生物教案第十單元生物技術(shù)與工程第4課時動物細(xì)胞工程

第4課時動物細(xì)胞工程課標(biāo)要求1.闡明動物細(xì)胞培養(yǎng)是從動物體獲得相關(guān)組織，分散成單個細(xì)胞后，在適宜的培養(yǎng)條件下讓細(xì)胞生長和增殖的過程。動物細(xì)胞培養(yǎng)是動物細(xì)胞工程的基礎(chǔ)。2.闡明動物細(xì)胞核移植一般是將體細(xì)胞核移入一個去核的卵母細(xì)胞中，并使重組細(xì)胞發(fā)育成新胚胎，繼而發(fā)育成動物個體的過程。3.闡明動物細(xì)胞融合是指通過物理、化學(xué)或生物學(xué)等手段，使兩個或多個動物細(xì)胞結(jié)合形成一個細(xì)胞的過程。4.概述細(xì)胞融合技術(shù)是單克隆抗體制備的重要技術(shù)。5.簡述干細(xì)胞在生物醫(yī)學(xué)工程中有廣泛的應(yīng)用價值?？键c一動物細(xì)胞培養(yǎng)1．動物細(xì)胞培養(yǎng)的概念：從動物體中取出相關(guān)的組織，將它分散成單個細(xì)胞，然后在適宜的培養(yǎng)條件下，讓這些細(xì)胞生長和增殖的技術(shù)。2．動物細(xì)胞培養(yǎng)的條件3．動物細(xì)胞培養(yǎng)的過程概念辨析細(xì)胞貼壁和接觸抑制細(xì)胞貼壁是指體外培養(yǎng)的細(xì)胞貼附在瓶壁生長的現(xiàn)象；接觸抑制是指當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長到表面相互接觸時，細(xì)胞通常會停止分裂增殖的現(xiàn)象。4．干細(xì)胞培養(yǎng)及其應(yīng)用種類胚胎干細(xì)胞成體干細(xì)胞誘導(dǎo)多能干細(xì)胞來源早期胚胎骨髓、臍帶血和外周血體細(xì)胞(如成纖維細(xì)胞等)特點能分化為成年動物體內(nèi)的任何一種類型的細(xì)胞，并進一步形成機體的組織和器官甚至個體分化成特定的細(xì)胞或組織能誘導(dǎo)分化成類似胚胎干細(xì)胞的細(xì)胞應(yīng)用分化成心肌細(xì)胞、神經(jīng)元和造血干細(xì)胞等造血干細(xì)胞用于治療白血??；神經(jīng)干細(xì)胞用于治療帕金森病、阿爾茨海默病等治療小鼠的鐮狀細(xì)胞貧血、阿爾茨海默病、心血管疾病等1．胚胎干細(xì)胞為什么可以解決供體器官不足和器官移植后免疫排斥的問題？其應(yīng)用有什么限制因素？提示通過胚胎干細(xì)胞體外誘導(dǎo)分化，可以培育出人造組織器官，從而解決供體器官不足問題，另一方面，由于是自身細(xì)胞經(jīng)誘導(dǎo)分化形成的，所以無免疫排斥反應(yīng)。胚胎干細(xì)胞必須從胚胎中獲取，這涉及倫理問題，因而限制了應(yīng)用。2．為什么科學(xué)家認(rèn)為iPS細(xì)胞的應(yīng)用前景優(yōu)于胚胎干細(xì)胞？提示iPS細(xì)胞的誘導(dǎo)過程無需破壞胚胎，而且iPS細(xì)胞可以來源于病人自身的體細(xì)胞，將它移植回病人體內(nèi)后，理論上可以避免免疫排斥反應(yīng)。3．科學(xué)家已嘗試采用多種方法來制備iPS細(xì)胞，嘗試說出幾種獲取iPS細(xì)胞的方法。提示借助載體將特定基因?qū)爰?xì)胞中，直接將特定蛋白導(dǎo)入細(xì)胞中或者用小分子化合物等來誘導(dǎo)形成iPS細(xì)胞。iPS細(xì)胞最初是由成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)化而來的，后來發(fā)現(xiàn)已分化的T細(xì)胞、B細(xì)胞等也能被誘導(dǎo)為iPS細(xì)胞。1．(2023·遼寧錦州高三模擬)對某種動物的肝腫瘤細(xì)胞進行細(xì)胞培養(yǎng)，下列說法錯誤的是()A．在利用肝組織塊制備細(xì)胞懸液時，可用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理B．動物細(xì)胞培養(yǎng)應(yīng)在含5%CO2的CO2培養(yǎng)箱中進行，CO2的作用維持培養(yǎng)液的pHC．為了防止動物細(xì)胞培養(yǎng)過程中受污染，可向培養(yǎng)液中加入適量的干擾素D．在合成培養(yǎng)基中，通常需加入血清等一些天然成分答案C解析在利用肝組織塊制備細(xì)胞懸液時，可用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理，以分解組織細(xì)胞間的蛋白質(zhì)，得到單個細(xì)胞，A正確；為防止動物細(xì)胞培養(yǎng)過程中雜菌的污染，可向培養(yǎng)液中加入適量的抗生素，C錯誤；使用合成培養(yǎng)基培養(yǎng)動物細(xì)胞時，通常要加入血清等一些天然成分，以利于動物細(xì)胞生長，D正確。2．(2023·山東濟寧高三模擬)某學(xué)術(shù)期刊發(fā)表論文稱，利用人類多能干細(xì)胞培養(yǎng)的皮膚類器官在培養(yǎng)4～5個月后，形成了多層皮膚組織，包含毛囊、皮脂腺和神經(jīng)元回路，是迄今最逼真的人皮膚類器官。下列相關(guān)敘述正確的是()A．多能干細(xì)胞形成多層皮膚組織的過程中，遺傳物質(zhì)通常會發(fā)生改變B．多能干細(xì)胞培養(yǎng)形成多層皮膚組織，說明動物的體細(xì)胞具有全能性C．給燒傷病人移植自身多能干細(xì)胞培養(yǎng)成的皮膚類器官可減弱免疫排斥反應(yīng)D．該項研究結(jié)果表明多能干細(xì)胞可以分化成為人體內(nèi)所需的各種組織和器官答案C解析多能干細(xì)胞形成多層皮膚組織的過程中，遺傳物質(zhì)并未發(fā)生改變，只是基因的選擇性表達(dá)，A錯誤；多能干細(xì)胞培養(yǎng)形成多層皮膚組織，未分化成各種細(xì)胞或發(fā)育成完整個體，不能體現(xiàn)動物體細(xì)胞的全能性，B錯誤；研究結(jié)果表明，多能干細(xì)胞能形成多層皮膚組織，包含毛囊、皮脂腺和神經(jīng)元回路，但不能說明其能分化成各種組織和器官，D錯誤。歸納總結(jié)動物細(xì)胞培養(yǎng)和植物組織培養(yǎng)的比較項目動物細(xì)胞培養(yǎng)植物組織培養(yǎng)理論基礎(chǔ)細(xì)胞增殖植物細(xì)胞的全能性培養(yǎng)前處理無菌；用機械的方法或胰蛋白酶、膠原蛋白酶等處理，使組織分散成單個細(xì)胞無菌、離體取材動物胚胎或出生不久的幼齡動物的器官或組織植物幼嫩的部位或花藥等培養(yǎng)基性質(zhì)液體固體培養(yǎng)基成分糖類、氨基酸、無機鹽、維生素和動物血清等水、礦質(zhì)元素、蔗糖、維生素、植物激素和瓊脂等結(jié)果產(chǎn)生大量細(xì)胞，不形成新個體可產(chǎn)生新個體應(yīng)用人造皮膚的構(gòu)建、動物分泌蛋白的規(guī)?；a(chǎn)快速繁殖、作物脫毒、細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)和單倍體育種等相同點①都需人工條件下的無菌操作；②都需要適宜的溫度、pH等條件；③都進行有絲分裂，都不涉及減數(shù)分裂考點二動物細(xì)胞融合技術(shù)與單克隆抗體1．動物細(xì)胞融合技術(shù)源于選擇性必修3P48“相關(guān)信息”：滅活病毒誘導(dǎo)細(xì)胞融合的原理是病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能夠與細(xì)胞膜上的糖蛋白發(fā)生作用，使細(xì)胞互相凝聚，細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)分子和脂質(zhì)分子重新排布，細(xì)胞膜打開，細(xì)胞發(fā)生融合。2．單克隆抗體的制備(1)傳統(tǒng)抗體的獲得①方法eq\x(抗原)eq\o(→,\s\up7(反復(fù)注射))eq\x(動物體內(nèi))eq\o(→,\s\up7(形成))eq\x(多種B淋巴細(xì)胞)eq\o(→,\s\up7(產(chǎn)生))eq\x(多種抗體)→eq\x(從血清中分離抗體)②缺點：產(chǎn)量低、純度低、特異性差。(2)單克隆抗體的制備及優(yōu)點①制備過程②單克隆抗體的優(yōu)點a．能準(zhǔn)確地識別抗原的細(xì)微差異，與特定抗原發(fā)生特異性結(jié)合(特異性強、靈敏度高)。b．可以大量制備。(3)單克隆抗體的應(yīng)用①被廣泛用作診斷試劑，在多種疾病的診斷和病原體鑒定中發(fā)揮重要的作用。②運載藥物，形成抗體—藥物偶聯(lián)物，實現(xiàn)對腫瘤細(xì)胞的選擇性殺傷。③用于治療疾病。1．植物體細(xì)胞雜交技術(shù)，可以跨越植物種屬間生殖隔離的屏障，培育出新的作物類型。科學(xué)家經(jīng)過長期的探索，也實現(xiàn)了用不同種動物的體細(xì)胞進行雜交。參考圖示，回答下列問題：(1)動物細(xì)胞融合的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是什么？提示細(xì)胞膜的流動性。(2)動物細(xì)胞完成融合的標(biāo)志是什么？提示動物細(xì)胞融合時，先是細(xì)胞膜發(fā)生融合，然后是細(xì)胞核的融合。當(dāng)兩個細(xì)胞核融合后形成具有單核的雜交細(xì)胞，則標(biāo)志著動物細(xì)胞融合的完成。(3)動物與人細(xì)胞之間誘導(dǎo)融合，產(chǎn)生的融合細(xì)胞有多少種(只考慮兩兩融合)?提示3種。2．單克隆抗體的制備中需要給小鼠注射特定的抗原蛋白，其目的是什么？提示刺激機體發(fā)生免疫應(yīng)答，從而產(chǎn)生特定的B淋巴細(xì)胞。3．單克隆抗體被廣泛用作診斷試劑的原因是什么？提示單克隆抗體能準(zhǔn)確地識別抗原的細(xì)微差異，與特定抗原發(fā)生特異性結(jié)合，并且可以大量制備。3．(2023·河北廊坊高三模擬)抗體—藥物偶聯(lián)物(ADC)通過采用特定技術(shù)將具有生物活性的小分子藥物連接到能特異性識別腫瘤細(xì)胞的單克隆抗體上，實現(xiàn)對腫瘤細(xì)胞的選擇性殺傷。ADC的結(jié)構(gòu)及其發(fā)揮作用的機理如圖所示，下列有關(guān)說法錯誤的是()A．單克隆抗體制備過程中通常將免疫后得到的B淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合B．用96孔板培養(yǎng)和多次篩選雜交瘤細(xì)胞后，在體外大規(guī)模培養(yǎng)可獲得單克隆抗體C．ADC通過抗體與細(xì)胞膜上的受體特異性結(jié)合，以主動運輸?shù)姆绞竭M入腫瘤細(xì)胞D．ADC在腫瘤細(xì)胞里被溶酶體裂解，釋放藥物，使腫瘤細(xì)胞死亡答案C解析利用動物細(xì)胞融合技術(shù)將B淋巴細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞融合成雜交瘤細(xì)胞，雜交瘤細(xì)胞既能無限增殖，又能產(chǎn)生特異性抗體，A正確；單克隆抗體制備過程中至少經(jīng)過兩次篩選，一次是用特定的選擇培養(yǎng)基進行篩選，獲得雜交瘤細(xì)胞，雜交瘤細(xì)胞還需進行克隆化培養(yǎng)和抗體檢測，即用96孔板培養(yǎng)和多次篩選雜交瘤細(xì)胞后，可獲得既能無限增殖，又能分泌特異性抗體的雜交瘤細(xì)胞，B正確；ADC通過胞吞的方式進入腫瘤細(xì)胞，溶酶體使其裂解，釋放藥物，實現(xiàn)了對腫瘤細(xì)胞的選擇性殺傷，C錯誤，D正確。4．(不定項)人乳頭瘤病毒(HPV)是一種DNA病毒，可誘發(fā)細(xì)胞癌變。抗HPV的單克隆抗體可以準(zhǔn)確檢測出HPV，從而及時監(jiān)控宮頸癌的發(fā)生。以HPV衣殼蛋白為抗原制備出單克隆抗體的過程如圖所示。下列敘述正確的是()A．在HAT培養(yǎng)基上存活的雜交瘤細(xì)胞既能無限增殖又可以分泌抗體B．單克隆抗體的特點是靈敏度高、特異性強，可以大量制備C．可用HPV衣殼蛋白檢測篩選出能產(chǎn)生特異性抗體的雜交瘤細(xì)胞D．單克隆抗體制備過程涉及的生物學(xué)原理有細(xì)胞增殖和細(xì)胞膜的選擇透過性答案ABC解析單克隆抗體的制備過程主要運用的細(xì)胞工程技術(shù)包括動物細(xì)胞培養(yǎng)和動物細(xì)胞融合，原理依次是細(xì)胞增殖、細(xì)胞膜的流動性，D錯誤。歸納總結(jié)比較植物體細(xì)胞雜交和動物細(xì)胞融合項目植物體細(xì)胞雜交動物細(xì)胞融合原理細(xì)胞膜的流動性、細(xì)胞的全能性細(xì)胞膜的流動性、細(xì)胞增殖融合前處理除去細(xì)胞壁使細(xì)胞分散開相關(guān)酶纖維素酶和果膠酶胰蛋白酶或膠原蛋白酶誘導(dǎo)方法物理法：電融合法、離心法；化學(xué)法：聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2＋—高pH融合法物理法：電融合法；化學(xué)法：聚乙二醇(PEG)融合法；生物法：滅活病毒誘導(dǎo)法結(jié)果雜種植株雜交細(xì)胞應(yīng)用培育植物新品種主要用于制備單克隆抗體意義突破遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙，打破了生殖隔離，擴展了雜交的親本組合相同點動物細(xì)胞融合與植物原生質(zhì)體融合的基本原理相同，誘導(dǎo)動物細(xì)胞融合的方法與植物原生質(zhì)體融合的方法相似考點三動物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動物1．動物細(xì)胞核移植技術(shù)的概念和類型(1)概念將動物一個細(xì)胞的細(xì)胞核移入去核的卵母細(xì)胞中，使這個重新組合的細(xì)胞發(fā)育成新胚胎，繼而發(fā)育為動物個體的技術(shù)。(2)原理：動物體細(xì)胞核具有全能性。(3)類型：哺乳動物核移植可分為胚胎細(xì)胞核移植和體細(xì)胞核移植，其中胚胎細(xì)胞核移植較易成功。2．體細(xì)胞核移植的過程3．體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景和存在的問題前景畜牧業(yè)加速家畜遺傳改良進程、促進優(yōu)良畜群繁育醫(yī)藥衛(wèi)生①作為生物反應(yīng)器生產(chǎn)醫(yī)用蛋白；②轉(zhuǎn)基因克隆動物的細(xì)胞、組織或器官可以用于異種移植；③人核移植胚胎干細(xì)胞經(jīng)過誘導(dǎo)分化形成相應(yīng)的細(xì)胞、組織或器官，可用于器官移植科學(xué)研究①研究克隆動物可使人類更深入地了解胚胎發(fā)育及衰老過程；②克隆一批遺傳背景相同的動物，可以通過它們之間的對比來分析致病基因；③克隆特定疾病模型的動物，為研究致病機制和開發(fā)相應(yīng)的藥物提供幫助保護瀕危物種增加瀕危物種的存活數(shù)量問題①成功率非常低；②絕大多數(shù)克隆動物存在健康問題，表現(xiàn)出遺傳和生理缺陷(1)源于選擇性必修3P52“相關(guān)信息”：減數(shù)分裂Ⅱ中期(MⅡ期)卵母細(xì)胞中的“核”其實是紡錘體—染色體復(fù)合物。文中所說的“去核”是去除該復(fù)合物。(2)源于選擇性必修3P54“相關(guān)信息”：目前動物細(xì)胞核移植技術(shù)中普遍使用的去核方法是顯微操作法。也有人采用梯度離心、紫外線短時間照射和化學(xué)物質(zhì)處理等方法。這些方法是在沒有穿透卵母細(xì)胞透明帶的情況下去核或使其中的DNA變性。某國批準(zhǔn)了首例使用細(xì)胞核移植技術(shù)培育“三親嬰兒”的申請，其培育過程可選用如下技術(shù)路線。(1)探究“三親嬰兒”的性狀表現(xiàn)與三個親本的關(guān)系并分析原因。提示①因基因型與母親(卵母細(xì)胞核供體)和父親(精子細(xì)胞核供體)的核基因有關(guān)，大多數(shù)性狀由母親和父親共同決定。②少數(shù)性狀(受質(zhì)基因控制的性狀)與捐獻者(卵母細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)供體)相同。(2)所謂的“三親嬰兒”中遺傳學(xué)上的母親應(yīng)是哪一個？該技術(shù)主要是為了避免什么疾病？提示“三親嬰兒”中遺傳學(xué)上的母親應(yīng)是提供卵細(xì)胞核的個體。該技術(shù)主要是為了避免母親的線粒體遺傳病基因傳遞給后代。(3)據(jù)圖分析，該技術(shù)涉及了哪些技術(shù)操作？提示該技術(shù)涉及動物細(xì)胞培養(yǎng)、體外受精、細(xì)胞核移植、胚胎移植等操作。(4)動物細(xì)胞核移植技術(shù)的理論基礎(chǔ)(原理)是什么？提示動物細(xì)胞核的全能性。(5)受體細(xì)胞為什么選用卵母細(xì)胞？提示因為卵母細(xì)胞體積大，易操作；去核時易于同時吸走第一極體；卵母細(xì)胞中含有激發(fā)細(xì)胞核全能性的物質(zhì)。5．某雜志報道，我國科學(xué)家以一只雌性獼猴胎兒成纖維細(xì)胞為核供體成功克隆兩只獼猴，成為全球首例體細(xì)胞克隆靈長類動物。下列相關(guān)敘述錯誤的是()A．這項技術(shù)證明高度分化的動物體細(xì)胞具有全能性B．研究中需要使用成熟卵母細(xì)胞作為核移植的受體C．培育出的兩只雌性獼猴的基因組成幾乎完全相同D．克隆獼猴的成功為大量培育靈長類遺傳病模型動物提供了可能答案A解析因為克隆的兩只獼猴是以一只雌性獼猴胎兒成纖維細(xì)胞為核供體發(fā)育而來的，該過程經(jīng)過了細(xì)胞核移植，只能說明分化的動物體細(xì)胞的細(xì)胞核具有全能性，A錯誤。6．(不定項)“中中”和“華華”是兩只在我國出生的克隆獼猴，它們也是國際上首例利用體細(xì)胞克隆技術(shù)獲得的非人靈長類動物。如圖表示培育“中中”和“華華”的流程。下列相關(guān)敘述正確的是()A．圖示過程中利用的技術(shù)有核移植和干細(xì)胞移植技術(shù)等B．這兩只克隆獼猴是由同一受精卵發(fā)育而成的雙胞胎C．融合細(xì)胞的培養(yǎng)過程需要無菌、無毒的環(huán)境和營養(yǎng)等條件D．利用A猴的胚胎干細(xì)胞核移植獲得克隆獼猴的難度要小些答案CD解析圖示過程包括核移植、動物細(xì)胞培養(yǎng)、胚胎移植等技術(shù)，沒有干細(xì)胞移植技術(shù)，A錯誤；這兩只克隆獼猴是通過體細(xì)胞核移植、胚胎移植產(chǎn)生的，沒有用到受精卵，B錯誤。歸納總結(jié)細(xì)胞工程的各種技術(shù)手段及其原理總結(jié)1．(2022·山東，15)如圖所示，將由2種不同的抗原分別制備的單克隆抗體分子，在體外解偶聯(lián)后重新偶聯(lián)可制備雙特異性抗體，簡稱雙抗。下列說法錯誤的是()A．雙抗可同時與2種抗原結(jié)合B．利用雙抗可以將蛋白類藥物運送至靶細(xì)胞C．篩選雙抗時需使用制備單克隆抗體時所使用的2種抗原D．同時注射2種抗原可刺激B細(xì)胞分化為產(chǎn)雙抗的漿細(xì)胞答案D解析根據(jù)抗原和抗體發(fā)生特異性結(jié)合的原理推測，雙抗可同時與2種抗原結(jié)合，A正確；根據(jù)抗原與抗體能夠發(fā)生特異性結(jié)合的特性，利用雙抗可以將蛋白類藥物運送至靶細(xì)胞，從而使藥物發(fā)揮相應(yīng)的作用，B正確；由于雙抗是在兩種不同的抗原刺激下，B細(xì)胞增殖、分化產(chǎn)生不同的漿細(xì)胞分泌形成的，因此，篩選雙抗時需使用制備單克隆抗體時所使用的2種抗原來進行抗原－抗體檢測，從而實現(xiàn)對雙抗的篩選，C正確；同時注射2種抗原可刺激B細(xì)胞分化形成不同的漿細(xì)胞，而不是分化成產(chǎn)雙抗的漿細(xì)胞，D錯誤。2．(不定項)(2022·江蘇，19)下圖表示利用細(xì)胞融合技術(shù)進行基因定位的過程，在人－鼠雜種細(xì)胞中人的染色體會以隨機方式丟失，通過分析基因產(chǎn)物進行基因定位?，F(xiàn)檢測細(xì)胞Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中人的4種酶活性，只有Ⅱ具有芳烴羥化酶活性，只有Ⅲ具有胸苷激酶活性，Ⅰ、Ⅲ都有磷酸甘油酸激酶活性，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均有乳酸脫氫酶活性。下列相關(guān)敘述正確的有()A．加入滅活仙臺病毒的作用是促進細(xì)胞融合B．細(xì)胞Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分別為人－人、人－鼠、鼠－鼠融合細(xì)胞C．芳烴羥化酶基因位于2號染色體上，乳酸脫氫酶基因位于11號染色體上D．胸苷激酶基因位于17號染色體上，磷酸甘油酸激酶基因位于X染色體上答案ACD解析動物細(xì)胞融合過程中，可以利用滅活的仙臺病毒或聚乙二醇作誘導(dǎo)劑促進細(xì)胞融合，A正確；細(xì)胞Ⅲ中保留了人的X、11、17號染色體，故不會是鼠－鼠融合細(xì)胞，B錯誤；根據(jù)題意和題圖分析可知，芳烴羥化酶基因位于2號染色體上，乳酸脫氫酶基因位于11號染色體上，胸苷激酶基因位于17號染色體上，磷酸甘油酸激酶基因位于X染色體上，C、D正確。3．(2021·湖南，22)M基因編碼的M蛋白在動物A的肝細(xì)胞中特異性表達(dá)?，F(xiàn)設(shè)計實驗，將外源DNA片段F插入M基因的特定位置，再通過核移植、胚胎培養(yǎng)和胚胎移植等技術(shù)獲得M基因失活的轉(zhuǎn)基因克隆動物A，流程如圖所示?；卮鹣铝袉栴}：(1)在構(gòu)建含有片段F的重組質(zhì)粒過程中，切割質(zhì)粒DNA的工具酶是________________，這類酶能將特定部位的兩個核苷酸之間的______________斷開。(2)在無菌、無毒等適宜環(huán)境中進行動物A成纖維細(xì)胞的原代和傳代培養(yǎng)時，需要定期更換培養(yǎng)液，目的是____________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)與胚胎細(xì)胞核移植技術(shù)相比，體細(xì)胞核移植技術(shù)的成功率更低，原因是________________________________________________________________________________________________。從早期胚胎中分離獲得的胚胎干細(xì)胞，在形態(tài)上表現(xiàn)為______________________(答出兩點即可)，功能上具有____________________。(4)鑒定轉(zhuǎn)基因動物：以免疫小鼠的______淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞進行融合，篩選融合雜種細(xì)胞，制備M蛋白的單克隆抗體。簡要寫出利用此抗體確定克隆動物A中M基因是否失活的實驗思路：_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)限制性核酸內(nèi)切酶(限制酶)磷酸二酯鍵(2)清除代謝產(chǎn)物，防止細(xì)胞代謝產(chǎn)物積累對細(xì)胞自身造成危害，同時給細(xì)胞提供足夠的營養(yǎng)(3)動物胚胎細(xì)胞分化程度低，恢復(fù)其全能性相對容易，動物體細(xì)胞分化程度高，恢復(fù)其全能性十分困難細(xì)胞體積小，細(xì)胞核大，核仁明顯發(fā)育的全能性(4)B取動物A和克隆動物A的肝組織細(xì)胞，分別提取蛋白質(zhì)進行抗原—抗體雜交解析(1)基因工程中切割DNA的工具酶是限制性核酸內(nèi)切酶(限制酶)，故在構(gòu)建含有片段F的重組質(zhì)粒過程中，切割質(zhì)粒DNA的工具酶是限制性核酸內(nèi)切酶(限制酶)。限制性核酸內(nèi)切酶是作用于其所識別序列中兩個脫氧核苷酸之間的磷酸二酯鍵。不同的限制酶可以獲得不同的末端，主要分為黏性末端和平末端。(2)在無菌、無毒等適宜環(huán)境中進行動物A成纖維細(xì)胞的原代和傳代培養(yǎng)時，需要定期更換培養(yǎng)液，目的是清除代謝產(chǎn)物，防止細(xì)胞代謝產(chǎn)物積累對細(xì)胞自身造成危害。(3)由于動物胚胎細(xì)胞分化程度低，恢復(fù)其全能性相對容易，動物體細(xì)胞分化程度高，恢復(fù)其全能性十分困難，故與胚胎細(xì)胞核移植技術(shù)相比，體細(xì)胞核移植技術(shù)的成功率低。胚胎干細(xì)胞在形態(tài)上表現(xiàn)為細(xì)胞體積小，細(xì)胞核大，核仁明顯；在功能上具有發(fā)育的全能性。(4)先給小鼠注射特定抗原使之發(fā)生免疫反應(yīng)，之后從小鼠脾臟中獲取已經(jīng)免疫的B淋巴細(xì)胞；誘導(dǎo)B淋巴細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞融合，利用選擇培養(yǎng)基篩選出雜交瘤細(xì)胞，制備M蛋白的單克隆抗體；若要利用此抗體確定克隆動物A中M基因是否失活，如果M基因已經(jīng)失活，則克隆動物A中無法產(chǎn)生M蛋白，則可利用抗原—抗體雜交技術(shù)進行檢測。故實驗思路為：取動物A和克隆動物A的肝組織細(xì)胞，分別提取蛋白質(zhì)進行抗原—抗體雜交。4．(2020·全國Ⅰ，38)為研制抗病毒A的單克隆抗體，某同學(xué)以小鼠甲為實驗材料設(shè)計了以下實驗流程?；卮鹣铝袉栴}：(1)上述實驗前必須給小鼠甲注射病毒A，該處理的目的是_____________________________。(2)寫出以小鼠甲的脾臟為材料制備單細(xì)胞懸液的主要實驗步驟：_______________________________________________________________________________________________________。(3)為了得到能產(chǎn)生抗病毒A的單克隆抗體的雜交瘤細(xì)胞，需要進行篩選。圖中篩選1所采用的培養(yǎng)基屬于______________，使用該培養(yǎng)基進行細(xì)胞培養(yǎng)的結(jié)果是____________________。圖中篩選2含多次篩選，篩選所依據(jù)的基本原理是____________________________________。(4)若要使能產(chǎn)生抗病毒A的單克隆抗體的雜交瘤細(xì)胞大量增殖，可采用的方法有_________________________________________________________________________________________________________________________________________________(答出2點即可)。答案(1)誘導(dǎo)小鼠甲產(chǎn)生能夠分泌抗病毒A抗體的B淋巴細(xì)胞(2)取小鼠甲脾臟剪碎，用胰蛋白酶(或膠原蛋白酶)處理使其分散成單個細(xì)胞，加入培養(yǎng)液制成單細(xì)胞懸液(3)選擇培養(yǎng)基只有雜交瘤細(xì)胞能夠生存抗原與抗體的反應(yīng)具有特異性(4)將雜交瘤細(xì)胞注射到小鼠腹腔內(nèi)增殖；將雜交瘤細(xì)胞在體外條件下大規(guī)模培養(yǎng)解析(1)利用小鼠甲制備單克隆抗體時，先要給小鼠甲注射相應(yīng)的抗原，目的是獲得經(jīng)免疫的、能產(chǎn)生相應(yīng)抗體的B淋巴細(xì)胞。(2)利用小鼠甲的脾臟制備單細(xì)胞懸液的主要步驟是①取小鼠甲的脾臟并剪碎；②用胰蛋白酶(或膠原蛋白酶)處理使其分散成單個細(xì)胞；③利用培養(yǎng)液將分散的細(xì)胞制成細(xì)胞懸液。(3)為了得到所需要的雜交瘤細(xì)胞，在細(xì)胞培養(yǎng)過程中要進行篩選。第一次篩選(篩選1)是利用選擇培養(yǎng)基進行篩選，在選擇培養(yǎng)基上只有融合的雜種細(xì)胞才能生長，未融合的、同種細(xì)胞融合的細(xì)胞都不能存活。后續(xù)過程還需要利用抗原與抗體的反應(yīng)具有特異性的原理進行多次篩選(篩選2)，目的是得到能產(chǎn)生所需要的抗體并能無限增殖的雜交瘤細(xì)胞。(4)若要將得到的雜交瘤細(xì)胞進行大量增殖，可以在體外條件下進行大規(guī)模培養(yǎng)或?qū)⑵渥⑸涞叫∈蟾骨粌?nèi)增殖。1．判斷關(guān)于動物細(xì)胞培養(yǎng)和胚胎干細(xì)胞的敘述(1)將動物細(xì)胞置于含有95%O2和5%CO2的混合氣體的CO2培養(yǎng)箱中進行培養(yǎng)(×)(2)動物細(xì)胞在培養(yǎng)過程中都具有細(xì)胞貼壁的現(xiàn)象(×)(3)貼壁細(xì)胞用胰蛋白酶處理使之分散成單個細(xì)胞，然后再用離心法收集(√)(4)胚胎干細(xì)胞是發(fā)現(xiàn)最早、研究最多、應(yīng)用也最為成熟的一類成體干細(xì)胞(×)(5)iPS細(xì)胞類似于胚胎干細(xì)胞，又稱為誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(√)(6)神經(jīng)干細(xì)胞可用于治療帕金森病和阿爾茨海默病等(√)2．判斷關(guān)于動物細(xì)胞核移植的敘述(1)通過電融合法使兩細(xì)胞融合，供體核進入卵母細(xì)胞，形成重構(gòu)胚(√)(2)核移植中MⅡ期卵母細(xì)胞“去核”其實是去除紡錘體—染色體復(fù)合物(√)(3)克隆一批遺傳背景相同的動物，可以通過它們之間的對比來分析致病基因(√)(4)用于核移植的供體細(xì)胞一般都選用10代以內(nèi)的培養(yǎng)細(xì)胞(√)3．判斷關(guān)于動物細(xì)胞融合及單克隆抗體制備的敘述(1)B淋巴細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞經(jīng)細(xì)胞融合后有三種細(xì)胞類型(僅考慮細(xì)胞兩兩融合的情況)(√)(2)動物體細(xì)胞融合后的雜交細(xì)胞仍然是二倍體細(xì)胞(×)(3)將B淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞進行誘導(dǎo)融合，培養(yǎng)液中融合后的細(xì)胞即為雜交瘤細(xì)胞(×)(4)單克隆抗體診斷試劑提高了診斷的準(zhǔn)確性、靈敏性(√)4．填空默寫(1)(選擇性必修3P44)細(xì)胞貼壁：細(xì)胞貼附在培養(yǎng)瓶的瓶壁上的現(xiàn)象。(2)(選擇性必修3P44)接觸抑制：當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長到表面相互接觸時，細(xì)胞通常會停止分裂增殖的現(xiàn)象。(3)(選擇性必修3P44)細(xì)胞在培養(yǎng)過程中分裂受阻的原因：懸浮培養(yǎng)的細(xì)胞會因細(xì)胞密度過大、有害代謝物積累和培養(yǎng)液中營養(yǎng)物質(zhì)缺乏等因素而分裂受阻；對于貼壁細(xì)胞來說，除上述因素外，還會因為接觸抑制而停止分裂增殖。(4)(選擇性必修3P49)雜交瘤細(xì)胞的特點是既能大量繁殖，又能產(chǎn)生足夠數(shù)量的特定抗體。(5)(選擇性必修3P50)單克隆抗體的優(yōu)點是能準(zhǔn)確地識別抗原的細(xì)微差異，與特定抗原發(fā)生特異性結(jié)合，并且可以大量制備。(6)(選擇性必修3P54)核移植技術(shù)中必須先去掉受體卵母細(xì)胞的細(xì)胞核的原因是保證核移植動物的核遺傳物質(zhì)全部來自供體細(xì)胞。(7)(選擇性必修3P54)通過體細(xì)胞核移植技術(shù)培育的克隆動物，不是對體細(xì)胞供體動物進行了100%的復(fù)制，原因是克隆動物絕大部分DNA來自供體細(xì)胞核，其核外還有少量的DNA，即線粒體中的DNA來自受體卵母細(xì)胞。此外，動物的一些行為、習(xí)性的形成與所處環(huán)境有很大關(guān)系。課時精練一、選擇題：每小題給出的四個選項中只有一個符合題目要求。1．人造皮膚的構(gòu)建需要使用動物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)，下列相關(guān)敘述正確的是()A．進行動物細(xì)胞培養(yǎng)時常用胃蛋白酶來分散細(xì)胞B．只要進行好消毒，動物細(xì)胞培養(yǎng)可以在恒溫培養(yǎng)箱進行C．貼壁細(xì)胞在分裂生長到出現(xiàn)接觸抑制后會分化為不同類型D．培養(yǎng)動物細(xì)胞所需的基本條件與細(xì)胞所處的內(nèi)環(huán)境理化條件接近答案D解析胃蛋白酶的最適pH為強酸性，進行動物細(xì)胞培養(yǎng)時常用胰蛋白酶(或膠原蛋白酶)來分散細(xì)胞，不能用胃蛋白酶，A錯誤；動物細(xì)胞培養(yǎng)要保證無菌、無毒的環(huán)境，而消毒只能殺死部分微生物，B錯誤；貼壁細(xì)胞在分裂生長到出現(xiàn)接觸抑制后既不能分裂，也不能分化，C錯誤；動物細(xì)胞培養(yǎng)所需要的條件應(yīng)類似于細(xì)胞所處內(nèi)環(huán)境的理化條件，D正確。2．(2021·遼寧1月適應(yīng)性測試，14)下列有關(guān)干細(xì)胞的敘述，錯誤的是()A．干細(xì)胞是具有分裂和分化能力的細(xì)胞B．造血干細(xì)胞可定向誘導(dǎo)分化成機體所有種類的細(xì)胞C．胚胎干細(xì)胞在飼養(yǎng)層細(xì)胞上培養(yǎng)能夠維持不分化的狀態(tài)D．移植胚胎干細(xì)胞可使退化的組織得以修復(fù)并恢復(fù)正常功能答案B解析造血干細(xì)胞屬于成體干細(xì)胞，其具有組織特異性，只能分化形成特定的細(xì)胞或組織，B錯誤；胚胎干細(xì)胞在飼養(yǎng)層細(xì)胞上，或在添加抑制因子的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，能夠維持不分化的狀態(tài)，C正確；當(dāng)身體某一類細(xì)胞功能退化時，可以通過誘導(dǎo)胚胎干細(xì)胞定向分化來及時修補，并恢復(fù)組織的正常功能，D正確。3．在利用細(xì)胞融合技術(shù)生產(chǎn)單克隆抗體的過程中，不需要考慮()A．B淋巴細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞之間的免疫排斥B．注射特定抗原蛋白，對實驗小鼠進行免疫C．向細(xì)胞培養(yǎng)液中加入促融劑的種類和處理時間D．選擇特定試劑篩選能產(chǎn)生特定抗體的雜交瘤細(xì)胞答案A解析制備單克隆抗體過程中，要對實驗小鼠注射特定的抗原，抗原進入機體后刺激機體產(chǎn)生特異性免疫反應(yīng)從而產(chǎn)生相應(yīng)的B淋巴細(xì)胞，B不符合題意；向細(xì)胞培養(yǎng)液中加入促融劑的種類和處理時間會影響細(xì)胞的融合，C不符合題意；選擇特定試劑篩選能產(chǎn)生特定抗體的雜交瘤細(xì)胞需要考慮，否則會影響單克隆抗體的產(chǎn)量或得到單克隆抗體的特異性差，D不符合題意。4．(2023·江蘇連云港高三模擬)新冠變異毒株“奧密克戎”表面的刺突蛋白(S蛋白)存在30多處改變，使其與細(xì)胞膜上的受體結(jié)合更緊密，逃避抗體結(jié)合的能力增強。下列說法不正確的是()A．新冠病毒變異的根本原因是控制S蛋白合成的基因發(fā)生了突變B．生產(chǎn)滅活疫苗需先培養(yǎng)病毒宿主細(xì)胞C．毒株“奧密克戎”抗原檢測利用了抗原－抗體特異性結(jié)合的原理，需要設(shè)計多種引物D．大規(guī)模人群免疫接種，群體免疫力增強，新冠病毒無癥狀感染者比例也會上升答案C解析毒株“奧密克戎”抗原檢測利用了抗原－抗體特異性結(jié)合的原理，該過程不需要設(shè)計引物，C錯誤。5．如圖為腎臟上皮細(xì)胞培養(yǎng)過程示意圖，下列敘述不正確的是()A．甲→乙過程需要用胰蛋白酶或膠原蛋白酶等消化處理B．丙過程指細(xì)胞在添加血清的合成培養(yǎng)基中進行原代培養(yǎng)C．丙和丁過程均會出現(xiàn)細(xì)胞貼壁和接觸抑制現(xiàn)象D．丁過程是傳代培養(yǎng)的細(xì)胞，該過程體現(xiàn)了動物細(xì)胞的全能性答案D解析丁過程為傳代培養(yǎng)，屬于動物細(xì)胞培養(yǎng)，沒有發(fā)育成一個完整個體或其他各種細(xì)胞，不能體現(xiàn)動物細(xì)胞的全能性，D錯誤。6．下列有關(guān)動物細(xì)胞工程操作的敘述，正確的是()A．動物細(xì)胞培養(yǎng)是動物細(xì)胞工程的基礎(chǔ)，在進行細(xì)胞培養(yǎng)時培養(yǎng)基中除了加入細(xì)胞所需的各種營養(yǎng)物質(zhì)外，還需要加入瓊脂B．單克隆抗體制備過程中，第一次篩選的目的是獲得足夠數(shù)量的能產(chǎn)生所需抗體的雜交瘤細(xì)胞C．干細(xì)胞存在于早期胚胎、骨髓和臍帶血等多種組織和器官中，包括胚胎干細(xì)胞和成體干細(xì)胞等D．體細(xì)胞核移植過程中只能通過顯微操作方法去除細(xì)胞核答案C解析動物細(xì)胞培養(yǎng)不需要加入瓊脂，A錯誤；單克隆抗體制備過程中，第一次篩選是為了獲得雜交瘤細(xì)胞，B錯誤；目前動物細(xì)胞核移植技術(shù)中普遍使用的去核方法是顯微操作法，也可以采用梯度離心、紫外線短時間照射和化學(xué)物質(zhì)處理等方法，D錯誤。7．(2023·遼寧沈陽高三質(zhì)量監(jiān)測)大熊貓是我國的國寶，盡管采取了許多保護措施，但由于其繁殖能力及幼仔成活率均較低，數(shù)量仍然非常少。有科學(xué)家嘗試采用體細(xì)胞核移植技術(shù)來克隆大熊貓。下列相關(guān)敘述錯誤的是()A．在體細(xì)胞核移植過程中，普遍使用的去核方法是顯微操作法B．用體細(xì)胞核移植技術(shù)克隆大熊貓，體現(xiàn)了動物細(xì)胞具有全能性C．由于體細(xì)胞分化程度高，因而體細(xì)胞核移植難度明顯高于胚胎細(xì)胞核移植D．在保護瀕危物種方面，體細(xì)胞核移植技術(shù)有望增加瀕危物種的存活數(shù)量答案B解析在體細(xì)胞核移植過程中，采集的卵母細(xì)胞需培養(yǎng)到減數(shù)分裂Ⅱ中期時，用顯微操作去核法去除卵母細(xì)胞的核，A正確；用體細(xì)胞核移植技術(shù)克隆大熊貓，體現(xiàn)了動物細(xì)胞的細(xì)胞核具有全能性，不能體現(xiàn)細(xì)胞具有全能性，B錯誤；相對于胚胎細(xì)胞，體細(xì)胞分化程度高，全能性不容易恢復(fù)，因此利用體細(xì)胞進行核移植的難度明顯大于胚胎細(xì)胞的核移植，C正確。8．(2023·山東煙臺高三期末)治療性克隆有望最終解決供體器官的短缺和器官移植出現(xiàn)的免疫排斥反應(yīng)。如圖表示治療性克隆的過程，下列有關(guān)敘述不正確的是()A．上述過程利用了動物細(xì)胞核移植、動物細(xì)胞培養(yǎng)等技術(shù)B．上述過程充分說明動物細(xì)胞具有全能性C．①過程的完成離不開胚胎干細(xì)胞的增殖和分化潛能D．①②過程都發(fā)生DNA復(fù)制和蛋白質(zhì)合成答案B二、選擇題：每小題給出的四個選項中有一個或多個符合題目要求。9．下列關(guān)于動物細(xì)胞培養(yǎng)的敘述，錯誤的是()A．動物細(xì)胞培養(yǎng)所需的營養(yǎng)物質(zhì)與植物細(xì)胞培養(yǎng)不同B．傳代培養(yǎng)時需要用胃蛋白酶處理貼壁生長的細(xì)胞C．癌細(xì)胞在培養(yǎng)瓶中培養(yǎng)會出現(xiàn)接觸抑制現(xiàn)象D．動物細(xì)胞培養(yǎng)時需要添加抗生素以防止雜菌污染答案BC解析動物細(xì)胞培養(yǎng)需要血清等天然成分，植物細(xì)胞培養(yǎng)需要蔗糖等，A正確；傳代培養(yǎng)時需要用胰蛋白酶等處理貼壁生長的細(xì)胞，不然會因為接觸抑制而無法繼續(xù)分裂，B錯誤；癌細(xì)胞膜表面的糖蛋白減少，細(xì)胞間信息交流受到限制，在培養(yǎng)瓶中培養(yǎng)不會出現(xiàn)接觸抑制現(xiàn)象，C錯誤。10．(2023·湖南岳陽高三期末)科學(xué)家將Oct3/4、Sox2、c－Myc和Klf4基因通過逆轉(zhuǎn)錄病毒轉(zhuǎn)入小鼠成纖維細(xì)胞中，然后在培養(yǎng)ES細(xì)胞的培養(yǎng)基上培養(yǎng)這些細(xì)胞。2～3周后，這些細(xì)胞顯示出ES細(xì)胞的形態(tài)、具有活躍的分裂能力，它們就是iPS細(xì)胞。這一研究成果有望為人類某些疾病的治療帶來福音。下列有關(guān)該實驗的分析，不正確的是()A．實驗中逆轉(zhuǎn)錄病毒作為外源基因的載體，需經(jīng)顯微注射才能轉(zhuǎn)入小鼠成纖維細(xì)胞B．要排除iPS細(xì)胞的產(chǎn)生不是培養(yǎng)基作用的結(jié)果，需要將小鼠成纖維細(xì)胞直接在培養(yǎng)基上培養(yǎng)作為對照C．若將病人的皮膚成纖維細(xì)胞誘導(dǎo)成iPS細(xì)胞再使其轉(zhuǎn)化為需要的細(xì)胞移植也會發(fā)生免疫排斥反應(yīng)D．由于iPS細(xì)胞具有活躍的分裂能力，用它進行治療時可能存在安全風(fēng)險答案AC解析若用病毒作為基因的載體，則不需要進行顯微注射導(dǎo)入受體細(xì)胞，A錯誤；由于用病人的皮膚成纖維細(xì)胞誘導(dǎo)成iPS細(xì)胞，其來源于病人自身，不屬于異物，不會引起免疫排斥反應(yīng)，C錯誤。11．研究人員將猴胚胎細(xì)胞(a)中的細(xì)胞核取出，移植入一雌猴的去核卵母細(xì)胞(b)中，得到重構(gòu)胚(c)，經(jīng)培養(yǎng)獲得胚胎并移植到另一雌猴(d)體內(nèi)進一步發(fā)育，獲得克隆猴(e)。下列敘述正確的是()A．e的細(xì)胞內(nèi)的全部基因都來自a，b不提供基因B．c經(jīng)一系列增殖和分化形成e的過程中，細(xì)胞核起控制作用C．d為胚胎發(fā)育提供遺傳物質(zhì)和其他適宜條件D．e的形成過程中沒經(jīng)過受精作用，其體細(xì)胞中無同源染色體答案B解析根據(jù)題意可知，e細(xì)胞內(nèi)的細(xì)胞核基因來自a，細(xì)胞質(zhì)基因來自b；遺傳物質(zhì)主要存在于細(xì)胞核中，c經(jīng)一系列增殖和分化形成e的過程中，細(xì)胞核起控制作用；d為胚胎發(fā)育提供適宜條件，但不提供遺傳物質(zhì)；e的細(xì)胞核來源于a猴胚胎細(xì)胞，胚胎細(xì)胞含有同源染色體。12．(2023·遼寧撫順高三模擬)治療性克隆的一般流程是把患者(供體)體細(xì)胞移植到去核卵母細(xì)胞中形成重構(gòu)胚，再把重構(gòu)胚體外培養(yǎng)到囊胚，然后從中分離出ES細(xì)胞，并誘導(dǎo)ES細(xì)胞定向分化為所需的特定細(xì)胞類型用于移植。下列說法正確的是()A．供體細(xì)胞注入去核卵母細(xì)胞后還需誘導(dǎo)融合B．ES細(xì)胞在核遺傳上和供體細(xì)胞相同C．治療性克隆是治療遺傳病的根本措施D．治療性克隆可解決器官移植時的免疫排斥問題答案ABD解析供體細(xì)胞注入去核卵母細(xì)胞后，還需通過電融合法等誘導(dǎo)融合，使供體核進入卵母細(xì)胞，形成重構(gòu)胚，A正確；治療性克隆的ES細(xì)胞來源于供體細(xì)胞，在核遺傳上和供體細(xì)胞相同，B正確；治療遺傳病的根本措施是基因治療，C錯誤；治療性克隆的目的是培養(yǎng)出能夠用于醫(yī)學(xué)治療的供體器官，以解決目前臨床上存在的供體器官不足和移植后免疫排斥的問題，D正確。三、非選擇題13．(2023·河北石家莊高三模擬)下圖為篩選、制備單克隆抗體的示意圖，①～⑤代表相關(guān)過程，a～g代表相關(guān)細(xì)胞。根據(jù)圖解回答問題：(1)由圖可看出，單克隆抗體制備過程運用的動物細(xì)胞工程技術(shù)有______________(寫出2個)，過程①是