（江苏专用）2020版高考生物总复习 第39讲 动物细胞工程课件.pptx

第39讲动物细胞工程 考点一动物细胞培养与核移植技术 考点二动物细胞融合与单克隆抗体 总纲目录 高考再现 考点一动物细胞培养与核移植技术一 动物细胞培养 1 动物细胞工程常用的技术手段 动物细胞培养 动物细胞核移植 动物细胞融合 生产单克隆抗体等 其中 动物细胞培养技术是其他动物细胞工程技术的基础 2 概念 动物细胞培养就是从动物机体中取出相关的组织 将它分散成 单个细胞 然后 放在适宜的培养基中 让这些细胞 生长和增殖 3 原理 细胞增殖 4 过程 5 培养条件 1 无菌 无毒的环境 对培养液和所有培养用具进行无菌处理 通常还需添加一定量的抗生素 以防培养过程中的污染 定期更换培养液 以便清除代谢产物 2 营养 除糖 氨基酸 促生长因子 无机盐 微量元素外 通常还需要添加血清 血浆等一些天然成分 3 温度和pH 温度为36 5 0 5 哺乳动物 pH为7 2 7 4 多数细胞 4 气体环境 95 空气 5 CO2 作用 维持培养液的pH 6 应用 生物制品的生产 检测有毒物质 医学研究等 二 动物体细胞核移植1 动物核移植是将动物的一个细胞的细胞核 移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中 使其重组并发育成一个新的胚胎 这个新的胚胎最终发育为动物个体 用核移植的方法得到的动物称为克隆动物 2 分类 哺乳动物核移植可以分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植 而体细胞核移植的难度明显高于胚胎胞核移植 3 体细胞核移植 1 原理 动物细胞的细胞核具有全能性 2 过程 3 应用 a 加速家畜遗传改良进程 促进优良畜群繁育 b 保护濒危物种 c 生产医用蛋白 d 作为异种移植的供体 e 用于组织器官的移植 1 动物细胞培养和植物组织培养过程中都要用到胰蛋白酶 2 克隆动物的性状与供体动物完全相同 3 乳腺细胞比乳腺癌细胞更容易进行离体培养 4 细胞核移植主要在同种动物 同种组织的细胞之间进行 5 动物细胞核移植的受体细胞必须是卵细胞 6 制备肝细胞悬液时先用剪刀剪碎肝组织 再用胃蛋白酶处理 如图表示核移植与克隆动物的相关图解 请分析 1 图示过程说明高度分化的仍具有发育的全能性 2 用于核移植的供体细胞 一般都选用传代代以内的细胞 3 采集的卵母细胞培养到 时期表示期 4 选用去核卵母细胞的主要原因是 答案 1 动物细胞核 2 10 3 减数第二次分裂中期 4 卵细胞的细胞质可使体细胞细胞核全能性得到表达 1 概念辨析 1 细胞贴壁和接触抑制悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上 称为细胞贴壁 细胞数目不断增多 当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时 细胞就会停止分裂增殖 这种现象称为细胞的接触抑制 而癌细胞丧失了以上特性 2 原代培养和传代培养 原代培养 细胞悬液第一次在瓶中培养 没有分瓶培养之前的细胞培养 原代培养的细胞核型正常 传代培养 原代培养的细胞生长 繁殖一定时间后 由于空间不足或细胞密度过大导致营养枯竭 影响细胞的生长 因此需要重新用胰蛋白酶等处理 进行分瓶扩大培养 即传代培养 传代培养的细胞一般传至10代后就不易传下去了 一般情况下 细胞在传至10 50代左右时 增殖会明显减缓 以至于完全停止 这时部分细胞的细胞核型可能会发生变化 3 细胞株和细胞系 细胞株 原代培养的细胞一般传至10代左右会出现生长停滞 衰老死亡 少数度过 危机 的细胞能传50代左右 形成细胞株 细胞株的遗传物质没有改变 细胞系 细胞株传至50代以后 会出现第二次危机 少数度过第二次危机的细胞能够无限传代下去 形成细胞系 细胞系的遗传物质发生了改变 带有癌变细胞的特点 4 供体细胞与受体细胞 供体细胞 提供细胞核 一般选择10代以内的细胞作为供体细胞 因为10代以内的细胞一般能保持正常的二倍体核型 保证了供体细胞正常的遗传基础 受体细胞 去掉细胞核的M 中期的卵母细胞 选择卵母细胞作为受体的原因是 a 此类细胞体积大 易于操作 b 卵黄多 营养物质丰富 可为发育提供充足的营养 c 卵母细胞的细胞质中存在激发细胞核全能性表达的物质 选择M 中期的卵母细胞 此时具备受精能力 细胞质中含有与细胞分裂 分化有关的物质 能够刺激重组细胞进行分裂 分化形成重组胚胎 2 动物细胞培养与动物体细胞核移植的比较 考向一动物细胞培养技术 1 2018江苏姜堰中学阶段测试 一般来说 动物细胞体外培养需要满足的条件是 D 无毒的环境 合成培养基需添加血清 血浆等 无菌的环境 温度一般与动物体温接近 只有O2的气体环境 能调节培养液pH的CO2A B C D 解析动物细胞培养的条件 1 无菌 无毒的环境 消毒 灭菌 添加一定量的抗生素 定期更换培养液 以清除代谢废物 2 营养物质 糖 氨基酸 促生长因子 无机盐 微量元素等 使用合成培养基时 还需加入血清 血浆等天然物质 3 温度和pH 温度通常与动物体温接近 多数细胞生活的适宜pH为7 2 7 4 4 气体环境 95 空气 细胞代谢必需的 和5 的CO2 维持培养液的pH D正确 2 2018江苏南通考前模拟 细胞工程中 选择合适的生物材料是成功的关键 下列选择不合理的是 A A 选择高度分化的动物体细胞进行培养 有利于获得大量细胞B 选择胚胎细胞作为核供体进行核移植 可提高克隆动物的成功率C 选择一定大小的植物茎尖进行组织培养 可获得脱毒苗D 选择植物的愈伤组织进行诱变处理 可获得优质的突变体 解析高度分化的细胞分裂能力弱 应选用胚胎细胞或幼龄动物细胞进行培养 A错误 胚胎细胞分化程度低 恢复其全能性更容易 B正确 植物茎尖的病毒极少甚至无病毒 因此切取一定大小的茎尖进行组织培养 再生的植株就有可能不带病毒 C正确 植物组织培养的愈伤组织细胞一直处于不断的分生状态 易受到环境影响而发生基因突变 D正确 归纳拓展 植物组织培养与动物细胞培养的比较 考向二动物体细胞核移植技术 3 如图为体细胞核移植制备转基因小鼠的流程 相关叙述正确的是 多选 A 此技术体现了ES细胞核具有全能性B 过程 可以采用聚乙二醇或灭活的病毒进行诱导C 过程 需在培养基中加入抗生素和动物血清D 过程 应对代孕小鼠进行同期发情和免疫抑制处理答案AC 解析利用ES细胞核和去核普通小鼠受精卵形成的重组细胞可以培育成完整的个体 体现了ES细胞核的全能性 A正确 核移植过程中不需要用聚乙二醇或灭活的病毒进行诱导 聚乙二醇或灭活的病毒可用来诱导细胞融合 B错误 动物细胞培养时要保证细胞顺利生长和繁殖 需要添加动物血清 添加抗生素的目的是防止细菌在培养液中生长繁殖 利于细胞的培养 C正确 同期发情处理能使二者体内的子宫内膜的状态 各种激素水平都具有一致性 保证移植后的胚胎具有最合适的发育环境 是胚胎移植成功的基本条件 代孕母鼠对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应 所以不需要免疫抑制处理 D错误 4 2018江苏南通 泰州一模 下列关于细胞工程技术在生产实践中应用的叙述 正确的是 多选 ABC A 愈伤组织细胞分裂能力强 可作为体细胞诱变育种的材料B 植物花粉粒细胞容易获取 可作为培养单倍体植株的理想材料C 自体皮肤生发层细胞分裂能力强且不会排斥 可作为烧伤患者皮肤移植母细胞D 动物胚胎细胞分化程度低 易恢复全能性 可优先作为核移植的受体细胞 解析愈伤组织细胞分裂能力强 可作为体细胞诱变育种的材料 A正确 单倍体育种最常用的方法是花药离体培养获得单倍体 再经过人工诱导获得纯合子 B正确 自体皮肤生发层细胞分裂能力强且不会排斥 可作为烧伤患者皮肤移植母细胞 C正确 动物细胞核移植可分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植 在这两种核移植中 胚胎细胞和体细胞属于核供体 而受体细胞是成熟卵母细胞 D错误 技能提炼1 克隆与组织培养 试管动物 婴儿 的比较 2 核移植技术获得的动物与供核动物性状不完全相同 主要源于如下三个方面 克隆动物绝大部分DNA来自供体细胞核 但其核外线粒体中的DNA主要来自受体卵细胞 性状是基因与环境共同作用的结果 在个体发育过程中有可能发生基因突变 产生供核动物没有的性状 考点二动物细胞融合与单克隆抗体 1 动物细胞融合 1 概念 动物细胞融合也称 细胞杂交 是指两个或多个动物细胞结合形成 一个细胞的过程 2 原理 细胞膜的流动性 3 融合方法 聚乙二醇 PEG 灭活的病毒 电激等 4 意义 突破了 有性杂交方法的局限 使 远缘杂交成为可能 也为制造 单克隆抗体开辟了新途径 2 单克隆抗体 1 制备过程 2 优点 特异性强 灵敏度高 可大量制备 3 用途 作为诊断试剂 用于治疗疾病和运载药物 1 骨髓瘤细胞经免疫处理 可直接获得单克隆抗体 2 植物原生质体融合与动物细胞融合原理是相同的 3 体外培养杂交瘤细胞需要在培养液中添加动物血清和一些抗生素 4 杂交瘤细胞进行体内培养 是为了获得能产生单克隆抗体的胚胎 5 小鼠骨髓瘤细胞的染色体数目为40 B淋巴细胞的染色体数目为46 融合后形成的杂交瘤细胞DNA分子数为86 6 体细胞杂交技术可用于克隆动物和制备单克隆抗体 下图是单克隆抗体制备流程示意图 请分析 1 是从已免疫的小鼠脾脏中获得的细胞 2 过程的方法和植物体细胞杂交的方法不同之处是 3 过程需要筛选并克隆出细胞 4 抗癌药物与单克隆抗体相结合后可定向攻击肿瘤细胞 具有性 答案 1 B淋巴 2 动物细胞融合特有的灭活病毒 3 能分泌特异性抗体的杂交瘤 4 特异 1 单克隆抗体制备过程中的两次筛选 2 植物体细胞杂交与动物细胞融合的比较 考向单克隆抗体的制备 1 2018江苏镇江一模 如图表示抗胃癌单克隆抗体的制备过程 相关叙述错误的是 A 抗胃癌单克隆抗体可以和甲特异性结合B 用特定的选择培养基对乙选择后获得的细胞均能增殖C 需对丙进行抗体检测 经过筛选后才可获得丁D 用生物导弹杀死癌细胞利用了单克隆抗体的杀伤作用答案D 解析甲注射小鼠 使之产生能分泌特异性抗体的B淋巴细胞 则甲属于抗原 能与抗胃癌单克隆抗体特异性结合 A正确 用特定的选择培养基对乙筛选后得到的是杂交瘤细胞 在体外培养条件下可以增殖 B正确 丙需进行大规模体外培养和抗体检测 经多次筛选后可获得大量能分泌所需特异性抗体的丁 C正确 用生物导弹杀死癌细胞是借助单克隆抗体的导向作用 将药物定向带到癌细胞所在位置 在原位杀死癌细胞 D错误 2 2018江苏姜堰中学阶段测试 对于下面制备单克隆抗体过程示意图 不正确的叙述是 A 表示已免疫的B淋巴细胞和骨髄瘤细胞均是从小鼠的脾脏中提取的B 促进细胞融合的方法可以利用聚乙二醇作介导C 中的筛选是通过抗原 抗体反应进行的D 可以无限增殖答案A 解析B淋巴细胞是从小鼠脾脏中提取的 而骨髓瘤细胞是从小鼠的骨髓中提取的 脾脏中无骨髓瘤细胞 A错误 单克隆抗体是利用效应B淋巴细胞和小鼠骨髓瘤细胞融合得到 融合方法可以有化学方法如聚乙二醇 生物方法如灭活病毒 B正确 如果要筛选能产生特定抗体的杂交瘤细胞 可以通过检测抗原 抗体反应 如果有反应说明表达产生了抗体 C正确 融合细胞具有双亲特点 既能无限增殖又能产生单一抗体 D正确 归纳拓展区别三种细胞 高考再现 1 2018江苏单科 22 3分 如图为细胞融合的示意图 下列叙述正确的是 多选 BC A 若a细胞和b细胞是植物细胞 需先去分化再诱导融合B a细胞和b细胞之间的融合需要促融处理后才能实现C c细胞的形成与a b细胞膜的流动性都有关D c细胞将同时表达a细胞和b细胞中的所有基因 解析植物细胞壁会阻碍细胞融合 故植物细胞融合前需先用酶解法除去细胞壁 A错误 细胞间的融合需在相应的诱导处理下才能完成 如离心 聚乙二醇等 动物细胞还可用灭活病毒诱导融合 B正确 细胞融合过程出现了膜的变形 故细胞融合过程与细胞膜流动性有关 C正确 c细胞中具有a b细胞的全部基因 但这些基因不一定能全部表达 D错误 2 2016江苏单科 9 2分 下列有关细胞工程的叙述 正确的是 D A PEG是促细胞融合剂 可直接诱导植物细胞融合B 用原生质体制备人工种子 要防止细胞破裂C 骨髓瘤细胞经免疫处理 可直接获得单克隆抗体D 核移植克隆的动物 其线粒体DNA来自供卵母体 解析植物细胞融合前需先用酶解法去掉细胞壁 形成原生质体 再用PEG促进原生质体融合 A错误 人工种子是以植物组织培养得到的胚状体 不定芽 顶芽和腋芽等为材料 经过人工薄膜包装得到的种子 不用原生质体为材料 B错误 骨髓瘤细胞需与经免疫过的B淋巴细胞融合 再经筛选培养才能获得单克隆抗体 C错误 动物核移植是将动物的一个细胞的细胞核取出 移入已经去掉细胞核的卵母细胞中 核移植克隆动物的线粒体DNA来自供卵母体 3 2015江苏单科 3 2分 下列关于动物细胞工程和胚胎工程的叙述 正确的是 C A 乳腺细胞比乳腺癌细胞更容易进行离体培养B 细胞核移植主要在同种动物 同种组织的细胞之间进行C 采用胚胎分割技术产生同卵多胚的数量是有限的D 培养早期胚胎的培养液中含维生素 激素等多种能源物质 解析本题考查动物细胞工程和胚胎工程的相关知识 乳腺癌细胞比乳腺细胞更容易进行离体培养 A项错误 细胞核移植主要在同种动物细胞间进行 不一定在同种组织的细胞之间进行 B项错误 由于早期胚胎细胞数量是有限的 而且还受技术的限制 因此采用胚胎分割技术产生同卵多胚的数量是有限的 C项正确 维生素是营养物质 但不是能源物质 激素是调节物质 不能充当能源物质 D项错误 4 2013江苏单科 22 3分 小鼠杂交瘤细胞表达的单克隆抗体用于人体试验时易引起过敏反应 为了克服这个缺陷 可选择性扩增抗体的可变区基因 目的基因 后再重组表达 下列