2025年新高考生物一輪復(fù)習(xí)第10單元生物技術(shù)與工程第40講動物細胞工程(講義)(學(xué)生版+解析)

第40講動物細包工程目錄TOC\o"1-3"\h\u01考情透視·目標導(dǎo)航 202知識導(dǎo)圖·思維領(lǐng)航 303考點突破·考法探究 4考點一動物細包培養(yǎng) 4知識點1動物細包培養(yǎng) 4知識點2動物細包培養(yǎng)和植物組織培養(yǎng)的比較 7知識點3干細包培養(yǎng)及其應(yīng)用 8考向1結(jié)合動物細包培養(yǎng)，考查社會觀念 10考向2結(jié)合干細包培養(yǎng)及其應(yīng)用，考查生命觀念、社會責(zé)任 10考點二動物細包融合技術(shù)與單克隆抗體 11知識點1動物細包融合技術(shù) 11知識點2植物體細包雜交和動物細包融合的比較 12知識點3單克隆抗體的制備 12考向1圍繞動物細包融合技術(shù)與單克隆抗體，考查科學(xué)思維 16考點三動物體細包核移植技術(shù)和克隆動物 17知識點1動物細包核移植技術(shù)的概念和類型 17知識點2體細包核移植的過程 18知識點3體細包核移植技術(shù)的應(yīng)用前景及存在的問題 20知識點4細包工程的各種技術(shù)手段及其原理總結(jié) 21考向1結(jié)合動物體細包核移植技術(shù)，考查實踐能力 2104真題練習(xí)·命題洞見（含2024年高考真題） 2305長句分析·規(guī)范作答 24一、教材知識鏈接 24二、教材深挖拓展 24三、長句規(guī)范作答 24考點由高考知核心知識點預(yù)測動物細包工程考點一：動物細包培養(yǎng)（3年14考，全國卷3年1考）2024·江蘇（選擇題）、2024·吉林（選擇題）2024·浙江（選擇題）、2023·遼寧（選擇題）2023·海南（選擇題）、2023·湖南（解答題）2022·福建（選擇題）、2022·湖北（選擇題）題型：選擇題、解答題內(nèi)容：本專題知識難度較高，要求基礎(chǔ)要扎實?？疾閷W(xué)生對相關(guān)動物細包工程的整體性的認識，或結(jié)合一些情景信息或表格信息設(shè)置題目，考查學(xué)生的應(yīng)變能力、獲取信息和綜合分析能力?？键c二：動物細包融合技術(shù)與單克隆抗體（3年18考，全國卷3年1考）2024·江西（選擇題）、2024·廣東（解答題）2024·寧夏（解答題）、2024·四川（解答題）2024·湖北（選擇題）、2023·北京（北京題）2022·福建（選擇題）、2022·江蘇（選擇題）考點三：動物體細包核移植技術(shù)和克隆動物（3年4考，全國卷3年0考）2024·重慶（選擇題）課標要求1.闡明動物細包培養(yǎng)是從動物體獲得相關(guān)組織，分散成單個細包后，在適宜的培養(yǎng)條件下讓細包生長和增殖的過程。動物細包培養(yǎng)是動物細包工程的基礎(chǔ)。2.闡明動物細包核移植一般是將體細包核移入一個去核的卵母細包中，并使重組細包發(fā)育成新胚胎，繼而發(fā)育成動物個體的過程。3.闡明動物細包融合是指通過物理、化學(xué)或生物學(xué)等手段，使兩個或多個動物細包結(jié)合形成一個細包的過程。4.概述細包融合技術(shù)是單克隆抗體制備的重要技術(shù)。5.簡述干細包在生物醫(yī)學(xué)工程中有廣泛的應(yīng)用價值。新舊教材對比改：①干細包的培養(yǎng)及其應(yīng)用；②傳代培養(yǎng)內(nèi)容精減。考點一動物細包培養(yǎng)知識點1動物細包培養(yǎng)1.概念：從動物體中取出相關(guān)的組織，將它分散成單個細包，然后在適當?shù)呐囵B(yǎng)條件下，讓這些細包生長和增殖（不能得到完整的個體）的技術(shù)。2.營養(yǎng)(條件)培養(yǎng)基的構(gòu)成：合成培養(yǎng)基+血清等天然成分①合成培養(yǎng)基：將細包所需的營養(yǎng)物質(zhì)按種類和所需量嚴格配制而成的培養(yǎng)基。②血清：含未知、細包生長增殖所必需的物質(zhì)，滿足細包對未知營養(yǎng)成分的需求。注意：一般使用液體培養(yǎng)基，也稱為培養(yǎng)液。(1)無菌、無毒的環(huán)境：①無菌：對培養(yǎng)液和所有培養(yǎng)用具進行滅菌處理；在無菌環(huán)境下進行操作。②無毒：定期更換培養(yǎng)液。問題1：定期更換培養(yǎng)液的目的是什么？問題2：如何防止培養(yǎng)過程中的微生物污染？(2)溫度、PH、滲透壓：①適宜的溫度：哺乳動物細包培養(yǎng)的溫度多以36.5±0.5℃為宜；②適宜的pH：多數(shù)動物細包生存的適宜pH為7.2-7.4；③適宜的滲透壓：維持適宜滲透壓的目的維持細包正常的形態(tài)和功能。(3)氣體環(huán)境：①氣體組成：②培養(yǎng)裝置：3.動物細包培養(yǎng)的過程：（1）選材：動物胚胎或幼齡動物的組織、器官；原因是細包分化程度低，分裂能力強，容易培養(yǎng)。（2）使用胰蛋白酶分散細包說明細包間的物質(zhì)主要是蛋白質(zhì)。用胰蛋白酶處理會（會/不會）把所培養(yǎng)的細包消化掉？原因是蛋白質(zhì)是細包膜的主要成分之一；故必須控制好胰蛋白酶的用量和處理時間。懸浮部分：離心法收集。貼壁部分：先胰蛋白酶，再離心法收集。4.動物細包培養(yǎng)的類型：第1類：懸浮生長細包5.細包貼壁和接觸抑制：細包貼壁是指體外培養(yǎng)的細包貼附在瓶壁生長的現(xiàn)象；接觸抑制是指當貼壁細包分裂生長到表面相互接觸時，細包通常會停止分裂增殖的現(xiàn)象。→形成一個單層6.原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)的鑒定：問題3：兩種“培養(yǎng)”都用到胰蛋白酶處理，對象相同嗎？7.區(qū)分兩種“培養(yǎng)”的關(guān)鍵是看用胰蛋白酶處理的對象第一次：用胰蛋白酶對剪碎的動物組織進行處理，使其分散成單個細包后進行培養(yǎng)，為原代培養(yǎng)。第二次：細包培養(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，然后，將其分散到多個培養(yǎng)瓶中繼續(xù)培養(yǎng)，為傳代培養(yǎng)。知識點2動物細包培養(yǎng)和植物組織培養(yǎng)的比較項目動物細包培養(yǎng)植物組織培養(yǎng)理論基礎(chǔ)細包增殖植物細包的全能性培養(yǎng)前處理無菌；用機械的方法或胰蛋白酶、膠原蛋白酶等處理，使組織分散成單個細包無菌、離體取材動物胚胎或出生不久的幼齡動物的器官或組織植物幼嫩的部位或花藥等培養(yǎng)基性質(zhì)液體固體培養(yǎng)基成分糖類、氨基酸、無機鹽、維生素和動物血清等水、礦質(zhì)元素、蔗糖、維生素、植物激素和瓊脂等結(jié)果產(chǎn)生大量細包，不形成新個體可產(chǎn)生新個體應(yīng)用人造皮膚的構(gòu)建、動物分泌蛋白的規(guī)?；a(chǎn)快速繁殖、作物脫毒、細包產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)和單倍體育種等相同點①都需人工條件下的無菌操作；②都需要適宜的溫度、pH等條件；③都進行有絲分裂，都不涉及減數(shù)分裂知識點3干細包培養(yǎng)及其應(yīng)用1.干細包概念和分布：動物和人體內(nèi)仍保留的少數(shù)具有分裂和分化能力的細包。在一定條件下，干細包可以分化成其他類型的細包。存在于早期胚胎、骨髓和臍帶血。2.干細包類型和特點(1)胚胎干細包：①分布：早期胚胎中②特點：具有分化為成年動物體內(nèi)的任何一種類型的細包，并進一步形成機體的所有組織和器官甚至個體的潛能。③實例：注意：需要分化誘導(dǎo)因子誘導(dǎo)。④局限性：必須從胚胎中獲取，涉及倫理問題；因而限制了在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用。(2)成體干細包：①分布：成體組織或器官內(nèi)（發(fā)現(xiàn)最早、研究最多的、應(yīng)用最成熟的實例）。②特點：具有組織特異性，只能分化成特定的細包或組織，不具有發(fā)育成完整個體的能力。③實例：a.造血干細包（骨髓、外周血和臍帶血中）、b.神經(jīng)干細包（神經(jīng)系統(tǒng)中）、C.精原干細包（睪丸中）。④運用實例：造血干細包→治療白血病及一些惡性腫瘤放療或化療后引起的造血系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)功能障礙等疾病。神經(jīng)干細包→治療神經(jīng)組織損傷和神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾?。ㄈ缗两鹕　柎暮Ｄ〉龋?。⑤面臨的問題：存在導(dǎo)致腫瘤發(fā)生的風(fēng)險。⑥運用展望：干細包將在再生醫(yī)學(xué)、藥物安全性與有效性檢測等領(lǐng)域發(fā)揮大作用。(3)誘導(dǎo)多能干細包：通過體外誘導(dǎo)小鼠成纖維細包，獲得了類似胚胎干細包的一種細包，稱為誘導(dǎo)多能干細包，簡稱iPS細包①誘導(dǎo)及流程取成纖維細包→轉(zhuǎn)入相關(guān)因子→細包轉(zhuǎn)化為iPS細包→誘導(dǎo)iPS細包定向分化為多種組織細包→移植回病人體內(nèi)。①獲取方法：將特定生態(tài)或特定蛋白導(dǎo)入細包；用小分子化合物誘導(dǎo)形成。②優(yōu)點：誘導(dǎo)過程無須破壞胚胎；iPS細包可以來源于病人自身的體細包，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)。③運用：可治療鐮狀細包貧血癥；在治療阿爾茲海默病、心血管疾病等領(lǐng)域的研究也取得了新進展。【易錯辨析】1．動物細包培養(yǎng)過程中需將動物細包放于含95%氧氣和5%CO2的CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。(選擇性必修3P44正文)()2．體外培養(yǎng)的動物細包一類能懸浮在培養(yǎng)液中生長增殖，另一類需要貼附于某些基質(zhì)表面才能生長增殖。(選擇性必修3P44正文)()3．干細包存在于早期胚胎、骨髓和臍帶血等多種組織和器官中。(選擇性必修3P46正文)()4．iPS細包的應(yīng)用前景優(yōu)于胚胎干細包。(選擇性必修3P46正文)()考向1結(jié)合動物細包培養(yǎng)，考查社會觀念例1．如圖為實驗小鼠皮膚組織進行細包培養(yǎng)的過程，下列敘述正確的是()A.動物細包培養(yǎng)體現(xiàn)了動物細包的全能性B.乙過程對皮膚組織可用胃蛋白酶處理C.丙過程為原代培養(yǎng)，遺傳物質(zhì)一定不變D.丁過程中某些細包可能會無限增殖【變式訓(xùn)練】對某種動物的肝腫瘤細包進行細包培養(yǎng)，下列說法錯誤的是()A．在利用肝組織塊制備細包懸液時，可用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理B．動物細包培養(yǎng)應(yīng)在含5%CO2的CO2培養(yǎng)箱中進行，CO2的作用維持培養(yǎng)液的pHC．為了防止動物細包培養(yǎng)過程中受污染，可向培養(yǎng)液中加入適量的干擾素D．在合成培養(yǎng)基中，通常需加入血清等一些天然成分考向2結(jié)合干細包培養(yǎng)及其應(yīng)用，考查生命觀念、社會責(zé)任例2．科研人員利用如圖所示的流程，將小鼠多能干細包(PSC)誘導(dǎo)成為精子，并使其成功與卵細包受精，得到正常后代，這項研究給男性無精癥導(dǎo)致的不孕不育帶來了福音。下列分析不合理的是()A.PSC誘導(dǎo)形成精子的過程中，會發(fā)生細包染色體數(shù)目的變化B.步驟④只能加入一個分化出的精子，以避免多個精子和卵細包融合C.步驟⑤受精卵在體外培養(yǎng)時需提供95%空氣和5%CO2的混合氣體環(huán)境D.上述流程利用了動物細包培養(yǎng)、體外受精和胚胎移植等生物技術(shù)【變式訓(xùn)練】妊娠與子宮內(nèi)膜基質(zhì)細包的功能密切相關(guān)。某研究小組通過如圖所示的實驗流程獲得子宮內(nèi)膜基質(zhì)細包，以期用于妊娠相關(guān)疾病的研究。(1)手術(shù)獲得的皮膚組織需在低溫下運至實驗室，低溫對細包中各種蛋白質(zhì)的作用為_________________________________________________________________。(2)過程①中，誘導(dǎo)形成iPS細包時，需提高成纖維細包中4個生態(tài)的表達量，可采用________________技術(shù)將這些生態(tài)導(dǎo)入該細包。這4個生態(tài)的主要作用為：M生態(tài)促進增殖，S生態(tài)和C生態(tài)控制干細包特性，K生態(tài)抑制凋亡和衰老。若成纖維細包形成腫瘤細包，最有可能的生態(tài)是________生態(tài)過量表達。(3)培養(yǎng)iPS細包時，應(yīng)對所處環(huán)境定期消毒以降低細包被污染風(fēng)險?？捎米贤饩€進行消毒的是________。A.培養(yǎng)基B.培養(yǎng)瓶C.細包培養(yǎng)室D.CO2培養(yǎng)箱(4)過程②中，iPS細包經(jīng)歷的生命歷程為________。PCR技術(shù)可用于檢測子宮內(nèi)膜基質(zhì)細包的mRNA水平。mRNA經(jīng)過________才能作為PCR擴增的模板?？键c二動物細包融合技術(shù)與單克隆抗體知識點1動物細包融合技術(shù)1.概念：使兩個或多個動物細包結(jié)合形成一個細包的技術(shù)。2.原理：細包膜具有一定的流動性。3.誘導(dǎo)方法：(1)物理法：電融合法(2)化學(xué)法：聚乙二醇（PEG)(3)生物法：滅活病毒誘導(dǎo)法【教材隱性知識】源于選擇性必修3P48“相關(guān)信息”：滅活病毒（失去感染能力，保留抗原結(jié)構(gòu)）誘導(dǎo)細包融合的原理是病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能夠與細包膜上的糖蛋白發(fā)生作用，使細包互相凝聚，細包膜上的蛋白質(zhì)分子和脂質(zhì)分子重新排布，細包膜打開，細包發(fā)生融合。4.結(jié)果：形成具有原來兩個或多個細包的遺傳信息的雜交細包。5.意義：突破了有性雜交方法的局限，使遠緣雜交成為可能。6.運用：第一：至今，種間、屬間、科間，甚至動物和植物之間的細包融合都已獲得成功。第二：研究細包遺傳、細包免疫、腫瘤和培育生物新品種等的重要手段。第三：為制造單克隆抗體開辟了新途徑。知識點2植物體細包雜交和動物細包融合的比較項目植物體細包雜交動物細包融合原理細包膜的流動性、細包的全能性細包膜的流動性、細包增殖步驟酶解法去掉細包壁后，誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合，形成雜種細包，再經(jīng)植物組織培養(yǎng)形成雜種植株。分散成單個細包后誘導(dǎo)細包融合，形成雜交細包。相關(guān)酶纖維素酶和果膠酶胰蛋白酶或膠原蛋白酶誘導(dǎo)方法物理法：電融合法、離心法；化學(xué)法：聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2＋—高pH融合法物理法：電融合法；化學(xué)法：聚乙二醇(PEG)融合法；生物法：滅活病毒誘導(dǎo)法結(jié)果形成雜種植株形成雜交細包，以生產(chǎn)細包產(chǎn)品應(yīng)用培育植物新品種主要用于制備單克隆抗體意義突破遠緣雜交不親和的障礙，打破了生殖隔離，擴展了雜交的親本組合相同點動物細包融合與植物原生質(zhì)體融合的基本原理相同，誘導(dǎo)動物細包融合的方法與植物原生質(zhì)體融合的方法相似知識點3單克隆抗體的制備1.傳統(tǒng)抗體制備方法及缺陷（1）方法（2）缺點：產(chǎn)量低、純度低、特異性差。2.單克隆抗體的制備①注射特定的抗原：產(chǎn)生能分泌特定抗體的B淋巴細包。②第一次篩選目的：篩選獲得雜交瘤細包（用特定的選擇培養(yǎng)基篩選）。③雜交瘤細包：既能迅速大量增殖，又能產(chǎn)生抗體（教材P49）。④第二次篩選目的：篩選得到能產(chǎn)生所需抗體的雜交瘤細包（將不同種雜交細包分開）。⑤單克隆抗體獲?。簭男∈蟾顾蝎@取或從培養(yǎng)液中獲取。3.單克隆抗體的制備小結(jié)（1）該過程中應(yīng)用到的技術(shù)動物細包融合、動物細包培養(yǎng)。（2）原理細包膜具有一定的流動性、細包增殖。（3）注射特定抗原的目的用特定的抗原對小鼠進行免疫，并從該小鼠的脾中得到能產(chǎn)生特定抗體的B淋巴細包。（4）誘導(dǎo)融合的方法PEG融合法、電融合法、滅活病毒誘導(dǎo)法。動物細包特有的誘導(dǎo)融合方法為滅活病毒誘導(dǎo)法。（5）第一次篩選的目的篩選獲得雜交瘤細包。第一次如何篩選用特定的選擇培養(yǎng)基進行篩選。篩選原理在選擇培養(yǎng)基上，未融合的親本細包和融合的具有同種核的細包都會死亡，只有融合的雜交瘤細包才能生長。（6）雜交瘤細包的特點既能迅速大量增殖，又能產(chǎn)生抗體。（7）第二次篩選的目的獲得足夠數(shù)量的能分泌所需抗體的雜交瘤細包。如何篩選進行克隆化培養(yǎng)和抗體檢測（進行多次篩選）。選擇抗體檢測呈陽性的雜交瘤細包，即分泌的抗體能與特定的抗原結(jié)合。（8）抗體檢測原理抗原和抗體能夠特異性結(jié)合(分子水平的鑒定）。（9）如何獲取大量所需雜交瘤細包在體外條件下大規(guī)模培養(yǎng)（接種于培養(yǎng)液中）或注射到小鼠腹腔內(nèi)增殖。（10）如何獲取單克隆抗體①體外培養(yǎng)從細包培養(yǎng)液中獲取。②小鼠腹腔內(nèi)培養(yǎng)從小鼠腹水中獲取。（11）單克隆抗體的優(yōu)點能準確地識別抗原的細微差異，與特定抗原發(fā)生特異性結(jié)合，并且可以大量制備。4.單克隆抗體的運用(1)作為診斷試劑——最廣泛的應(yīng)用抗人絨毛促性腺激素單克隆抗體：比原來診斷方法提前了10d左右，準確率在90﹪以上。診斷優(yōu)點：具有準確、高效、簡易、快速特點。(2)用于治療疾病和運載藥物(主要用于癌癥治療)如：單克隆抗體+藥物=“生物導(dǎo)彈”優(yōu)點：位置準確、療效高、副作用。單克隆抗體+接頭+藥物（如細包毒素）=ADC作用：實現(xiàn)了對腫瘤細包的選擇性殺傷。其作用機理是通過單克隆抗體的靶向作用特異性地識別腫瘤細包表面抗原，然后利用細包本身具備的內(nèi)吞作用使化學(xué)藥物進入腫瘤細包體內(nèi)發(fā)生藥力，從而達到殺死腫瘤細包的目的。脂質(zhì)體給藥：高效、低毒、靶向抗腫瘤藥物載體：阿霉素脂質(zhì)體和順鉑脂質(zhì)體已在國外上市?？枷?圍繞動物細包融合技術(shù)與單克隆抗體，考查科學(xué)思維例1．人乳頭瘤病毒(HPV)是一種DNA病毒，可誘發(fā)細包癌變?？笻PV的單克隆抗體可以準確檢測出HPV，從而及時監(jiān)控宮頸癌的發(fā)生。以HPV衣殼蛋白為抗原制備出單克隆抗體的過程如圖所示。下列敘述錯誤的是()A.在HAT培養(yǎng)基上存活的雜交瘤細包既能無限增殖又可以分泌抗體B.單克隆抗體的特點是能準確地識別抗原的細微差異，與特定抗原發(fā)生特異性結(jié)合，并且可以大量制備C.可用HPV衣殼蛋白檢測篩選出能產(chǎn)生特異性抗體的雜交瘤細包D.單克隆抗體制備過程涉及的生物學(xué)原理有細包增殖和細包膜的選擇透過性【變式訓(xùn)練】1.下圖表示抗人體胃癌的單克隆抗體的制備過程，有關(guān)敘述錯誤的是()A.圖中實驗小鼠注射的甲是能與抗人體胃癌抗體特異性結(jié)合的抗原B.利用PEG融合法、滅活病毒誘導(dǎo)法和電融合法等方法可誘導(dǎo)細包融合獲得乙C.用特定的選擇培養(yǎng)基對乙進行篩選，融合細包均能生長，未融合細包均不能生長D.丙需進行克隆化培養(yǎng)和抗體檢測，經(jīng)多次篩選后可獲得大量能分泌所需抗體的丁【變式訓(xùn)練】2.單克隆抗體以其特異性強、靈敏度高、純度高、可大量制備等優(yōu)點，自產(chǎn)生以來迅速得到廣泛利用。下列關(guān)于單克隆抗體制備和應(yīng)用的敘述正確的是()A.在體外培養(yǎng)B細包和骨髓瘤細包時需要置于含有95%O2和5%CO2的混合氣體的環(huán)境中B.制備單克隆抗體過程中需要對細包進行至少兩次的篩選，第一次篩選過程中能在特定選擇培養(yǎng)基上生長的是融合細包C.制備鼠—鼠雜交瘤細包單克隆抗體時，最后一般從細包培養(yǎng)液或小鼠脾臟中獲取單克隆抗體D.利用單克隆抗體制備的抗體—藥物偶聯(lián)物，通過抗體的靶向作用和藥物的殺傷作用，實現(xiàn)對腫瘤細包的選擇性殺傷【變式訓(xùn)練】3.抗體—藥物偶聯(lián)物(ADC)通過采用特定技術(shù)將具有生物活性的小分子藥物連接到能特異性識別腫瘤細包的單克隆抗體上，實現(xiàn)對腫瘤細包的選擇性殺傷。ADC的結(jié)構(gòu)及其發(fā)揮作用的機理如圖所示，下列有關(guān)說法錯誤的是()A．單克隆抗體制備過程中通常將免疫后得到的B淋巴細包與骨髓瘤細包融合B．用96孔板培養(yǎng)和多次篩選雜交瘤細包后，在體外大規(guī)模培養(yǎng)可獲得單克隆抗體C．ADC通過抗體與細包膜上的受體特異性結(jié)合，以主動運輸?shù)姆绞竭M入腫瘤細包D．ADC在腫瘤細包里被溶酶體裂解，釋放藥物，使腫瘤細包死亡考點三動物體細包核移植技術(shù)和克隆動物知識點1動物細包核移植技術(shù)的概念和類型1.概念：將動物的一個細包的細包核，移入去核的卵母細包中，使這個重新組合的細包發(fā)育成新胚胎，繼而發(fā)育成動物個體的技術(shù)。注意：選擇卵母細包做受體的原因：體積大，易操作，營養(yǎng)物質(zhì)豐富，含有激發(fā)細包核全能性表達的物質(zhì)。2.原理：動物細包核的全能性。3.生殖方式：無性生殖。4.類型及特點：(1)胚胎細包核移植：相對容易（因為分化程度低，全能性容易表現(xiàn)）。(2)體細包核移植：相對困難（因為分化程度高，全能性較難表現(xiàn)）。問題1：為什么非人靈長類動物體細包核移植非常困難？知識點2體細包核移植的過程（以克隆高產(chǎn)奶牛為例）重構(gòu)胚激活方法：①物理方法；②化學(xué)方法。問題3：卵母細包為什么要“去核”？問題4：將整個供體細包注入卵母細包中有何優(yōu)點？問題5：激活重構(gòu)胚目的是？問題6：動物體細包核移植技術(shù)證明了？（原理）問題7：體細包核移植方法生產(chǎn)的克隆動物，并不是對體細包供體動物進行了100%的復(fù)制，為什么？體細包核移植用到的技術(shù)：細包核移植、動物細包培養(yǎng)、細包融合、早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植。1.采集的卵母細包應(yīng)培養(yǎng)至MⅡ期（減數(shù)分裂Ⅱ中期）。2.選擇MⅡ期卵母細包的原因①含有促進細包核表現(xiàn)全能性的物質(zhì)。②細包體積大，易于操作。③卵母細包內(nèi)卵黃多，營養(yǎng)物質(zhì)豐富。3.卵母細包去核的方法顯微操作（去核）法。4.“去核”去的是什么？紡錘體-染色體復(fù)合物。5.去核的原因使核移植得到的胚胎或動物核內(nèi)遺傳物質(zhì)全部來自有重要利用價值的動物。6.供體細包注入卵母細包的優(yōu)點對卵母細包損傷較小。注意：實質(zhì)是直接將供體細包注入去核卵母細包的透明帶內(nèi)。7.誘導(dǎo)融合的方法電融合法。8.融合的結(jié)果供體核進入卵母細包，形成重構(gòu)胚。9.重構(gòu)胚概念人工重新構(gòu)建的胚胎，具有發(fā)育成完整個體的能力。10.激活重構(gòu)胚的方法①物理方法電刺激。②化學(xué)方法Ca2+載體、乙醇和蛋白酶合成抑制劑。11.以上方法處理重構(gòu)胚的目的激活重構(gòu)胚，使其完成細包分裂和發(fā)育過程。12.實驗結(jié)論證明了動物已分化的體細包的細包核具有全能性?！窘滩碾[性知識】源于選擇性必修3P54“相關(guān)信息”：目前動物細包核移植技術(shù)中普遍使用的去核方法是顯微操作法。也有人采用梯度離心、紫外線短時間照射和化學(xué)物質(zhì)處理等方法。這些方法是在沒有穿透卵母細包透明帶的情況下去核或使其中的DNA變性。通過顯微操作去除卵母細包的核，再用微型吸管可一并吸出細包核和第一極體?？捎梦锢砘蚧瘜W(xué)方法（如電脈沖、鈣離子載體、乙醇、蛋白酶合成抑制劑等）激活受體細包，使其完成細包分裂和發(fā)育的過程。知識點3體細包核移植技術(shù)的應(yīng)用前景及存在的問題1.應(yīng)用前景(1)畜牧業(yè)：加速家畜遺傳改良進程，促進優(yōu)良畜群繁育。(2)醫(yī)療衛(wèi)生：器官移植，利用生物反應(yīng)器進行藥物生產(chǎn)。(3)科學(xué)研究：研究生物的發(fā)育、衰老、疾病致病機理等。(4)其它領(lǐng)域：該技術(shù)有望增加瀕危物種的存貨數(shù)量。2.存在的問題(1)成功率低：胚胎移植—動物幼體產(chǎn)出概率＜10％。(2)克隆動物存在健康問題許多克隆動物表現(xiàn)出遺傳和生理缺陷，如體型過大，異常肥胖，發(fā)育困難，臟器缺陷，免疫失調(diào)等。易出現(xiàn)早衰（多利羊猜想）。(3)克隆動物食品的安全性問題存在爭議知識點4細包工程的各種技術(shù)手段及其原理總結(jié)考向1結(jié)合動物體細包核移植技術(shù)，考查實踐能力例1．科研人員用電融合的方法誘導(dǎo)母羊的乳腺上皮細包與另一只羊的去核卵母細包融合，然后將重構(gòu)胚移植到代孕母羊的體內(nèi)，最終培育出了克隆羊多莉。下表是科學(xué)家獲得的部分實驗數(shù)據(jù)，下列相關(guān)敘述，不合理的是()實驗組別序號①②核供體細包6歲母羊的乳腺上皮細包發(fā)育到第9天的早期胚胎細包融合成功細包數(shù)277385早期發(fā)育成功胚胎數(shù)2990移植后成功懷孕母羊數(shù)/代孕母羊數(shù)1/1314/271．（2024·江蘇·高考真題）我國科學(xué)家利用人的體細包制備多能干細包，再用小分子TH34成功誘導(dǎo)衍生成胰島B細包。下列相關(guān)敘述錯誤的是（

）A．生態(tài)選擇性表達被誘導(dǎo)改變后，可使體細包去分化成多能干細包B．在小分子TH34誘導(dǎo)下，多能干細包發(fā)生生態(tài)突變，獲得胰島素生態(tài)C．衍生的胰島B細包在葡萄糖的誘導(dǎo)下能表達才可用于移植治療糖尿病D．若衍生的胰島B細包中凋亡生態(tài)能正常表達，細包會發(fā)生程序性死亡2．（2024·湖北·高考真題）糖尿病是危害健康的主要疾病之一?；謴?fù)功能性胰島B細包總量是治療糖尿病的重要策略。我國學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，向患有糖尿病的小鼠注射胰高血糖素受體單克隆抗體（mAb），可以促進胰島A細包增殖，誘導(dǎo)少數(shù)胰島A細包向胰島B細包轉(zhuǎn)化，促進功能性胰島B細包再生。根據(jù)上述實驗結(jié)果，下列敘述錯誤的是（

）A．mAb的制備可能涉及細包融合技術(shù)B．注射mAb可降低胰腺分泌胰高血糖素的量C．mAb和胰高血糖素均能與胰高血糖素受體特異性結(jié)合D．胰高血糖素主要通過促進肝糖原分解和非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)化為糖，升高血糖水平3．（2023·遼寧·高考真題）大量懸浮培養(yǎng)產(chǎn)流感病毒的單克隆細包，可用于流感疫苗的生產(chǎn)。下列敘述錯誤的是（

）A．懸浮培養(yǎng)單克隆細包可有效避免接觸抑制B．用于培養(yǎng)單克隆細包的培養(yǎng)基通常需加血清C．當病毒達到一定數(shù)量時會影響細包的增殖D．培養(yǎng)基pH不會影響單克隆細包的病毒產(chǎn)量4．（2023·海南·高考真題）某團隊通過多代細包培養(yǎng)，將小鼠胚胎干細包的Y染色體去除，獲得XO胚胎干細包，再經(jīng)過一系列處理，使之轉(zhuǎn)變?yōu)橛泄δ艿穆涯讣毎?。下列有關(guān)敘述錯誤的是（

）A．營養(yǎng)供應(yīng)充足時，傳代培養(yǎng)的胚胎干細包不會發(fā)生接觸抑制B．獲得XO胚胎干細包的過程發(fā)生了染色體數(shù)目變異C．XO胚胎干細包轉(zhuǎn)變?yōu)橛泄δ艿穆涯讣毎倪^程發(fā)生了細包分化D．若某瀕危哺乳動物僅存雄性個體，可用該法獲得有功能的卵母細包用于繁育一、教材知識鏈接1．(選擇性必修3P44)細包貼壁：細包貼附在培養(yǎng)瓶的瓶壁上的現(xiàn)象。2．(選擇性必修3P44)接觸抑制：當貼壁細包分裂生長到表面相互接觸時，細包通常會停止分裂增殖的現(xiàn)象。3．(選擇性必修3P44)細包在培養(yǎng)過程中分裂受阻的原因：懸浮培養(yǎng)的細包會因細包密度過大、有害代謝物積累和培養(yǎng)液中營養(yǎng)物質(zhì)缺乏等因素而分裂受阻；對于貼壁細包來說，除上述因素外，還會因為接觸抑制而停止分裂增殖。4．(選擇性必修3P49)雜交瘤細包的特點是既能大量繁殖，又能產(chǎn)生足夠數(shù)量的特定抗體。5．(選擇性必修3P50)單克隆抗體的優(yōu)點是能準確地識別抗原的細微差異，與特定抗原發(fā)生特異性結(jié)合，并且可以大量制備。6．(選擇性必修3P54)核移植技術(shù)中必須先去掉受體卵母細包的細包核的原因是保證核移植動物的核遺傳物質(zhì)全部來自供體細包。7．(選擇性必修3P54)通過體細包核移植技術(shù)培育的克隆動物，不是對體細包供體動物進行了100%的復(fù)制，原因是克隆動物絕大部分DNA來自供體細包核，其核外還有少量的DNA，即線粒體中的DNA來自受體卵母細包。此外，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。二、教材深挖拓展1．(選擇性必修3P44正文拓展)動物細包培養(yǎng)時，為什么要將動物組織分散成單個細包？2．(選擇性必修3P44正文拓展)動物細包培養(yǎng)需要控制什么樣的氣體環(huán)境？各自起什么作用？3．(選擇性必修3P52正文拓展)克隆動物的誕生是否證明了動物細包具有全能性？三、長句規(guī)范作答1.(科學(xué)思維)為什么科學(xué)家認為iPS細包的應(yīng)用前景優(yōu)于胚胎干細包？2.(科學(xué)探究)所謂的“三親嬰兒”中遺傳學(xué)上的母親應(yīng)是哪一個？該技術(shù)主要是為了避免什么疾病？第40講動物細包工程目錄TOC\o"1-3"\h\u01考情透視·目標導(dǎo)航 202知識導(dǎo)圖·思維領(lǐng)航 303考點突破·考法探究 4考點一動物細包培養(yǎng) 4知識點1動物細包培養(yǎng) 4知識點2動物細包培養(yǎng)和植物組織培養(yǎng)的比較 7知識點3干細包培養(yǎng)及其應(yīng)用 7考向1結(jié)合動物細包培養(yǎng)，考查社會觀念 10考向2結(jié)合干細包培養(yǎng)及其應(yīng)用，考查生命觀念、社會責(zé)任 10考點二動物細包融合技術(shù)與單克隆抗體 12知識點1動物細包融合技術(shù) 12知識點2植物體細包雜交和動物細包融合的比較 12知識點3單克隆抗體的制備 13考向1圍繞動物細包融合技術(shù)與單克隆抗體，考查科學(xué)思維 16考點三動物體細包核移植技術(shù)和克隆動物 18知識點1動物細包核移植技術(shù)的概念和類型 18知識點2體細包核移植的過程 19知識點3體細包核移植技術(shù)的應(yīng)用前景及存在的問題 21知識點4細包工程的各種技術(shù)手段及其原理總結(jié) 22考向1結(jié)合動物體細包核移植技術(shù)，考查實踐能力 2204真題練習(xí)·命題洞見（含2024年高考真題） 2405長句分析·規(guī)范作答 27一、教材知識鏈接 27二、教材深挖拓展 27三、長句規(guī)范作答 27考點由高考知核心知識點預(yù)測動物細包工程考點一：動物細包培養(yǎng)（3年14考，全國卷3年1考）2024·江蘇（選擇題）、2024·吉林（選擇題）2024·浙江（選擇題）、2023·遼寧（選擇題）2023·海南（選擇題）、2023·湖南（解答題）2022·福建（選擇題）、2022·湖北（選擇題）題型：選擇題、解答題內(nèi)容：本專題知識難度較高，要求基礎(chǔ)要扎實?？疾閷W(xué)生對相關(guān)動物細包工程的整體性的認識，或結(jié)合一些情景信息或表格信息設(shè)置題目，考查學(xué)生的應(yīng)變能力、獲取信息和綜合分析能力?？键c二：動物細包融合技術(shù)與單克隆抗體（3年18考，全國卷3年1考）2024·江西（選擇題）、2024·廣東（解答題）2024·寧夏（解答題）、2024·四川（解答題）2024·湖北（選擇題）、2023·北京（北京題）2022·福建（選擇題）、2022·江蘇（選擇題）考點三：動物體細包核移植技術(shù)和克隆動物（3年4考，全國卷3年0考）2024·重慶（選擇題）課標要求1.闡明動物細包培養(yǎng)是從動物體獲得相關(guān)組織，分散成單個細包后，在適宜的培養(yǎng)條件下讓細包生長和增殖的過程。動物細包培養(yǎng)是動物細包工程的基礎(chǔ)。2.闡明動物細包核移植一般是將體細包核移入一個去核的卵母細包中，并使重組細包發(fā)育成新胚胎，繼而發(fā)育成動物個體的過程。3.闡明動物細包融合是指通過物理、化學(xué)或生物學(xué)等手段，使兩個或多個動物細包結(jié)合形成一個細包的過程。4.概述細包融合技術(shù)是單克隆抗體制備的重要技術(shù)。5.簡述干細包在生物醫(yī)學(xué)工程中有廣泛的應(yīng)用價值。新舊教材對比改：①干細包的培養(yǎng)及其應(yīng)用；②傳代培養(yǎng)內(nèi)容精減?？键c一動物細包培養(yǎng)知識點1動物細包培養(yǎng)1.概念：從動物體中取出相關(guān)的組織，將它分散成單個細包，然后在適當?shù)呐囵B(yǎng)條件下，讓這些細包生長和增殖（不能得到完整的個體）的技術(shù)。2.營養(yǎng)(條件)培養(yǎng)基的構(gòu)成：合成培養(yǎng)基+血清等天然成分①合成培養(yǎng)基：將細包所需的營養(yǎng)物質(zhì)按種類和所需量嚴格配制而成的培養(yǎng)基。②血清：含未知、細包生長增殖所必需的物質(zhì)，滿足細包對未知營養(yǎng)成分的需求。注意：一般使用液體培養(yǎng)基，也稱為培養(yǎng)液。(1)無菌、無毒的環(huán)境：①無菌：對培養(yǎng)液和所有培養(yǎng)用具進行滅菌處理；在無菌環(huán)境下進行操作。②無毒：定期更換培養(yǎng)液。問題1：定期更換培養(yǎng)液的目的是什么？提示：以便清除代謝物，防止細包代謝物積累對細包自身造成危害。問題2：如何防止培養(yǎng)過程中的微生物污染？提示：在細包培養(yǎng)液中添加一定量的抗生素。(2)溫度、PH、滲透壓：①適宜的溫度：哺乳動物細包培養(yǎng)的溫度多以36.5±0.5℃為宜；②適宜的pH：多數(shù)動物細包生存的適宜pH為7.2-7.4；③適宜的滲透壓：維持適宜滲透壓的目的維持細包正常的形態(tài)和功能。(3)氣體環(huán)境：①氣體組成：②培養(yǎng)裝置：3.動物細包培養(yǎng)的過程：（1）選材：動物胚胎或幼齡動物的組織、器官；原因是細包分化程度低，分裂能力強，容易培養(yǎng)。（2）使用胰蛋白酶分散細包說明細包間的物質(zhì)主要是蛋白質(zhì)。用胰蛋白酶處理會（會/不會）把所培養(yǎng)的細包消化掉？原因是蛋白質(zhì)是細包膜的主要成分之一；故必須控制好胰蛋白酶的用量和處理時間。懸浮部分：離心法收集。貼壁部分：先胰蛋白酶，再離心法收集。4.動物細包培養(yǎng)的類型：第1類：懸浮生長細包5.細包貼壁和接觸抑制：細包貼壁是指體外培養(yǎng)的細包貼附在瓶壁生長的現(xiàn)象；接觸抑制是指當貼壁細包分裂生長到表面相互接觸時，細包通常會停止分裂增殖的現(xiàn)象。→形成一個單層6.原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)的鑒定：問題3：兩種“培養(yǎng)”都用到胰蛋白酶處理，對象相同嗎？7.區(qū)分兩種“培養(yǎng)”的關(guān)鍵是看用胰蛋白酶處理的對象第一次：用胰蛋白酶對剪碎的動物組織進行處理，使其分散成單個細包后進行培養(yǎng)，為原代培養(yǎng)。第二次：細包培養(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，然后，將其分散到多個培養(yǎng)瓶中繼續(xù)培養(yǎng)，為傳代培養(yǎng)。知識點2動物細包培養(yǎng)和植物組織培養(yǎng)的比較項目動物細包培養(yǎng)植物組織培養(yǎng)理論基礎(chǔ)細包增殖植物細包的全能性培養(yǎng)前處理無菌；用機械的方法或胰蛋白酶、膠原蛋白酶等處理，使組織分散成單個細包無菌、離體取材動物胚胎或出生不久的幼齡動物的器官或組織植物幼嫩的部位或花藥等培養(yǎng)基性質(zhì)液體固體培養(yǎng)基成分糖類、氨基酸、無機鹽、維生素和動物血清等水、礦質(zhì)元素、蔗糖、維生素、植物激素和瓊脂等結(jié)果產(chǎn)生大量細包，不形成新個體可產(chǎn)生新個體應(yīng)用人造皮膚的構(gòu)建、動物分泌蛋白的規(guī)?；a(chǎn)快速繁殖、作物脫毒、細包產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)和單倍體育種等相同點①都需人工條件下的無菌操作；②都需要適宜的溫度、pH等條件；③都進行有絲分裂，都不涉及減數(shù)分裂知識點3干細包培養(yǎng)及其應(yīng)用1.干細包概念和分布：動物和人體內(nèi)仍保留的少數(shù)具有分裂和分化能力的細包。在一定條件下，干細包可以分化成其他類型的細包。存在于早期胚胎、骨髓和臍帶血。2.干細包類型和特點(1)胚胎干細包：①分布：早期胚胎中②特點：具有分化為成年動物體內(nèi)的任何一種類型的細包，并進一步形成機體的所有組織和器官甚至個體的潛能。③實例：注意：需要分化誘導(dǎo)因子誘導(dǎo)。④局限性：必須從胚胎中獲取，涉及倫理問題；因而限制了在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用。(2)成體干細包：①分布：成體組織或器官內(nèi)（發(fā)現(xiàn)最早、研究最多的、應(yīng)用最成熟的實例）。②特點：具有組織特異性，只能分化成特定的細包或組織，不具有發(fā)育成完整個體的能力。③實例：a.造血干細包（骨髓、外周血和臍帶血中）、b.神經(jīng)干細包（神經(jīng)系統(tǒng)中）、C.精原干細包（睪丸中）。④運用實例：造血干細包→治療白血病及一些惡性腫瘤放療或化療后引起的造血系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)功能障礙等疾病。神經(jīng)干細包→治療神經(jīng)組織損傷和神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病（如帕金森病、阿爾茨海默病等）。⑤面臨的問題：存在導(dǎo)致腫瘤發(fā)生的風(fēng)險。⑥運用展望：干細包將在再生醫(yī)學(xué)、藥物安全性與有效性檢測等領(lǐng)域發(fā)揮大作用。(3)誘導(dǎo)多能干細包：通過體外誘導(dǎo)小鼠成纖維細包，獲得了類似胚胎干細包的一種細包，稱為誘導(dǎo)多能干細包，簡稱iPS細包①誘導(dǎo)及流程取成纖維細包→轉(zhuǎn)入相關(guān)因子→細包轉(zhuǎn)化為iPS細包→誘導(dǎo)iPS細包定向分化為多種組織細包→移植回病人體內(nèi)。①獲取方法：將特定生態(tài)或特定蛋白導(dǎo)入細包；用小分子化合物誘導(dǎo)形成。②優(yōu)點：誘導(dǎo)過程無須破壞胚胎；iPS細包可以來源于病人自身的體細包，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)。③運用：可治療鐮狀細包貧血癥；在治療阿爾茲海默病、心血管疾病等領(lǐng)域的研究也取得了新進展?！疽族e辨析】1．動物細包培養(yǎng)過程中需將動物細包放于含95%氧氣和5%CO2的CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。(選擇性必修3P44正文)(×)提示：含95%空氣2．體外培養(yǎng)的動物細包一類能懸浮在培養(yǎng)液中生長增殖，另一類需要貼附于某些基質(zhì)表面才能生長增殖。(選擇性必修3P44正文)(√)3．干細包存在于早期胚胎、骨髓和臍帶血等多種組織和器官中。(選擇性必修3P46正文)(√)4．iPS細包的應(yīng)用前景優(yōu)于胚胎干細包。(選擇性必修3P46正文)(√)考向1結(jié)合動物細包培養(yǎng)，考查社會觀念例1．如圖為實驗小鼠皮膚組織進行細包培養(yǎng)的過程，下列敘述正確的是()A.動物細包培養(yǎng)體現(xiàn)了動物細包的全能性B.乙過程對皮膚組織可用胃蛋白酶處理C.丙過程為原代培養(yǎng)，遺傳物質(zhì)一定不變D.丁過程中某些細包可能會無限增殖【答案】D【解析】動物細包培養(yǎng)沒有體現(xiàn)動物細包的全能性，A正確；乙過程對皮膚組織可用胰蛋白酶、膠原蛋白酶等處理，B錯誤；丙過程屬于原代培養(yǎng)，此過程的細包大部分能保持正常的二倍體核型，有些細包的遺傳物質(zhì)也可能發(fā)生改變，C錯誤；丁過程屬于傳代培養(yǎng)，此過程少數(shù)細包會發(fā)生突變，朝著癌細包方向發(fā)展，可能會無限增殖，D錯誤。【變式訓(xùn)練】對某種動物的肝腫瘤細包進行細包培養(yǎng)，下列說法錯誤的是()A．在利用肝組織塊制備細包懸液時，可用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理B．動物細包培養(yǎng)應(yīng)在含5%CO2的CO2培養(yǎng)箱中進行，CO2的作用維持培養(yǎng)液的pHC．為了防止動物細包培養(yǎng)過程中受污染，可向培養(yǎng)液中加入適量的干擾素D．在合成培養(yǎng)基中，通常需加入血清等一些天然成分【答案】C【解析】在利用肝組織塊制備細包懸液時，可用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理，以分解組織細包間的蛋白質(zhì)，得到單個細包，A正確；為防止動物細包培養(yǎng)過程中雜菌的污染，可向培養(yǎng)液中加入適量的抗生素，C錯誤；使用合成培養(yǎng)基培養(yǎng)動物細包時，通常要加入血清等一些天然成分，以利于動物細包生長，D錯誤?？枷?結(jié)合干細包培養(yǎng)及其應(yīng)用，考查生命觀念、社會責(zé)任例2．科研人員利用如圖所示的流程，將小鼠多能干細包(PSC)誘導(dǎo)成為精子，并使其成功與卵細包受精，得到正常后代，這項研究給男性無精癥導(dǎo)致的不孕不育帶來了福音。下列分析不合理的是()A.PSC誘導(dǎo)形成精子的過程中，會發(fā)生細包染色體數(shù)目的變化B.步驟④只能加入一個分化出的精子，以避免多個精子和卵細包融合C.步驟⑤受精卵在體外培養(yǎng)時需提供95%空氣和5%CO2的混合氣體環(huán)境D.上述流程利用了動物細包培養(yǎng)、體外受精和胚胎移植等生物技術(shù)【答案】B【解析】小鼠多能干細包(PSC)誘導(dǎo)成為精子，并成功與卵細包受精，得到正常后代(染色體數(shù)目與體細包相同)，誘導(dǎo)形成精子的過程中，會發(fā)生減數(shù)分裂，會發(fā)生細包染色體數(shù)目的減半，A正確；為保證受精的成功，步驟④可加入多個分化出的精子，卵細包受精后會發(fā)生相應(yīng)的變化避免多精入卵，B錯誤；動物細包培養(yǎng)需要一定的氣體環(huán)境，將其置于95%空氣和5%的CO2環(huán)境中，C正確；題述流程利用了動物細包培養(yǎng)、體外受精和胚胎移植等生物技術(shù)，D錯誤。【變式訓(xùn)練】妊娠與子宮內(nèi)膜基質(zhì)細包的功能密切相關(guān)。某研究小組通過如圖所示的實驗流程獲得子宮內(nèi)膜基質(zhì)細包，以期用于妊娠相關(guān)疾病的研究。(1)手術(shù)獲得的皮膚組織需在低溫下運至實驗室，低溫對細包中各種蛋白質(zhì)的作用為_________________________________________________________________。(2)過程①中，誘導(dǎo)形成iPS細包時，需提高成纖維細包中4個生態(tài)的表達量，可采用________________技術(shù)將這些生態(tài)導(dǎo)入該細包。這4個生態(tài)的主要作用為：M生態(tài)促進增殖，S生態(tài)和C生態(tài)控制干細包特性，K生態(tài)抑制凋亡和衰老。若成纖維細包形成腫瘤細包，最有可能的生態(tài)是________生態(tài)過量表達。(3)培養(yǎng)iPS細包時，應(yīng)對所處環(huán)境定期消毒以降低細包被污染風(fēng)險?？捎米贤饩€進行消毒的是________。A.培養(yǎng)基B.培養(yǎng)瓶C.細包培養(yǎng)室D.CO2培養(yǎng)箱(4)過程②中，iPS細包經(jīng)歷的生命歷程為________。PCR技術(shù)可用于檢測子宮內(nèi)膜基質(zhì)細包的mRNA水平。mRNA經(jīng)過________才能作為PCR擴增的模板?！敬鸢浮?1)抑制酶的活性(降低蛋白質(zhì)或酶的活性)，防止蛋白質(zhì)變性(2)轉(zhuǎn)生態(tài)M(3)CD(4)增殖分化逆轉(zhuǎn)錄/反轉(zhuǎn)錄【解析】(1)低溫可以抑制酶的活性，防止蛋白質(zhì)變性，使細包中的蛋白質(zhì)維持正常的生理功能。(2)將外源生態(tài)導(dǎo)入細包內(nèi)，通常需要轉(zhuǎn)生態(tài)技術(shù)。即過程①中，誘導(dǎo)形成iPS細包時，需提高成纖維細包中4個生態(tài)的表達量，可采用轉(zhuǎn)生態(tài)技術(shù)將這些生態(tài)導(dǎo)入該細包。M生態(tài)促進增殖，S生態(tài)和C生態(tài)控制干細包特性，K生態(tài)抑制凋亡和衰老。腫瘤細包(癌細包)具有無限增殖的能力，因此若成纖維細包形成腫瘤細包，最有可能的原因是M生態(tài)過量表達造成的。(3)培養(yǎng)iPS細包時，應(yīng)對所處環(huán)境定期消毒以降低細包被污染風(fēng)險?？捎米贤饩€對細包培養(yǎng)室和CO2培養(yǎng)箱進行消毒處理，而對培養(yǎng)基和培養(yǎng)瓶需要進行滅菌處理，因此A、B錯誤，C、D錯誤。(4)由圖可知，過程②中，iPS細包經(jīng)過細包的增殖分化，形成了體腔上皮。PCR擴增的模板為DNA，因此若想利用PCR技術(shù)檢測子宮內(nèi)膜基質(zhì)細包關(guān)鍵生態(tài)的mRNA水平，mRNA需經(jīng)過逆(反)轉(zhuǎn)錄過程形成DNA，才可作為PCR的模板?？键c二動物細包融合技術(shù)與單克隆抗體知識點1動物細包融合技術(shù)1.概念：使兩個或多個動物細包結(jié)合形成一個細包的技術(shù)。2.原理：細包膜具有一定的流動性。3.誘導(dǎo)方法：(1)物理法：電融合法(2)化學(xué)法：聚乙二醇（PEG)(3)生物法：滅活病毒誘導(dǎo)法【教材隱性知識】源于選擇性必修3P48“相關(guān)信息”：滅活病毒（失去感染能力，保留抗原結(jié)構(gòu)）誘導(dǎo)細包融合的原理是病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能夠與細包膜上的糖蛋白發(fā)生作用，使細包互相凝聚，細包膜上的蛋白質(zhì)分子和脂質(zhì)分子重新排布，細包膜打開，細包發(fā)生融合。4.結(jié)果：形成具有原來兩個或多個細包的遺傳信息的雜交細包。5.意義：突破了有性雜交方法的局限，使遠緣雜交成為可能。6.運用：第一：至今，種間、屬間、科間，甚至動物和植物之間的細包融合都已獲得成功。第二：研究細包遺傳、細包免疫、腫瘤和培育生物新品種等的重要手段。第三：為制造單克隆抗體開辟了新途徑。知識點2植物體細包雜交和動物細包融合的比較項目植物體細包雜交動物細包融合原理細包膜的流動性、細包的全能性細包膜的流動性、細包增殖步驟酶解法去掉細包壁后，誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合，形成雜種細包，再經(jīng)植物組織培養(yǎng)形成雜種植株。分散成單個細包后誘導(dǎo)細包融合，形成雜交細包。相關(guān)酶纖維素酶和果膠酶胰蛋白酶或膠原蛋白酶誘導(dǎo)方法物理法：電融合法、離心法；化學(xué)法：聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2＋—高pH融合法物理法：電融合法；化學(xué)法：聚乙二醇(PEG)融合法；生物法：滅活病毒誘導(dǎo)法結(jié)果形成雜種植株形成雜交細包，以生產(chǎn)細包產(chǎn)品應(yīng)用培育植物新品種主要用于制備單克隆抗體意義突破遠緣雜交不親和的障礙，打破了生殖隔離，擴展了雜交的親本組合相同點動物細包融合與植物原生質(zhì)體融合的基本原理相同，誘導(dǎo)動物細包融合的方法與植物原生質(zhì)體融合的方法相似知識點3單克隆抗體的制備1.傳統(tǒng)抗體制備方法及缺陷（1）方法（2）缺點：產(chǎn)量低、純度低、特異性差。2.單克隆抗體的制備①注射特定的抗原：產(chǎn)生能分泌特定抗體的B淋巴細包。②第一次篩選目的：篩選獲得雜交瘤細包（用特定的選擇培養(yǎng)基篩選）。③雜交瘤細包：既能迅速大量增殖，又能產(chǎn)生抗體（教材P49）。④第二次篩選目的：篩選得到能產(chǎn)生所需抗體的雜交瘤細包（將不同種雜交細包分開）。⑤單克隆抗體獲?。簭男∈蟾顾蝎@取或從培養(yǎng)液中獲取。3.單克隆抗體的制備小結(jié)（1）該過程中應(yīng)用到的技術(shù)動物細包融合、動物細包培養(yǎng)。（2）原理細包膜具有一定的流動性、細包增殖。（3）注射特定抗原的目的用特定的抗原對小鼠進行免疫，并從該小鼠的脾中得到能產(chǎn)生特定抗體的B淋巴細包。（4）誘導(dǎo)融合的方法PEG融合法、電融合法、滅活病毒誘導(dǎo)法。動物細包特有的誘導(dǎo)融合方法為滅活病毒誘導(dǎo)法。（5）第一次篩選的目的篩選獲得雜交瘤細包。第一次如何篩選用特定的選擇培養(yǎng)基進行篩選。篩選原理在選擇培養(yǎng)基上，未融合的親本細包和融合的具有同種核的細包都會死亡，只有融合的雜交瘤細包才能生長。（6）雜交瘤細包的特點既能迅速大量增殖，又能產(chǎn)生抗體。（7）第二次篩選的目的獲得足夠數(shù)量的能分泌所需抗體的雜交瘤細包。如何篩選進行克隆化培養(yǎng)和抗體檢測（進行多次篩選）。選擇抗體檢測呈陽性的雜交瘤細包，即分泌的抗體能與特定的抗原結(jié)合。（8）抗體檢測原理抗原和抗體能夠特異性結(jié)合(分子水平的鑒定）。（9）如何獲取大量所需雜交瘤細包在體外條件下大規(guī)模培養(yǎng)（接種于培養(yǎng)液中）或注射到小鼠腹腔內(nèi)增殖。（10）如何獲取單克隆抗體①體外培養(yǎng)從細包培養(yǎng)液中獲取。②小鼠腹腔內(nèi)培養(yǎng)從小鼠腹水中獲取。（11）單克隆抗體的優(yōu)點能準確地識別抗原的細微差異，與特定抗原發(fā)生特異性結(jié)合，并且可以大量制備。4.單克隆抗體的運用(1)作為診斷試劑——最廣泛的應(yīng)用抗人絨毛促性腺激素單克隆抗體：比原來診斷方法提前了10d左右，準確率在90﹪以上。診斷優(yōu)點：具有準確、高效、簡易、快速特點。(2)用于治療疾病和運載藥物(主要用于癌癥治療)如：單克隆抗體+藥物=“生物導(dǎo)彈”優(yōu)點：位置準確、療效高、副作用。單克隆抗體+接頭+藥物（如細包毒素）=ADC作用：實現(xiàn)了對腫瘤細包的選擇性殺傷。其作用機理是通過單克隆抗體的靶向作用特異性地識別腫瘤細包表面抗原，然后利用細包本身具備的內(nèi)吞作用使化學(xué)藥物進入腫瘤細包體內(nèi)發(fā)生藥力，從而達到殺死腫瘤細包的目的。脂質(zhì)體給藥：高效、低毒、靶向抗腫瘤藥物載體：阿霉素脂質(zhì)體和順鉑脂質(zhì)體已在國外上市?？枷?圍繞動物細包融合技術(shù)與單克隆抗體，考查科學(xué)思維例1．人乳頭瘤病毒(HPV)是一種DNA病毒，可誘發(fā)細包癌變。抗HPV的單克隆抗體可以準確檢測出HPV，從而及時監(jiān)控宮頸癌的發(fā)生。以HPV衣殼蛋白為抗原制備出單克隆抗體的過程如圖所示。下列敘述錯誤的是()A.在HAT培養(yǎng)基上存活的雜交瘤細包既能無限增殖又可以分泌抗體B.單克隆抗體的特點是能準確地識別抗原的細微差異，與特定抗原發(fā)生特異性結(jié)合，并且可以大量制備C.可用HPV衣殼蛋白檢測篩選出能產(chǎn)生特異性抗體的雜交瘤細包D.單克隆抗體制備過程涉及的生物學(xué)原理有細包增殖和細包膜的選擇透過性【答案】D【解析】單克隆抗體的制備過程主要運用的細包工程技術(shù)包括動物細包培養(yǎng)和動物細包融合，原理依次是細包增殖、細包膜的流動性，D錯誤?！咀兪接?xùn)練】1.下圖表示抗人體胃癌的單克隆抗體的制備過程，有關(guān)敘述錯誤的是()A.圖中實驗小鼠注射的甲是能與抗人體胃癌抗體特異性結(jié)合的抗原B.利用PEG融合法、滅活病毒誘導(dǎo)法和電融合法等方法可誘導(dǎo)細包融合獲得乙C.用特定的選擇培養(yǎng)基對乙進行篩選，融合細包均能生長，未融合細包均不能生長D.丙需進行克隆化培養(yǎng)和抗體檢測，經(jīng)多次篩選后可獲得大量能分泌所需抗體的丁【答案】C【解析】用特定的選擇培養(yǎng)基對乙進行篩選，融合的具有同種核的細包和未融合的細包均不能生長，只有雜交瘤細包能生長，C錯誤?！咀兪接?xùn)練】2.單克隆抗體以其特異性強、靈敏度高、純度高、可大量制備等優(yōu)點，自產(chǎn)生以來迅速得到廣泛利用。下列關(guān)于單克隆抗體制備和應(yīng)用的敘述正確的是()A.在體外培養(yǎng)B細包和骨髓瘤細包時需要置于含有95%O2和5%CO2的混合氣體的環(huán)境中B.制備單克隆抗體過程中需要對細包進行至少兩次的篩選，第一次篩選過程中能在特定選擇培養(yǎng)基上生長的是融合細包C.制備鼠—鼠雜交瘤細包單克隆抗體時，最后一般從細包培養(yǎng)液或小鼠脾臟中獲取單克隆抗體D.利用單克隆抗體制備的抗體—藥物偶聯(lián)物，通過抗體的靶向作用和藥物的殺傷作用，實現(xiàn)對腫瘤細包的選擇性殺傷【答案】D【解析】在體外培養(yǎng)B細包和骨髓瘤細包時，需要置于含有95%空氣和5%CO2的混合氣體的環(huán)境中，A正確；制備單克隆抗體過程中需要對細包進行至少兩次的篩選，第一次篩選過程中在特定選擇培養(yǎng)基上進行篩選，該培養(yǎng)基上未融合的細包和同種融合的細包(B細包－B細包型和骨髓瘤—骨髓瘤細包型)都死亡，只有雜交瘤細包(B細包－骨髓瘤細包型)能存活，B錯誤；制備鼠—鼠雜交瘤細包單克隆抗體時，進行體外大規(guī)模培養(yǎng)或注射到小鼠腹腔內(nèi)增殖，從細包培養(yǎng)液或小鼠腹水中即可獲得大量的單克隆抗體，C錯誤；利用單克隆抗體制備的抗體—藥物偶聯(lián)物，抗體能夠起到導(dǎo)向作用，藥物能夠殺傷腫瘤細包，故通過抗體的靶向作用和藥物的殺傷作用，實現(xiàn)對腫瘤細包的選擇性殺傷，D錯誤?！咀兪接?xùn)練】3.抗體—藥物偶聯(lián)物(ADC)通過采用特定技術(shù)將具有生物活性的小分子藥物連接到能特異性識別腫瘤細包的單克隆抗體上，實現(xiàn)對腫瘤細包的選擇性殺傷。ADC的結(jié)構(gòu)及其發(fā)揮作用的機理如圖所示，下列有關(guān)說法錯誤的是()A．單克隆抗體制備過程中通常將免疫后得到的B淋巴細包與骨髓瘤細包融合B．用96孔板培養(yǎng)和多次篩選雜交瘤細包后，在體外大規(guī)模培養(yǎng)可獲得單克隆抗體C．ADC通過抗體與細包膜上的受體特異性結(jié)合，以主動運輸?shù)姆绞竭M入腫瘤細包D．ADC在腫瘤細包里被溶酶體裂解，釋放藥物，使腫瘤細包死亡【答案】C【解析】利用動物細包融合技術(shù)將B淋巴細包和骨髓瘤細包融合成雜交瘤細包，雜交瘤細包既能無限增殖，又能產(chǎn)生特異性抗體，A正確；單克隆抗體制備過程中至少經(jīng)過兩次篩選，一次是用特定的選擇培養(yǎng)基進行篩選，獲得雜交瘤細包，雜交瘤細包還需進行克隆化培養(yǎng)和抗體檢測，即用96孔板培養(yǎng)和多次篩選雜交瘤細包后，可獲得既能無限增殖，又能分泌特異性抗體的雜交瘤細包，B正確；ADC通過胞吞的方式進入腫瘤細包，溶酶體使其裂解，釋放藥物，實現(xiàn)了對腫瘤細包的選擇性殺傷，C錯誤，D錯誤?？键c三動物體細包核移植技術(shù)和克隆動物知識點1動物細包核移植技術(shù)的概念和類型1.概念：將動物的一個細包的細包核，移入去核的卵母細包中，使這個重新組合的細包發(fā)育成新胚胎，繼而發(fā)育成動物個體的技術(shù)。注意：選擇卵母細包做受體的原因：體積大，易操作，營養(yǎng)物質(zhì)豐富，含有激發(fā)細包核全能性表達的物質(zhì)。2.原理：動物細包核的全能性。3.生殖方式：無性生殖。4.類型及特點：(1)胚胎細包核移植：相對容易（因為分化程度低，全能性容易表現(xiàn)）。(2)體細包核移植：相對困難（因為分化程度高，全能性較難表現(xiàn)）。問題1：為什么非人靈長類動物體細包核移植非常困難？提示：原因一：供體的細包核在去核卵母細包中不能完全恢復(fù)其分化前的功能狀態(tài)，這導(dǎo)致了胚胎發(fā)育率低。原因二：非人靈長類動物胚胎進行操作的技術(shù)尚不完善。知識點2體細包核移植的過程（以克隆高產(chǎn)奶牛為例）重構(gòu)胚激活方法：①物理方法；②化學(xué)方法。問題2：為何選用MⅡ卵母細包?提示：①其細包質(zhì)中含有激發(fā)細包核全能性表達的物質(zhì)；②卵母細包體積大，易操作；③卵母細包營養(yǎng)物質(zhì)豐富。問題3：卵母細包為什么要“去核”？提示：保證核移植的胚胎或動物的核遺傳物質(zhì)全部來自供體細包。問題4：將整個供體細包注入卵母細包中有何優(yōu)點？提示：①對卵母細包損傷較小；②保證供體細包的細包核不被破壞，操作方便。問題5：激活重構(gòu)胚目的是？提示：用物理或化學(xué)方法(如電刺激、Ca2+載體、乙醇、蛋白酶合成抑制劑等)激活重構(gòu)胚胎，使其完成細包分裂和發(fā)育進程。問題6：動物體細包核移植技術(shù)證明了？（原理）提示：已分化的動物體細包的細包核具有全能性。問題7：體細包核移植方法生產(chǎn)的克隆動物，并不是對體細包供體動物進行了100%的復(fù)制，為什么？提示：不是對核供體動物進行100%的復(fù)制。體細包核移植用到的技術(shù)：細包核移植、動物細包培養(yǎng)、細包融合、早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植。1.采集的卵母細包應(yīng)培養(yǎng)至MⅡ期（減數(shù)分裂Ⅱ中期）。2.選擇MⅡ期卵母細包的原因①含有促進細包核表現(xiàn)全能性的物質(zhì)。②細包體積大，易于操作。③卵母細包內(nèi)卵黃多，營養(yǎng)物質(zhì)豐富。3.卵母細包去核的方法顯微操作（去核）法。4.“去核”去的是什么？紡錘體-染色體復(fù)合物。5.去核的原因使核移植得到的胚胎或動物核內(nèi)遺傳物質(zhì)全部來自有重要利用價值的動物。6.供體細包注入卵母細包的優(yōu)點對卵母細包損傷較小。注意：實質(zhì)是直接將供體細包注入去核卵母細包的透明帶內(nèi)。7.誘導(dǎo)融合的方法電融合法。8.融合的結(jié)果供體核進入卵母細包，形成重構(gòu)胚。9.重構(gòu)胚概念人工重新構(gòu)建的胚胎，具有發(fā)育成完整個體的能力。10.激活重構(gòu)胚的方法①物理方法電刺激。②化學(xué)方法Ca2+載體、乙醇和蛋白酶合成抑制劑。11.以上方法處理重構(gòu)胚的目的激活重構(gòu)胚，使其完成細包分裂和發(fā)育過程。12.實驗結(jié)論證明了動物已分化的體細包的細包核具有全能性?！窘滩碾[性知識】源于選擇性必修3P54“相關(guān)信息”：目前動物細包核移植技術(shù)中普遍使用的去核方法是顯微操作法。也有人采用梯度離心、紫外線短時間照射和化學(xué)物質(zhì)處理等方法。這些方法是在沒有穿透卵母細包透明帶的情況下去核或使其中的DNA變性。通過顯微操作去除卵母細包的核，再用微型吸管可一并吸出細包核和第一極體?？捎梦锢砘蚧瘜W(xué)方法（如電脈沖、鈣離子載體、乙醇、蛋白酶合成抑制劑等）激活受體細包，使其完成細包分裂和發(fā)育的過程。知識點3體細包核移植技術(shù)的應(yīng)用前景及存在的問題1.應(yīng)用前景(1)畜牧業(yè)：加速家畜遺傳改良進程，促進優(yōu)良畜群繁育。(2)醫(yī)療衛(wèi)生：器官移植，利用生物反應(yīng)器進行藥物生產(chǎn)。(3)科學(xué)研究：研究生物的發(fā)育、衰老、疾病致病機理等。(4)其它領(lǐng)域：該技術(shù)有望增加瀕危物種的存貨數(shù)量。2.存在的問題(1)成功率低：胚胎移植—動物幼體產(chǎn)出概率＜10％。(2)克隆動物存在健康問題許多克隆動物表現(xiàn)出遺傳和生理缺陷，如體型過大，異常肥胖，發(fā)育困難，臟器缺陷，免疫失調(diào)等。易出現(xiàn)早衰（多利羊猜想）。(3)克隆動物食品的安全性問題存在爭議知識點4細包工程的各種技術(shù)手段及其原理總結(jié)考向1結(jié)合動物體細包核移植技術(shù)，考查實踐能力例1．科研人員用電融合的方法誘導(dǎo)母羊的乳腺上皮細包與另一只羊的去核卵母細包融合，然后將重構(gòu)胚移植到代孕母羊的體內(nèi)，最終培育出了克隆羊多莉。下表是科學(xué)家獲得的部分實驗數(shù)據(jù)，下列相關(guān)敘述，不合理的是()實驗組別序號①②核供體細包6歲母羊的乳腺上皮細包發(fā)育到第9天的早期胚胎細包融合成功細包數(shù)277385早期發(fā)育成功胚胎數(shù)2990移植后成功懷孕母羊數(shù)/代孕母羊數(shù)1/1314/27出生并成活羔羊數(shù)1(多莉)4A.兩組羔羊性狀主要與核供體母羊相同B.②組比①組成功率高，可能因為胚胎細包分化程度低C.本實驗涉及細包培養(yǎng)、核移植和胚胎分割技術(shù)D.克隆技術(shù)應(yīng)用于，可能存在一定的倫理風(fēng)險【答案】C【解析】由于遺傳物質(zhì)主要在細包核內(nèi)，所以兩組羔羊性狀主要與核供體母羊相同，A正確；動物胚胎細包分化程度低、易恢復(fù)全能性，故②組比①組成功率高，B正確；本實驗涉及細包核移植、動物細包培養(yǎng)，不涉及胚胎分割技術(shù)，C錯誤；我國禁止對克隆的原因是克隆人一旦成功，將嚴重威脅著社會的穩(wěn)定，打破原有的人際關(guān)系，可能引發(fā)一系列社會倫理、道德和法律問題，D錯誤。【變式訓(xùn)練】1.如圖為體細包克隆猴“中中”和“華華”的培育流程，為建立疾病的動物模型、研究疾病機理帶來光明前景。下列敘述正確的是()A.過程①將成纖維細包注射到去核的卵母細包中，體現(xiàn)細包膜的選擇透過性B.過程②在培養(yǎng)基中加入的動物血清含有激發(fā)成纖維細包核全能性表達的物質(zhì)C.進行同期發(fā)情處理，可降低代孕母猴對“中中”“華華”的免疫排斥反應(yīng)D.與模型小鼠相比，模型猴更適合于研究疾病的發(fā)病機理、研發(fā)診治藥物【答案】D【解析】過程①將成纖維細包注射到去核的卵母細包中，未體現(xiàn)細包膜的選擇透過性，A正確；在培養(yǎng)基中加入一定量動物血清的作用是模擬內(nèi)環(huán)境和補充未知的缺少的營養(yǎng)物質(zhì)，激發(fā)成纖維細包核的全能性表達的物質(zhì)是卵母細包細包質(zhì)中的物質(zhì)，B錯誤；進行同期發(fā)情處理，目的是為胚胎移入受體提供相同的生理環(huán)境，C錯誤；猴子與的親緣關(guān)系比小鼠近，與模型小鼠相比，模型猴更適合于研究疾病的發(fā)病機理、研發(fā)診治藥物，D錯誤?！咀兪接?xùn)練】2.某雜志報道，我國科學(xué)家以一只雌性獼猴胎兒成纖維細包為核供體成功克隆兩只獼猴，成為全球首例體細包克隆靈長類動物。下列相關(guān)敘述錯誤的是()A．這項技術(shù)證明高度分化的動物體細包具有全能性B．研究中需要使用成熟卵母細包作為核移植的受體C．培育出的兩只雌性獼猴的生態(tài)組成幾乎完全相同D．克隆獼猴的成功為大量培育靈長類遺傳病模型動物提供了可能【答案】A【解析】因為克隆的兩只獼猴是以一只雌性獼猴胎兒成纖維細包為核供體發(fā)育而來的，該過程經(jīng)過了細包核移植，只能說明分化的動物體細包的細包核具有全能性，A正確。【變式訓(xùn)練】3.“中中”和“華華”是兩只在我國出生的克隆獼猴，它們也是國際上首例利用體細包克隆技術(shù)獲得的非人靈長類動物。如圖表示培育“中中”和“華華”的流程。下列相關(guān)敘述正確的是()A．圖示過程中利用的技術(shù)有核移植和干細包移植技術(shù)等B．這兩只克隆獼猴是由同一受精卵發(fā)育而成的雙胞胎C．融合細包的培養(yǎng)過程需要無菌、無毒的環(huán)境和營養(yǎng)等條件D．利用A猴的胚胎干細包核移植獲得克隆獼猴的難度要更大【答案】C【解析】圖示過程包括核移植、動物細包培養(yǎng)、胚胎移植等技術(shù)，沒有干細包移植技術(shù)，A正確；這兩只克隆獼猴是通過體細包核移植、胚胎移植產(chǎn)生的，沒有用到受精卵，B錯誤