2024屆高考生物一輪總復(fù)習(xí)選擇性必修3第十三單元細(xì)胞工程第2講動(dòng)物細(xì)胞工程課件

整合大概念1．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。

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)2．肝細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中通常在培養(yǎng)液中通入5%的CO2刺激細(xì)胞呼吸。

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)3．植物原生質(zhì)體融合與動(dòng)物細(xì)胞融合原理是相同的。

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)4．將B淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞進(jìn)行誘導(dǎo)融合，培養(yǎng)液中融合后的細(xì)胞即為雜交瘤細(xì)胞。

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)5．動(dòng)物細(xì)胞核移植的受體細(xì)胞必須是卵細(xì)胞。

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)××√××系統(tǒng)學(xué)習(xí)(一)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)和細(xì)胞核移植(固基點(diǎn))

主干知識(shí)·記準(zhǔn)理清(一)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)1．概念：從動(dòng)物體中取出相關(guān)的組織，將它分散成___________，然后在適宜的培養(yǎng)條件下，讓這些細(xì)胞____________的技術(shù)。單個(gè)細(xì)胞生長(zhǎng)和增殖2．動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的條件營(yíng)養(yǎng)①無(wú)機(jī)物：無(wú)機(jī)鹽等②有機(jī)物：糖類、氨基酸、維生素、_____等無(wú)菌、無(wú)毒環(huán)境①對(duì)培養(yǎng)液和所有培養(yǎng)用具進(jìn)行滅菌處理②在無(wú)菌環(huán)境下進(jìn)行操作③定期更換_______，以便清除代謝物溫度、pH和滲透壓①溫度：哺乳動(dòng)物細(xì)胞多以_____________為宜②pH：多數(shù)動(dòng)物細(xì)胞生存的適宜pH為_(kāi)________氣體環(huán)境血清培養(yǎng)液36.5±0.5℃7.2～7.495%空氣和5%CO23.動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的過(guò)程(1)體外培養(yǎng)的動(dòng)物細(xì)胞的類型①一類細(xì)胞能夠_____________中生長(zhǎng)增殖；②另一類則需要___________________才能生長(zhǎng)繁殖，而且還會(huì)發(fā)生________現(xiàn)象，從而使細(xì)胞停止分裂增殖。(2)過(guò)程懸浮在培養(yǎng)液貼附于某些基質(zhì)表面接觸抑制4．干細(xì)胞培養(yǎng)及其應(yīng)用________骨髓、臍帶血等體細(xì)胞(如成纖維細(xì)胞等)具有分化為成年動(dòng)物體內(nèi)的____________________________________________________甚至個(gè)體的潛能具有組織特異性，只能分化成_________________，不具有發(fā)育成完整個(gè)體的能力能誘導(dǎo)分化成類似____________的細(xì)胞分化成心肌細(xì)胞、神經(jīng)元和造血干細(xì)胞等造血干細(xì)胞用于治療白血病，神經(jīng)干細(xì)胞用于治療帕金森病、阿爾茨海默病等治療鐮狀細(xì)胞貧血、阿爾茨海默病、心血管疾病等早期胚胎任何一種類型的細(xì)胞，并進(jìn)一步形成機(jī)體的所有組織或器官特定的細(xì)胞或組織胚胎干細(xì)胞(二)動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動(dòng)物1．概念、原理及類型概念將動(dòng)物一個(gè)細(xì)胞的_______移入_______________中，使這個(gè)______________發(fā)育成_______，繼而發(fā)育成_________的技術(shù)。用核移植的方法得到的動(dòng)物稱為克隆動(dòng)物原理___________的全能性分類__________核移植；_______核移植細(xì)胞核去核的卵母細(xì)胞重新組合的細(xì)胞新胚胎動(dòng)物個(gè)體動(dòng)物細(xì)胞核胚胎細(xì)胞體細(xì)胞2.體細(xì)胞核移植的過(guò)程3．應(yīng)用前景和存在的問(wèn)題前景畜牧業(yè)：加速家畜_________進(jìn)程，促進(jìn)優(yōu)良畜群繁育生物多樣性保護(hù)：保護(hù)瀕危物種醫(yī)藥衛(wèi)生①作為_(kāi)___________生產(chǎn)醫(yī)用蛋白；②_______________的細(xì)胞、組織或器官可作為異種移植的供體；③人核移植___________經(jīng)過(guò)誘導(dǎo)分化能形成相應(yīng)的細(xì)胞、組織或器官，將它們移植給患者可避免免疫排斥反應(yīng)問(wèn)題①克隆動(dòng)物成功率_______；②克隆動(dòng)物存在_____問(wèn)題，表現(xiàn)出遺傳和生理缺陷遺傳改良生物反應(yīng)器轉(zhuǎn)基因克隆動(dòng)物胚胎干細(xì)胞非常低健康————————■鏈教材資料·發(fā)展科學(xué)思維■———————1．(選擇性必修3P44“旁欄思考”)進(jìn)行動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)常用胰蛋白酶分散細(xì)胞，不能用胃蛋白酶的原因是_____________________________________________________________________________________________。2．(選擇性必修3P44正文發(fā)掘)細(xì)胞在培養(yǎng)過(guò)程中懸浮培養(yǎng)的細(xì)胞分裂受阻的原因有_____________________________________________________。胃蛋白酶作用的適宜pH為1.5左右，而動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的適宜pH為7.2～7.4，胃蛋白酶在此環(huán)境中沒(méi)有活性細(xì)胞密度過(guò)大、有害代謝物積累和培養(yǎng)液中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)缺乏等3．(選擇性必修3P46“相關(guān)信息”延伸思考)為什么說(shuō)iPS細(xì)胞的應(yīng)用前景要優(yōu)于ES細(xì)胞？提示：因?yàn)镋S細(xì)胞必須從胚胎中獲取，涉及倫理問(wèn)題，限制其在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用。iPS細(xì)胞的誘導(dǎo)過(guò)程無(wú)須破壞胚胎，而且可以來(lái)自病人自身的體細(xì)胞，將它移植回病人體內(nèi)后，理論上可以避免免疫排斥反應(yīng)，所以科學(xué)家普遍認(rèn)為iPS細(xì)胞的應(yīng)用前景要優(yōu)于ES細(xì)胞。

題點(diǎn)考法·練全練通考法(一)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)、干細(xì)胞的培養(yǎng)及應(yīng)用1．(2021·浙江1月選考)下圖為動(dòng)物成纖維細(xì)胞的培養(yǎng)過(guò)程示意圖。下列敘述正確的是

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)A．步驟①的操作不需要在無(wú)菌環(huán)境中進(jìn)行B．步驟②中用鹽酸溶解細(xì)胞間物質(zhì)使細(xì)胞分離C．步驟③到④的分瓶操作前常用胰蛋白酶處理D．步驟④培養(yǎng)過(guò)程中不會(huì)發(fā)生細(xì)胞轉(zhuǎn)化解析：步驟①和細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程都需要在無(wú)菌環(huán)境中進(jìn)行，A錯(cuò)誤；步驟②需要胰蛋白酶處理使細(xì)胞分離，鹽酸會(huì)殺死細(xì)胞，B錯(cuò)誤；步驟④傳代培養(yǎng)過(guò)程中，細(xì)胞的形態(tài)和功能可能會(huì)發(fā)生變化，從而使細(xì)胞發(fā)生轉(zhuǎn)化，D錯(cuò)誤。答案：C

2．研究小組發(fā)現(xiàn)，將四個(gè)特定基因通過(guò)一定方法導(dǎo)入處于分化終端的體細(xì)胞(如成纖維細(xì)胞等)中，可誘導(dǎo)其形成具有胚胎干細(xì)胞樣分化潛能的誘導(dǎo)性多能干細(xì)胞(iPS細(xì)胞)，再誘導(dǎo)可分化出人體特定細(xì)胞和組織。下列敘述錯(cuò)誤的是

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)A．iPS細(xì)胞的研究可解決異體組織或器官排斥難題B．體細(xì)胞與iPS細(xì)胞的功能有差異，形態(tài)沒(méi)有差異C．將特定基因?qū)塍w細(xì)胞中可能會(huì)中斷原有基因的表達(dá)D．iPS細(xì)胞分化為人體特定細(xì)胞的過(guò)程遺傳信息基本不變解析：體細(xì)胞與iPS細(xì)胞的形態(tài)功能均有差異，B錯(cuò)誤。答案：B[易錯(cuò)點(diǎn)撥]

植物組織培養(yǎng)與動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的易錯(cuò)認(rèn)識(shí)(1)植物組織培養(yǎng)過(guò)程中存在脫分化和再分化，而動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中沒(méi)有脫分化和再分化過(guò)程。(2)植物組織培養(yǎng)可獲得新個(gè)體，體現(xiàn)了細(xì)胞的全能性，而動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)只能得到細(xì)胞，沒(méi)有體現(xiàn)細(xì)胞的全能性。(3)兩種技術(shù)手段培養(yǎng)過(guò)程中都進(jìn)行有絲分裂，不涉及減數(shù)分裂?？挤?二)考查動(dòng)物體細(xì)胞核移植與克隆動(dòng)物3．下圖是利用體細(xì)胞核移植技術(shù)克隆優(yōu)質(zhì)奶牛的簡(jiǎn)易流程圖，有關(guān)敘述正確的是

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)A．后代丁的遺傳性狀由甲和丙的遺傳物質(zhì)共同決定B．過(guò)程①需要提供95%空氣和5%CO2的混合氣體C．過(guò)程②常使用顯微操作去核法對(duì)受精卵進(jìn)行處理D．過(guò)程③將激活后的重組細(xì)胞培養(yǎng)至原腸胚后移植

解析：后代丁細(xì)胞核的遺傳物質(zhì)來(lái)自甲，細(xì)胞質(zhì)的絕大多數(shù)遺傳物質(zhì)來(lái)自乙，故丁的遺傳性狀由甲和乙的遺傳物質(zhì)共同決定，A錯(cuò)誤；動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)中需要提供95%空氣(保證細(xì)胞的有氧呼吸)和5%CO2(維持培養(yǎng)液的pH)的混合氣體，B正確；過(guò)程②常使用顯微操作去核法對(duì)卵母細(xì)胞進(jìn)行處理，C錯(cuò)誤；過(guò)程③將激活后的重組細(xì)胞培養(yǎng)至囊胚或桑葚胚后移植，D錯(cuò)誤。答案：B

4．下圖表示通過(guò)核移植等技術(shù)獲得某種克隆哺乳動(dòng)物(二倍體)的流程?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)圖中A表示正常細(xì)胞核，染色體數(shù)為2n，則其性染色體的組成可為_(kāi)_______________。過(guò)程①表示去除細(xì)胞核，該過(guò)程一般要在卵母細(xì)胞培養(yǎng)至適當(dāng)時(shí)期再進(jìn)行，去核時(shí)常采用__________的方法。②代表的過(guò)程是__________。(2)經(jīng)過(guò)多次傳代后，供體細(xì)胞中____________的穩(wěn)定性會(huì)降低。因此，選材時(shí)必須關(guān)注傳代次數(shù)。(3)若獲得的克隆動(dòng)物與供體動(dòng)物性狀不完全相同，從遺傳物質(zhì)的角度分析其原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)與克隆羊“多莉”培育成功一樣，其他克隆動(dòng)物的成功獲得也證明了_______________________________________________________。解析：(1)哺乳動(dòng)物的正常細(xì)胞核中性染色體的組成為XX(雌性)或XY(雄性)。卵母細(xì)胞在培養(yǎng)至減數(shù)分裂Ⅱ的中期時(shí)，常采用顯微操作法去除細(xì)胞核。②過(guò)程是將早期胚胎移植到代孕個(gè)體的子宮中，即胚胎移植。(2)一般來(lái)說(shuō)，動(dòng)物細(xì)胞在傳代培養(yǎng)到10～50代時(shí)，部分細(xì)胞的細(xì)胞核型可能會(huì)發(fā)生變化，即遺傳物質(zhì)的穩(wěn)定性會(huì)降低。因此，選材時(shí)一般選10代以內(nèi)的細(xì)胞，以保證細(xì)胞正常的二倍體核型。(3)獲得的克隆動(dòng)物性狀與供體動(dòng)物基本相同，但不完全相同，從遺傳物質(zhì)的角度分析，性狀不完全相同的原因是克隆動(dòng)物細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)來(lái)自去核卵母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)，細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)會(huì)對(duì)克隆動(dòng)物的性狀產(chǎn)生影響。(4)高度分化的動(dòng)物體細(xì)胞的全能性受到限制，但其細(xì)胞核的全能性在卵母細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)作用下仍可表達(dá)。故克隆羊“多莉”以及其他克隆動(dòng)物的培育成功，證明了高度分化的動(dòng)物體細(xì)胞的細(xì)胞核仍具有全能性。答案：(1)XX或XY顯微操作胚胎移植(2)遺傳物質(zhì)(3)卵母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)會(huì)對(duì)克隆動(dòng)物的性狀產(chǎn)生影響(4)動(dòng)物已分化體細(xì)胞的細(xì)胞核具有全能性[歸納拓展]

細(xì)胞核移植技術(shù)中的三個(gè)注意點(diǎn)(1)動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)，體現(xiàn)了動(dòng)物細(xì)胞核的全能性而非細(xì)胞的全能性。(2)克隆屬于無(wú)性繁殖，產(chǎn)生新個(gè)體的性別、絕大多數(shù)性狀與供核親本一致。(3)核移植技術(shù)獲得的動(dòng)物與供核動(dòng)物性狀不完全相同的原因：①克隆動(dòng)物線粒體中的DNA來(lái)自去核卵母細(xì)胞；②性狀受環(huán)境的影響；③在個(gè)體發(fā)育過(guò)程中有可能發(fā)生基因突變。

系統(tǒng)學(xué)習(xí)(二)動(dòng)物細(xì)胞融合和單克隆抗體的制備(固基點(diǎn))

主干知識(shí)·記準(zhǔn)理清(一)動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)概念使兩個(gè)或多個(gè)動(dòng)物細(xì)胞結(jié)合形成一個(gè)細(xì)胞的技術(shù)方法_________法、電融合法、_____________法等原理細(xì)胞膜具有_____________結(jié)果形成具有原來(lái)兩個(gè)或多個(gè)細(xì)胞遺傳信息的單核細(xì)胞，稱為雜交細(xì)胞意義突破了________的局限，使遠(yuǎn)緣雜交成為可能。成為研究細(xì)胞遺傳、細(xì)胞免疫、腫瘤和培育生物新品種等的重要手段，為制造單克隆抗體開(kāi)辟了新途徑PEG融合滅活病毒誘導(dǎo)一定的流動(dòng)性有性雜交(二)單克隆抗體及其應(yīng)用1．制備過(guò)程2．制備過(guò)程中兩次篩選的方法及目的項(xiàng)目第一次篩選第二次篩選篩選原因誘導(dǎo)融合后會(huì)得到多種雜交細(xì)胞，另外還有未融合的細(xì)胞由于小鼠在生活中還受到其他抗原的刺激，所以經(jīng)選擇性培養(yǎng)獲得的雜交瘤細(xì)胞中有能產(chǎn)生其他抗體的細(xì)胞篩選方法用特定的選擇培養(yǎng)基篩選：未融合的細(xì)胞和同種細(xì)胞融合后形成的細(xì)胞(“B—B”細(xì)胞、“瘤—瘤”細(xì)胞)都會(huì)死亡，只有融合的雜交瘤細(xì)胞(“B—瘤”細(xì)胞)才能生長(zhǎng)用多孔培養(yǎng)皿培養(yǎng)，在每個(gè)孔只有一個(gè)雜交瘤細(xì)胞的情況下開(kāi)始克隆化培養(yǎng)和抗體檢測(cè)，經(jīng)多次篩選得到能產(chǎn)生特異性抗體的細(xì)胞群篩選目的得到雜交瘤細(xì)胞得到能分泌所需抗體的雜交瘤細(xì)胞3．單克隆抗體的特點(diǎn)和應(yīng)用特點(diǎn)特異性強(qiáng)，靈敏度高，可大量制備應(yīng)用作為_(kāi)________，用于疾病診斷和病原體鑒定；作為運(yùn)載_____的載體；用于治療疾病等診斷試劑藥物————————■鏈教材資料·發(fā)展科學(xué)思維■———————1．(選擇性必修3P48“相關(guān)信息”發(fā)掘)滅活病毒誘導(dǎo)細(xì)胞融合的原理是___________________________________________________________________________________________________________________________________________________。2．(選擇性必修3P49圖2--16拓展分析)制備單克隆抗體時(shí)，不直接用經(jīng)過(guò)免疫的B淋巴細(xì)胞來(lái)獲得單克隆抗體的原因是什么？提示：用于獲得雜交瘤細(xì)胞的B淋巴細(xì)胞為漿細(xì)胞，是高度分化的動(dòng)物細(xì)胞，培養(yǎng)時(shí)很難恢復(fù)分裂能力，不能進(jìn)行無(wú)限增殖，難以獲得單克隆抗體。病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能夠與細(xì)胞膜上的糖蛋白發(fā)生作用，使細(xì)胞互相凝聚，細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)分子和脂質(zhì)分子重新排布，細(xì)胞膜打開(kāi)，細(xì)胞發(fā)生融合

題點(diǎn)考法·練全練通考法(一)綜合考查動(dòng)物細(xì)胞融合與植物體細(xì)胞雜交1．腫瘤細(xì)胞表面抗原不能誘導(dǎo)強(qiáng)的免疫應(yīng)答，樹(shù)突狀細(xì)胞(DCs)與腫瘤細(xì)胞的融合細(xì)胞保持了DCs和腫瘤細(xì)胞的特性，能高效地將腫瘤抗原呈遞給免疫系統(tǒng)，激發(fā)機(jī)體的免疫應(yīng)答，同時(shí)還可以維持較長(zhǎng)時(shí)期的抗腫瘤免疫。這種方法在臨床應(yīng)用中有著非常誘人的前景。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是

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)A．動(dòng)物細(xì)胞融合與植物原生質(zhì)體融合的基本原理相同B．融合細(xì)胞主要激活B淋巴細(xì)胞產(chǎn)生免疫應(yīng)答C．樹(shù)突狀細(xì)胞可在體內(nèi)起呈遞腫瘤抗原的作用D．體外培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞需要在培養(yǎng)液中添加適量抗生素解析：動(dòng)物細(xì)胞融合與植物原生質(zhì)體融合的基本原理相同，都是膜的流動(dòng)性，A正確；清除腫瘤主要依賴細(xì)胞免疫，融合細(xì)胞主要激活T淋巴細(xì)胞產(chǎn)生免疫應(yīng)答，B錯(cuò)誤；樹(shù)突狀細(xì)胞能識(shí)別抗原，但無(wú)特異性，可在體內(nèi)起呈遞腫瘤抗原的作用，C正確；體外培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞需要在培養(yǎng)液中添加適量抗生素，防止雜菌感染，D正確。答案：B

2．細(xì)胞融合不僅在自然條件下常見(jiàn)，在現(xiàn)代生物技術(shù)中也被經(jīng)常應(yīng)用，如圖為細(xì)胞融合的簡(jiǎn)略過(guò)程。下列說(shuō)法正確的是

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)A．若細(xì)胞d是雜交瘤細(xì)胞，則在選擇性培養(yǎng)基中篩選后即可大規(guī)模培養(yǎng)生產(chǎn)單抗B．若細(xì)胞a、b分別取自優(yōu)良奶牛，則采集的卵母細(xì)胞和精子可直接體外受精C．若細(xì)胞a、b分別代表白菜、甘藍(lán)細(xì)胞，則完成融合的標(biāo)志為核的融合D．細(xì)胞融合過(guò)程都涉及膜的流動(dòng)性，常用聚乙二醇、電融合等進(jìn)行促融處理解析：?jiǎn)慰寺】贵w的制備過(guò)程中需要進(jìn)行兩次篩選，第一次選擇性培養(yǎng)基篩選得到的是雜交瘤細(xì)胞，第二次單孔培養(yǎng)基篩選才能得到產(chǎn)生單一抗體的雜交瘤細(xì)胞，A錯(cuò)誤；精子獲能后才能與培養(yǎng)成熟的卵細(xì)胞融合，完成受精作用，B錯(cuò)誤；植物細(xì)胞融合完成的標(biāo)志是再生出新的細(xì)胞壁，C錯(cuò)誤。答案：D[易錯(cuò)點(diǎn)撥]

動(dòng)物細(xì)胞融合特有的誘導(dǎo)方法為用滅活的病毒處理，其他物理、化學(xué)誘導(dǎo)融合的方法與植物體細(xì)胞雜交過(guò)程中誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合的方法基本相同?？挤?二)考查單克隆抗體的制備和應(yīng)用3．(2022·山東高考)如圖所示，將由2種不同的抗原分別制備的單克隆抗體分子，在體外解偶聯(lián)后重新偶聯(lián)可制備雙特異性抗體，簡(jiǎn)稱雙抗。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

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)A．雙抗可同時(shí)與2種抗原結(jié)合B．利