高考一轮生物复习动物细胞工程人教PPT学习教案

会计学1高考一轮生物复习高考一轮生物复习 动物细胞工程人教动物细胞工程人教一、动物细胞培养1.概念与操作流程第1页/共45页2.条件(1)无菌、无毒：对_无菌处理，添加_，定期更换培养液以清除代谢产物。(2)营养：除正常的有机和无机营养外，加入_。(3)适宜的温度和pH：温度为_(哺乳动物)，pH为_。(4)气体环境：含_的空气加_的混合气体。3.应用生物制品的生产、检测_、医学研究。培养液和所有培养用具抗生素血清、血浆36.50.5 95%5%CO2有毒物质第2页/共45页二、动物体细胞核移植技术和克隆动物1.动物核移植概念是将动物的一个细胞的_移入一个_中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个新胚胎最终发育为_。细胞核去核的卵母细胞动物个体第3页/共45页2.过程供体体细胞细胞培养供体细胞核重组细胞卵巢卵 母细胞去核无核卵母细胞胚胎代孕母体生出与供体遗传物质基本相同的个体注 人减中期发育胚胎移植细胞 融合 第4页/共45页3.应用(1)加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育。(2)保护_。(3)生产医用蛋白。(4)作为异种移植的_。(5)用于组织器官的_。【点拨】核移植过程中供体理论上是提供细胞核，但操作过程中可以把整个体细胞注入去核的卵母细胞中去，原因是体细胞体积相对较小，取核难度较大，另外细胞膜对核融合的障碍性较小。 濒危物种供体移植第5页/共45页三、动物细胞融合与单克隆抗体1.动物细胞融合(1)概念：指两个或多个动物细胞结合形成_的过程。(2)融合方法：_、_、电激等。(3)意义：突破了_的局限,使_成为可能，也为制造_开辟了新途径。一个细胞聚乙二醇(PEG)灭活的病毒有性杂交方法远缘杂交单克隆抗体第6页/共45页2.单克隆抗体(1)制备: (2)优点：特异性强、_，可大量制备。(3)用途：作为_；用于治疗疾病和_。灵敏度高诊断试剂运载药物B淋巴细胞 骨髓瘤细胞 培养、筛选 第7页/共45页【点拨】植物细胞融合获得的杂交细胞可形成杂种植株，而动物细胞融合获得的杂交细胞不会发育成个体。制备单克隆抗体时，需进行两次筛选，第一次是为了选出杂交瘤细胞，第二次是为了获得足够数量的能分泌所需抗体的杂交瘤细胞。 第8页/共45页植物组织培养、动物细胞培养和核移植的比较第9页/共45页植物组织培养植物组织培养动物细胞培养动物细胞培养核移植核移植结结果果关关键键环环节节与外植体完全相同的个体相同分化程度的细胞群与供体基本相同的个体细胞的脱分化、再分化、分化细胞分化、细胞癌变核融合、细胞分化第10页/共45页【高考警示钟】1.植物组织培养和动物细胞培养过程都存在细胞的培养过程，但植物细胞可以先分裂再分化，而动物细胞不分化只分裂。2.区分原代培养和传代培养的关键是是否分瓶培养。贴壁生长到一定程度需要用胰蛋白酶处理，然后再分瓶培养，原代培养结束，开始了传代培养。3.植物组织培养成的植株与提供外植体的植株完全相同，而动物细胞核移植形成的个体与供体大部分性状相同，也有部分性状与受体相同。第11页/共45页【典例训练1】人的血清白蛋白(HAS)在临床上需求量很大，通常从血液中提取。但由于艾滋病病毒等的威胁与日俱增，使人们对血液制品的使用顾虑重重。如果应用现代生物科学技术，将人的血清白蛋白基因导入奶牛细胞中，那么利用牛的乳汁生产血清白蛋白就会安全、高效地满足人类需求。如图是利用奶牛乳汁生产人类血清白蛋白的图解，根据图示回答：第12页/共45页(1)以上过程涉及的现代生物技术中，属于细胞工程的有_。(2)在基因工程中，我们称为目的基因，请举出获取目的基因的主要方法：_(至少答两种)。在进入之前要构建基因表达载体，这是基因工程的核心，除目的基因外，基因表达载体还必须含有_，将导入的常用方法是_。(3)图中一般经过_处理可以得到，从到的过程中一般利用未受精的卵母细胞去核后作为受体细胞，对卵母细胞的去核处理一般选择在_期进行。 第13页/共45页(4)用细胞进行培养发育成胚胎时，一般不超过_代，原因是_，此培养过程与植物细胞培养所用的培养基有何不同？_。(5)将送入的最佳时期是_期。【解题指南】1.考查实质：动物细胞核移植过程、基因工程操作过程。2.解题关键：(1)明确过程是将目的基因导入受体细胞，的形成过程为核移植；(2)明确细胞培养在10代以内，细胞核型不会发生变化。第14页/共45页【解析】(1)图中形成的过程为核移植，由重组细胞发育成的过程需经动物细胞培养。(2)获取目的基因的方法主要有PCR扩增技术、人工合成法和从基因文库中提取法，获取的目的基因导入动物细胞常用显微注射法。(3)动物组织分散成单个细胞常用胰蛋白酶处理，对卵母细胞的去核处理一般选择在M时期。(4)动物细胞培养时，一般不超过10代，超过10代后细胞的核型可能会发生变化。(5)胚胎移植的最佳时期是桑椹胚或囊胚期。第15页/共45页答案：(1)核移植技术、动物细胞培养(2)基因文库中提取、PCR技术扩增、人工化学合成(两种即可) 启动子、终止子、标记基因 显微注射法(3)胰蛋白酶或胶原蛋白酶 M(或减数第二次分裂中)(4)10 10代以内的细胞，细胞核型不发生变化此培养基中加入动物血清、血浆等 (5)桑椹胚或囊胚第16页/共45页【变式备选】（2012桐城模拟）某同学在学习“细胞工程”时，列表比较了动植物细胞工程的有关内容，你认为有几处错误（ ）植物细胞工程植物细胞工程动物细胞工程动物细胞工程技术手段技术手段植物组织培养、植物体细胞植物组织培养、植物体细胞杂交杂交动物细胞培养和融合、单克隆抗体、动物细胞培养和融合、单克隆抗体、核移植等核移植等特殊处理特殊处理酶解法去除细胞壁酶解法去除细胞壁胃蛋白酶处理制成细胞悬浮液胃蛋白酶处理制成细胞悬浮液融合方法融合方法物理方法、化学方法、生物物理方法、化学方法、生物方法方法物理方法、化学方法、生物方法物理方法、化学方法、生物方法典型应用典型应用无病毒植物的培育、人工种无病毒植物的培育、人工种子等子等单克隆抗体的制备等单克隆抗体的制备等培养基培养基 区别区别所用的糖必须为葡萄糖所用的糖必须为葡萄糖所用的糖为葡萄糖且动物血清不可所用的糖为葡萄糖且动物血清不可缺少缺少 第17页/共45页A0 B1 C2 D3【解析】选D。动物的组织块剪碎后只能用胰蛋白酶处理，而不能用胃蛋白酶处理；植物的原生质体的促融方法可用物理法或化学法，而不用生物法；植物组织培养的培养基中的糖需用蔗糖，不用葡萄糖。第18页/共45页 动物细胞融合与单克隆抗体1.植物体细胞杂交与动物细胞融合的比较植物体细胞杂交植物体细胞杂交动物细胞融合动物细胞融合原理原理过过程程细胞A、B原生质体A、B融合的原生质体杂种细胞杂种植株去壁融合植物组织培养细胞A、B杂交细胞多个相同杂交细胞融合有丝分裂细胞膜的流动性、细胞的全能性细胞膜的流动性第19页/共45页植物体细胞杂交植物体细胞杂交动物细胞融合动物细胞融合相相关关酶酶融合融合方法方法结果结果意义意义纤维素酶和果胶酶胰蛋白酶或胶原蛋白酶物理法:离心、电激、振动;化学法:聚乙二醇等试剂诱导除物理法和化学法外还可以用灭活的病毒诱导杂种植株杂交细胞克服了远缘杂交的不亲和性,获得杂种植株突破了有性杂交方法的局限,使远缘杂交成为可能第20页/共45页2.单克隆抗体的制备(1)取相应B淋巴细胞前必须先注射相应抗原，否则不能获得单克隆抗体。(2)细胞融合后需经二次筛选：第一次：在特定的选择性培养基上，未融合的亲本细胞(B淋巴细胞和骨髓瘤细胞)和融合的具有同种核的细胞(BB融合细胞、瘤瘤融合细胞)都会死亡，只有融合的杂种细胞(杂交瘤细胞)才能生长。这种杂种细胞的特点是既能迅速大量繁殖，又能产生单一的特异性抗体。第21页/共45页第二次：经选择性培养的杂交瘤细胞并非都是能分泌所需抗体的细胞(很多种杂交瘤细胞)，需经克隆化培养和抗体检测，经筛选后才可获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。第22页/共45页【典例训练2】有性生殖的生物产生后代需进行受精作用，植物体细胞杂交要进行原生质体的融合，单克隆抗体的制备需进行动物细胞融合，可见细胞的融合技术有着广泛的应用。下列为细胞融合的简略过程，据图回答相关问题：第23页/共45页(1)若a、b分别是基因型为Hhrr、hhRr两个烟草品种的花粉，且这两对基因分别位于两对同源染色体上。由于受一对隐性纯合基因(rr或hh)的作用，在光照强度大于800lx时都不能生长。要想从融合细胞的培养液中分离出基因型为HhRr的杂种细胞，较为简便的筛选方法是_。(2)若a、b表示两种植物体细胞，则由d细胞形成杂种植株的原理是_，这种育种方法的优点是_。(3)若a、b分别为骨髓瘤细胞和B淋巴细胞，则d细胞特点是_。由d细胞产生的抗体与普通血清抗体相比较，具有_的特点。生产上一般不能通过直接培养B淋巴细胞的方法生产单克隆抗体的主要原因是_。 第24页/共45页（4）下列各图表示单克隆抗体制备过程的各阶段图解，请用箭头把代表各图解的字母按单克隆抗体制备过程的顺序连接起来：_。第25页/共45页【解题指南】1.考查实质：植物体细胞杂交与单克隆抗体的制备。2.解题关键：(1)hr是a、b产生配子中相同的配子，另外两种配子分别是Hr、hR。(2)两个不同的细胞形成的杂种细胞发育成植株。(3)瘤细胞特点、B淋巴细胞特点与融合后的细胞具备的特点之间的关系。(4)单克隆抗体产生的过程由细胞融合和杂交细胞的培养两部分组成。第26页/共45页【解析】(1)a的花粉基因型为Hr和hr，b的花粉基因型为hR和hr，只有HhRr的基因组合方式没有隐性纯合基因，所以杂种细胞HhRr能在光照强度大于800lx时生长。(2)植物体细胞杂交形成植株，是植物细胞全能性的表现，克服了自然条件下物种之间的生殖隔离。(3)在单克隆抗体产生过程中细胞d是杂交瘤细胞，具备了融合前两种细胞的优点，能无限增殖且产生特定抗体。而且反复筛选的细胞d产生的抗体品质优良。B淋巴细胞能产生特定抗体，但不能无限增殖，无法得到大量的抗体。第27页/共45页(4)只能注射特定抗原后才能得到特定的B淋巴细胞，再与瘤细胞融合，经筛选后可体内培养也可体外培养以得到大量单克隆抗体。答案：(1)给予大于800lx的光照(2)植物细胞的全能性克服了远缘杂交不亲和的障碍(3)既能无限增殖，又能产生特定抗体特异性强、灵敏度高、化学性质单一B淋巴细胞不能无限增殖(4) 第28页/共45页【互动探究】(1)若a、b表示两种植物体细胞，则融合前需进行什么操作？提示：利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁。分析：细胞融合是利用细胞膜的流动性，细胞壁如果存在无法进行融合。(2)植物体细胞杂交与单克隆抗体产生过程中，a、b融合的方法相同吗？提示：植物细胞可用物理法如电激等，化学法如用PEG诱导；动物细胞除物理法和化学法外还可以用灭活的病毒诱导。第29页/共45页 1.（2012佛山模拟）下列不属于细胞工程基本技术的是（ ）A细胞培养技术 B细胞融合技术C细胞核移植技术 D转基因技术【解析】选D。D项属于基因工程。细胞工程是指应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法，通过某种工程学手段，在细胞水平或细胞器水平上，按照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质，从而获得新型生物或特种细胞产品或产物的一门综合性科学技术。第30页/共45页2.（2012安师大附中模拟）下列哪一项属于克隆（ ）A.将鸡的某个DNA片段整合到小鼠的DNA分子中B.将抗药基因引入草履虫的细胞内C.将鼠骨髓瘤细胞与经过免疫的脾细胞融合成杂交瘤细胞D.将某种瘤细胞在体外培养繁殖成一个细胞系【解析】选D。克隆就是“复制”的意思，将某种瘤细胞培养成一个细胞系属于克隆；A、B选项都属于转基因技术；C项属于细胞融合。第31页/共45页3.下列关于动物细胞培养的叙述，正确的是（ ）A培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞B克隆培养法培养过程中多数细胞的基因型会发生改变C二倍体细胞的传代培养次数通常是无限的D恶性细胞系的细胞可进行传代培养【解析】选D。由于细胞之间相互接触而发生接触抑制，细胞在培养瓶壁上只能形成单层的细胞，A错；克隆培养法中细胞都是由一个细胞经过有丝分裂而得到的，所以细胞的基因型相同，多数不会发生改变，B错；二倍体细胞通常为有限细胞系，C错；恶性细胞系的细胞具有癌变的特点，能够无限增殖，可以进行传代培养，D正确。第32页/共45页4.我国科学家在山东莱阳农学院培养出了克隆牛“康康”和“双双”，其过程如图所示：第33页/共45页下列叙述中错误的是（ ）A.该过程利用了动物细胞核的全能性母牛和B母牛与“康康”“双双”之间不存在真正意义上的亲子代关系C.该过程体现的方法为拯救濒危动物提供了一种新思路D.“康康”、“双双”之间若进行器官移植，则会发生免疫排斥反应第34页/共45页【解析】选D。核移植技术产生动物个体的原理是利用动物细胞核的全能性；因为A、B母牛并没有将遗传物质传递给“康康”、“双双”，故从遗传学角度来说，它们之间并没亲子代关系；核移植（克隆）技术的应用之一是拯救濒危物种，扩大其种群数量；“康康”、“双双”的核遗传物质并没有差别，若进行器官移植不会发生免疫排斥反应。第35页/共45页5.关于单克隆抗体，下列叙述不正确的是（ ）A.可以制成诊断盒，用于疾病的诊断B.可以与药物结合，用于病变细胞的定向治疗C.可以利用基因工程技术生产D.可以在生物体内生产，不能体外生产【解析】选D。单克隆抗体具有特异性强、灵敏度高等特点，因此可以用于疾病的准确诊断，与药物结合后可利用单克隆抗体准确找到病变部位并对其定向治疗。单克隆抗体的生产还可将调控细胞周期的基因导入相应B淋巴细胞内，使其能大量增殖并产生相应抗体。可将骨髓瘤细胞在培养液中培养，也可以植入小鼠体内培养，因此单克隆抗体的产生可以在体内进行，也可在体外进行。第36页/共45页6.如图表示高等动、植物细胞融合的部分过程，请据图回答：(1)若上图表示植物体细胞杂交的部分过程，欲将丁细胞培育成植株，可选用_技术，这一技术的两个关键步骤是_和_。第37页/共45页(2)若上图表示制备单克隆抗体的部分过程，甲细胞为小鼠的骨髓瘤细胞，则乙细胞为_。在分离乙细胞之前，应对小鼠进行的处理是_。过程区别于植物细胞常用的诱导方法是_，过程可利用_培养基进行筛选，筛选得到的丁细胞还需进行_和抗体检测，经多次筛选，就可获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。上述制备过程涉及到的生物技术有_。第38页/共45页【解析】(1)将丁细胞培育成植株利用了植物组织培养的方法，包括脱分化和再分化过程，利用了细胞全能性原理。(2)甲细胞若为骨髓瘤细胞，则乙细胞为B淋巴细胞，两者融合后会形成杂交瘤细胞，需要通过选择性培养基将产生特定抗体的杂交瘤细胞筛选出来。动物细胞融合除植物细胞融合的物理法、化学法外，还可以用灭活的病毒来诱导，细胞融合后，产生的杂种细胞有多种，需经特定的选择性培养基筛选。单克隆抗体制备过程中主要利用了动物细胞融合技术和动物细胞培养技术。第39页/共45页答案：(1)植物组织培养 脱分化 再分化(2)B淋巴细胞 将抗原注射入小鼠体内 用灭活的病毒诱导 特定的选择性 克隆化培养 动物细胞融合技术、动物细胞培养技术第40页/共45页7.如图为制备单克隆抗体的流程图，据图回答：第41页/共45页（1）制备单克隆抗体的原理是，克隆_细胞形成的细胞群，并产生_的抗体。（2）已知细胞合成DNA有D和S两条途径，其中D途径能被氨基嘌呤阻断，一般情况下，细胞中有D或S途径即能分裂增殖。人淋巴细胞中有这两种DNA的合成途径，但一般不分裂增殖。鼠骨髓瘤细胞中只有D途径，但能不断分裂增殖。将这两种细胞在试管中混合，加聚乙二醇促融，获得杂种细胞。请设计一方法（不考虑机械方法），从培养液中分离出杂种细胞，并说明原理。方法：_。原理：_。第42页/共45页（3）杂交瘤细胞具备_的特点。（4）在单克隆抗体制备过程中，应用了细胞工程中的_和_两大技术。【解析】本题主要考查单克隆抗体的制备过程和原理。（1）经免疫的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合后的杂交瘤细胞既能无限增殖，又能产生专一抗体。（2）杂交瘤细胞有两种合成DNA的途径，因此在选择性培养基上只有杂交瘤细胞能生存并无限增殖。（3）由题图不难看出，生产单克隆抗体，应用到了两种细胞工程技术：动物细胞融合技术和动物细胞培养技术。第43页/共45页答案：（1）B淋巴 大量、专一（2）在上述试管中加入氨基嘌呤后，收集能分裂增殖的细胞淋巴细胞不能分裂，鼠骨髓瘤细胞的D途径被阻断，也不能分裂，而杂种细胞中有S途径，可分裂增殖（3）大量增殖（或无限增殖）、产生专一抗体（4）动物细胞融合 动物细胞培养第44页/共45页