高三生物第一輪復習 專題2 2動物細胞工程課件 新人教版選修3.ppt

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2 2動物細胞工程 知識梳理 一 動物細胞培養(yǎng)1 操作流程 組織單個細胞的懸浮液 培養(yǎng) 培養(yǎng) 原代 傳代 2 培養(yǎng)條件 1 無菌 無毒的環(huán)境 對 和所有培養(yǎng)用具進行無菌處理 添加 定期更換培養(yǎng)液以 2 營養(yǎng) 除正常的有機和無機營養(yǎng)外 加入 等一些天然成分 3 適宜的溫度和pH 溫度為 哺乳動物 pH為 4 氣體環(huán)境 含95 空氣加 的混合氣體 其中后者的作用是 3 應用 生物制品的生產(chǎn) 檢測 醫(yī)學研究 培養(yǎng)液 抗生素 清除代謝產(chǎn)物 血清 血漿 36 5 0 5 7 2 7 4 5 CO2 維持培養(yǎng)液的pH 有毒物質(zhì) 二 動物體細胞核移植技術(shù)和克隆動物1 動物核移植 將動物一個細胞的 移入一個已經(jīng)去掉細胞核的 中 使其重組并發(fā)育成一個新的胚胎 這個新的胚胎最終發(fā)育為 細胞核 卵母細胞 動物個體 2 過程 3 原理 動物體細胞核具有 4 結(jié)果 獲得與供體 基本相同的個體 5 克隆動物 用核移植方法得到的動物 全能性 供體細胞培養(yǎng) 遺傳物質(zhì) 去核 重組細胞 胚胎移植 供體 三 動物細胞融合1 原理 2 融合方法 聚乙二醇 PEG 電激等 3 意義 突破了 的局限 使 成為可能 也為制造 開辟了新途徑 細胞膜的流動性 滅活的病毒 有性雜交方法 遠緣雜交 單克隆抗體 四 單克隆抗體1 制備過程 雜交瘤細胞 能分泌所需 抗體 2 優(yōu)點 特異性強 并可大量制備 3 用途 作為 用于治療疾病和 靈敏度高 診斷試劑 運載藥物 速記卡片 1 動物細胞培養(yǎng)過程 1 分散細胞方法 組織塊剪碎 用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理 2 生長特點 貼壁生長 接觸抑制 3 分瓶 4 原代培養(yǎng) 動物組織消化后的初次培養(yǎng) 5 傳代培養(yǎng) 分瓶繼續(xù)培養(yǎng) 2 動物細胞培養(yǎng)的條件 1 無菌 無毒的環(huán)境 2 營養(yǎng) 糖 氨基酸 促生長因子 無機鹽 微量元素 動物血清 血漿等 3 溫度和pH 與動物體溫相近 pH為7 2 7 4 4 氣體環(huán)境 CO2的主要作用是維持培養(yǎng)液的pH 3 動物細胞融合 1 原理 細胞膜的流動性 2 融合方法 聚乙二醇 PEG 滅活的病毒 電激等 4 單克隆抗體制備 1 涉及的三種細胞作用不同 B淋巴細胞 能分泌單一抗體 但不能無限增殖 骨髓瘤細胞 能大量增殖 但不能產(chǎn)生抗體 雜交瘤細胞 既能產(chǎn)生單一抗體 又能大量增殖 2 兩次篩選的目的不同 第一次篩選是得到雜交瘤細胞 第二次篩選是得到能分泌所需抗體的雜交瘤細胞 考點一植物組織培養(yǎng) 動物細胞培養(yǎng)和細胞核移植1 三者比較 2 動物細胞核移植的疑難解析 1 卵母細胞選擇時期及原因 M 中期的卵母細胞 此時具備受精能力 細胞質(zhì)中合成與分裂 分化有關(guān)的物質(zhì)能刺激融合后重組細胞進行分裂分化 形成重組胚胎 2 選卵細胞作為受體細胞的原因 卵細胞大 易于操作 卵黃多 營養(yǎng)豐富 為發(fā)育提供充足的營養(yǎng) 能激發(fā)重組細胞分裂分化 3 供體細胞 取供體動物的體細胞培養(yǎng) 一般選用傳代10代以內(nèi)的細胞 因為10代以內(nèi)的細胞一般能保持正常的二倍體核型 保證了供體細胞正常的遺傳基礎(chǔ) 4 動物體細胞不能經(jīng)培養(yǎng)直接發(fā)育成完整個體的原因 動物體細胞的全能性受到限制 5 該過程用到的技術(shù)手段 動物細胞培養(yǎng) 動物細胞融合 早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植 高考警示 動物細胞培養(yǎng)和核移植技術(shù)的理解誤區(qū) 1 動物細胞培養(yǎng)中兩次使用胰蛋白酶的作用不同 第一次用胰蛋白酶處理剪碎的組織使之分散成單個細胞 第二次使貼壁細胞從瓶壁上脫落下來 2 核移植產(chǎn)生的克隆動物與提供細胞核的親本可能不同 克隆動物細胞質(zhì)基因來源于另一個親本 與植物組織培養(yǎng)不同 來自一個親本 即克隆動物遺傳物質(zhì)來自兩個親本 在發(fā)育過程中可能發(fā)生基因突變 染色體變異導致性狀改變 外界環(huán)境條件的影響引起不可遺傳的變異 考題回訪 1 2015 銀川模擬 回答下列有關(guān)動物細胞培養(yǎng)的問題 1 在動物細胞培養(yǎng)過程中 當貼壁細胞分裂生長到細胞表面 時 細胞會停止分裂增殖 這種現(xiàn)象稱為細胞的 此時 瓶壁上形成的細胞層數(shù)是 要使貼壁的細胞從瓶壁上分離下來 需要用酶處理 常用的酶是 2 隨著細胞傳代次數(shù)的增多 絕大部分細胞分裂停止 進而出現(xiàn)的現(xiàn)象 但極少數(shù)細胞可以連續(xù)增殖 其中有些細胞會因遺傳物質(zhì)發(fā)生改變而變成細胞 這種細胞的黏著性 細胞膜表面蛋白質(zhì) 糖蛋白 的量 3 用某種大分子染料對細胞進行染色時 觀察到死細胞被染色 而活細胞不染色 原因是 4 檢查某種有毒物質(zhì)是否能改變細胞染色體的數(shù)目 最好選用分裂到期的細胞用顯微鏡進行觀察 5 在細胞培養(yǎng)過程中 通常在條件下保存細胞 因為在這種條件下 細胞中的活性降低 細胞新陳代謝的速率降低 6 給患者移植經(jīng)細胞培養(yǎng)形成的皮膚后 發(fā)生了排斥現(xiàn)象 這是因為機體把移植的皮膚當作進行攻擊 解題指南 解答本題需明確三個方面 1 細胞貼壁生長與接觸抑制 2 胰蛋白酶和糖蛋白的作用 3 器官移植與排斥反應 解析 1 在動物細胞培養(yǎng)過程中 細胞會表現(xiàn)出接觸抑制現(xiàn)象 此時是單層細胞 用胰蛋白酶處理可以使貼壁的細胞從瓶壁上分離下來 2 隨著細胞傳代培養(yǎng)代數(shù)的增多 絕大部分細胞分裂停止 進而出現(xiàn)衰老甚至死亡的現(xiàn)象 但極少數(shù)細胞可以連續(xù)增殖 有些細胞會因遺傳物質(zhì)改變而變成不死性細胞 這種細胞細胞膜表面糖蛋白減少 細胞黏著性降低 3 由于活細胞的膜具有選擇透過性 大分子染料不能進入活細胞內(nèi) 而死細胞的細胞膜喪失了選擇透過性 大分子染料能夠進入死細胞內(nèi)而著色 4 由于細胞分裂中期染色體形態(tài)固定 數(shù)目清晰 因此最好選用分裂到中期的細胞用顯微鏡觀察染色體數(shù)目 5 由于在冷凍 超低溫或液氮條件下 細胞中酶的活性降低 細胞新陳代謝的速率降低 通常在此條件下保存細胞 6 機體把移植的皮膚當作抗原攻擊 會發(fā)生排斥現(xiàn)象 答案 1 相互接觸接觸抑制單層 或一層 胰蛋白酶 2 衰老甚至死亡不死性降低減少 3 活細胞的膜具有選擇透過性 大分子染料不能進入活細胞內(nèi) 故活細胞不能著色 或死細胞的膜喪失了選擇透過性 大分子染料能夠進入死細胞內(nèi)而著色 4 中 5 冷凍 或超低溫 液氮 酶 6 抗原 2 2015 安徽名校聯(lián)考 如圖所示是利用現(xiàn)代生物工程技術(shù)治療遺傳性糖尿病 基因缺陷導致胰島B細胞不能正常合成胰島素 的過程設(shè)計圖解 請據(jù)圖回答下列問題 1 圖中 所示的結(jié)構(gòu)分別是 2 圖中 所示的生物工程技術(shù)分別是 此外圖示過程還應用的工程技術(shù)有 只需寫一種 3 過程 通常用去核卵母細胞做受體細胞的原因除了它體積大 易操作外 還因為 4 過程 通常用 作受體細胞的原因是這些細胞沒有分化 具有 可以定向誘導分化成各類細胞 組織和器官 5 過程 的完成需要用到的基因操作工具有 6 圖示方法與一般的異體移植相比最大的優(yōu)點是 解析 圖中 依次為細胞核 內(nèi)細胞團 核移植技術(shù) 轉(zhuǎn)基因技術(shù) 圖中涉及的技術(shù)包括核移植技術(shù) 早期胚胎培養(yǎng) 動物細胞培養(yǎng) 轉(zhuǎn)基因技術(shù) 胚胎干細胞移植等 答案 1 細胞核內(nèi)細胞團 2 核移植技術(shù)轉(zhuǎn)基因技術(shù)細胞培養(yǎng) 早期胚胎培養(yǎng) 胚胎干細胞移植 顯微操作技術(shù)等 3 營養(yǎng)物質(zhì)豐富且含有促進細胞核全能性表達的物質(zhì) 4 全能性 5 限制性核酸內(nèi)切酶 DNA連接酶和載體 6 沒有排斥反應 加固訓練 現(xiàn)有A和B兩個肉牛品種 A品種牛的細胞組成可表示為A細胞核 A細胞質(zhì) B品種牛則為B細胞核 B細胞質(zhì) 1 如果要獲得一頭克隆牛 使其細胞由A細胞核和B細胞質(zhì)組成 基本步驟是 從A品種牛體內(nèi)取出體細胞 進行體外培養(yǎng) 然后再從培養(yǎng)細胞中取出注入B品種牛的卵母細胞 經(jīng)過某種刺激和培養(yǎng)后 可形成胚胎 該胚胎被稱為 將該胚胎移入代孕母牛的中 通過培育可達到目的 2 克隆牛的產(chǎn)生說明具有全能性 克隆牛的性狀主要表現(xiàn)品種牛的特征 由A B兩品種牛雜交得到的牛與克隆牛相比 雜交牛細胞核的遺傳物質(zhì)來自個親本 細胞質(zhì)來自性親本 克隆牛和雜交牛的遺傳物質(zhì)組成 填 相同 或 不同 解析 1 依據(jù)題意可知 要獲得由A細胞核和B細胞質(zhì)組成的重組細胞 就要提取A細胞核然后與去掉細胞核的B細胞質(zhì)進行重組 得到重組細胞 進一步培養(yǎng)得到重組胚胎 再進行胚胎移植 移植到代孕母牛的子宮里進行培育 2 克隆動物利用的是動物細胞細胞核的全能性 得到的新個體的性狀主要由細胞核決定 與供核母牛的性狀基本一致 雜交牛是由精子和卵細胞融合得到受精卵 細胞核來自兩個親本 由于精子含有很少的細胞質(zhì) 受精卵的細胞質(zhì)主要來自卵細胞 所以雜交牛和克隆牛的遺傳物質(zhì)是不同的 答案 1 細胞核去核重組胚胎子宮 2 動物體細胞核A兩雌不同 考點二動物細胞融合 單克隆抗體1 植物體細胞雜交和動物細胞融合的比較 2 單克隆抗體的制備 高考警示 植物體細胞雜交和動物細胞融合過程中所選酶和結(jié)果的辨析 1 植物體細胞雜交與動物細胞融合中酶的作用對象不同 纖維素酶和果膠酶作用于細胞壁 而胰蛋白酶作用于細胞間的蛋白質(zhì) 2 植物雜交細胞在激素誘導下能表達出全能性 但動物雜交細胞的全能性不能表達 3 取相應B淋巴細胞前必須先注射相應抗原 否則不能獲得單克隆抗體 考題回訪 1 2014 新課標全國卷 某研究者用抗原 A 分別免疫3只同種小鼠 X Y和Z 每只小鼠免疫5次 每次免疫一周后測定各小鼠血清抗體的效價 能檢測出抗原抗體反應的血清最大稀釋倍數(shù) 結(jié)果如圖所示 若要制備雜交瘤細胞 需取免疫后小鼠的B淋巴細胞 染色體數(shù)目40條 并將該細胞與體外培養(yǎng)的小鼠骨髓瘤細胞 染色體數(shù)目60條 按一定比例加入試管中 再加入聚乙二醇誘導細胞融合 經(jīng)篩選培養(yǎng)及抗體檢測 得到不斷分泌抗A抗體的雜交瘤細胞 回答下列問題 1 制備融合所需的B淋巴細胞時 所用免疫小鼠的血清抗體效價需達到16000以上 則小鼠最少需要經(jīng)過次免疫后才能有符合要求的 達到要求后的X Y Z這3只免疫小鼠中 最適合用于制備B淋巴細胞的是小鼠 理由是 2 細胞融合實驗完成后 融合體系中除含有未融合的細胞和雜交瘤細胞外 可能還有 體系中出現(xiàn)多種類型細胞的原因是 3 雜交瘤細胞中有個細胞核 染色體數(shù)目最多是條 4 未融合的B淋巴細胞經(jīng)多次傳代培養(yǎng)后都不能存活 原因是 解題指南 1 題干關(guān)鍵詞 效價 雜交瘤細胞 傳代培養(yǎng) 2 隱含信息 柱形圖中效價越高 能檢測出抗原抗體反應的血清最大稀釋倍數(shù)越大 說明免疫后小鼠的B淋巴細胞產(chǎn)生抗體的能力越強 3 關(guān)鍵知識 制備單克隆抗體的技術(shù)流程和動物細胞體外培養(yǎng)的過程 解析 本題考查制備單克隆抗體的相關(guān)知識 1 據(jù)圖中數(shù)據(jù)分析 第四次注射后Y Z小鼠的血清抗體效價均達到16000以上 免疫后小鼠Y的B淋巴細胞產(chǎn)生抗體效價最高 最適用于制備單克隆抗體 2 B淋巴細胞與骨髓瘤細胞混合在一起融合時 可能發(fā)生B淋巴細胞之間的融合 骨髓瘤細胞之間的融合和B淋巴細胞與骨髓瘤細胞融合 故體系中會出現(xiàn)多種類型的細胞 3 雜交瘤細胞形成后 小鼠的B淋巴細胞核與其骨髓瘤細胞核會融合形成一個細胞核 染色體可達100條 有絲分裂后期染色體數(shù)目最多為200條 4 未融合的B淋巴細胞經(jīng)多次傳代培養(yǎng)后 仍然不是能惡性增殖的細胞 分裂次數(shù)是有限的 答案 1 四YY小鼠的抗體效價最高 2 B淋巴細胞相互融合形成的細胞 骨髓瘤細胞相互融合形成的細胞細胞融合是隨機的 沒有特異性且融合率達不到100 3 1200 4 不能無限增殖 2 2015 濰坊模擬 人絨毛膜促性腺激素 HCG 是女性懷孕后胎盤滋養(yǎng)層細胞分泌的一種糖蛋白 制備抗HCG單克隆抗體可用于早孕的診斷 如圖是抗HCG單克隆抗體制備流程示意圖 請分析回答問題 1 制備單克隆抗體過程中要用到和技術(shù) 2 制備單克隆抗體過程中 給小鼠注射的HCG相當于 使小鼠產(chǎn)生分泌相應的淋巴細胞 此過程屬于特異性免疫中的免疫 3 在細胞內(nèi)DNA的合成一般有兩條途徑 主要途徑是在細胞內(nèi)由糖和氨基酸合成核苷酸 進而合成DNA 而氨基嘌呤可以阻斷此途徑 另一輔助途徑是在次黃嘌呤和胸腺嘧啶核苷存在的情況下 經(jīng)酶的催化作用合成DNA 而骨髓瘤細胞的DNA合成沒有此輔助途徑 利用DNA合成途徑不同的特點配制的HAT培養(yǎng)基含有多種成分 其中添加的具有篩選雜交瘤細胞的作用 最終篩選獲得的雜交瘤細胞的特點是 4 此過程生產(chǎn)的單克隆抗體可以與 特異性結(jié)合 從而診斷早孕 解題指南 解答本題的關(guān)鍵 1 明確單克隆抗體的制備過程 2 熟知在培養(yǎng)基中能夠生長增殖的細胞是具有DNA復制途徑的細胞 解析 1 制備單克隆抗體過程中要用到動物細胞培養(yǎng)和動物細胞融合技術(shù) 2 給小鼠注射HCG 使小鼠進行體液免疫 產(chǎn)生能分泌抗體的B淋巴細胞 3 骨髓瘤細胞的DNA合成只有一條途徑 在培養(yǎng)基中加入氨基嘌呤 阻斷了骨髓瘤細胞與骨髓瘤細胞融合體的增殖 雜交瘤細胞有兩條合成DNA的途徑 因此在選擇培養(yǎng)基上雜交瘤細胞能生存并無限增殖 B淋巴細胞和骨髓瘤細胞融合后的雜交瘤細胞既能無限增殖 又能產(chǎn)生單一抗體 4 此單克隆抗體是針對人絨毛膜促性腺激素 HCG 作抗原產(chǎn)生的 可以與人絨毛膜促性腺激素 HCG 特異性結(jié)合 答案 1 動物細胞培養(yǎng)動物細胞融合 2 抗原抗體體液 3 氨基嘌呤 能無限增殖并分泌特異性抗體 4 人絨毛膜促性腺激素 或HCG 延伸探究 題中 3 經(jīng)過氨基嘌呤處理后 能夠存活的細胞類型有哪些 提示 由于骨髓瘤細胞沒有DNA合成的輔助途徑 而氨基嘌呤阻斷主要途徑 所以經(jīng)處理后 能夠存活的細胞是B淋巴細胞和B淋巴細胞與骨髓瘤細胞融合后的細胞 加固訓練 如圖為制備單克隆抗體和多克隆抗體的示意圖 據(jù)圖回答下列問題 1 圖中向小鼠注射包含多種抗原決定簇的抗原后 所獲得的免疫抗血清實際上是含有 填寫抗體的名稱 的混合物 這種方法制備的多克隆抗體不僅產(chǎn)量低 而且純度低 2 圖中選用B淋巴細胞和骨髓瘤細胞融合成雜交瘤細胞 說明細胞膜具有 如果僅考慮細胞的兩兩融合 其融合細胞有種類型 3 圖中兩次篩選的目的不同 其中篩選 的目的是篩選出 篩選 的目的是篩選出 4 科學工作者正在研究的用于治療癌癥的 生物導彈 就是 用 生物導彈 治療癌癥的方法優(yōu)于化療的原因是 解析 1 結(jié)合題圖可看出獲得的免疫抗血清實際上是Ab1 Ab2 Ab3 Ab4多種抗體的混合物 2 動物細胞融合的過程體現(xiàn)了細胞膜的流動性 僅考慮兩個細胞的融合 可得到B淋巴細胞 B淋巴細胞 骨髓瘤細胞 骨髓瘤細胞及B淋巴細胞 骨髓瘤細胞3種類型的融合細胞 3 在單克隆抗體的制備過程中 篩選 的目的是篩選出雜交瘤細胞 篩選 的目的是獲得能分泌所需抗體的雜交瘤細胞 4 把單克隆抗體跟抗癌藥物相結(jié)合制成 生物導彈 注入患者體內(nèi) 借助單克隆抗體的導向作用 能將藥物定向帶到癌細胞所在位置 在原位殺死癌細胞 這樣既不損傷正常細胞 又減小了用藥劑量 而且療效高 毒副作用小 答案 1 Ab1 Ab2 Ab3 Ab4 2 流動性3 3 雜交瘤細胞能分泌所需抗體的雜交瘤細胞 4 單克隆抗體上連接抗癌藥物可以原位殺死癌細胞 還不損傷正常細胞 且用藥劑量小 療效高 毒副作用小