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1、第三节 动物细胞工程,一、动物细胞培养与体细胞克隆 1.概念与操作流程,2.条件 (1)无菌、无毒：_无菌处理，添加 _，定期更换培养液以清除代谢产物。 (2)营养：除正常的有机和无机营养外，加入_。 (3)适宜的温度和pH：温度为_ (哺乳动物)，pH为 _。 (4)气体环境：含_的空气加_的混合气体。 3.应用 生物制品的生产、检测_、医学研究。,对培养液和所有培养用具,抗生素,动物血清,37左右,7.27.4,95%,5%CO2,有毒物质,【点拨】(1)胰蛋白酶作用对象主要是细胞间质，以得到单个的细胞。另外不能用胃蛋白酶替代的原因主要是胃蛋白酶的最适pH与细胞培养液的pH相差太大。 (2
2、)细胞培养液中添加动物血清的目的是弥补缺少的营养，因为对细胞所需的营养物质还没有完全搞清楚，用血清来模拟体内的细胞生活环境。,4.细胞核移植与动物体细胞克隆 (1)克隆：指遗传上完全相同的分子、细胞或来自同一祖先的 _的_群体。 (2)体细胞克隆：将供体体细胞的_与受体去核卵细胞的 _进行人工组合，借助于卵细胞的发育能力，经过培养 发育成胚胎进而形成个体的技术。其关键是_。 (3)细胞核移植：利用_技术等将某种动物细胞的_ _移入同种或异种动物的去除细胞核的成熟_内的 技术。,生物个体,无性繁殖,细胞核,细胞质,细胞核移植技术,显微操作,胞核,细,卵细胞,(4)克隆动物过程： (5)克隆技术的
3、意义： 在克服动物_杂交繁殖障碍、创造_等方面具有重 要的科学意义和潜在的_。,体细胞,融合的细胞,种间,新物种,经济价值,二、细胞融合和单克隆抗体 1.细胞融合 (1)含义：在一定的条件下将_或_细胞融合为一个细胞 的过程。 a._：如电场法 (2)融合方法 b.化学法：如_法 c.生物法：如_法 (3)应用：制备_。,物理法,聚乙二醇,仙台病毒,单克隆抗体,2个,多个,2.单克隆抗体技术 (1)制备过程：,脾脏,杂交瘤细胞,同种细胞,杂交细胞,单克隆,(2)单克隆抗体的优点：_强，纯度高，_高，产 量大，容易标准化生产等。 (3)单克隆抗体的应用： 用于治疗肿瘤； 治疗免疫系统紊乱引起的疾
4、病； 用于器官移植。,特异性,灵敏度,【点拨】(1)植物细胞融合获得的杂种细胞可形成杂种植株，而动物细胞融合获得的杂交细胞不会发育成个体。 (2)制备单克隆抗体时，需进行两次筛选，第一次是为了选出杂交瘤细胞，第二次是为了获得足够数量的能分泌所需抗体的杂交瘤细胞。,植物组织培养、动物细胞培养和核移植的比较,外植体,愈伤组织,根、芽或胚状体,试管苗,动物组织块,细胞悬液,原代培养(细胞贴壁生长),胰蛋白酶处理， 分瓶继续培养,传代培养,少数细胞获得 不死性(癌细胞),供体 受体,体细胞核 卵母细胞,重组细胞,早期胚胎,个体,与外植体完全相同的个体,相同分化程度的细 胞群,与供体基本相同的 个体,细
5、胞的脱分化、再分化、 分化,细胞分化、细胞癌变,核融合、细胞分化,【高考警示钟】 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.区分原代培养和传代培养的关键是是否分瓶培养。贴壁生长到一定程度需要用胰蛋白酶处理，然后再分瓶培养，原代培养结束，开始了传代培养。 3.植物组织培养成的植株与提供外植体的植株完全相同，而动物细胞核移植形成的个体与供体大部分性状相同，也有部分性状与受体相同。,【典例训练1】(2012靖江模拟)人的血清白蛋白(HAS)在临床上需求量很大，通常从血液中提取。但由于艾滋病病毒等的威胁与日俱增，使人们对血液制品的
6、使用顾虑重重。如果应用现代生物科学技术，将人的血清白蛋白基因导入奶牛细胞中，那么利用牛的乳汁生产血清白蛋白就会安全、高效地满足人类需求。如图是利用奶牛乳汁生产人类血清白蛋白的图解，根据图示回答：,(1)以上过程涉及的现代生物技术中，属于细胞工程的有_ _。 (2)在基因工程中，我们称为目的基因，请举出获取目的基因的主要方法：_ (至少答两种)。在进入之前要构建基因表达载体，这是基因工程的核心，除目的基因外，基因表达载体还必须含有_ _，将导入的常用方法是_。,(3)图中一般经过_处理可以得到，从到的过程中一般利用未受精的卵母细胞去核后作为受体细胞，对卵母细胞的去核处理一般选择在_ 期进行。 (
7、4)用细胞进行培养发育成胚胎时，一般不超过_代，原因是_， 此培养过程与植物细胞培养所用的培养基有何不同？ _。,【解题指南】 1.考查实质：动物细胞核移植过程、基因工程操作过程。 2.解题关键：(1)明确过程是将目的基因导入受体细胞，的形成过程为核移植； (2)明确细胞培养在10代以内，细胞核型不会发生变化。,【解析】(1)图中形成的过程为核移植，由重组细胞发育成的过程需经动物细胞培养。 (2)获取目的基因的方法主要有PCR扩增技术、人工合成法和从基因文库中提取法，获取的目的基因导入动物细胞常用显微注射法。 (3)动物组织分散成单个细胞常用胰蛋白酶处理，对卵母细胞的去核处理一般选择在M时期。
8、 (4)动物细胞培养时，一般不超过10代，超过10代后细胞的核型可能会发生变化。,答案：(1)核移植技术、动物细胞培养 (2)基因文库中提取、PCR技术扩增、人工化学合成(两种即可) 复制区、复制原点、标记基因 显微注射法 (3)胰蛋白酶 M(或减数第二次分裂中) (4)10 10代以内的细胞，细胞核型不发生变化 此培养基中加入动物血清、血浆等,【变式备选】(2012淮安模拟)某同学在学习“细胞工程”时，列表比较了动植物细胞工程的有关内容，你认为有几处错误( ) A0 B1 C2 D3,【解析】选D。动物的组织块剪碎后只能用胰蛋白酶处理，而不能用胃蛋白酶处理；植物的原生质体的促融方法可用物理法
9、或化学法，而不用生物法；植物组织培养的培养基中所用的糖是蔗糖，有时也加葡萄糖和果糖。,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.单克隆抗体制备的关键环节 (1)取相应B淋巴细胞前必须先注射相应抗原，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(BB融合细胞、瘤瘤融合细胞)都会死亡，只有融合的杂种细胞(杂交瘤细胞)才能生长。这种杂种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
10、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。,【高考警示钟】 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。,【典例训练2】有性生殖的生物产生后代需进行受精作用，植物体细胞杂交要进行原生质体的融合，单克隆抗体的制备需进行动物细胞融合，可见细胞的融合技术有着广泛的应用。下列为细胞融合的简略过程，据图回答相关问题：,(1)若a、b分别是基因型为Hhrr、hhRr两个烟草品种
11、的花粉，且这两对基因分别位于两对同源染色体上。由于受一对隐性纯合基因(rr或hh)的作用，在光照强度大于800 lx时都不能生长。要想从融合细胞的培养液中分离出基因型为HhRr的杂种细胞，较为简便的筛选方法是_。 (2)若a、b表示两种植物体细胞，则由d细胞形成杂种植株的原理是_，这种育种方法的优点是_ _。,(3)若a、b分别为骨髓瘤细胞和B淋巴细胞，则d细胞特点是_ _。由d细胞产生的抗体与普通血清抗体相比较，具有_的特点。生产上一般不能通过直接培养B淋巴细胞的方法生产单克隆抗体的主要原因是_。 (4)下列各图表示单克隆抗体制备过程的各阶段图解，请用箭头把代表各图解的字母按单克隆抗体制备过
12、程的顺序连接起来： _。,【解题指南】 1.考查实质：植物体细胞杂交与单克隆抗体的制备。 2.解题关键： (1)hr是a、b产生配子中相同的配子，另外两种配子分别是Hr、hR。 (2)两个不同的细胞形成的杂种细胞发育成植株。 (3)骨髓瘤细胞特点、B淋巴细胞特点与融合后的细胞具备的特点之间的关系。 (4)单克隆抗体产生的过程由细胞融合和杂交细胞的培养两部分组成。,【解析】(1)a的花粉基因型为Hr和hr，b的花粉基因型为hR和hr，只有HhRr的基因组合方式没有隐性纯合基因，所以杂种细胞HhRr能在光照强度大于800 lx时生长。 (2)植物体细胞杂交形成植株，是植物细胞全能性的表现，克服了自
13、然条件下物种之间的生殖隔离。 (3)在单克隆抗体产生过程中细胞d是杂交瘤细胞，具备了融合前两种细胞的优点，能无限增殖且产生特定抗体。而且反复筛选的细胞d产生的抗体品质优良。B淋巴细胞能产生特定抗体，但不能无限增殖，无法得到大量的抗体。,(4)只能注射特定抗原后才能得到特定的B淋巴细胞，再与骨髓瘤细胞融合，经筛选后可体内培养也可体外培养以得到大量单克隆抗体。,答案：(1)给予大于800 lx的光照 (2)植物细胞的全能性 克服了远源杂交不亲和的障碍 (3)既能无限增殖，又能产生特定抗体 特异性强、灵敏度高、化学性质单一 B淋巴细胞不能无限增殖 (4),【互动探究】(1)若a、b表示两种植物体细胞
14、，则融合前需进行什么操作？ 提示：利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁。 分析：细胞融合是利用细胞膜的流动性，细胞壁如果存在无法进行融合。 (2)植物体细胞杂交与单克隆抗体产生过程中，a、b融合的方法相同吗？ 提示：植物细胞可用物理法如电场诱导等，化学法如用PEG诱导；动物细胞除物理法和化学法外还可以用灭活的病毒诱导。,1.(2012佛山模拟)下列不属于细胞工程基本技术的是( ) A细胞培养技术 B细胞融合技术 C细胞核移植技术 D转基因技术 【解析】选D。D项属于基因工程。细胞工程是指应用细胞生物学和分子生物学的方法，通过某种工程学手段，在细胞水平或细胞器水平上，按照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质，从而获得新型生物或特种细胞产品或产物的一门综合性科学技术。,2.用动、植物成体的体细胞进行离体培养，下列叙述正确的是 ( ) A都需
