2025届高考生物一轮复习：第59课时 动物细胞工程

第59课时 动物细胞工程 课标要求 考情分析 1.阐明动物细胞培养的条件和过程。 2.阐明动物细胞核移植的原理和过程。 3.阐明动物细胞融合的概念。 4.概述细胞融合技术是单克隆抗体制备的重要技术。 5.简述干细胞在生物医学工程中有广泛的应用价值。 1.动物细胞培养技术 2022·福建·T3　2022·江苏·T14　2022·湖北·T6 2.动物细胞融合和单克隆抗体的制备 2023·北京·T12　2023·湖北·T22　2022·山东·T15　2022·福建·T13 2021·山东·T15　2021·江苏·T11　2020·全国Ⅰ·T38 3.动物细胞核移植技术 2023·天津·T7　2021·辽宁·T13　2020·天津·T1 1.动物细胞培养是动物细胞工程的基础,科研人员将数量相等的动物肝脏癌细胞和肝脏正常细胞分别置于相同培养液中培养。下列叙述正确的是 ( 　) A.动物组织经处理后的初次培养称为原代培养,细胞只分裂一次 B.细胞培养液中通常含有维生素、激素、糖类等多种能源物质 C.定期更换培养液可以防止代谢产物的积累对细胞造成危害 D.培养过程中两种细胞都会出现接触抑制现象 C 必备知识：1.动物细胞工程常见技术 2.动物细胞培养 (1)概念:指从动物体中取出相关的组织,将它分散成　　　　　　,然后在适宜的培养条件下,让这些细胞　　　　　　　的技术。  (2)原理:　　　　　　。 单个细胞 生长和增殖 细胞增殖 考点一、动物细胞培养 3.动物细胞培养的条件 血清 培养液和培养用具 7.2～7.4 维持培养液的pH 动物细胞培养中使用的是合成培养基,这是将细胞所需的营养物质按种类和所需量严格配制而成的培养基,但还需要添加血清等一些天然成分的原因是  整个动物细胞培养的环境是模拟动物细胞生活的内环境,而血清中含有多种维持细胞正常代谢和生长的物质,如糖类、氨基酸、未知的促生长因子等 考点一、动物细胞培养 4、过程 胰蛋白酶、胶原蛋白酶 接触抑制 贴壁 离心 胰蛋白酶 离心 (1)细胞贴壁：体外培养的大多数动物细胞往往 在培养瓶的瓶壁上。 (2)接触抑制：当贴壁细胞分裂生长到表面 时，细胞通常会停止 。 (3)原代培养： 之前的细胞培养，即动物组织经处理后的 。 (4)传代培养： 后的细胞培养。 贴附 相互接触 分裂增殖 分瓶 初次培养 分瓶 胃蛋白酶作用的适宜pH约为1.5,胰蛋白酶作用的适宜pH为7.2~7.8,而多数动物细胞培养的适宜pH为7.2~7.4 细胞的分化程度较低,增殖能力强,有丝分裂旺盛,容易培养 考点一、动物细胞培养 2.科学家通过体外诱导小鼠成纤维细胞，获得了类似胚胎干细胞的一种细胞，将它称为诱导多能干细胞(简称iPS细胞)，iPS细胞增殖分化后可形成多种组织细胞，用于多种疾病的治疗。如图为该技术的实验示意图，下列有关说法错误的是 A.体外培养小鼠成纤维细胞和iPS细胞时，定期更换培养液可以清除细胞的代谢物 B.选取的小鼠成纤维组织需经胃蛋白酶或胶原蛋白酶处理成单个细胞后制成细胞悬液 C.iPS细胞用于疾病治疗时存在分化为肿瘤细胞的风险 D.若iPS细胞取自病人，经诱导并移植回病人体内后，理论上可以避免免疫排斥反应 B 73练3 考点一、动物细胞培养 种类 胚胎干细胞 成体干细胞 诱导多能干细胞 来源 ________ 骨髓、脐带血和外周血 体细胞(如成纤维细胞等) 特点 能分化为成年动物体内的任何一种类型的细胞，并进一步形成机体的组织和器官甚至_ 。___ 分化成__________ ______ 能诱导分化成类似 的细胞 必备知识：干细胞培养及其应用 早期胚胎 个体 特定的细胞 或组织 胚胎干细胞 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等；神经干细胞用于治疗帕金森病、阿尔茨海默病等 治疗小鼠的镰状细胞贫血、阿尔茨海默病、心血管疾病等 科学家认为iPS细胞的应用前景优于胚胎干细胞的原因是  ES细胞必须从胚胎中获取,这涉及伦理问题,因而限制了其在医学上的应用。iPS细胞的诱导过程无须破坏胚胎,而且可以来自病人自身的体细胞,将它移植回病人体内后,理论上可以避免免疫排斥反应 考点一、动物细胞培养 1．（2024·吉林·高考真题）从小鼠胚胎中分离获取胚胎成纤维细胞进行贴壁培养，在传代后的不同时间点检测细胞数目，结果如图。下列叙述正确的是（    ） A．传代培养时，培养皿需密封防止污染 B．选取①的细胞进行传代培养比②更合理 C．直接用离心法收集细胞进行传代培养 D．细胞增长进入平台期可能与细胞密度过大有关 D 刷真题、明考向 2．（2024·浙江·高考真题）某动物细胞培养过程中，细胞贴壁生长至接触抑制时，需分装培养，实验操作过程如图。   下列叙述错误的是（    ） A．①加消化液的目的是使细胞与瓶壁分离 B．②加培养液的目的是促进细胞增殖 C．③分装时需调整到合适的细胞密度 D．整个过程需要在无菌、无毒条件下进行 B 刷真题、明考向 A.图示过程与植物原生质体融合的基本原理相同 B.需要将仙台病毒用紫外线等灭活使其失去感染能力 C.图中C细胞进行的细胞分裂方式为有丝分裂 D.将A、B细胞等量混合诱导得到的融合细胞即为杂交细胞 D 3、 [2023·山东青岛模拟] 细胞融合技术是研究细胞遗传、细胞免疫等的重要手段,如图A、B表示两种动物细胞。下列有关说法错误的是( 　) 必备知识：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 考点二、动物细胞融合技术与单克隆抗体 [教材拾遗] (1)[选择性必修 3 P48“相关信息”]灭活指用 　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (2)[选择性必修 3 P48“相关信息”]灭活病毒诱导细胞融合的原理是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　。 物理或化学手段使病毒或细菌失去感染能力,但并不破坏它们的抗原结构 病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能够与细胞膜上的糖蛋白发生作用,使细胞互相凝聚,细胞膜上的蛋白质分子和脂质分子重新排布,细胞膜打开,细胞发生融合 (3)19世纪30年代,科学家曾在患肺结核、天花和麻疹等疾病的病人的病理组织中观察到多核细胞。解释这一现象产生的原因: 。  病毒诱导了患者病理组织中多个体细胞的融合 考点二、动物细胞融合技术与单克隆抗体 4、单克隆抗体在多种疾病的诊断和治疗中发挥重要的作用,下图为利用小鼠制备单克隆抗体的过程,下列有关叙述正确的是( 　) A.提取的B淋巴细胞有多种,是因为一种抗原可 诱导产生多种B细胞 B.诱导动物细胞融合的方法与诱导植物原生质 体融合的方法完全相同 C.在具有杂交瘤细胞的培养板上滴加相应抗体, 出现阳性反应的即为目标细胞 D.筛选出的目标杂交瘤细胞可在体外条件或注射到小鼠腹腔内进一步增殖培养 D 必备知识：单克隆抗体及其应用 (1)制备原理 ①一种B淋巴细胞只能分泌一种抗体,B淋巴细胞在体外　　　　无限增殖。  ②骨髓瘤细胞能　　 　　。  ③B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合得到的　　　　细胞,既能迅速大量增殖,又能产生专一的抗体。 不能 无限增殖 杂交瘤 考点二、动物细胞融合技术与单克隆抗体 (2)制备过程 B淋巴细胞 选择 多种杂交瘤细胞 刺激机体发生免疫应答，从而得到能产生特定抗体的B淋巴细胞 资料：①细胞合成DNA包括D和S两条途径，其中D途径能被氨基蝶呤阻断。 ②免疫的B淋巴细胞中有这两种DNA的合成途径，但它不能分裂增殖，其本身也不能在体外长期存活。 ③鼠骨髓瘤细胞中只有D途径，没有S途径，但它能不断分裂增殖。如果它的D途径被阻断的话，它会因不能合成DNA而死亡。 加入氨基蝶呤的选择培养基筛选 抗原与抗体的反应具有特异性 考点二、动物细胞融合技术与单克隆抗体 ②单克隆抗体的优点 a.能准确地识别抗原的细微差异，与特定抗原发生 结合(特异性强、灵敏度高)。b.可以 制备。 特异性 大量 (3)单克隆抗体的应用 ①被广泛用作 试剂，在多种疾病的诊断和病原体鉴定中发挥重要的作用。 ②运载 ③用于 。 诊断 药物 治疗疾病 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。 a.ADC的抗体和药物各具有什么作用?   　 。  b.除了细胞毒素,还有哪些物质理论上可以作为ADC的药物?   　。 导向和治疗 放射性同位素和化学药物等 细胞毒素 单克隆抗体 抗体、接头和药物(如细胞毒素) 考点二、动物细胞融合技术与单克隆抗体 1.（2024·江西·高考真题）某病毒颗粒表面有一特征性的大分子结构蛋白S（含有多个不同的抗原决定基，每一个抗原决定基能够刺激机体产生一种抗体）。为了建立一种灵敏、高效检测S蛋白的方法，研究人员采用杂交瘤技术制备了抗-S单克隆抗体（如图）。下列说法正确的是（    ）   A．利用胶原蛋白酶处理，可分散贴壁生长的骨髓瘤细胞 B．制备的单克隆抗体A和单克隆抗体B是相同的单克隆抗体 C．用于生产单克隆抗体的杂交瘤细胞可传代培养，但不能冻存 D．单克隆抗体A和单克隆抗体B都能够特异性识别S蛋白 AD 刷真题、明考向 2.（2024·湖北·高考真题）糖尿病是危害人类健康的主要疾病之一。恢复功能性胰岛B细胞总量是治疗糖尿病的重要策略。我国学者研究发现，向患有糖尿病的小鼠注射胰高血糖素受体单克隆抗体（mAb），可以促进胰岛A细胞增殖，诱导少数胰岛A细胞向胰岛B细胞转化，促进功能性胰岛B细胞再生。根据上述实验结果，下列叙述错误的是（    ） A．mAb的制备可能涉及细胞融合技术 B．注射mAb可降低胰腺分泌胰高血糖素的量 C．mAb和胰高血糖素均能与胰高血糖素受体特异性结合 D．胰高血糖素主要通过促进肝糖原分解和非糖物质转化为糖，升高血糖水平 B 刷真题、明考向 5、 [2023·山东潍坊模拟] 如图所示为治疗性克隆的基本过程,首先取病人的体细胞核移植到去核的卵母细胞中,在早期胚胎形成后,从中分离获得胚胎干细胞(ES细胞),对ES细胞进行基因修饰和定向分化处理,将定向分化后的细胞移植给病人,从而达到治疗疾病的目的。下列相关叙述不正确的是 ( 　) A.接受细胞核的卵母细胞处于减数第二次分裂中期 B.获得图中去核的卵母细胞时,可通过显微操作去核 C.图中形成的器官用于移植,理论上可以避免免疫 排斥反应 D.治疗性克隆过程采用的技术有核移植技术和胚胎 移植技术 D 考点三、动物体细胞核移植技术和克隆动物 必备知识：1、动物细胞核移植技术的概念和类型 (1)概念 将动物一个细胞的 移入去核的 中，使这个重新组合的细胞发育成 ，继而发育为 的技术。(2)原理： 。 (3)类型：哺乳动物核移植可分为 核移植和 核移植，其中 核移植较易成功。 细胞核 卵母细胞 新胚胎 动物个体 动物体细胞核具有全能性 胚胎细胞 体细胞 胚胎细胞 考点三、动物体细胞核移植技术和克隆动物 2.体细胞核移植的过程 MⅡ 重构胚 ①选择卵母细胞作为核移植受体细胞的原因: a.卵母细胞体积大,易操作; b.含促使细胞核表达全能性的物质和营养条件。 ②将供体细胞整个注入去核卵母细胞中的原因: a.对卵母细胞损伤较小; b.保证供体细胞的细胞核不被破坏,操作方便。 ③卵母细胞“去核”的对象减数分裂Ⅱ中期(MⅡ期)卵母细胞中的“核”其实是 　　　　　　　　　。 纺锤体—染色体复合物 ④通过体细胞核移植技术培育的克隆动物，不是对体细胞供体动物进行了100%的复制，原因是 克隆动物绝大部分DNA来自供体细胞核，其核外还有少量的DNA 3.应用前景及存在的问题 遗传改良 生物反应器 转基因克隆动物 胚胎干细胞 前景 畜牧业 加速家畜　　　　　　进程,促进优良畜群繁育  保护濒危物种 医药 卫生 ①作为　　　　　　　　生产医用蛋白  ②　　　　　　　　的细胞、组织和器官可用于异种移植  ③人核移植　　　　　　经过诱导分化形成相应的组织、器官,可用于器官移植  问题 成功率　　　  克隆动物存在　　　　问题,表现出遗传和生理缺陷  非常低 健康 1.（2024·北京·高考真题）我国科学家体外诱导食蟹猴胚胎干细胞，形成了类似囊胚的结构（类囊胚），为研究灵长类胚胎发育机制提供了实验体系（如图）。相关叙述错误的是（    ）   A．实验证实食蟹猴胚胎干细胞具有分化潜能 B．实验过程中使用的培养基含有糖类 C．类囊胚的获得利用了核移植技术 D．可借助胚胎移植技术研究类囊胚的后续发育 C 刷真题、明考向 $$