2013届高考生物起点一轮复习 第十单元 动物细胞工程学案

用心 爱心 专心 1 第十单元第十单元 现代生物科技专题现代生物科技专题 学案学案 5252 动物细胞工程动物细胞工程 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 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 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 动物细胞培养的流程 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 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 用心 爱心 专心 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 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 2 单克隆抗体的制备过程 用心 爱心 专心 3 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 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 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 用心 爱心 专心 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 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 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 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 用心 爱心 专心 5 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 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 用心 爱心 专心 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 单克隆抗体技术还有哪些用途 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 用心 爱心 专心 7 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 题组一 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 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 用心 爱心 专心 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 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 用心 爱心 专心 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 用心 爱心 专心 10 高考真题体验 1 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 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 2 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 3 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 4 2012 大纲 回答下列问题 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 5 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 6 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 用心 爱心 专心 11 7 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 8 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 9 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 10 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 11 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 12 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 用心 爱心 专心 12 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 13 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 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 15 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 学案 52 动物细胞工程 答案与解析 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 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 用心 爱心 专心 13 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 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 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 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 一 动物细胞培养 1 用心 爱心 专心 14 二 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 6 克隆组织培养试管婴儿 生殖方式无性无性有性 用心 爱心 专心 15 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 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 用心 爱心 专心 16 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 1 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 答案 A 2 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 答案 A 3 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 答案 C 4 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 用心 爱心 专心 17 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 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 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 限时训练 题组一 动物细胞培养和动物体细胞核移植技术 1 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 答案 D 2 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 4 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 答案 D 5 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 ABC 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 用心 爱心 专心 18 7 C 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 C 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 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 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 题组三 综合题 10 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 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 11 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 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 用心 爱心 专心 19 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 2 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 3 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 4 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 迅速增殖分化 形成大量的效应 B 细胞 分 泌抗体 清除病毒 1 种 细胞融合 解析 体液免疫中 大多数病毒进入人体内 首先经过吞噬细胞的摄取和处理 暴露出抗原决定 簇 并将抗原呈递给 T 细胞 刺激 T 细胞分泌淋巴因子 接种疫苗后 人体内产生相应的记忆细胞 甲型 H1N1 流感病毒侵染机体时 很快会被记 忆细胞所识别 迅速增殖分化 形成大量的效应 B 细胞 分泌抗体 很快清除病毒 所以不 易患病 一种病毒只含有一种核酸 DNA 或 RNA 灭活的仙台病毒在动物细胞工程中可 用于诱导动物