2026届高三生物一轮复习课件第52讲 动物细胞工程 (2)
2026-01-31
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精品
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 生物学 |
| 教材版本 | 高中生物学人教版选择性必修3 生物技术与工程 |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | 第2节 动物细胞工程 |
| 类型 | 课件 |
| 知识点 | 动物细胞的培养和核移植技术 |
| 使用场景 | 高考复习-一轮复习 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | PPTX |
| 文件大小 | 100.18 MB |
| 发布时间 | 2026-01-31 |
| 更新时间 | 2026-02-03 |
| 作者 | 小贺老师 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-01-31 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/56259905.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
该高中生物学高考复习课件聚焦“动物细胞工程”专题,覆盖动物细胞培养、干细胞培养、细胞融合与单克隆抗体、细胞核移植四大核心考点,依据高考评价体系分析考点权重,归纳流程分析、原理判断等常考题型,体现备考针对性。
课件亮点在于“考点梳理+真题精析+素养提升”,如结合2025年多省真题解析单克隆抗体制备流程,通过科学思维分析两次筛选逻辑,借助探究实践拆解核移植技术步骤,帮助学生掌握答题技巧,教师可据此高效指导复习。
内容正文:
第52讲 动物细胞工程
贺老师
大概念九
利用生物技术与工程生产对人类有用的产品
1
动物细胞培养
动物细胞工程
概念:从动物体中取出相关的组织,将它分散成单个细胞,然后在适宜的培养条件下,让这 些细胞生长和增殖的技术
培养条件
动物体细胞核移植技术
概念:将动物一个细胞的细胞核移入去核的卵母细胞中,使这个重新组合的细胞发育成新胚 胎,进而发育成动物个体的技术
动物细胞融合
概念:使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技
诱导融合的常用方法①物理法:电融合法等。②化 学法:PEG融合法等。③生物法:灭活病毒
意义:突破了有性杂交的局限,使远缘杂交成为可能
单克隆抗体:B 淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合经两次筛选后得杂交瘤细胞,将杂交瘤细胞在培养基中培 养,从培养基中分离抗体。优点:特异性强、灵敏度高、可以大量制备
培养基:液体培养基,除加碳源、氮源、水和无机盐外,还要加动物血清血浆
无菌、无毒的环境;动物细胞培养所需气体主要有02和CO2
适宜的温度:哺乳动物多以(36.5±0.5)℃为宜;适宜的pH:多数细胞生存的适宜pH为7.2~7.4。
原理:动物细胞核的全能性
2
考点一:动物细胞培养
1
概念:
动物体
组织
单个细胞
细胞生长和增殖
取出
分散
适宜条件
①从动物体取出的成块组织中,细胞与细胞靠在一起,彼此限制了生长和增殖;
②能使细胞与培养液充分接触,更易进行物质交换。
细胞增殖(有丝分裂)
原理:
对象:
目的:
获得细胞或细胞产物;不能获得完整动物个体
胚胎或幼龄动物的细胞
幼龄个体的细胞分化程度低、分裂能力强,易培养。
未体现动物细胞的全能性
地位:
动物细胞工程的基础
3
哺乳动物细胞培养的温度多以 为宜;
营养条件:
除糖类、氨基酸、无机盐和维生素等细胞所需的营养物质外,通常还需加入血清等一些天然成分
无菌、无毒的环境
①对________和________________进行_______处理;
②在__________下进行操作;
③还需要定期____________。
培养液
所有培养用具
灭菌
无菌环境
更换培养液
以便清除代谢物,防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害
多数动物细胞生存的适宜pH为________
①适宜的温度:
36.5±0.5℃
7.2-7.4
维持细胞正常的形态和功能
②适宜的pH:
③适宜的渗透压:
温度、PH和渗透压
其中的O2是细胞代谢所必需
维持培养液的pH
(95%)空气:
(5%)CO2:
气体环境
+
合成培养基(液体)
血清
CO2培养箱
思考:如何解决培养过程中的细菌污染?
在细胞培养液中添加一定量的抗生素
人们对动物细胞所需营养物质尚未全部研究清楚,
动物血清中某些含人类未知、细胞生长增殖所必需的物质。
2
培养条件:
用培养皿或松盖培养瓶,置于含有95%空气和5%CO2的混合气体的CO2
4
取动物组织
用机械法或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理
分散成单个细胞
解决
悬浮生长
贴壁生长
(大多数)
细胞密度过大、有害代谢物积累、营养物质缺乏等
接触抑制
传代培养
细胞悬液
原代培养
分瓶
培养
加培养液
在培养皿或培养瓶内
细胞分裂受阻
悬浮培养的细胞:直接用离心法收集
贴壁细胞:用胰蛋白酶处理分散成单个细胞,用离心法收集
②加培养液制成细胞悬液,分瓶培养
①收集细胞
细胞悬液
细胞贴壁、接触抑制
3
培养过程:
原代培养特指从体内取出组织或细胞后进行的初次培养,而第一代细胞则是指细胞在培养过程中经历的第一次增殖。区分原代培养和传代培养的关键是看用胰蛋白酶处理的对象和是否分瓶。分瓶前,第一次用胰蛋白酶对动物组织进行处理后的培养是原代培养;第二次用胰蛋白酶处理,使细胞从瓶壁上脱离下来,分瓶后的细胞培养为传代培养。
5
保持细胞正常的二倍体核型(遗传物质不改变);
部分细胞的细胞核型可能会发生变化,增殖缓慢,甚至完全停止
大部分细胞衰老死亡
遗传物质
改变
问题2:正常细胞能否一直传代培养下去?
50代细胞:
无限传代:
细胞系
10~50代:
细胞株
<10代:
少数细胞会克服细胞寿命的自然极限,获得不死性,
这些细胞已经发生了突变,正朝癌细胞发展
问题1:如何区分原代培养和传代培养?
关键是看用胰蛋白酶处理的对象和是否分瓶
①分瓶前,第一次用胰蛋白酶对动物组织进行处理后的培养是原代培养。
②第二次用胰蛋白酶处理,使细胞从瓶壁上脱离下来,分瓶后的细胞培养为传代培养。
判断:培养动物细胞的第一代(即第一次细胞增殖)被称为原代培养。( )
×
原代培养不仅仅包括第一代细胞,还包括了后续几代(通常至第十代)的细胞。
在酶消化的基础上,用无菌吸管反复轻柔吹打消化后的组织悬液,物理性撕开未完全分散的组织团块。 注意吹打力度轻柔,过度剧烈吹打会造成细胞膜破损、细胞死亡,降低活细胞率。 “10 代” 是判断细胞遗传稳定性的界限,不是原代和传代的界限。
仅适用于软组织,纤维组织单纯依靠机械力无法分散,还会严重损伤细胞。
6
比较项目 植物组织培养 动物细胞培养
原理
培养基性质
培养基特有成分
培养过程
培养结果
培养目的
相同点
获得细胞或细胞产物
常用固体培养基
完整植株
动物血清
常用液体培养基
细胞增殖(有丝分裂)
植物细胞的全能性
获得大量细胞
快速繁殖等
植物激素
①培养过程中细胞都进行有丝分裂,不涉及减数分裂;
②均需无菌操作,需要适宜的温度、pH等条件。
原代培养、传代培养
脱分化、再分化
植物组织培养和动物细胞培养的比较
7
考点二:干细胞培养及其应用
(2)分布:
(3)分类:
动物和人体内仍保留的少数具有分裂和分化能力的细胞。
在一定条件下,干细胞可以分化成其他类型的细胞。
(1)干细胞的概念:
干细胞存在于 、 和 等多种组织和器官中。
早期胚胎
骨髓
脐带血
胚胎干细胞
成体干细胞
按来源
全能干细胞
多能干细胞
按分化潜能
专能干细胞
受精卵
原始胚胎干细胞
囊胚
胎儿
成人
胚胎干细胞
成体干细胞
8
1
成体干细胞细
(1)分布:
(3)特点:
(2)常见类型
存在于 组织或器官内的干细胞
造血干细胞
神经干细胞
精原干细胞
具有 性,只能分化成 细胞或组织, 发育成完整个体的能力。
成体
(骨髓、外周血和脐带血中)
(神经系统中)
(睾丸中)
组织特异
特定的
不具有
(4)作用:
有着自我更新能力 及分化潜能的干细胞,与组织、器官的 、 和
等密切相关。
发育
再生
修复
治疗神经组织损伤和神经系统退行性疾病(如帕金森病、阿尔茨海默病等)
治疗白血病及一些恶性肿瘤放疗或化疗后引起的造血系统、免疫系统功能障碍等疾病。
造血干细胞→
神经干细胞→
造血干细胞:发现最早、研究最多、应用最成熟
治疗细胞损伤造成的疾病
考点二:干细胞培养及其应用
9
考点二:干细胞培养及其应用
2
胚胎干细胞(简称ES细胞)
(1)分布:
(2)特点:
(3)应用实例:
(4)局限性:
存在于 中
具有分化为成年动物体内的 类型的细胞,并进一步形成机体的 甚至________ 的潜能。
目前科学家已分离出了小鼠、兔、牛、猴和人等的ES细胞,在体外培养可分化成心肌细胞、神经元细胞和造血干细胞等细胞。
必须从胚胎中获取 ,涉及 ;因而限制了在医学上的应用。
早期胚胎
任何一种
个体
所有组织和器官
伦理问题
10
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,称为诱导多能干细胞,简称iPS细胞。
(1)概念:
3
诱导多能干细胞(iPS细胞)
(2)诱导方法:
①借助载体将 或 导入细胞(成纤维细胞以及已分化
的 均可);
②用 诱导形成。
特定基因
特定蛋白
T细胞、B细胞
小分子化合物
(3)优点:
①诱导过程无须破坏胚胎,不涉及伦理问题;
(4)风险:
存在着导致肿瘤发生的风险。
②iPS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。
(5)应用:
①治疗小鼠的镰状细胞贫血;
②用iPS细胞治疗阿尔茨海默病、心血管疾病等领域的研究也取得了新进展。
11
考点三:动物细胞融合技术与单克隆抗体
1
动物细胞融合技术
1.概念:
指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术。
2.原理:
细胞膜具有一定的流动性
3.结果:
形成杂交细胞
4.诱导方法:
与植物原生质体融合的方法相同
物理法
电融合法等
化学法
聚乙二醇(PEG)融合法
生物法
灭活病毒诱导法
动物细胞融合特有
细胞核的融合
→具有原来两个或多个细胞的遗传信息。
6. 意义:
突破了有性杂交的局限,使远缘杂交成为可能。
至今,种间、属间、科间、甚至动物和植物之间的细胞融合都已获得了成功。
5.融合实质及完成的标志:
灭活病毒诱导细胞融合的原理是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。
12
考点三:动物细胞融合技术与单克隆抗体
2
单克隆抗体及其应用
①方法:
②缺点:
(1)传统抗体的获得
抗原
产量低、
特异性差
纯度低、
向动物体内反复注射某种抗原
动物细胞融合
动物细胞培养
单克隆抗体
一种B淋巴细胞(只分泌一种特异性抗体)
骨髓瘤细胞(癌细胞)能在体外无限增殖
杂交瘤细胞
既能迅速大量增殖,又能产生专一抗体
(2)大量制备单一抗体的思路:
13
用特定抗原免疫小鼠
骨髓瘤细胞的培养
经过免疫的B淋巴细胞
骨髓瘤细胞
融合
多种细胞
B-B 、B-瘤 、瘤-瘤 (B、瘤)
2
单克隆抗体及其应用
(3)制备单克隆抗体的过程
小鼠的脾脏中获取
阶段一:动物细胞融合
14
骨髓瘤细胞合成DNA的途径被氨基喋呤阻断,骨髓瘤细胞死亡
B淋巴细胞培养几天后死亡(正常细胞不能无限增殖)
杂交瘤细胞(既能大量增殖,又能产生抗体)
置于选择培养基上培养
B-B 、B-瘤 、瘤-瘤 (B、瘤)
阶段二:筛选杂交瘤细胞(第一次筛选)
(3)制备单克隆抗体的过程
15
阶段三:筛选分泌专一抗体的杂交瘤细胞(第二次筛选)
方法:
用培养液 稀释培养
杂交瘤细胞(多种)
每一个孔中尽量只接种一个杂交瘤细胞
克隆化培养、抗体检测
抗原—抗体特异性结合
原理:
抗体检测呈 阳性的杂交瘤细胞
多孔细胞培养板
阳性孔中的细胞还不能保证是来自单个细胞,挑选阳性孔的细胞继续进行有限稀释,一般需进行3~4次,直至确信每个孔中增殖的细胞为单克隆细胞。
阳性孔
使用96孔板培养和筛选杂交瘤细胞,每一个孔尽量只接种一个杂交瘤细胞,即将单个杂交瘤细胞单独培养,通过克隆化培养和抗体检测,即可获得大量能分泌所需抗体的杂交瘤细胞。阳性孔中的细胞还不能保证是来自单个细胞,挑选阳性孔的细胞继续进行有限稀释,一般需进行3~4次,直至确信每个孔中增殖的细胞为单克隆细胞。【原理】将杂交瘤细胞培养液稀释后滴入多孔板,如果稀释度足够高,多孔板的一个孔里就可能只有1个杂交瘤细胞,培养之后(即克隆化培养),用标记的抗原检测每个小孔上清液里是否含有我们需要的特异性的抗体(抗原抗体能结合即为阳性孔)。这样经过多次克隆化培养以及有限稀释法的筛选,就能选出需要的那种杂交瘤细胞。
如果上清液中有对应的特异性抗体,就会与抗原特异性结合,通过显色、荧光等信号判断为阳性孔。
16
单克隆抗体制备过程中两次筛选的比较
项目 第一次筛选 第二次筛选
筛选
原因
目的
筛选
方法
筛选出杂交瘤细胞
筛选出能分泌所需抗体的杂交瘤细胞
由于小鼠在生活中还受到其他抗原的刺激,所以经选择培养获得的杂交瘤细胞中有能产生其他抗体的细胞
用特定的选择培养基(HAT培养基)筛选:未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡,只有融合的杂交瘤细胞才能生长。
克隆培养、抗体检测:用多孔细胞培养板培养,在每一个孔中尽量只接种一个杂交瘤细胞的情况下进行克隆化培养和抗体检测,经多次筛选得到足够数量的能分泌所需抗体的杂交瘤细胞。
诱导融合后得到的细胞中,除杂交瘤细胞之外,还有未融合的亲本细胞,也有融合的具有同种核的细胞
17
阶段四:动物细胞培养
抗体检测呈阳性
的杂交瘤细胞
体外培养
体内培养
(注射到小鼠腹腔内)
单克隆抗体
从细胞培养液中提取
从小鼠腹水中提取
优点:可大规模培养,大量生产
缺点:需要人为控制培养条件,成本相对较高
优点:易于控制培养条件,成本较低
缺点:规模小,产量少
——获得大量单克隆抗体
培养杂交瘤细胞的方法有哪些?从哪里收集产物?方法的优缺点?
(3)制备单克隆抗体的过程
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融合所用的 B 细胞,是已经经过抗原免疫的效应 B 细胞,携带了对应的抗体基因。杂交瘤细胞继承了这一遗传特性,后续培养过程中,不需要再给细胞注射抗原,只要提供合适的培养条件,就能自主合成并分泌抗体。
判断:向杂交瘤细胞培养液中加入抗原,诱导其产生抗体( )
×
单克隆抗体制备的过程中,应用到的技术手段:
动物细胞融合技术、动物细胞培养技术
19
单克隆抗体
第二次筛选
杂交细胞
杂交瘤细胞
体外或
体内培养
第一次筛选
骨髓瘤细胞
诱导融合
分泌特异抗体的杂交瘤细胞
杂交瘤细胞群
提取
已免疫的B淋巴细胞
动物细胞融合技术
动物细胞培养技术
既能大量繁殖
又能产生抗体
注射抗原
单克隆抗体制备的过程中,应用到的技术手段
单克隆抗体的制备
细胞膜的流动性
细胞增殖
小结:
单克隆抗体制备过程的原理 用到哪些技术?
20
优点
灵敏度高、特异性强、可大量制备
准确地识别抗原的细微差异
与特定抗原发生特异性结合
①作为诊断试剂
②作为药物治疗疾病
应用
③运载药物
诊断疾病
治疗疾病
利用放射性同位素或荧光等标记的单克隆杭体,在特定的组织中成像的枝术,可定位诊断肿瘤、心血管畸形等疾病。
考点三:动物细胞融合技术与单克隆抗体
2
单克隆抗体及其应用
结合同位素的单抗
荧光标记的单抗
(靶向治疗)
21
ADC=单克隆抗体 + 接头 + 药物
瞄准装置
爆炸装置
抗体-药物偶联物(ADC),将细胞毒素与能特异性识别肿瘤抗原的单克隆抗体结合,实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤。
发挥靶向运输作用
发挥治疗效应。如杀伤靶细胞。
考点三:动物细胞融合技术与单克隆抗体
2
单克隆抗体及其应用
22
植物体细胞杂交 动物细胞融合
原理
细胞融合前的
处理方法
诱导细胞融合
的方法
细胞融合成功
的标志
意义
主要用途
细胞膜具有一定的流动性
植物细胞的全能性
细胞膜具有一定的流动性
用果胶酶和纤维素酶去壁
用胰蛋白酶或胶原蛋白酶使细胞分散成单个细胞
电融合法、高Ca2+-高pH融合法;
离心法、聚乙二醇(PEG)融合法
聚乙二醇(PEG)融合法、
电融合法、灭活病毒诱导法
再生出细胞壁
细胞核的融合
打破生殖隔离,实现远缘杂交育种,培育植物新品种
突破了有性杂交的局限,使远缘杂交成为可能
获得完整的杂种植株
主要用于制造单克隆抗体
植物体细胞杂交和动物细胞融合的比较
23
考点四:动物体细胞核移植技术和克隆动物
1
动物细胞核移植技术
将动物的一个细胞的细胞核,移入去核的卵母细胞中,使这个重新组合的细胞发育成新胚胎,继而发育成动物个体的技术。
供体
受体
克隆动物
1.概念:
2.原理:
动物细胞核的全能性
3.生殖方式:
无性生殖
→保持优良性状
4.类型:
胚胎细胞核移植:
体细胞核移植:
细胞分化程度低,表现全能性容易
细胞分化程度高,表现全能性十分困难
动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植
24
考点四: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
(以体细胞克隆牛为例)
采集牛卵巢中的卵母细胞,在体外培养到MⅡ期
从供体高产奶牛取体细胞
显微操作去核
(实际上是去除
)
动物细胞培养
将供体细胞注入去核卵母细胞
(1)选择卵母细胞作为核移植的受体原因:
①卵母细胞体积大,易操作
②含有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:
保证供核不被破坏,操作也更方便。
实质是直接将供体细胞注入去核卵母细胞的 内
MⅡ期的次级卵母细胞
透明带
纺锤体-染色体复合物
25
考点四: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
电融合法使两细胞融合
供体核进入卵母细胞
形成重构胚
激活重构胚
使其完成细胞分裂和发育进程
早期胚胎
用物理或化学方法:
(电刺激、Ca2+载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂)
将胚胎移入(受体)代孕母牛
生出与供体奶牛遗传物质基本相同的犊牛(克隆牛)
(3)该过程中应用到的技术
动物细胞核移植
动物细胞培养
动物细胞融合
早期胚胎培养
胚胎移植
激活重构胚目的是?激活的本质,就是人为模拟受精作用的激活信号,解除重构胚的发育阻滞,启动细胞周期,让重构胚开始有丝分裂,逐步发育成早期胚胎。通过短暂的电场刺激,改变细胞膜的通透性,触发胞内钙离子浓度变化,模拟精子入卵的信号,从而激活重构胚。使用化学试剂进行处理,常见的有钙离子载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等。这些物质同样可以诱导胞内信号变化,解除细胞周期阻滞,启动胚胎发育。
26
采集卵母细胞,在体外培养到MⅡ期
从供体高产奶牛身上取体细胞
显微操作 去核
对体细胞 进行培养
去核的卵母细胞
供体细胞
电融合法
将供体细胞注入去核的卵母细胞
重构胚
用物理或化学方法激活
早期胚胎
将胚胎移入受体(代孕)母牛体内
生出与供体奶牛遗传物质基本相同的犊牛
早期胚胎培养
动物细胞培养
胚胎移植
动物细胞融合
动物细胞核移植技术
动物细胞核移植的过程
27
(1)动物体细胞核移植技术证明了?(原理)
该技术证明了:
已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性。
(2)从遗传物质的角度分析,克隆动物是对体细胞供体动物进行了100%的复制吗?
② 生物性状还受环境因素的影响。
① 克隆动物遗传物质来源
核遗传物质:
全部来自 。
供体动物的细胞核
质遗传物质:
一部分来自 细胞,
另一部分来自 。
供体
受体卵母细胞
③ 克隆动物在个体发育过程中有可能发生基因突变、染色体变异等可遗传变异。
表现型 = 基因型 + 环境
2
体细胞核移植的过程
28
体细胞核移植技术的应用前景
(1)在畜牧生产中:
加速家畜遗传改良进程、促进优良畜群繁育
2018年,中国西北农林科技大学成功克隆荷斯坦奶牛“妞妞”,其核供体为年产奶量超10吨的精英母牛。后续批量克隆的奶牛群体乳蛋白含量提升12%,繁殖效率提高30%。
29
转基因体细胞
体细胞核移植技术的应用前景
(2)在医药卫生领域:
①通过建立转基因体细胞系,再利用体细胞核移植技术培育的转基因克隆动物可以作为生物反应器,生产许多珍贵的医用蛋白;
乳腺生物反应器
如果科学家获得了一个药用蛋白基因,如何生产大量药用蛋白?
30
体细胞核移植技术的应用前景
(2)在医药卫生领域:
②在治疗人类疾病时,转基因克隆动物的细胞、组织或器官可以用于异种移植。
③以患者作为供体培育的人核移植胚胎干细胞,经过诱导分化能形成相应的细胞、组织或器官,将它们移植给患者时可以避免发生免疫排斥反应。
(治疗性克隆)
首先用高分子化学材料——聚羟基乙酸制成所需人体器官的形状,然后植入人的细胞(这只展出的老鼠身上植入的是它自己的细胞),缝合在裸鼠背上。经过细胞快速生长,人造模子会自己降解消失,器官与老鼠成为一体,最后可移植到人体上。这种全身无毛的老鼠叫裸鼠,没有免疫力,这样才不会对那只“人耳”产生排异反应。这项技术能应用于人体组织、器官的再造。这项科研技术成熟后,人身上缺少或损坏的组织器官都可以修补上。
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前景 畜牧业 加速家畜 进程、促进优良畜群繁育
医药
卫生 ①作为 生产医用蛋白;
② 的细胞、组织或器官可以用于异种移植;
③人核移植 经过诱导分化形成相应的细胞、组织或器官,可用于器官移植
科学
研究 ①研究克隆动物可使人类更深入地了解 及衰老过程;
②克隆一批遗传背景相同的动物,可以通过它们之间的对比来分析______ ;
③克隆特定疾病模型的动物,为研究 和开发相应的药物提供帮助
保护濒危物种
问题 ①成功率 ;②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
胚胎发育
致病基因
致病机制
非常低
健康
遗传和生理缺陷
3
体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题
增加濒危物种的存活数量
人核移植胚胎干细胞,是通过体细胞核移植技术获得重构胚,将重构胚培养至囊胚阶段,从囊胚的内细胞团中分离、筛选得到的胚胎干细胞,理论上具备发育的全能性,可分化为成年动物体内任何一种组织细胞。
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病人
取核
去核卵母细胞
重构胚胎
各种细胞组织或器官
诱导
取出
体细胞
核移植
移植
成纤维细胞
取出
转入相关因子
各种细胞组织或器官
iPS细胞
取出
胚胎干细胞
诱导
移植
治疗性克隆
iPS细胞治疗
细胞发生转化
体细胞核移植技术与诱导iPS细胞用于器官移植相比,有什么相似或不同之处?请你预测它们应用前景的差异。
通过体细胞核移植技术可以生成带有核供体细胞遗传物质的胚胎干细胞;诱导iPS细胞需要在细胞中表达几个关键基因,将细胞逆转到类似胚胎干细胞的状态。
33
体细胞核移植技术与诱导iPS细胞相比,有什么相似或不同之处?请你预测它们应用前景的差异。
体细胞核移植技术 诱导iPS细胞
过程
细胞的来源
操作难度
都能生成干细胞,但它们的过程是完全不同的
对核供体细胞有较高要求,一般情况下体细胞的分化程度越高,它重编为干细胞的成功率就越低
可诱导成为iPS细胞的细胞来源相对广些,研究表明成纤维细胞、B淋巴细胞、脂肪干细胞等都可以诱导成为iPS细胞
涉及采集卵母细胞、去核、融合等复杂的操作
技术流程相对简单,可能更适合用于生产实践
目前科学家还在研究由这两种技术生成的干细胞在基因表达、DNA甲基化等方面的差异,这些研究成果也将直接影响它们今后的应用。
34
1.(2025·广东·高考真题)将人眼睑成纤维细胞传代培养后,再培养形成支架,在该支架上接种人口腔黏膜上皮细胞,培养一段时间后分离获得上皮细胞片层,可用于人工角膜的研究。上述过程不涉及( )
A.制备细胞悬液
B.置于5%CO2等适宜条件下培养
C.离心收集细胞
D.用胰蛋白酶消化支架后分离片层
D
不用胰蛋白酶消化支架,避免将上皮细胞片层分离成单独细胞。
真题必刷
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2.(2025·湖北·高考真题)利用犬肾细胞MDCK扩增流感病毒,生产流感疫苗,具有标准化、产量高等优点。但MDCK细胞贴壁生长的特性不利于生产规模的扩大,严重制约疫苗的生产效率。研究人员通过筛选,成功获得一种无成瘤性的(多代培养不会癌变)、可悬浮培养的MDCK细胞——XF06.下列叙述错误的是( )
A.XF06悬浮培养可提高细胞密度,进而提升生产效率
B.采用无成瘤性细胞生产疫苗,是为了避免疫苗中有致瘤DNA的污染
C.可采用离心技术从感染病毒的细胞裂解液中分离出流感病毒
D.细胞贴壁生长特性的改变是由于流感病毒感染所导致
D
是通过筛选获得的遗传特性,
而非流感病毒感染所致。
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3.(2025·安徽·高考真题)细胞工程技术已在生物制药和物种繁育等领域得到了广泛应用。下列关于动物细胞工程的叙述,正确的是( )
A.从动物体内取出组织,用胰蛋白酶处理后直接培养的细胞称为传代细胞
B.将特定基因或特定蛋白导入已分化的T细胞,可将其诱导形成iPS细胞
C.将B淋巴细胞与骨髓瘤细胞混合,经诱导融合的细胞即为能分泌所需抗体的细胞
D.采用胚胎分割技术克隆动物常选用桑葚胚或囊胚,因这两个时期的细胞未发生分化
B
原代
需要筛选
已经开始分化
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4.(2025.江西卷)诱导多能干细胞(ips细胞)在生物医药领域有广阔的应用前景。研究人员利用多种小分子化合物协同诱导小鼠胎儿成纤维细胞,成功获得ips细胞。下列叙述错误的是( )
A.小分子化合物改变了小鼠胎儿成纤维细胞的基因表达
B.小鼠胎儿成纤维细胞形成ips细胞的过程属于细胞分化
C.利用胰蛋白酶处理小鼠胎儿某些组织可获得分散的成纤维细胞
D.培养小鼠胎儿成纤维细胞和ips细胞时需提供一定浓度的CO2
去分化(逆分化)
B
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5.(2025·甘肃·高考真题)肿瘤坏死因子α(TNF-α)是一种细胞因子,高浓度时可以引发疾病。研究者利用细胞工程技术制备了TNF-α的单克隆抗体,用于治疗由TNF-α引发的疾病,制备流程如下图。下列叙述正确的是( )
A.①是从小鼠的血液中获得的骨髓瘤细胞
B.②含未融合细胞、同种核及异种核融合细胞
C.③需用特定培养基筛选得到大量的杂交瘤细胞
D.④需在体外或小鼠腹腔进行克隆化培养和抗体检测
B
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骨髓瘤细胞应该从骨髓中获取,A错误;诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合,利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞,但不能得到大量的,C错误;进行克隆化培养,即用培养基培养和注入小鼠腹腔中培养,抗体检测不是在小鼠腹腔内进行,D错误。
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6.(2025·黑吉辽蒙卷·高考真题)(多选)下图是制备抗白细胞介素-6(IL-6)单克隆抗体的示意图。下列叙述错误的是( )
A.步骤①给小鼠注射IL-6后,应从脾中分离
筛选T淋巴细胞
B.步骤②在脾组织中加入胃蛋白酶,制成单
细胞悬液
C.步骤③加入灭活病毒或PEG诱导细胞融合,体现了细胞膜的流动性
D.步骤④经过克隆化培养和抗体检测筛选出了杂交瘤细胞
ABD
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步骤①给小鼠注射IL-6后,从小鼠的脾中获取B淋巴细胞,A错误;步骤②需要在组织中加入胰蛋白酶或胶原蛋白酶,使其成为单细胞,进而制成悬液,B错误;步骤④是在选择培养基上筛选得到的杂交瘤细胞,该过程得到的杂交瘤细胞不一定能产生所需抗体,步骤⑤克隆化培养和抗体检测筛选出了分泌所需抗体的杂交瘤细胞,D错误。
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7.(2025·山东·高考真题)利用动物体细胞核移植技术培育转基因牛的过程如图所示,下列说法错误的是( )
A.对牛乙注射促性腺激素是为了收集更多的卵母细胞
B.卵母细胞去核应在其减数分裂Ⅰ中期进行
C.培养牛甲的体细胞时应定期更换培养液
D.可用PCR技术鉴定犊牛丁是否为转基因牛
B
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卵母细胞去核应在其减数分裂Ⅱ中期进行,B错误。
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8.(2025·重庆·高考真题)为保护濒危哺乳动物甲,科研工作者将甲的近亲物种乙(种群数量多)进行了如图所示的研究,下列叙述正确的是( )
A.克隆动物的核基因组来源于甲、乙
B.体外受精需用获能的精子与MI期的卵母细胞受精
C.囊胚①的内细胞团可发育为胎盘、个体 D.滋养层可影响内细胞团的发育
D
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克隆动物的核基因组来源于甲,细胞质中的基因来源于乙,A错误;体外受精需用获能的精子与MⅡ期的卵母细胞受精,而不是MI期,B错误;囊胚①的内细胞团可发育为个体,滋养层细胞发育为胎膜和胎盘,C错误。
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