(新高考)高考生物一轮复习课件第10单元第4课时动物细胞工程(含解析)

第第4课时课时课标要求1.阐明动物细胞培养是从动物体获得相关组织，分散成单个细胞后，在适宜的培养条件下让细胞生长和增殖的过程。动物细胞培养是动物细胞工程的基础。2.阐明动物细胞核移植一般是将体细胞核移入一个去核的卵母细胞中，并使重组细胞发育成新胚胎，继而发育成动物个体的过程。3.阐明动物细胞融合是指通过物理、化学或生物学等手段，使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。4.概述细胞融合技术是单克隆抗体制备的重要技术。5.简述干细胞在生物医学工程中有广泛的应用价值。考点一动物细胞培养考点二动物细胞融合技术和单克隆抗体考点三动物体细胞核移植技术和克隆动物内容索引重温高考 真题演练课时精练动物细胞培养考点一1.动物细胞培养的条件梳理归纳 夯实必备知识血清培养液和培养用具7.27.4维持培养液的pH2.动物细胞培养的过程胰蛋白胶原蛋白单个细胞细胞悬液原代悬浮贴壁分裂受阻或停止传代培养概念辨析细胞贴壁和接触抑制细胞贴壁是指体外培养的细胞贴附在瓶壁生长的现象；接触抑制是指当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞通常会停止分裂增殖的现象。细胞贴壁生长对培养瓶的要求：培养瓶或培养皿的内表面光滑、无毒、易于贴附。打破接触抑制现象的方法是将贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶等处理，然后分瓶继续培养，让细胞继续增殖。归纳总结项目动物细胞培养植物组织培养理论基础_培养前处理无菌；用机械的方法或胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理，使组织分散成单个细胞无菌、离体细胞增殖植物细胞的全能性动物细胞培养和植物组织培养的比较归纳总结取材动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织植物幼嫩的部位或花药等培养基性质_培养基成分_液体固体糖类、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等水、矿质元素、蔗糖、维生素、植物激素和琼脂等归纳总结结果_应用人造皮肤的构建、动物分泌蛋白的规模化生产快速繁殖、作物脱毒、细胞产物的工厂化生产和单倍体育种等相同点都需人工条件下的无菌操作；都需要适宜的温度、pH等条件；都进行有丝分裂，都不涉及减数分裂细胞培养产生大量细胞，不形成新个体可产生新个体3.干细胞培养及其应用种类胚胎干细胞成体干细胞诱导多能干细胞来源_骨髓、脐带血等体细胞(如成纤维细胞等)特点能分化成任何一种细胞、组织或器官，甚至成为_分化成_能诱导分化成类似的细胞早期胚胎个体特定的细胞或组织胚胎干细胞应用分化成心肌细胞、神经元和造血干细胞等造血干细胞用于治疗白血病，神经干细胞用于治疗帕金森病、阿尔茨海默病等治疗镰状细胞贫血、阿尔茨海默病、心血管疾病等(1)胚胎干细胞为什么可以解决供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题？其应用有什么限制因素？提示通过胚胎干细胞体外诱导分化，可以培育出人造组织器官，从而解决供体器官不足问题，另一方面，由于是自身细胞经诱导分化形成的，所以无免疫排斥反应。胚胎干细胞必须从胚胎中获取，这涉及伦理问题，因而限制了应用。(2)为什么科学家认为iPS细胞的应用前景优于胚胎干细胞？提示iPS细胞的诱导过程无需破坏胚胎，而且iPS细胞可以来源于病人自身的体细胞，将它移植回病人体内后，理论上可以避免免疫排斥反应。(3)科学家已尝试采用多种方法来制备iPS细胞，尝试说出几种获取iPS细胞的方法。提示借助载体将特定基因导入细胞中，直接将特定蛋白导入细胞中或者用小分子化合物等来诱导形成iPS细胞。iPS细胞最初是由成纤维细胞转化而来的，后来发现已分化的T细胞、B细胞等也能被诱导为iPS细胞。考向一动物细胞培养1.(2021辽宁1月适应性测试，15)为了初步检测药物X和Y的抗癌活性，在细胞培养板的每个孔中加入相同数量的肝癌细胞，使其贴壁生长，实验组加入等体积相同浓度的溶于二甲基亚砜(溶剂)的药物X或Y，培养过程及结果如下图所示。下列有关叙述错误的是考向突破强化关键能力A.细胞培养液中通常需要加入血清B.可用胰蛋白酶处理使肝癌细胞脱落下来并进行计数C.对照组中应加入等体积的无菌蒸馏水D.根据实验结果，可以初步判断药物X的抗癌效果较好实验组加入等体积相同浓度的溶于二甲基亚砜(溶剂)的药物X或Y，故对照组中应加入等体积的二甲基亚砜(溶剂)，C错误；分析实验结果可知，添加药物X的实验组肝癌细胞数目最少，可以初步判断药物X的抗癌效果较好，D正确。2.实验小鼠皮肤细胞培养(非克隆培养)的基本过程如图所示。下列叙述错误的是A.甲过程需要对实验小鼠进行消毒B.乙过程对皮肤组织可用胰蛋白酶处理C.丙过程是原代培养D.丁过程直接将丙过程得到的细胞分瓶培养动物细胞培养需要无毒无菌的环境，甲过程是指从实验小鼠身上取下皮肤组织，该过程需要对小鼠进行消毒处理，A项正确；乙过程表示将皮肤组织分散成单个细胞制备成细胞悬液，可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶进行处理，B项正确；丁过程表示传代培养，需要再次用胰蛋白酶处理并离心收集，然后分瓶培养，D项错误。考向二干细胞培养及其应用3.(2021辽宁1月适应性测试，14)下列有关干细胞的叙述，错误的是A.干细胞是具有分裂和分化能力的细胞B.造血干细胞可定向诱导分化成机体所有种类的细胞C.胚胎干细胞在饲养层细胞上培养能够维持不分化的状态D.移植胚胎干细胞可使退化的组织得以修复并恢复正常功能造血干细胞属于成体干细胞，其具有组织特异性，只能分化形成特定类型的细胞或组织，B错误；胚胎干细胞在饲养层细胞上，或在添加抑制因子的培养液中培养，能够维持不分化的状态，C正确；当身体某一类细胞功能退化时，可以通过诱导胚胎干细胞定向分化来及时修补，并恢复正常功能，D正确。4.胚胎干细胞必须从胚胎中获取，但这涉及伦理问题，因而限制了它在医学上的应用。科学家通过体外诱导成纤维细胞，获得了类似于胚胎干细胞的一种细胞，称为诱导多能干细胞(简称iPS细胞)。因为诱导过程无须破坏胚胎，而且iPS细胞可来源于病人自身的体细胞，因此iPS细胞的应用前景优于胚胎干细胞。如图为iPS细胞的获得及用其培育不同种细胞的示意图(cMyc、Klf4、Sox2和Oct3/4等基因与细胞的脱分化有关)。回答下列问题：(1)在对成纤维细胞进行培养时，常用胰蛋白酶处理使之分散成单个细胞，这说明细胞间的物质为_，_(填“能”或“不能”)用胃蛋白酶处理成纤维细胞，原因是_。蛋白质不能多数动物细胞培养的适宜pH为7.27.4，胃蛋白酶在此环境中失活变性(2)在培养iPS细胞的过程中，培养基中应含有细胞所需的各种营养物质，并定期更换培养液。定期更换培养液的目的是_。清除代谢物防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害(3)过程为iPS细胞提供的条件不同，分化得到的细胞不同，可知细胞分化是_的结果。若iPS细胞来源于病人自身体细胞的诱导，再将其分化出的细胞移入患者体内的优势是_。基因选择性表达(4)如果诱导iPS细胞定向分化为原始生殖细胞，该技术可能的应用是_。解决不育问题避免了免疫排斥问题动物细胞融合技术和单克隆抗体考点二1.动物细胞融合技术梳理归纳 夯实必备知识PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法等细胞膜的流动性2.单克隆抗体的制备(1)制备原理B淋巴细胞特点：一种B淋巴细胞只分泌种特异性抗体。骨髓瘤细胞特点：能在体外。杂交瘤细胞的特点：既能，又能产生足够数量的。一大量增殖大量增殖特定抗体(2)制备过程B淋巴细胞选择杂交瘤细胞图中给小鼠注射特定的抗原蛋白，其目的是什么？提示刺激机体发生免疫应答，从而产生特定的B淋巴细胞。若仅考虑细胞的两两融合，在获取杂交瘤细胞的过程中，筛选淘汰的细胞有几种类型？为什么？提示有未融合的细胞和同种细胞融合后形成的细胞(BB融合细胞、瘤瘤融合细胞)两种类型。出现不同类型是因为细胞融合不是100%的，且是随机的。单克隆抗体制备过程中两次筛选的方法及目的项目第一次筛选第二次筛选筛选原因诱导融合后会得到多种杂交细胞，另外还有未融合的细胞由于小鼠在生活中还受到其他抗原的刺激，所以经选择培养获得的杂交瘤细胞中有能产生其他抗体的细胞筛选方法用特定的选择培养基筛选：未融合的细胞和融合的具有同种核的细胞(“BB”细胞、“瘤瘤”细胞)都会死亡，只有融合的杂交瘤细胞(“B瘤”细胞)才能生长用多孔培养皿培养，在每个孔只有一个杂交瘤细胞的情况下开始克隆化培养和抗体检测，经多次筛选得到能产生特异性抗体的细胞群筛选目的得到杂交瘤细胞得到能分泌所需抗体的杂交瘤细胞延伸应用第一次筛选获得杂交瘤细胞的方法：细胞合成DNA有D和S两条途径，其中D途径能被氨基嘌呤阻断。人淋巴细胞中有这两种DNA的合成途径，但不能分裂增殖。鼠骨髓瘤细胞中只有D途径，没有S途径，但能不断分裂增殖。在培养基中加入氨基嘌呤，B淋巴细胞及同型融合细胞不能增殖，骨髓瘤细胞及同型融合细胞(氨基嘌呤阻断)不能增殖，只有杂交瘤细胞能无限增殖。2.单克隆抗体的应用(1)作为：在多种疾病的诊断和病原体鉴定中发挥重要的作用。(2)运载药物：抗体药物偶联物(ADC)通过将与能特异性识别肿瘤抗原的结合，实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤。ADC通常由三部分组成。ADC的抗体和药物各具有什么作用？诊断试剂细胞毒素单克隆抗体抗体、接头和药物(如细胞毒素)提示ADC的抗体和药物具有的作用分别是导向和治疗。除了细胞毒素，还有哪些物质理论上可以作为ADC偶联的药物？提示放射性同位素和化学药物等。ADC在临床应用上的作用机理是什么？提示其作用机理是通过单克隆抗体的靶向作用特异性地识别肿瘤细胞表面抗原，然后利用细胞本身具备的内吞作用使化学药物进入肿瘤细胞体内发生药力，从而达到杀死肿瘤细胞的目的。(3)治疗疾病。归纳比较项目植物体细胞杂交动物细胞融合原理细胞膜的流动性、细胞的全能性细胞膜的流动性、细胞增殖融合前处理除去细胞壁使细胞分散开相关酶纤维素酶和果胶酶胰蛋白酶或胶原蛋白酶比较植物体细胞杂交和动物细胞融合归纳比较诱导方法物理法：电融合法、离心法；化学法：聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2高pH融合法物理法：电融合法；化学法：聚乙二醇(PEG)融合法；生物法：灭活病毒诱导法结果杂种植株杂交细胞应用培育植物新品种主要用于制备单克隆抗体比较植物体细胞杂交和动物细胞融合归纳比较意义突破远缘杂交不亲和的障碍，打破了生殖隔离，扩展了杂交的亲本组合相同点动物细胞融合与植物原生质体融合的基本原理相同，诱导动物细胞融合的方法与植物原生质体融合的方法相似比较植物体细胞杂交和动物细胞融合考向单克隆抗体5.(2022黑龙江黑河市高三一模)人乳头瘤病毒(HPV)是一种DNA病毒，可诱发细胞癌变。抗HPV的单克隆抗体可以准确检测出HPV，从而及时监控宫颈癌的发生。以HPV衣壳蛋白为抗原制备出单克隆抗体的过程如下图所示。下列叙述错误的是考向突破强化关键能力A.在HAT培养基上存活的杂交瘤细胞既能无限增殖又可以分泌抗体B.单克隆抗体的特点是灵敏度高、特异性强，可以大量制备C.可用HPV衣壳蛋白检测筛选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞D.单克隆抗体制备过程涉及的生物学原理有细胞增殖和细胞膜的选择透过性单克隆抗体的制备过程主要运用的细胞工程技术包括动物细胞培养和动物细胞融合，原理依次是细胞的增殖、细胞膜的流动性，D项错误。6.下图为单克隆抗体制备过程的示意图。下列有关叙述错误的是A.X细胞是从脾脏中提取的已免疫的B淋巴细胞B.Y细胞是杂交瘤细胞，必须取用培养10代以内的细胞C.图中的过程至少需要筛选两次且方法不同，最终保留抗体检测呈阳性的细胞D.图中能产生单克隆抗体的细胞在培养过程中不会出现接触抑制的现象Y细胞是骨髓瘤细胞，B错误；图中筛选过程至少两次且方法不同，第一次筛选是选择杂交瘤细胞，需要抑制同种细胞的融合体、以及未融合的细胞的增殖；第二次筛选是用抗体检测的方法选择能产生特异性抗体的杂交瘤细胞，最终保留抗体检测呈阳性的细胞，C正确；由于杂交瘤细胞即保留了骨髓瘤细胞无限增殖的特点，又有浆细胞产生特异性抗体的作用，所以图中能产生单克隆抗体的细胞在培养过程中不会出现接触抑制的现象，D正确。动物体细胞核移植技术和克隆动物考点三1.动物细胞核移植技术(1)概念分析供体：动物一个细胞的。受体：去掉细胞核的。结果：重新组合的细胞发育成，继而发育成动物个体。原理