搜索
第十三单元现代生物科技专题第4讲动物细胞工程析考情·明确考向考查内容等级要求五年考情素养体现复习指导动物的细胞培养与体细胞克隆A2016年T3、T9；2015年T3细胞融合与单克隆抗体B2018年T9、T22；2017年T11生命观念：简述动物细胞培养的过程、条件及其应用，简述动物细胞融合的方法和过程；科学思维：分析比较动物克隆细胞核的不同来源以及克隆动物的应用；科学探究：利用细胞融合的知识分析单克隆抗体制备过程以及单克隆抗体的特点和应用按照过程、原理、方法和应用的认知过程，理解细胞培养、单克隆抗体制备的流程，比较与植物细胞工程的区别过基础·自我排查栏目导航抓核心·解疑释惑验效果·随堂演练过基础·自我排查一、动物细胞培养1.地位：动物细胞工程常用的技术手段有动物细胞培养、动物细胞核移植、_______________等。其中_______________是动物细胞工程技术的基础。动物细胞融合动物细胞培养2.过程取动物组织块物理法：_____化学法：用__________处理配制细胞悬液原代培养：具有_____生长和__________的特点传代培养做法：__________处理后分瓶培养特点__________代左右时增殖缓慢，甚至停止部分细胞_____发生改变，可无限增殖剪碎胰蛋白酶贴壁接触抑制胰蛋白酶10～50核型3.培养条件(1)无菌、无毒环境培养液和培养用具进行无菌处理培养过程加__________定期更换__________，清除代谢产物(2)营养：除糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素之外，通常还需加入__________等一些天然成分。(3)适宜的温度：36.5±0.5℃；适宜的pH：7.2～7.4。(4)气体环境95%的空气：其中O2为__________所必需5%的CO2：维持培养液的_____抗生素培养液血清、血浆细胞代谢pH二、核移植技术和克隆动物1.原理：_________________________。2.核移植过程(以克隆高产奶牛为例)3.体细胞核移植技术存在的问题：_____________________________________________________。动物细胞核具有全能性克隆动物存在着健康问题、表现出遗传和生理缺陷等三、细胞融合与单克隆抗体技术1.细胞融合过程膜融合→质融合→核融合成功标志杂交细胞进行有丝分裂实质两个或多个动物细胞结合形成一个细胞意义①动物细胞融合突破了有性杂交的局限，使远缘杂交成为可能；②利用动物细胞融合方法制造单克隆抗体(1)细胞膜的基本骨架是_______________，细胞膜的化学成分主要是______________。(2)细胞融合利用了细胞膜具有__________的结构特点。(3)诱导细胞融合的方法有三种：生物方法(病毒)、化学方法(______________)、物理方法(振动、电激等)。某些病毒，如仙台病毒、副流感病毒和新城鸡瘟病毒的被膜中有融合蛋白，可介导病毒同宿主细胞融合，也可介导细胞与细胞的融合，因此可以用紫外线灭活的此类病毒诱导细胞融合。磷脂双分子层蛋白质和流动性聚乙二醇(PEG)脂质2.下图是某单克隆抗体的制备过程示意图，请据图回答：(1)图中A过程，从小鼠的脾脏中取得的“小鼠细胞”是__________细胞，从小鼠体内提取分离该细胞之前，应给小鼠注射的特定的物质是_______________。(2)图中B过程是细胞融合，该过程需要用______________________________、聚乙二醇或离心、振动、电激等诱导。B淋巴(特定的)抗原灭活的病毒(或灭活的仙台病毒)(3)特异性抗体的获取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)在制备单克隆抗体的过程中，应用的动物细胞工程技术是___________________________________。特异性强、灵敏度高、可大量制备动物细胞融合技术、动物细胞培养技术请思考下列问题：(1)为什么动物细胞要分散成单个细胞培养？[答案]分散成单个细胞、细胞群(团)后容易培养，细胞所需的营养容易供应，其代谢废物容易排出；而用大块组织培养时，内部细胞的营养供应和代谢废物的排出都较困难，因此，这些细胞在体外长时间的生存和生长就较困难。同时，分散成单个细胞培养，可使得在细胞水平操作的其他技术得以实现。(2)动物细胞培养时为什么选用幼龄动物组织或胚胎进行细胞培养？[答案]幼龄动物组织或胚胎分化程度低，增殖能力强，更易于培养。抓核心·解疑释惑考点一动物细胞培养与核移植技术核心提炼1.动物细胞培养与植物组织培养的比较比较项目植物组织培养动物细胞培养过程理论基础植物细胞的全能性细胞增殖前处理无菌、离体无菌；用胰蛋白酶处理，使组织细胞相互分散开取材植物较幼嫩的部位或花药等动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织培养基性质固体液体培养基成分水、矿质元素、蔗糖、维生素、植物激素、琼脂等糖、氨基酸、无机盐、促生长因子、微量元素、动物血清等结果最终产生新个体，体现了细胞的全能性细胞培养产生大量细胞，不形成新个体，不能体现细胞的全能性典型应用快速繁殖和脱毒苗的培育，人工种子，生产药物等，转基因植物的培育等蛋白质生物制品的生产，皮肤移植材料的培育，检测有毒物质，生理、病理、药理学的研究相同点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2.动物的核移植中几个要点概念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，最终发育为动物个体种类胚胎细胞核移植和体细胞核移植要点①核移植的形式有两种：体细胞核移植和胚胎细胞核移植，相比较体细胞核移植难度高；②受体细胞是去核的减数第二次分裂(MⅡ)中期的卵母细胞；③方法是显微注射；④核移植后的细胞称为重组细胞应用前景①加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育；②增加濒危动物数量；③生产珍贵的医用蛋白；④用于组织器官的移植(由转基因克隆动物提供或人的核移植胚胎干细胞诱导分化提供)；⑤用于科学研究存在问题①成功率非常低；②克隆动物存在健康问题；③克隆动物食品的安全性争议等辨析比较(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。(2)原代培养与传代培养①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。②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。一般情况下，细胞传至10～50代后，出现核型异常，细胞增殖会明显减缓，甚至完全死亡。(3)动物细胞培养中两次使用胰蛋白酶的作用不同：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。命题研究_动物细胞培养(2018·苏州二模改编)下列关于动物细胞工程的叙述，正确的是()A.接触抑制的细胞经分散后继续培养，细胞将不再增殖B.动物细胞培养选用的培养材料大多是胚胎或幼龄动物的组织C.少数细胞在连续培养50代后可获得不死性，是某些基因选择性表达的结果D.常在培养基中添加一定种类和数量的抗生素以防止培养的细胞被病毒感染B[解析]接触抑制的细胞经分散后继续培养，细胞将继续增殖，A错误；动物细胞培养选用的培养材料大多是胚胎或幼龄动物的组织，因为动物细胞培养的原理是细胞增殖，选择的细胞要分裂旺盛，B正确；少数细胞连续培养获得不死性，是某些基因突变的结果，C错误；常在培养基中添加一定种类和数量的抗生素以防止培养的细胞被细菌感染，D错误。(2019·姜堰中学改编)下列与实验相关的叙述，不正确的是()A.用胰蛋白酶处理动物组织后，可用培养液将分散的细胞稀释制成细胞悬液B.在动物细胞原代培养过程中，细胞在培养液中悬浮生长和增殖C.胚胎的早期培养和动物体细胞培养时，细胞的增殖方式均为有丝分裂D.植物组织培养时，适当调整激素比例以利于愈伤组织形成和再分化[解析]在动物细胞原代培养过程中，细胞在培养液中贴壁生长。B_动物细胞核移植(2019·姜堰模拟)(多选)下图表示核移植与克隆动物的相关图解，下列有关叙述正确的是()A.图示过程说明高度分化的动物细胞仍具有发育的全能性B.用于核移植的供体细胞一般都选用传代10代以内的细胞C.采集的卵母细胞培养到的②时期表示减数第二次分裂中期D.选用去核卵母细胞的主要原因是其细胞质可使体细胞核的全能性表达BCD[解析]供体细胞核移入去核卵母细胞中，能发育成有克隆动物，这说明分化的动物细胞核具有全能性。归纳总结(1)核移植技术获得的动物与供核动物性状不完全相同①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来自受体卵细胞。②性状是基因与环境共同作用的结果，供核动物生活的环境与克隆动物所生活的环境不会完全相同，其性状也不可能和供核动物完全相同。③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。核移植形成重组细胞发育成一个新个体，体现了细胞核的全能性而非动物细胞的全能性。(2)核移植时应选减数第二次分裂中期卵母细胞的原因①此类细胞体积大，易于操作。②卵黄多，营养物质丰富，可为发育提供充足的营养。③卵母细胞的细胞质中存在激发细胞核全能性表达的物质。(2018·徐州一中)2017年11月27日，世界上首个体细胞克隆猴在上海诞生。右栏上图是克隆过程，下列相关叙述错误的是()A.a细胞是卵细胞B.克隆猴的性状与乙相同C.重组细胞具有全能性D.①过程运用了细胞核移植技术B[解析]由题图可知，a是卵细胞，A正确；克隆猴的遗传物质绝大部分来自甲，大部分性状与甲相同，B错误；重组细胞可以发育成克隆猴，因此具有全能性，C正确；①过程是把细胞核移入去核卵细胞中，运用了细胞核移植技术，D正确。考点二动物细胞融合和单克隆抗体的制备核心提炼1.植物体细胞杂交与动物细胞融合的不同点项目植物体细胞杂交动物细胞融合原理细胞膜的流动性、细胞的全能性细胞膜的流动性特有过程酶解法除去细胞壁、杂种细胞再生细胞壁、培育出杂种植株胰蛋白酶等处理成单个细胞相关酶纤维素酶和果胶酶胰蛋白酶或胶原蛋白酶融合方法物理法：离心、电激、振动等；化学法：聚乙二醇等试剂诱导除物理法和化学法外，还可以用灭活的病毒诱导细胞融合成功的标志再生出新的细胞壁细胞核融合结果杂种植株杂交细胞意义克服了远缘杂交的不亲和性，获得杂种植株突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能2.单克隆抗体的制备(1)制备过程步骤名称内容1取材将特定抗原反复注射到小鼠的体内，取出小鼠的脾脏，制备浆细胞悬浮液，同时制备骨髓瘤细胞悬浮液2细胞融合用灭活的病毒或PEG3筛选杂交瘤细胞4再筛选能产生所需抗体的杂交瘤细胞5产生抗体体外培养或体内培养杂交瘤细胞，生产单抗图示(2)单克隆抗体的理解方面内容融合类型同种细胞间的融合和不同种细胞间的融合融合种类3种(仅考虑两个细胞的融合)筛选第一次筛选出杂交瘤细胞，第二次是筛选出能分泌特定抗体的杂交瘤细胞杂交瘤细胞的特点既能大量增殖，又能产生特定的抗体单克隆抗体的特点特异性强、灵敏度高、可大量制备原理细胞膜的流动性、细胞增殖、免疫原理应用①作为诊断试剂，不但诊断准确，而且能大大缩短诊断时间；②可用于治疗疾病，还可以制成生物导弹运载抗癌药物易错提醒单克隆抗体制备过程中两次筛选的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