高考一轮复习人教版动物细胞工程教案

第4课动物细胞工程

----------核心概念•自查.务实必彳知识

【课标要求】

动物细胞工程包括细胞培养、核移植、细胞融合和干细胞的应用等

技术

【概念梳理】

一、动物细胞培养

1.概念脂从动物体中取出相关的组织将它分散成里金细胞，然后在适

宜的培养条件下，让这些细胞生长和增殖的技术。

2.原理:细胞增殖。

3.培养条件：

⑴营养:细胞在体外培养时，培养基中应含有细胞所需要的各种营养

物质。使用合成培养基时还需加入血清等一些天然成分。

(2)无菌、无毒的环境：

培养液和培养用具进行灭菌处理

＜在无菌环境下进行操作

定期更换培养液，以便清除代谢物

⑶温度、pH和渗透压:36.5±0.5℃;适宜的pH:二。

(4)气体环境：

I95%的空气:其中为细胞代设必需

i5%的CO?:以便维持培养液的pH

4.培养过程:

取动物组织块

物理法:期至

Y化学法:用胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理

配制细胞悬液

原代培养:具有贴壁生长和接触抑制的特点

(1)做法:用基叁亘邈处理后分瓶培养

传代।1吐50代左右时增殖缓慢,甚至停止

培养(2)特点部分细胞核型可.能发生改变.可.无限

II增殖

5.干细胞：

⑴干细胞来源:早期胚胎、骨髓和脐带血等多种组织和器官。

⑵分类:胚胎干细胞和成体干细胞。

二、动物细胞融合技术与单克隆抗体

1.动物细胞融合技术：

⑴概念:使两个或多个动物细胞结合形成二企细胞的技术。

(2)原理:细胞膜的流动性。

(3)融合方法:PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法等。

(4)意义:突破了有避交的局限，使远缘杂交成为可能也为制造里克

隆抗体开辟了新途径。

2.单克隆抗体:

⑴制备过程:

注射特定的

抗原蛋白

骨髓瘤B淋巴细胞

细胞◎杂交细胞——第1次筛选：

T筛选出杂交病细胞

牛)杂交瘤细胞

•・••筛选——第2次筛选：

(~K筛选出能分泌所需抗体

的杂交瘤细胞

体外培养/\注射到小鼠腹腔内

从细.庖培噫:从小鼠腹水中提取

养液中提泊~-1下/单克隆抗体

⑵用途:体外诊断试剂;治疗疾病。

三、动物体细胞核移植技术和克隆动物

1.概念:动物细胞核移植技术是将动物一个细胞的细胞核移入去睡

卵地胞中,并使重组细胞发育成新胚胎，继而发育成动物个体的技

术。分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植。

2.体细胞核移植过程：

供体一.细胞培养.供体细胞

体细胞、、细胞壬加虹

注

卵巢卵Mil期，去核去核卵

母细胞iJ,母细胞

茎邕胚胎金望一代孕母体生出与供体遗传物

质基本相同的个体

3.体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题:

应用范围具体内容

加速家畜遗传改良进程,

畜牧业

促进优良畜群繁育

保护濒危物种增加濒危物种的存活数量

应

转基因克隆动物可以作

用

医药卫生领域为生物反应器，生产医用

前

蛋白

景

转基因克隆动物的细

治疗人类疾病胞、组织和器官口」以作

为异种移植的供体

⑴体细胞核移植技术的成功率非常低；

存

(2)克隆动物存在健康问题，表现出遗假

在

和生理缺陷等;

问

⑶克隆动物食品的安全性问题存在争

题

议

【概念辨析】

1.判断下列有关动物细胞培养叙述的正误：

⑴制备肝细胞悬液时先用剪刀剪碎肝组织，再用胃蛋白酶处理。(X)

分析情蛋白酶的最适pH为强酸性,强酸性环境对肝细胞有伤害，应用

胰蛋白酶处理。

⑵肝细胞培养过程中通常在培养液中通入5%的CO2刺激细胞呼

吸。(x)

分析:动物细胞培养时加入5%的CCh的作用是维持培养液一定的

pHo

⑶动物细胞培养要定期更换培养液，其目的是便于清除代谢产物，防

止代谢产物积累对细胞自身造成伤害。N)

(4)培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞。(x)

分析油于接触抑制所以培养瓶壁上形成的是单层细胞。

⑸动物细胞培养技术的原理是动物细胞的全能性。(x)

分析:动物细胞培养技术的原理是细胞增殖。

2.判断下列有关动物细胞融合技术和单克隆抗体的正误：

(1)动物细胞融合过程中既有细胞膜融合也有核的融合。N)

⑵跟植物原生质体融合相比，动物细胞融合特有的诱导因素有聚乙二

醇、灭活的病毒。(X)

分析:动物细胞融合特有的诱导因素为灭活的病毒。

(3)动物细胞融合后的杂交细胞仍然是二倍体细胞。(x)

分析:若用来融合的动物细胞是二倍体细胞，那么融合后的细胞应是四

倍体细胞。

(4)单克隆抗体的制备首先要从小鼠体内提取B淋巴细胞。(x)

分析:从小鼠体内提取的应该是能产生特定抗体的B淋巴细胞。

⑸单克隆抗体被广泛用作诊断试剂。N)

3.判断下列有关动物体细胞核移植技术和克隆动物的正误：

⑴重构胚是指人工重新构建的胚胎，具有发育成为完整个体的能力。

⑵动物细胞核移植技术中普遍使用的去核方法是梯度离心法。（X）

分析:普遍使用的去核方法是显微操作法。也可采用梯度离心法、紫

外线短时间照射和化学物质处理等方法。

（3）动物细胞核移植的受体细胞必须是卵细胞。（x）

分析:动物细胞核移植的受体细胞应为处于MII期的卵母细胞。

（4）克隆动物的性状与供核动物完全相同。（x）

分析:克隆动物细胞质中的遗传物质来自卵母细胞，与供核细胞不完全

相同。

、关键能力•进阶"提升E东

考点一动物细胞培养

【典例精研引领】

为解决大面积烧伤病人的植皮难题，科学家研制出人造皮肤，研制过程

中需要将人的皮肤细胞置于培养瓶中进行培养。培养液配制除必需

的已知成分外，还必须加入天然成分,细胞方可正常生长和增殖。下列

相关叙述正确的是（）

①人的皮肤细胞培养前须用胰蛋白酶处理，使细胞分散开

②细胞培养过程中只需不断通入氧气,就能保证细胞正常生命活动

③培养液中加入的天然成分是血清，用于补充细胞生长和增殖所需的

物质

④经培养可得到由多层细胞构成的人造皮肤，能直接用于移植

A.①②B.①③C.②④D.③④

教师专用》I【名师授法解题】抓题眼练思维

关键能力理解能力、获取信息能力

题眼1:人的皮肤细胞置于培养瓶中进行培养

题眼信息

题眼2:培养液配制

考虑培养前的处理、培养条件以及动物细胞培养

解题思维

的特点

【解析】选B。人的皮肤细胞培养前须用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处

理，使细胞分散开,①正确包田胞培养过程中需要无菌无毒、一定的营

养、适宜的温度和pH、一定的气体环境，才能保证细胞正常生命活

动，②错误;培养液中加入的天然成分是血清，用于补充细胞生长和增

殖所需的物质，③正确;由于存在接触抑制，因此经培养可得到由单层

细胞构成的人造皮肤，④错误。

I【母题变式延伸】.核心素养新命题

（1）用胰蛋白酶将组织分散单个细胞旧的是什么?（科学思维:分析与综

合）

提示:一是能保证细胞所需要的营养供应;二是能保证细胞内有害代谢

产物的及时排出。

⑵如果动物细胞的培养条件适宜,动物细胞就会无限增殖吗?试解释

原因。（科学思维:归纳与概括）

提示:动物细胞一般传至10代就不易传下去了，至10代〜50代，增殖

会逐渐缓慢,甚至完全停止，只有少部分细胞获得不死性。

【知能素养提升】

1.细胞贴壁和接触抑制（科学思维:比较、归纳）：

⑴细胞贴壁:将细胞悬液放入培养瓶内置于适宜环境中培养悬液中

分散的细胞很快就贴附在瓶壁上称为细胞贴壁。

⑵接触抑制: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.原代培养和传代培养（科学思维:比较、归纳）：

区分两种“培养”的关键是看用胰蛋白酶处理的对象。

（1）第一次:用胰蛋白酶对剪碎的动物组织进行处理，使其分散成单个

细胞后进行培养,为原代培养。

⑵第二次:细胞培养过程中出现接触抑制，用胰蛋白酶使其从瓶壁上

脱离下来，然后，将其分散到多个培养瓶中继续培养,为传代培养。

【热点考向演练】

考向一结合动物细胞培养的条件，考查生命观念的结构与功能观

1.一般来说，动物细胞体外培养需要满足以下条件（）

①无毒的环境

②无菌的环境

③合成培养基需加血清

④温度与动物体温相近

⑤需要。2,不需要CO2

⑥CO2维持培养液的pH

A.①②③④⑤⑥B.①②③④

C.①③④⑤⑥D.①②③④⑥

【解析】选D。动物细胞体外培养要求环境无菌、无毒，合成培养基

中需加血清等一些天然成分，适宜的温度、pH分别为

36.5±0.5℃、~。Ch是细胞代谢所必需的,CO2可维持培养液的

pH。

2.如图是某动物细胞培养时上吾养液中活细胞和死亡细胞密度统计结

果。相关叙述错误的是（）

A.实验中要控制胰蛋白酶溶液浓度和处理时间以免损伤细胞

B.培养液中应适当加入青霉素、链霉素，以避免杂菌污染

C.曲线be段产生的主要原因是培养液中营养物质不足及有害代谢产

物积累等

D.培养第6天时，新产生的细胞数等于死亡细胞数

【解析】选D。实验中要控制胰蛋白酶溶液浓度和处理时间,以免损

伤细胞,A正确;培养液中应适当加入青霉素、链霉素，以避免杂菌污

染,B正确;曲线be段表示活细胞密度减少而死细胞密度增加，产生的

主要原因是培养液中营养物质不足及有害代谢产物积累等,C正确;培

养第6天时,活细胞数等于死亡细胞数,D错误。

考向二围绕动物细胞培养过程，考查科学思维能力

3.（2021.范泽模拟）荷兰某研究所利用蛇干细胞培养出可分泌毒液的

蛇毒腺微型组织，让毒素的获取途径更加安全和简单。下列叙述正确

的是（）

A.培养蛇干细胞时02的作用是维持培养液pH的稳定

B.蛇毒腺微型组织基因的表达与蛇干细胞不完全相同

C.利用蛇干细胞的大量增殖即可获得大量分泌毒液的细胞

D.培养蛇毒腺微型组织与哺乳动物细胞培养的条件完全相同

【解析】选B。培养蛇干细胞时CO2的作用是维持培养液pH的稳

定,A错误;不同细胞中基因的表达情况不同，因此蛇毒腺微型组织基

因的表达与蛇干细胞不完全相同,B正确;分泌毒液的细胞是蛇干细胞

分化形成的,C错误;由于不同细胞的结构和功能不同,因此培养蛇毒

腺微型组织与哺乳动物细胞培养的条件不完全相同,D错误。

4.（2021.盐城模拟）下列有关动物细胞培养和植物组织培养的叙述，错

误的是（）

A.动物细胞培养和植物组织培养所用培养基中的成分不同

B.动物细胞培养和植物组织培养过程中都要用到胰蛋白酶

C动物细胞培养可用于检测有毒物质，茎尖组织培养可获得脱毒植株

D.烟草叶片离体培养能产生新个体，小鼠杂交瘤细胞培养能得到细胞

代谢产物

【解析】选B。动物细胞培养和植物组织培养所用培养基不同，动物

细胞培养采用的是液体培养基、植物组织培养采用的是固体培养

基,A正确;动物细胞培养需要用胰蛋白酶处理，但植物组织培养过程

不需要胰蛋白酶处理,B错误;动物细胞培养可用于检测有毒物质，茎

尖组织培养可获得脱毒植株,C正确;烟草叶片离体培养能产生新的植

物个体，而对小鼠杂交瘤细胞培养能得到所需要的细胞代谢产物,D正

确。

飙就委【知识Q结】植物幺日组信美和动物细胞培美的“靖

比较项目植物组织培养动物细胞培养

原理细胞的全能性细胞增殖

培养基性质固体培养基液体培养基

营养物质（蔗糖）、植物激营养物质（葡萄糖）、

培养基成分

招动物血清等

培养结果植物体细胞株、细胞系

培养目的快速繁殖、培各脱毒苗等获得细胞或细胞产物

分散处理无有

脱分化有无

考向三围绕干细胞培养，考查科学思维能力

5.（2021.福州模拟）下列有关胚胎干细胞的叙述，正确的是（）

A.胚胎干细胞具有发育的全能性，体外培养可发育成新个体

B.胚胎干细胞虽然可以在体外被诱导分化成不同类型的组织细胞，但

是无法为细胞分化和细胞凋亡的机理研究提供有效手段

C胚胎干细胞可以在饲养层细胞上维持不分化的状态

D.通过胚胎干细胞核移植,可以培育出与细胞核供体完全相同的复制

品

【解析】选C。胚胎干细胞具有发育的全能性,但由于条件的限制而

不能发育成新个体,只能诱导分化成组织器官,A错误;胚胎干细胞可

以在体外被诱导分化成不同类型的组织细胞，从而为细胞分化和细胞

凋亡的机理研究提供有效手段,B错误;胚胎干细胞在饲养层细胞上或

添加抑制因子的培养液中，能够维持不分化的状态,C正确;通过胚胎

干细胞核移植，可以培育出大部分遗传物质与细胞核供体相同的个体,

但还有少部分遗传物质来自受体细胞的细胞质,D错误。

教师专用司【知识总结】胚胎干细胞和成体干细胞比较

名称胚胎干细胞成体干细胞

具有组织特异性,只能分

具有形成机体的任何

化成特定的细胞或组织,

特点组织或器官甚至形成

不具有发育成完整个体

完整个体的潜能

能力

早期胚胎、骨髓和脐成体组织或器官内的干

来源

带血等细胞

造血干细胞、神经干

举例ES细胞

细胞

用于病人的器官移植造血干细胞移植是治疗

应用

等血液系统疾病、遗传性

血液病等的有效手段;通

过神经干细胞治疗神经

组织损伤和神经系统退

行性疾病

蜀【加固训练拔高】

1.下列关于动物细胞培养的叙述中，正确的是（）

A.动物细胞培养的目的就是获得分泌蛋白

B.动物细胞培养前要用胰蛋白酶处理使细胞分散开

C动物细胞培养通常不会出现接触抑制现象

D.可以通过细胞培养技术获得完整的动物个体

【解析】选B。动物细胞培养的目的主要是利用有丝分裂的原理，获

得大量具有相同遗传特性的细胞,A错误;通常培养前要将动物组织用

胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理,使其分散开,B正确;分散的细胞在培养

瓶中很快就贴附在瓶壁上生长，当生长到细胞间表面相互接触时，细胞

就会停止分裂增殖，即出现接触抑制现象,C错误;通过细胞培养技术

只能获得大量的细胞或细胞产物，而不能获得完整的动物个体,D错

误。

2.（202L德州模拟）如图为肾脏上皮细胞培养过程示意图，下列叙述不

正确的是（）

甲乙丙T

A.甲一乙过程需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理

B.丙过程指细胞在添加血清的合成培养基中原代培养

C.丙和丁过程均会出现细胞贴壁和接触抑制现象

D.丁过程是传代培养的细胞，不能保持二倍体核型

【解析】选D。甲（剪碎肾脏组织块）一乙（制成细胞悬液）过程需要用

胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理，分散成单个细胞,A正确;丙过程指细胞

在添加血清的合成培养基中原代培养,B正确;丙（原代培养）过程和丁

（传代培养）过程均会出现细胞贴壁和接触抑制现象,C正确;丁过程是

传代培养过程，该过程少部分细胞遗传物质可能发生了变化，大部分能

保持二倍体核型,D错误。

考点二动物细胞融合技术与单克隆抗体

【典例精研引领】

（2021.济宁模拟）为了解决杂交瘤细胞在传代培养中出现来自B细胞

染色体丢失的问题,研究者在单克隆抗体的制备过程中增加了一个步

骤，如图所示。除了抗原刺激之外，用EBV（一种病毒颗粒）感染动物B

细胞，使其染色体