高中生物选修3专题2.2

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1、2.2 动物细胞工程考纲纲要求三年考情1.动动物的细细胞培养与体细细胞克隆 2.细细胞融合与单单克隆抗体 2012山东东,2012安徽,2012福建,2011江苏苏,2011安徽,2010山东东,2010江苏苏,2010福建一、动动物细细胞培养动动物细细胞工程技术术的基础础1.动动物细细胞的培养过过程2.培养条件(1)无菌、无毒的环环境:对对_和所有培养用具进进行无菌处处理,添加_,定期更换换培养液以清除_。(2)营营养:除正常的有机和无机营营养外,加入_等一些天然成分。(3)适宜的温度和pH:温度为为_(哺乳动动物),pH为为_。(4)气体环环境:含95%空气加_的混合气体,其中后者的作用是

2、_。3.应应用生物制品的生产产、检测检测 _、医学研究。培养液抗生素代谢产谢产 物血清、血浆浆36.50.57.27.4 5%CO2维维持培养液的pH有毒物质质二、动动物体细细胞核移植技术术和克隆动动物1.动动物体细细胞核移植技术术的过过程胚胎移植细细胞培养去核重组细组细 胞供体2.原理:_3.结结果:_4.应应用(1)加速家畜_进进程,促进优进优 良畜群繁育。(2)保护护_。(3)生产产医用蛋白。(4)作为为异种移植的_。(5)用于组织组织 器官的_。动动物体细细胞核具有全能性产产生新个体遗传遗传 改良濒濒危物种供体移植三、动动物细细胞融合与单单克隆抗体1.动动物细细胞融合(1)原理:_。(

3、2)融合方法:聚乙二醇(PEG)、_、电电激等。(3)意义义:突破了_的局限,使_成为为可能,也为为制造_开辟了新途径。细细胞膜的流动动性灭灭活的病毒有性杂杂交方法远缘杂远缘杂 交单单克隆抗体2.单单克隆抗体(1)制备过备过 程:能产产生所需杂杂交瘤细细胞抗体(2)优优点:特异性强、_,可大量制备备。(3)用途:作为为_;用于治疗疗疾病和_。灵敏度高诊诊断试剂试剂运载药载药 物1.培养保留接触抑制的细细胞在培养瓶壁上可形成多层细层细 胞。( )【分析】由于接触抑制,动物细胞培养时只能形成单层细胞。2.二倍体细细胞的传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,

4、只有少数细胞遗传物质发生改变,才能无限增殖。3.动动物细细胞培养技术术可用于转转基因动动物的培育。( )【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.哺乳动动物细细胞体外培养时时乳腺癌细细胞易于乳腺细细胞;胚胎细细胞易于脂肪细细胞。( )【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.动动物细细胞核移植的受体细细胞是卵细细胞。( )【分析】动物细胞核移植的受体细胞是去核的卵母细胞。6.克隆动动物的性状与供体动动物完全相同。(

5、 )【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 植物组织组织 培养、动动物细细胞培养和细细胞核移植比较较 项项目植物组织组织 培养动动物细细胞培养细细胞核移植结结果与外植体相同的个体相同分化程度的细细胞群获获得克隆动动物关键键环节环节细细胞的脱分化和再分化细细胞增殖和癌变变细细胞核融合、细细胞分化项项目植物组织组织 培养动动物细细胞培养细细胞核移植应应用植株快速繁殖脱毒作物的培养人工种子工厂化生产产转转基因植物的培养生产产生物制品基因工程检测检测 有毒物质质加速良种繁育保护濒护濒 危物种生产产医用蛋白提供克隆器官、组织组织 等【高考警

6、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)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】科学家通过转过转 基因技术获术获 得了含有人生长长激素基因的奶牛,如果要加速转转基因奶牛的繁育,可以对对此转转基因奶牛进进行克隆(如图图所示)。请结请结 合图图示回答下列问题问题 :(1)在进进行细细胞培养时时,要对对取自转转基因奶牛的组织细组织细 胞进进行分散处处理,形成单单个细细胞,这这个过过程中需要利用_ 酶处处理。(2)用于核移植的供体细

7、细胞,一般都选选用传传代10代以内的细细胞,原因是 。(3)在进进行原代培养时时,细细胞增殖的方式是 ,此外,细细胞增殖还还表现现出 和接触抑制等特点。(4)将进进行培养的供体细细胞注入去核的卵母细细胞中,去除卵母细细胞细细胞核的目的是 。(5)将重组细组细 胞在培养液中培养成的重组组胚胎移入受体母牛后,该该母牛就会生出与供体奶牛遗传遗传 物质质相同的牛犊犊,但也不是100%地复制,原因最可能是 。(6)上述动动物细细胞工程中涉及的技术术有 。转转基因奶牛的克隆成功,说说明了动动物的 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、

8、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

9、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【变变式训练训练 】不同类类型的细细胞表达不同的基因组组合。那么不同类类型的动动物细细胞都具有全套基因吗吗?科学家进进行了如图图所示的克隆研究。代表有关过过程,ah代表有关结结构或个体。(1)a细细胞的名称是 。过过程取出的细细胞f是 ,该细该细 胞经过经过 过过程分化成何种h细细胞取决于培养基中加入的 。(2)对对b的操作方法通常是 。若g是能产产生人生长长激素的羊,则则培育g时时,应应将人的生长长激素基因导导入 ,为为了

10、尽快获获得大量的生长长激素,但让让g进进行有性生殖会丢丢失目的基因,你将通过过 技术术来实现实现 。(3)如果图图中的细细胞均是人体细细胞,则获则获 得的h细细胞或器官可用于供体本人组织组织 器官的移植,其优优点是 。(4)上述过过程中用到的生物技术术有 (列举举两项项)。【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

11、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。(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

12、细胞的诱导分化等(列举两项即可)考点二 动动物细细胞融合与单单克隆抗体 1.植物体细细胞杂杂交与动动物细细胞融合的比较较比较项较项 目植物体细细胞杂杂交动动物细细胞融合原理细细胞膜的流动动性、细细胞的全能性细细胞膜的流动动性、细细胞的增殖融合前处处理先除去细细胞壁先使细细胞分散开使用的酶纤维纤维 素酶和果胶酶胰蛋白酶比较较 项项目植物体细细胞杂杂交动动物细细胞融合诱导诱导 手段物理法:离心、电电激、 振动动 化学法:聚乙二醇等试试 剂诱导剂诱导除物理法和化学法外,也 可用灭灭活的病毒诱导诱导结结果杂杂种植株杂杂交细细胞应应用培育植物新品种主要用于制备备 单单克隆抗体意义义突破远缘杂远缘杂 交不

13、亲亲和的障碍,打破了生殖隔离,扩扩 展了杂杂交的亲亲本组组合相同点原生质质体融合原理相同;原生质质体融合的方法相似2.单单克隆抗体的制备备(1)取相应应B淋巴细细胞前必须须先注射相应应抗原蛋白,否则则不能获获得单单克隆抗体。(2)细细胞融合后需经经二次筛选筛选 :第一次:在特定的选择选择 性培养基上,未融合的亲亲本细细胞(B淋巴细细胞和骨髓瘤细细胞)和融合的具有同种核的细细胞(BB融合细细胞、瘤瘤融合细细胞)都会死亡,只有融合的杂杂交细细胞(杂杂交瘤细细胞)才能生长长。这这种杂杂交细细胞的特点是既能迅速大量繁殖,又能产产生单单一的特异性抗体。第二次:经选择经选择 性培养的杂杂交瘤细细胞并非都是

14、能分泌所需抗体的细细胞(很多种杂杂交瘤细细胞),需经经克隆化培养和抗体检测检测 ,经筛选经筛选 后才可获获得足够够数量的能分泌所需抗体的细细胞。【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(一种RNA病毒)。某制药药厂根据下面流程图图生产预产预 防和治疗疗甲流的抗体,请请据图图回答有关问题问题 :(1)若A细细胞是小鼠骨髓瘤细细胞,则则B细细胞是取自感染

15、病毒的人体内的 细细胞,促进进d过过程的常用诱导剂诱导剂 是 。(2)假设仅设仅 考虑虑某两个细细胞的融合,则则可形成 种类类型的C细细胞,因此需用培养基筛选筛选 出_(填特点)的D细细胞用于培养。D细细胞的名称是 。(3)理论论上,注射了该该抗体的人群不能长长期对对甲流免疫,试试分析原因: 。(4)不同种动动物的体细细胞融合,相比诱变诱变 育种和杂杂交育种方法,具有 等突出的特点。(5)请说请说 明单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