2025届新教材高考生物一轮复习第10单元生物技术与工程第34讲动物细胞工程学案新人教版

PAGEPAGE16第34讲动物细胞工程素养导读必备学问固本夯基一、动物细胞的培育1.动物细胞培育的条件((2)无菌、无毒的环境:在体外培育细胞时,须要对培育液和全部培育用具进行灭菌处理以及在环境下进行操作。

(3)温度、pH和渗透压:哺乳动物细胞培育的温度多以℃为宜。多数动物细胞生存的相宜pH为。此外,也是动物细胞培育过程中须要考虑的一个重要环境参数。

(4)气体环境:动物细胞培育所需气体主要有O2和CO2。O2是细胞代谢所必需的,CO2的主要作用是维持培育液的。在进行细胞培育时,通常采纳培育皿或松盖培育瓶,并将它们置于含有的混合气体的CO2培育箱中进行培育。

2.动物细胞培育的过程簇新的动物组织块单个细胞细胞悬液原代

培育①①传代培育3.干细胞培育及其应用((2)诱导多能干细胞(iPS细胞):科学家借助载体将特定基因导入细胞中,干脆将特定蛋白导入细胞中或者用小分子化合物等诱导形成。二、动物细胞融合技术与单克隆抗体1.动物细胞融合技术(1)概念:使或动物细胞结合形成的技术。

(2)诱导融合的方法:、电融合法和诱导法等。

(3)结果:融合后形成的杂交细胞,具有原来两个或多个细胞的遗传信息,可表现出两个或多个亲本的特点。(4)意义:突破了的局限,使成为可能。

2.单克隆抗体的制备过程三、动物体细胞核移植技术和克隆动物1.分类:包括移植和移植,其中移植较易胜利。

2.过程(以克隆高产奶牛为例)概念检测1.动物细胞培育是动物细胞工程的基础,基于对动物细胞培育的相识,推断下列表述是否正确。(1)在25℃的试验条件下可顺当完成大鼠神经细胞的培育。()(2)培育保留接触抑制的细胞在培育瓶壁上可形成多层细胞。()(3)动物细胞培育和植物组织培育过程中都要用到胰蛋白酶。()(4)动物细胞培育环境中须要O2,不须要CO2。()(5)动物细胞要经过脱分化形成愈伤组织。()2.基于对动物细胞融合技术与单克隆抗体的相识,推断下列表述是否正确。(1)植物原生质体融合与动物细胞融合的原理是相同的。()(2)体细胞杂交技术可用于克隆动物和制备单克隆抗体。()(3)小鼠骨髓瘤细胞的染色体数为40,B淋巴细胞的染色体数为46,融合后形成的杂交瘤细胞DNA分子数为86。()(4)杂交瘤细胞进行体内培育,是为了获得能产生单克隆抗体的胚胎。()(5)B淋巴细胞和骨髓瘤细胞经细胞融合后有三种细胞类型(若仅考虑两两融合的状况)。()3.基于对动物细胞核移植技术的相识,推断下列表述是否正确。(1)动物细胞核移植的受体细胞必需是卵细胞。()(2)克隆动物的性状与供体动物完全相同。()(3)与“多莉”羊等克隆哺乳动物相关的技术有胚胎移植、细胞培育和核移植。()(4)“去核”是去除减数分裂Ⅱ期(MⅡ期)的卵母细胞中的纺锤体—染色体复合物。()(5)重构胚是指人工重新构建的胚胎,具有发育成完整个体的实力。()核心考点实力提升考点一动物细胞培育合作探究探究1离体的动物细胞在相宜条件下培育可以进行生长和增殖在治疗大面积烧伤时,通常采纳的方法是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植。但患者的自体健康皮肤特别有限,运用他人皮肤来源又不足,而且会产生免疫排斥反应。通过动物细胞培育技术,利用患者自体皮肤的单个细胞能够培育出可供移植的皮肤。(1)动物细胞培育要经过脱分化的过程吗?动物细胞培育的原理是什么?(2)幼龄与老龄动物的组织细胞比较,分化程度低的与分化程度高的组织细胞比较,哪一种更易于培育?尝试分析说明缘由。(3)为什么原代培育后必需进行传代培育?归纳总结动物细胞培育与植物组织培育的比较比较项目植物组织培育动物细胞培育生物学原理植物细胞的全能性细胞增殖培育基性质固体液体培育基成分蔗糖、氨基酸、水、矿物质、生长素、细胞分裂素、琼脂等糖类、氨基酸、无机盐、维生素、水、血清等培育结果新的植株或组织大量新细胞或细胞产物应用①快速繁殖;②培育脱毒植株;③细胞产物的工厂化生产①人造皮肤的构建;②动物分泌蛋白的规模化生产培育条件无菌、相宜的温度和pH取材植物器官、组织或细胞动物早期胚胎、幼龄动物的器官或组织培育对象植物器官、组织或细胞分散的单个细胞过程脱分化、再分化原代培育、传代培育细胞分裂、生长、分化的特点①分裂:形成愈伤组织;②分化:形成根、芽①只分裂不分化;②贴壁生长;③接触抑制探究2干细胞培育技术将在再生医学、药物平安等领域发挥重要作用学术期刊《自然》发表重磅论文,介绍人造皮肤领域的新突破——美国哈佛医学院耳鼻喉科助理教授卡尔·科勒,以及探讨助理李智运(音译)等人报告,他们在细致优化类器官培育系统生长条件后,利用人类诱导多能干细胞,培育出能生长毛发的皮肤类器官。(1)胚胎干细胞和成体干细胞有什么不同?(2)为什么科学家普遍认为iPS细胞的应用前景优于胚胎干细胞?归纳总结干细胞的类型名称胚胎干细胞成体干细胞特点可分化为成年动物体内的任何一种类型的细胞,并形成机体的全部组织、器官和个体的潜能具有组织特异性,只能分化成特定的细胞或组织,没有发育成完整个体的实力来源早期胚胎成体组织或器官举例早期胚胎细胞造血干细胞、神经干细胞、精原干细胞应用用于病人的器官移植等造血干细胞用于治疗造血系统、免疫系统功能障碍;神经干细胞用于治疗神经组织损伤和神经系统退行疾病考向突破考向1动物细胞培育流程分析1.(2024海南华侨中学期末)试验小鼠皮肤细胞培育(非克隆培育)的基本过程如图所示。下列叙述错误的是()试验小鼠皮肤组织皮肤细胞细胞培育1细胞培育2A.甲过程须要对试验小鼠进行消毒B.乙过程对皮肤组织可用胰蛋白酶处理C.丙过程是原代培育D.丁过程干脆将丙过程得到的细胞分瓶培育名师点睛(1)选取幼龄动物的组织、器官作为动物细胞培育材料的缘由动物细胞培育的原理是细胞增殖。动物细胞培育时,一般选取幼龄动物的组织、器官,其细胞的分化程度较低,增殖实力强,有丝分裂旺盛,简单培育。(2)将动物细胞分散成单个细胞培育的缘由分散成单个细胞后简单培育,细胞所需的养分简单供应,其代谢废物简单排出。同时,分散成单个细胞培育,可使得在细胞水平操作的其他技术得以实现。(3)原代培育和传代培育的区分①原代培育:是细胞悬液第一次在瓶中培育,即在没有分瓶培育之前的细胞培育。②传代培育:是在细胞悬液培育一段时间后,分瓶再进行的细胞培育。考向2干细胞的培育及应用2.癌干细胞与成体干细胞有类似的自我更新现象,即一个细胞分裂为两个细胞后,其中一个子代细胞仍旧保持与亲代细胞完全相同的未分化状态,而另一个子代细胞则定向分化的现象。结合所学学问,下列相关叙述,正确的是()A.细胞的自我更新过程中会出现同源染色体两两配对现象B.正常干细胞和癌干细胞的细胞增殖机制不存在任何差异C.造血干细胞增殖两次所产生的子细胞中50%是造血干细胞D.定向分化的细胞和未分化的细胞内都有基因的表达考点二动物细胞融合与单克隆抗体制备合作探究探究1动物细胞融合技术能让不同种动物的体细胞进行杂交运用植物体细胞杂交技术,可以跨越不同种植物之间生殖隔离的屏障,培育出新的作物类型。不同种动物的体细胞进行杂交,也可以培育出具有原来两个或多个细胞的遗传信息的杂交细胞。请探讨下列问题。(1)动物细胞融合与植物原生质体融合所用的诱导方法有何不同?(2)灭活病毒诱导细胞融合的原理是什么?(3)细胞融合技术与有性杂交相比有哪些优点?探究2利用动物细胞融合技术制造的单克隆抗体细胞融合技术突破了有性杂交的局限,使远缘杂交成为可能。目前,这一技术已经成为探讨细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和培育生物新品种等的重要手段,特殊是利用动物细胞融合技术发展起来的杂交瘤技术,为制造单克隆抗体开拓了新途径。下图是某科研人员提出的制备并检测单克隆抗体的技术路途。(1)为什么要利用特定的抗原对小鼠进行免疫?(2)制备单克隆抗体时,为什么要选用B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合形成杂交瘤细胞?(3)在制备单克隆抗体的过程中,选择杂交瘤细胞的两步筛选的目的分别是什么?(4)利用单克隆抗体制作的抗体—药物偶联物中ADC的抗体和药物分别有什么作用?ADC在临床应用上具有什么优势?考向突破考向1动物细胞融合的原理和方法1.(2024华东师大附中模考)(多选)下列关于动、植物细胞融合的叙述,正确的是()A.都须要无菌操作B.都可用灭活的病毒或PEG诱导融合C.都体现了细胞膜的流淌性D.都可体现细胞的全能性归纳总结动物细胞融合与植物体细胞杂交的比较比较项目植物体细胞杂交动物细胞融合原理细胞膜的流淌性、细胞的全能性细胞膜的流淌性细胞融合方法用纤维素酶、果胶酶去除细胞壁后诱导原生质体融合用胰蛋白酶或胶原蛋白酶使细胞分散后,诱导细胞融合诱导手段PEG融合法、电融合法PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法结果形成杂种植株形成杂交细胞,以生产细胞产品用途克服远缘杂交不亲和的障碍,扩展杂交亲本范围,培育新品种制备单克隆抗体、疾病诊断和病原体鉴定等意义突破有性杂交方法的局限,使远缘杂交成为可能考向2单克隆抗体的制备2.(2024全国Ⅰ)为研制抗病毒A的单克隆抗体,某同学以小鼠甲为试验材料设计了以下试验流程。回答下列问题。(1)上述试验前必需给小鼠甲注射病毒A,该处理的目的是。

(2)写出以小鼠甲的脾脏为材料制备单细胞悬液的主要试验步骤:。

(3)为了得到能产生抗病毒A的单克隆抗体的杂交瘤细胞,须要进行筛选。图中筛选1所采纳的培育基属于,运用该培育基进行细胞培育的结果是。图中筛选2含多次筛选,筛选所依据的基本原理是。

(4)若要使能产生抗病毒A的单克隆抗体的杂交瘤细胞大量增殖,可采纳的方法有(答出2点即可)。

名师点睛制备单克隆抗体过程中的两次筛选项目第一次筛选其次次筛选筛选缘由诱导融合后得到多种杂交细胞,另外还有未融合的细胞从小鼠体内提取的B淋巴细胞有许多种,形成的杂交瘤细胞也有许多种筛选方法用特定的选择性培育基筛选,未融合的细胞和同种细胞融合后形成的细胞都会死亡,只有融合的杂交瘤细胞才能生长用多孔培育皿培育,在每个孔只有一个杂交瘤细胞的状况下起先克隆化培育和抗体检测,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考点三动物体细胞核移植技术和克隆动物合作探究探究利用动物体细胞核移植技术可以获得克隆动物在畜牧生产中,利用体细胞核移植技术,可以加速家畜遗传改良进程、促进优良畜群繁育。美国威斯康星州的一个奶牛场有一头名叫卢辛达的奶牛,年产奶量为30.8t,创建了世界奶牛产量最高纪录。科学家希望利用体细胞核移植技术克隆卢辛达,加速优良品种奶牛的繁育,请结合图探讨下列问题。(1)动物核移植技术的理论基础(原理)是什么?克隆动物属于有性生殖还是无性繁殖?(2)为什么体细胞核移植较胚胎细胞核移植更困难?(3)在克隆高产奶牛时,对供体细胞和受体细胞的选择有什么要求?在体细胞的细胞核移植到受体卵母细胞之前,为什么必需先去掉受体卵母细胞的细胞核?考向突破考向动物体细胞核移植技术(2024山东青岛一模)中国科学院动物探讨所首席科学家、动物克隆与受精生物学学科带头人陈大元,曾主持科研攻关项目——“攀登”,进行大熊猫的异种克隆。他们将大熊猫的体细胞核放入兔子的去核卵母细胞中,并使其胜利发育成囊胚,这标记着异种核质相容的问题得到了解决,异种克隆大熊猫迈过了第一道“坎”;然后至关重要的是选择一种合适的“代孕母体”。下图是该探讨的理论流程图。下列说法正确的是()A.步骤甲、乙分别是指大熊猫体细胞核移植、胚胎收集B.诱导超数排卵所注射的激素只能作用于特定细胞C.重组细胞发育成早期胚胎所需养分主要来源于养分液D.步骤甲和步骤乙中的供体和受体须要同期发情处理名师点睛动物细胞核移植技术中的三个留意点(1)动物细胞核移植技术,体现了动物细胞核的全能性而非细胞的全能性。(2)克隆属于无性繁殖,产生新个体的性别、绝大多数性状与供核亲本一样。(3)核移植技术获得的动物与供核动物性状不完全相同的缘由:①克隆动物线粒体中的DNA来自去核卵母细胞;②性状受环境的影响;③在个体发育过程中有可能发生基因突变。第34讲动物细胞工程必备学问·固本夯基一、1.(1)合成液体血清(2)无菌(3)36.5±0.57.2~7.4渗透压(4)pH95%空气和5%CO22.机械胰蛋白酶胶原蛋白培育液贴壁生长接触抑制离心法胰蛋白酶离心法3.(1)早期胚胎组织和器官个体造血精原特异性二、1.(1)两个多个一个细胞(2)PEG融合法灭活病毒(4)有性杂交远缘杂交2.骨髓瘤细胞B淋巴细胞杂交瘤细胞克隆化抗体体外腹腔腹水三、1.胚胎细胞核体细胞核胚胎细胞核2.供体细胞去核卵母细胞重构胚克隆动物【概念检测】1.(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×2.(1)√(2)×(3)×(4)×(5)√3.(1)×(2)×(3)√(4)√(5)√核心考点·实力提升考点一【合作探究】探究1(1)提示动物细胞培育不须要经过脱分化过程。动物细胞培育的原理是细胞增殖,实质就是动物细胞通过有丝分裂增殖的过程。(2)提示细胞的苍老与动物机体的苍老有着亲密的关系,细胞的增殖实力与供体的年龄有关,幼龄动物细胞增殖实力强,有丝分裂旺盛,老龄动物则相反。所以,一般来说幼龄动物的组织细胞比老龄动物的组织细胞易于培育。同样,组织细胞的分化程度越低,则增殖实力越强,所以更简单培育。(3)提示原代培育的细胞在生长、繁殖肯定时间后,悬浮培育的细胞会因细胞密度过大、有害代谢物积累和培育液中养分物质缺乏等因素而分裂受阻;贴壁细胞在生长增殖时,除受上述因素的影响外,还会发生接触抑制现象而停止分裂增殖。因此须要对细胞进行分瓶培育,让细胞接着增殖。探究2(1)提示胚胎干细胞具有分化为成年动物体内的任何一种类型的细胞,并进一步形成机体的全部组织和器官甚至个体的潜能,而成体干细胞具有组织特异性,只能分化成特定的细胞或组织,不具有发育成完整个体的实力。(2)提示iPS细胞的诱导过程无须破坏胚胎,避开了医学伦理问题;而且iPS细胞可以来源于病人自身的体细胞,将它移植回病人体内后,可以避开免疫排斥反应。【考向突破】1.D动物细胞培育须要无毒无菌的环境,甲过程是指从试验小鼠身上取下皮肤组织,该过程须要对小鼠进行消毒处理,A项正确;乙过程表示将皮肤组织分散成单个细胞制备成细胞悬液,可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶进行处理,B项正确;丙过程表示原代培育,C项正确;丁过程表示传代培育,须要再次用胰蛋白酶处理并离心收集,然后分瓶培育,D项错误。2.D干细胞都是通过有丝分裂进行增殖的,而同源染色体两两配对现象发生在减数分裂过程中,A项错误;正常干细胞不能无限增殖,而癌干细胞能无限增殖,可见,两者增殖机制存在差异,B项错误;造血干细胞增殖一次,产生的子细胞中50%是造血干细胞,再增殖一次,产生的子细胞中只有25%是造血干细胞,C项错误;无论是分化的细胞还是未分化的细胞,细胞内都应有蛋白质的合成,而蛋白质是基因表达的产物,D项正确。考点二【合作探究】探究1(1)提示动物细胞融合可用灭活的病毒进行诱导。(2)提示病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能够与细胞膜上的糖蛋白发生作用使细胞相互凝合,细胞膜上的蛋白质分子和脂质分子重新排布,细胞膜打开,细胞发生融合。(3)提示有性杂交有着特别严格的时空关系和种族界限。动物细胞融合则不同,它通过人工的方法克服了存在于物种之间的遗传屏障,从而能够根据人们的意愿,把不同物种的不同组织类型的细胞融合在一起。探究2(1)提示可以使小鼠体内分化出能产生特定抗体的B淋巴细胞。(2)提示每一个B淋巴细胞只能分泌一种特异性抗体,但不能无限增殖;骨髓瘤细胞可大量快速增殖,却不能产生抗体。若将两种细胞融合在一起,既能产生一种特异性抗体又能快速增殖。(3)提示第一步筛选的目的是获得杂交瘤细胞,在特定的选择培育基上,未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡,只有融合的杂交瘤细胞才能生长。其次步筛选的目的是获得能产生所需单一抗体的杂交瘤细胞,对上述经选择培育的杂交瘤细胞进行克隆化培育和抗体检测,经多次筛选,就可获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。(4)提示利用抗体可以特异性识别肿瘤细胞,药物可以有效杀伤肿瘤细胞,诱发细胞凋亡。ADC的特异性强,可以对肿瘤细胞进行选择性杀伤,避开对健康细胞造成损害。【考向突破】1.AC动、植物细胞融合都须要无菌操作,A项正确;灭活的病毒只能诱导动物细胞融合,B项错误;动、植物细胞融合都能体现细胞膜的流淌性,C项正确;诱导细胞融合不能体现细胞的全能性,D项错误。2.答案(1)诱导小鼠甲产生能够分泌抗病毒A抗体的B淋巴细胞(2)取小鼠甲脾脏剪碎,用胰蛋白酶处理使其分散成单个细胞,加入培育液制成单细胞悬液(3)选择培育基只有杂交瘤细胞能够生存抗原与抗体的