高三生物第一轮复习：+动物细胞工程+课件.pptx

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1、第34讲细胞工程和胚胎工程（2）考点二 动物细胞工程（1）动物细胞培养的条件血清培养液和培养用具7.27.4维持培养液的pH1.动物细胞培养血清、血浆可补充细胞生长和增殖所需的未知营养物质无菌、无毒的环境：即对培养液和所有培养用具进行 （填“灭菌”“消毒”）处理,培养过程加一定量的 杀菌,但要注意选择抗生素的 ；此外还应定期更换培养液,清除代谢产物，这样做的目的是 。抗生素灭菌防止细胞代谢产物的积累对细胞自身造成危害种类和剂量传代培养离心或用胰蛋白酶处理胰蛋白胶原蛋白单个细胞细胞悬液原代悬浮贴壁（2）动物细胞培养的过程为何选用动物胚胎或幼龄动物的组织、器官？细胞分化程度低，分裂能力强，容易培养

2、 必须控制好胰蛋白酶的 。用量和处理时间利于营养物质吸收及便于代谢废物排出，利于细胞生长和繁殖.培养前要将组织细胞分散成单个细胞的目的是：。幼龄幼龄动动物组织物组织块块单个单个分散分散细胞细胞细胞株细胞株原代原代培养培养传代培传代培养养培养培养基基细胞系细胞系1.1.流程流程培养液中生长增殖限制因素：会因细胞密度过大、有害代谢物积累和培养液中营养物质缺乏等因素而分裂受阻P44大量死亡细胞类型单一。遗传物质没有改变细胞类型非单一。遗传物质改变大量死亡【点拨】将癌细胞进行培养时将癌细胞进行培养时 （会（会/不会）不会）出现细胞的接触抑制现象出现细胞的接触抑制现象.不会细胞增殖植物细胞的全能性液体固

3、体糖类、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等水、矿质元素、蔗糖、维生素、植物激素和琼脂等项目动物细胞培养植物组织培养理论基础_培养前处理无菌；用机械的方法或胰蛋白酶、等处理，使组织分散成单个细胞无菌、离体取材动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织植物幼嫩的部位或花药等培养基性质_培养基成分_项目动物细胞培养植物组织培养结果_应用人造皮肤的构建、动物分泌蛋白的规模化生产快速繁殖、作物脱毒、细胞产物的工厂化生产和单倍体育种等相同点细胞培养产生大量细胞，不形成新个体可产生新个体(3)动物细胞培养和植物组织培养的比较都需人工条件下的无菌操作；都需要适宜的温度、pH等条件；都进行有丝分裂，都不涉及减数分

4、裂(4)干细胞培养及其应用种类胚胎干细胞成体干细胞诱导多能干细胞来源_骨髓、脐带血等体细胞(如成纤维细胞等)特点能分化成任何一种细胞、组织或器官，甚至成为_分化成_ 能诱导分化成类似的细胞应用分化成心肌细胞、神经元和造血干细胞等造血干细胞用于治疗白血病，神经干细胞用于治疗帕金森病、阿尔茨海默病等治疗镰状细胞贫血、阿尔茨海默病、心血管疾病等早期胚胎个体特定的细胞或组织胚胎干细胞例1.胚胎干细胞必须从胚胎中获取，但这涉及伦理问题，因而限制了它在医学上的应用。科学家通过体外诱导成纤维细胞，获得了类似于胚胎干细胞的一种细胞，称为诱导多能干细胞(简称iPS细胞)。因为诱导过程无须破坏胚胎，而且iPS细胞

5、可来源于病人自身的体细胞，因此iPS细胞的(1)在对成纤维细胞进行培养时，常用胰蛋白酶处理使之分散成单个细胞，这说明细胞间的物质为_，_(填“能”或“不能”)用胃蛋白酶处理成纤维细胞，原因是_。蛋白质不能 多数动物细胞培养的适宜pH为7.27.4，胃蛋白酶在此环境中失活变性(2)在培养iPS细胞的过程中，培养基中应含有细胞所需的各种营养物质，并定期更换培养液。定期更换培养液的目的是_。清除代谢物防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害(3)过程为iPS细胞提供的条件不同，分化得到的细胞不同，可知细胞分化是 _ 的结果。若iPS细胞来源于病人自身体细胞的诱导，再将其分化出的细胞移入患者体内的优势是_

6、。基因选择性表达解决不育问题避免了免疫排斥问题(4)如果诱导iPS细胞定向分化为原始生殖细胞，该技术可能的应用是_。胚胎干细胞为什么可以解决供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题？其应用有什么限制因素？答案通过胚胎干细胞体外诱导分化，可以培育出人造组织器官，从而解决供体器官不足问题，另一方面，由于是自身细胞经诱导分化形成的，所以无免疫排斥反应。胚胎干细胞必须从胚胎中获取，这涉及伦理问题，因而限制了应用。为什么科学家认为iPS细胞的应用前景优于胚胎干细胞？答案iPS细胞的诱导过程无需破坏胚胎，而且iPS细胞可以来源于病人自身的体细胞，将它移植回病人体内后，理论上可以避免免疫排斥反应。科学家已尝试

7、采用多种方法来制备iPS细胞，尝试说出几种获取iPS细胞的方法。答案借助载体将特定基因导入细胞中，直接将特定蛋白导入细胞中或者用小分子化合物等来诱导形成iPS细胞。iPS细胞最初是由成纤维细胞转化而来的，后来发现已分化的T细胞、B细胞等也能被诱导为iPS细胞。（1）动物细胞融合技术 PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法等细胞膜的流动性2.动物细胞融合技术和单克隆抗体不破坏抗原结构丧失感染性灭活的病毒物理或化学手段（不感染细胞）（诱导细胞融合）项目植物体细胞杂交技术动物细胞融合技术应用意义突破远缘杂交不亲和的障碍，打破了生殖隔离，扩展了杂交的亲本组合相似点植物体细胞杂交、动物细胞融合的比较植物

8、体细胞杂交、动物细胞融合的比较动物细胞融合与植物原生质体融合的基本原理相同，诱导动物细胞融合的方法与植物原生质体融合的方法相似培育植物新品种主要用于制备单克隆抗体传统制备抗体的方法：传统制备抗体的方法：向动物体内反复向动物体内反复注射注射某种某种抗原抗原，使之产生抗体，然后从，使之产生抗体，然后从动物动物 中分离所需要的抗体；其缺点是：中分离所需要的抗体；其缺点是：。血清血清产量低，纯度低，特异性差产量低，纯度低，特异性差为获得单一的抗体，为获得单一的抗体，（能（能/不能）选用特定的不能）选用特定的浆细胞直接去培养；理由是浆细胞直接去培养；理由是 。抗体是由抗体是由 细胞合成和分泌的，每种这种

9、细胞细胞合成和分泌的，每种这种细胞能产生能产生 （一种（一种/多种）抗体。多种）抗体。浆浆一种一种不能不能浆细胞已经高度分化，不能再分裂浆细胞已经高度分化，不能再分裂B淋巴细胞选择杂交瘤细胞2.2.单克隆抗体单克隆抗体人B淋巴细胞鼠骨髓瘤细胞（A）合成DNAS途径D途径氨基喋呤A、B、AA、BB、AB1、AB2、AB3 资料：细胞合成DNA有D（全合成途径）和S（应急合成途径）两条途径，其中D途径能被氨基喋呤阻断。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，没有S途径。氨基喋呤D途径例2.核苷酸合成有两个途径，物质A可以阻断其中的全合成途径(如下图)。正常

10、细胞内含有补救合成途径所必需的转化酶和激酶，制备单克隆抗体时选用的骨髓瘤细胞中缺乏转化酶。现用加入H、A、T三种物质的“HAT培养基”来筛选特定的杂交瘤细胞。关于筛选原理的叙述，正确的是()正确的是()A.免疫B细胞及其互相融合细胞因全合成途径被A阻断而在HAT培养基上不能增殖B.骨髓瘤细胞及其互相融合细胞因无法进行上述两个途径而在HAT培养基上不能增殖C.杂交瘤细胞因为可以进行上述两个途径所以能在HAT培养基上大量增殖D.HAT培养基上筛选出的所有杂交瘤细胞既能大量增殖又能产生高纯度目标抗体B例5.(2021山东，15)一个抗原往往有多个不同的抗原决定簇，一个抗原决定簇只能刺激机体产生一种抗

11、体，由同一抗原刺激产生的不同抗体统称为多抗。将非洲猪瘟病毒衣壳蛋白p72注入小鼠体内，可利用该小鼠的免疫细胞制备抗p72的单抗，也可以从该小鼠的血清中直接分离出多抗。下列说法正确的是()A.注入小鼠体内的抗原纯度对单抗纯度的影响比对多抗纯度的影响大B.单抗制备过程中通常将分离出的浆细胞与骨髓瘤细胞融合C.利用该小鼠只能制备出一种抗p72的单抗D.p72部分结构改变后会出现原单抗失效而多抗仍有效的情况D小克隆化培养、抗体检测、克隆化培养、抗体检测、多次筛选多次筛选 如何理解？如何理解？阳性孔阳性孔用用9696孔板培养，每孔板培养，每一个孔中一个孔中尽量只接种尽量只接种一个一个杂交瘤细胞，用杂交瘤

12、细胞，用标记的抗原等检测每标记的抗原等检测每个小孔上清液里是否个小孔上清液里是否含有我们需要的特异含有我们需要的特异性的抗体。筛选杂交性的抗体。筛选杂交瘤细胞，一次无法保瘤细胞，一次无法保证，稀释后重复操作。证，稀释后重复操作。单克隆抗体的应用 A.作为：在多种疾病的诊断和病原体鉴定中发挥重要的作用。B.运载药物：抗体药物偶联物(ADC)通过将与能特异性识别肿瘤抗原的结合，实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤。ADC通常由三部分组成。ADC的抗体和药物各具有什么作用？诊断试剂细胞毒素 ADC的抗体和药物具有的作用分别是导向和治疗。抗体、接头和药物(如细胞毒素)单克隆抗体ADC在临床应用上的作用机理是什

13、么？通过单克隆抗体的靶向作用特异性地识别肿瘤细胞表面抗原，然后利用细胞本身具备的内吞作用使化学药物进入肿瘤细胞体内发生药力，从而达到杀死肿瘤细胞的目的。C.治疗疾病例3.(2022黑龙江黑河市高三一模)人乳头瘤病毒(HPV)是一种DNA病毒，可诱发细胞癌变。抗HPV的单克隆抗体可以准确检测出HPV，从而及时监控宫颈癌的发生。以HPV衣壳蛋白为抗原制备出单克隆抗体的过程如下图所示。下列叙述错误的是 （）错误的是（）C.可用HPV衣壳蛋白检测筛选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞D.单克隆抗体制备过程涉及的生物学原理有细胞增殖和细胞膜的选择透过性DA.在HAT培养基上存活的杂交瘤细胞既能无限增殖又可以

14、分泌抗体B.单克隆抗体的特点是灵敏度高、特异性强，可以大量制备细胞膜的流动性甘草酸是中药甘草中的主要活性成分，为了快速检测甘草酸，科研人员利用细胞工程技术制备了抗甘草酸的单克隆抗体，其基本操作过程如图一。图二是科研人员利用野生型清水紫花苜蓿和里奥百脉根培育抗膨胀病的苜蓿新品种流程图(注：IOA可抑制植物细胞呼吸第一阶段，R6G可阻止线粒体的呼吸作用，二者有效抑制不同植物细胞正常代谢的临界浓度不同)。请回答下列问题：(1)图一中制备单克隆抗体首先需要对动物进行免疫处理，所用的抗原是 _。过程常用 _作为诱导剂，该诱导剂不能用于植物细胞的融合。和过程为两次筛选过程，这两次筛选的目的分别是 _。细胞

15、丁的特性是 。甘草酸牛血清白蛋白结合抗原灭活的病毒 筛选出杂交瘤细胞，筛选出能产生所需抗体的杂交瘤细胞既能产生抗体又能无限增殖(2)图二中过程可使用 作为诱导剂，也可使用 等物理方法。图中过程愈伤组织经过 _形成再生植株，这一过程的原理是 _。推测在融合后只有异源融合产物能够存活的原因是 _。聚乙二醇(PEC)离心、振动、电融合(电激)再分化植物细胞的全能性异源融合产物因代谢互补可恢复生长并获得再生能力现代生物科技不断发展，在治疗癌症等重大疾病方面发挥着越来越重要的作用。如图是能同时识别抗原A、B的双特异性单克隆抗体的结构图解和部分制备过程，请回答下列问题。(1)抗体的结构类似Y字形，由两条重

16、链和两条轻链组成，Y字形结构的顶端为抗原结合部位(可变)。这些肽链在核糖体合成后，经_、_等细胞器加工、连接形成有活性的抗体。(2)单克隆杂交瘤细胞能够迅速大量增殖，原因是_。内质网 高尔基体单克隆杂交瘤细胞由已免疫的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合而成，骨髓瘤细胞具有无限增殖(体外大量增殖)的能力(3)图中的单克隆杂交瘤细胞与脾脏细胞的融合细胞需要经过多次的检测和筛选才能得到少量的能产生双特异性单克隆抗体的单克隆杂交杂交瘤细胞。根据题中信息，简述可能的原因：_(两种即可)。部分融合细胞丢失了与抗体合成有关的染色体，不同的多肽链组合可以形成的抗体类型较多这种双特异性单克隆抗体使T细胞更容易(更精准或

17、更高概率)接触到癌细胞(类似表达即可)(4)人体内T细胞可以识别、杀伤癌细胞。以癌细胞细胞膜外表面的特异性蛋白为抗原A，T细胞细胞膜外表面的受体蛋白(能激活其免疫能力)为抗原B，科学家设计了1种双特异性单克隆抗体。这种双特异性单克隆抗体治疗癌症的效果优于抗体1、2联合使用，原因是_。将动物的一个细胞的细胞核，移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使重组合的细胞发育成一个新的胚胎，继而发育成动物个体的技术。体细胞核移植u原理：动物细胞核的全能性u分类：3.3.动物细胞核移植技术动物细胞核移植技术胚胎细胞核移植P52目前动物细胞目前动物细胞核移植技术中普遍核移植技术中普遍使用的去核方法是使用的去核方

18、法是显微操作法显微操作法。也有。也有人采用人采用梯度离心、梯度离心、紫外线短时间照射紫外线短时间照射和化学物质处理等和化学物质处理等方法方法。这些方法是。这些方法是在没有穿透卵母细在没有穿透卵母细胞透明带的情况下胞透明带的情况下去核或使其中的去核或使其中的DNADNA变性变性。1.通过 去除卵母细胞的核，再用 可一并吸出细胞核和第一极体。显微操作微型吸管2.为什么不是取供体细胞核进行核移植操作，而是将供体细胞整个注入去核卵母细胞中？保证供核不被破坏，使克隆动物更像供体动物，操作也方便。体细胞核移植技术的应用前景和存在的问题前景畜牧业加速家畜进程，促进优良畜群繁育医药卫生作为生产医用蛋白；的细胞

19、、组织和器官可以用于异种移植；人核移植 经过诱导分化形成相应的细胞、组织、器官，可用于器官移植保护濒危物种增加濒危物种的存活数量问题成功率；绝大多数克隆动物存在 问题，表现出_遗传改良生物反应器转基因克隆动物胚胎干细胞非常低健康遗传和生理缺陷例 6.(2021湖 南，22)M基因编码的M蛋白在动物A的肝细胞中特异性表达。现设计实验，将外源DNA片段F插入M基因的特定位置，再通过核移植、胚胎培养和胚胎移植等技术获得M基因失活的转基因克隆动物A，流程如图所示。回答下列问题：(1)在构建含有片段F的重组质粒过程中，切割质粒DNA的工具酶是_，这类酶能将特定部位的两个核苷酸之间的 _ 断开。(2)在无

20、菌、无毒等适宜环境中进行动物A成纤维细胞的原代和传代培养时，需要定期更换培养液，目的是_。限制性内切核酸酶(限制酶)磷酸二酯键清除代谢物，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害，同时给细胞提供足够的营养(3)与胚胎细胞核移植技术相比，体细胞核移植技术的成功率更低，原因是_ _。从早期胚胎中分离获得的胚胎干细胞，在形态上表现为_(答出两点即可)，功能上具有_。动物胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性相对容易，动物体细胞分化程度高，恢复其全能性十分困难细胞体积小，细胞核大，核仁明显发育的全能性(4)鉴定转基因动物：以免疫小鼠的_淋巴细胞与骨髓瘤细胞进行融合，筛选融合杂种细胞，制备M蛋白的单克隆抗体。简要写出利用此抗体确定克隆动物A中M基因是否失活的实验思路：_。B取动物A和克隆动物A的肝组织细胞，分别提取蛋白质进行抗原抗体杂交