高中生物浙科版現(xiàn)代生物科技專題第二章克隆技術(shù) 第2章第3節(jié)

第三節(jié)動物的克隆課標(biāo)解讀重點(diǎn)難點(diǎn)1.結(jié)合教材圖2-6，簡述動物細(xì)胞培養(yǎng)與體細(xì)胞克隆。2.通過實例分析，了解動物組織培養(yǎng)技術(shù)的發(fā)展歷程。3.分析比較細(xì)胞系及細(xì)胞株的含義。4.結(jié)合克隆概念，簡述動物的克隆培養(yǎng)法。1.動物細(xì)胞組織培養(yǎng)、細(xì)胞核移植和動物的克隆繁殖。(重難點(diǎn))2.細(xì)胞株系、細(xì)胞核移植和動物的克隆繁殖。(重點(diǎn))動物細(xì)胞培養(yǎng)和克隆的形成1.過程(如圖)幼齡動物組織eq\o(\s\up9(用胰蛋白酶處理),→)細(xì)胞懸浮液→原代培養(yǎng)→傳代培養(yǎng)。2．細(xì)胞株與細(xì)胞系(1)細(xì)胞系：原代培養(yǎng)細(xì)胞首次傳代時就成為細(xì)胞系。分為有限細(xì)胞系和連續(xù)細(xì)胞系兩類。(2)細(xì)胞株：從原代培養(yǎng)物中或細(xì)胞系中獲得的具有特殊性質(zhì)的細(xì)胞稱細(xì)胞株。也分為有限細(xì)胞株與連續(xù)細(xì)胞株。3．克隆培養(yǎng)法把一個細(xì)胞培養(yǎng)為一個新的細(xì)胞群體的技術(shù)叫克隆培養(yǎng)法。這樣培養(yǎng)獲得的細(xì)胞群叫純系。\o(\a\al(培養(yǎng),條件))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(無菌、無毒的環(huán)境,營養(yǎng)需要：適宜的培養(yǎng)基、添加血清、激素胰島素、,CO2氣體環(huán)境、調(diào)節(jié)pH及滋養(yǎng)細(xì)胞等,條件))1．把動物組織塊分散成單個細(xì)胞所用的胰蛋白酶能否換成胃蛋白酶？【提示】不能。因為胃蛋白酶的最適pH呈酸性，環(huán)境不適合。2．為什么細(xì)胞系或細(xì)胞株中有些細(xì)胞可無限傳代？這些細(xì)胞為癌細(xì)胞嗎？【提示】這些細(xì)胞往往有異倍體核型，使其能夠無限傳代。能夠無限傳代的細(xì)胞有的仍保留接觸抑制現(xiàn)象，一般不是癌細(xì)胞。動物的細(xì)胞融合技術(shù)及其應(yīng)用1.單克隆抗體的制備過程(如圖)eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(B淋巴細(xì)胞能產(chǎn)生抗體,骨髓瘤細(xì)胞能無限增殖))eq\o(→,\s\up7(用滅活的病毒誘導(dǎo)),\s\do7(細(xì)胞融合并篩選))多種雜種細(xì)胞eq\o(→,\s\up7(細(xì)胞培養(yǎng)),\s\do7(篩選))能產(chǎn)生專一抗體的且可無限增殖的細(xì)胞群。2．eq\o(\a\al(單克隆抗,體的獲得))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(體外培養(yǎng)：從細(xì)胞培養(yǎng)液中提取抗體,體內(nèi)培養(yǎng)：從動物腹水中提取抗體))3．應(yīng)用在疾病診斷、治療與預(yù)防方面與常規(guī)抗體相比具有特異性強(qiáng)、靈敏度高的特點(diǎn)。單抗可作為特異探針，研究相應(yīng)抗原蛋白的結(jié)構(gòu)、細(xì)胞學(xué)分布及其功能。3．單克隆抗體生產(chǎn)中兩次篩選的目的有何不同？【提示】第一次篩選為了選出雜交瘤細(xì)胞，第二次篩選是從雜交瘤細(xì)胞中選出能產(chǎn)生單一抗體的雜交瘤細(xì)胞。動物的克隆繁殖1.過程2．動物克隆成功證明了(1)高度分化細(xì)胞經(jīng)一定技術(shù)處理，也可回復(fù)到類似受精卵時期的功能。(2)在胚胎和個體發(fā)育中，細(xì)胞質(zhì)具有調(diào)控細(xì)胞核(包括異源細(xì)胞核)發(fā)育的作用。3．克隆的意義(1)為遺傳病的治療、優(yōu)良品種的培育等提供了重要途徑。(2)對物種的進(jìn)化、瀕危動物的保存及對轉(zhuǎn)基因動物的擴(kuò)群有重要意義。(3)豐富了人們的物質(zhì)生活。(4)縮短育種年限，提高生產(chǎn)效率。1．細(xì)胞株是具有特殊性質(zhì)(如病毒敏感性、生化特性)的細(xì)胞系。(√)2．有限細(xì)胞系易于克隆。(×)【提示】有限細(xì)胞系不易克隆。相反，無限細(xì)胞系易于克隆。3．動物細(xì)胞雜交可利用物理、化學(xué)方法進(jìn)行介導(dǎo)。(√)4．制備單克隆抗體時使用的免疫細(xì)胞為T淋巴細(xì)胞。(×)【提示】應(yīng)為B淋巴細(xì)胞。5．“多莉”的性狀與提供乳腺上皮細(xì)胞的6歲母羊完全相同。(×)【提示】“多莉”的性狀酷似6歲母羊。6．低等動物的全能性一般較易體現(xiàn)。(√)動物細(xì)胞培養(yǎng)的相關(guān)分析【問題導(dǎo)思】①動物細(xì)胞培養(yǎng)的具體過程如何？動物細(xì)胞培養(yǎng)與植物組織培養(yǎng)主要有什么區(qū)別？②什么是原代培養(yǎng)？什么是傳代培養(yǎng)？分別有什么特點(diǎn)？③細(xì)胞株和細(xì)胞系有何區(qū)別與聯(lián)系？1．過程eq\o(\a\al(動物,組織塊))eq\o(→,\s\up7(胰酶等))eq\o(分散成單個細(xì)胞)→eq\o(制成細(xì)胞懸液)→原代培養(yǎng)→接觸抑制eq\o(→,\s\up7(胰酶等))傳代培養(yǎng)(1)胰酶的作用：消化細(xì)胞間的蛋白(主要為纖維蛋白、層粘連蛋白、纖粘連蛋白、彈性纖維等)，使組織分散成單個細(xì)胞。(2)原代培養(yǎng)與傳代培養(yǎng)：從機(jī)體上獲取的組織，通過酶或機(jī)械方法分散成單個細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)，在首次傳代前的培養(yǎng)稱為原代培養(yǎng)。原代培養(yǎng)的細(xì)胞生長、繁殖一定的時間后，由于空間不足或細(xì)胞密度過大導(dǎo)致營養(yǎng)枯竭，會影響細(xì)胞的生長，因此需要進(jìn)行分瓶擴(kuò)大培養(yǎng)，即傳代培養(yǎng)。(3)細(xì)胞株與細(xì)胞系①含義：條件合適時，能連續(xù)傳代的細(xì)胞稱為細(xì)胞系。通過一定的選擇或純化方法，從原代培養(yǎng)物或細(xì)胞系中獲得的具有特殊性質(zhì)的細(xì)胞稱為細(xì)胞株，細(xì)胞系細(xì)胞的遺傳物質(zhì)若發(fā)生了改變，具有癌細(xì)胞的特點(diǎn)。細(xì)胞株一般具有恒定的染色體組型、同工酶類型、病毒敏感性和生化特性等。②圖示：(3)細(xì)胞貼壁和接觸抑制懸液中分散的細(xì)胞很快就貼附在瓶壁上，稱為細(xì)胞貼壁。細(xì)胞數(shù)目不斷增多，當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長到表面相互抑制時，細(xì)胞就會停止分裂增殖，這種現(xiàn)象稱為細(xì)胞的接觸抑制。當(dāng)細(xì)胞癌變后，就失去接觸抑制的特點(diǎn)，而無限增殖。動物細(xì)胞培養(yǎng)的結(jié)果1．連續(xù)細(xì)胞系：能連續(xù)培養(yǎng)下去的細(xì)胞系。是發(fā)生轉(zhuǎn)化了的細(xì)胞系，大多數(shù)具有異倍體核型。有的是惡性細(xì)胞系，具有異體致瘤性；有的連續(xù)細(xì)胞系獲得了不死性，但保留接觸抑制現(xiàn)象，不致癌。2．有限細(xì)胞系：不能連續(xù)培養(yǎng)下去的細(xì)胞系。二倍體細(xì)胞一般為有限細(xì)胞系。3．連續(xù)細(xì)胞株：可連續(xù)多次傳代的細(xì)胞株。4．有限細(xì)胞株：可傳代次數(shù)有限的細(xì)胞株。2．應(yīng)注意的問題(1)動物細(xì)胞培養(yǎng)時可以分散成單個細(xì)胞，也可以用細(xì)胞群(團(tuán))、組織塊培養(yǎng)。分散成單個細(xì)胞后培養(yǎng)，細(xì)胞易獲得所需的營養(yǎng)物質(zhì)，其代謝廢物容易排出；同時，分散成單個細(xì)胞培養(yǎng)，可使得在細(xì)胞水平操作的其他技術(shù)得以實現(xiàn)。(2)為了保證細(xì)胞培養(yǎng)時滿足其營養(yǎng)物質(zhì)和生長因子的供給，培養(yǎng)基中添加一定量的血清，因為血清中含有蛋白質(zhì)、氨基酸、葡萄糖、激素及一些未知的營養(yǎng)物質(zhì)。(3)由于大多數(shù)動物細(xì)胞培養(yǎng)的適宜pH為～，而胃蛋白酶發(fā)揮活性的最適pH為左右，因此不能使用胃蛋白酶使細(xì)胞分散開。3．動物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用(1)生產(chǎn)病毒疫苗、單克隆抗體、干擾素等。(2)利用動物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)中的細(xì)胞貼壁生長和接觸抑制的特點(diǎn)，可用燒傷病人自己的健康皮膚細(xì)胞培養(yǎng)出大量的自身薄層皮膚細(xì)胞，以供植皮所需。(3)培養(yǎng)的動物細(xì)胞用于檢測有毒物質(zhì)，判斷物質(zhì)的毒性。區(qū)分原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)一般均需對細(xì)胞進(jìn)行胰蛋白酶分散處理，區(qū)分兩種“培養(yǎng)”的關(guān)鍵是看用胰蛋白酶處理的對象。1．第一次：用胰蛋白酶對剪碎的動物組織進(jìn)行處理，分散后培養(yǎng)，即為原代培養(yǎng)。2．第二次：細(xì)胞培養(yǎng)過程中出現(xiàn)接觸抑制，用胰蛋白酶使其從瓶壁上脫離下來，分散到多個培養(yǎng)瓶中繼續(xù)培養(yǎng)，即為傳代培養(yǎng)。某研究小組進(jìn)行藥物試驗時，以動物肝細(xì)胞為材料，測定藥物對體外培養(yǎng)細(xì)胞的毒性。供培養(yǎng)的細(xì)胞有甲、乙兩種，甲細(xì)胞為肝腫瘤細(xì)胞、乙細(xì)胞為正常肝細(xì)胞。請回答下列有關(guān)動物細(xì)胞培養(yǎng)的問題。(1)將數(shù)量相等的甲細(xì)胞和乙細(xì)胞分別置于培養(yǎng)瓶中培養(yǎng)，培養(yǎng)液及其他培養(yǎng)條件均相同。一段時間后，觀察到甲細(xì)胞數(shù)量比乙細(xì)胞數(shù)量________。(2)在動物細(xì)胞培養(yǎng)時，通常在合成培養(yǎng)基中加入適量血清，其原因是_______________________________________________________。細(xì)胞培養(yǎng)應(yīng)在含5%CO2的恒溫培養(yǎng)箱中進(jìn)行，CO2的作用是___________________。(3)在兩種細(xì)胞生長過程中，當(dāng)乙細(xì)胞鋪滿瓶壁時，其生長________。藥物試驗需要大量細(xì)胞，兩種細(xì)胞頻繁傳代，甲細(xì)胞比乙細(xì)胞可以傳代的次數(shù)更________。若用動物的肝臟組織塊制備肝細(xì)胞懸液，需要________處理。(4)為了防止細(xì)胞培養(yǎng)過程中細(xì)菌的污染；可向培養(yǎng)液中加入適量的________?！緦忣}導(dǎo)析】由題干可獲取的信息有：(1)試驗材料是肝細(xì)胞。(2)肝細(xì)胞有兩種，一種是肝腫瘤細(xì)胞，一種是正常的肝細(xì)胞。解答本題時需明確動物細(xì)胞培養(yǎng)的過程、條件及應(yīng)用，再結(jié)合每小題作答?！揪v精析】癌細(xì)胞具有無限增殖的特點(diǎn)，故相同培養(yǎng)條件下，肝腫瘤細(xì)胞數(shù)量多于正常肝細(xì)胞數(shù)量。動物細(xì)胞培養(yǎng)需提供無菌環(huán)境，如向培養(yǎng)液中加入適量的抗生素可防止細(xì)菌的污染；需提供一定的營養(yǎng)，如向培養(yǎng)基中加入適量血清，以便補(bǔ)充合成培養(yǎng)基中缺乏的物質(zhì)；需提供一定的氣體環(huán)境，如向恒溫培養(yǎng)箱中加入5%的CO2，目的是維持培養(yǎng)液的pH?！敬鸢浮?1)多(2)血清可以補(bǔ)充合成培養(yǎng)基中缺乏的物質(zhì)維持培養(yǎng)液的pH(3)停止多胰蛋白酶(4)抗生素(2023·杭州聯(lián)考)下列關(guān)于動物細(xì)胞培養(yǎng)的敘述，正確的是()A．培養(yǎng)保留接觸抑制的細(xì)胞在培養(yǎng)瓶壁上可形成多層細(xì)胞B．克隆培養(yǎng)法培養(yǎng)過程中多數(shù)細(xì)胞的基因型會發(fā)生改變C．二倍體細(xì)胞的傳代培養(yǎng)次數(shù)通常是無限的D．惡性細(xì)胞系的細(xì)胞可進(jìn)行傳代培養(yǎng)【審題導(dǎo)析】解答此題的關(guān)鍵必須明確二倍體核型的體細(xì)胞為有限細(xì)胞系，而異倍體核型細(xì)胞如惡性細(xì)胞系的細(xì)胞屬連續(xù)細(xì)胞系?！揪v精析】有接觸抑制的細(xì)胞只能形成單層細(xì)胞；克隆培養(yǎng)法培養(yǎng)的細(xì)胞可以是細(xì)胞株(遺傳物質(zhì)并未改變)；二倍體細(xì)胞形成的是有限細(xì)胞系，傳代次數(shù)有限；惡性細(xì)胞系為無限細(xì)胞系可以傳代培養(yǎng)。【答案】D動物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動物【問題導(dǎo)思】①動物體細(xì)胞核移植技術(shù)的原理和過程是怎樣的？②克隆動物的應(yīng)用前景是怎樣的？③體細(xì)胞核移植技術(shù)屬于百分之百的克隆嗎？1．動物核移植的概念將一種動物的細(xì)胞核移植到去核的卵母細(xì)胞中，并發(fā)育成新個體的方式。2．核移植過程3．圖例：4．核移植特點(diǎn)主要是指不同種的細(xì)胞的拆合，新個體主要具備供核親本的遺傳特性。5．動物體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用(1)畜牧生產(chǎn)方面：培育良種動物。(2)保護(hù)瀕危物種。(3)醫(yī)藥衛(wèi)生方面：生產(chǎn)醫(yī)用蛋白、器官和組織等。6．動物體細(xì)胞核移植技術(shù)存在的問題(1)成功率低。(2)克隆技術(shù)的各個環(huán)節(jié)有待進(jìn)一步改進(jìn)。(3)克隆動物存在健康問題，表現(xiàn)出遺傳和生理缺陷?？寺游锝^大部分DNA來自于供體細(xì)胞核，但其核外還有少量的DNA，即線粒體中的DNA。所以，用教材中所述的方法克隆的動物不是對供核動物的完全相同的復(fù)制。此外，即便動物的遺傳物質(zhì)完全相同，但動物的一些行為、習(xí)性的形成與所處環(huán)境有很大關(guān)系，核供體動物生活的環(huán)境與克隆動物所生活的環(huán)境不會完全相同，其形成的行為、習(xí)性也不可能和核供體動物完全相同，從這一角度看，克隆動物不會是核供體動物100%的復(fù)制?！爸委熜钥寺　睂⑹侨伺咛ジ杉?xì)胞(簡稱ES細(xì)胞)造福于人類的一種非常重要的途徑。應(yīng)用人胚胎干細(xì)胞進(jìn)行“治療性克隆”研究的技術(shù)途徑包括以下幾個步驟：首先取病人的體細(xì)胞核，移植到去核的成熟受體卵母細(xì)胞中；在早期胚胎形成后，從中分離獲得ES細(xì)胞；對ES細(xì)胞進(jìn)行基因修飾和定向分化研究，將定向分化后的細(xì)胞移植給病人。進(jìn)行核移植的目的并不是用于克隆人，而是希望通過對ES細(xì)胞進(jìn)行分離培養(yǎng)、定向分化等處理后，進(jìn)一步獲得再造的人體組織或器官。請根據(jù)材料回答下列問題。(1)人類“治療性克隆”屬于動物細(xì)胞工程的________________技術(shù)。(2)科學(xué)家為何要將患者的體細(xì)胞核植入去核的卵母細(xì)胞中，而不直接用體細(xì)胞進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)？_____________________________________________________________________________________________________________。(3)“治療性克隆”的結(jié)果說明高度分化的體細(xì)胞的細(xì)胞核仍然具有________。相同的胚胎干細(xì)胞，“克隆”的結(jié)果各種各樣，如有的是胰島細(xì)胞，有的是血細(xì)胞，有的是心肌細(xì)胞，究其本質(zhì)原因是基因____________的結(jié)果。(4)克隆的器官在給自身移植方面的主要優(yōu)點(diǎn)是_____________________?！舅季S導(dǎo)圖】解答此題的思維流程如下：【精講精析】(1)依據(jù)“治療性克隆”的步驟分析，可知此技術(shù)屬于動物細(xì)胞工程的細(xì)胞核移植技術(shù)。(2)動物體細(xì)胞全能性隨著分化程度的提高而受到限制，而卵母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中含有促使其全能性表達(dá)的物質(zhì)。(3)“治療性克隆”可利用基因選擇性表達(dá)這一特點(diǎn)分化出各種組織或器官，同時此技術(shù)體現(xiàn)了動物細(xì)胞核具有全能性。(4)自身移植的最大優(yōu)點(diǎn)是沒有免疫排斥反應(yīng)?！敬鸢浮?1)動物細(xì)胞核移植(2)體細(xì)胞核在體細(xì)胞中不能表達(dá)全能性，而卵母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)可以為其提供表達(dá)全能性的環(huán)境(3)全能性選擇性表達(dá)(4)沒有免疫排斥反應(yīng)動物細(xì)胞融合和單克隆抗體【問題導(dǎo)思】①動物細(xì)胞融合的原理、意義和應(yīng)用分別是什么？②單克隆抗體制備應(yīng)用什么生物技術(shù)？③雜交瘤技術(shù)制備單克隆抗體的最大優(yōu)點(diǎn)是什么？1．動物細(xì)胞融合(1)動物細(xì)胞融合是指兩個或多個動物細(xì)胞結(jié)合形成一個細(xì)胞的過程。融合后形成的具有原來兩個或多個細(xì)胞遺傳信息的單核細(xì)胞，稱為雜交細(xì)胞。(2)動物細(xì)胞融合與植物原生質(zhì)體融合的原理基本相同，誘導(dǎo)動物細(xì)胞融合的方法與植物原生質(zhì)體融合的方法類似，常用的誘導(dǎo)因素有聚乙二醇、滅活的病毒、電融合等。(3)動物細(xì)胞融合的意義：克服了遠(yuǎn)緣雜交的不親和性，成為研究細(xì)胞遺傳、細(xì)胞免疫、腫瘤和生物新品種培育的重要手段。2．單克隆抗體及其制備過程與原理(1)單克隆抗體的概念由單個雜交瘤細(xì)胞進(jìn)行無性繁殖，形成細(xì)胞群(稱為克隆)，由這樣的細(xì)胞群產(chǎn)生的化學(xué)性質(zhì)單一、特異性強(qiáng)的抗體稱為單克隆抗體。(2)制備單克隆抗體的基本方法(3)制備過程中要經(jīng)過兩次篩選第一次篩選：B淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合之后，兩兩融合有三種情況，B淋巴細(xì)胞與B淋巴細(xì)胞融合、骨髓瘤細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合、B淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合。而只有B淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合的細(xì)胞才是需要的雜種細(xì)胞。第二次篩選：在雜交瘤細(xì)胞中篩選出能產(chǎn)生所需抗體的雜交瘤細(xì)胞。(4)單克隆抗體的應(yīng)用單抗作為探針，研究相應(yīng)抗原蛋白的結(jié)構(gòu)，細(xì)胞學(xué)分布及其功能等。1．血清抗體與單克隆抗體的區(qū)別(1)血清抗體：產(chǎn)量低、種類多、純度差、特異性差、反應(yīng)不夠靈敏。(2)單克隆抗體：化學(xué)性質(zhì)單一、特異性強(qiáng)、反應(yīng)靈敏。2．體細(xì)胞雜交與有性雜交的不同體細(xì)胞雜交為無性雜交，雜交后細(xì)胞染色體數(shù)目可能加倍或增加，如雜交瘤細(xì)胞染色體為效應(yīng)B細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞染色體數(shù)目之和。而有性雜交前后染色體數(shù)目不變。(2023·金華測試)下圖表示單克隆抗體的制備過程，請回答下列問題。(1)圖中小鼠需經(jīng)過________才能用于單克隆抗體生產(chǎn)。(2)細(xì)胞A具有產(chǎn)生________的功能。細(xì)胞B的突出特點(diǎn)是______________。誘導(dǎo)A、B細(xì)胞融合的誘導(dǎo)劑通常是______________或聚乙二醇。(3)若細(xì)胞A的基因型為HH，細(xì)胞B的基因型為SS，生產(chǎn)的目標(biāo)應(yīng)是基因型為________的細(xì)胞。在兩兩融合后的眾多細(xì)胞中，基因的組合類型還可能有________________。是否有可能出現(xiàn)三個或四個細(xì)胞融合在一起的現(xiàn)象？________?？赏ㄟ^特定的________培養(yǎng)基將所需的融合細(xì)胞篩選出來。(4)培養(yǎng)液的配方通常含有葡萄糖、氨基酸、無機(jī)鹽、維生素，與植物細(xì)胞培養(yǎng)基有所不同的是，還含有________。細(xì)胞在培養(yǎng)瓶中貼壁生長，隨著細(xì)胞的增多，需要定期地用________處理使細(xì)胞從瓶壁上脫離下來，以便于分裝到更多的培養(yǎng)瓶中繼續(xù)培養(yǎng)。(5)單克隆抗體與常規(guī)抗體相比，具有________________________等特點(diǎn)。單克隆抗體與抗癌藥物結(jié)合制成“生物導(dǎo)彈”，可明顯減少用藥劑量和毒副作用，原因是_______________________________________________________。【思維導(dǎo)圖】解答此題的思維流程如下：eq\x(單克隆抗體制備選用的細(xì)胞)↓eq\x(細(xì)胞融合的方法)↓eq\x(融合細(xì)胞的種類及篩選)↓eq\x(動物細(xì)胞的培養(yǎng))↓eq\x(單克隆抗體的特點(diǎn))【精講精析】B淋巴細(xì)胞能夠產(chǎn)生特異性抗體，但不能在體外大量增殖，骨髓瘤細(xì)胞能夠無限增殖但不能產(chǎn)生抗體，如果將二者融合成雜交瘤細(xì)胞，則不僅能夠在體外大量增殖，也能產(chǎn)生與相應(yīng)的免疫抗原特異性結(jié)合的抗體。通過特定的選擇性培養(yǎng)基將所需的雜交瘤細(xì)胞篩選出來，進(jìn)行克隆化培養(yǎng)，便可大量制備單克隆抗體。單抗具有特異性強(qiáng)、靈敏度高的優(yōu)點(diǎn)，通過其良好的導(dǎo)航功能，可攜帶抗癌藥物準(zhǔn)確作用于癌細(xì)胞，不僅減少了用藥劑量，而且也可最大限度地降低藥物的毒副作用?！敬鸢浮?1)特定抗原免疫(2)抗體能夠無限增殖滅活的(仙臺)病毒(3)HHSSHHHH、SSSS是選擇(4)動物血清胰蛋白酶(5)特異性強(qiáng)，靈敏度高，并可大量生產(chǎn)經(jīng)過癌細(xì)胞抗原免疫產(chǎn)生的單克隆抗體能夠與癌細(xì)胞特異性結(jié)合如圖是制備分泌抗X(H1N1流感病毒)抗體的過程，根據(jù)圖解回答問題：(1)給小鼠注射抗原的目的是________________________________。(2)在單克隆抗體制備過程中之所以選用B淋巴細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞，是因為它們?nèi)诤虾蟮碾s交瘤細(xì)胞具有________________________________________________________________________________________________________________________的特性。(3)由圖中可看出，單克隆抗體制備過程運(yùn)用了________________和________________的動物細(xì)胞工程技術(shù)手段。(4)在動物細(xì)胞融合過程中，需要將所選取的組織細(xì)胞離散開，以利于細(xì)胞融合，可用________________處理離體組織細(xì)胞使之分散。(5)請根據(jù)以下信息，設(shè)計一方法(不考慮機(jī)械方法)，從培養(yǎng)液中篩選出雜交瘤細(xì)胞。已知細(xì)胞合成DNA有D和S兩條途徑，其中D途徑能被氨基嘌呤阻斷。人淋巴細(xì)胞中有這兩種DNA的合成途徑，但一般不分裂增殖。鼠骨髓瘤細(xì)胞中盡管只有D途徑，但能不斷分裂增殖，將這兩種細(xì)胞在試管中混合，加入聚乙二醇促融，獲得雜種細(xì)胞。方法：________________________________________________________________________________________________________________________。原理：_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________?！緦忣}導(dǎo)析】解答此題應(yīng)從以下兩點(diǎn)入手考慮：(1)由圖示的③“融合”，④“培養(yǎng)雜交瘤細(xì)胞”可知制備單抗過程涉及的生物技術(shù)有動物細(xì)胞培養(yǎng)和動物細(xì)胞融合等。(2)由于氨基嘌呤對D途徑的阻斷，使雜交瘤細(xì)胞沿S途徑進(jìn)行而得以篩選?！揪v精析】(1)根據(jù)抗原抗體特異性結(jié)合的原理，為獲得特定抗體，用特定抗原刺激，小鼠體內(nèi)便可產(chǎn)生能產(chǎn)生特定抗體的漿細(xì)胞，即可獲得相應(yīng)的B淋巴細(xì)胞。(2)雜交瘤細(xì)胞具有兩種細(xì)胞的遺傳物質(zhì)，既能產(chǎn)生特定抗體，又能無限增殖。(3)從圖中看出，單克隆抗體技術(shù)實際是應(yīng)用了動物細(xì)胞融合和動物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)。(4)細(xì)胞融合時是單個細(xì)胞和單個細(xì)胞的融合，為將細(xì)胞從動物組織中離散，可用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理。(5)據(jù)題干信息可知，可在培養(yǎng)液中加氨基嘌呤，使D合成途徑阻斷，僅有D合成途徑的骨髓瘤細(xì)胞及其彼此融合的細(xì)胞不能增殖，而B淋巴細(xì)胞一般不增殖，但B淋巴細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞融合后的雜種細(xì)胞可以利用淋巴細(xì)胞中的S途徑合成DNA而增殖?！敬鸢浮?1)獲得能產(chǎn)生相應(yīng)抗體的B淋巴細(xì)胞(2)既能無限增殖，又能產(chǎn)生特定抗體(3)動物細(xì)胞融合動物細(xì)胞培養(yǎng)(4)胰蛋白酶或膠原蛋白酶(5)方法：培養(yǎng)液中加入氨基嘌呤，收集增殖的細(xì)胞原理：加入氨基嘌呤后，使D合成途徑阻斷，僅有D合成途徑的骨髓瘤細(xì)胞及其彼此融合的細(xì)胞就不能增殖，但人的淋巴細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞融合后的雜種細(xì)胞可以利用B淋巴細(xì)胞中的S途徑合成DNA而增殖本課知識小結(jié)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建結(jié)論語句1．動物細(xì)胞培養(yǎng)包括原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)兩個過程 ，培養(yǎng)的結(jié)果是獲得細(xì)胞株和細(xì)胞系。2．克隆培養(yǎng)法是指把一個細(xì)胞培養(yǎng)為一個群體，培養(yǎng)條件有添加血清、激素、無菌、無毒、CO2氣體環(huán)境等。3．單克隆抗體制備應(yīng)用動物細(xì)胞融合和動物細(xì)胞克隆等生物技術(shù)，雜交瘤細(xì)胞的特點(diǎn)是既能產(chǎn)生特異性抗體，又能無限增殖。4．細(xì)胞核移植是指利用一個細(xì)胞的細(xì)胞核來取代另一個細(xì)胞的細(xì)胞核、形成一個重建的“合子”。5．動物體細(xì)胞克隆的成功證明了高度分化的體細(xì)胞的細(xì)胞核可回復(fù)到類似受精卵時期的功能，細(xì)胞質(zhì)具有調(diào)控細(xì)胞核發(fā)育的作用。1．(2023·溫州高二檢測)下列關(guān)于細(xì)胞株與細(xì)胞系的敘述，不正確的是()A．在傳代培養(yǎng)時，必須用胰蛋白酶處理附壁生長的細(xì)胞，使之成為單細(xì)胞B．傳代培養(yǎng)的原因是培養(yǎng)瓶中的細(xì)胞密度過大或代謝消耗引起營養(yǎng)枯竭C．連續(xù)細(xì)胞系是指發(fā)生了轉(zhuǎn)化的細(xì)胞系，失去了接觸抑制的現(xiàn)象D．細(xì)胞株一般具有恒定的染色體組型，同工酶類型、病毒敏感性和生化特性等?！窘馕觥考?xì)胞系可泛指一般可能傳代的細(xì)胞。其中能夠連續(xù)傳代的細(xì)胞叫做連續(xù)細(xì)胞系或無限細(xì)胞系，不能連續(xù)培養(yǎng)的稱為有限細(xì)胞系。連續(xù)細(xì)胞系有的仍保留接觸抑制的現(xiàn)象，不是癌細(xì)胞?！敬鸢浮緾2．(2023·梅州質(zhì)檢)英國紐卡斯?fàn)柕纳飳W(xué)家卡里姆調(diào)制出一種化學(xué)物質(zhì)和維生素構(gòu)成的“雞尾酒”，在這種“雞尾酒”的培養(yǎng)環(huán)境里，人體干細(xì)胞能轉(zhuǎn)變?yōu)槌墒斓木?，整個培養(yǎng)過程是在含有CO2的培養(yǎng)箱中進(jìn)行的。下列有關(guān)“雞尾酒”的成分和培養(yǎng)過程的敘述不正確的是()A．產(chǎn)生的精細(xì)胞是高度分化的細(xì)胞B．該培養(yǎng)過程在含有CO2的培養(yǎng)箱中進(jìn)行的主要目的是滿足細(xì)胞對CO2的需求C．該“雞尾酒”的化學(xué)成分中應(yīng)有氨基酸、葡萄糖等營養(yǎng)成分和激素等生命活動調(diào)節(jié)的物質(zhì)D．該實驗不能證明動物細(xì)胞具有全能性【解析】精細(xì)胞不再具有分裂能力，屬于高度分化的細(xì)胞；該過程在含有CO2的培養(yǎng)箱中進(jìn)行是為了維持培養(yǎng)液pH的相對穩(wěn)定；該“雞尾酒”中含有動物細(xì)胞培養(yǎng)所需要的各種化學(xué)成分；細(xì)胞具有全能性是指細(xì)胞可以發(fā)育成一個完整的個體，此實驗并沒有證明細(xì)胞具有全能性。【答案】B3．下列動物細(xì)胞培養(yǎng)過程中屬于原代培養(yǎng)的是()A．用胰蛋白酶使組織分散成單個細(xì)胞的過程B．從機(jī)體取得細(xì)胞后立即進(jìn)行培養(yǎng)的過程C．出現(xiàn)接觸抑制現(xiàn)象后取下的細(xì)胞的培養(yǎng)過程D．哺乳動物細(xì)胞在培養(yǎng)基中的懸浮生長過程【解析】原代培養(yǎng)是最初的細(xì)胞培養(yǎng)，即還沒分瓶培養(yǎng)前的細(xì)胞培養(yǎng)?！敬鸢浮緽4．(2023·紹興高二檢測)某同學(xué)在學(xué)習(xí)“細(xì)胞工程”時，列表比較了動物、植物細(xì)胞工程的有關(guān)內(nèi)容，你認(rèn)為錯誤的是()比較內(nèi)容植物細(xì)胞工程動物細(xì)胞工程A理論基礎(chǔ)細(xì)胞的全能性細(xì)胞增殖B融合方法物理方法、化學(xué)方法、生物方法化學(xué)方法、生物方法C典型應(yīng)用人工種子、種間雜種植物單克隆抗體的制備D培養(yǎng)基區(qū)別蔗糖是離體組織賴以生長的成分動物血清不可缺少【解析】植物細(xì)胞工程常用的融合方法有物理方法、化學(xué)方法；動物細(xì)胞工程常用的融合方法有物理方法、化學(xué)方法、生物方法(滅活的病毒)?！敬鸢浮緽5．如圖表示單克隆抗體的制備過程，下列敘述不正確的是()A．圖中有一處明顯錯誤B．②中培養(yǎng)基應(yīng)加入選擇性抑制骨髓瘤細(xì)胞DNA復(fù)制的物質(zhì)C．④中的篩選是為了獲得能產(chǎn)生多種抗體的雜交瘤細(xì)胞D．⑤可以稱為一個細(xì)胞系【解析】題圖中的錯誤是提取B淋巴細(xì)胞的小鼠沒有經(jīng)過免疫；②中需選擇出B淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合的細(xì)胞，因為骨髓瘤細(xì)胞能無限增殖，所以需在培養(yǎng)基中加入抑制其增殖的物質(zhì)，以選擇出雜交瘤細(xì)胞；④中的篩選是為了獲得能產(chǎn)生特定抗體的雜交瘤細(xì)胞；⑤是由單個細(xì)胞增殖形成的細(xì)胞群，也可以稱為一個細(xì)胞系?！敬鸢浮緾6．(2023·舟山測試)運(yùn)用動物體細(xì)胞雜交技術(shù)可實現(xiàn)基因定位。研究發(fā)現(xiàn)：用人的細(xì)胞與小鼠體細(xì)胞進(jìn)行雜交得到的雜種細(xì)胞含有雙方的染色體。雜種細(xì)胞在持續(xù)分裂過程中僅保留鼠的染色體而人類染色體則逐漸丟失，只剩一條或幾條。如圖是人的缺乏HGPRT酶突變細(xì)胞株(HGPRT－)和小鼠的缺乏TK酶細(xì)胞株(TK－)融合后并在HAT培養(yǎng)液中培養(yǎng)的過程，結(jié)果表明最終人的染色體在融合細(xì)胞中僅有3號染色體或17號染色體或兩者都有。已知只有同時具有HGPRT酶和TK酶的融合細(xì)胞才可在HAT培養(yǎng)液中長期存活與繁殖。(1)體細(xì)胞雜交突破了________________，過程①常用的生物方法是______________________________________________________________。(2)過程②中，為了防止細(xì)菌的污染，所用培養(yǎng)液應(yīng)該添加一定量的________，此外還要定期用________處理細(xì)胞，使貼壁生長的細(xì)胞脫落形成細(xì)胞懸液。(3)從培養(yǎng)過程看，HAT培養(yǎng)液不僅能提供養(yǎng)料，還起________________作用。(4)從圖示結(jié)果看，可以確定人的________________基因位于________號染色體；該方法可以對鼠基因定位嗎？_________________________。【解析】(1)體細(xì)胞雜交具有突破有性雜交方法局限的優(yōu)點(diǎn)，過程①是細(xì)胞融合的過程，對于動物細(xì)胞常采用滅活的病毒誘導(dǎo)融合。(2)為防止雜菌污染，在培養(yǎng)液中可加入一定量的抗生素；使貼壁生長的細(xì)胞脫落形成細(xì)胞懸液的方法是用胰蛋白酶定期處理。(3)圖中過程②是一個篩選的過程，HAT培養(yǎng)液不僅能提供養(yǎng)料，還起特殊的選擇作用，即只有同時具有HGPRT酶和TK酶的融合細(xì)胞才能存活。(4)該方法不能對鼠基因進(jìn)行定位，因為運(yùn)用此方法定位基因有一個前提，即要保證雜種細(xì)胞在持續(xù)分裂過程中僅保留鼠的染色體而人類染色體則逐漸丟失，或只剩一條或幾條。鼠的染色體是全部的，即使知道存在某基因，但無法確定該基因位于哪條染色體上?！敬鸢浮?1)有性雜交方法的局限滅活的病毒誘導(dǎo)(2)抗生素胰蛋白酶(3)選擇(4)TK酶17不能一、選擇題1．(2023·建德市高二檢測)下列說法正確的是()A．動物難以克隆的根本原因是基因組中的基因不完整B．胚胎細(xì)胞核的移植成功率遠(yuǎn)高于成體細(xì)胞C．綿羊“多莉”是利用胚胎細(xì)胞進(jìn)行核移植所得的個體D．核移植后的重組細(xì)胞在最初分裂時就完成了DNA的復(fù)制和基因的轉(zhuǎn)錄【解析】動物難以克隆是因為高度分化的細(xì)胞的基因活動很不完全；“多莉”羊是體細(xì)胞核移植的產(chǎn)物；重組細(xì)胞最初分裂時雖然復(fù)制了DNA，但基因的轉(zhuǎn)錄并未開始?！敬鸢浮緽2．動物細(xì)胞融合技術(shù)、單克隆抗體制備技術(shù)共同的基礎(chǔ)是()A．動物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù) B．動物細(xì)胞融合技術(shù)C．基因工程技術(shù) D．細(xì)胞工程技術(shù)【解析】動物細(xì)胞融合和單克隆抗體制備，都需要對相應(yīng)的動物細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)。動物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)是其他動物細(xì)胞工程技術(shù)的基礎(chǔ)。【答案】A3．(2023·溫州高二檢測)動物細(xì)胞培養(yǎng)過程的順序是()①原代培養(yǎng)②傳代培養(yǎng)③胰蛋白酶處理組織，形成細(xì)胞懸浮液A．①②③ B．①③②C．②①③ D．③①②【解析】動物細(xì)胞培養(yǎng)的流程：取動物組織塊(動物胚胎或幼齡動物的器官或組織)→剪碎→用胰蛋白酶處理分散成單個細(xì)胞→制成細(xì)胞懸液→轉(zhuǎn)入培養(yǎng)瓶中進(jìn)行原代培養(yǎng)→貼滿瓶壁的細(xì)胞重新用胰蛋白酶處理分散成單個細(xì)胞繼續(xù)傳代培養(yǎng)?！敬鸢浮緿4．下圖是某克隆羊的培育過程模式圖，則與獲得該克隆羊接近的生殖方式和其發(fā)育成熟時所分泌的主要性激素分別是()A．無性繁殖、雄激素 B．無性繁殖、雌激素C．有性繁殖、雄激素 D．有性繁殖、雌激素【解析】克隆羊的生殖方式為無性繁殖；克隆羊的主要遺傳物質(zhì)來源于雄性羊的細(xì)胞核，發(fā)育為雄性個體，其發(fā)育成熟時所分泌的主要性激素是雄激素?！敬鸢浮緼5．用a表示骨髓瘤細(xì)胞，b表示B細(xì)胞，則細(xì)胞融合過程中兩次篩選的目的分別為()A．a(chǎn)、aa、ab、bb、b→a、aa、ab→ab細(xì)胞B．a(chǎn)、aa、ab、bb、b→ab、bb、b→b細(xì)胞C．a(chǎn)、aa、ab、bb、b→ab→產(chǎn)生特定抗體的ab細(xì)胞D．a(chǎn)、aa、ab、bb、b→aa→能無限增殖的aa細(xì)胞【解析】第一次篩選是獲得雜交瘤細(xì)胞，即ab。第二次篩選是為了獲得能產(chǎn)生特定抗體的雜交瘤細(xì)胞?！敬鸢浮緾6．(2023·重慶高考)如圖是單克隆抗體制備流程的簡明示意圖。下列有關(guān)敘述，正確的是()A．①是從已免疫的小鼠脾臟中獲得的效應(yīng)T淋巴細(xì)胞B．②中使用胰蛋白酶有利于雜交瘤細(xì)胞的形成C．③同時具有脾臟細(xì)胞和鼠骨髓瘤細(xì)胞的特性D．④是經(jīng)篩選培養(yǎng)獲得的能分泌特異性抗體的細(xì)胞群【解析】①是獲得已經(jīng)免疫的B細(xì)胞，A項錯誤；胰蛋白酶使得組織塊分散為單個細(xì)胞，B項錯誤；③同時具有B淋巴細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞的特性，C項錯誤；④經(jīng)篩選后能夠分泌特異性抗體的雜交瘤細(xì)胞，D項正確?！敬鸢浮緿7．用動物細(xì)胞工程技術(shù)獲取單克隆抗體，下列實驗步驟中錯誤的是()A．將抗原注入小鼠體內(nèi)，獲得能產(chǎn)生抗體的B淋巴細(xì)胞B．用纖維素酶處理B淋巴細(xì)胞與小鼠骨髓瘤細(xì)胞C．用聚乙二醇作誘導(dǎo)劑，促使能產(chǎn)生抗體的B淋巴細(xì)胞與小鼠骨髓瘤細(xì)胞融合D．篩選雜交瘤細(xì)胞，并從中選出能產(chǎn)生所需抗體的細(xì)胞群，培養(yǎng)后提取單克隆抗體【解析】利用動物細(xì)胞融合技術(shù)，將已免疫的B淋巴細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞形成雜交瘤細(xì)胞，使之具有兩個細(xì)胞的特性，來產(chǎn)生單一抗體。動物細(xì)胞沒有細(xì)胞壁，所以不需要纖維素酶?！敬鸢浮緽8．下列對動物核移植技術(shù)的描述不正確的是()A．哺乳動物核移植包括胚胎細(xì)胞核移植和體細(xì)胞核移植，動物體細(xì)胞核移植的難度明顯高于胚胎核移植B．體細(xì)胞核移植的過程中可通過顯微操作用去核法去除卵母細(xì)胞中的核C．體細(xì)胞核移植過程中通常采用卵細(xì)胞作為受體細(xì)胞D．通過體細(xì)胞核移植方法生產(chǎn)的克隆動物是對體細(xì)胞動物進(jìn)行了100%的復(fù)制【解析】動物體細(xì)胞移植產(chǎn)生的新個體的親本有三個：體細(xì)胞核供體、卵細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)供體、代孕母體。新個體細(xì)胞核基因型與體細(xì)胞核供體完全一樣，因此新個體性狀與體細(xì)胞核供體基本相同。卵細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)中也有少量的DNA，新個體性狀與卵細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)供體有一些地方相同。代孕母體沒有為新個體提供遺傳物質(zhì)，新個體性狀與代孕母體基本沒有聯(lián)系?！敬鸢浮緿9．(2023·嘉興市高二檢測)下列關(guān)于動物細(xì)胞培養(yǎng)的敘述中，錯誤的是()A．用于培養(yǎng)的細(xì)胞大多取自胚胎或幼齡動物的器官或組織B．將所取的組織先用機(jī)械消化或胰蛋白酶消化，使其分散成單個細(xì)胞C．在培養(yǎng)瓶中瓶壁上會出現(xiàn)單層細(xì)胞生長現(xiàn)象D．所有動物細(xì)胞培養(yǎng)只能傳50代左右，所培養(yǎng)的細(xì)胞都會衰老死亡【解析】動物細(xì)胞培養(yǎng)中，大多取自胚胎或幼齡動物的器官或組織，因為細(xì)胞分裂較快；所取的組織用機(jī)械消化或胰蛋白酶消化，使其分散成單個細(xì)胞，制成細(xì)胞懸浮液再培養(yǎng)；瓶壁上是單層細(xì)胞生長；動物細(xì)胞培養(yǎng)一般傳到50代左右，細(xì)胞會大量衰老死亡，但可能有一小部分仍能存活下來?！敬鸢浮緿10．克隆羊的培育過程中，基因型為AA的羊提供體細(xì)胞核，aa的羊提供卵細(xì)胞質(zhì)，Aa的羊提供發(fā)育場所?？寺⊙虻幕蛐蜑?)A．AA B．a(chǎn)aC．Aa D．AA或Aa【解析】克隆羊的基因型與提供細(xì)胞核的羊一致，為AA?！敬鸢浮緼二、非選擇題11．運(yùn)用動物體細(xì)胞雜交技術(shù)可實現(xiàn)基因定位。研究發(fā)現(xiàn)：用人的細(xì)胞與小鼠體細(xì)胞進(jìn)行雜交得到的雜種細(xì)胞含有雙方的染色體。雜種細(xì)胞在持續(xù)分裂過程中僅保留鼠的染色體而人類染色體則逐漸丟失，只剩一條或幾條。如圖是人的缺乏HGPRT酶突變細(xì)胞株(HGPRT－)和小鼠的缺乏TK酶細(xì)胞株(TK－)融合后并在HAT培養(yǎng)液中培養(yǎng)的過程，結(jié)果表明最終人的染色體在融合細(xì)胞中僅有3號染色體或17號染色體或兩者都有。已知只有