高三生物一輪復習課件【知識精研】動物細胞工程及應用

考點一動物細胞培養(yǎng)、干細胞培養(yǎng)及其應用滿足細胞對未知營養(yǎng)成分的需求按種類和所需量嚴格配制成培養(yǎng)基

除糖類、氨基酸、無機鹽和維生素等細胞所需的營養(yǎng)物質外，通常還需加入血清等一些天然成分

考點一

動物細胞培養(yǎng)、干細胞培養(yǎng)及其應用一、動物細胞培養(yǎng)

是指從動物體中取出相關的組織，將它分散成單個細胞，然后在適宜的培養(yǎng)條件下，讓這些細胞生長和增殖的技術1.概念：——是動物細胞工程的基礎注意:不能得到完整個體2.原理：細胞增殖3.條件(1)營養(yǎng):培養(yǎng)液

考點一

動物細胞培養(yǎng)、干細胞培養(yǎng)及其應用3.條件(2)無菌無毒的環(huán)境①對培養(yǎng)液和所有培養(yǎng)用具進行滅菌處理②在無菌環(huán)境下進行操作③可根據(jù)實際情況適量添加抗生素無菌無毒——定期更換培養(yǎng)液，以清除代謝物，防止細胞代謝物積累對細胞自身造成危害(3)溫度、PH和滲透壓(一般與動物體內相同)

溫度多以36.5±0.5℃為宜，適宜PH為7.2-7.4，滲透壓則要適宜，以維持細胞正常的形態(tài)和功能注意：血清在高溫下容易變性失活，不可用高壓蒸汽滅菌法進行滅菌

考點一

動物細胞培養(yǎng)、干細胞培養(yǎng)及其應用3.條件(4)氣體環(huán)境①氣體組成及作用95%空氣：5%CO2：②培養(yǎng)裝置:培養(yǎng)皿或松蓋培養(yǎng)瓶CO2培養(yǎng)箱置于維持培養(yǎng)液的PHO2是細胞代謝所必需知識鏈接：臨床上給患者輸入O2時，往往采用含有5%左右CO2的混合氣體，此處CO2的作用是刺激呼吸中樞要求內表面光滑、無毒、易于貼附

考點一

動物細胞培養(yǎng)、干細胞培養(yǎng)及其應用4.體外培養(yǎng)的動物細胞類型第1類：懸浮生長細胞細胞能夠懸浮在培養(yǎng)液中生長增殖需要貼附于某些基質(如培養(yǎng)瓶壁)表面才能增殖第2類：貼壁生長細胞（主要類型）體外培養(yǎng)的細胞貼附在瓶壁生長的現(xiàn)象稱為細胞貼壁貼壁細胞分裂生長到表面相互接觸時，細胞通常會停止分裂增殖的現(xiàn)象稱為接觸抑制是動物細胞培養(yǎng)的兩個顯著特點，是否接觸抑制還可作為區(qū)別正常細胞和癌細胞的標記之一動物組織經(jīng)處理后的初次培養(yǎng)(10代以內)，細胞核型一般正常分瓶進行傳代培養(yǎng)

考點一

動物細胞培養(yǎng)、干細胞培養(yǎng)及其應用5.培養(yǎng)過程取動物組織或器官制成細胞懸液裝瓶進行原代培養(yǎng)取自幼齡動物或胚胎，因為其細胞分化程度低、分裂能力強，容易培養(yǎng)機械法剪碎或用胰蛋白酶、膠原蛋白酶處理，使其分散成單個細胞，加入培養(yǎng)液注意：①處理時間不能過長也不能太短

②不能用胃蛋白酶需要進行傳代培養(yǎng)的原因：因接觸抑制、密度過大、有害代謝物積累和營養(yǎng)物質缺乏等因素細胞分裂會受阻

考點一

動物細胞培養(yǎng)、干細胞培養(yǎng)及其應用傳代培養(yǎng)時處理細胞的方法貼壁生長細胞：胰蛋白酶處理后離心法收集懸浮生長細胞：離心法收集原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)的區(qū)分關鍵是看用胰蛋白酶處理的對象和是否分瓶：①分瓶前，第一次用胰蛋白酶對動物組織進行處理后的培養(yǎng)是原代培養(yǎng)

②第二次用胰蛋白酶處理，使細胞從瓶壁上脫離下來，分瓶后的細胞培養(yǎng)為傳代培養(yǎng)

考點一

動物細胞培養(yǎng)、干細胞培養(yǎng)及其應用植物組織培養(yǎng)和動物細胞培養(yǎng)的比較項目植物組織培養(yǎng)動物細胞培養(yǎng)理論基礎植物細胞的全能性細胞增殖培養(yǎng)前處理無菌、離體無菌；用胰蛋白酶、膠原蛋白酶等處理，使組織細胞相互分散開取材植物幼嫩的部位或花藥等動物胚胎或出生不久的幼齡動物的器官或組織培養(yǎng)基性質固體液體（又稱培養(yǎng)液）培養(yǎng)基成分水、礦質元素、蔗糖、維生素、植物激素和瓊脂等糖類、氨基酸、無機鹽、維生素和動物血清等結果產(chǎn)生新個體產(chǎn)生大量細胞，不形成新個體A.動物細胞培養(yǎng)體現(xiàn)了動物細胞的全能性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)，遺傳物質一定不變D.丁過程中某些細胞可能會無限增殖1.如圖為實驗小鼠皮膚組織進行細胞培養(yǎng)的過程，下列敘述正確的是()D原代培養(yǎng)傳代培養(yǎng)A.在利用肝組織塊制備細胞懸液時，可用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理B.動物細胞培養(yǎng)應在含5%CO2的CO2培養(yǎng)箱中進行，CO2的作用維持培養(yǎng)液的pHC.為了防止動物細胞培養(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2.(2023·山西運城高三模擬)對某種動物的肝腫瘤細胞進行細胞培養(yǎng)，下列說法錯誤的是()C加的是抗生素，干擾素是抗病毒藥物

考點一

動物細胞培養(yǎng)、干細胞培養(yǎng)及其應用二、干細胞培養(yǎng)及應用種類胚胎干細胞（ES細胞）成體干細胞誘導多能干細胞來源早期胚胎骨髓、臍帶血和外周血體細胞（如成纖維細胞等）特點應用能分化為成年動物體內任何一種類型的細胞，并進一步形成有機體的組織和器官甚至個體分化成特定的細胞或組織，不具有發(fā)育成完整個體的能力體外分化成心肌細胞、神經(jīng)元和造血干細胞等造血干細胞用于治療白血病；神經(jīng)干細胞用于治療帕金森病、阿爾茲海默癥等是一種類似胚胎干細胞的細胞，可定向分化為多種組織細胞治療小鼠的鐮狀細胞貧血、阿爾茲海默癥、心血管疾病等造血干細胞是發(fā)現(xiàn)最早、研究最多、應用最成熟的一類成體干細胞

考點一

動物細胞培養(yǎng)、干細胞培養(yǎng)及其應用誘導多能干細胞(iPS細胞)1)制備方法：①借助載體將特定基因或直接將特定蛋白導入細胞（如成纖維細胞、已分化的T細胞和B細胞）②用小分子化合物誘導2)優(yōu)點：①誘導過程無須破壞胚胎②iPS細胞可以來源于病人自身的體細胞，將它移植回病人體內后，理論上可以避免免疫排斥反應A.多能干細胞形成多層皮膚組織的過程中，遺傳物質通常會發(fā)生改變B.多能干細胞培養(yǎng)形成多層皮膚組織，說明動物的體細胞具有全能性C.給燒傷病人移植自身多能干細胞培養(yǎng)成的皮膚類器官可減弱免疫排斥反應D.該項研究結果表明多能干細胞可以分化成為人體內所需的各種組織和器官1.(2022·江蘇南京高三模擬)某學術期刊發(fā)表論文稱，利用人類多能干細胞培養(yǎng)的皮膚類器官在培養(yǎng)4～5個月后，形成了多層皮膚組織，包含毛囊、皮脂腺和神經(jīng)元回路，是迄今最逼真的人皮膚類器官。下列相關敘述正確的是（

）C考點二動物細胞融合技術和單克隆抗體

考點二

動物細胞融合技術和單克隆抗體一、動物細胞融合技術

是指使兩個或多個動物細胞結合形成一個細胞的技術1.概念：2.原理：細胞膜的流動性3.誘導融合的方法與植物原生質體融合的方法相同①物理方法：電融合法、離心法②化學方法：聚乙二醇(PEG)法③生物學方法：滅活病毒誘導法——動物細胞融合特有是指用物理或化學手段使病毒或細菌失去感染能力，但并不破壞它們的抗原結構

考點二

動物細胞融合技術和單克隆抗體4.結果：形成雜交細胞，即具有原來兩個或多個細胞遺傳信息的單核細胞

5.意義：①細胞融合技術突破了有性雜交的局限，使遠緣雜交成為可能②成為研究細胞遺傳、細胞免疫、腫瘤和培育生物新品種等的重要手段，用于制造單克隆抗體滅活病毒誘導法的原理

病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能夠與細胞膜上的糖蛋白發(fā)生作用，使細胞互相凝聚，細胞膜上的蛋白質分子和脂質分子重新排布，細胞膜打開，細胞發(fā)生融合（P48“相關信息”）

考點二

動物細胞融合技術和單克隆抗體二、單克隆抗體及其應用傳統(tǒng)抗體的制備1（1）方法反復注射動物體內抗原

多種漿細胞多種抗體，再從血清中分離形成產(chǎn)生（2）缺點：產(chǎn)量低、純度低、制備的抗體特異性差、反應不靈敏

單克隆抗體是指由單個B淋巴細胞經(jīng)過克隆(無限增殖)形成基因型相同的細胞群，這一細胞群產(chǎn)生的化學性質單一、特異性強的抗體

考點二

動物細胞融合技術和單克隆抗體單克隆抗體的制備2（1）概念：（2）制備原理：B淋巴細胞(能產(chǎn)生單一抗體，但不能無限增殖)骨髓瘤細胞(能在體外無限增殖，但不能產(chǎn)生抗體)雜交瘤細胞得到足夠數(shù)量的特定抗體(單克隆抗體)既能迅速大量增殖，又能產(chǎn)生特異性抗體細胞培養(yǎng)細胞融合

考點二

動物細胞融合技術和單克隆抗體（3）制備過程：B淋巴細胞雜交瘤細胞選擇B、瘤融合為了獲得能產(chǎn)生特定抗體的B淋巴細胞(從脾臟中獲得)第一次篩選

考點二

動物細胞融合技術和單克隆抗體（3）制備過程：第二次篩選：進行克隆化培養(yǎng)和抗體檢測體內培養(yǎng)從小鼠腹水中獲取從培養(yǎng)液中獲取優(yōu)點：不需要特定培養(yǎng)基和嚴格控制環(huán)境條件優(yōu)點：可大規(guī)模培養(yǎng)，產(chǎn)量大

考點二

動物細胞融合技術和單克隆抗體第一次篩選的原理【資料卡】細胞合成DNA有D(全合成途徑)和S(補救合成途徑)兩條途徑，其中D途徑能被氨基蝶呤阻斷。B淋巴細胞中這兩條途徑都有，但一般不分裂增殖；骨髓瘤細胞雖然能不斷分裂增殖，但只有D途徑?jīng)]有S途徑。加入氨基蝶呤制成的選擇培養(yǎng)基(HAT選擇培養(yǎng)基)，可以使未融合的親本細胞和融合的具有同種核的細胞都無法生存。第二次篩選的原理：抗原和抗體能夠特異性結合（抗原-抗體雜交法）96孔培養(yǎng)板

考點二

動物細胞融合技術和單克隆抗體單克隆抗體制備過程中兩次篩選的比較項目第一次篩選第二次篩選篩選原因篩選方法篩選目的誘導融合后會得到多種雜交細胞，另外還有未融合的細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)獲得的雜交瘤細胞中有能產(chǎn)生其他抗體的細胞用特定的選擇培養(yǎng)基篩選：未融合的細胞和同種細胞融合后形成的細胞(BB細胞、瘤瘤細胞)都會死亡，只有融合的雜交瘤細胞(B瘤細胞)才能生長用多孔培養(yǎng)板培養(yǎng)，在每個孔只有一個雜交瘤細胞的情況下開始克隆化培養(yǎng)和抗體檢測，經(jīng)多次篩選得到能產(chǎn)生特異性抗體的細胞群獲得足夠數(shù)量的能分泌所需抗體的雜交瘤細胞得到雜交瘤細胞

考點二

動物細胞融合技術和單克隆抗體（4）單克隆抗體的優(yōu)點：①能準確地識別抗原的細微差異

（靈敏度高）

②與特定抗原發(fā)生特異性結合

（特異性強）

③可以大量制備（5）單克隆抗體的應用：③用于治療疾病①被廣泛用作診斷試劑，在多種疾病的診斷和病原體鑒定中發(fā)揮重要的作用具有準確、高效、簡易、快速的特點②運載藥物，形成抗體—藥物偶聯(lián)物，實現(xiàn)對腫瘤細胞的選擇性殺傷優(yōu)點：位置準確、療效高、副作用小

考點二

動物細胞融合技術和單克隆抗體抗體—藥物偶聯(lián)物(ADC)的作用機理ADC通常由抗體、接頭和藥物(如細胞毒素)三部分組成，即采用特定技術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胞的單克隆抗體上，通過單克隆抗體的靶向作用特異性地識別腫瘤細胞表面抗原，然后利用細胞本身具備的內吞作用(胞吞)使化學藥物進入腫瘤細胞內發(fā)揮藥力，從而達到殺死腫瘤細胞的目的

考點二

動物細胞融合技術和單克隆抗體三、植物體細胞雜交和動物細胞融合的比較比較項目植物體細胞雜交動物細胞融合原理融合前的處理誘導融合的方法融合成功的標志主要用途意義細胞膜的流動性、植物細胞的全能性細胞膜的流動性用果膠酶和纖維素酶去除細胞壁用胰蛋白酶或膠原蛋白酶使細胞分散成單個細胞電融合法、離心法；聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2+-高PH融合法電融合法、PEG融合法滅活病毒誘導法再生出細胞壁細胞核的融合培育植物新品種主要用于制造單克隆抗體突破有性雜交的局限，打破生殖隔離，使遠緣雜交成為可能A.在HAT培養(yǎng)基上存活的雜交瘤細胞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胞D.單克隆抗體制備過程涉及的生物學原理有細胞增殖和細胞膜的選擇透過性1.(2024·江蘇泰州模擬)人乳頭瘤病毒(HPV)是一種DNA病毒，可誘發(fā)細胞癌變?？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()DA.用純化的GP3蛋白反復注射到小鼠體內，以獲得相應的B淋巴細胞B.過程①可以用PEG誘導融合，融合原理是細胞膜具有一定的流動性C.用特定的選擇培養(yǎng)基對細胞乙進行篩選，融合細胞都能正常生長D.丙和丁只含雜交瘤細胞，第2次篩選前需對細胞丙進行克隆培養(yǎng)2.豬繁殖與呼吸綜合征是一種嚴重威脅養(yǎng)豬業(yè)發(fā)展的傳染病，由PRRSV病毒引起。我國科學家制備出PRRSV病毒GP3蛋白的單克隆抗體可對該病進行診斷和治療，過程如下圖所示。下列敘述不正確的是()CA.在體外培養(yǎng)B細胞和骨髓瘤細胞時需要置于含有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胞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胞C.制備鼠—鼠雜交瘤細胞單克隆抗體時，最后一般從細胞培養(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)對腫瘤細胞的選擇性殺傷3.(2024·廣東七校聯(lián)考)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。下列關于單克隆抗體制備和應用的敘述正確的是()D95%空氣雜交瘤細胞小鼠腹水中考點三動物體細胞核移植技術與克隆動物受體供體

考點三

動物體細胞核移植技術與克隆動物一、動物細胞核移植技術

是指將動物一個細胞的細胞核，移入去核的卵母細胞中，使這個重新組合的細胞發(fā)育成新胚胎，繼而發(fā)育成動物個體的技術1.概念：用這樣的方法得到的個體稱為克隆動物2.原理：動物細胞核的全能性3.類型①胚胎細胞核移植：容易，因胚胎細胞分化程度低，全能性易表現(xiàn)②體細胞核移植：困難，因體細胞分化程度高，全能性較難表現(xiàn)選擇卵母細胞做受體的原因：體積大，易操作，營養(yǎng)物質豐富，含有激發(fā)細胞核全能性表達的物質重構胚

考點三

動物體細胞核移植技術與克隆動物二、體細胞核移植的過程培養(yǎng)到MⅡ期去核將供體細胞注入去核卵母細胞，并誘導融合(電融合法)注意：①卵母細胞去核的方法是顯微操作(去核)法，也可采用梯度離心、紫外線短時間照射和化學物質處理等方法

②在減數(shù)分裂Ⅱ中期(MⅡ期)“去核”實際是去除紡錘體—染色體復合物，目的是保證克隆動物的核遺傳物質全部來自具有優(yōu)良性狀的供體細胞優(yōu)點：①對卵母細胞損傷較?。虎诒ＷC供體細胞的細胞核不被破壞，操作方便早期胚胎代孕母牛與供體遺傳物質基本相同的個體重構胚

考點三

動物體細胞核移植技術與克隆動物二、體細胞核移植的過程完成細胞分

裂和發(fā)育進程胚胎移植分娩需要用物理或化學方法(如電刺激、Ca2+載體、乙醇、蛋白酶合成抑制劑等)激活人工重新構建的胚胎克隆動物的性狀與供體不完全相同的原因：①克隆動物的細胞質遺傳物質來自受體

②生物的性狀不僅與遺傳物質有關，還受環(huán)境影響體外培養(yǎng)至桑葚胚或囊胚

考點三

動物體細胞核移植技術與克隆動物三、應用前景和存在的問題前景畜牧業(yè)醫(yī)藥衛(wèi)生科學研究保護瀕危物種問題增加瀕危物種的存活數(shù)量加速家畜遺傳改良進程，促進優(yōu)良畜群繁育①作為生物反應器生產(chǎn)醫(yī)用蛋白②轉基因克隆動物的細胞、組織和器官可以用于異種移植③可用于自體細胞、組織、器官的移植了解胚胎發(fā)育及衰老過程；分析致病基因；為研究疾病的致病機制和開發(fā)相應的藥物提供幫助①成功率非常低；②絕大多數(shù)克隆動物存在健康問題，表現(xiàn)出遺傳和生理缺陷A.該技術涉及動物細胞培養(yǎng)、細胞核移植等操作B.該技術可避免母親的線粒體遺傳病基因傳遞給后代C.卵母細胞捐獻者攜帶的紅綠色盲基因能夠遺傳給“三親嬰兒”D.“三親嬰兒”同時擁有自己父親、母親及卵母細胞捐獻者的部分基因1.2017年，某國