高三生物学一轮复习讲义75 选择性必修3 第九单元 第53讲　动物细胞工程

第53讲动物细胞工程1．阐明动物细胞培养是从动物体获得相关组织，分散成单个细胞后，在适宜的培养条件下让细胞生长和增殖的过程。动物细胞培养是动物细胞工程的基础。2．阐明动物细胞核移植一般是将体细胞核移入一个去核的卵母细胞中，并使重组细胞发育成新胚胎，继而发育成动物个体的过程。3．阐明动物细胞融合是指通过物理、化学或生物学等手段，使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。4．概述细胞融合技术是单克隆抗体制备的重要技术。5．简述干细胞在生物医学工程中有广泛的应用价值。考点1动物细胞培养一、动物细胞培养1．原理：____________。2．地位：动物细胞工程常用的技术包括动物细胞培养、动物细胞核移植、________________等，其中________________是动物细胞工程的基础。3．培养条件(1)(2)(3)(4)动物细胞培养一般用液体培养基，植物组织培养一般用固体培养基。4．培养过程1．(人教版选择性必修3P45图2-12)用胰蛋白酶处理动物组织，对细胞的消化有两种情况：(1)短时间内细胞________(填“会”或“不会”)被消化，原因是_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)长时间后细胞________(填“会”或“不会”)被消化，原因是____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。二、干细胞培养及其应用2．(人教版选择性必修3P46相关信息)科学家借助载体将特定基因导入细胞中，直接将______________导入细胞中或者用________________等来诱导形成iPS细胞。[深化拓展]动物细胞培养和植物组织培养的比较项目动物细胞培养植物组织培养理论基础细胞增殖植物细胞的全能性培养前处理无菌；用机械的方法或胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理，使组织分散成单个细胞无菌、离体取材动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织植物幼嫩的部位或花药等培养基性质液体固体培养基成分糖类、氨基酸、无机盐、维生素和血清等水、矿质元素、蔗糖、维生素、植物激素和琼脂等结果产生大量细胞，不形成新个体可产生新个体应用人造皮肤的构建、动物分泌蛋白的规模化生产快速繁殖、作物脱毒、细胞产物的工厂化生产和单倍体育种等相同点①都需人工条件下的无菌操作；②都需要适宜的温度、pH等条件；③都进行有丝分裂，都不涉及减数分裂1．在进行动物细胞培养时，通常采用培养皿或打开培养瓶盖的方式以获取细胞代谢所需的O2。 ()2．将动物细胞置于含有95%O2和5%CO2的混合气体的CO2培养箱中进行培养。 ()3．营养供应充足时，传代培养的胚胎干细胞不会发生接触抑制。 ()4．已分化的T淋巴细胞也能被诱导为iPS细胞。 ()5．一般认为，成体干细胞具有发育成完整个体的能力。 ()为研究长春新碱(VCR)对肝癌细胞凋亡的影响，某研究小组以小鼠肝癌细胞株为对象进行实验探究。①将等量的小鼠肝癌Hepa1-6细胞悬液，分别接种于若干个含有等量培养液的培养瓶中；②将培养瓶放于37℃、5%CO2培养箱中培养24h，静置、去除上清液；③分别加入等量但含不同浓度VCR的培养液，置于37℃、5%CO2培养箱中继续培养；④分别在24h、36h、48h时吸取培养液，观察结果，得到不同浓度VCR作用于肝癌细胞不同时间的抑制率(%)如表所示。浓度24h36h48h0.5mg/mL12.517.2261.0mg/mL20.531422.0mg/mL31.538.847(1)步骤中需要设置对照组，对照组的处理方法为。步骤中每个实验组设置5个培养瓶同时进行培养，计数后统计平均值，目的是什么？。(2)根据表格中的结果可得出的结论是什么？。动物细胞培养1．(链接人教版选择性必修3P44正文)从小鼠胚胎中分离获取胚胎成纤维细胞进行贴壁培养，在传代后的不同时间点检测细胞数目，结果如图。下列叙述正确的是()A．传代培养时，培养皿需密封防止污染B．选取①的细胞进行传代培养比②更合理C．直接用离心法收集细胞进行传代培养D．细胞增长进入平台期可能与细胞密度过大有关干细胞培养及其应用2．(2025·陕晋青宁适应性考试)我国科学家使用小分子化合物处理小鼠体细胞，成功获得诱导多能干细胞(iPS细胞)，降低了通过导入原癌基因c-Myc等基因制备iPS细胞的潜在成瘤风险。下列叙述正确的是()A．iPS细胞的潜在成瘤风险来自c-Myc基因抑制了细胞的分裂分化B．单基因遗传病患者使用iPS细胞治疗后，体内不再携带致病基因C．人工制备的iPS细胞同时具备多向分化潜能和自我更新能力D．使用非亲缘iPS细胞能解决干细胞移植中HLA造成的免疫排斥考点2动物细胞融合技术与单克隆抗体一、动物细胞融合技术1．概念：使两个或多个动物细胞结合形成____________细胞的技术。2．方法：PEG融合法、电融合法和____________________等。3．原理：____________________。4．结果：形成具有原来两个或多个细胞遗传信息的单核细胞，称为____________。5．意义：突破了有性杂交的局限，使远缘杂交成为可能；成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和培育生物新品种等的重要手段，为制造______________开辟了新途径。1．(人教版选择性必修3P49旁栏思考)19世纪30年代，科学家发现患肺结核、天花和麻疹等疾病的病人的病理组织中存在多核细胞，这些多核细胞的来源可能是______________________________________________________________________________________________________________________________________。二、单克隆抗体及其应用1．传统抗体的制备(1)方法(2)缺点：产量低、________低、__________差。2．单克隆抗体的制备及其应用(1)制备原理：一个B淋巴细胞只能分泌一种特异性抗体，B淋巴细胞在体外________(填“能”或“不能”)无限增殖；骨髓瘤细胞能____________；B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合得到的杂交瘤细胞，既能迅速大量增殖，又能______________________________。(2)制备过程(3)优点①能准确地识别抗原的细微差异，与特定抗原发生__________结合。②可以________制备。(4)应用①被广泛用作________试剂，在多种疾病的诊断和病原体鉴定中发挥重要的作用。②运载________，形成抗体—药物偶联物，实现对肿瘤细胞的__________杀伤。③用于____________。2．(人教版选择性必修3P50思考·讨论)ADC中抗体的作用是____________________________________________________________________________________。[深化拓展]1．植物体细胞杂交和动物细胞融合的比较2．单克隆抗体制备过程中两次筛选的原因、方法及目的项目第一次筛选第二次筛选筛选原因诱导融合后会得到多种杂交细胞，另外还有未融合的细胞由于小鼠在生活中还受到其他抗原的刺激，所以经选择性培养获得的杂交瘤细胞中有能产生其他抗体的细胞筛选方法用特定的选择培养基筛选：未融合的细胞和同种细胞融合后形成的细胞都会死亡，只有杂交瘤细胞才能生长用多孔培养皿培养，在每个孔只有一个杂交瘤细胞的情况下开始克隆化培养和抗体检测，经多次筛选得到能产生特异性抗体的细胞群筛选目的得到杂交瘤细胞得到能分泌所需抗体的杂交瘤细胞1．动物体细胞融合后的杂交细胞仍然是二倍体细胞。 ()2．每一个B淋巴细胞只能分泌一种特异性抗体。 ()3．将骨髓瘤细胞和B淋巴细胞混合，经诱导后融合的细胞即为杂交瘤细胞。 ()4．甲状旁腺激素(PTH)水平是人类多种疾病的重要诊断指标。研究者制备单克隆抗体用于快速检测PTH，需要制备用PTH免疫的小鼠。 ()5．抗体—药物偶联物通常由抗体、接头、药物(如细胞毒素)三部分组成。 ()已知细胞合成DNA有D和S两条途径，其中D途径能被氨基蝶呤阻断。人淋巴细胞中有这两种DNA的合成途径，但一般不分裂增殖。小鼠骨髓瘤细胞中尽管只有D途径，但能不断分裂增殖，将这两种细胞在试管中混合，加入聚乙二醇促融，获得杂种细胞。请根据以上信息，设计一种方法(不考虑机械方法)，从培养液中筛选出杂交瘤细胞，并写出其依据的原理。。动物细胞融合技术1．(不定项)(链接人教版选择性必修3P48正文)下图表示利用细胞融合技术进行基因定位的过程，在人—鼠杂种细胞中，人的染色体会以随机方式丢失，通过分析基因产物进行基因定位。结果检测到细胞Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中人的4种酶活性，只有Ⅱ具有芳烃羟化酶活性，只有Ⅲ具有胸苷激酶活性，Ⅰ、Ⅲ都有磷酸甘油酸激酶活性，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均有乳酸脱氢酶活性。据相关知识分析，下列叙述正确的是()A．杂种细胞的形成体现了细胞膜的流动性特点B．杂种细胞培养时，培养基中除必要的营养外通常需要加入动物血清、血浆等一些天然成分C．芳烃羟化酶基因、乳酸脱氢酶基因、磷酸甘油酸激酶基因分别位于X、15、3染色体上D．为防止培养基在培养过程中受污染，可以在细胞培养基中添加一定量的抗生素单克隆抗体的制备及应用2．(不定项)(链接人教版选择性必修3P49图文信息)某病毒颗粒表面有一特征性的大分子结构蛋白S(含有多个不同的抗原决定基，每一个抗原决定基能够刺激机体产生一种抗体)。为了建立一种灵敏、高效检测S蛋白的方法，研究人员采用杂交瘤技术制备了抗-S单克隆抗体(如图)。下列说法正确的是()A．利用胶原蛋白酶处理，可分散贴壁生长的骨髓瘤细胞B．制备的单克隆抗体A和单克隆抗体B是相同的单克隆抗体C．用于生产单克隆抗体的杂交瘤细胞可传代培养，但不能冻存D．单克隆抗体A和单克隆抗体B都能够特异性识别S蛋白考点3动物体细胞核移植技术和克隆动物一、动物细胞核移植技术1．概念：将动物一个细胞的__________移入__________________中，使这个重新组合的细胞发育成新胚胎，继而发育成动物个体的技术。用核移植的方法得到的动物称为克隆动物。2．原理：______________的全能性。3．分类(1)____________核移植。(2)__________核移植。4．体细胞核移植的过程1．(人教版选择性必修3P53图2-18)通常用去核的卵母细胞作为受体的原因是_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。二、体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题前景畜牧业加速家畜____________进程、促进优良畜群繁育医药卫生①作为______________生产医用蛋白②转基因克隆动物的细胞、组织或器官可以用于异种移植③人核移植______________，经过诱导分化能形成相应的细胞、组织或器官，可用于器官移植保护濒危物种有望增加濒危物种的存活数量问题①该技术成功率__________②绝大多数克隆动物存在健康问题，许多克隆动物表现出遗传和生理缺陷2．(人教版选择性必修3P54相关信息)目前动物细胞核移植技术中普遍使用的去核方法是____________法。也可采用梯度离心、__________短时间照射和化学物质处理等方法。这些方法是在没有穿透卵母细胞透明带的情况下去核或使其中的__________。1．在克隆哺乳动物过程中，通常作为核移植受体细胞的是去核的初级卵母细胞。 ()2．体细胞核移植时，去核卵母细胞的“核”是指纺锤体—染色体复合物。 ()3．重构胚的激活可用Ca2+载体、蛋白酶合成抑制剂等方法。 ()4．应用体细胞核移植技术生出的犊牛与供体奶牛遗传物质完全相同。 ()5．体细胞核移植技术有望增加濒危物种的存活数量。 ()科研人员发现：对灵长类动物供体细胞核进行表观遗传修饰，激活重构胚分化潜能调控基因A的表达，是克隆成功的关键。研究表明染色体组蛋白H3动态可逆地被修饰酶所改变，从而调控基因A的表达，如图所示。为了激活基因A的表达，研究人员将组蛋白H3去甲基化酶Kdm4d的mRNA注入重构胚，同时用组蛋白脱乙酰酶抑制剂TSA处理重构胚。据图分析，给重构胚注入Kdm4d的mRNA来促进基因A表达的机理是，进而促进基因A的表达；TSA可以抑制的活性，(填“提高”或“降低”)组蛋白的乙酰化水平，进而促进基因A的表达。动物体细胞核移植技术及应用1．(链接人教版选择性必修3P53图2-18)M基因在动物的肝细胞中特异性表达产生M蛋白。将外源DNA片段F插入M基因特定位置，培育M基因失活的转基因克隆动物A的操作流程如图所示。下列说法错误的是()A．显微操作去核是指去除MⅡ期卵母细胞中的纺锤体—染色体复合物B．将成纤维细胞用离心法收集制成新的细胞悬液进行传代培养C．提取克隆动物A成纤维细胞中的蛋白质进行抗原—抗体杂交，检测M基因是否失活D．克隆动物A可以作为研发与M基因相关疾病药物的模型动物2．(链接人教版选择性必修3P55概念检测T2)2017年，某国批准了首例使用细胞核移植技术培育“三亲婴儿”的申请。其培育过程可选用如下技术路线。据图分析下列叙述错误的是()A．可用梯度离心、紫外线短时间照射等方法在没有穿透卵母细胞透明带的情况下实现去核或使其中DNA变性失活的目的B．为获得较多的卵母细胞，可对捐献者和母亲注射性激素，诱发其卵巢排出更多的成熟卵子C．“三亲婴儿”和试管婴儿都是通过有性生殖得到的D．“三亲婴儿”的体细胞中有小于1/2的DNA来自母亲卵母细胞1．(2024·浙江1月卷)某动物细胞培养过程中，细胞贴壁生长至接触抑制时，需分装培养，实验操作过程如图。下列叙述错误的是()A．①加消化液的目的是使细胞与瓶壁分离B．②加培养液的目的是促进细胞增殖C．③分装时需调整到合适的细胞密度D．整个过程需要在无菌、无毒条件下进行2．(2024·重庆卷)自然条件下，甲、乙两种鱼均通过体外受精繁殖后代，甲属于国家保护的稀有物种，乙的种群数量多且繁殖速度较甲快。我国科学家通过下图所示流程进行相关研究，以期用于濒危鱼类的保护。下列叙述正确的是()A．诱导后的iPGCs具有胚胎干细胞的特性B．移植的iPGCs最终产生的配子具有相同的遗传信息C．该实验中，子一代的遗传物质来源于物种甲D．通过该实验可以获得甲的克隆3．(2023·海南卷)某团队通过多代细胞培养，将小鼠胚胎干细胞的Y染色体去除，获得XO胚胎干细胞，再经过一系列处理，使之转变为有功能的卵母细胞。下列有关叙述错误的是()A．营养供应充足时，传代培养的胚胎干细胞不会发生接触抑制B．获得XO胚胎干细胞的过程发生了染色体数目变异C．XO胚胎干细胞转变为有功能的卵母细胞的过程发生了细胞分化D．若某濒危哺乳动物仅存雄性个体，可用该法获得有功能的卵母细胞用于繁育4．(2023·湖北卷改编)某病毒对动物养殖业危害十分