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1、2.2动物细胞工程,一、动物细胞培养动物细胞工程技术的基础 1.动物细胞的培养过程,2.培养条件 (1)无菌、无毒的环境:对_和所有培养用具进行无菌处 理,添加_,定期更换培养液以清除_。 (2)营养:除正常的有机和无机营养外,加入_等一些 天然成分。 (3)适宜的温度和pH:温度为_(哺乳动物),pH为 _。 (4)气体环境:含95%空气加_的混合气体,其中后者的作用 是_。 3.应用 生物制品的生产、检测_、医学研究。,培养液,抗生素,代谢产物,血清、血浆,36.50.5,7.27.4,5%CO2,维持培养液的pH,有毒物质,二、动物体细胞核移植技术和克隆动物 1.动物体细胞核移植技术的过
2、程,胚胎移植,细胞培养,去核,重组细胞,供体,2.原理:_ 3.结果:_ 4.应用 (1)加速家畜_进程,促进优良畜群繁育。 (2)保护_。 (3)生产医用蛋白。 (4)作为异种移植的_。 (5)用于组织器官的_。,动物体细胞核具有全能性,产生新个体,遗传改良,濒危物种,供体,移植,三、动物细胞融合与单克隆抗体 1.动物细胞融合 (1)原理:_。 (2)融合方法:聚乙二醇(PEG)、_、电激等。 (3)意义:突破了_的局限,使_成为可能, 也为制造_开辟了新途径。,细胞膜的流动性,灭活的病毒,有性杂交方法,远缘杂交,单克隆抗体,2.单克隆抗体 (1)制备过程:,能产生所需,杂交瘤细胞,抗体,(
3、2)优点:特异性强、_,可大量制备。 (3)用途:作为_;用于治疗疾病和_。,灵敏度高,诊断试剂,运载药物,1.培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞。 ( ) 【分析】由于接触抑制,动物细胞培养时只能形成单层细胞。 2.二倍体细胞的传代培养次数通常是无限的。( ) 【分析】二倍体细胞的传代培养次数通常是有限的,只有少数 细胞遗传物质发生改变,才能无限增殖。 3.动物细胞培养技术可用于转基因动物的培育。( ) 【分析】目的基因导入受体细胞后需通过动物细胞培养技术获 得早期胚胎,才能进一步培育成转基因动物。,4.哺乳动物细胞体外培养时乳腺癌细胞易于乳腺细胞;胚胎细 胞易于脂肪细胞。(
4、) 【分析】哺乳动物的乳腺细胞和脂肪细胞都是高度分化的细 胞,体外培养难度大。乳腺癌细胞能够无限增殖,容易进行体外 培养;胚胎细胞具有很强的分裂增殖能力,容易进行体外培养。 5.动物细胞核移植的受体细胞是卵细胞。( ) 【分析】动物细胞核移植的受体细胞是去核的卵母细胞。 6.克隆动物的性状与供体动物完全相同。( ) 【分析】克隆动物的性状主要由提供细胞核的供体动物决定, 但由细胞质基因决定的性状则由受体细胞决定。,考点一 植物组织培养、动物细胞培养和细胞核移植比较,【高考警示】 (1)植物组织培养和动物细胞培养过程都存在细胞的培养过程,但植物细胞可以先分裂再分化,而动物细胞不分化只分裂。 (2
5、)克隆动物的起点是经过核移植后形成的重组细胞,其遗传物质主要来自供体,因此形成的个体性状主要同供体,但也有部分性状同受体。,【典例1】科学家通过转基因技术获得了含有人生长激素基因的奶牛,如果要加速转基因奶牛的繁育,可以对此转基因奶牛进行克隆(如图所示)。请结合图示回答下列问题:,(1)在进行细胞培养时,要对取自转基因奶牛的组织细胞进行分散处理,形成单个细胞,这个过程中需要利用_酶处理。 (2)用于核移植的供体细胞,一般都选用传代10代以内的细胞,原因是 。 (3)在进行原代培养时,细胞增殖的方式是,此外,细胞增殖还表现出和接触抑制等特点。,(4)将进行培养的供体细胞注入去核的卵母细胞中,去除卵
6、母细胞细胞核的目的是。 (5)将重组细胞在培养液中培养成的重组胚胎移入受体母牛后,该母牛就会生出与供体奶牛遗传物质相同的牛犊,但也不是100%地复制,原因最可能是。 (6)上述动物细胞工程中涉及的技术有。转基因奶牛的克隆成功,说明了动物的具有全能性。,【解析】(1)实践中常用胰蛋白酶处理动物组织细胞使其分离开来。 (2)传代10代以内的细胞代谢旺盛、分裂能力强,遗传物质没有发生改变,适于作为核移植的供体细胞。 (3)在进行原代培养时,细胞以有丝分裂的方式进行增殖,同时表现出贴壁生长和接触抑制的现象。 (4)去除卵母细胞细胞核的目的是使克隆出的动物个体的遗传物质几乎全部来自供体细胞。,(5)生物
7、的性状是细胞核基因和细胞质基因共同作用的结果,同时,生物的性状还受环境因素的影响,因此,克隆动物不可能是供体奶牛100%的复制品。 (6)该克隆动物的培育过程中涉及核移植、细胞培养和胚胎移植等技术,说明了高度分化的哺乳动物体细胞的细胞核仍具有全能性。,答案:(1)胰蛋白 (2)该种细胞代谢旺盛、分裂能力强,且遗传物质没有发生改变 (3)有丝分裂贴壁生长 (4)使克隆出的动物个体的遗传物质几乎全部来自供体细胞 (5)生物的性状受细胞核基因和细胞质基因共同控制;生物的性状还受环境因素的影响 (6)核移植、细胞培养、胚胎移植技术 体细胞的细胞核,【变式训练】不同类型的细胞表达不同的基因组合。那么不同
8、类型的动物细胞都具有全套基因吗?科学家进行了如图所示的克隆研究。代表有关过程,ah代表有关结构或个体。,(1)a细胞的名称是。过程取出的细胞f是,该细胞经过过程分化成何种h细胞取决于培养基中加入的 。 (2)对b的操作方法通常是。若g是能产生人生长激素的羊,则培育g时,应将人的生长激素基因导入,为了尽快获得大量的生长激素,但让g进行有性生殖会丢失目的基因,你将通过技术来实现。 (3)如果图中的细胞均是人体细胞,则获得的h细胞或器官可用于供体本人组织器官的移植,其优点是 。 (4)上述过程中用到的生物技术有 (列举两项)。,【解析】本题主要考查体细胞核移植技术的过程和应用前景。 (1)图中a细胞
9、是去核卵母细胞。过程取出的细胞f是胚胎干细胞(内细胞团),胚胎干细胞具有分化的全能性,但经过过程分化成何种h细胞取决于培养基中加入的不同的分化诱导因子。 (2)将供体细胞核注入去核的卵母细胞,通常进行显微操作。若g是能产生人生长激素的羊,则培育g时,应将人的生长激素基因导入移植的供体细胞(核)中。为了克服有性生殖会丢失目的基因的缺点,可通过核移植技术来实现,即将g羊的体细胞核或胚胎细胞核移入去核的卵母细胞,经过图示过程,再形成转入人生长激素基因的克隆羊。,(3)如果图中的细胞均是人体细胞,则获得的h细胞或器官可用于病人组织器官的移植,由于是自身细胞克隆培养形成的器官,不会发生免疫排斥反应。 (
10、4)上述过程中用到的生物技术有动物细胞培养、核移植、胚胎移植、干细胞的诱导分化等。,答案:(1)(去核)卵母细胞胚胎干细胞 不同的分化诱导因子 (2)显微注射法移植的供体细胞(核)克隆(或核移植) (3)不会发生免疫排斥反应 (4)动物细胞培养、核移植、胚胎移植、干细胞的诱导分化等(列举两项即可),考点二 动物细胞融合与单克隆抗体 1.植物体细胞杂交与动物细胞融合的比较,2.单克隆抗体的制备 (1)取相应B淋巴细胞前必须先注射相应抗原蛋白,否则不能获得单克隆抗体。 (2)细胞融合后需经二次筛选: 第一次:在特定的选择性培养基上,未融合的亲本细胞(B淋巴细胞和骨髓瘤细胞)和融合的具有同种核的细胞
11、(BB融合细胞、瘤瘤融合细胞)都会死亡,只有融合的杂交细胞(杂交瘤细胞)才能生长。这种杂交细胞的特点是既能迅速大量繁殖,又能产生单一的特异性抗体。,第二次:经选择性培养的杂交瘤细胞并非都是能分泌所需抗体的细胞(很多种杂交瘤细胞),需经克隆化培养和抗体检测,经筛选后才可获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。,【高考警示】(1)植物体细胞杂交与动物细胞融合中酶的作用对象不同,纤维素酶和果胶酶作用于细胞壁,而胰蛋白酶等作用于细胞间的蛋白质。 (2)灭活的病毒保持了其抗原性,但毒性消失。 (3)植物杂交细胞在激素诱导下能表达出全能性,但动物杂交细胞的全能性不能表达。,【典例2】科学家已分离出H1N1病毒
12、(一种RNA病毒)。某制药厂根据下面流程图生产预防和治疗甲流的抗体,请据图回答有关问题:,(1)若A细胞是小鼠骨髓瘤细胞,则B细胞是取自感染病毒的人体内的细胞,促进d过程的常用诱导剂是。 (2)假设仅考虑某两个细胞的融合,则可形成种类型的C细胞,因此需用培养基筛选出_(填特点)的D细胞用于培养。D细胞的名称是。 (3)理论上,注射了该抗体的人群不能长期对甲流免疫,试分析原因:。 (4)不同种动物的体细胞融合,相比诱变育种和杂交育种方法,具有等突出的特点。 (5)请说明单克隆抗体的主要作用:。,【解析】(1)由于本题的目的是制备用于预防和治疗甲流的单克隆抗体,所以B细胞只能是取自感染H1N1病毒
13、的动物或人体内的B淋巴细胞,经诱导剂聚乙二醇(PEG)或灭活的病毒等诱导融合,得到的杂交瘤细胞才能用于生产预防和治疗甲流的单克隆抗体。 (2)仅考虑两个细胞的融合,则可形成A细胞A细胞、B细胞B细胞、A细胞B细胞3种类型的C细胞,为了从中筛选出A细胞B细胞,必须用特定的选择培养基进行筛选,筛选出的D细胞(杂交瘤细胞)既能无限增殖又能产生特异性抗体。,(3)因为单链RNA容易发生变异,一旦变异后体内的记忆细胞和抗体就不能对其发挥作用。 (4)不同种动物的体细胞融合,相比诱变育种和杂交育种方法,具有目的性强,克服远缘杂交不亲和性(能有效地打破物种的生殖隔离界限)等突出特点。 (5)单克隆抗体可用于
14、诊断疾病、药物导向治疗等方面。,答案:(1)B淋巴 聚乙二醇(PEG)(灭活的病毒) (2)3既能无限增殖又能产生特异性抗体 杂交瘤细胞(杂交细胞) (3)引起甲流的病毒不断发生变异(意思相同即可) (4)目的性强,克服远缘杂交不亲和性(能有效地打破物种的生殖隔离界限)(意思相同即可) (5)作为诊断试剂;用于治疗疾病和运载药物(意思相同即可),【互动探究】 (1)若图中AB细胞是植物细胞,则融合前需要进行什么处理? 提示:利用纤维素酶和果胶酶去掉细胞壁。因为细胞融合利用了细胞膜具有流动性的原理,细胞壁是细胞融合的障碍。 (2)体外培养和体内培养最后如何才能提取到单克隆抗体? 提示:体外培养时
15、从细胞培养液中提取,体内培养则从小鼠腹水中提取。,1.(2013南昌模拟)回答下列与细胞工程有关的问题: (1)细胞工程是指应用和分子生物学的原理和方法,通过细胞水平或水平上的操作,按照人的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品的一门综合科学技术。 (2)植物体的根、茎、叶细胞一般都具有全能性,在一定的营养和激素等条件下,可以形成愈伤组织。将愈伤组织转接到的培养基上,就可以诱导其再分化生成胚状体或丛芽,进而发育成完整的小植株。,(3)动物细胞工程中技术是其他动物细胞工程技术的基础。目前使用的或冷冻保存的正常细胞通常为代以内,以保持细胞正常的二倍体核型。在培养动物细胞时,从健康动物体内取出组织块剪碎后,用胰蛋白酶处理的原因是: 。 (4)动物细胞核移植是将动物的一个体细胞的细胞核,移入一个 中,使其重组并发育成一个新的胚胎,这个新的胚胎最终发育成动物个体。用核移植的方法得到的动物称为动物。动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植的原因是动物体细胞。,【解析】(1)细胞工程是指应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法,通过细胞水平或细胞器水平上的操作,按照人的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品的一门综合科学技术。 (2)植物体的
