高三生物一轮复习课件第十二单元 动物细胞工程

第2节

动物细胞工程

第1课时

动物细胞培养第十二单元细胞工程目录任务二绘制概念图，构建本节内容框架任务三简述干细胞的应用任务一阐明动物细胞培养的条件及过程导入M基因编码的M蛋白在动物（物种A）的肝细胞中特异性表达。现设计实验，将外源DNA片段F插入M基因的特定位置，再通过核移植、胚胎培养和胚胎移植等技术获得M基因失活的转基因克隆动物A，流程如图所示。2021年湖南高考真题改编如何培养成纤维细胞？使用说明：在此课题中通过2021年湖南高考真题将《动物细胞工程》这节内容串联。基础知识通过问题串的形式引导学生进行回顾，而相关技术的流程，借助题目背景与课本知识让学生绘制流程图，形成对动物细胞工程相关技术的完整认识。任务一阐明动物细胞培养的条件及过程活动1、阅读教材43-44页，完成下列问题动物细胞培养：动物细胞培养是指从动物体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后在适宜的培养条件下，让这些细胞生长和增殖的技术。1.如何保证充足的营养？2.如何确保无菌、无毒的环境？3.培养动物细胞时对温度、pH等有何种要求？4.培养动物细胞需要何种气体环境？使用说明：通过问题串的方式引导学生回顾已学的“动物细胞培养的条件”的相关知识。所设置的问题来源于课本上的基础知识，学生可通过阅读教材提炼知识回答这些问题，同时在学案中有相关位置让学生进行填空，所以未在PPT上呈现答案。任务一阐明动物细胞培养的条件及过程活动2、归纳总结动物细胞培养的条件动物细胞培养：动物细胞培养是指从动物体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后在适宜的培养条件下，让这些细胞生长和增殖的技术。任务一阐明动物细胞培养的条件及过程活动3、阅读教材44页，思考如何进行动物细胞培养，并完成以下问题1.为什么要将动物细胞分散成单个细胞培养？2.如何将动物细胞分散成单个细胞？3.当细胞培养一段时间之后，会出现细胞分裂受阻的现象，可能由什么原因引起的？4.可通过什么手段避免细胞分裂受阻？5.什么是原代培养、什么是传代培养？6.如何进行传代培养？使用说明：通过问题串的方式引导学生回顾已学的“动物细胞培养的条件”的相关知识。所设置的问题来源于课本上的基础知识，学生可通过阅读教材提炼知识回答这些问题，同时在学案中有相关位置让学生进行填空，所以未在PPT上呈现答案。任务一阐明动物细胞培养的条件及过程活动4、参考教材45页的图2-12，用流程图构建培养动物（物种A）的成纤维细胞的过程思考：物种A中的幼龄动物的细胞与老龄动物的细胞比较，分化程度低的细胞与分化程度高的细胞比较，哪些细胞更易于培养？为什么？

提示：细胞的增殖能力与供体的年龄有关，幼龄动物的细胞增殖能力强，有丝分裂旺盛，老龄动物的细胞则相反。所以，一般来说，幼龄动物的细胞比老龄动物的细胞易于培养。同样，分化程度越低的细胞，增殖能力越强，所以更容易培养。取动物成纤维细胞所在组织分散成单个细胞原代培养传代培养培养液原代培养使用说明：过渡方式——有没有既能分裂又能分化的细胞呢？任务二简述干细胞的应用活动1、阅读教材46页关于干细胞的介绍，完成下面表格的填写种类胚胎干细胞成体干细胞诱导多能干细胞来源_________骨髓、脐带血等体细胞(如成纤维细胞等)特点能分化成任何一种细胞、组织或器官，甚至成为_______分化成________________________________能诱导分化成类似

的细胞应用分化成心肌细胞、神经元和造血干细胞等造血干细胞用于治疗白血病，神经干细胞用于治疗帕金森病、阿尔茨海默病等治疗镰状细胞贫血、阿尔茨海默病、心血管疾病等早期胚胎个体特定的细胞或组织胚胎干细胞任务二简述干细胞的应用活动2、分析下列材料，解释干细胞发挥的作用阿尔茨海默病(AD)是一种起病隐匿的进行性发展的神经系统退行性疾病,是老年痴呆的主要类型。AD其中一个病理改变是神经细胞外以β-淀粉样蛋白(Aβ)为主沉积形成老年斑(Sp)间充质干细胞可以在骨髓和脐带血中分离,在特定的条件下分化成神经细胞和胶质细胞等。研究人员将磷脂酰胆碱特异性磷脂酶C的特异性抑制剂D609诱导间充质干细胞分化为神经元样细胞,并将诱导后的细胞植入AD小鼠模型中,观察到移植后的小鼠β-淀粉样蛋白沉积减少和记忆力增强。干细胞的作用？用于治疗神经系统退行性和神经组织损伤疾病若某病人未保留脐带血，也无法从骨髓当中获得间充质干细胞，可以通过怎样的方式获取间充质干细胞呢？使用说明：该资料的参考文献在备注中，可适当进行删减或补充任务二简述干细胞的应用活动3、阅读教材46页以及图2-14，构建获得诱导多能干细胞的流程图取该病人的体细胞（如成纤维细胞）iPS细胞转入相关转化因子细胞发生转化所需细胞（例如神经细胞）转入相关物质细胞发生分化讨论：不违背伦理道德的前提下，应用iPS细胞进行医学治疗的优点？提示：①获取胚胎干细胞需从胚胎中获取，涉及伦理问题；iPS的诱导过程无须破坏胚胎。②iPS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，理论上可以避免免疫排斥反应任务三构建概念图动物细胞培养

动物细胞培养是指从动物体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后在适宜的培养条件下，让这些细胞生长和增殖的技术。

：无菌、无毒的环境、适宜的气体环境、适宜的温度、pH和渗透压

取组织制成细胞悬液→原代培养→传代培养

干细胞的培养及应用（如iPS的制备）概念：培养条件培养过程：应用：1.源于选择性必修3P44“？”：进行动物细胞培养时常用胰蛋白酶分散细胞，这说明细胞间的物质主要是什么成分？用胃蛋白酶行吗？提示：用胰蛋白酶分散细胞，说明细胞间的物质主要是蛋白质。

胃蛋白酶作用的适宜pH约为2，当pH大于6时，胃蛋白酶就会失去活性。多数动物细胞培养的适宜pH为7.2~7.4，胃蛋白酶在此环境中没有活性，所以用胃蛋白酶不行。教材拾遗1.（2024·浙江·高考真题）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B课堂训练解析：A.①加消化液的目的是使细胞与瓶壁分离，A正确；B.②加培养液，多次加培养液先洗去残留的消化酶，然后终止消化液的消化作用，并对细胞加以稀释，B错误；C.③分装时需调整到合适的细胞密度，因为若密度过大细胞直接仍存在接触抑制，C正确；D.动物细胞培养需要无菌无毒环境，因此整个过程需要在无菌、无毒条件下进行，D正确。故选B。2.（2023·辽宁·高考真题）大量悬浮培养产流感病毒的单克隆细胞，可用于流感疫苗的生产。下列叙述错误的是（

）A．悬浮培养单克隆细胞可有效避免接触抑制B．用于培养单克隆细胞的培养基通常需加血清C．当病毒达到一定数量时会影响细胞的增殖D．培养基pH不会影响单克隆细胞的病毒产量D课堂训练解析：A.悬浮培养单克隆细胞，可以保证足够的气体交换，通过振荡或转动装置使细胞始终处于分散悬浮于培养液内，可有效避免接触抑制，A正确；B.由于细胞的生长是比较复杂的过程，血清中含有一些必须的因子，用于培养单克隆细胞的培养基通常需加血清，B正确；C.病毒借助于细胞进行繁殖，利用了活细胞的物质、能量、酶等，当病毒达到一定数量时细胞的生命活动受到影响，会影响细胞的增殖，C正确；D.细胞的正常生命活动需要适宜的pH，培养基pH会影响细胞代谢，进而影响单克隆细胞的病毒产量，D错误。故选D。第2节

动物细胞工程

第2课时

动物细胞融合技术与单克隆抗体第十二单元细胞工程遵义市高中生物学2025届一轮复习课例目录任务二分析探讨单克隆抗体的应用任务三概述单克隆抗体的制备过程任务一阐明动物细胞融合的过程绘制概念图，构建本节内容框架任务四导入获得的这批克隆动物易感染某种病原体X，为了能够高效治疗此类疾病，可通过注射抗病原体X的抗体。为了快速获得大量抗X抗体，研究人员制备针对该病原体X的单克隆抗体。如何获得既能大量增殖，又能产生抗体的细胞呢？2021年湖南高考真题改编1.动物细胞融合技术的原理？2.动物细胞融合的常用方法？3.动物细胞融合技术的意义？4.动物细胞融合技术的常见应用？任务一阐明动物细胞融合的过程活动1、阅读教材48页，完成关于动物细胞融合技术的相关问题动物细胞融合技术：使两个或多个细胞结合形成一个细胞的技术。使用说明：通过问题串的方式引导学生回顾已学的“动物细胞培养的条件”的相关知识。所设置的问题来源于课本上的基础知识，学生可通过阅读教材提炼知识回答这些问题，同时在学案中有相关位置让学生进行填空，所以未在PPT上呈现答案。任务一阐明动物细胞融合的过程活动2、现有克隆动物A的骨髓瘤细胞、B淋巴细胞等实验材料，构建动物细胞融合的流程图（只考虑两两细胞融合）实际操作中如何①获得分泌特定抗X抗体的B淋巴细胞？

②如何筛选特定的杂交瘤细胞？取克隆动物A的骨髓瘤细胞取克隆动物A的B淋巴细胞骨髓瘤细胞+骨髓瘤细胞

融合细胞B淋巴细胞+B淋巴细胞

融合细胞骨髓瘤细胞+B淋巴细胞

融合细胞诱导融合使用说明：以“导入”中使用的题目背景为例，引导学生使用图文结合的方式强化动物细胞融合技术的操作过程。任务二概述单克隆抗体的制备过程活动1、阅读教材49页，思考并完成以下问题1.如何获得分泌特定抗体的B淋巴细胞？2.如何将筛选特定的杂交瘤细胞？3.如何进行第一次筛选，其目的是？4.如何进行第二次筛选，其目的是？5.如何获得大量特定的杂交瘤细胞？使用说明：通过问题串的方式引导学生回顾已学的“动物细胞培养的条件”的相关知识。所设置的问题来源于课本上的基础知识，学生可通过阅读教材提炼知识回答这些问题，同时在学案中有相关位置让学生进行填空，所以未在PPT上呈现答案。B淋巴细胞及同型融合细胞骨髓瘤细胞及同型融合细胞杂交瘤细胞任务二概述单克隆抗体的制备过程活动2、分析下列资料，阐明第一次筛选中使用特定培养基的原理：1.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。2.人淋巴细胞中有这两种DNA的合成途径，但不能分裂增殖。

3.鼠骨髓瘤细胞中只有D途径，没有S途径，但能不断分裂增殖。筛选出杂交瘤细胞方法？不能无限增殖，死亡不能无限增殖，死亡能无限增殖，生长培养基中加入氨基蝶呤任务二概述单克隆抗体的制备过程活动3、分析下列资料，阐明第二次筛选的原理：将经过第一次筛选之后的杂交瘤细胞进行培养并稀释之后，将培养液滴入96孔板的每个孔中，每一个孔中尽量只接种一个杂交瘤细胞。出现什么结果表明获得了能分泌特定抗体的杂交瘤细胞？抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞任务二概述单克隆抗体的制备过程活动4、参照教材49页的图2-16，用文字加箭头构建抗X单克隆抗体的制备过程B淋巴细胞B淋巴细胞注射抗原骨髓瘤细胞融合B-B细胞杂交瘤细胞瘤-瘤细胞选择性培养基

筛选1多种杂交瘤细胞符合要求的杂交瘤细胞抗原-抗体杂交法

筛选2克隆化体外培养小鼠腹腔内增殖单克隆抗体使用说明：以“导入”中使用的题目背景为例，引导学生使用图文结合的方式强化制备单克隆抗体技术的操作过程。任务三分析探讨单克隆抗体的应用活动1、结合教材50页的“思考·讨论”，分析下列资料探讨单克隆抗体的应用资料1.赤羽病病毒(AKV)是一种经过节肢动物传播的病毒，引起了牲畜不明原因的流产、早产、死产以及先天性关节弯曲、积水性无脑畸形等，2021年曾在我国东北出现赤羽病大面积流行，对畜牧业造成严重影响。N蛋白是赤羽病病毒的其中一种结构蛋白，通过制备针对N蛋白的单克隆抗体进行检测诊断，有利于及早进行治疗。单克隆抗体作为诊断试剂使用说明：选择该资料的原因是常在练习题中见到该情境，查阅文献获得详细信息，帮助学生理解。该资料的参考文献在备注中，也可以使用课本P50的资料1任务三分析探讨单克隆抗体的应用活动1、结合教材50页的“思考·讨论”，分析下列资料探讨单克隆抗体的应用资料2.抗体-药物偶联物（ADC）选择性杀伤肿瘤细胞，分析下图说明其机制。细胞凋亡①ADC被细胞吞噬②⑤ADC抗体药物接头单克隆抗体运载药物，治疗疾病使用说明：在学案上有相关位置让学生进行回答，可通过引导学生分析图，获得ADC的治疗机制。任务四构建概念图动物细胞融合概念原理诱导方法应用1.

源于选择性必修3P48“相关信息”：

灭活是指用物理或化学手段使病毒或细菌失去感染能力，但并不破坏它们的抗原结构。灭活病毒诱导细胞融合的原理是：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，使细胞互相凝聚，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。教材拾遗与生物学有关的职业细胞培养工程师1.（2020·北京·高考真题）人体感染新冠病毒后，机体会产生多种特异性抗体。我国科学家从康复者的浆细胞中克隆出针对病毒表面抗原的抗体基因相关序列，构建表达载体并在相应系统中表达，可制备出全人源单克隆抗体。以下表述错误的是（

）A．该单抗可直接用于新冠病毒的核酸检测B．在该单抗制备过程中利用了基因工程技术C．该单抗可与新冠病毒相应蛋白特异性结合D．可用抗原-抗体反应检测抗体基因表达产物A课堂训练解析：A.单抗检测病毒是否存在的原理是抗原―抗体杂交，检测病毒蛋白；直接检测新冠病毒核酸是分子杂交，检测是否含有病毒的核酸，所以抗体不能直接检测核酸，A错误；B.题意显示，我国科学家从康复者的浆细胞中克隆出针对病毒表面抗原的抗体基因相关序列，构建表达载体并在相应系统中表达，制备出全人源单克隆抗体。据此可推测，在该单抗制备过程中利用了基因工程技术，B正确；C.针对新冠病毒表面抗原制备出的单抗，可与新冠病毒相应蛋白特异性结合，C正确；D.抗体基因表达产物检测的方法是采用抗原―抗体杂交反应，若呈阳性，则说明已翻译出相应的蛋白质，D正确。2.（2023·北京·高考真题）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，有关制备过程的叙述不正确的是（）A．需要使用动物细胞培养技术B．需要制备用PTH免疫的小鼠C．利用抗原-抗体结合的原理筛选杂交瘤细胞D．筛选能分泌多种抗体的单个杂交瘤细胞D课堂训练解析：A.单克隆抗体制备过程中需要对骨髓瘤细胞等进行培养，即需要使用动物细胞培养技术，A正确；B.该操作的目的是制备单克隆抗体用于快速检测PTH，故应用PTH刺激小鼠，使其产生相应的B细胞，B正确；C.抗原与抗体的结合具有特异性，可利用抗原-抗体结合的原理筛选杂交瘤细胞，C正确；D.由于一种B细胞经分化形成浆细胞后通常只能产生一种抗体，故筛选出的单个杂交瘤细胞无法分泌多种抗体，D错误。第2节

动物细胞工程

第3课时

动物体细胞核移植技术和克隆动物第十二单元细胞工程遵义市高中生物学2025届一轮复习课例目录任务二概述体细胞核移植技术的应用前景以及存在的问题任务三阐明动物体细胞核移植的过程任务一阐明动物体细胞核移植的原理绘制概念图，构建本节内容框架任务四导入2021年湖南高考真题改编M基因编码的M蛋白在动物A的肝细胞中特异性表达。现设计实验，将外源DNA片段F插入M基因的特定位置，再通过核移植、胚胎培养和胚胎移植等技术获得M基因失活的转基因克隆动物A，流程如图所示。什么是核移植技术？任务一阐明动物体细胞核移植的原理活动1、阅读教材52-53，思考并回答下列问题动物体细胞核移植技术：是指将动物一个细胞的细胞核移入去核的卵母细胞中，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。1.动物体细胞核移植技术的理论基础(原理)是什么？2.克隆动物属于有性生殖还是无性繁殖？3.为什么体细胞核移植较胚胎细胞核移植更困难？4.在体细胞的细胞核移植到受体卵母细胞之前，为什么必须先去掉受体卵母细胞的核？使用说明：通过问题串的方式引导学生回顾已学的“动物细胞培养的条件”的相关知识。所设置的问题来源于课本上的基础知识，学生可通过阅读教材提炼知识回答这些问题，同时在学案中有相关位置让学生进行填空，所以未在PPT上呈现答案。任务一阐明动物体细胞核移植的原理活动2、阅读资料，思考为什么选取去核的卵母细胞作为受体细胞？资料：体细胞克隆的供体细胞是高度分化的体细胞，具有高度特异的DNA修饰和组蛋白修饰，以此来维持体细胞的细胞特性。由于克隆胚胎的发育依赖于体细胞的细胞核，所以当供体细胞核被放置到成熟的去核卵母细胞中时，供体细胞核必须经过重编程，抹去分化状态的细胞记忆，激活对早期胚胎发育具有重要作用的基因，如多能性基因、抑制与分化相关的基因，从而使得体细胞获得发育的全能性。而激活因子在MⅡ期的卵母细胞中含量较高。任务二阐明动物体细胞核移植的过程活动1、参照教材53页的图2-18，构建获取克隆动物A的过程采集动物A卵母细胞，在体外培养到MⅡ期从供体身上取成纤维细胞显微操作

去核对体细胞

进行培养去核的卵母细胞供体细胞电融合法将供体细胞注入去核的卵母细胞重构胚用物理或化学方法激活重构胚，使其完成

细胞分裂和发育早期胚胎将胚胎移入受体（代孕）母体内生出与供体A动物遗传物质基本相同的克隆动物A早期胚胎培养动物细胞培养胚胎移植动物细胞融合动物细胞核移植技术任务二阐明动物体细胞核移植的过程活动2、阅读教材53页，并结合构建的获取克隆动物A的流程图，思考并完成以下问题1.如何将供体细胞细胞核移植到去核的卵母细胞中？这种方式的优点是？2.你认为用上述体细胞核移植技术培育的克隆动物，是对体细胞供体动物进行了100%的复制吗？为什么？3.根据克隆动物A的产生过程，其有几个亲本？探究克隆动物A的性状表现与这几个亲本的关系并分析原因。使用说明：通过问题串的方式引导学生回顾已学的“动物细胞培养的条件”的相关知识。所设置的问题来源于课本上的基础知识，学生可通过阅读教材提炼知识回答这些问题，同时在学案中有相关位置让学生进行填空，所以未在PPT上呈现答案。体细胞核移植任务三概述体细胞核移植技术的应用前景以及存在的问题活动1、分析下列资料概述体细胞核移植技术的应用前景资料1.应用：畜牧生产——加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育。任务三概述体细胞核移植技术的应用前景以及存在的问题活动1、分析下列资料概述体细胞核移植技术的应用前景应用：医药卫生——①通过建立转基因体细胞系，再利用体细胞核移植技术培育的转基因克隆动物可以作为生物反应器，生产许多珍贵的医用蛋白；资料2.任务三概述体细胞核移植技术的应用前景以及存在的问题活动1、分析下列资料概述体细胞核移植技术的应用前景资料3.2013年，Tachibana等获得了第一例人的核移植胚胎干细胞。随后，更多的实验室相继报道获得了健康成年人、糖尿病及老年性黄斑变性病人体细胞来源的核移植胚胎干细胞。众所周知，核移植胚胎干细胞在人类中的研究能为组织和器官功能失调或受损的患者提供干细胞新来源。这种干细胞可以更新和替换损坏了的细胞或组织，可为上百万的患者减缓病情。应用：医药卫生——②治疗人类疾病，避免免疫排斥反应任务三概述体细胞核移植技术的应用前景以及存在的问题活动1、分析下列资料概述体细胞核移植技术的应用前景资料4.猪被认为是重要的哺乳动物模型，其在解剖、生理、器官大小、器官发育、营养代谢、基因表达、疾病发展过程等多方面与人类，是人类理想的疾病动物模型。2000年，第一批体细胞克隆猪的出生，预示着克隆技术可以用来生产与现存优质育种猪供体细胞基因相同的后代。应用：科研领域——①研究克隆动物可以使人类更深入地了解胚胎发育及衰老过程；②克隆一批遗传背景相同的动物，可以通过它们之间的对比来分析致病基因③克隆特定疾病模型的动物，还能为研究该疾病的致病机制和开发相应的药物提供帮助。任务三概述体细胞核移植技术的应用前景以及存在的问题活动1、分析下列资料概述体细胞核移植技术的应用前景资料5.我国科学家于2022年6月成功克隆北极狼应用：保护濒危物种，有望增加濒危物种的存活数量任务三概述体细胞核移植技术的应用前景以及存在的问题活动2、分析下列资料探讨体细胞核移植技术存在的问题资料1.经过研究发现克隆胚胎体内发育至出生效率低，例如猪的出生率大约在0.5%～1%左右。在克隆胚胎中，由滋养层细胞分化形成的胎盘经常存在异常状态，胎盘异常几乎是所有克隆哺乳动物的一个共有特征，例如胎盘增生、胎盘血管缺陷、脐带畸形等。此外，克隆动物的健康状况也存在一定的异常，包括肥胖、免疫及呼吸缺陷和早期死亡等。由于体细胞核移植技术受到卵母细胞、供体细胞的质量以及代孕母体等个体差异的影响，因此很难从统计学的数据分析上确定影响因素。任务三概述体细胞核移植技术的应用前景以及存