗癌细胞b 以单克隆抗体作抗癌药物杀死癌细胞c 抗癌物质在克隆细胞中大量合成d 单克隆抗体携带抗癌药物特异性地与癌细胞结合 d 7 用于动物细胞培养的组织和细胞大都取自胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织 其主要原因是这样的组织细胞 a 容易产生各种变异b 具有更强的全能性c 取材十分方便d 分裂增殖的能力强8 从母羊甲的体细胞中取出细胞核 注入到母羊乙去掉核的卵细胞中 融合后的细胞经卵裂形成早期胚胎 再植入到另一只母羊丙的子宫内 出生小羊的大多数性状 a 难以预测b 像甲c 像乙d 像丙 d b 二 非选择题 9 中国科学院动物研究所陈大元研究员带领的科研小组 首先选择了兔子卵细胞作为受体卵 他们采用了两种核移植方法 即电融合法和核直接注射法 把大熊猫的体细胞核移入兔的去核卵细胞质中 经过精心的实验 他们已得到了大熊猫的重构胚 实验结果显示 大熊猫的3种体细胞核移植到兔去核卵细胞中均可以卵裂 并进行早期发育 3种供体细胞核移植的融合率在55 59 之间 融合后的重构卵进行培养后 囊胚率以乳腺细胞最高 而骨骼肌细胞的最低 重构囊胚细胞的染色体数目为42条 与供体 大熊猫 细胞染色体数目相同 与受体动物家兔的染色体数 44条 不同 经dna指纹分析 也证明了重构囊胚细胞的遗传特性为大熊猫的遗传特性 实验还证明 卵细胞质使体细胞核去分化不具有特异性 大熊猫异种重构胚能否在寄母子宫着床乃至进行全程发育还是道难题 现正在深入实验 根据以上材料 回答下列问题 1 下面叙述除哪项外都是动物克隆技术的益处 a 探索异种克隆技术 拯救濒危物种b 克隆技术与转基因技术结合 使异种器官移植成为可能c 克隆技术的重要性在于复制出一个动物或一批生物d 克隆技术的研究将帮助人类认识衰老过程 2 去分化 是指 c 高度分化的组织器官或细胞重新恢复分裂能力的过程 3 细胞分化为囊胚 囊胚由许多细胞构成 其细胞增殖方式为 4 科技预测 请预测大熊猫异种重构胚如果着床成功并顺利进行发育 其表现性状可能是 a 大熊猫的特点b 兔子的特点c 兼有大熊猫与兔子的特点d 不具生殖能力 有丝分裂 c 10 有性生殖的生物产生后代需进行受精作用 植物体细胞杂交要进行原生质体的融合 单克隆抗体的制备需进行动物细胞融合 可见细胞的融合技术有着广泛的应用 下列为细胞融合的简略过程 据图回答相关问题 1 若a b分别为精子和卵细胞 则产生a b的分裂方式是 a和b融合形成d细胞的过程叫做 减数分裂 受精作用 2 若a b是两种植物的原生质体 d杂种细胞融合成功的标志是 从细胞质中叶绿体的组成看 这一方法还可能培育出比有性杂交品种光合作用性能更好的植株 因为 3 若a b分别是基因型为hhrr hhrr两个烟草品种的花粉 且这两对基因分别位于两对同源染色体上 由于一对隐性纯合基因 rr或hh 的作用 在光照强度大于800lx时都不能生长 要想从融合细胞的培养液中分离出基因型为hhrr的杂种细胞 较为简便的筛选方法是 再生出细胞壁 叶绿体对光合作用性能起决定性作用 融合产生的杂种细胞具有双亲的叶绿体 用大于800lx的光照射 4 若a b分别为骨髓瘤细胞和浆细胞 则d细胞能产生单克隆抗体的根本原因是 由d细胞产生的抗体与普通血清抗体相比较 具有的特点 d细胞继承了双亲细胞的遗传物质 特异性强 灵敏度高 化学性质单一 11 人绒毛膜促性腺激素 hcg 是女性怀孕后胎盘滋养层细胞分泌的一种糖蛋白 制备抗hcg单克隆抗体可用于早孕的诊断 下图是抗hcg单克隆抗体制备流程示意图 请分析回答 1 制备单克隆抗体过程中要用到和技术 2 制备单克隆抗体过程中 给小鼠注射的hcg相当于 使小鼠产生分泌相应的淋巴细胞 此过程属于特异性免疫中的免疫 动物细胞培养 动物细胞融合 抗原 抗体 体液 3 在细胞内dna合成一般有两条途径 主途径是在细胞内由糖和氨基酸合成核苷酸 进而合成dna 而氨基嘌呤可以阻断此途径 另一辅助途径是在次黄嘌呤和胸腺嘧啶核苷存在的情况下 经酶催化作用合成dna 而骨髓瘤细胞的dna合成没有此辅助途径 利用dna合成途径不同的特点配制的hat培养基含有多种成分 其中添加的成分具有筛选杂交瘤细胞的作用 最终筛选获得的杂交瘤细胞的特点是 4 此过程生产的单克隆抗体可以与特异性结合 从而诊断早孕 氨基嘌呤 能无限增殖并分泌特异性抗体 答全才可 人绒毛膜促性腺激素 或 hcg 12 1975年科学家首次利用b淋巴细胞杂交瘤技术制备出单克隆抗体 请观察下图 回答问题 1 单克隆抗体是指 其特点是 2 1984年以来 科学家针对如上图所示的来自的单克隆抗体 应用于人体 会作为产生 加速排斥反应 以及完整的抗体分子的相对分子质量过大 难以穿透肿瘤组织 达不到有效治疗的浓度等问题 制备出可用于肿瘤治疗的相对分子质量小的单克隆抗体 化学性质单一 特异性强的抗体 特异性强 灵敏度高 鼠 异物 免疫反应 3 制备单克隆抗体的b淋巴细胞一般从 器官 中采集 从下表看 用于筛选杂交瘤细胞的是特定的培养基 4 大量制备单克隆抗体的方法主要有两种 体外培养法 可获得10 g ml的抗体 动物体内诱生法可获得5 20mg ml的抗体 你选择的方法及原因是 脾 选择 大量生产选 小规模生产选 答案合理即可 例 某研究小组进行药物试验时 以动物肝细胞为材料 测定药物对体外培养细胞的毒性 供培养的