2027届高考生物人教版一轮复习课件 第40讲 动物细胞工程

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、细胞融合、单克隆抗体制备及核移植技术等核心考点，依据高考评价体系分析近三年19省市真题，明确动物细胞培养（占比超60%）、单克隆抗体（35%）等高频考点，归纳原理辨析、过程步骤、实验分析等常考题型，构建系统备考框架。 课件亮点在于“真题情境+素养导向”的复习策略，如结合2025北京卷“培养基pH变化”题培养科学思维，通过单克隆抗体制备中两次筛选对比（选择培养基与抗原-抗体杂交）深化探究实践，特设“易错警示”解析胰蛋白酶处理时长、核移植细胞质影响等难点，助力学生掌握答题逻辑，教师可依托考点权重精准规划复习，提升备考效率。

动物细胞工程 高中生物·一轮复习·第40讲 SW生老师 考情 分析 动物细胞培养 ①2025广东T5　②2025北京T14　　③2025湖北T6　　④2025河北T13⑤2024重庆T8⑥2024浙江T13⑦2024黑吉辽T14⑧2023海南T7 动物细胞融合技术与单克隆抗体 ①2025河北T13②2025安徽T14③2025黑吉辽蒙T19④2024江西T16⑤2023辽宁T7⑥2023北京T12 动物体细胞核移植技术和克隆动物 ①2025山东T14②2025江苏T17③2024北京T11④2024重庆T10⑤2023天津T7 动物细胞培养 PART 01 动物细胞培养 动物细胞核移植 动物细胞融合 生产单克隆抗体 其中动物细胞培养是最基础的技术。 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，然后在适当的培养条件下，让这些细胞生长和增殖的技术。 目的： 获得细胞或细胞产物；不能获得完整动物个体。 原理： 细胞增殖（有丝分裂） 实例： 那么，获得这些细胞或细胞产物的必要条件和具体过程又是怎样的？ 克隆皮肤 皮肤烧伤 1. 营养： 葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、促生长因子、微量元素等+动物血清 2. 无菌、无毒的环境： ①培养液和所有培养用具灭菌处理，无菌操作； ②定期更换培养液，以便清除代谢废物，防止代谢物积累对细胞自身造成危害。 3. 温度、PH和渗透压：（哺乳动物的细胞培养） 温度36.5+0.5度，pH7.2～7.4，也需考虑渗透压因素。 4. 气体环境： 需要的气体是 O2和CO2（通入的气体是95%空气和5% CO2 ） O2和CO2的作用分别是什么？ O₂是细胞代谢所必需的，CO₂ 的主要作用是维持培养液的pH 一、细胞培养的条件 思考：为什么对动物细胞进行培养时通常要添加血清？ 由于人们对细胞所需的营养物质尚未全部研究清楚，血清中含有蛋白质、氨基酸、葡萄糖、激素等，氨基酸有多种，是细胞合成蛋白质的基本成分，其中有些氨基酸动物细胞本身不能合成（称为必需氨基酸），必须由培养液提供； 血清激素有胰岛素、生长激素等及多种生长因子； 血清还含有多种未知的促细胞生长因子、促贴附因子及其他活性物质，能促进细胞的生长、增殖和贴附； 因此，细胞培养时，要保证细胞能够顺利生长和增殖，一般需添加10%～20%的血清。 胚胎或幼龄动物器官组织 取出组织 剪碎 胰蛋白酶处理 单个细胞 细胞悬液 加培养液 培养瓶内培养 转入 培养的细胞有两类： 细胞能够悬浮在培养液中生长增殖； 细胞贴壁长成单层细胞，有接触抑制现象 （原代培养） （分离组织） （分散组织） 二、动物细胞培养的过程 细胞贴壁 接触抑制 原代培养 传代培养 在进行传代培养时，悬浮培养的细胞直接用离心法收集；贴壁细胞需要重新用胰蛋白酶等处理，使之分散成单个细胞，然后再用离心法收集。之后，将收集的细胞制成细胞悬液，分瓶培养 要求：培养瓶（皿）内表面光滑、无毒、易于贴附 细胞的接触抑制 （1）细胞贴壁— 悬液中分散的细胞贴附在瓶壁生长的现象； （2）接触抑制— 当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖的现象 将动物组织处理后的初次培养（10代内）。 （3）原代培养： 当原代培养的细胞贴满瓶壁时，重新用胰蛋白酶处理，使细胞从瓶壁脱落，加培养液制成细胞悬液，分装到2个或2个以上的培养瓶中继续培养（10代后）。 （4）传代培养： 思考·讨论 （1）培养前为什么分散成单个细胞？ ①成块组织中细胞与细胞靠在一起，彼此限制了生长与增殖 ②利于与培养液充分接触，保证O2与营养供应和代谢物及时排出。 （2）将组织分散成单个细胞时为什么要用胰蛋白酶（或胶原蛋白酶）处理？ 胃蛋白酶可以吗？ 胰蛋白酶可以将动物组织细胞间的蛋白质成分酶解，使细胞分散开，获得单个细胞。 胃蛋白酶不可以，pH不适宜。 （3）在用胰蛋白酶处理组织时应注意什么？ 细胞膜含有蛋白质，长时间处理会损伤细胞，因此要控制好时间 动物胚胎或幼龄动物的组织、器官 细胞悬浮液 胰蛋白酶 原代培养 传代培养 大量细胞 单个细胞 加培养液 离体的植物器官、组织或细胞 愈伤组织 根、芽 植物体 脱分化 再分化 接种至培养基 动物细胞培养 植物组织培养 动物细胞培养与植物组织培养有什么相同和不同之处？ 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 培养结果 培养目的 获得细胞及代谢产物 细胞的全能性 大量细胞 植物体 快速繁殖、培育无病毒植株等 葡萄糖、动物血清 蔗糖、植物激素 液体培养基 固体培养基 细胞增殖 植物组织培养和动物细胞培养的比较 干细胞 胚胎干细胞 （ ES细胞） 成体干细胞 造血干细胞 神经干细胞 精原干细胞 动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞。存在于早期胚胎、骨髓和脐带血等多种组织和器官中 存在于早期胚胎中，具有分化成为成年动物体内任何一种类型的细胞，并进一步形成机体的所有组织和器官甚至个体的潜能。 具有组织特异性，只能分化成特定的细胞或组织，不具有发育成完整个体的能力。主要存在于成体的骨 髓、外周血和脐带血中 全能干细胞 多能干细胞 专能干细胞 三、干细胞培养及其应用 胚胎干细胞应用 体外诱导小鼠成纤维细胞 诱导多能干细胞 iPS 临床治疗人类疾病 多种体细胞 定向诱导分化 如：白血病、帕金森病、阿而茨海默病等 iPS细胞用于治疗人类疾病示意图 科学家已尝试采用多种方 法来制备iPS细胞，包括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。 人的核移植胚胎干细胞经诱导分化，形成相应的组织、器官后，可用于组织器官的移植。 干细胞将在再生医学、药物安全性与有效性检测等领域发挥大作用。 动物细胞融合技术与单克隆抗体 PART 02 2.原理 细胞膜的流动性 3.诱导的手段 灭活病毒、PEG、电融合等 4.融合后细胞的类型 AA、AB、BB 成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和生物新品种培育等的重要手段。 为单克隆抗体的制备开辟了新途径。 5.应用： 1.概念 使两 个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术 一、动物细胞融合技术 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 主要用途 意义 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除细胞壁 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、离心法；聚乙二醇（PEG）融合法、高Ca2+-高pH融合法 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 获得完整的杂种植株 主要用于制造单克隆抗体 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 动物细胞融合技术与植物体细胞杂交的比较 讨论： 资料： 人们发现，在动物发生免疫反应的过程中，体内的浆细胞可以产生多达百万种以上的特异性抗体，但是每个浆细胞只分泌一种化学性质单一、特异性强的抗体。要想获得大量的单一抗体，必须用克隆单个B淋巴细胞形成细胞群。 存在什么问题？ 你有什么解决方案？ 浆细胞不能增殖 基因工程 与癌细胞融合 二、单克隆抗体及其应用 要获得既能无限增殖又能产生抗体的细胞。一个极富创造力的方案： 1975年，英国科学家米尔斯坦和德国科学家科勒设计实验获得了单克隆抗体。 1984年获得诺贝尔生理学或医学奖。 一个B淋巴细胞 B淋巴细胞群 单克隆抗体 产生 克隆化 培养 单克隆抗体 （产量高、纯度高、特异性强） 要实现这一方案，需要解决哪些困难？ 细胞融合、筛选、大规模培养 单克隆抗体的制备过程 注射特定蛋白免疫小鼠 培养小鼠 骨髓瘤细胞 多种B淋巴细胞 骨髓瘤细胞 多种细胞 多种杂交瘤细胞 能分泌所需抗体的杂交瘤细胞 选择培养基筛选 克隆化培养 抗体检测 注射到小鼠 腹腔内增殖 体外培养 单克隆抗体 融合 用特定的抗原免疫，从小鼠的脾中得到能产生特定抗体的B淋巴细胞。 用特定的选择培养基进行筛选∶在该培养基上，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。 对选择培养的杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测，经多次筛选，就可获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。 将抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞在体外条件下大规模培养，或注射到小鼠腹腔内增殖。 从细胞培养液或小鼠腹水中获取大量的单克隆抗体。 单克隆抗体制备过程中两次筛选的比较 比较项目 第一次筛选 第二次筛选 筛选原因 诱导融合后得到多种融合细胞,还有未融合的细胞等 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 筛选目的 筛选出杂交瘤细胞 筛选出能分泌所需抗体的杂交瘤细胞 筛选方法 用特定的选择培养基筛选 用96孔板培养,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细胞 筛选原理 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 抗体能与特定的抗原结合 获得的杂交瘤细胞特点 既能迅速大量增殖，又能产生抗体 能分泌所需抗体 单克隆抗体 筛选二 杂交细胞 杂交瘤细胞 体外或 体内培养 筛选一 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 单克隆抗体的制备 既能大量繁殖又能产生抗体 注射 抗原 单克隆抗体能准确地识别抗原的细微差异，与特定抗原发生特异性结合，并且可以大量制备 单克隆抗体制备过程涉及的筛选方法 拓展 1.HAT选择培养基与杂交瘤细胞的筛选 在单克隆抗体制备过程中，要用特定的HAT选择培养基筛选出杂交瘤细胞，筛选的过程利用了哺乳动物DNA合成的原理。 哺乳动物DNA合成可分为两条途径： 一是全合成途径，可被氨基喋呤(A)阻断； 二是补救合成途径，在次黄嘌呤磷酸核糖转移酶(HGPRT)存在下，利用次黄嘌呤(H)和胸腺嘧啶脱氧核苷(T)补救性合成DNA。 正常细胞中存在HGPRT，而骨髓瘤细胞中不存在HGPRT。在培养基中含有H、A、T的情况下，会导致骨髓瘤细胞和B淋巴细胞死亡，只有杂交瘤细胞才能存活并增殖，原因是培养基含有A且骨髓瘤细胞中不存在HGPRT，因此，骨髓瘤细胞不能用全合成途径和补救合成途径合成DNA，不能增殖而导致死亡；B淋巴细胞没有分裂增殖能力，也会死亡;杂交瘤细胞可以利用B淋巴细胞中的HGPRT，通过补救途径合成DNA，可正常分裂增殖。将筛选出的杂交瘤细胞进行克隆化培养和专一抗体检测，便可获得足够数量的能够分泌所需抗体的杂交瘤细胞。 2.杂交瘤细胞的抗体检测和克隆化培养 融合后的细胞经特定的选择培养基筛选培养后,能存活的细胞就是杂交瘤细胞。但这些杂交瘤细胞并非都是能分泌所需抗体的细胞,通常用“有限稀释法”来选择。将杂交瘤细胞稀释,用96孔板培养,使每一个孔中尽量只接种一个杂交瘤细胞,通过培养让其增殖。然后检测各孔上清液中细胞分泌的抗体,那些上清液可与特定抗原结合的培养孔为阳性孔。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,一般需要进行3~4次,直至确信每个孔中增殖的细胞为能产生特定抗体的杂交瘤细胞。该过程即为杂交瘤细胞的克隆化培养。 AB1、AB2、AB3 …… 专一抗体检验阳性：有限稀释法、抗原-抗体杂交法 【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（AB3）。 多孔细胞培养板 抗体检测板 阳性孔 单克隆抗体的应用 资料1.用抗人绒毛膜促性腺激素单克隆抗体做成的"早早孕诊断试剂盒"，在妊娠第8天就可以作出诊断，这比原来的诊断方法提前了10d左右，可以避免孕妇在不知道妊娠的情况下因服用药物而对胎儿造成不利影响。该方法检测的准确率在90%以上。 (1)作为诊断试剂——最广泛应用 资料2.使用高效的细胞毒素类药物进行化疗可以有效杀伤肿瘤细胞。但细胞毒素没有特异性，在杀伤肿瘤细胞的同时还会对健康细胞造成伤害，这限制了它在临床上的应用。抗体—药物偶联物（ADC）通过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。ADC通常由抗体、接头和药物（如细胞毒素）三部分组成，它的作用机制如下图所示。 (2)用于治疗疾病和运载药物 ADC的抗体具有特异性识别肿瘤细胞的作用，药物有杀伤肿瘤细胞的作用 ADC分子的作用机制及应用 （1）组成：ADC通常由抗体、接头和药物(如细胞毒素)三部分组成。 （2）作用原理：通过将药物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。 （3）应用：广泛用于治疗疾病和运载药物(主要用于癌症治疗，也有少量用于治疗其他疾病)。 （4）优点：ADC被誉为抗肿瘤药物中的“智能生物导弹”,其“弹头”的威力大小直接关乎疗效。靶向递送毒性小分子的“生物导弹”具有疗效高、毒副作用小的优点。 拓展 讨论： 1.除了细胞毒素，还有哪些物质理论上可以作为ADC偶联的药物？ 2.单克隆抗体诊断试剂盒和ADC在临床应用上各具有什么优势？ ①可以用放射性同位素标记单克隆抗体进行靶向放疗； ②一些作用于细胞信号转导通路的药物可以通过阻断肿瘤细胞的信号通路来抑制其生长，理论上也可以将这些药物与单克隆抗体结合进行治疗。 ①检测的特异性和灵敏度大大提高；有利于控制产品的质量和标准化生产诊断试剂盒； ②ADC能够协同发挥抗体特异性识别的靶向作用和细胞毒素对肿瘤细胞的杀伤作用，因此它在临床上具有靶点清楚、毒副作用小等优点 比较植物体细胞杂交和动物细胞融合 项目 植物体细胞杂交 动物细胞融合 原理 细胞膜的流动性、细胞的全能性 细胞膜的流动性、细胞增殖 融合前处理 除去细胞壁 使细胞分散开 相关酶 纤维素酶和果胶酶 胰蛋白酶或胶原蛋白酶 诱导 方法 物理法:电融合法、离心法 化学法:聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2+—高pH融合法 物理法:电融合法 化学法:聚乙二醇(PEG)融合法 生物法:灭活病毒诱导法 结果 杂种植株 杂交细胞 应用 培育植物新品种 主要用于制备单克隆抗体 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 相同点 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诱导植物原生质体融合的方法相似 动物体细胞核移植技术和克隆动物 PART 03 1.定义 动物细胞核移植技术是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，继而发育成动物个体的技术。 卵母细胞 动物细胞 取核 去核 移入 重组细胞 发育 新胚胎 发育 克隆动物 克隆动物不是核供体动物100%复制的原因是什么？ 思考 ①克隆动物的细胞质遗传物质来自受体卵母细胞的细胞质 ②生物的性状不仅与遗传物质有关，还受环境等因素的影响 动物细胞核的全能性 卵母细胞 动物细胞 取核 移入 重组细胞 发育 新胚胎 发育 整个细胞随分化程度的提高，分化潜能逐渐减弱，全能性受到限制。 2.原理 克隆动物 去核 ①胚胎细胞核移植 ②体细胞核移植 分化程度低，表现全能性容易 分化程度高，表现全能性困难 为什么非人灵长类动物的体细胞核移植非常困难？ 3.分类 思考 ①供体细胞的细胞核在去核卵母细胞中不能完全恢复其分化前的状态，导致胚胎发育率低。 ②对非人灵长类动物胚胎进行操作的技术尚不完善。 2017年11月27日，世界上首个体细胞克隆猴“中中”在中国科学院神经科学研究所(上海)、脑科学与智能技术卓越创新中心的非人灵长类平台诞生(苏州)；12月5日第二个克隆猴“华华”诞生。 11月27日 “中中”诞生 12月05日 “华华”诞生 世界首例克隆猴“中中”“华华”在中国诞生 ①为什么要进行克隆猴的研究？ 研发新药时，进行药物的筛选。 ②用克隆鼠、兔等不能进行药物筛选吗？ 鼠和兔等哺乳动物与人类的亲缘关系比较远，用它们筛选出来的药物对人类的效果不好甚至没有作用。 ③用自然界的猴进行药物筛选不可以吗？为什么一定要克隆猴进行药物筛选？ 自然界的猴繁殖慢； 自然界的猴基因型不同，会干扰实验结果，有时用转基因猴进行药物筛选效果更好 思考 ①卵母细胞选择 选择MⅡ中期的卵母细胞的原因 从屠宰场收集牛卵巢，采集卵母细胞(研究人员正在使用设备从牛的卵巢采集卵母细胞)，在体外培养到MⅡ期 卵母细胞的细胞质内存在激发细胞核全能性表达的物质。 卵母细胞体积大，便于操作。 卵母细胞内卵黄多，营养物质丰富 4.过程 ②供体细胞的选择和培养 从供体高产奶牛身体的某一部位(如耳)上取体细胞，进行细胞培养 一般选用传代10代以内的细胞，因为10代以内的细胞一般能保持正常的二倍体核型，保证了供体细胞正常的遗传基础。 高产奶牛(供体) ③卵母细胞去核 通过显微操作去核 a.卵母细胞去核的原因是什么？ 保证克隆动物的遗传物质最大限度来自优良供体。 MⅡ中期卵母细胞中的“核”其实是纺锤体—染色体复合物，“去核”是去除该复合物。 b.卵母细胞去核的方法 显微操作去核法 使DNA变性失活，达到去核的目的。 没有刺破卵母细胞膜，对卵母细胞伤害小。 梯度离心、紫外光短时间照射、化学物质处理 ④供体核移植到去核卵母细胞 将供体细胞注射入去核的卵母细胞 通过电融合法使两细胞融合，供体核进入卵母细胞，形成重构胚胎 重构胚胎：人工重新构建的胚胎，具有发育成完整个体的能力。 ⑤重构胚胎的激活、胚胎移植 将胚胎移入受体(代孕)母牛体内 用物理或化学方法(如电刺激、Ca2+载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等)激活重构胚胎，使其完成细胞分裂和发育进程。 ⑥分娩获得克隆动物 将胚胎移入受体(代孕)母牛体内 出生与供体奶牛遗传物质基本相同的犊牛 取供体细胞 供体细胞 细胞培养 采集卵母细胞 培养 MⅡ中期卵母细胞 去核卵母细胞 去核 注入 细胞融合 重构胚胎 早期胚胎 激活 发育 受体(代孕母体) 移入 分娩 克隆动物 1.在将体细胞的核移植到卵母细胞之前，为什么必须对卵母细胞进行去核操作？ 有关体细胞核移植的问题 为了使核移植的胚胎或动物的核遗传物质全部来自有重要利用价值的动物提供的体细胞。 思考·讨论 2.你认为用上述体细胞核移植技术培育的克隆动物，是对体细胞动物进行了100%的复制吗？为什么？ 克隆动物绝大部分DNA来自体细胞供体（核供体）动物的细胞核，但其细胞核外的 DNA，即线粒体中的DNA同时来自核供体细胞和受体卵母细胞。所以，用教材中所述的方法克隆动物不是对核供体动物进行完全相同的复制。 此外，即便动物的遗传基础完全相同，但由于动物的发育及一些行为、习性的形成与所处环境有很大关系，克隆动物所生活的环境与核供体动物生活的环境不会完全相同，所以从这一角度看，克隆动物也不是对核供体动物进行100%的复制。 3.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。 利用体细胞核移植技术和诱导 iPS 细胞都能生成干细胞，但它们的过程是完全不同的。 ①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。 ②体细胞核移植技术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，它重编程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一些，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。 ③体细胞核移植技术涉及采集卵母细胞、去核、融合等复杂的操作；诱导 iPS 细胞的技术流程相对简单，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。 5.应用前景 加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育。 快速、大量“复制”优良家畜，加速品种改良。传统的杂交育种存在费时、费力、成功率低的弊端，要得到一个优良品种往往要耗费几十年时间，且对于牛这样的单胎动物还会遇到很大的困难。 ①畜牧生产方面 通过建立转基因体细胞系，再利用体细胞核移植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。 ②医药卫生方面 ③治疗人类疾病方面 a.转基因克隆动物的细胞、组织和器官用于异种器官移植。 b.以患者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，将它们移植给患者可以避免发生免疫排斥反应。 治疗性克隆 治疗性克隆与iPS细胞治疗 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 iPS细胞 各种细胞组织或器官 胚胎干细胞 取出 诱导 移植 治疗性克隆 iPS细胞治疗 细胞发生转化 ④科学研究方面 a.研究克隆动物可使人类更深入地了解胚胎发育及衰老过程 b.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致病基因 c.克隆特定疾病模型的动物，为研究该疾病的致病机理和开发相应药物提供帮助。 ⑤保护濒危物种方面 通过克隆技术，增加濒危物种的存活数量。 可以快速繁育濒危野生动物，尤其是近年来发展起来的异种核移植技术，可使操作不受受体来源的限制，有望解决大熊猫等珍贵野生动物的保护问题。 (1)成功率非常低 在进行克隆羊多莉的实验中，科学家当时一共培育了277个胚胎，最后只有多利成功出生。体细胞克隆技术的低成功率，一直到现在也没有明显改善。 克隆技术各个环节有待于进一步改进，相对于技术研究，核移植的理论研究较为滞后。 6.存在问题 (2)克隆动物存在健康问题 许多克隆动物表现出遗传和生理缺陷，如体型过大、异常肥胖、发育困难、脏器缺陷和免疫失调等。 克隆羊多莉没过多久(6岁半)就产生了严重的疾病，由于病情来得实在太突然，难以救治，最终在2003年不得不将多利羊进行安乐死。按照普通绵羊的正常寿命为12岁来算的话，这只克隆羊还是比较年轻的。 细胞工程的各种技术手段及其原理总结 能力提升 PART 04 ②受精作用是在同种生物之间进行的，精子和卵子不需要任何诱导剂，就可以 融合形成受精卵。 ①动物细胞融合可在不同物种间进行，由于物种间存在生殖隔离，所以自然条 件下不能融合形成杂种细胞，必须经过诱导才能融合。 1.动物细胞融合与受精作用的区别： 2．动物细胞培养需要控制的培养条件： 适宜的温度、渗透压和pH、无菌无毒的环境、营养条件以及5%的二氧化碳、95%的空气的气体环境。 4．在进行传代培养时，收集悬浮培养的细胞与贴壁细胞，应分别采用的方法是 5．胰蛋白酶对细胞有伤害吗？解决这个问题的措施是 悬浮培养的细胞直接用离心法收集；贴壁细胞需要重新用胰蛋白酶等处理，使之分散成单个细胞，然后再用离心法收集 用胰蛋白酶处理细胞作用时间过长会损伤细胞膜蛋白。要控制好胰蛋白酶的作用时间 6.(1)科学家已尝试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？ (2)为什么说iPS细胞的应用前景要优于ES细胞？ 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。 因为ES细胞必须从胚胎中获取，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，所以科学家普遍认为iPS细胞的应用前景优于ES细胞。 真题练习 PART 05 1．(2025·北京等级考)动物细胞培养基一般呈淡红色。某次实验时，调控pH的CO2耗尽，培养基转为黄色。由此推断使培养基呈淡红色的是(　　) A．必需氨基酸 B．抗生素 C．酸碱指示剂 D．血清 C 2．(2025·广东选择考)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 3．(2025·安徽选择考)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 4．(2024·黑吉辽选择考)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 5．(2024·江西选择考改编)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．只有单克隆抗体B才能特异性识别S蛋白 A $