備考2024屆高考生物一輪復(fù)習(xí)講義第十一章生物技術(shù)與工程課時(shí)4動(dòng)物細(xì)胞工程考點(diǎn)1物細(xì)胞培養(yǎng)和干細(xì)胞的應(yīng)用

課時(shí)4動(dòng)物細(xì)胞工程課標(biāo)要求核心考點(diǎn)五年考情核心素養(yǎng)對(duì)接1.闡明動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)是從動(dòng)物體獲得相關(guān)組織，分散成單個(gè)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(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)是動(dòng)物細(xì)胞工程的基礎(chǔ)；2.闡明動(dòng)物細(xì)胞核移植一般是將體細(xì)胞核移入一個(gè)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(dòng)物個(gè)體的過程；3.闡明動(dòng)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(gè)或多個(gè)動(dòng)物細(xì)胞結(jié)合形成一個(gè)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(jià)值動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)和干細(xì)胞的應(yīng)用2023：遼寧T7、海南T7、湖南T21（4）；2022：海南T20（1）（3）（4）、湖北T7、江蘇T14；2021：湖南T22（2）、重慶T5、浙江1月T18；2020：江蘇T231.生命觀念——深入理解動(dòng)物細(xì)胞核移植和克隆技術(shù)，理解生命的發(fā)生、發(fā)展過程。2.科學(xué)思維——分析動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的條件、細(xì)胞融合和單克隆抗體制備的原理，形成科學(xué)思維的習(xí)慣。3.科學(xué)探究——通過動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)操作，培養(yǎng)科學(xué)探究能力。4.社會(huì)責(zé)任——了解生物工程技術(shù)在生產(chǎn)上的應(yīng)用，認(rèn)同生物技術(shù)對(duì)社會(huì)發(fā)展的影響，承擔(dān)應(yīng)有的社會(huì)責(zé)任動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)和單克隆抗體2023：北京T12、湖北T22（1）（2）（3）；2022：浙江1月T29（二）（3）、遼寧T24Ⅱ、江蘇T19、山東T15；2021：山東T15；2020：江蘇T28（4）、全國ⅠT38；2019：江蘇T23動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動(dòng)物2023：天津T7；2021：遼寧T13、湖南T22（3）；2020：天津T1命題分析預(yù)測1.高考對(duì)本部分的考查常以生產(chǎn)或科研實(shí)踐為情境，也可以圖為載體，主要考查動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)、動(dòng)植物細(xì)胞融合的異同、單克隆抗體的制備等，既有選擇題，也有非選擇題。2.預(yù)計(jì)2025年高考仍可能延續(xù)往年的考查形式及特點(diǎn)，與基因工程、胚胎工程等其他知識(shí)相結(jié)合進(jìn)行命題考點(diǎn)1動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)和干細(xì)胞的應(yīng)用1.動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)（1）動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的原理、條件和過程辨析細(xì)胞貼壁和接觸抑制（1）細(xì)胞貼壁是指體外培養(yǎng)的細(xì)胞貼附在培養(yǎng)瓶的瓶壁上生長的現(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(shí)，細(xì)胞通常會(huì)停止分裂增殖的現(xiàn)象。（2）細(xì)胞貼壁生長對(duì)培養(yǎng)瓶的要求：培養(yǎng)瓶或培養(yǎng)皿的內(nèi)表面光滑、無毒、易于貼附。（3）應(yīng)對(duì)接觸抑制現(xiàn)象的方法是將貼滿瓶壁的細(xì)胞重新用胰蛋白酶等處理，然后分瓶繼續(xù)培養(yǎng)，讓細(xì)胞繼續(xù)增殖。（2）動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)和植物組織培養(yǎng)比較項(xiàng)目動(dòng)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)胞的全能性取材新鮮的組織植物的器官、組織或細(xì)胞培養(yǎng)基狀態(tài)[10]液體固體培養(yǎng)基成分糖、氨基酸、無機(jī)鹽、維生素、動(dòng)物血清等礦質(zhì)元素、蔗糖、維生素、植物激素等過程原代培養(yǎng)、傳代培養(yǎng)脫分化、再分化細(xì)胞分裂、生長、分化特點(diǎn)貼壁生長、接觸抑制脫分化形成愈傷組織，再分化形成根、芽等結(jié)果[11]子代細(xì)胞產(chǎn)生新個(gè)體相同點(diǎn)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(jìn)行有絲分裂，都不涉及減數(shù)分裂2.干細(xì)胞的類型及其應(yīng)用（1）干細(xì)胞的類型類型胚胎干細(xì)胞（ES細(xì)胞）成體干細(xì)胞誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iPS細(xì)胞）分布或來源[12]早期胚胎成體組織或器官中，包括造血干細(xì)胞、神經(jīng)干細(xì)胞、精原干細(xì)胞等最初通過體外誘導(dǎo)小鼠成纖維細(xì)胞獲得，也可誘導(dǎo)已分化的B細(xì)胞、T細(xì)胞產(chǎn)生特點(diǎn)具有分化為成年動(dòng)物體內(nèi)的任何一種類型的細(xì)胞，并進(jìn)一步形成機(jī)體的所有組織和器官甚至[13]個(gè)體的潛能具有組織特異性，只能分化為[14]特定的細(xì)胞或組織，不具有發(fā)育成完整個(gè)體的能力不涉及倫理問題，可以避免免疫排斥反應(yīng)分化程度胚胎干細(xì)胞（ES細(xì)胞）＜成體干細(xì)胞＜誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iPS細(xì)胞）（2）干細(xì)胞的應(yīng)用類型應(yīng)用造血干細(xì)胞治療白血病及一些惡性腫瘤放療或化療后引起的造血系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)功能障礙等疾病神經(jīng)干細(xì)胞治療神經(jīng)組織損傷和神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病，如帕金森病、阿爾茨海默病等誘導(dǎo)多能干細(xì)胞治療小鼠的鐮狀細(xì)胞貧血，在治療阿爾茨海默病、心血管疾病等領(lǐng)域的研究也取得新進(jìn)展基礎(chǔ)自測1.動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)選用的培養(yǎng)材料大多為動(dòng)物的受精卵。（×）2.多數(shù)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過程中，其培養(yǎng)液所需的適宜pH為6.8～7.0。（×）3.幼齡動(dòng)物的細(xì)胞比老齡動(dòng)物的細(xì)胞更容易進(jìn)行動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)。（√）4.動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)的原理是動(dòng)物細(xì)胞的全能性。（×）5.培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞的第一代（即第一次細(xì)胞增殖）被稱為原代培養(yǎng)。（×）6.肝細(xì)胞培養(yǎng)過程中通常在培養(yǎng)液中通入5％的CO2刺激細(xì)胞呼吸。（×）7.在一定條件下，胚胎干細(xì)胞能分化成成年動(dòng)物體內(nèi)任何一種類型的細(xì)胞。（√）8.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。（√）情境應(yīng)用自身皮膚移植是治療創(chuàng)傷、燒傷及其他因素所致皮膚缺損的常用方法。這種治療方式，需要先取患者自身細(xì)胞，經(jīng)體外培養(yǎng)獲得自體健康皮膚，再移植到創(chuàng)面上。培養(yǎng)自身細(xì)胞時(shí)，需要進(jìn)行原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)，進(jìn)行傳代培養(yǎng)的原因是什么？提示貼壁細(xì)胞在生長增殖時(shí)會(huì)發(fā)生接觸抑制現(xiàn)象，因此需要進(jìn)行傳代培養(yǎng)。深度思考1.在動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過程中，合成培養(yǎng)基中加入血清的原因是什么？用胰蛋白酶處理組織塊使其分散成單個(gè)細(xì)胞的目的是什么？提示加入血清的原因是血清中含有多種未知的促細(xì)胞生長因子以及其他活性物質(zhì)，可以補(bǔ)充合成培養(yǎng)基中缺乏的物質(zhì)。用胰蛋白酶處理組織塊使其分散成單個(gè)細(xì)胞，可以使細(xì)胞與培養(yǎng)液充分接觸，保證細(xì)胞所需的營養(yǎng)供應(yīng)，以及細(xì)胞內(nèi)代謝物及時(shí)排出。2.傳代培養(yǎng)時(shí)為什么不選用胃蛋白酶分散細(xì)胞？提示多數(shù)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的適宜pH為7.2～7.4，此環(huán)境下胃蛋白酶失去活性。3.為什么說iPS細(xì)胞的應(yīng)用前景要優(yōu)于ES細(xì)胞？提示ES細(xì)胞必須從胚胎中獲取，涉及倫理問題，限制了其在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用。iPS細(xì)胞的誘導(dǎo)過程無須破壞胚胎，而且iPS細(xì)胞可以來自病人自身的體細(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)。4.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。研透高考明確方向命題點(diǎn)1動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的應(yīng)用1.[2022湖北]某興趣小組開展小鼠原代神經(jīng)元培養(yǎng)的研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)其培養(yǎng)的原代神經(jīng)元生長緩慢，其原因不可能是（A）A.實(shí)驗(yàn)材料取自小鼠胚胎的腦組織B.為了防止污染將培養(yǎng)瓶瓶口密封C.血清經(jīng)過高溫處理后加入培養(yǎng)基D.所使用的培養(yǎng)基呈弱酸性解析小鼠胚胎的腦組織中含有豐富的神經(jīng)元，這些神經(jīng)元增殖能力強(qiáng)，在體外培養(yǎng)的條件下一般不會(huì)生長緩慢，A符合題意；將培養(yǎng)瓶瓶口密封會(huì)使培養(yǎng)液中缺氧，影響細(xì)胞進(jìn)行有氧呼吸，從而造成供能不足，可能會(huì)使原代神經(jīng)元生長緩慢甚至死亡，B不符合題意；血清經(jīng)過高溫處理后，其活性成分會(huì)因變性而失去原有功能，因此，將血清經(jīng)過高溫處理后加入培養(yǎng)基，可能會(huì)使原代神經(jīng)元生長緩慢，C不符合題意；小鼠內(nèi)環(huán)境呈弱堿性，若使用呈弱酸性的培養(yǎng)基培養(yǎng)小鼠原代神經(jīng)元，可能會(huì)導(dǎo)致原代神經(jīng)元生長緩慢，D不符合題意。2.[2021浙江1月改編]如圖為動(dòng)物成纖維細(xì)胞的培養(yǎng)過程示意圖。下列敘述正確的是（C）A.步驟①的操作不需要在無菌環(huán)境中進(jìn)行B.步驟②中用鹽酸溶解細(xì)胞間物質(zhì)使細(xì)胞分離C.步驟③到④的分瓶操作前常用胰蛋白酶處理D.步驟④培養(yǎng)過程中遺傳物質(zhì)不會(huì)發(fā)生改變解析為避免雜菌污染，步驟①的切取組織操作需要在無菌、無毒的環(huán)境條件下進(jìn)行，A錯(cuò)誤。步驟②需要用胰蛋白酶處理，使細(xì)胞分離，B錯(cuò)誤。步驟③到④的分瓶操作前常用胰蛋白酶處理貼壁細(xì)胞，使細(xì)胞分離，以便分瓶進(jìn)行傳代培養(yǎng)，C正確。步驟④為傳代培養(yǎng)過程，該過程中部分細(xì)胞的遺傳物質(zhì)會(huì)發(fā)生改變，D錯(cuò)誤。命題點(diǎn)2干細(xì)胞的培養(yǎng)和應(yīng)用分析3.[2023海南]某團(tuán)隊(duì)通過多代細(xì)胞培養(yǎng)，將小鼠胚胎干細(xì)胞的Y染色體去除，獲得XO胚胎干細(xì)胞，再經(jīng)過一系列處理，使之轉(zhuǎn)變?yōu)橛泄δ艿穆涯讣?xì)胞。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是（A）A.營養(yǎng)供應(yīng)充足時(shí)，傳代培養(yǎng)的胚胎干細(xì)胞不會(huì)發(fā)生接觸抑制B.獲得XO胚胎干細(xì)胞的過程發(fā)生了染色體數(shù)目變異C.XO胚胎干細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)橛泄δ艿穆涯讣?xì)胞的過程發(fā)生了細(xì)胞分化D.若某瀕危哺乳動(dòng)物僅存雄性個(gè)體，可用該法獲得有功能的卵母細(xì)胞用于繁育解析營養(yǎng)供應(yīng)充足時(shí)，傳代培養(yǎng)的胚胎干細(xì)胞分裂生長到一定程度時(shí)會(huì)發(fā)生接觸抑制，A錯(cuò)誤；據(jù)題干“將小鼠胚胎干細(xì)胞……XO胚胎干細(xì)胞”可知，獲得XO胚胎干細(xì)胞的過程發(fā)生了染色體數(shù)目變異，B正確；依據(jù)細(xì)胞分化的概念可知，XO胚胎干細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)橛泄δ艿穆涯讣?xì)胞的過程發(fā)生了細(xì)胞分化，C正確；若某瀕危哺乳動(dòng)物僅存雄性個(gè)體，可以通過一系列處理獲得有功能的卵母細(xì)胞，用于繁育，D正確。4.[2024大慶質(zhì)檢]誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iPS細(xì)胞）在許多方面類似于胚胎干細(xì)胞（ES細(xì)胞），科學(xué)家直接將特定蛋白導(dǎo)入成年體細(xì)胞誘導(dǎo)出iPS細(xì)胞，如圖所示。下列說法正確的是（B）A.人工誘導(dǎo)細(xì)胞核重編程過程中細(xì)胞中的遺傳物質(zhì)會(huì)發(fā)生改變B.iPS細(xì)胞分化產(chǎn)生多種細(xì)胞的實(shí)質(zhì)是基因的選擇性表達(dá)C.人體的骨髓造血干細(xì)胞屬于iPS細(xì)胞的一種D.表皮細(xì)胞衰老時(shí)，其細(xì)胞核體積變小，呼吸速率減慢解析人工誘導(dǎo)細(xì)胞核重編程過程導(dǎo)致細(xì)胞分化，形成iPS細(xì)胞，細(xì)胞分化是基因選擇性表達(dá)的結(jié)果，細(xì)胞