2019屆高考生物一輪復習現代生物科技專題第3課動物細胞工程課件新人教版.pptx

1、第3課 動物細胞工程,考點一動物細胞培養(yǎng)和核移植技術 【必備知識回顧】 1.動物細胞培養(yǎng)動物細胞工程技術的基礎： (1)原理：_。,細胞增殖,(2)過程：,胰蛋白酶,細胞懸液,原代培養(yǎng),胰蛋白酶,傳代培養(yǎng),(3)培養(yǎng)條件。 無菌、無毒的環(huán)境： a.對培養(yǎng)液和所有培養(yǎng)用具進行_處理； b.添加_，以防_； c.定期更換_，以清除代謝產物，防止_ _對細胞自身造成危害。,無菌,抗生素,培養(yǎng)過程中的污染,培養(yǎng)液,細胞代謝,產物積累,營養(yǎng)：除正常的有機和無機營養(yǎng)外，需加入_ _等一些天然成分。 適宜的溫度和pH：溫度為_(哺乳動物)， pH為_。 氣體環(huán)境：含95%空氣加5%CO2的混合氣體，其中后

2、者的作用是_。,血清、,血漿,36.50.5,7.27.4,維持培養(yǎng)液的pH,(4)應用：生物制品的生產、檢測_、醫(yī)學 研究。,有毒物質,2.動物體細胞核移植技術和克隆動物： (1)原理：_。 (2)動物體細胞核移植技術的過程：,動物體細胞核具有全能性,細胞培養(yǎng),重組細胞,去核,供體,(3)結果：獲得與供體_基本相同的個體。 (4)應用。 加速家畜_進程，促進優(yōu)良畜群繁育。 保護_。 生產醫(yī)用蛋白。,遺傳物質,遺傳改良,瀕危物種,作為異種移植的供體。 用于組織器官的移植。 (5)存在問題：_、克隆動物存在健康問題、 動物食品的安全性問題等。,成功率低,【特別提醒】 動物細胞培養(yǎng)和核移植時注意的

3、五個問題 (1)在分散細胞時，需用胰蛋白酶分散細胞，不能用胃蛋白酶，因為胃蛋白酶作用的適宜pH約為1.8，胰蛋白酶作用的適宜pH為7.27.8，而多數動物細胞培養(yǎng)的適宜pH為7.27.4。,(2)取供體動物的體細胞培養(yǎng)，一般選用10代以內的細胞，因為10代以內的細胞一般能保持正常的二倍體核型，保證了供體細胞正常的遺傳基礎。 (3)克隆動物是由重組的細胞經培養(yǎng)而來的，該重組細胞的細胞質基因來源于受體細胞，細胞核基因來源于提供細胞核的親本，其遺傳物質來自兩個親本。,(4)克隆動物絕大部分性狀與供體動物相同，少數性狀與提供卵母細胞的動物相同，與代孕動物的性狀無遺傳關系。 (5)從生殖方式的角度看，動

4、物體細胞核移植技術(克隆)屬無性生殖，重組細胞相當于受精卵，需要動物細胞培養(yǎng)和胚胎工程技術的支持。,【核心素養(yǎng)提升】 【典例示范】 (2016全國卷)下圖表示通過核移植等技術獲得某種克隆哺乳動物(二倍體)的流程。,回答下列問題： (1)圖中A表示正常細胞核，染色體數為2n，則其性染色體的組成可為_。過程表示去除細胞核，該過程一般要在卵母細胞培養(yǎng)至適當時期再進行，去核時常采用_的方法。代表的過程是_。,(2)經過多次傳代后，供體細胞中_的穩(wěn)定性會降低。因此，選材時必須關注傳代次數。 (3)若獲得的克隆動物與供體動物性狀不完全相同，從遺傳物質的角度分析其原因是_。,(4)與克隆羊“多莉(利)”培育

5、成功一樣，其他克隆動物的成功獲得也證明了_。,【素養(yǎng)解讀】本題主要考查的核心素養(yǎng)是科學思維，具體表現在兩個角度：,【解析】(1)流程圖中沒有說明該哺乳動物的供體是雄 性還是雌性，故性染色體組成有XX或XY兩種可能。 過程表示去核過程，通常做法是將培養(yǎng)至M期的卵母 細胞利用顯微操作法去除細胞核。重組細胞在體外培 養(yǎng)至囊胚或桑椹胚時，需通過胚胎移植轉入代孕母體 內繼續(xù)發(fā)育。,(2)傳代培養(yǎng)的細胞一般傳至10代后就不易培養(yǎng)下去了，在傳到1050代左右時，細胞增殖就會逐漸緩慢，以至于完全停止，這時部分細胞的核型(遺傳物質)會發(fā)生變化。故選擇細胞時一般選用10代以內的細胞，以保證正常的二倍體核型(遺傳物

6、質)。,(3)動物性狀的表現是細胞核基因和細胞質基因共同作用的結果，克隆動物的細胞核基因全部來自供體，而細胞質基因則來自卵母細胞，所以克隆動物與供體動物的性狀會有所差異。 (4)克隆動物的成功培育說明了動物高度分化的體細胞的細胞核仍具有全能性。,答案：(1)XX或XY顯微操作胚胎移植 (2)遺傳物質 (3)卵母細胞的細胞質中的遺傳物質會對克隆動物的性狀產生影響 (4)動物已分化的體細胞的細胞核具有全能性,【母題變式】 變式1生物體染色體的組成 供體(二倍體)含有16條染色體，若為雌性則其染色 體的形態(tài)應有_種；若為雄性則其染色體的形態(tài)應 有_種。,8,9,變式2遺傳物質的來源 重組細胞的核遺傳

7、物質來源于供體體細胞，而重組細 胞的遺傳物質來源于供體體細胞和_細胞的 細胞質。,去核的卵母,【高考角度全練】 角度一動物細胞培養(yǎng)過程 1.(2018武漢模擬)如圖為動物細胞培養(yǎng)的基本過程示意圖。,請回答： (1)容器A中放置的一般是幼齡動物的器官或組織，原因是其細胞_，易于培養(yǎng)。培養(yǎng)時先要剪碎，然后用_分散細胞，制成B瓶中的細胞懸液。將細胞懸液轉入C瓶中進行的初次培養(yǎng)稱為_。,(2)細胞正常培養(yǎng)了一段時間后，發(fā)現細胞絕大部分死亡，只有極少數細胞存活，這是因為存活的細胞發(fā)生了_，可無限增殖。目前使用的或冷凍保存的正常細胞通常為_代以內的細胞，以保持細胞正常的_核型。,(3)C、D瓶中的培養(yǎng)液為

8、保證無菌、無毒的環(huán)境，需要添加一定量的_。培養(yǎng)過程中還需要提供O2和CO2等氣體環(huán)境，CO2的作用主要是_。,(4)動物細胞體外培養(yǎng)時，通常要在培養(yǎng)基中補充一定濃度的某些物質。如圖是血清對正常細胞和癌細胞培養(yǎng)影響的實驗結果。據圖可知，培養(yǎng)_細胞一定要添加血清。,【解析】(1)動物細胞培養(yǎng)的過程：取動物組織塊(或 動物胚胎或幼齡動物的器官)剪碎用胰蛋白酶或膠 原蛋白酶處理分散成單個細胞制成細胞懸液轉入 培養(yǎng)瓶中進行原代培養(yǎng)貼滿瓶壁的細胞重新用胰蛋 白酶或膠原蛋白酶處理分散成單個細胞繼續(xù)傳代培養(yǎng)。,(4)據圖可知，培養(yǎng)癌細胞時有無血清影響不大，而培養(yǎng)正常細胞時，有血清時的細胞數遠大于無血清時的細胞

9、數，故培養(yǎng)正常細胞必須要添加血清。,答案：(1)分裂能力強胰蛋白酶(或膠原蛋白酶) 原代培養(yǎng)(2)基因突變10二倍體 (3)抗生素維持培養(yǎng)液的pH(4)正常,角度二細胞核移植技術 2.(2018濰坊模擬)下面是利用現代生物工程技術治療遺傳性糖尿病(基因缺陷導致胰島B細胞不能正常合成胰島素)的過程設計圖解，請據圖回答下列問題：,(1)圖中所示的結構分別是_、_。 (2)圖中所示的生物工程技術分別是_、_，此外圖示過程還應用的工程技術有_(只需寫一種)。,(3)過程通常用去核卵母細胞作受體細胞的原因除了它體積大、易操作外，還因為_ _。 (4)過程通常用作受體細胞的原因是這些細胞沒有分化，具有_，

10、可以定向誘導分化成各類細胞、組織和器官。,(5)過程的完成需要用到的基因操作工具有_。 (6)圖示方法與一般的異體移植相比最大的優(yōu)點是_ _。,【解析】(1)圖中依次為細胞核、內細胞團、核移植技術、轉基因技術。 (2)圖中涉及的技術包括核移植技術、早期胚胎培養(yǎng)(動物細胞培養(yǎng))、轉基因技術、胚胎干細胞移植等。,(3)用去核卵母細胞作受體細胞的原因除了它體積大、易操作外，還因為其營養(yǎng)物質豐富且含有促進細胞核全能性表達的物質。 (4)囊胚的內細胞團細胞和受精卵一樣具有全能性，常用作基因工程的受體細胞。 (5)基因工程需要用到的工具包括限制酶、DNA連接酶和載體。,(6)圖示方法是用患者的體細胞進行克

11、隆，然后導入健康基因，與異體移植相比，一般不會發(fā)生免疫排斥反應。,答案：(1)細胞核內細胞團 (2)核移植技術轉基因技術細胞培養(yǎng)(早期胚胎培養(yǎng)、胚胎干細胞移植、顯微操作技術等) (3)營養(yǎng)物質豐富且含有促進細胞核全能性表達的物質 (4)全能性(5)限制酶、DNA連接酶和載體 (6)一般不會發(fā)生免疫排斥反應,【加固訓練】 1.動物器官的體外培養(yǎng)技術對于研究器官的生理、病理過程及其機制意義重大。下圖是一個新生小鼠的肝臟小塊培養(yǎng)裝置示意圖，請回答下列問題。,(1)肝臟切成小薄片，這有利于肝臟細胞_ _。 (2)培養(yǎng)液中的葡萄糖和氨基酸的主要作用分別是_、_。 (3)氣室中充入O2的主要作用是_。,(

12、4)培養(yǎng)液中添加抗生素，能否抑制病毒的侵染？ _。,(5)有機物X有毒性，可誘發(fā)染色體斷裂。利用上圖所示裝置和提供的下列材料用具，探究肝臟小塊對有機物X是否具有解毒作用。 材料用具：肝臟小塊，外周血淋巴細胞，淋巴細胞培養(yǎng)液，植物凝集素(刺激淋巴細胞分裂)；顯微鏡，載玻片，蓋玻片，玻璃皿，滴管；吉姆薩染液(使染色體著色)，有機物X溶液等。,實驗過程： 在淋巴細胞培養(yǎng)液中加入植物凝集素培養(yǎng)淋巴細胞，取4等份，備用。 利用甲、乙、丙、丁4組上圖所示裝置，按下表步驟操作(“”表示已完成的步驟)。,上表中還需進行的操作是_。 培養(yǎng)一段時間后，取4組裝置中的等量培養(yǎng)液，分別添加到4份備用的淋巴細胞培養(yǎng)液中

13、繼續(xù)培養(yǎng)。,一段時間后取淋巴細胞分別染色、制片。在顯微鏡下觀察_，并對比分析。若丙組淋巴細胞出現異常，而甲組的淋巴細胞正常，則說明_ _。,【解析】本題考查動物細胞培養(yǎng)的相關知識。 (1)把肝臟切成小薄片，有利于肝臟細胞的呼吸代謝，即吸收氧氣和營養(yǎng)物質、排出代謝廢物。 (2)培養(yǎng)液中葡萄糖的主要作用是作為細胞的能源物質，氨基酸的主要作用是參與細胞中蛋白質的合成。,(3)氣室中充入O2的主要作用是滿足細胞有氧呼吸的需要。 (4)抗生素能抑制細菌生長，但不能抑制病毒侵染。,(5)向乙(或丁)組裝置中放置肝臟小塊作為對照實驗；有機物X有毒性，可誘發(fā)染色體斷裂，所以要觀察淋巴細胞的染色體形態(tài)和數量是否

14、發(fā)生變化。甲組添加肝臟小塊，淋巴細胞染色體正常，丙組沒有添加肝臟小塊，出現染色體異常，說明肝臟小塊對有機物X具有解毒作用。,答案：(1)吸收氧氣和營養(yǎng)物質、排出代謝廢物 (2)作為細胞的能源物質參與細胞中蛋白質的合成 (3)滿足細胞有氧呼吸的需要(4)不能 (5)向乙(或丁)組裝置中放置肝臟小塊 染色體形態(tài)和數量肝臟小塊對有機物X具有解毒作用,2.(2018濟南模擬)回答下列有關動物細胞培養(yǎng)的問題： (1)在動物細胞培養(yǎng)過程中，當貼壁細胞分裂生長到細胞表面_時，細胞會停止分裂增殖，這種現象稱為細胞的_。此時，瓶壁上形成的細胞是_層的。要使貼壁的細胞從瓶壁上分離下來，需要用酶處理，可用的酶是_。

15、,(2)隨著細胞傳代次數的增多，絕大部分細胞分裂停止，進而出現_現象；但極少數細胞可以連續(xù)增殖，其中有些細胞會因遺傳物質發(fā)生改變而變成_細胞，該種細胞的黏著性_，細胞膜表面糖蛋白的量_。,(3)現用某種大分子染料對細胞進行染色時，觀察到死細胞被染色，而活細胞不被染色，原因是_ _。,(4)檢查某種有毒物質是否能改變細胞染色體的數目，最好選用分裂_期的細胞在顯微鏡下進行觀察。 (5)在細胞培養(yǎng)過程中，通常在_條件下保存細胞。因為在這種條件下，細胞中_的活性降低，細胞_的速率降低。,(6)給患者移植經細胞培養(yǎng)形成的皮膚組織后，發(fā)生 了排斥現象，這是因為機體把移植的皮膚組織當作 _進行攻擊。,【解析

16、】(1)在動物細胞培養(yǎng)過程中，細胞會表現出接觸抑制現象，此時瓶壁上是單層細胞。用胰蛋白酶可以使貼壁細胞從瓶壁上分離下來。 (2)隨著細胞傳代培養(yǎng)代數的增多，絕大部分細胞分裂停止，進而出現衰老甚至死亡的現象，但有些細胞會因遺傳物質改變而獲得不死性，等同于癌細胞，細胞表面糖蛋白減少，細胞之間的黏著性降低。,(3)由于活細胞的細胞膜具有選擇透過性，大分子染料不能進入活細胞內，而死細胞的細胞膜喪失選擇透過性，大分子染料能夠進入死細胞內而使其著色。 (4)由于中期染色體形態(tài)固定、數目清晰，因此檢測有毒物質是否能改變細胞染色體數目，最好選用分裂中期的細胞在顯微鏡下進行觀察。,(5)由于在冷凍、超低溫或液氮

17、環(huán)境下，細胞中酶的活性降低，細胞新陳代謝的速率降低，因此通常在此條件下保存細胞。 (6)皮膚移植后，機體把移植的皮膚組織當作抗原進行攻擊，發(fā)生排斥現象。,答案：(1)相互接觸接觸抑制單(或一) 胰蛋白酶(2)衰老甚至死亡不死性降低 減少(3)活細胞的細胞膜具有選擇透過性，大分子染料不能進入活細胞內(或死細胞的細胞膜喪失了選擇透過性，大分子染料能夠進入死細胞內而使其著色) (4)中(5)冷凍(或超低溫、液氮)酶新陳代謝 (6)抗原,【延伸探究】 (1)要使貼壁細胞從瓶壁上分離下來，能否使用胃蛋白酶？為什么？ 提示：不能。胃蛋白酶適于在較強的酸性條件下發(fā)揮作用，而較強的酸性條件會對貼壁細胞造成傷害

18、。,(2)細胞培養(yǎng)過程中的極少數細胞遺傳物質發(fā)生改變，變成“不死”的細胞，與正常細胞相比，這些“不死”的細胞具有什么特點？ 提示：失去貼壁生長、接觸抑制的特點。,【易錯提醒】動物細胞培養(yǎng)中兩次使用胰蛋白酶的作用不同 第一次用胰蛋白酶處理是使剪碎的組織分散成單個細胞；第二次用胰蛋白酶處理是使貼壁細胞從瓶壁上脫落下來。,考點二動物細胞融合與單克隆抗體的制備 【必備知識回顧】 1.動物細胞融合： (1)含義：在一定的條件下將_動物細胞結合 形成一個細胞的過程。,兩個或多個,(2)誘導動物細胞融合的方法： 物理法離心、振動、電激等； 化學法_； 生物法_。,聚乙二醇,滅活的病毒,2.單克隆抗體制備：

19、(1)單克隆抗體制備過程：,雜交瘤細胞,能產生待定,抗體的雜交瘤細胞,專一抗體,培養(yǎng)液,小鼠腹水,(2)單克隆抗體的優(yōu)點：_、靈敏度高、可大 量制備。 (3)單克隆抗體的應用：作為_；制成“生物 導彈”；用于治療疾病和_。,特異性強,診斷試劑,運載藥物,【特別提醒】 單克隆抗體制備過程的關鍵分析 (1)對動物免疫的原因：B淋巴細胞要經過免疫過程，即接觸抗原，增殖分化為有特異性免疫功能的B淋巴細胞，才能產生相應的抗體，所以與骨髓瘤細胞融合的B淋巴細胞實際上是漿細胞。,(2)雜交瘤細胞具備雙親的遺傳物質，不僅具有漿細胞產生特異性抗體的能力，還具有骨髓瘤細胞在體外培養(yǎng)條件下大量增殖的能力，可以克服單

20、純B淋巴細胞不能無限增殖的缺點，而大量生產單克隆抗體。,【核心素養(yǎng)提升】 【典例示范】 (2014全國卷)某研究者用抗原(A)分別免疫3只同 種小鼠(X、Y和Z)，每只小鼠免疫5次，每次免疫1周后 測定各小鼠血清抗體的效價(能檢測出抗原抗體反應的 血清最大稀釋倍數)，結果如圖所示。若要制備雜交瘤,細胞，需取免疫后小鼠的B淋巴細胞(染色體數目40條)，并將該細胞與體外培養(yǎng)的小鼠骨髓瘤細胞(染色體數目60條)按一定比例加入試管中，再加入聚乙二醇誘導細胞融合，經篩選培養(yǎng)及抗體檢測，得到不斷分泌抗A抗體的雜交瘤細胞。,回答下列問題： (1)制備融合所需的B淋巴細胞時，所用免疫小鼠的血清抗體效價需達到1

21、6 000以上，則小鼠最少需要經過_次免疫后才能有符合要求的。達到要求后的X、Y、Z這3只免疫小鼠中，最適合用于制備B淋巴細胞的是_小鼠，理由是_。,(2)細胞融合實驗完成后，融合體系中除含有未融合的細胞和雜交瘤細胞外，可能還有_ _，體系中出現多種類型細胞的原因是_ _。,(3)雜交瘤細胞中有_個細胞核，染色體數目最多是_條。 (4)未融合的B淋巴細胞經多次傳代培養(yǎng)后都不能存活，原因是_。,【素養(yǎng)解讀】本題主要考查的核心素養(yǎng)是科學思維和科學探究，具體表現在兩個角度：,【解析】本題考查制備單克隆抗體的相關知識。 (1)據圖中數據分析，第四次注射后Y、Z小鼠的血清抗體效價均達到16 000以上，

22、免疫后小鼠Y的血清抗體效價最高，最適用于制備單克隆抗體。 (2)B淋巴細胞與骨髓瘤細胞混合在一起時，可能發(fā)生B淋巴細胞之間的融合、骨髓瘤細胞之間的融合及B淋巴細胞與骨髓瘤細胞的融合，故體系中會出現多種類型的細胞。,(3)雜交瘤細胞形成后，小鼠的B淋巴細胞核與骨髓瘤細胞核會融合形成1個細胞核，1個細胞核中染色體數目最多可達100條。 (4)未融合的B淋巴細胞經多次傳代培養(yǎng)后，仍然不是能惡性增殖的細胞，分裂次數是有限的。,答案：(1)四YY小鼠的抗體效價最高 (2)B淋巴細胞相互融合形成的細胞、骨髓瘤細胞相互融合形成的細胞細胞融合是隨機的，沒有特異性且融合率達不到100% (3)1100 (4)不

23、能無限增殖,【母題變式】 變式1動物細胞融合 在將小鼠的B淋巴細胞和小鼠骨髓瘤細胞進行融合時，若只考慮細胞的兩兩融合，則細胞融合后有哪些類型？,提示：小鼠的B淋巴細胞和小鼠的B淋巴細胞的融合細胞、小鼠骨髓瘤細胞和小鼠骨髓瘤細胞的融合細胞、小鼠的B淋巴細胞和小鼠骨髓瘤細胞的融合細胞。,變式2單克隆抗體的制備 單克隆抗體制備過程中最終篩選得到的雜交瘤細胞 具有_的特點。,無限增殖和產生特定抗體,【高考角度全練】 1.如圖為動物細胞融合示意圖，請據圖回答下列問題：,(1)圖中仙臺病毒的作用是_。 (2)若僅考慮兩兩融合，則A細胞和B細胞融合后共有_三種類型。 (3)由雜種細胞形成無性系1、2、3的方

24、法，可以稱為_。 (4)此項技術最重要的應用是_。,【解析】(1)誘導細胞融合需要有促融劑，如聚乙二醇、仙臺病毒等。(2)若僅考慮兩兩融合，則A細胞和B細胞融合后共有AA、AB、BB三種類型。(3)無性繁殖可以稱之為克隆。(4)細胞融合技術最重要的應用是制備單克隆抗體。,答案：(1)促進細胞融合(作為促融劑) (2)AA、AB、BB(3)克隆(4)制備單克隆抗體,2.(2018長春模擬)如圖是單克隆抗體制備流程階段示意圖。請根據示意圖回答下列問題：,(1)單克隆抗體制備是_技術中最重要的用途。將特定的抗原注入小鼠體內，其目的是使小鼠產生_細胞。 (2)單克隆抗體的化學本質是_；合成與分泌單克隆

25、抗體涉及的細胞器是_、_、_、_。,(3)骨髓瘤細胞與某些淋巴細胞混合在一起，細胞融合完成后，在培養(yǎng)基中有_種兩兩融合的細胞，融合的方法除了電激外，還可以用化學誘導劑_或滅活的_處理。,【解析】(1)單克隆抗體制備是動物細胞融合技術中最 重要的用途。將特定的抗原注入小鼠體內，其目的是 使小鼠產生漿細胞。(2)單克隆抗體的化學本質是蛋白 質，屬于分泌蛋白，合成與分泌單克隆抗體涉及的細 胞器有核糖體、內質網、高爾基體、線粒體。(3)骨髓 瘤細胞與某些淋巴細胞混合在一起，細胞融合完成,后，在培養(yǎng)基中有三種兩兩融合的細胞，分別是瘤瘤細胞，BB細胞，瘤B細胞。動物細胞融合的方法除了電激外，還可以用化學誘

26、導劑聚乙二醇(PEG)或滅活的病毒處理。,答案：(1)動物細胞融合漿 (2)球蛋白(或蛋白質)核糖體內質網高爾基體 線粒體(3)三聚乙二醇病毒,3.(2018武漢模擬)如圖是某實驗室做的通過動物纖維母細胞等獲得單克隆抗體的實驗研究。據圖回答相關問題：,(1)X、Y、Z細胞的名稱分別是_、_、_。 (2)過程類似于植物組織培養(yǎng)技術中的_過程。與纖維母細胞相比，誘導干細胞的全能性較_。,(3)過程中需用到的化學誘導劑是_。 (4)處需要篩選，其目的是_ _。 (5)用含32P標記的脫氧核苷酸的培養(yǎng)基培養(yǎng)Z細胞，細胞質中能測到32P的細胞器是_。,【解析】(1)X、Y、Z細胞的名稱分別是骨髓瘤細胞、 抗原刺激過的B淋巴細胞(或漿細胞)、雜交瘤細胞。 (2)過程是將甲小鼠的纖維母細胞誘導成誘導干細 胞，相當于植物組織培養(yǎng)技術中的脫分化過程。與纖 維母細胞相比，誘導干細胞的全能性較高。(3)誘導動 物細胞融合，需用到的化學誘導劑是聚乙二醇。(4)將,Z細胞進行選擇培養(yǎng)，才能篩選出能產生特異性抗體的