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【金版方案】2014高考生物(人教版)一轮复习“学案”课件:第44讲 细胞工程(二)(共24张PPT)


学案44

细胞工程(二)

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1.动物细胞工程的技术手段主要有 动物细胞培养、动物细 生产单克隆抗体 ,其中 动物细胞培养 技 动物细胞融合 、 胞核移植、 术是其他动物细胞工程技术的基础。 2.动物细胞培养的过程 动物 组织
分瓶 剪碎
胰蛋白(或“胶原蛋白”)

酶处



细胞 悬液

原代

培养 细胞贴

满瓶壁
细胞获得 不死性

胰蛋白(或“胶原蛋白”) 酶处理

传代

培养

10~50 代细胞

核型(遗传物质) 改变

继续传代培养

3.动物体细胞核移植 (1)原理: 动物细胞的细胞核具有全能性 (2)过程
细胞 融合 去核 胚胎 移植



(3)选用去核卵(母)细胞的原因是 卵细胞比较大,容 易操作;卵(母)细胞细胞质多,营养丰富,含有促进核全 能性表达的物质 。

4.动物细胞融合
(1)概念:指两个或多个动物细胞结合形成 一个细胞 的 过程。 (2)融合方法: 聚乙二醇 、 灭活的病毒、电激等。 (3)意义:突破了 有性杂交方法 的局限,使 远缘杂交成

为可能,也为制造 单克隆抗体 开辟了新途径。

5.单克隆抗体 (1)制备过程
B淋巴细胞 骨髓瘤细胞 杂交瘤细胞
培养、筛选

单克隆抗体

(2)优点:特异性强、 灵敏度高 ,可大量制备。 (3)用途:作为 诊断试剂 ,用于治疗疾病和 运载药物 。

考点1

动物细胞培养与动物体细胞核移植
动物细胞培养 动物体细胞核移植

*考点精讲*

原理

细胞增殖

动物细胞核的全能性

过程

结果

获得细胞群

获得与供体遗传物质基本相 同的个体

说明:(1)动物细胞培养中两次用到胰蛋白酶(或“胶 原蛋白酶”),第一次用胰蛋白酶(或“胶原蛋白酶”)处 理剪碎的组织使之分散成单个细胞,第二次使贴壁细胞从瓶 壁上脱落下来。 (2)区分原代培养和传代培养的关键是是否分瓶培养。 贴壁生长到一定程度需要用胰蛋白酶(或“胶原蛋白酶”) 处理,然后再分瓶培养,原代培养结束,开始了传代培养。 (3)细胞核移植技术中注入去核卵母细胞中的不是供体 细胞核,而是整个细胞,伴随着两细胞融合,体现了细胞膜 的结构特点,具有一定的流动性。

*典例剖析* 【例1】动物细胞培养与植物组织培养的重要区别在于( A ) A.培养基不同 B.动物细胞培养不需要在无菌条件下进行 C.动物细胞可以传代培养,而植物细胞不能 D.动物细胞能够大量培养,而植物细胞不能 解析:动物细胞培养所用的培养基是液体培养基,通 常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等。 而植物细胞培养所用的培养基是固体培养基,通常含有 水、矿质元素、激素、蔗糖、氨基酸、琼脂等。可见, 动物细胞培养所用的培养基与植物组织培养所用的培养 基是不同的。

【知识链接】植物组织培养和动物细胞培养的比较
植物组织培养 原理 培养基 的 物理性 质 培养基 的成分 结果 应用 细胞全能性 固体 动物细胞培养 细胞增殖 液体(合成培养基)

水、无机盐、维生素、蔗 糖、氨基酸、激素、琼脂 等 新的植株或组织 ①微型繁殖 ②作物脱毒 ③生产人工种子

葡萄糖、氨基酸、无机盐、维 生素、动物血清等 新的细胞系或细胞株 ①蛋白质生物制品的生产 ②皮肤移植材料的培育 ③检测有毒物质

*对应训练* 1.如图为克隆羊“多利”的培育过程示意图,下列有关叙述错 误的是 ( ) 甲羊的 乳腺细 胞核 乙羊的 去核卵 细胞

核移植

重 组 细 胞

早 适宜 期 植入丙羊子宫 条件 胚 发育、分娩 胎

克隆羊 “多利”

A.克隆羊“多利”的主要性状与甲羊一致,因为其细胞核基因 来自甲羊 B.克隆羊“多利”的培育过程中采用的生物技术有核移植和胚 胎移植 C.乙羊的去核卵细胞为重组细胞的基因表达提供了细胞内的环 境条件 D.此过程说明高度分化的动物细胞具有全能性

答案:D
解析:生物的性状主要由细胞核中的遗传物质控制,克隆羊的主 要性状与提供细胞核的个体一致,故A正确;克隆羊的培育过程为, 将甲羊的体细胞核移植到去核的卵细胞中形成重组胚胎,在体外适 宜条件下培养至早期胚胎,再移植到第三只羊的子宫内完成妊娠、 分娩等过程,故B正确;选择去核卵细胞的原因是其细胞质中含有 使体细胞核表达全能性所需的物质,故C正确;此实验只能说明高 度分化的动物细胞的细胞核具有全能性,故D错误。

考点2

动物细胞融合与单克隆抗体的制备

*考点精讲*

1.动物细胞融合 (1)概念:两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过 程。融合后形成的具有原来两个或多个细胞遗传信息的单核 细胞,称为杂交细胞。 (2)诱导方法:化学法(聚乙二醇)、灭活的病毒、物 理法(离心、振动、电激等)。 (3)意义:克服了远缘杂交的不亲和性,成为研究细胞 遗传、细胞免疫、肿瘤和生物新品种培育的重要手段。

说明:动物细胞融合与植物体细胞杂交的比较

动物细胞融合 原理 细胞膜的流动性、 细胞增殖 融合 前 处理 促融 方法 胰蛋白酶或胶原蛋 白酶处理 ①物、化法:与植 物细胞融合相同 ②生物法:灭活的 病毒

植物体细胞杂交 细胞膜的流动性、细胞 的全能性 用纤维素酶、果胶酶除 去细胞壁 ①物理法:离心、振动、 电激等 ②化学法:聚乙二醇 (PEG)

动物细胞融合

过程

细胞A、B 融合 杂交细胞 有丝分裂 多个相同 杂交细胞

植物体细胞杂交 细胞A、B 去壁 原生质体A、B 融合 融合的原生质体 杂种细胞 植物组织 培养 杂种植株

2.单克隆抗体的制备 (1)过程(如图所示)

说明:灭活是指用物理或化学方法使病毒或细菌失去感染能 力,但是并不破坏这些病原体的抗原结构。

(2)单克隆抗体的优点 特异性强、灵敏度高,并可大量制备。 (3)单克隆抗体的应用 ①作为诊断试剂:准确识别各种抗原物质的细微差异,并 与一定抗原发生特异性结合,具有准确、高效、简易、快速 的优点。 ②用于治疗疾病和运载药物:主要用于癌症治疗,可制成 “生物导弹”,也有少量用于治疗其他疾病。

*典例剖析* 【例2】下列关于细胞工程的叙述,错误的是 ( D ) A.电激可诱导植物原生质体融合或动物细胞融合 B.去除植物细胞壁和将动物组织分散成单个细胞均需酶处 理 C.小鼠骨髓瘤细胞和经抗原免疫小鼠的B淋巴细胞融合可 制备单克隆抗体 D.某种植物甲乙两品种的体细胞杂种与甲乙两品种杂交后 代的染色体数目相同 解析:某种植物甲乙两品种的体细胞杂种染色体数目 是甲乙两品种杂交后代染色体数目的两倍。

【知识链接】(1)制备单克隆抗体时选用一种抗原处理 的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞进行细胞融合,产生杂交瘤细胞, 它会兼有两个亲本细胞的特性——在体外条件下能不断增殖, 同时能产生出某种特异性抗体。 (2)在诱导剂的作用下进行细胞的诱导融合,形成的杂 交细胞有三种(仅考虑两个细胞的融合):AA型、BB型、AB 型,只有AB型才是我们所需要的杂交细胞,所以需要用选择 培养基进行筛选。 (3)相比较植物体细胞杂交,动物细胞融合特有的诱导 方式为灭活的病毒处理,其他物理、化学诱导融合的手段与 植物体细胞杂交过程中原生质体融合方法相同。

*对应训练* 2.下列有关细胞工程的叙述,正确的是 ( ) A.在植物细胞工程中通常用钙离子处理植物细胞,以增大细 胞壁的通透性 B.用以治疗癌症的“生物导弹”就是以单克隆抗体作抗癌药 物定向杀死癌细胞 C.用聚乙二醇处理所获得的融合细胞都具有双亲的遗传特性 D.将某种浆细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合后培养,获得特异性 强的单克隆抗体,但当相应抗原位于靶细胞内时,该抗体 不能与之发生特异性结合

答案:D
解析:在细胞工程中通常用钙离子处理微生物,使细胞的 细胞壁通透性增加,有利于目的基因进入细胞,故A错误;用 以治疗癌症的“生物导弹”就是以单克隆抗体与抗癌药物相 连,来定向杀死癌细胞,故B错误;用聚乙二醇处理两个细胞 融合会出现三种情况,所获得的融合细胞不一定都具有双亲 的遗传特性,故C错误;将某种浆细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合 后培养,获得特异性强的单克隆抗体,但当相应抗原位于靶 细胞内时,会通过细胞免疫使靶细胞裂解死亡,释放出抗原, 然后该抗体与之发生特异性结合,将抗原清除掉,故D正确。

1.植物体细胞杂交与动物细胞工程中所用技术与原理不相符的
是 B.植物组织培养和动物细胞培养——细胞的全能性 C.原生质体融合和动物细胞融合——生物膜的流动性 (

B)

A.纤维素酶、果胶酶处理和胰蛋白酶处理——酶的专一性

D.紫草细胞培养和杂交细胞的培养——细胞增殖
解析:植物组织培养的原理是细胞的全能性,动物细胞 培养的原理是细胞增殖。

2.1975年,科学家首次利用B淋巴细胞杂交瘤技术制备出单克隆 抗体,请据图回答下列问题:

(1)病原体注入小鼠体内后,要经过

细胞处理后

形成抗原—MHC复合体,才能被免疫细胞识别。
(2)制备单克隆抗体所用的B淋巴细胞一般从脾中采集,然 后以 特点。 作诱导剂,使B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合。 的 通过筛选和克隆培养,获得的杂交瘤细胞具有

(3)单克隆抗体的特点是

。据图写出应用杂交


瘤技术获得单克隆抗体的两种主要方法

答案:(1)吞噬(或巨噬) (2)灭活的病毒或聚乙二醇 既能产生特异性抗体,又 能无限增殖 (3)特异性强、灵敏度高 体外培养法和动物体内培养 法 解析:灭活的病毒或聚乙二醇均可诱导动物细胞融合。杂 交瘤细胞同时具有两个亲代细胞的遗传特性。可以在体外也 可以在体内培养杂交瘤细胞获得单克隆抗体。

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