【赢在起点】2014高考生物第一轮复习（基础自查+对应训练+限时训练+高考真题体验） 第52讲 动物细胞工程学案（含解析）

1 学案学案 5252 动物细胞工程动物细胞工程 考纲要求考纲要求 1 动物的细胞培养与体细胞克隆 2 细胞融合与单克隆抗体 复习要求复习要求 1 简述动物细胞培养的过程 条件及应用 2 比较动物细胞培养与植物组织培养区别 3 简述通过动物体细胞核移植技术克隆动物的过程和应用前景 基础自查基础自查 一 动物细胞培养和动物体细胞核移植技术 1 动物细胞培养 1 概念 2 动物细胞培养的流程 3 细胞贴壁和接触抑制 称为细胞贴 壁 这种现象称为细胞的接触 抑制 4 动物细胞培养需要满足以下条件 培养液应进行 通常还要 此外 应 防止 营养 合成培养基成分 温度 气体环境 作用 5 动物细胞培养技术的应用 2 动物体细胞核移植技术和克隆动物 1 哺乳动物核移植可以分为 2 选用去核卵 母 细胞做受体细胞的原因 3 体细胞核移植的大致过程是 2 治疗性克隆的过程 4 体细胞核移植技术的应用 5 体细胞核移植技术存在的问题 二二 动物细胞融合和单克隆抗体动物细胞融合和单克隆抗体 1 动物细胞融合 1 动物细胞融合也称细胞杂交 是指 2 动物细胞融合与植物原生质体融合的原理基本相同 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 2 单克隆抗体的制备 1 抗体 一个 B 淋巴细胞分泌 从血清中分离出的抗体 3 2 单克隆抗体的制备过程 3 杂交瘤细胞的特点 4 单克隆抗体的优点 5 单克隆抗体的作用 课堂深化探究课堂深化探究 一 动物细胞培养一 动物细胞培养 1 植物组织培养和动物细胞培养的比 特别提醒 特别提醒 1 植物组织培养需要生长素和细胞分裂素 生长素可诱导愈伤组织生根 细胞分裂素可促进愈伤组织生芽 2 动物细胞的传代培养过程中 细胞可能癌变 3 两种技术手段培养过程中都进行了有丝分裂 都是无性繁殖 都可称克隆 都不涉 及减数分裂 4 植物组织培养最终产生新个体 体现了细胞的全能性 动物细胞培养产生大量细胞 不形成新个体 故不能体现细胞的全能性 二 动物体细胞核移植与克隆动物 1 原理 结果 2 供核细胞 3 受体细胞 4 原因 4 核移植产生的克隆动物与提供细胞核的亲本不同的原因 5 过程 6 比较克隆与组织培养 试管婴儿 克隆组织培养试管婴儿 生殖方式 遗传物质来源 性别决定 用 途 三三 动物细胞融合和单克隆抗体动物细胞融合和单克隆抗体 1 植物体细胞杂交与动物细胞融合的比较 2 血清抗体和单克隆抗体 3 制备过程 1 诱导融合的2种细胞名称及作用 2 诱导动物细胞融合与植物原生质体融合的不同方法 动物细胞诱导融合的特有方 法 3 二次筛选的目的及方法 4 2种培养方法及提取单克隆抗体的场所 4 应用 特别提醒 特别提醒 1 在动物细胞培养的过程中有贴壁生长和接触抑制现象 2 动物细胞培养过程中两次用到胰蛋白酶 第一次用胰蛋白酶处理剪碎的组织使之分 散成单个细胞 第二次使贴壁细胞从瓶壁上脱落下来 3 细胞核移植选用去核卵 母 细胞的原因 虽然细胞核内具有发展成为一个完整个体 5 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 而卵 母 细胞比较 大 容易操作 卵 母 细胞的细胞质多 营养丰富 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 母 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 发育成为一个新的个体 4 与克隆动物有关的亲本的遗传关系 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 母 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 母 细胞细胞质中也有少量的 DNA 新个体性状与卵 母 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 对应训练对应训练 1 动物细胞培养与植物组织培养的重要区别在于 A 培养基不同 B 动物细胞培养不需要在无菌条件下进行 C 动物细胞可以传代培养 而植物细胞不能 D 动物细胞能够大量培养 而植物细胞不能 2 在克隆羊培育过程中 将雄羊的体细胞核移入雌羊的卵细胞中 产生该克隆羊的方 式及该克隆羊发育成熟后所分泌的性激素依次是 A 无性生殖 雄性激素 B 无性生殖 雌性激素 C 有性生殖 雄性激素 D 有性生殖 雌性激素 3 根据单克隆抗体制备流程示意图判断以下选项中正确的是 A 单克隆抗体技术的原理包括细胞增殖 细胞膜的流动性 细胞的全能性等 B 根据培养基的物理性质分类 图中 HAT 培养基属于选择培养基 C 在制备单克隆抗体的过程中有两次选择 第一次是选择杂交瘤细胞 第二次是选择 能够产生特异性抗体的杂交瘤细胞 D 老鼠骨髓瘤细胞染色体数是 40 效应 B 细胞的染色体数为 46 融合后形成的杂交 瘤细胞 DNA 分子数为 86 4 近年来 我国死于狂犬病的人数有上升之势 狂犬病病毒的核酸是 RNA 机体感染 病毒后产生的特异性 lgG 抗体 能消除狂犬病病毒 这是接触狂犬病病毒后及时注射疫苗 和特异性抗体的重要依据 我国利用地鼠的肾细胞培养狂犬病疫苗 已取得良好效果 请根据上述材料 回答下列问题 1 狂犬病病毒的毒力可发生变异 从自然感染动物体内分离的病毒株称为野毒株 其 致病力强 将野毒株在家兔脑内连续传 50 代后 变成固定毒株 固定毒株对人及动物致病 力弱 不引起狂犬病 巴斯德首先利用固定毒株制成减毒活疫苗 预防狂犬病 制成减毒 活疫苗需要用 培养 2 特异性抗体获取的方法可用单克隆抗体制备法 在制备单克隆抗体的过程中 应 用的动物细胞工程的技术是 3 下图是单克隆抗体制备过程示意图 请据图回答 6 图中 A 过程从小鼠的脾脏中取得的 小鼠细胞 是 细胞 该细胞能够产生 从小鼠体内提取分离该细胞之前 应给小鼠注射特定的物质是 图中 B 过程是细胞融合 该过程需要用灭活的 聚乙二醇或电激 等诱导 特异性抗体获取的方法也可以采用向动物体内反复注射某种抗原 使动物产生抗体 然后从动物血清中分离所需抗体 与这种方法制备的抗体相比 单克隆抗体具有 等优点 4 动物细胞体外培养需要满足的环境条件有 5 单克隆抗体技术还有哪些用途 实验探究实验探究 2009 江苏卷 动物器官的体外培养技术对于研究器官的生理 病理过程及其机制意 义重大 下图是一个新生小鼠的肝脏小块培养装置示意图 请回答下列问题 1 肝脏切成小薄片 这有利于肝脏细胞 2 气室中充入 5 CO2气体的主要作用是 3 培养液中添加抗生素是为了抑制细菌生长 但要注意选择抗生素的 以保 证抗生素对肝脏无害 4 有机物 X 有毒性 可诱发染色体断裂 利用上图所示装置和提供的下列材料用具 探究肝脏小块对有机物 X 是否具有解毒作用 材料用具 肝脏小块 外周血淋巴细胞 淋巴细胞培养液 植物凝集素 刺激淋巴细胞分裂 显 微镜 载玻片 盖玻片 玻璃皿 滴管 吉姆萨染液 使染色体着色 有机物 X 溶液等 实验过程 在淋巴细胞培养液中加入植物凝集素培养淋巴细胞 取 4 等份 备用 利用甲 乙 丙 丁 4 组上图所示装置 按下表步骤操作 表示已完成的步骤 甲乙丙丁 步骤一 加入肝脏培养液 步骤二 加入有机物 X 溶液 步骤三 放置肝脏小块 上表中还需进行的操作是 培养一段时间后 取 4 组装置中的等量培养液 分别添加到 4 份备用的淋巴细胞培 7 养液中继续培养 一段时间后取淋巴细胞分别染色 制片 在显微镜下观察 并对 比分析 若丙组淋巴细胞出现异常 而甲组的淋巴细胞正常 则说明 限时训练限时训练 题组一题组一 动物细胞培养和动物体细胞核移植技术动物细胞培养和动物体细胞核移植技术 1 在克隆羊多利的过程中 下列哪项技术没有运用到 A 细胞培养技术 B 细胞核移植技术 C 胚胎移植技术 D 基因工程技术 2 如果用动物的细胞进行克隆实验应该选择的细胞核不能来源于 A 乳腺细胞 B 卵细胞 C 胃腺细胞 D 囊胚时期的胚胎细胞 3 回答下列有关动物细胞培养的问题 1 在动物细胞培养过程中 当贴壁细胞分裂生长到细胞表面 时 细胞 会停止分裂增殖 这种现象称为细胞的 此时 瓶壁上形成的细胞层数是 要使贴壁的细胞从瓶壁上分离下来 需要用酶处理 可用的酶是 2 随着细胞传代次数的增多 绝大部分细胞分裂停止 进而出现 的现象 但极少数细胞可以连续增殖 其中有些细胞会因遗传物质发生改变而变成 细胞 该种细胞的黏着性 细胞膜表面蛋白质 糖蛋白 的 量 3 现用某种大分子染料 对细胞进行染色时 观察到死细胞被染色 而活细胞不染色 原因是 4 检查某种有毒物质是否能改变细胞染色体的数目 最好选用细胞分裂到 期的细胞用显微镜进行观察 5 在细胞培养过程中 通常在 条件下保存细胞 因为在这种条件下 细胞中 的活性降低 细胞 的速率降低 6 给患者移植经细胞培养形成的皮肤组织后 发生了排斥现象 这是因为机体把移植 的皮肤组织当作 进行攻击 题组二动物细胞融合和单克隆抗体的制备题组二动物细胞融合和单克隆抗体的制备 4 下列关于单克隆抗体制备过程的叙述 正确的是 A 制备过程中不需要动物细胞培养技术 B 杂交瘤细胞具有浆细胞与癌细胞的所有特点 C 经选择性培养基筛选出来的杂交瘤细胞即可用于单克隆抗体的生产 D 单克隆抗体最广泛的用途是用作体外诊断试剂 5 生产单克隆抗体时 在培养液中加入某种试剂能筛选出杂交瘤细胞 因为该试剂 A 能抑制淋巴细胞和杂交瘤细胞的 DNA 复制 B 能阻止淋巴细胞的原癌基因被激活 C 选择性抑制骨髓瘤细胞的 DNA 复制 D 能阻止杂交瘤细胞核糖体上所有蛋白质的合成 6 下列关于单克隆抗体制备过程的叙述 不正确的是 多选 A 制备过程中不需要动物细胞培养技术 B 杂交瘤细胞具有浆细胞与癌细胞的所有特点 C 经选择性培养基筛选出来的杂交瘤细胞即可用于单克隆抗体的生产 D 单克隆抗体最广泛的用途是用作体外诊断试剂 8 7 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 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 B 细胞培养应在含 5 CO2的恒温培养箱中进行 CO2的作用是刺激细胞的呼吸 C 甲 乙细胞在持续的原代培养过程中 乙会出现停止增殖的现象 D 仅用该培养液也能用来培养乙肝病毒 8 用 a 表示骨髓瘤细胞 b 表示浆细胞 则细胞融合过程中两次筛选的目的分别为 A a aa ab bb b a aa ab ab 培养 B a aa ab bb b ab bb b ab 培养 C a aa ab bb b ab 产生特定抗体的 ab 培养 D a aa ab bb b aa 能无限增殖的 aa 培养 9 下图是某实验室做的通过动物纤维母细胞等获得单抗的实验研究 据图回答相关问 题 1 X Y Z 细胞的名称分别是 2 过程类似于植物组织培养技术中的 过程 与纤维母细胞相比 诱导 干细胞的全能性较 过程的实质是 3 过程中过程中需用到的生物诱导剂是 4 处需要筛选 其目的是 5 若用含放射性 32P 标记的核苷酸的培养基培养 Z 细胞 能测到放射性 32P 的细胞器 是 题组三题组三 综合题综合题 10 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 将细胞核植入未受精的卵子中 依次培育出第二代和第三代克隆猪 研究 人员发现 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 根据材料回 答下列问题 1 第四代克隆猪利用了动物细胞核的 性 2 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 获得的重组胚胎需要体外培养 培养时不仅要有无机盐类和有机盐类 而 且还要有 等营养成分及 等物质 当发育到囊胚期时 将其移植 到受体雌性动物体内 3 研究显示 利用克隆技术根本无法培育出完全相同的个体 究其原因 除了发育过 程中的环境因素的影响外 还可能有 等原因 4 如果希望克隆猪都能生产人体胰岛素 那么需要利用 技术 把 拼接到猪的核基因中 转基因是否成功都可以用 检测 11 细胞工程是生物工程的基础技术 在细胞分裂 分化 生物的发育遗传等理论研 究以及改良生物 培育新品种等生产实践上有重要作用 植物组织培养是研究得比较早 应用比较成熟的一项植物细胞工程技术 其基本过程如图所示 9 植物体 离体的植物器 官 组织或细胞 A 茎 叶 1 A 表示 表示 2 植物组织培养获得试管苗的成功 有力地证明了植物细胞的全能性 但全能性的表 达需要一定的条件 也就是 一定的营养条件 激素和其他外界条件 其中 激素所起的作用是 3 生产上常用植物的根尖或芽尖的生长点进行离体培养以获得试管苗 与其他植物组 织培育出的试管苗相比的突出优点是 这时 过程中植物组 织的代谢类型是 4 世界上第一只克隆绵羊 多利 的培育成功是动物细胞工程方面的重大成果 证明 了动物细胞核也具有全能性 其培育过程中要用到的三大细胞工程技术依次是 和 12 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 请据图回答相关问题 1 若 a b 分别是基因型为 Hhrr hhRr 的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800 lx 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 2 若 a b 表示两种植物体的细胞 则采用化学法形成 c 时 一般是用 作为 诱导剂 由 d 细胞形成杂种植株的原理是 这种育种方法的优点是 3 若 a b 分别为骨髓瘤细胞和 B 淋巴细胞 则 d 细胞的特点是 用 筛选获得 d 细胞 然后再经克隆化培养和抗体检测 筛选获得足够数量的 能分泌所需抗体的细胞 4 下列各图表示单克隆抗体制备过程的各阶段图解 请用箭头把代表各图解的字母按 单克隆抗体制备过程的顺序连接起来 顺序是 10 高考真题体验高考真题体验 1 1 20132013全国卷大纲版 全国卷大纲版 2 2 关于动物细胞培养和植物组织培养的叙述 错误的是 A 动物细胞培养和植物组织培养所用培养基不同 Zxxk B 动物细胞培养和植物组织培养过程中都要用到胰蛋白酶 C 烟草叶片离体培养能产生新个体 小鼠杂交瘤细胞可离体培养增殖 D 动物细胞培养可用于检测有毒物质 茎尖培养可用于植物脱除病毒 2 2 20132013 浙江卷 浙江卷 6 6 实验小鼠皮肤细胞培养 非克隆培养 的基本过程如图所示 下列叙述错误的是 A 甲过程需要对实验小鼠进行消毒 B 乙过程对皮肤组织可用胰蛋白酶消化 C 丙过程得到的细胞大多具有异倍体核型 D 丁过程得到的细胞具有异质性 3 3 20132013 重庆卷 重庆卷 2 2 题 2 图是单克隆抗体制备流程的简明示意图 下列有关叙述 正确的是 A 是从已免疫的小鼠脾脏中获得的效应 T 淋巴细胞 B 中使用胰蛋白酶有利于杂交瘤细胞的形成 11 C 同时具有脾脏细胞和鼠骨髓瘤细胞的特性 D 是经筛选培养获得的能分泌特异性抗体的细胞群 4 4 20132013 山东卷 山东卷 3535 8 分 生物 现代生物科技专题 科学家通过诱导黑鼠体细胞去分化获得诱导性多能干细胞 iPS 继而利用 iPS 细胞 培育出与黑鼠遗传特性相同的克隆鼠 流程如下 1 从黑鼠体内获得体细胞后 对其进行的初次培养称为 培养的细 胞在贴壁成长至充链满培养皿底时停止分裂 这种现象称为 2 图中 2 细胞胚胎可用人工方法从灰鼠输卵管内获得 该过程称为 也可从灰鼠体内取出卵子 通过 后进行早期胚胎培养获得 3 图中重组囊胚通过 技术移入白鼠子宫内继续发育 暂不移入的胚 胎可使用 方法保存 4 小鼠胚胎干细胞 ES 可由囊胚的 分离培养获得 iPS 与 ES 细 胞同样具有发育全能性 有望在对人类 iPS 细胞进行定向 后用于疾病的细胞 治疗 5 5 20132013 海南卷 海南卷 3131 生物 选修 3 现代生物科技专题 15 分 单纯疱疹病毒 型 HSV 可引起水疱性口唇炎 利用杂交瘤技术制备出抗 HSV 的单克隆抗体可快速检测 HSV 回答下列问题 1 在制备抗 HSV 的单克隆抗体的过程中 先给小鼠注射一种纯化的 HSV 蛋白 一段时间后 若小鼠血清中抗 的抗体检测呈阳性 说明小鼠体内产生了 反应 再从小鼠的 中获取 B 淋巴细胞 将该 B 淋巴细胞与小鼠的 细胞融合 再经 过筛选 检测 最终可获得所需的杂交瘤细胞 该细胞具有的特点是 2 若要大量制备抗该蛋白的单克隆抗体 可将该杂交瘤细胞注射到小鼠的 中使其增殖 再从 中提取 纯化获得 3 通过上述方法得到的单克隆抗体可准确地识别这种 HSV 蛋白 其原因是该抗 体具有 和 等特性 6 2012 山东 生物 现代生物科技专题 毛角蛋白 II 型中间丝 KIFII 基因与绒山羊的羊绒质量密切相关 获得转 KIFII 基 因的高绒质绒山羊的简单流程如图 12 1 过程 中最常用的运载工具是 所需要的酶是限制酶和 2 在过程 中 用 处理将皮肤组织块分散成单个成纤维细胞 在培养过 程中 将成纤维细胞置于 5 CO2的气体环境中 CO2的作用是 3 在过程 中 用 处理以获得更多的卵 母 细胞 成熟卵 母 细 胞在核移植前需要进行 处理 4 从重组细胞到早期胚胎过程中所用的胚 胎工程技术是 在胚胎移植前 通过 技术可获得较 多胚胎 7 2012 广东 培育草莓脱毒苗所采用的主要技术是 A 组织培养 B 细胞杂交 C 显微注射 D 核移植 8 2012江苏 下列事实能体现细胞全能性的是 A 棉花根尖细胞经诱导形成幼苗 B 单细胞的 DNA 在体外大量扩增 C 动物杂交瘤细胞产生单克隆抗体 D 小鼠体细胞经诱导培育成小鼠 9 2012 大纲 回答下列问题 1 大多数病毒进入人体内经过 细胞的摄取和处理 使 暴 露于抗原的表面 并将抗原呈递给 T 细胞 刺激 T 细胞分泌 2 人体接种甲型 H1N1 流感疫苗后 一段时间内当甲型 H1N1 流感病毒侵染机体时 不易患病 其主要原因是 3 一种病毒含有 填 1 种 或 2 种 核酸 4 灭活的仙台病毒在动物细胞工程中可用于诱导 10 2012 上海 13 以绵羊红细胞刺激小鼠脾脏 B 淋巴细胞 再将后者与小鼠骨髓 瘤细胞融合形成杂交瘤细胞克隆群 由此筛选出的单克隆杂交瘤细胞所产生的抗体 A 能识别绵羊整个红细胞 B 只识别绵羊红细胞表面的特定分子 C 能识别绵羊所有体细胞 D 只识别绵羊所有体细胞表面的特定分子 11 2012 广东 2 培育草莓脱毒苗所采用的主要技术是 A 组织培养 B 细胞杂交 C 显微注射 D 核移植 12 2012江苏 22 下列事实能体现细胞全能性的是 A 棉花根尖细胞经诱导形成幼苗 B 单细胞的 DNA 在体外大量扩增 C 动物杂交瘤细胞产生单克隆抗体 D 小鼠体细胞经诱导培育成小鼠 13 2011 江苏卷 14 关于现代生物技术应用的叙述 错误的是 A 蛋白质工程可合成自然界中不存在的蛋白质 B 体细胞杂交技术可用于克隆动物和制备单克隆抗体 C 植物细胞培养技术可用于植物茎尖脱毒 D 动物细胞培养技术可用于转基因动物的培育 14 2010 浙江理综 4 6 分 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 13 15 2010 江苏生物 10 2 分 为解决二倍体普通牡蛎在夏季因产卵而出现肉质下 降的问题 人们培育出三倍体牡蛎 利用普通牡蛎培育三倍体牡蛎合理的方法是 A 利用水压抑制受精卵的第一次卵裂 然后培育形成新个体 B 用被 射线破坏了细胞核的精子刺激卵细胞 然后培育形成新个体 C 将早期胚胎细胞的细胞核植人去核卵细胞中 然后培育形成新个体 D 用化学试剂阻止受精后的次级卵母细胞释放极体 然后培育形成新个体 16 2011 年高考安徽卷 9 分 家蚕细胞具有高效表达外源基因的能力 将人干扰素 基因导入家蚕细胞并大规模培养 可提取干扰素用于制药 1 进行转基因操作前 需用 酶短时处理幼蚕组织 以便获得单个细胞 2 为使干扰素基因在家蚕细胞中高效表达 需要把来自 cDNA 文库的干扰素基因片段 正确插入表达载体的 和 之间 3 采用 PCR 技术可验证干扰素基因是否已经导入家蚕细胞 改 PCR 反应体系的主要成 分应该包含 扩增缓冲液 含 Mg2 水 4 种脱氧核糖核苷酸 模板 DNA 和 4 利用生物反应器培养家蚕细胞时 贴壁生长的细胞会产生接触抑制 通常将多孔的 中空薄壁小玻璃珠放入反应器中 这样可以 增 加培养的细胞数量 也有利于空气交换 17 2010 福建卷 生物 现代生物科技专题 红细胞生成素 EPO 是体内促进红细胞生成的一种糖蛋白 可用于治疗肾衰性贫血等疾 病 由于天然 EPO 来源极为有限 目前临床上使用的红细胞生成素主要来自于基因工程技 术生产的重组人红细胞生成素 rhEPO 其简要生产流程如右图 请回答下列问题 1 图中 所指的是 技术 2 图中 所指的物质是 所指的物质是 3 培养重组 CHO 细胞时 为便于清除代谢产物 防止细胞产物积累对细胞自身造成危 害 应定期更换 4 检测 rhEPO 的体外活性需用抗 rhEPO 的单克隆抗体 分泌该单克隆抗体的 细胞 可由 rhEPO 免疫过的小鼠 B 淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合而成 1818 2011 江苏卷 关于现代生物技术应用的叙述 错误的是 A 蛋白质工程可以合成自然界不存在的蛋白质 B 体细胞杂交技术可以用于克隆动物和制备单克隆抗体 C 植物组织培养技术可用于植物茎尖脱毒 D 动物细胞培养技术可用于转基因动物的培养 14 19 2010 广东卷 新技术的建立和应用对生物学发展至关重要 下列技术 或仪器 与应用匹配正确的是 双选 A PCR 技术 扩增蛋白质 B 杂交瘤技术 制备单克隆抗体 C 光学显微镜 观察叶绿体的基粒 D 花粉离体培养 培育单倍体植物 20 2010 浙江卷 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 15 学案学案 5252 动物细胞工程动物细胞工程 答案与解析答案与解析 基础自查基础自查 一一 动物细胞培养和动物体细胞核移植技术动物细胞培养和动物体细胞核移植技术 1 动物细胞培养 1 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 让这些细胞生长和繁殖 2 取动物组织块 动物胚胎或幼龄动物的器官或组织 剪碎 用胰蛋白酶或胶 原蛋白酶处理分散成单个细胞 制成细胞悬液 转入培养瓶中进行原代培养 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传代培养 3 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抑制时 细胞就会停止分裂增殖 这种现象称为细胞的接触抑制 4 无菌 无毒的环境 无菌处理 在培养液 中添加一定量的抗生素 培养过程中的污染 定期更换培养 液 防止代谢产物积累对细胞自身造成危害 糖 氨基酸 促生长因子 无机盐 微量元素等 通常需加入血清 血浆等天然成 分 适宜温度 哺乳动物多是 36 5 0 5 pH 7 2 7 4 95 空气 5 CO2 O2是细胞代谢所必需的 维持培养液的 pH 5 制备病毒疫苗 制备单克隆抗体 检测有毒物质 培养医学研究的各种细胞 2 动物体细胞核移植技术和克隆动物 1 哺乳动物核移植可以分为胚胎细胞核移植 比较容易 和体细胞核移植 比较难 2 选用去核卵 母 细胞做受体细胞的原因 卵 母 细胞比较大 容易操作 卵 母 细胞含有促使细胞核全能性表达的物质和条件 3 体细胞核移植的大致过程是 4 体细胞核移植技术的应用 加速家畜遗传改良进程 促进良畜群繁育 保护濒危物种 增大存活数量 生产珍贵的医用蛋白 作为异种移植的供体 用于组织器官的移植等 5 体细胞核移植技术存在的问题 克隆动物存在着健康问题 表现出遗传和生理缺陷等 二二 动物细胞融合和单克隆抗体动物细胞融合和单克隆抗体 1 动物细胞融合 1 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 融合后形成的具有原来两个或多个细胞遗传信息的单核细胞 称为杂交 细胞 2 动物细胞融合与植物原生质体融合的原理基本相同 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 常用的诱导因素有聚乙二醇 灭活的病毒 电刺激等 3 动物细胞融合的意义 克服了远缘杂交的不亲和性 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 2 单克隆抗体的制备 1 抗体 一个 B 淋巴细胞只分泌一种特异性抗体 从血清中分离出的抗体产量低 纯度低 特异性差 16 3 既能大量繁殖 又能产生专一的抗体 4 特异性强 灵敏度高 并能大量制备 5 作为诊断试剂 准确识别各种抗原物质的细微差异 并跟一定抗原发生特异 性结合 具有准确 高效 简易 快速的优点 用于治疗疾病和运载药物 主要用于治疗癌症治疗 可制成 生物导弹 也有少 量用于治疗其它疾病 课堂深化探究课堂深化探究 一 动物细胞培养一 动物细胞培养 1 二二 动物体细胞核移植与克隆动物动物体细胞核移植与克隆动物 1 动物体细胞核具有全能性 产生新个体 2 一般选优良动物的传代培养 10 代以内的细胞 3 受体细胞 去核的 M 期卵母细胞 体积大 易于操作 卵黄多 营养丰富 为发育提供充足的营养 含有激发重 组细胞分裂分化的物质 4 克隆动物细胞质基因来源于另一个亲本 所以与植物组织培养不同 只来自于一 个亲本 即克隆动物遗传物质来自 2 个亲本 在发育过程中可能发生基因突变 染色体变异导致性状改变 外界环境条件的影响引起不可遗传的变异 5 17 6 克隆组织培养试管婴儿 生殖方式无性无性有性 遗传物质来源2 个亲本1 个亲本2 个亲本 性别决定提供核亲本一般没有精子类型 用 途 优良种畜快速繁育 可选 择性别 快速繁殖无病毒植株 解决不孕不育 三三 动物细胞融合和单克隆抗体动物细胞融合和单克隆抗体 1 植物体细胞杂交与动物细胞融合的比较 2 血清抗体和单克隆抗体 18 3 制备过程 1 免疫过的B淋巴细胞 浆细胞 产生抗体 骨髓瘤细胞 无限增殖 2 灭活的病毒诱导 3 A 在特定的选择性培养基上 未融合的亲本细胞 浆细胞和骨髓瘤细胞 和融合 的具有同种核的细胞 BB融合细胞 瘤瘤融合细胞 都会死亡 只有融合的杂种细胞 杂交瘤 细胞 才能生长 这种杂种细胞的特点是既能迅速大量繁殖 又能产生单一的特异性抗体 B 经选择性培养的杂交瘤细胞并非都是能分泌所需抗体的细胞 很多种杂交瘤细胞 需经克隆化培养和抗体检测 经多次筛选后可获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞 4 A 体外培养 培养液提取 B 体内小鼠腹腔中培养 小鼠腹水中提取 4 A 作为诊断试剂 准确识别各种抗原物质的细微差异 并与一定抗原发生特异性 结合 具有准确 高效 简易 快速的优点 B 用于治疗疾病和运载药物 主要用于癌症治疗 可制成 生物导弹 也有少量用 于治疗其他疾病 对应训练对应训练 1 答案 A 解析 动物细胞培养所用的培养基是液体培养基 其中通常含有葡萄糖 氨基酸 无机盐 维生素和动物血清等 而植物组织培养所用的培养基是固体培养基 通常含有水 矿质元素 激素 蔗糖 氨基酸 琼脂等 可见 动物细胞培养所用的培养基与植物组织 培养的培养基是不相同的 2 答案 A 解析 克隆羊的产生属于无性生殖 由于是雄羊供核 故此克隆羊的性别为雄羊 所分泌的性激素是雄性激素 19 3 答案 C 解析 单克隆抗体的制备过程中 杂交瘤细胞不能培育成个体 未体现细胞的全能 性 A 错误 培养基根据物理性质可分为固体培养基和液体培养基等 按用途分为选择培 养基 鉴别培养基等 B 错误 融合后杂交瘤细胞染色体数是 86 DNA 数要考虑细胞质中 的 DNA 多于 86 D 错误 C 项描述正确 4 答案 1 活细胞 2 动物细胞融合和动物细胞培养 3 B 或浆 抗体 抗 原 或狂犬病病毒 病毒 或仙台病毒 特异性强 灵敏度高 并可大量制备 4 无菌 无毒 温度和 pH 气体 营养物质 5 作为诊断试剂 运载药物 或 生 物导弹 等 解析 病毒是营寄生生活的 所以在体外只能用活细胞来培养 B 细胞受到抗原刺 激后可分化成浆细胞 产生相应的抗体 动物细胞培养的用途之一就是制备单克隆抗体 单克隆抗体的特点和应用要熟练 准确地掌握 实验探究实验探究 答案 1 吸收氧气和营养物质 排出代谢废物 2 维持培养液适宜的 pH 3 种类和剂量 4 向乙 或丁 组装置中放置肝脏小块 染色体形态和数量 肝脏小块对有机 物 X 具有解毒作用 解析 本题考查动物细胞培养的相关知识 1 把肝脏切成小薄片 有利于肝脏细 胞的呼吸代谢 即吸收氧气和营养物质 排出代谢废物 2 气室中充入 5 CO2的作用是 形成碳酸来维持培养液适宜的 pH 3 同时也要注意选择抗生素的种类和数量来抑制细菌 生长 4 乙组或丁组没有处理 向乙 或丁 组装置中放置肝脏小块作为对照实验 有机物 X 有毒性 可诱发染色体断裂所以要观察淋巴细胞的染色体形态和数量是否变化 甲组添 加肝脏小块淋巴细胞染色体正常 丙组没有添加出现染色体异常 说明肝脏小块对有机物 X 具有解毒作用 限时训练限时训练 题组一题组一 动物细胞培养和动物体细胞核移植技术动物细胞培养和动物体细胞核移植技术 1 答案 D 解析 克隆技术需利用核移植以产生重组细胞 重组细胞经细胞培养形成早期胚 胎后 需移植到母体子宫内发育成个体 2 答案 B 解析 卵细胞内染色体数目只有正常体细胞的一半 3 答案 1 相互接触 接触抑制 单层 或一层 胰蛋白酶 2 衰老甚至死亡 不死性 降低 减少 3 由于活细胞的膜具有选择透过性 大分子染料不能进入活细胞内 故活细胞不能着 色 或由于死细胞的膜丧失了选择透过性 大分子染料能够进入死细胞内而着色 4 中 5 冷冻 或超低温 液氮 酶 新陈代谢 6 抗原 解析 在动物细胞培养过程中 细胞会表现出接触抑制现象 此时是单层细胞 用 胰蛋白酶可以使贴壁细胞从瓶壁上分离开来 随着细胞传代培养代数的增多 绝大部分细 胞分裂停止 进而出现衰老甚至死亡的现象 但极少数细胞可以连续增殖 有些细胞会因 遗传物质改变而变成不死性细胞 由于活细胞的膜具选择透过性 大分子染料不能进入活 细胞内 而死细胞的细胞膜丧失选择透过性 大分子染料能够进入死细胞内而着色 由于 中期染色体形态固定 数目清晰 因此最好选用细胞分裂到中期的细胞用显微镜观察染色 体数目 由于在冷冻超低温液条件下 细胞中酶的活性降低 细胞新陈代谢的速率降低 通常在此条件下保存细胞 机体把移植的皮肤组织当作抗原攻击 会发生排斥现象 题组二动物细胞融合和单克隆抗体的制备题组二动物细胞融合和单克隆抗体的制备 4 答案 D 20 解析 单克隆抗体的制备是将骨髓瘤细胞与浆细胞结合 经过选择培养基的筛选 得到杂交瘤细胞并经专一抗体检测后 培养能产生特定抗体的杂交瘤细胞即可得单克隆抗 体 杂交瘤细胞能无限繁殖但不具有癌细胞的转移能力 5 答案 C 解析 淋巴细胞不能无限增殖而骨髓瘤细胞能无限增殖 因此在培养液中加入某种 试剂抑制骨髓瘤细胞的 DNA 复制就能筛选出杂交瘤细胞 6 答案 ABC 解析 动物细胞培养是其他动物细胞工程的基础 杂交瘤细胞具有癌细胞的无限增 殖特点和浆细胞合成分泌抗体的特点 选出的杂交瘤细胞还要经过二次筛选 选出能产特 异性抗体的细胞方可克隆化培养 7 答案 C 解析 胃蛋白酶最适 pH 值接近于 2 呈酸性 而细胞培养液的 pH 值接近于中性 所以不能用胃蛋白酶处理 CO2的作用是调节细胞培养液的 pH 值 由于存在细胞接触抑制 现象 在原代培养过程中 会出现停止增殖的现象 需要传代培养获得细胞株和细胞系 病毒在活细胞内才能增殖 不能用培养细胞的培养液进行培养 8 答案 C 解析 第一次筛选是选出杂交瘤细胞即 ab 第二次筛选是选出能产生特异性抗体 的 ab 细胞 9 答案 1 骨髓瘤细胞 抗原刺激过的 B 淋巴细胞 杂交瘤细胞 2 脱分化 高 基因的选择性表达 3 灭活的病毒 4 筛选出能产生特异性抗体 的杂交瘤细胞 5 核糖体 线粒体 解析 1 由于单抗是由杂交瘤细胞产生的 根据示意图可知 Z 是杂交瘤细胞 X 细胞是由诱导干细胞形成的 因此为骨髓瘤细胞 Y 细胞是由病毒刺激产生的浆细胞 2 过程是将高度分化的纤维母细胞诱导形成诱导干细胞 类似于植物组织培养技术中的脱 分化过程 与纤维母细胞相比 诱导干细胞的全能性较高 过程的实质是基因的选择性 表达 3 过程中的诱导方法有物理法 化学法和生物法 需用到的生物诱导剂是灭活的 病毒 题组三题组三 综合题综合题 10 答案 1 全能 2 细胞核 维生素 激素 氨基酸 核苷酸 动物血清 3 细胞分裂过程中可能发生基因突变或卵母细胞的细胞质内也有遗传物质 DNA 也控制后 代的性状表达 4 基因工程 人的胰岛素基因 基因探针 解析 体细胞核移植技术利用了动物细胞核的全能箼 在供体细胞的细胞核移入 受体细胞之前 必须将受体细胞的遗传物质去掉或将其破坏 哺乳动物胚胎的培养液成分 一般都比较复杂 除一些无机盐类外 还需添加维生素 激素 氨基酸 核苷酸等营养成 分以及血清等物质 克隆技术根本无法培育出完全相同的个体 原因可能是在细胞分裂过 程中发生基因突变或个体发育中受细胞质基因及环境的影响 基因探针技术的原理是 DNA 分子杂交 可用于疾病诊断 生物检测等 11 答案 1 愈伤组织 再分化 2 离体状态 调控细胞分裂和分化过程 或调控脱分化及再分化过程 3 获得无病毒感染的植株 异养需氧型 4 核移植 动物细胞培养 胚胎移植 注 顺序不能颠倒 解析 离体的组织先经脱分化形成愈伤组织 然后经再分化形成具有茎 叶的植 物体 多利羊的培育先经核移植再经动物细胞培养 再经胚胎移植到代孕母羊子宫内才能 产生 多利 12 答案 1 在大于 800 lx 的光照条件下培养 2 聚乙二醇 PEG 细胞全能性 克服不同生物远源杂交不亲和的障碍 3 既能迅速大量繁殖 又能产生专一的抗体 特定 21 的选择培养基 4 顺序如右图所示 解析 1 由题干信息可知 在大于 800 lx 的光照条件下 基因型中含 rr 或 hh 的 不能生长 因此应在大于 800 lx 的光照条件下培养 2 诱导融合的方法有化学法和物理 法 化学法一般用聚乙二醇 3 杂交瘤细胞具有无限繁殖的能力 又能产生单一抗体 4 根 据单克隆抗体的制备过程即可得出答案 高考真题体验高考真题体验 1 答案 B 解析 植物组织培养不需要用胰蛋白酶 B 错误 试题点评 本题考察学生对细胞工程技术的了解 难度较低 2 答案 C 解析 A 进行细胞培养前需要对细胞进行消毒 A 正确 B 进行培养的组织细胞用胰蛋 白酶消化分散成单个细胞 B 正确 C 丙过程属于原代培养 细胞的核型稳定 C 错误 D 丁过程属于传代培养 期间部分细胞会出现异质性 D 正确 3 答案 D 解析 是获得已经免疫的 B 细胞 A 项错误 胰蛋白酶使得组织块分散为单个细 胞 B 项错误 同时具有 B 淋巴细胞和骨髓瘤细胞的特性 C 项错误 经筛选后获得能 够获得分泌特异性抗体的杂交瘤细胞 D 项正确 试题评价 本题考查单克隆抗体制备流程相关只是和考生的识图能力 属理解层次 较易得分 4 答案 1 原代培养 接触抑制 2 冲卵 体外受精 3 胚胎移植 冷冻 或低温 4 内细胞团细胞 诱导分化 解析 1 原代培养指将动物组织用酶处理成单个细胞后进行的初次培养 接触抑制 指贴壁的细胞分裂生长到表面相互接触时 细胞就会停止裂增殖的现象 2 将早期胚胎从母牛子宫中冲洗出来的方法叫冲卵 3 暂不进行胚胎移植的胚胎可放入 196 的液氮中冷冻保存 4 胚胎干细胞简称 ES 或 EK 细胞 是由早期胚胎或原始性腺分离出来的一类细胞 iPS 与 ES 细胞一样 可通过诱导定向分化修补某些功能异常的细胞来治疗疾病 5 答案 1 HSV I 蛋白 体液免疫 脾脏 骨髓瘤 无限增值且产生专一抗体 2 腹水 腹腔 3 纯度高 特异性强 解析 1 由题意可知 单纯疱疹病毒 型可引起水泡性口炎 病毒蛋白 HSV 可以作为一种抗原刺激机体通过免疫反应产生特异性抗体 在单克隆抗体的制备过程中 首先应注射纯化的 HSV 蛋白作为抗原 一段时间后对小鼠血清进行检测 如果抗 HSV 蛋白的抗体检测为阳性 说明小鼠体内通过体液免疫产生了特异性抗体 此时可以从小鼠 的免疫器官中 如脾脏 骨髓 淋巴结等部位获取已免疫的 B 淋巴细胞 与小鼠的骨髓瘤 细胞融合 经过筛选检测获得能稳定的产生特异性抗体的杂交瘤细胞 已免疫的 B 淋巴细 胞具有产生特异性抗体的特点 而骨髓瘤细胞能无限增殖 因此获得的杂交瘤细胞具有既 能无限增殖又能产生特异性抗体 抗 HSV 蛋白的抗体 的特点 22 2 获得大量单克隆抗体途径有两种 体外培养和体内培养 体外培养即通过动物细 胞培养技术获得大量的杂交瘤细胞 进而产生大量的单克隆抗体 体内培养即将杂交瘤细 胞注射到小鼠的腹腔中增殖 最后从小鼠的腹水中提取 纯化单克隆抗体 3 单克隆抗体是通过细胞融合技术单一的 B 淋巴细胞核杂交瘤细胞融合而获得的 因此融合后的细胞只能产生一种特异性抗体 所制备的单克隆抗体具有特异性强 灵敏度 高的特点 试题点评 本题以疱疹病毒为素材切入 综合考查了学生对单克隆抗体的制备原理 过程及其特点的理解 旨在考查学生的理解和应用能力 6 答案 1 质粒 DNA 连接酶 2 胰蛋白酶 或胶原蛋白酶 维持培养基 液 的 PH 稳定 3 促性腺激素 或促滤泡素 孕马血清 去核 4 早期 胚胎培养 胚胎分割 解析 熟练掌握基因工程和胚胎工程的基本知识就能解答本题 1 运载工具 体 包括质粒 噬菌体衍生物及动植物病毒 其中质粒是主要运载体 所需工具酶是限制酶和 DNA 连接酶 2 分散皮肤组织块成单个细胞使用胰蛋白酶 或胶原蛋白酶 在动物细胞培养过 程中 CO2的作用是维持培养液 pH 的相对稳定 3 要得到更多的卵 母 细胞需用促性腺激素进行超数排卵处理 成熟卵 母 细 胞在核移植前需要进行去核处理 以保证克隆后代的遗传性状主要了来自供体核 4 把重组细胞培养到早期胚胎叫早期胚胎培养技术 在胚胎移植前 通过胚胎分割 技术可获得较多胚胎 7 答案 解析 草莓植株分生区细胞不含病毒或含病毒的量少 可以利用茎尖 或根尖 经 植物组织培养技术培养出脱毒幼苗 8 答案 AD 解析 在多细胞生物中每个体细胞的细胞核具有个体发育的全部基因 只要条件许 可 都可发育成完整的个体 要能产生完整的个体 才能体现全能性 9 答案 吞噬 抗原决定簇 淋巴因子 当记忆细胞受到甲型 H1N1 流感病毒刺激后 迅速