一轮复习生物课时：第课时动物细胞工程ppt课件

1、第第4444课时课时 动物细胞工程动物细胞工程1.1.以下各图表示单克隆抗体制备过程的各阶段图解以下各图表示单克隆抗体制备过程的各阶段图解, , 请据图回答以下问题：请据图回答以下问题： (1)(1)请用箭头把代表各图解的字母按单克隆抗体制请用箭头把代表各图解的字母按单克隆抗体制 备过程的顺序衔接起来。备过程的顺序衔接起来。 (2) (2)在单克隆抗体制备过程中在单克隆抗体制备过程中, ,之所以选用之所以选用B B淋巴细淋巴细 胞和骨髓瘤细胞胞和骨髓瘤细胞, ,是由于它们交融后的杂交瘤细胞是由于它们交融后的杂交瘤细胞 具有具有 、 的特性。的特性。 (3) (3)由图示可看出由图示可看出, ,

2、单克隆抗体的制备过程运用了单克隆抗体的制备过程运用了 和和 等动物细胞工等动物细胞工 程技术手段。程技术手段。 解析解析 首先把小鼠骨髓瘤细胞与经特定抗原免疫首先把小鼠骨髓瘤细胞与经特定抗原免疫过过 的小鼠的小鼠B B淋巴细胞进展交融获得杂交瘤细胞淋巴细胞进展交融获得杂交瘤细胞, ,然后然后筛筛 选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞, ,最后分别在最后分别在 体外或体内培育杂交瘤细胞体外或体内培育杂交瘤细胞, ,即可获得单克隆抗体。即可获得单克隆抗体。 答案答案 (1)(1) (2) (2)能迅速大量地繁衍能迅速大量地繁衍 产生特异性抗体产生特异性抗体 (3)(3)

3、动物细胞交融动物细胞交融 动物细胞培育动物细胞培育2.20192.2019年诺贝尔生理学或医学奖分别授予美国人马年诺贝尔生理学或医学奖分别授予美国人马 里奥里奥卡佩基、奥利弗卡佩基、奥利弗史密斯和英国人马史密斯和英国人马 丁丁埃文斯。埃文斯。3 3位科学家的获奖缘由是其研讨为位科学家的获奖缘由是其研讨为 “基因靶向技术的开展奠定了基基因靶向技术的开展奠定了基 础。所谓础。所谓“基基 因靶向技术因靶向技术( (人们大都称之为基因人们大都称之为基因“敲除技术敲除技术) ) 是指利用细胞脱氧核糖核酸是指利用细胞脱氧核糖核酸(DNA)(DNA)可与外源性可与外源性DNADNA 同源序列发生同源重组的性

4、质同源序列发生同源重组的性质, ,定向改造生物某一定向改造生物某一 基因的技术。借助这一从上世纪基因的技术。借助这一从上世纪8080年代开展起来年代开展起来 的技术的技术, ,人们得以按照预先设计的方式对生物遗传人们得以按照预先设计的方式对生物遗传 信息进展精细改造。有了信息进展精细改造。有了“基因靶向这一高精基因靶向这一高精 度瞄准镜度瞄准镜, ,科学家就可以准确瞄准任何一个基因科学家就可以准确瞄准任何一个基因, , 使其失去活性使其失去活性, ,进而研讨该基因的功能。请回答下进而研讨该基因的功能。请回答下 列问题：列问题： (1) (1)“敲除一种基因需求分两步来完成：第一步敲除一种基因需

5、求分两步来完成：第一步 是利用化学是利用化学“剪刀剪刀, ,例如用某种酶切除哺乳动物例如用某种酶切除哺乳动物 染色体中有某种功能的基因。第二步是用修正正染色体中有某种功能的基因。第二步是用修正正 的基因取代原有基因。这里的的基因取代原有基因。这里的“某种酶应该是某种酶应该是 酶。用修正正的基因取代原有基酶。用修正正的基因取代原有基 因时还需求因时还需求 酶。酶。 (2) (2)假设要假设要“敲除小鼠的胰岛素基因敲除小鼠的胰岛素基因, ,请设计出请设计出 实验步骤实验步骤 。 给出一种检验胰岛素基因能否被给出一种检验胰岛素基因能否被“敲除的方法敲除的方法 。 (3) (3)利用细胞工程也可获得可

6、供老鼠移植之用的利用细胞工程也可获得可供老鼠移植之用的“敲敲 除排斥基因的老鼠除排斥基因的老鼠, ,其过程大致如以下图所示：其过程大致如以下图所示： 促进卵细胞交融最常用的试剂是促进卵细胞交融最常用的试剂是 。 重组细胞培育成胚胎的过程所用的培育基,从物 理性质上看属于 ,培育基中 至少要参与水、无机盐、葡萄糖、氨基酸、维生 素、促生长因子、微量元素和 等 物质,同时要发明适宜温度、pH和无菌条件,其中 需求无菌环境的缘由是 。 解析解析 (1) (1)限制性核酸内切酶是基因限制性核酸内切酶是基因“剪刀剪刀,DNA,DNA 衔接酶是基因衔接酶是基因“针线。针线。(2)(2)“敲除一种基因需敲除

7、一种基因需 要分两步来完成：第一步是利用限制性核酸内切要分两步来完成：第一步是利用限制性核酸内切 酶切除哺乳动物染色体中有某种功能的基因。第酶切除哺乳动物染色体中有某种功能的基因。第 二步是用修正正的基因取代原有基因。基因探针二步是用修正正的基因取代原有基因。基因探针 可检验目的基因。可检验目的基因。(3)(3)灭活的病毒或聚乙二醇是动灭活的病毒或聚乙二醇是动 物细胞交融最常用的试剂。动物细胞培育基的成物细胞交融最常用的试剂。动物细胞培育基的成 分有水、无机盐、葡萄糖、氨基酸、维生素、动分有水、无机盐、葡萄糖、氨基酸、维生素、动 物 血 清 等物 血 清 等 , , 需 在 无 菌 条 件 下

8、 进 展 。需 在 无 菌 条 件 下 进 展 。 答案答案 (1) (1)限制性核酸内切限制性核酸内切 DNA DNA衔接衔接 (2) (2)用限制性核酸内切酶切除小鼠胚胎干细胞中的用限制性核酸内切酶切除小鼠胚胎干细胞中的 胰岛素基因胰岛素基因, ,用修正正的基因取代胰岛素基因用修正正的基因取代胰岛素基因 用用 胰岛素基因探针检验胰岛素基因能否被胰岛素基因探针检验胰岛素基因能否被“敲除敲除 (3) (3)灭活的病毒或聚乙二醇灭活的病毒或聚乙二醇 液体培育基液体培育基 动动 物血清物血清 细菌等微生物生长繁衍快细菌等微生物生长繁衍快, ,耗费营养物质耗费营养物质 多多, ,同时产生有害代谢产物

9、同时产生有害代谢产物, ,毒害动物细胞毒害动物细胞3.3.如图表示用于预防和治疗禽流感的单克隆抗体生如图表示用于预防和治疗禽流感的单克隆抗体生 产过程产过程, ,请回答以下问题：请回答以下问题： (1)(1)假设假设A A细胞是小鼠的骨髓瘤细胞细胞是小鼠的骨髓瘤细胞, ,那么那么B B细胞取细胞取自自 体内的体内的B B淋巴细胞淋巴细胞, ,促进促进d d过程的过程的 诱导剂是诱导剂是 。 (2)(2)假设仅思索两个细胞的交融假设仅思索两个细胞的交融, ,那么可构成那么可构成 种种 类型的类型的C C细胞细胞, ,因此需用因此需用 挑选出挑选出 具有具有 特点的特点的D D细胞用于细胞用于 培

10、育。培育。D D细胞的称号是细胞的称号是 。 (3)(3)在细胞培育所用的培育基中除需求参与糖、氨在细胞培育所用的培育基中除需求参与糖、氨 基酸、促生长因子、无机盐和微量元素外基酸、促生长因子、无机盐和微量元素外, ,通常还通常还 需参与需参与 等一些天然成分。等一些天然成分。 (4)(4)目前注射禽流感疫苗是预防禽流感的一种措目前注射禽流感疫苗是预防禽流感的一种措 施。决议禽流感病毒在人体细胞中增殖变化的物施。决议禽流感病毒在人体细胞中增殖变化的物 质是质是 , ,而决议其抗原特异性的而决议其抗原特异性的 物质位于病毒的物质位于病毒的 上。上。 解析解析 解答此题的关键是正确了解单克隆抗体的

11、解答此题的关键是正确了解单克隆抗体的 制备过程和原理制备过程和原理, ,结合体液免疫的原理结合体液免疫的原理, ,认识到只认识到只 有能分泌抗体的有能分泌抗体的B B淋巴细胞与骨髓瘤细胞结合后得淋巴细胞与骨髓瘤细胞结合后得 到的杂交瘤细胞才干产生抗体到的杂交瘤细胞才干产生抗体,B,B淋巴细胞与骨髓淋巴细胞与骨髓 瘤细胞交融得到的细胞不一定都能产生抗体。决瘤细胞交融得到的细胞不一定都能产生抗体。决 定某终身物具有某一性状的根本要素是该生物的定某终身物具有某一性状的根本要素是该生物的 遗传物质遗传物质(DNA(DNA或或RNA)RNA)。由单个杂交瘤细胞经过克。由单个杂交瘤细胞经过克 隆隆( (无

12、性繁衍无性繁衍) )构成细胞群构成细胞群, ,再由细胞群产生化学性再由细胞群产生化学性 质单一、特异性强的抗体质单一、特异性强的抗体, ,即单克隆抗体。当骨髓即单克隆抗体。当骨髓 瘤细胞与瘤细胞与B B淋巴细胞进展交融后淋巴细胞进展交融后, ,两两交融的细胞两两交融的细胞 有三种类型有三种类型, ,即瘤即瘤瘤细胞、瘤细胞、B B淋巴淋巴BB淋巴细胞、淋巴细胞、 瘤瘤BB淋巴细胞。单克隆抗体的制备过程中还用到淋巴细胞。单克隆抗体的制备过程中还用到 了动物细胞培育技术了动物细胞培育技术, ,在动物细胞培育的培育基中在动物细胞培育的培育基中 普通添加动物血清、血浆。禽流感病毒能在人体普通添加动物血清

13、、血浆。禽流感病毒能在人体 内迅速增殖分化内迅速增殖分化, ,从根本上来说这是由禽流感病毒从根本上来说这是由禽流感病毒 的遗传物质的遗传物质RNARNA决议的。决议的。 答案答案 (1) (1)感染禽流感病毒的动物或人感染禽流感病毒的动物或人 聚乙二醇聚乙二醇 或灭活的病毒或灭活的病毒 (2)3 (2)3 选择培育基选择培育基 既能无限增既能无限增 殖又能产生特异性抗体殖又能产生特异性抗体 杂交瘤细胞杂交瘤细胞 (3) (3)血清、血清、 血 浆血 浆 ( 4 ) ( 4 ) 禽 流 感 病 毒 的禽 流 感 病 毒 的 R N A R N A 衣 壳衣 壳4.4.眼虫是一种含有叶绿体的原生动

14、物眼虫是一种含有叶绿体的原生动物, ,此景象引起人此景象引起人 们的探求兴趣。某同窗提出问题们的探求兴趣。某同窗提出问题“动物细胞与植动物细胞与植 物 细 胞 之 间 可 以 实 现 杂 交 吗 ？ 物 细 胞 之 间 可 以 实 现 杂 交 吗 ？ 他尝试设计出以下详细的实验方案。结合实验方他尝试设计出以下详细的实验方案。结合实验方案案 回答：回答： 实验原理：根据眼虫的特点实验原理：根据眼虫的特点, ,动物细胞和植物细胞动物细胞和植物细胞 之 间 在 实 际 上 是 可 以 实 现 杂 交 的 。之 间 在 实 际 上 是 可 以 实 现 杂 交 的 。 实验步骤如下：实验步骤如下： (1

15、)中选的植物资料细胞中中选的植物资料细胞中,必需有的细胞器是必需有的细胞器是 。 (2)过程所用的酶是过程所用的酶是 和和 。 (3) (3)过程除了用电激之外过程除了用电激之外, ,还可以用还可以用 、 等做诱导要素。等做诱导要素。 (4) (4)假设让动植物杂交种批量培育消费假设让动植物杂交种批量培育消费, ,可以用可以用 技 术 。技 术 。 (5) (5)动植物杂交种细胞能否有细胞壁？动植物杂交种细胞能否有细胞壁？ 。 理由是理由是 。 解析解析 动、植物细胞最主要的区别是动物细胞无动、植物细胞最主要的区别是动物细胞无 细胞壁和叶绿体。该实验的原理是根据眼虫的特细胞壁和叶绿体。该实验的

16、原理是根据眼虫的特 点点, ,因此植物资料中应含有叶绿体因此植物资料中应含有叶绿体, ,由于动植物杂由于动植物杂 交种细胞分裂构成的胚胎是在母体子宫内发育交种细胞分裂构成的胚胎是在母体子宫内发育, ,因因 此应不含有细胞壁。图中过程是酶解法去壁,应 选用纤维素酶和果胶酶。过程是诱导交融过程, 除物理法外,还可用聚乙二醇、灭活的病毒等。 答案 (1)叶绿体 (2)纤维素酶 果胶酶 (3)灭活的病毒 聚乙二醇(振荡、离心、生物或 化学要素等) (4)动物细胞培育 (5)无 由于胚胎在母体子宫中完成胚胎发育5.5.如图为细胞交融的简单过程如图为细胞交融的简单过程, ,请据图回答：请据图回答： (1)

17、(1)假设假设A A、B B是植物细胞是植物细胞, ,在细胞交融之前已用在细胞交融之前已用 处置处置, ,除去了除去了 ;A;A、B B 到到C C的过程中的过程中, ,常用的物理方法是常用的物理方法是 , , 交融完成的标志是交融完成的标志是 。 (2) (2)假设假设A A、B B是植物细胞是植物细胞, ,那么构成的那么构成的D D细胞还要运细胞还要运用用 技术把技术把D D培育成植株。培育成植株。 ( 3 )( 3 ) 假 设假 设 A A 、 B B 是 动 物 细 胞是 动 物 细 胞 , , 普 通 取普 通 取自自 , , 然后用然后用 使其分散开来使其分散开来; ;从从 A A

18、、B B到到C C的过程中的过程中, ,常用的但不用于植物细胞培育常用的但不用于植物细胞培育 的手段是的手段是 , ,所构成的所构成的 D D 称 为称 为 。 (4)(4)假设该过程是制备单克隆抗体假设该过程是制备单克隆抗体,A,A为小鼠为小鼠B B淋巴淋巴细细 胞胞, ,在获得此细胞之前在获得此细胞之前, ,小鼠已被注射了小鼠已被注射了 。 由由D D细胞延续分裂产生大量细胞的过程称为细胞延续分裂产生大量细胞的过程称为 。 这种细胞既能无限繁衍这种细胞既能无限繁衍, ,又能分泌又能分泌 。 图中图中B B为为 。 (5) (5)假设该过程仍是制备单克隆抗体假设该过程仍是制备单克隆抗体, ,

19、在在A A、B B到到C C的的过过 程中程中, ,所构成的所构成的C C有有 种种( (只思索两个细只思索两个细 胞的相互交融胞的相互交融),),用来培育的用来培育的D D细胞应该是细胞应该是 。 从中选择出它的方法是从中选择出它的方法是 培育。培育。 获得获得D D后后, ,常用的培育方法有常用的培育方法有 和和 。 解析解析 植物细胞交融前要用纤维素酶和果胶酶去植物细胞交融前要用纤维素酶和果胶酶去 掉细胞壁掉细胞壁, ,成为原生质体成为原生质体; ;细胞交融胜利的标志是细胞交融胜利的标志是 构成新的细胞壁构成新的细胞壁, ,杂种细胞经过植物组织培育可培杂种细胞经过植物组织培育可培 育成杂

20、种植株育成杂种植株; ;假设培育动物细胞假设培育动物细胞, ,普通取胚胎或普通取胚胎或幼幼 龄动物的器官或组织龄动物的器官或组织, ,用灭活的病毒诱导交融效用灭活的病毒诱导交融效 果很好。用经过免疫产生的果很好。用经过免疫产生的B B淋巴细胞和骨髓瘤细淋巴细胞和骨髓瘤细 胞交融为杂交瘤细胞胞交融为杂交瘤细胞, ,它既能无限增殖它既能无限增殖, ,又能产生又能产生 特异性抗体。特异性抗体。(5)(5)小题的第一个空为小题的第一个空为3 3种细胞种细胞, ,缘由缘由 是已限定了条件是已限定了条件“只思索两个细胞的相互融只思索两个细胞的相互融 合合, ,那么产生那么产生AAAA、BBBB、ABAB交

21、融的交融的3 3种细胞。假设种细胞。假设没有括没有括 号中所限定的这个条件号中所限定的这个条件, ,那么至少有那么至少有5 5种细胞形状种细胞形状, ,除除 上 述上 述 3 3 种 外种 外 , , 还 有 未 交 融 的还 有 未 交 融 的 A A 、 B B 细 胞 。细 胞 。 答案答案 (1) (1)纤维素酶和果胶酶纤维素酶和果胶酶 细胞壁细胞壁 电刺激、电刺激、 振 动 、 离 心振 动 、 离 心 产 生 新 的 细 胞 壁产 生 新 的 细 胞 壁 (2) (2)植物组织培育植物组织培育 (3) (3)动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官

22、或组织 胰蛋白酶胰蛋白酶 用灭活的病毒诱导杂种细胞交融用灭活的病毒诱导杂种细胞交融 杂杂 种细胞种细胞 (4)(4)抗原抗原 克隆克隆( (细胞培育细胞培育) ) 特异性抗体特异性抗体( (单克隆单克隆 抗体抗体) ) 骨髓瘤细胞骨髓瘤细胞 (5)3 (5)3 杂交瘤细胞杂交瘤细胞 用特定的选择培育基用特定的选择培育基 培育培育 基中培育基中培育 小鼠腹腔内增殖小鼠腹腔内增殖6.6.现有甲、乙两种能够有一定致畸、致癌作用的化现有甲、乙两种能够有一定致畸、致癌作用的化 学物质学物质, ,利用动物细胞培育的方法可以鉴定它们是利用动物细胞培育的方法可以鉴定它们是 否有毒性否有毒性, ,并比较二者毒性

23、的强弱。请完成以下实并比较二者毒性的强弱。请完成以下实 验报告。验报告。 . .实验资料：小白鼠胚胎。实验资料：小白鼠胚胎。 . .药品器具：胰蛋白酶液、动物细胞培育液、动药品器具：胰蛋白酶液、动物细胞培育液、动 物细胞固定液、适宜浓度的龙胆紫溶液、滴管、物细胞固定液、适宜浓度的龙胆紫溶液、滴管、 培育皿、剪刀、锥形瓶、细胞培育箱、载玻片、培育皿、剪刀、锥形瓶、细胞培育箱、载玻片、 盖玻片、光学显微镜、小白鼠正常体细胞有丝分盖玻片、光学显微镜、小白鼠正常体细胞有丝分 裂高倍显微镜照片。裂高倍显微镜照片。 .实验原理： , 根据这些变异细胞占全部培育细胞的百分数(以下 称 Q 值 ) , 可 判

24、 别 该 化 学 物 质 的 毒 性 。 .实验步骤： (1)制备细胞悬液 把小白鼠胚胎放在培育皿中剪碎,转入锥形瓶中, 参与胰蛋白酶液处置,使胚胎组织离散成单个细胞, 再 参 与 动 物 细 胞 培 育 液 , 制 成 细 胞 悬 液 。 (2)进展细胞培育 取A、B、C三个干净的培育瓶, 。 。 。 (3) (3)制造暂时装片制造暂时装片 当细胞繁衍到大约第当细胞繁衍到大约第8 8代左右时代左右时, ,同时从细胞培同时从细胞培 养箱中取出三个培育瓶养箱中取出三个培育瓶, ,用胰蛋白酶液处置用胰蛋白酶液处置, ,使培使培 养的细胞从瓶壁上零落养的细胞从瓶壁上零落, ,再参与动物细胞固定液迅再

25、参与动物细胞固定液迅 速杀死细胞速杀死细胞, ,并将细胞固定在不同的分裂时期。并将细胞固定在不同的分裂时期。 静置一段时间后静置一段时间后, ,分别从各培育瓶底部汲取适量分别从各培育瓶底部汲取适量 的细胞悬液。滴在与培育瓶有一样编号的载玻片的细胞悬液。滴在与培育瓶有一样编号的载玻片 中央中央, ,加加1 12 2滴适宜浓度的滴适宜浓度的 染染 色色,3,35 min5 min后后, ,盖上盖玻片盖上盖玻片, ,制成暂时装片。制成暂时装片。 (4) (4)镜检和统计镜检和统计 把暂时装片放在显微镜下把暂时装片放在显微镜下, ,按照按照 的顺的顺 序察看序察看, ,寻觅处于寻觅处于 期的细胞期的细

26、胞, ,并与并与 对对 比以确认发生上述变异的细胞比以确认发生上述变异的细胞, ,同时统计该期变异同时统计该期变异 的细胞占细胞总数的百分数的细胞占细胞总数的百分数(Q(Q值值) )。 . .实验结果：实验结果： . .实验结实验结论：论： 。培养瓶培养瓶ABCQ值值1.3%12.5%0.1% 答案答案 . .将有毒物质参与细胞培育液后将有毒物质参与细胞培育液后, ,培育的培育的 动物细胞会发生染色体数量和构造变异动物细胞会发生染色体数量和构造变异( (答出有毒答出有毒 物质使细胞发生变异物质使细胞发生变异) ) .(2) .(2)分别参与等量的细胞悬液分别参与等量的细胞悬液 向向A A、B B两两 个培育瓶中分别参与等量的化学物质甲、乙个培育瓶中分别参与等量的化学物质甲、乙, ,并将并将 培育瓶摇匀培育瓶摇匀;C;C瓶不作处置瓶不作处置, ,作为对照作为对照 把把3 3个培个培 养瓶放在养瓶放在37(37(或适宜温度或适宜温度) )的细胞培育箱中培育的细胞培育箱中培育 (3) (3)龙胆紫溶液龙胆紫溶液 (4) (4)先用低倍镜后用高倍镜先用低倍镜后用高倍镜 有丝分裂中有丝分裂中 小白鼠小白鼠 正 常 体 细 胞 有 丝 分 裂 高 倍 显 微 镜 照 片正 常 体 细 胞 有 丝 分 裂 高 倍 显 微 镜 照 片 . .甲、乙两种化学物质均有毒性甲、