高中生物选修3专题PPT演示课件

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1、2.2动物细胞工程考纲要求考纲要求三年考情三年考情1.1.动物的细胞培养与体细胞动物的细胞培养与体细胞克隆克隆2.2.细胞融合与单克隆抗体细胞融合与单克隆抗体 20122012山东山东,2012,2012安徽安徽,20122012福建福建,2011,2011江苏江苏,20112011安徽安徽,2010,2010山东山东,20102010江苏江苏,2010,2010福建福建一、动物细胞培养一、动物细胞培养动物细胞工程技术的基础动物细胞工程技术的基础1.1.动物细胞的培养过程动物细胞的培养过程2.2.培养条件培养条件(1)(1)无菌、无毒的环境无菌、无毒的环境:对对_和所有培养用具进行无菌处和所有

2、培养用具进行无菌处理理,添加添加_,_,定期更换培养液以清除定期更换培养液以清除_。(2)(2)营养营养:除正常的有机和无机营养外除正常的有机和无机营养外,加入加入_等一些等一些天然成分。天然成分。(3)(3)适宜的温度和适宜的温度和pH:pH:温度为温度为_(_(哺乳动物哺乳动物),pH),pH为为_。(4)(4)气体环境气体环境:含含95%95%空气加空气加_的混合气体的混合气体,其中后者的作用其中后者的作用是是_。3.3.应用应用生物制品的生产、检测生物制品的生产、检测_、医学研究。、医学研究。培养液培养液抗生素抗生素代谢产物代谢产物血清、血浆血清、血浆36.536.50.50.57.2

3、7.27.47.45%CO5%CO2 2维持培养液的维持培养液的pHpH有毒物质有毒物质二、动物体细胞核移植技术和克隆动物二、动物体细胞核移植技术和克隆动物1.1.动物体细胞核移植技术的过程动物体细胞核移植技术的过程胚胎移植胚胎移植细胞培养细胞培养去核去核重组细胞重组细胞供体供体2.2.原理原理:_:_3.3.结果结果:_:_4.4.应用应用(1)(1)加速家畜加速家畜_进程进程,促进优良畜群繁育。促进优良畜群繁育。(2)(2)保护保护_。(3)(3)生产医用蛋白。生产医用蛋白。(4)(4)作为异种移植的作为异种移植的_。(5)(5)用于组织器官的用于组织器官的_。动物体细胞核具有全能性动物体

4、细胞核具有全能性产生新个体产生新个体遗传改良遗传改良濒危物种濒危物种供体供体移植移植三、动物细胞融合与单克隆抗体三、动物细胞融合与单克隆抗体1.1.动物细胞融合动物细胞融合(1)(1)原理原理:_:_。(2)(2)融合方法融合方法:聚乙二醇聚乙二醇(PEG)(PEG)、_、电激等。、电激等。(3)(3)意义意义:突破了突破了_的局限的局限,使使_成为可能成为可能,也为制造也为制造_开辟了新途径。开辟了新途径。细胞膜的流动性细胞膜的流动性灭活的病毒灭活的病毒有性杂交方法有性杂交方法远缘杂交远缘杂交单克隆抗体单克隆抗体2.2.单克隆抗体单克隆抗体(1)(1)制备过程制备过程:能产生所需能产生所需杂

5、交瘤细胞杂交瘤细胞抗体抗体(2)(2)优点优点:特异性强、特异性强、_,_,可大量制备。可大量制备。(3)(3)用途用途:作为作为_;_;用于治疗疾病和用于治疗疾病和_。灵敏度高灵敏度高诊断试剂诊断试剂运载药物运载药物1.1.培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞。培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞。()()【分析】【分析】由于接触抑制由于接触抑制,动物细胞培养时只能形成单层细胞。动物细胞培养时只能形成单层细胞。2.2.二倍体细胞的传代培养次数通常是无限的。二倍体细胞的传代培养次数通常是无限的。()()【分析】【分析】二倍体细胞的传代培养次数通常是有限的二倍体细胞的传代

6、培养次数通常是有限的,只有少数只有少数细胞遗传物质发生改变细胞遗传物质发生改变,才能无限增殖。才能无限增殖。3.3.动物细胞培养技术可用于转基因动物的培育。动物细胞培养技术可用于转基因动物的培育。()()【分析】【分析】目的基因导入受体细胞后需通过动物细胞培养技术获目的基因导入受体细胞后需通过动物细胞培养技术获得早期胚胎得早期胚胎,才能进一步培育成转基因动物。才能进一步培育成转基因动物。4.4.哺乳动物细胞体外培养时乳腺癌细胞易于乳腺细胞哺乳动物细胞体外培养时乳腺癌细胞易于乳腺细胞;胚胎细胚胎细胞易于脂肪细胞。胞易于脂肪细胞。()()【分析】【分析】哺乳动物的乳腺细胞和脂肪细胞都是高度分化的细

7、哺乳动物的乳腺细胞和脂肪细胞都是高度分化的细胞胞,体外培养难度大。乳腺癌细胞能够无限增殖体外培养难度大。乳腺癌细胞能够无限增殖,容易进行体外容易进行体外培养培养;胚胎细胞具有很强的分裂增殖能力胚胎细胞具有很强的分裂增殖能力,容易进行体外培养。容易进行体外培养。5.5.动物细胞核移植的受体细胞是卵细胞。动物细胞核移植的受体细胞是卵细胞。()()【分析】【分析】动物细胞核移植的受体细胞是去核的卵母细胞。动物细胞核移植的受体细胞是去核的卵母细胞。6.6.克隆动物的性状与供体动物完全相同。克隆动物的性状与供体动物完全相同。()()【分析】【分析】克隆动物的性状主要由提供细胞核的供体动物决定克隆动物的性

8、状主要由提供细胞核的供体动物决定,但由细胞质基因决定的性状则由受体细胞决定。但由细胞质基因决定的性状则由受体细胞决定。考点一考点一 植物组织培养、动物细胞培养和细胞核移植比较植物组织培养、动物细胞培养和细胞核移植比较 项目项目植物组织培养植物组织培养动物细胞培养动物细胞培养细胞核移植细胞核移植结果结果与外植体相同与外植体相同的个体的个体相同分化程度相同分化程度的细胞群的细胞群获得克隆动物获得克隆动物关键关键环节环节细胞的脱分化细胞的脱分化和再分化和再分化细胞增殖和癌细胞增殖和癌变变细胞核融合、细细胞核融合、细胞分化胞分化项目项目植物组织培养植物组织培养动物细胞培养动物细胞培养细胞核移植细胞核移

9、植应用应用植株快速繁植株快速繁殖殖脱毒作物的脱毒作物的培养培养人工种子人工种子工厂化生产工厂化生产转基因植物转基因植物的培养的培养生产生物制生产生物制品品基因工程基因工程检测有毒物检测有毒物质质加速良种繁育加速良种繁育保护濒危物种保护濒危物种生产医用蛋白生产医用蛋白提供克隆器官、提供克隆器官、组织等组织等【高考警示】【高考警示】(1)(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但植物细胞可以先分裂再分化,而动物细胞不分化只分裂。而动物细胞不分化只分裂。(2)(2)克隆动物的起点是经过核移植后形成的重组细胞

10、克隆动物的起点是经过核移植后形成的重组细胞,其遗传物其遗传物质主要来自供体质主要来自供体,因此形成的个体性状主要同供体因此形成的个体性状主要同供体,但也有部分但也有部分性状同受体。性状同受体。【典例【典例1 1】科学家通过转基因技术获得了含有人生长激素基因科学家通过转基因技术获得了含有人生长激素基因的奶牛的奶牛,如果要加速转基因奶牛的繁育如果要加速转基因奶牛的繁育,可以对此转基因奶牛进可以对此转基因奶牛进行克隆行克隆(如图所示如图所示)。请结合图示回答下列问题。请结合图示回答下列问题:(1)(1)在进行细胞培养时在进行细胞培养时,要对取自转基因奶牛的组织细胞进行分要对取自转基因奶牛的组织细胞进

11、行分散处理散处理,形成单个细胞形成单个细胞,这个过程中需要利用这个过程中需要利用_酶处理。酶处理。(2)(2)用于核移植的供体细胞用于核移植的供体细胞,一般都选用传代一般都选用传代1010代以内的细胞代以内的细胞,原因是原因是 。(3)(3)在进行原代培养时在进行原代培养时,细胞增殖的方式是细胞增殖的方式是,此外此外,细细胞增殖还表现出胞增殖还表现出和接触抑制等特点。和接触抑制等特点。(4)(4)将进行培养的供体细胞注入去核的卵母细胞中将进行培养的供体细胞注入去核的卵母细胞中,去除卵母细去除卵母细胞细胞核的目的是胞细胞核的目的是。(5)(5)将重组细胞在培养液中培养成的重组胚胎移入受体母牛后将

12、重组细胞在培养液中培养成的重组胚胎移入受体母牛后,该母牛就会生出与供体奶牛遗传物质相同的牛犊该母牛就会生出与供体奶牛遗传物质相同的牛犊,但也不是但也不是100%100%地复制地复制,原因最可能是原因最可能是。(6)(6)上述动物细胞工程中涉及的技术有上述动物细胞工程中涉及的技术有。转基。转基因奶牛的克隆成功因奶牛的克隆成功,说明了动物的说明了动物的具有全能具有全能性。性。【解析】【解析】(1)(1)实践中常用胰蛋白酶处理动物组织细胞使其分离实践中常用胰蛋白酶处理动物组织细胞使其分离开来。开来。(2)(2)传代传代1010代以内的细胞代谢旺盛、分裂能力强代以内的细胞代谢旺盛、分裂能力强,遗传物质

13、没有遗传物质没有发生改变发生改变,适于作为核移植的供体细胞。适于作为核移植的供体细胞。(3)(3)在进行原代培养时在进行原代培养时,细胞以有丝分裂的方式进行增殖细胞以有丝分裂的方式进行增殖,同时同时表现出贴壁生长和接触抑制的现象。表现出贴壁生长和接触抑制的现象。(4)(4)去除卵母细胞细胞核的目的是使克隆出的动物个体的遗传去除卵母细胞细胞核的目的是使克隆出的动物个体的遗传物质几乎全部来自供体细胞。物质几乎全部来自供体细胞。(5)(5)生物的性状是细胞核基因和细胞质基因共同作用的结果生物的性状是细胞核基因和细胞质基因共同作用的结果,同同时时,生物的性状还受环境因素的影响生物的性状还受环境因素的影

14、响,因此因此,克隆动物不可能是克隆动物不可能是供体奶牛供体奶牛100%100%的复制品。的复制品。(6)(6)该克隆动物的培育过程中涉及核移植、细胞培养和胚胎移该克隆动物的培育过程中涉及核移植、细胞培养和胚胎移植等技术植等技术,说明了高度分化的哺乳动物体细胞的细胞核仍具有说明了高度分化的哺乳动物体细胞的细胞核仍具有全能性。全能性。答案答案:(1)(1)胰蛋白胰蛋白(2)(2)该种细胞代谢旺盛、分裂能力强该种细胞代谢旺盛、分裂能力强,且遗传物质没有发生改变且遗传物质没有发生改变(3)(3)有丝分裂贴壁生长有丝分裂贴壁生长(4)(4)使克隆出的动物个体的遗传物质几乎全部来自供体细胞使克隆出的动物个

15、体的遗传物质几乎全部来自供体细胞(5)(5)生物的性状受细胞核基因和细胞质基因共同控制生物的性状受细胞核基因和细胞质基因共同控制;生物生物的性状还受环境因素的影响的性状还受环境因素的影响(6)(6)核移植、细胞培养、胚胎移植技术核移植、细胞培养、胚胎移植技术体细胞的细胞核体细胞的细胞核【变式训练】【变式训练】不同类型的细胞表达不同的基因组合。那么不同不同类型的细胞表达不同的基因组合。那么不同类型的动物细胞都具有全套基因吗类型的动物细胞都具有全套基因吗?科学家进行了如图所示的科学家进行了如图所示的克隆研究。克隆研究。代表有关过程代表有关过程,a,ah h代表有关结构或个体。代表有关结构或个体。(

16、1)a(1)a细胞的名称是细胞的名称是。过程。过程取出的细胞取出的细胞f f是是,该该细胞经过细胞经过过程分化成何种过程分化成何种h h细胞取决于培养基中加入的细胞取决于培养基中加入的 。(2)(2)对对b b的操作方法通常是的操作方法通常是。若。若g g是能产生人是能产生人生长激素的羊生长激素的羊,则培育则培育g g时时,应将人的生长激素基因导入应将人的生长激素基因导入,为了尽快获得大量的生长激素为了尽快获得大量的生长激素,但让但让g g进行有性生殖会丢失目的进行有性生殖会丢失目的基因基因,你将通过你将通过技术来实现。技术来实现。(3)(3)如果图中的细胞均是人体细胞如果图中的细胞均是人体细

17、胞,则获得的则获得的h h细胞或器官可用细胞或器官可用于供体本人组织器官的移植于供体本人组织器官的移植,其优点是其优点是 。(4)(4)上述过程中用到的生物技术有上述过程中用到的生物技术有 (列举两项列举两项)。【解析】【解析】本题主要考查体细胞核移植技术的过程和应用前景。本题主要考查体细胞核移植技术的过程和应用前景。(1)(1)图中图中a a细胞是去核卵母细胞。过程细胞是去核卵母细胞。过程取出的细胞取出的细胞f f是胚胎干是胚胎干细胞细胞(内细胞团内细胞团),),胚胎干细胞具有分化的全能性胚胎干细胞具有分化的全能性,但经过但经过过程过程分化成何种分化成何种h h细胞取决于培养基中加入的不同的

18、分化诱导因子。细胞取决于培养基中加入的不同的分化诱导因子。(2)(2)将供体细胞核注入去核的卵母细胞将供体细胞核注入去核的卵母细胞,通常进行显微操作。若通常进行显微操作。若g g是能产生人生长激素的羊是能产生人生长激素的羊,则培育则培育g g时时,应将人的生长激素基因应将人的生长激素基因导入移植的供体细胞导入移植的供体细胞(核核)中。为了克服有性生殖会丢失目的基中。为了克服有性生殖会丢失目的基因的缺点因的缺点,可通过核移植技术来实现可通过核移植技术来实现,即将即将g g羊的体细胞核或胚羊的体细胞核或胚胎细胞核移入去核的卵母细胞胎细胞核移入去核的卵母细胞,经过图示过程经过图示过程,再形成转入人生

19、再形成转入人生长激素基因的克隆羊。长激素基因的克隆羊。(3)(3)如果图中的细胞均是人体细胞如果图中的细胞均是人体细胞,则获得的则获得的h h细胞或器官可用细胞或器官可用于病人组织器官的移植于病人组织器官的移植,由于是自身细胞克隆培养形成的器官由于是自身细胞克隆培养形成的器官,不会发生免疫排斥反应。不会发生免疫排斥反应。(4)(4)上述过程中用到的生物技术有动物细胞培养、核移植、胚上述过程中用到的生物技术有动物细胞培养、核移植、胚胎移植、干细胞的诱导分化等。胎移植、干细胞的诱导分化等。答案答案:(1)(1)(去核去核)卵母细胞胚胎干细胞卵母细胞胚胎干细胞不同的分化诱导因子不同的分化诱导因子(2

20、)(2)显微注射法移植的供体细胞显微注射法移植的供体细胞(核核)克隆克隆(或核移植或核移植)(3)(3)不会发生免疫排斥反应不会发生免疫排斥反应(4)(4)动物细胞培养、核移植、胚胎移植、干细胞的诱导分化等动物细胞培养、核移植、胚胎移植、干细胞的诱导分化等(列举两项即可列举两项即可)考点二考点二 动物细胞融合与单克隆抗体动物细胞融合与单克隆抗体 1.1.植物体细胞杂交与动物细胞融合的比较植物体细胞杂交与动物细胞融合的比较比较项目比较项目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细胞膜的流动性、细胞膜的流动性、细胞的全能性细胞的全能性细胞膜的流动性、细胞细胞膜的流动性、细胞的增

21、殖的增殖融合前融合前处理处理先除去细胞壁先除去细胞壁先使细胞分散开先使细胞分散开使用使用的酶的酶纤维素酶和果胶酶纤维素酶和果胶酶胰蛋白酶胰蛋白酶比较比较项目项目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诱导诱导手段手段物理法物理法:离心、电激、振离心、电激、振动动化学法化学法:聚乙二醇等试剂聚乙二醇等试剂诱导诱导除物理法和化学法外除物理法和化学法外,也也可用灭活的病毒诱导可用灭活的病毒诱导结果结果杂种植株杂种植株杂交细胞杂交细胞应用应用培育植物新品种培育植物新品种主要用于制备主要用于制备单克隆抗体单克隆抗体意义意义突破远缘杂交不亲和的障碍突破远缘杂交不亲和的障碍,打破了生殖隔离打破了

22、生殖隔离,扩展扩展了杂交的亲本组合了杂交的亲本组合相同点相同点原生质体融合原理相同原生质体融合原理相同;原生质体融合的方法相似原生质体融合的方法相似2.2.单克隆抗体的制备单克隆抗体的制备(1)(1)取相应取相应B B淋巴细胞前必须先注射相应抗原蛋白淋巴细胞前必须先注射相应抗原蛋白,否则不能获否则不能获得单克隆抗体。得单克隆抗体。(2)(2)细胞融合后需经二次筛选细胞融合后需经二次筛选:第一次第一次:在特定的选择性培养基上在特定的选择性培养基上,未融合的亲本细胞未融合的亲本细胞(B(B淋巴淋巴细胞和骨髓瘤细胞细胞和骨髓瘤细胞)和融合的具有同种核的细胞和融合的具有同种核的细胞(BB(BB融合细胞

23、、融合细胞、瘤瘤融合细胞瘤瘤融合细胞)都会死亡都会死亡,只有融合的杂交细胞只有融合的杂交细胞(杂交瘤细胞杂交瘤细胞)才才能生长。这种杂交细胞的特点是既能迅速大量繁殖能生长。这种杂交细胞的特点是既能迅速大量繁殖,又能产生又能产生单一的特异性抗体。单一的特异性抗体。第二次第二次: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体的细胞(很多种杂交瘤细胞很多种杂交瘤细胞),),需经克隆化培养和抗体检测需经克隆化培养和抗体检测,经经筛选后才可获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。筛选后才可获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。【高考警示】【高考警示】(1)(

24、1)植物体细胞杂交与动物细胞融合中酶的作用植物体细胞杂交与动物细胞融合中酶的作用对象不同对象不同,纤维素酶和果胶酶作用于细胞壁纤维素酶和果胶酶作用于细胞壁,而胰蛋白酶等作用而胰蛋白酶等作用于细胞间的蛋白质。于细胞间的蛋白质。(2)(2)灭活的病毒保持了其抗原性灭活的病毒保持了其抗原性,但毒性消失。但毒性消失。(3)(3)植物杂交细胞在激素诱导下能表达出全能性植物杂交细胞在激素诱导下能表达出全能性,但动物杂交细但动物杂交细胞的全能性不能表达。胞的全能性不能表达。【典例【典例2 2】科学家已分离出科学家已分离出H1N1H1N1病毒病毒(一种一种RNARNA病毒病毒)。某制药厂。某制药厂根据下面流程

25、图生产预防和治疗甲流的抗体根据下面流程图生产预防和治疗甲流的抗体,请据图回答有关请据图回答有关问题问题:(1)(1)若若A A细胞是小鼠骨髓瘤细胞细胞是小鼠骨髓瘤细胞,则则B B细胞是取自感染病毒的人体细胞是取自感染病毒的人体内的内的细胞细胞,促进促进d d过程的常用诱导剂是过程的常用诱导剂是。(2)(2)假设仅考虑某两个细胞的融合假设仅考虑某两个细胞的融合,则可形成则可形成种类型的种类型的C C细胞细胞,因此需用培养基筛选出因此需用培养基筛选出_(填特点填特点)的的D D细胞用于培养。细胞用于培养。D D细胞的名称是细胞的名称是。(3)(3)理论上理论上,注射了该抗体的人群不能长期对甲流免疫

26、注射了该抗体的人群不能长期对甲流免疫,试分析试分析原因原因:。(4)(4)不同种动物的体细胞融合不同种动物的体细胞融合,相比诱变育种和杂交育种方法相比诱变育种和杂交育种方法,具有具有等突出的特点。等突出的特点。(5)(5)请说明单克隆抗体的主要作用请说明单克隆抗体的主要作用:。【解析】【解析】(1)(1)由于本题的目的是制备用于预防和治疗甲流的单由于本题的目的是制备用于预防和治疗甲流的单克隆抗体克隆抗体,所以所以B B细胞只能是取自感染细胞只能是取自感染H1N1H1N1病毒的动物或人体内病毒的动物或人体内的的B B淋巴细胞淋巴细胞,经诱导剂聚乙二醇经诱导剂聚乙二醇(PEG)(PEG)或灭活的病

27、毒等诱导融或灭活的病毒等诱导融合合,得到的杂交瘤细胞才能用于生产预防和治疗甲流的单克隆得到的杂交瘤细胞才能用于生产预防和治疗甲流的单克隆抗体。抗体。(2)(2)仅考虑两个细胞的融合仅考虑两个细胞的融合,则可形成则可形成A A细胞细胞AA细胞、细胞、B B细胞细胞BB细胞、细胞、A A细胞细胞BB细胞细胞3 3种类型的种类型的C C细胞细胞,为了从中筛选出为了从中筛选出A A细胞细胞B B细胞细胞,必须用特定的选择培养基进行筛选必须用特定的选择培养基进行筛选,筛选出的筛选出的D D细胞细胞(杂杂交瘤细胞交瘤细胞)既能无限增殖又能产生特异性抗体。既能无限增殖又能产生特异性抗体。(3)(3)因为单链

28、因为单链RNARNA容易发生变异容易发生变异,一旦变异后体内的记忆细胞和一旦变异后体内的记忆细胞和抗体就不能对其发挥作用。抗体就不能对其发挥作用。(4)(4)不同种动物的体细胞融合不同种动物的体细胞融合,相比诱变育种和杂交育种方法相比诱变育种和杂交育种方法,具有目的性强具有目的性强,克服远缘杂交不亲和性克服远缘杂交不亲和性(能有效地打破物种的生能有效地打破物种的生殖隔离界限殖隔离界限)等突出特点。等突出特点。(5)(5)单克隆抗体可用于诊断疾病、药物导向治疗等方面。单克隆抗体可用于诊断疾病、药物导向治疗等方面。答案答案:(1)B(1)B淋巴淋巴聚乙二醇聚乙二醇(PEG)(PEG)(灭活的病毒灭

29、活的病毒)(2)3(2)3既能无限增殖又能产生特异性抗体既能无限增殖又能产生特异性抗体杂交瘤细胞杂交瘤细胞(杂交细胞杂交细胞)(3)(3)引起甲流的病毒不断发生变异引起甲流的病毒不断发生变异(意思相同即可意思相同即可)(4)(4)目的性强目的性强,克服远缘杂交不亲和性克服远缘杂交不亲和性(能有效地打破物种的生能有效地打破物种的生殖隔离界限殖隔离界限)()(意思相同即可意思相同即可)(5)(5)作为诊断试剂作为诊断试剂;用于治疗疾病和运载药物用于治疗疾病和运载药物(意思相同即可意思相同即可)【互动探究】【互动探究】(1)(1)若图中若图中ABAB细胞是植物细胞细胞是植物细胞,则融合前需要进行什么

30、处理则融合前需要进行什么处理?提示提示:利用纤维素酶和果胶酶去掉细胞壁。因为细胞融合利用利用纤维素酶和果胶酶去掉细胞壁。因为细胞融合利用了细胞膜具有流动性的原理了细胞膜具有流动性的原理,细胞壁是细胞融合的障碍。细胞壁是细胞融合的障碍。(2)(2)体外培养和体内培养最后如何才能提取到单克隆抗体体外培养和体内培养最后如何才能提取到单克隆抗体?提示提示:体外培养时从细胞培养液中提取体外培养时从细胞培养液中提取,体内培养则从小鼠腹水体内培养则从小鼠腹水中提取。中提取。1.(20131.(2013南昌模拟南昌模拟)回答下列与细胞工程有关的问题回答下列与细胞工程有关的问题:(1)(1)细胞工程是指应用细胞

31、工程是指应用和分子生物学的原理和方法和分子生物学的原理和方法,通过细胞水平或通过细胞水平或水平上的操作水平上的操作,按照人的意愿来改按照人的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品的一门综合科学技术。变细胞内的遗传物质或获得细胞产品的一门综合科学技术。(2)(2)植物体的根、茎、叶细胞一般都具有全能性植物体的根、茎、叶细胞一般都具有全能性,在一定的营养在一定的营养和激素等条件下和激素等条件下,可以可以形成愈伤组织。将愈伤组织形成愈伤组织。将愈伤组织转接到转接到的培养基上的培养基上,就可以诱导其再分化生成胚就可以诱导其再分化生成胚状体或丛芽状体或丛芽,进而发育成完整的小植株。进而发育成完整的小植

32、株。(3)(3)动物细胞工程中动物细胞工程中技术是其他动物细胞工程技术技术是其他动物细胞工程技术的基础。目前使用的或冷冻保存的正常细胞通常为的基础。目前使用的或冷冻保存的正常细胞通常为代代以内以内,以保持细胞正常的二倍体核型。在培养动物细胞时以保持细胞正常的二倍体核型。在培养动物细胞时,从健从健康动物体内取出组织块剪碎后康动物体内取出组织块剪碎后,用胰蛋白酶处理的原因是用胰蛋白酶处理的原因是:。(4)(4)动物细胞核移植是将动物的一个体细胞的细胞核动物细胞核移植是将动物的一个体细胞的细胞核,移入一个移入一个中中,使其重组并发育成一个新的使其重组并发育成一个新的胚胎胚胎,这个新的胚胎最终发育成动

33、物个体。用核移植的方法得这个新的胚胎最终发育成动物个体。用核移植的方法得到的动物称为到的动物称为动物。动物体细胞核移植的难度明显高动物。动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植的原因是动物体细胞于胚胎细胞核移植的原因是动物体细胞。【解析】【解析】(1)(1)细胞工程是指应用细胞生物学和分子生物学的原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理和方法,通过细胞水平或细胞器水平上的操作通过细胞水平或细胞器水平上的操作,按照人的意愿按照人的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品的一门综合科学技术。来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品的一门综合科学技术。(2)(2)植物体的根、茎、叶细胞

34、一般都具有全能性植物体的根、茎、叶细胞一般都具有全能性,在一定的营养在一定的营养和激素等条件下和激素等条件下,可以脱分化形成愈伤组织。将愈伤组织转接可以脱分化形成愈伤组织。将愈伤组织转接到含有不同激素成分的培养基上到含有不同激素成分的培养基上,就可以诱导其再分化生成胚就可以诱导其再分化生成胚状体或丛芽状体或丛芽,进而发育成完整的小植株。进而发育成完整的小植株。(3)(3)动物细胞培养技术是其他动物细胞工程技术的基础。目前动物细胞培养技术是其他动物细胞工程技术的基础。目前使用的或冷冻保存的正常细胞通常为使用的或冷冻保存的正常细胞通常为1010代以内代以内,以保持细胞正以保持细胞正常的二倍体核型。

35、在培养动物细胞时常的二倍体核型。在培养动物细胞时,从健康动物体内取出组从健康动物体内取出组织块剪碎后织块剪碎后,用胰蛋白酶处理的原因是为了使组织分散成单个用胰蛋白酶处理的原因是为了使组织分散成单个细胞。细胞。(4)(4)动物细胞核移植是将动物的一个体细胞的细胞核动物细胞核移植是将动物的一个体细胞的细胞核,移入一个移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中已经去掉细胞核的卵母细胞中,使其重组并发育成一个新的胚使其重组并发育成一个新的胚胎胎,这个新的胚胎最终发育成动物个体。用核移植的方法得到这个新的胚胎最终发育成动物个体。用核移植的方法得到的动物称为克隆动物。由于动物体细胞分化程度高的动物称为克隆动物。由

36、于动物体细胞分化程度高,恢复其全恢复其全能性困难能性困难,因此动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核因此动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植。移植。答案答案:(1)(1)细胞生物学细胞器细胞生物学细胞器(2)(2)脱分化含有不同激素成分脱分化含有不同激素成分(3)(3)动物细胞培养动物细胞培养1010为了使组织分散成单个细胞为了使组织分散成单个细胞(4)(4)已经去掉细胞核的卵母细胞克隆已经去掉细胞核的卵母细胞克隆分化程度高分化程度高,恢复其全能性困难恢复其全能性困难2.(20132.(2013咸阳模拟咸阳模拟)科学家从某些能无限增殖的细胞的细胞质科学家从某些能无限增殖的细胞的细胞质

37、中分离出无限增殖的调控基因中分离出无限增殖的调控基因(prC),(prC),该基因能激发许多动物细该基因能激发许多动物细胞分裂胞分裂,这为单克隆抗体的制备提供了更为广阔的前景。请回这为单克隆抗体的制备提供了更为广阔的前景。请回答以下问题。答以下问题。(1)(1)利用细胞融合技术制备单克隆抗体利用细胞融合技术制备单克隆抗体,促进动物细胞融合常用促进动物细胞融合常用的诱导剂是的诱导剂是 。(2)(2)利用细胞融合技术制备单克隆抗体时有两次筛选利用细胞融合技术制备单克隆抗体时有两次筛选,第第1 1次筛次筛选的目的是选的目的是,第第2 2次筛选的目的是次筛选的目的是。(3)(3)有人提出有人提出,可以

38、直接通过基因工程导入该调控基因来制备单可以直接通过基因工程导入该调控基因来制备单克隆抗体克隆抗体,其思路如图所示。请回答下列问题。其思路如图所示。请回答下列问题。酶酶A A是指是指,酶酶B B是指是指。对已导入重组质粒的对已导入重组质粒的进行进行“检测检测”的目的是的目的是;题目中题目中所指的细胞是所指的细胞是,所指的细胞具有的特所指的细胞具有的特点是点是。(4)(4)也有人提出用细胞核移植技术构建重组细胞来生产单克隆也有人提出用细胞核移植技术构建重组细胞来生产单克隆抗体抗体,试用相关的图示及文字在下图中表示该过程试用相关的图示及文字在下图中表示该过程:【解析】【解析】(1)(1)诱导动物细胞

39、融合的方法有三种诱导动物细胞融合的方法有三种,其中用灭活的病其中用灭活的病毒是常用的方法。毒是常用的方法。(2)(2)在单克隆抗体制备过程中在单克隆抗体制备过程中,融合的细胞共有融合的细胞共有3 3种类型种类型,第第1 1次次筛选的目的是选出杂交瘤细胞筛选的目的是选出杂交瘤细胞,但是杂交瘤细胞不一定产生所但是杂交瘤细胞不一定产生所需抗体需抗体,所以还必须进行第所以还必须进行第2 2次筛选。次筛选。(3)(3)基因工程中用到的酶是限制性核酸内切酶和基因工程中用到的酶是限制性核酸内切酶和DNADNA连接酶连接酶,将将重组质粒成功导入后重组质粒成功导入后,进行检测的目的是看目的基因是否表达。进行检测

40、的目的是看目的基因是否表达。题目中的题目中的所指的细胞是浆细胞所指的细胞是浆细胞,因为只有浆细胞才会产生抗因为只有浆细胞才会产生抗体体,所指的细胞是导入目的基因的浆细胞所指的细胞是导入目的基因的浆细胞,由于目的基因控制由于目的基因控制细胞无限增殖细胞无限增殖,所以可用转基因技术来生产单克隆抗体。所以可用转基因技术来生产单克隆抗体。(4)(4)由题干可知由题干可知,从无限增殖细胞的细胞质中分离出无限增殖的从无限增殖细胞的细胞质中分离出无限增殖的调控基因调控基因(prC),(prC),应采用核移植技术应采用核移植技术,将无限增殖细胞的细胞核将无限增殖细胞的细胞核除去除去,留下细胞质留下细胞质,让其

41、与浆细胞的细胞核融合让其与浆细胞的细胞核融合,则可产生单克则可产生单克隆抗体。隆抗体。答案答案:(1)(1)灭活的病毒灭活的病毒(2)(2)筛选出杂交瘤细胞筛选出能产生所需抗体的杂交瘤细胞筛选出杂交瘤细胞筛选出能产生所需抗体的杂交瘤细胞(3)(3)限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶DNADNA连接酶连接酶检测目的基因在受体细胞中是否进行了表达检测目的基因在受体细胞中是否进行了表达(或检测受体细或检测受体细胞是否显示出目的基因控制的性状胞是否显示出目的基因控制的性状)浆细胞既能无限增殖浆细胞既能无限增殖又能产生特定抗体又能产生特定抗体(4)(4)如图如图:3.3.有性生殖的生物产生后代需进行受精作

42、用有性生殖的生物产生后代需进行受精作用,植物体细胞杂交植物体细胞杂交要进行原生质体的融合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单克隆抗体的制备需进行动物细胞融合合,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简略过程,据图回答相关问题据图回答相关问题:(1)(1)若若a a、b b分别是基因型为分别是基因型为HhrrHhrr、hhRrhhRr两个烟草品种的花粉两个烟草品种的花粉,且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基因(rr(rr或或h

43、h)hh)的作用的作用,在光照强度大于在光照强度大于800 lx800 lx时都不能生长。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要想从融合细胞的培养液中分离出基因型为HhRrHhRr的杂种细胞的杂种细胞,较为简便的筛选方法是较为简便的筛选方法是。(2)(2)若若a a、b b表示两种植物体细胞表示两种植物体细胞,则由则由d d细胞形成杂种植株的原细胞形成杂种植株的原理是理是,这种育种方法的优点是这种育种方法的优点是 。(3)(3)若若a a、b b分别为骨髓瘤细胞和分别为骨髓瘤细胞和B B淋巴细胞淋巴细胞,则则d d细胞的特点是细胞的特点是_。由由d d细胞产生的抗体与普通血清抗

44、体相比较细胞产生的抗体与普通血清抗体相比较,具有具有的特的特点。生产上一般不能通过直接培养点。生产上一般不能通过直接培养B B淋巴细胞的方法生产单克淋巴细胞的方法生产单克隆抗体的主要原因是隆抗体的主要原因是。(4)(4)下列各图表示单克隆抗体制备过程的各阶段图解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。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。【解题指南】【解题指南】(1)(1)考查实质考查实质:植物体细胞杂交与单克隆抗体的制备。植物体细胞杂交与单克隆抗体的制备。(2)(2)解题关键解题关键:hrhr是是a a

45、、b b产生的配子中相同的配子产生的配子中相同的配子,另外两种配子分别是另外两种配子分别是HrHr、hRhR。两个不同的细胞形成的杂种细胞发育成植株。两个不同的细胞形成的杂种细胞发育成植株。骨髓瘤细胞的特点、骨髓瘤细胞的特点、B B淋巴细胞的特点与融合后的细胞具备淋巴细胞的特点与融合后的细胞具备的特点之间的关系。的特点之间的关系。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。组成。【解析】【解析】(1)a(1)a的花粉基因型为的花粉基因型为HrHr和和hr,bhr,b的花粉基因型为的花粉基因型为hRhR和和hr,hr,只有只有Hh

46、RrHhRr的基因组合方式没有隐性纯合基因的基因组合方式没有隐性纯合基因,所以杂种细胞所以杂种细胞HhRrHhRr能在光照强度大于能在光照强度大于800 lx800 lx时生长。时生长。(2)(2)植物体细胞杂交形成植株植物体细胞杂交形成植株,是植物细胞全能性的表现是植物细胞全能性的表现,克服克服了自然条件下物种之间的生殖隔离。了自然条件下物种之间的生殖隔离。(3)(3)在单克隆抗体产生过程中细胞在单克隆抗体产生过程中细胞d d是杂交瘤细胞是杂交瘤细胞,具备了融合具备了融合前两种细胞的优点前两种细胞的优点,能无限增殖且产生特定抗体。而且反复筛能无限增殖且产生特定抗体。而且反复筛选的细胞选的细胞

47、d d产生的抗体品质优良。产生的抗体品质优良。B B淋巴细胞不能无限增殖淋巴细胞不能无限增殖,无无法得到大量的抗体。法得到大量的抗体。(4)(4)只能注射特定抗原后才能得到特定的只能注射特定抗原后才能得到特定的B B淋巴细胞淋巴细胞,再与骨髓再与骨髓瘤细胞融合瘤细胞融合,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。克隆抗体。答案答案:(1)(1)给予大于给予大于800 lx800 lx的光照的光照(2)(2)植物细胞的全能性植物细胞的全能性克服了远缘杂交不亲和的障碍克服了远缘杂交不亲和的障碍(3)(3)既能无限增殖既能无限增殖,又能产生特定抗体

48、又能产生特定抗体特异性强、灵敏度高、化学性质单一特异性强、灵敏度高、化学性质单一B B淋巴细胞不能无限增殖淋巴细胞不能无限增殖(4)(4)4.(4.(能力挑战题能力挑战题)运用动物体细胞杂交技术可实现基因定位。研运用动物体细胞杂交技术可实现基因定位。研究发现究发现:用人体细胞与小鼠体细胞进行杂交得到的杂种细胞含用人体细胞与小鼠体细胞进行杂交得到的杂种细胞含有双方的染色体。杂种细胞在持续分裂过程中仅保留小鼠的染有双方的染色体。杂种细胞在持续分裂过程中仅保留小鼠的染色体而人的染色体则逐渐丢失色体而人的染色体则逐渐丢失,最后只剩一条或几条染色体。最后只剩一条或几条染色体。如图是人的缺乏如图是人的缺乏

49、HGPRTHGPRT酶的突变细胞株酶的突变细胞株(HGPRT-)(HGPRT-)和小鼠的缺乏和小鼠的缺乏TKTK酶的细胞株酶的细胞株(TK-)(TK-)融合后在融合后在HATHAT培养液中培养的过程培养液中培养的过程,结果表结果表明明,最终人的染色体在融合细胞中仅存有最终人的染色体在融合细胞中仅存有3 3号染色体或号染色体或1717号染色号染色体或两者都有。已知只有同时具有体或两者都有。已知只有同时具有HGPRTHGPRT酶和酶和TKTK酶的融合细胞酶的融合细胞才可在才可在HATHAT培养液中长期存活与繁殖。培养液中长期存活与繁殖。(1)(1)体细胞杂交克服了体细胞杂交克服了的障碍的障碍,过程

50、过程常用的生物方法是常用的生物方法是 。(2)(2)过程过程中中,为了防止细菌的污染为了防止细菌的污染,所用培养液应该添加一定所用培养液应该添加一定量的量的,此外此外,还要定期用还要定期用处理细胞处理细胞,使使贴壁生长的细胞脱落贴壁生长的细胞脱落,形成细胞悬液。形成细胞悬液。(3)(3)从培养过程看从培养过程看,HAT,HAT培养液不仅能提供养料培养液不仅能提供养料,还起还起作用。作用。(4)(4)从图示结果看从图示结果看,可以确定人的可以确定人的基因位于基因位于号号染色体上。染色体上。【解析】【解析】(1)(1)将不同种生物的体细胞进行融合将不同种生物的体细胞进行融合,可以打破生殖隔可以打破

51、生殖隔离离,克服远缘杂交不亲和的障碍。动物体细胞融合过程中可以克服远缘杂交不亲和的障碍。动物体细胞融合过程中可以用灭活的病毒作促融剂。用灭活的病毒作促融剂。(2)(2)在动物细胞培养过程中在动物细胞培养过程中,可以向培养液中添加抗生素可以向培养液中添加抗生素,防止防止细菌的污染。动物细胞培养过程中细菌的污染。动物细胞培养过程中,细胞贴壁生长细胞贴壁生长,需用胰蛋白需用胰蛋白酶定期处理使细胞从瓶壁上脱落下来酶定期处理使细胞从瓶壁上脱落下来,制成细胞悬液制成细胞悬液,继续培养。继续培养。(3)(3)由题干由题干“只有同时具有只有同时具有HGPRTHGPRT酶和酶和TKTK酶的融合细胞才可在酶的融合细胞才可在HATHAT培养液中长期存活与繁殖培养液中长期存活与繁殖”可知可知,HAT,HAT培养液是一种特殊的培养液是一种特殊的选择培养基。选择培养基。(4)(4)由图示结果可知由图示结果可知,只要含有人的只要含有人的1717号染色体的细胞就能够正号染色体的细胞就能够正常存活常存活,说明人的说明人的TKTK酶基因位于酶基因位于1717号染色体上。号染色体上。答案答案:(1)(1)远缘杂交不亲和远缘杂交不亲和(或生殖隔离或生殖隔离)用灭活的用灭活的(仙台仙台)病毒诱导融合病毒诱导融合(2)(2)抗生素胰蛋白酶抗生素胰蛋白酶(3)(3)选择选择(筛选筛选)(4)TK(4)TK酶酶1717