【世纪金榜】高三生物一轮复习 专题3.2.2.2动物细胞工程同步课件 新人教版.ppt

2 2动物细胞工程 1 动物细胞培养过程中 将动物组织分散成单个细胞时 用胃蛋白酶行吗 提示 不行 胃蛋白酶和胰蛋白酶 或胶原蛋白酶 的适宜ph差别很大 胰蛋白酶或胶原蛋白酶的最适ph是中性偏碱 而胃蛋白酶的最适ph在1 5 2 2之间 而多数细胞生存的适宜ph为7 2 7 4 适合胰蛋白酶或胶原蛋白酶发挥作用 2 在使用合成培养基培养动物细胞时 为何要添加动物血清 提示 由于人们对细胞所需的营养物质还没有完全搞清楚 而血清中含有许多未知成分对细胞的生长增殖是必要的 因此 在使用合成培养基时 通常加入动物血清 血浆等一些天然成分 1 植物细胞融合获得的杂交细胞可形成杂种植株 而动物细胞融合获得的杂交细胞不会发育成个体 2 制备单克隆抗体时 需进行两次筛选 第一次是为了选出杂交瘤细胞 第二次是为了获得足够数量的能分泌所需抗体的杂交瘤细胞 1 2011 绍兴模拟 某研究小组为测定药物对体外培养细胞的毒性 准备对某种动物的肝肿瘤细胞 甲 和正常肝细胞 乙 进行动物细胞培养 下列说法正确的是 a 甲 乙细胞是直接从人体肝脏中取出的b 甲 乙细胞在克隆培养过程中 均需要加入血清c 细胞培养应在含co2的恒温培养箱中进行 co2的作用是刺激细胞的呼吸d 在利用两种肝组织块制备肝细胞悬液时 也可用胃蛋白酶处理 解析 选b 本题考查动物细胞培养的基本技术 属于考纲分析比较层次 解答本题的关键是明白动物细胞培养的原理 过程及条件 甲 乙细胞是经过细胞培养后获得的细胞株或者细胞系的悬浮液 在动物细胞克隆培养过程中 均需要加入血清营造细胞生存所需的环境条件 细胞培养应在含co2的恒温培养箱中进行 co2的作用是调节培养液的ph 在利用两种肝组织块制备肝细胞悬液时 常用胰蛋白酶 不能使用胃蛋白酶处理 因为胃蛋白酶需要在酸性环境中才能起作用 这样的环境不适于细胞生存 2 我国科学家在山东莱阳农学院培养出了克隆牛 康康 和 双双 其过程如图所示 下列叙述中错误的是 a 该过程利用了动物细胞核的全能性b a母牛和b母牛与 康康 双双 之间不存在真正意义上的亲子代关系c 该过程体现的方法为拯救濒危动物提供了一种新思路d 康康 双双 之间若进行器官移植 则会发生免疫排斥反应 解析 选d 核移植技术产生动物个体的原理是利用动物细胞核的全能性 因为a b母牛并没有将遗传物质传递给 康康 双双 故从遗传学角度来说 它们之间并没亲子代关系 核移植 克隆 技术的应用之一是拯救濒危物种 扩大其种群数量 康康 双双 的核遗传物质并没有差别 若进行器官移植不会发生免疫排斥反应 3 关于单克隆抗体 下列叙述不正确的是 a 可以制成诊断盒 用于疾病的诊断b 可以与药物结合 用于病变细胞的定向治疗c 可以利用基因工程技术生产d 可以在生物体内生产 不能体外生产 解析 选d 单克隆抗体具有特异性强 灵敏度高等特点 因此可以用于疾病的准确诊断 与药物结合后可利用单克隆抗体准确找到病变部位并对其定向治疗 单克隆抗体的生产还可将调控细胞周期的基因导入相应b淋巴细胞内 使其能大量增殖并产生相应抗体 可将骨髓瘤细胞在培养液中培养 也可以植入小鼠体内培养 因此单克隆抗体的产生可以在体内进行 也可在体外进行 4 如图为制备单克隆抗体的流程图 据图回答 1 制备单克隆抗体的原理是 克隆 细胞形成的细胞群 并产生 的抗体 2 已知细胞合成dna有d和s两条途径 其中d途径能被氨基嘌呤阻断 一般情况下 细胞中有d或s途径即能分裂增殖 人淋巴细胞中有这两种dna的合成途径 但一般不分裂增殖 鼠骨髓瘤细胞中只有d途径 但能不断分裂增殖 将这两种细胞在试管中混合 加聚乙二醇促融 获得杂种细胞 请设计一方法 不考虑机械方法 从培养液中分离出杂种细胞 并说明原理 方法 原理 3 杂交瘤细胞具备 的特点 4 在单克隆抗体制备过程中 还应用了细胞工程中的 和 两大技术 解析 本题主要考查单克隆抗体的制备过程和原理 1 经免疫的b淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合后的杂交瘤细胞既能无限增殖 又能产生专一抗体 2 杂交瘤细胞有两种合成dna的途径 因此在选择培养基上只有杂交瘤细胞能生存并无限增殖 3 由题图不难看出 生产单克隆抗体 应用到了两种细胞工程技术 细胞融合和动物细胞培养 答案 1 b淋巴大量 专一 2 方法 在上述试管中加入氨基嘌呤后 收集能分裂增殖的细胞原理 淋巴细胞不能分裂 鼠骨髓瘤细胞的d途径被阻断 也不能分裂 而杂种细胞中有s途径 可分裂增殖 3 大量繁殖 或无限繁殖 产生专一抗体 4 细胞融合动物细胞培养 1 胰蛋白酶的两次应用 动物细胞培养中两次用到胰蛋白酶 第一次是在原代培养前 用胰蛋白酶处理剪碎的组织块 目的是使之分散成单个细胞 第二次是在原代培养过程中 目的是使贴壁生长的细胞从瓶壁上脱离下来 2 原代培养与传代培养的分界点 贴满瓶壁的细胞脱离瓶壁后的分瓶培养 分瓶前的培养为原代培养 分瓶后的培养为传代培养 3 核移植中供体动物 提供卵母细胞的动物 代孕动物和克隆动物之间的关系 克隆动物绝大部分性状与供体动物相同 少数性状与提供卵母细胞的动物相同 与代孕动物的性状无遗传关系 例证1 2011 上海模拟改造 不同类型的细胞表达不同的基因组合 那么不同类型的动物细胞都具有全套基因吗 科学家进行了如图所示的克隆研究 代表有关过程 a h代表有关结构或个体 1 a细胞的名称是 过程 取出的细胞f是 该细胞经过 过程分化成何种h细胞取决于培养基中加入的 2 对b的操作方法通常是 若g是能产生人生长激素的羊 则培育g时 应将人生长激素基因导入 为了尽快获得大量的生长激素 但让g进行有性生殖会丢失目的基因 你将通过 技术来实现 3 从d中取出细胞进行培养时 一般不超过 代 原因是 此培养过程与植物细胞培养所用的培养基有何不同 4 如果图中的细胞均是人体细胞 则获得的h细胞或器官可用于供体本人组织器官的移植 其优点是 5 上述过程中用到的生物技术有 列举两项 解题关键 解答本题应注意以下几点 1 明确核移植的过程 2 分析每一步中所用的技术手段 3 区分动植物细胞培养的不同 精讲精析 本题主要考查体细胞核移植技术的过程和应用前景 1 图中a细胞是去核卵细胞 过程 取出的细胞f是胚胎干细胞 内细胞团 胚胎干细胞具有分化的全能性 但经过 过程分化成何种h细胞取决于培养基中加入的不同的促进分化的因子 2 将供体细胞核注入去核的卵细胞 通常进行显微操作 若g是能产生人生长激素的羊 则培育g时 应将人生长激素基因导入移植的供体细胞中 为了克服有性生殖会丢失目的基因的缺点 可通过核移植技术来实现 即将g羊的体细胞核或胚胎细胞核移入去核的卵母细胞 经过图示过程 再形成转入人生长激素基因的克隆羊 3 动物细胞进行培养时 如果不是为了获取不死细胞 一般不超过10代 原因是10代以内的细胞 其细胞核型不会发生变化 动物细胞培养与植物细胞 组织 培养所用培养基不同 动物细胞培养的培养基为液体培养基 通常要加入动物血清 植物细胞 组织 培养所用培养基为固体培养基 不需加血清 4 如果图中的细胞均是人体细胞 则获得的h细胞或器官可用于病人组织器官的移植 由于是自身细胞克隆培养形成的器官 不会发生免疫排斥反应 5 上述过程中用到的生物技术有动物细胞培养 核移植 胚胎移植 干细胞的诱导分化等 答案 1 去核 卵细胞胚胎干细胞不同的促进分化的因子 2 显微注射法移植的供体细胞 核 克隆 或核移植 3 1010代以内的细胞 其细胞核型不会发生变化此培养过程所用培养基一般是液体培养基 并加入动物血清 4 不会发生免疫排斥反应 5 动物细胞培养 核移植 胚胎移植 干细胞的诱导分化等 列举两项即可 互动探究 1 根据单克隆抗体的制备过程和原理 设想一下如何不通过个体g而获得大量人生长激素 提示 将人体细胞与骨髓瘤细胞诱导融合 经培养筛选后 从杂交瘤细胞中获得大量人生长激素 2 现在医生建议婴儿刚出生时 保留婴儿脐血 其原理与图中哪个过程类似 提示 过程 可以从婴儿脐血中分离得到胚胎干细胞 1 灭活是指用物理或化学手段使病毒或细菌失去感染能力 但是并不破坏这些病原体的抗原结构 2 除了受到注射的抗原刺激 小鼠在生活过程中还可能受到其他抗原的刺激 因此从小鼠体内取出的多个b淋巴细胞可能产生多种不同抗体 所以进行第二次筛选是非常必要的 3 单克隆抗体制备过程中 多次进行了动物细胞培养的操作 说明动物细胞培养是动物细胞工程的基础 例证2 2011 南通模拟 如图为细胞融合的简略过程 请据图回答 1 若a b是植物细胞 在细胞融合之前已用 处理 除去了 a b到c的过程中 常用的物理方法是 融合完成的标志是 2 若a b是植物细胞 则形成的d细胞还要应用 技术把d培养成植株 3 若a b是动物细胞 一般取自 然后用 使其分散开来 a b到c的过程中 常用的不用于植物细胞的手段是 所形成的d称为 4 若该过程是制备单克隆抗体 a为小鼠b淋巴细胞 那么 在获得此细胞之前 小鼠已被注射了 注射后小鼠身体产生了相应的 生成了 图中b为 5 若该过程仍是制备单克隆抗体 在a b到c的过程中 所形成的c有 种 用来培养的d细胞应该是 从中选择出它的方法是用 培养 获得d后 常用的培养方法是 和 解题关键 解答本题关键是明确以下几点 1 动植物细胞融合的原理 手段 基本过程和目的的异同 2 细胞融合的意义及应用 精讲精析 本题主要考查动物细胞融合的过程和应用 1 2 若是植物细胞融合 应先用纤维素酶和果胶酶处理 除去细胞壁 获得原生质体 诱导原生质体融合常用的物理方法是振动 离心 电激 融合完成的标志是产生杂种细胞 融合后形成的d细胞要用植物组织培养技术培养成植株 3 若是动物细胞融合 则融合前培养的动物细胞a b一般取自动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织 然后用胰蛋白酶处理 使其分散开来 诱导融合的方法除物理法和化学法外 还可用灭活的病毒 融合后所形成的细胞称为杂交细胞 4 5 若要制备单克隆抗体 应用小鼠已免疫的b淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合 因此 在获得浆细胞之前 要给小鼠注射抗原 注射后小鼠身体产生了相应的免疫反应 生成了浆细胞 抗体 记忆细胞等 诱导融合时 可以是相同细胞融合 也可以是不同细胞融合 因此 形成的融合细胞有3种 需在特定的培养基上选择培养 获得特定杂交瘤细胞后 可用体内培养和体外培养的方法获得大量单克隆抗体 答案 1 纤维素酶和果胶酶细胞壁振动 离心 电激产生杂种细胞 2 植物组织培养 3 动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织胰蛋白酶灭活的病毒诱导杂交细胞 4 抗原免疫反应浆细胞 抗体 记忆细胞骨髓瘤细胞 5 3杂交瘤细胞特定的选择培养基培养液中培养注射到小鼠腹腔内增殖 变式训练 2011 湖北联考改造 下列关于 筛选 的叙述中 不正确的是 a 在诱变育种 杂交育种 单倍体育种过程中都要进行筛选b 在制备单克隆抗体 通过植物体细胞杂交的方法获得杂种植株的过程中要进行筛选c 在小鼠胚胎细胞培养过程中 通过筛选可以获得具有无限分裂能力的细胞系d 将目的基因导入受体细胞后需要进行筛选 解析 选c 本题考查生物工程中的筛选问题 属于考纲识记层次 解答本题的关键是动物细胞融合和植物原生质体融合过程中的多种融合形式 诱变育种 单倍体育种和杂交育种会产生多种不同性状的子代 要得到特定性状的品种必须进行筛选 植物的原生质体融合时有三种不同的融合原生质体 在只考虑两两融合的情况下 最终需要的是两种不同植物的原生质体的融合 所以必须进行筛选 将目的基因导入受体细胞后需要进行筛选 选出导入成功的受体细胞 动物细胞培养中能无限分裂的细胞在培养基中保留 其他细胞衰亡 不需筛选 1 2010 浙江高考 下列关于动物细胞培养的叙述 正确的是 a 培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞b 克隆培养法培养过程中多数细胞的基因型会发生改变c 二倍体细胞的传代培养次数通常是无限的d 恶性细胞系的细胞可进行传代培养 解析 选d 因为培养的细胞具有接触抑制现象 所以当细胞因分裂而数目增多至相互接触时 就会停止增殖 不可能形成多层细胞 细胞增殖的方式为有丝分裂 产生的细胞的基因型多数相同 细胞传代培养的次数是有限的 一般传至50代左右时增殖会停止 这时部分细胞的核型发生改变成为不死的癌细胞 能无限传代下去 2 2009 浙江高考 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 都需用液体培养基c 都要在无菌条件下进行d 都可体现细胞的全能性 解析 选c 用动植物成体的体细胞进行离体培养都必须在无菌条件下进行 用植物成体的体细胞进行离体培养获得新个体的过程体现了细胞的全能性 而动物体细胞离体培养利用细胞增殖的原理 不能体现细胞的全能性 只有动物细胞培养需在co2培养箱中培养 3 2009 山东高考 人类在预防与诊疗传染性疾病过程中 经常使用疫苗和抗体 已知某传染性疾病的病原体为rna病毒 该病毒表面的a蛋白为主要抗原 且疫苗生产和抗体制备的流程之一如图 请回答 1 过程 代表的是 2 过程 构建a基因表达载体时 必须使用 和 两种工具酶 3 过程 采用的实验技术是 获得的x是 4 对健康人进行该传染病免疫预防时 可选用图中基因工程生产的 所制备的疫苗 对该传染病疑似患者确诊时 可从疑似患者体内分离病毒 与已知病毒进行 比较 或用图中的 进行特异性结合检测 解析 本题以图示展示了基因工程生产疫苗和单克隆抗体的制备过程 考查了基因工程 动物细胞培养 单克隆抗体制备等现代生物科技 1 图中过程 代表的是逆转录过程 2 基因工程的步骤是 目的基因的提取 构建基因表达载体 将目的基因导入受体细胞 目的基因的检测和鉴定 其中构建基因表达载体中需要限制酶来切割以获取目的基因 同时需要用相同的限制酶切割载体以获取与目的基因相同的末端 再通过dna连接酶连接目的基因和载体 3 过程 是将骨髓瘤细胞与b淋巴细胞融合的过程 获得的叫杂交瘤细胞 其具备了骨髓瘤细胞的无限增殖的特性和浆细胞的产生专一抗体的特性 从而制备单克隆抗体 4 题干中提示该rna病毒表面的a蛋白为主要的抗原 故而可选用通过基因工程生产的a蛋白制备疫苗 确诊时为判断该病毒是否为题目中的rna病毒 可以进行核酸序列的比对 也可以利用单克隆抗体进行诊断 利用抗原 抗体特异性结合的特点来判断病毒表面是否有a蛋白的存在 进一步确认是否为目的病毒 答案 1 逆转录 2 限制性核酸内切酶 限制酶 dna连接酶 两空可以互换 3 细胞融合杂交瘤细胞 4 a蛋白核酸 基因 序列抗a蛋白的单克隆抗体 一 选择题 共2小题 每小题2分 共4分 1 下列关于细胞工程的叙述 不正确的是 a 电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b淋巴细胞融合可制备单克隆抗体d 动植物细胞培养都需要经过脱分化处理 解析 选d 植物细胞培养需要经过脱分化处理 而动物细胞培养不需要 电激可诱导植物原生质体或动物细胞融合 用纤维素酶 果胶酶可去除植物细胞壁 用胰蛋白酶可将动物组织分散成单个细胞 小鼠骨髓瘤细胞和经抗原免疫的b淋巴细胞融合可制备单克隆抗体 2 2011 天津模拟 关于 克隆羊 试管羊 转基因羊 的说法合理的是 a 在培育过程中 都用到了动物细胞培养技术 核移植技术 胚胎移植技术b 它们的遗传物质都只来自一个亲本c 它们是通过相同的生殖方式获得的d 它们在形成过程中 一般都有卵细胞参与 解析 选d 本题结合一些生物工程成果考查相关理论知识 属于考纲分析判断层次 解答本题的关键是了解各种羊产生的原理 并进行区别 a项 三种羊的产生都用到动物细胞培养技术和胚胎移植技术 但试管羊和转基因羊没有用到核移植技术 b项 它们的遗传物质都不只来自一个亲本 克隆羊也有少量遗传物质来自提供卵细胞的亲本 c项 克隆羊 转基因羊属于无性生殖 试管羊属于有性生殖 d项 转基因羊中 往往把目的基因导入受精卵中 克隆过程需将体细胞核植入去核卵细胞中 试管羊来自精子和卵细胞融合成的受精卵的发育 方法技巧 生物工程技术产生的后代个体遗传物质或基因的来源 1 转基因生物 目的基因来自外源生物 绝大多数基因来自两个亲本 2 试管苗 遗传物质只来自一个亲本 3 杂种植株 遗传物质来自融合的两个亲本细胞 4 经细胞培养获得的动物细胞 遗传物质只来自一个亲本 5 动物细胞融合形成的杂交细胞 来自融合的两个亲本细胞 6 克隆动物 细胞核中的遗传物质来自供体动物 细胞质中的遗传物质来自提供卵母细胞的动物个体 二 非选择题 共3小题 共46分 3 10分 2011 天津模拟 阅读下列 抗a 抗b血型定型试剂 单克隆抗体 说明书 部分内容 请据此回答问题 1 该定型试剂 单克隆抗体 是通过 技术制备的 制备过程中 首先要利用a型血的红细胞或者b型血的红细胞作为 反复注射给实验动物 一段时间后从实验动物体内提取出 细胞 并诱导其与骨髓瘤细胞融合 通常采用的生物诱导剂是 之后还需要通过多次 和培养 才能获得足够的用于生产单克隆抗体的杂交瘤细胞 2 传统工艺中抗a血型定型试剂是从b型血的血清中提取 与传统工艺生产的抗a血型定型试剂相比 本试剂的突出优点是 解析 本题主要考查动物细胞融合的应用 抗a 抗b血型定型试剂实质是单克隆抗体 在制备抗a 抗b血型定型试剂时 应先将抗原 a型血和b型血的红细胞 注射给实验动物 让实验动物体内产生相应的浆细胞 然后从该动物体内提取浆细胞 诱导其与骨髓瘤细胞融合 再经过多次筛选和培养 获得抗体 抗a 抗b抗体 传统工艺中抗a血型定型试剂是从b型血的血清中提取 纯度很低 与传统工艺生产的抗a血型定型试剂相比 单克隆抗体试剂的突出优点是特异性强 灵敏度高 化学性质单一 答案 1 动物细胞融合 细胞工程 抗原 能产生抗a或抗b抗体的 浆 或b淋巴 灭活的病毒筛选 抗体检测 2 特异性强 灵敏度高 化学性质单一 4 20分 2011 江苏三校联考 日本研究人员依靠体细胞克隆技术进行反复 拷贝 成功培育出第四代克隆猪 这个研究小组培育的第一代克隆猪于2004年4月诞生 此后 他们又从长大的克隆猪唾液腺中提取细胞 将其细胞核植入未受精的卵细胞 依次培育出第二代 第三代和第四代克隆猪 研究人员认为 猪与人类身体构造相似 克隆猪可作为研究人类疾病的实验动物 而反复 拷贝 克隆猪使科学家能在超过猪平均寿命的长时间里 使用遗传性质完全相同的猪做实验 根据材料回答下列问题 1 在细胞核植入受体卵母细胞之前 要用显微针去除卵母细胞的 再将唾液腺细胞核注入 然后用 或 方法 如电脉冲 钙离子载体 乙醇 蛋白酶合成抑制剂等 激活重组细胞 其目的是使其完成细胞分裂和发育进程 2 在胚胎早期发育过程中 定时在显微镜下观察胚胎的变化 第5天可以看到胚胎发生收缩 细胞间隙扩大 接着胚胎内部出现裂隙 这是胚胎 期开始的标志 该时期的 细胞将来发育成胎儿的各种组织 3 上述体细胞核移植方法生产的第四代克隆猪 是对体细胞供体动物进行了100 的复制吗 理由是 4 如同文件反复复印后清晰度会下降一样 多次使用体细胞克隆技术也会给动物基因造成损伤 科学家已经培养出第二代克隆牛和第六代克隆鼠 它们的基因都被发现有损伤 而第四代克隆猪的基因尚未发现异常 还有可能继续 拷贝 下去 这项新进展对科学研究有何重要意义 5 试就 克隆猪可作为研究人类疾病的实验动物 这一说法谈谈自己的看法 解析 本题主要考查体细胞核移植技术的过程和应用前景 1 在细胞核植入受体卵母细胞之前 要用显微针去除卵母细胞的细胞核 再将唾液腺细胞核注入 然后用物理或化学方法激活重组细胞 使其完成细胞分裂和发育进程 2 在胚胎早期发育过程中 胚胎发生收缩 细胞间隙扩大 接着胚胎内部出现裂隙 这是囊胚期开始的标志 囊胚中的内细胞团将来发育成胎儿的各种组织 3 克隆动物不是对体细胞供体动物进行了100 的复制 这是因为有一部分遗传物质来自卵母细胞的细胞质 4 通过材料内容可以看出 反复 拷贝 克隆猪出现的重要意义是使科学家能在超过猪平均寿命的长时间里 使用核基因完全相同的猪做实验 5 在治疗疾病时 克隆猪的器官可以作为异体移植的供体 这样可解决人类移植器官的来源问题 答案 1 细胞核物理化学 2 囊胚内细胞团 3 不是克隆猪体内还含有卵母细胞的细胞