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1、第3课 动物细胞工程 考点一 动动物细细胞培养和核移植技术术 【必备备知识识回顾顾】1.动动物细细胞培养动动物细细胞工程技术术的基础础：(1)原理：_。细细胞增殖(2)过过程：胰蛋白酶细细胞悬悬液原代培养胰蛋白酶传传代培养(3)培养条件。无菌、无毒的环环境：a.对对培养液和所有培养用具进进行_处处理；b.添加_，以防_；c.定期更换换_，以清除代谢产谢产 物，防止_对细对细 胞自身造成危害。无菌抗生素培养过过程中的污污染培养液细细胞代谢谢产产物积积累营营养：除正常的有机和无机营营养外，需加入_等一些天然成分。适宜的温度和pH：温度为为_(哺乳动动物)，pH为为_。气体环环境：含95%空气加5%
2、CO2的混合气体，其中后者的作用是_。血清、血浆浆36.50.57.27.4维维持培养液的pH(4)应应用：生物制品的生产产、检测检测 _、医学研究。有毒物质质2.动动物体细细胞核移植技术术和克隆动动物：(1)原理：_。(2)动动物体细细胞核移植技术术的过过程：动动物体细细胞核具有全能性细细胞培养 重组细组细 胞去核供体(3)结结果：获获得与供体_基本相同的个体。(4)应应用。加速家畜_进进程，促进优进优 良畜群繁育。保护护_。生产产医用蛋白。遗传遗传 物质质遗传遗传 改良濒濒危物种作为为异种移植的供体。用于组织组织 器官的移植。(5)存在问题问题 ：_、克隆动动物存在健康问题问题 、动动物食
3、品的安全性问题问题 等。成功率低【特别别提醒】动动物细细胞培养和核移植时时注意的五个问题问题(1)在分散细细胞时时，需用胰蛋白酶分散细细胞，不能用胃蛋白酶，因为为胃蛋白酶作用的适宜pH约为约为 1.8，胰蛋白酶作用的适宜pH为为7.27.8，而多数动动物细细胞培养的适宜pH为为7.27.4。(2)取供体动动物的体细细胞培养，一般选选用10代以内的细细胞，因为为10代以内的细细胞一般能保持正常的二倍体核型，保证证了供体细细胞正常的遗传遗传 基础础。(3)克隆动动物是由重组组的细细胞经经培养而来的，该该重组组细细胞的细细胞质质基因来源于受体细细胞，细细胞核基因来源于提供细细胞核的亲亲本，其遗传遗传
4、 物质质来自两个亲亲本。(4)克隆动动物绝绝大部分性状与供体动动物相同，少数性状与提供卵母细细胞的动动物相同，与代孕动动物的性状无遗传遗传 关系。(5)从生殖方式的角度看，动动物体细细胞核移植技术术(克隆)属无性生殖，重组细组细 胞相当于受精卵，需要动动物细细胞培养和胚胎工程技术术的支持。【核心素养提升】【典例示范】(2016全国卷)下图图表示通过过核移植等技术获术获 得某种克隆哺乳动动物(二倍体)的流程。回答下列问题问题 ：(1)图图中A表示正常细细胞核，染色体数为为2n，则则其性染色体的组组成可为为_。过过程表示去除细细胞核，该过该过 程一般要在卵母细细胞培养至适当时时期再进进行，去核时时
5、常采用_的方法。代表的过过程是_。 (2)经过经过 多次传传代后，供体细细胞中_的稳稳定性会降低。因此，选选材时时必须须关注传传代次数。 (3)若获获得的克隆动动物与供体动动物性状不完全相同，从遗传遗传 物质质的角度分析其原因是_。 (4)与克隆羊“多莉(利)”培育成功一样样，其他克隆动动物的成功获获得也证证明了_。 【素养解读读】本题题主要考查查的核心素养是科学思维维，具体表现现在两个角度：素养角度具体表现现 模型构建借助流程图图分析克隆问题问题 分析与综综合题题干(2)对选对选 材时时必须须关注传传代次 数原因的考查查，(3)若获获得的克隆 动动物与供体动动物性状不完全相同， 从遗传遗传
6、物质质的角度分析其原因的考 查查，(4)中与克隆羊“多莉(利)” 培育成功一样样，其他克隆动动物的成 功获获得也证证明问题问题 的考查查等【解析】(1)流程图中没有说明该哺乳动物的供体是雄性还是雌性，故性染色体组成有XX或XY两种可能。过程表示去核过程，通常做法是将培养至M期的卵母细胞利用显微操作法去除细胞核。重组细胞在体外培养至囊胚或桑椹胚时，需通过胚胎移植转入代孕母体内继续发育。(2)传代培养的细胞一般传至10代后就不易培养下去了，在传到1050代左右时，细胞增殖就会逐渐缓慢，以至于完全停止，这时部分细胞的核型(遗传物质)会发生变化。故选择细胞时一般选用10代以内的细胞，以保证正常的二倍体
7、核型(遗传物质)。(3)动物性状的表现是细胞核基因和细胞质基因共同作用的结果，克隆动物的细胞核基因全部来自供体，而细胞质基因则来自卵母细胞，所以克隆动物与供体动物的性状会有所差异。(4)克隆动物的成功培育说明了动物高度分化的体细胞的细胞核仍具有全能性。答案：(1)XX或XY 显微操作 胚胎移植(2)遗传物质(3)卵母细胞的细胞质中的遗传物质会对克隆动物的性状产生影响(4)动物已分化的体细胞的细胞核具有全能性【母题变题变 式】变变式1 生物体染色体的组组成供体(二倍体)含有16条染色体，若为为雌性则则其染色体的形态应态应 有_种；若为为雄性则则其染色体的形态应态应有_种。89变变式2 遗传遗传
8、物质质的来源重组细组细 胞的核遗传遗传 物质质来源于供体体细细胞，而重组细组细胞的遗传遗传 物质质来源于供体体细细胞和_细细胞的细细胞质质。去核的卵母【高考角度全练练】角度一动动物细细胞培养过过程1.(2018武汉汉模拟拟)如图为动图为动 物细细胞培养的基本过过程示意图图。请请回答：(1)容器A中放置的一般是幼龄动龄动 物的器官或组织组织 ，原因是其细细胞_，易于培养。培养时时先要剪碎，然后用_分散细细胞，制成B瓶中的细细胞悬悬液。将细细胞悬悬液转转入C瓶中进进行的初次培养称为为_。 (2)细细胞正常培养了一段时间时间 后，发现细发现细 胞绝绝大部分死亡，只有极少数细细胞存活，这这是因为为存活
9、的细细胞发发生了_，可无限增殖。目前使用的或冷冻冻保存的正常细细胞通常为为_代以内的细细胞，以保持细细胞正常的_核型。 (3)C、D瓶中的培养液为为保证证无菌、无毒的环环境，需要添加一定量的_。培养过过程中还还需要提供O2和CO2等气体环环境，CO2的作用主要是_。 (4)动动物细细胞体外培养时时，通常要在培养基中补补充一定浓浓度的某些物质质。如图图是血清对对正常细细胞和癌细细胞培养影响的实验结实验结 果。据图图可知，培养_细细胞一定要添加血清。 【解析】(1)动物细胞培养的过程：取动物组织块(或动物胚胎或幼龄动物的器官)剪碎用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞制成细胞悬液转入培养瓶中进行
10、原代培养贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞继续传代培养。(4)据图可知，培养癌细胞时有无血清影响不大，而培养正常细胞时，有血清时的细胞数远大于无血清时的细胞数，故培养正常细胞必须要添加血清。答案：(1)分裂能力强 胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)原代培养 (2)基因突变 10 二倍体(3)抗生素 维持培养液的pH (4)正常角度二细细胞核移植技术术2.(2018潍潍坊模拟拟)下面是利用现现代生物工程技术术治疗遗传疗遗传 性糖尿病(基因缺陷导导致胰岛岛B细细胞不能正常合成胰岛岛素)的过过程设计图设计图 解，请请据图图回答下列问题问题 ：(1)图图中所示的结结构分别别是_、_。(2
11、)图图中所示的生物工程技术术分别别是_、_，此外图图示过过程还应还应 用的工程技术术有_(只需写一种)。 (3)过过程通常用去核卵母细细胞作受体细细胞的原因除了它体积积大、易操作外，还还因为为_。(4)过过程通常用作受体细细胞的原因是这这些细细胞没有分化，具有_，可以定向诱导诱导 分化成各类细类细胞、组织组织 和器官。 (5)过过程的完成需要用到的基因操作工具有_。 (6)图图示方法与一般的异体移植相比最大的优优点是_。【解析】(1)图中依次为细胞核、内细胞团、核移植技术、转基因技术。(2)图中涉及的技术包括核移植技术、早期胚胎培养(动物细胞培养)、转基因技术、胚胎干细胞移植等。(3)用去核卵
12、母细胞作受体细胞的原因除了它体积大、易操作外，还因为其营养物质丰富且含有促进细胞核全能性表达的物质。(4)囊胚的内细胞团细胞和受精卵一样具有全能性，常用作基因工程的受体细胞。(5)基因工程需要用到的工具包括限制酶、DNA连接酶和载体。(6)图示方法是用患者的体细胞进行克隆，然后导入健康基因，与异体移植相比，一般不会发生免疫排斥反应。答案：(1)细胞核 内细胞团(2)核移植技术 转基因技术 细胞培养(早期胚胎培养、胚胎干细胞移植、显微操作技术等)(3)营养物质丰富且含有促进细胞核全能性表达的物质(4)全能性 (5)限制酶、DNA连接酶和载体(6)一般不会发生免疫排斥反应【加固训练训练 】1.动动
13、物器官的体外培养技术对术对 于研究器官的生理、病理过过程及其机制意义义重大。下图图是一个新生小鼠的肝脏脏小块块培养装置示意图图，请请回答下列问题问题 。(1)肝脏脏切成小薄片，这这有利于肝脏细脏细 胞_。(2)培养液中的葡萄糖和氨基酸的主要作用分别别是_、_。(3)气室中充入O2的主要作用是_。(4)培养液中添加抗生素，能否抑制病毒的侵染？_。 (5)有机物X有毒性，可诱发诱发 染色体断裂。利用上图图所示装置和提供的下列材料用具，探究肝脏脏小块对块对 有机物X是否具有解毒作用。材料用具：肝脏脏小块块，外周血淋巴细细胞，淋巴细细胞培养液，植物凝集素(刺激淋巴细细胞分裂)；显显微镜镜，载载玻片，盖
14、玻片，玻璃皿，滴管；吉姆萨萨染液(使染色体着色)，有机物X溶液等。实验过实验过 程：在淋巴细细胞培养液中加入植物凝集素培养淋巴细细胞，取4等份，备备用。利用甲、乙、丙、丁4组组上图图所示装置，按下表步骤骤操作(“”表示已完成的步骤骤)。组别组别甲乙丙丁 步骤骤一：加入肝脏脏培养液 步骤骤二：加入有机物X溶液 步骤骤三：放置肝脏脏小块块上表中还还需进进行的操作是_。培养一段时间时间 后，取4组组装置中的等量培养液，分别别添加到4份备备用的淋巴细细胞培养液中继续继续 培养。一段时间时间 后取淋巴细细胞分别别染色、制片。在显显微镜镜下观观察_，并对对比分析。若丙组组淋巴细细胞出现现异常，而甲组组的淋巴细细胞正常，则说则说 明_
