第59課時(shí)動物細(xì)胞工程

1.闡明動物細(xì)胞培養(yǎng)的條件和過程。2.闡明動物細(xì)胞核移植的原理和過程。3.

課標(biāo)要求闡明動物細(xì)胞融合的概念。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。

2022?福建-T32022?江蘇-T142022?湖

1.動物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)

北?T6

2023?北京?T12

2023糊北-T222022?山東?T152022?福

2.動物細(xì)胞融合和單克隆抗體的

考情分析建.T13

制備

2021?山東1152021?江蘇1112020?全國

I-T38

2023?天津-T72021?遼寧-T132020?天

3.動物細(xì)胞核移植技術(shù)

津?T1

考點(diǎn)一動物細(xì)胞培養(yǎng)

■整合必備知識

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，然后在適宜的培養(yǎng)條件

下，讓這些細(xì)胞的技術(shù)。

2.動物細(xì)胞培養(yǎng)的條件

營養(yǎng)條件:糖類、氨基酸、無機(jī)鹽、維生

素、促生長因子、微量元素等營養(yǎng)物質(zhì)，

此外通常還需等一些天然成分

■進(jìn)行滅菌

處理

無菌、無＜

培毒的環(huán)境］在無菌環(huán)境下操作

養(yǎng)

條.定期更換培養(yǎng)液，清除代謝物

件

溫度、pH和滲透壓：哺乳動物細(xì)胞培養(yǎng)

的溫度多以(36.5±0.5)(為宜，多數(shù)動

物細(xì)胞生存的適宜pH為

?95%的空氣：其中是細(xì)胞

氣體環(huán)境＜代謝所必需的

.5%的CO?：_______________

3.動物細(xì)胞培養(yǎng)的過程

取動物組織塊

分散成___________

加入

培養(yǎng)液

制成___________

［裝瓶

(1)細(xì)胞貼壁：體外培養(yǎng)的大多數(shù)動物細(xì)胞往往在培養(yǎng)瓶的瓶壁上。

⑵接觸抑制：當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長到表面時(shí)，細(xì)胞通常會停止

(3)原代培養(yǎng)：之前的細(xì)胞培養(yǎng)，即動物組織經(jīng)處理后的

(4)傳代培養(yǎng)：后的細(xì)胞培養(yǎng)。

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

體細(xì)胞(如成纖維細(xì)

來源骨髓、臍帶血和外周血

胞等)

能分化為成年動物體內(nèi)的

任何一種類型的細(xì)胞，并進(jìn)

分化成___________能_誘導(dǎo)分化成類似

一步形成機(jī)體的組織和器

特點(diǎn)

官甚至________________

—的細(xì)胞

造血干細(xì)胞用于治療白血

治療小鼠的鐮狀細(xì)胞

分化成心肌細(xì)胞、神經(jīng)元和病等；神經(jīng)干細(xì)胞用于治

應(yīng)用貧血、阿爾茨海默病、

造血干細(xì)胞等療帕金森病、阿爾茨海默

心血管疾病等

病等

■判斷正誤

⑴在進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)，通常采用培養(yǎng)皿或打開培養(yǎng)瓶蓋的方式以獲取新陳代謝所必需的

02()

⑵將動物細(xì)胞置于含有95%。2和5%CC>2的混合氣體的CO2培養(yǎng)箱中進(jìn)行培養(yǎng)()

(3)動物細(xì)胞在培養(yǎng)過程中都具有細(xì)胞貼壁的現(xiàn)象()

(4)培養(yǎng)動物細(xì)胞的第一代(即第一次細(xì)胞增殖)被稱為原代培養(yǎng)()

(5)干細(xì)胞都能分化成多種類型的細(xì)胞()

(6)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()

■提升關(guān)鍵能力

為研究長春新堿(VCR)對肝癌細(xì)胞凋亡的影響，科研人員進(jìn)行了相關(guān)研究。

①將等量的小鼠肝癌Hepal-6細(xì)胞懸液，分別接種于若干個(gè)含有等量培養(yǎng)液的培養(yǎng)瓶中；

②將培養(yǎng)瓶放于37°C、5%CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24h,靜置、去除上清液；

③分別加入等量但含不同濃度VCR的培養(yǎng)液，置于37℃、5%的C02培養(yǎng)箱中繼續(xù)培養(yǎng)；

④分別在24h、36h、48h時(shí)吸取培養(yǎng)液，觀察結(jié)果，得到不同濃度VCR作用于肝癌細(xì)胞不

同時(shí)間的抑制率(％)如表所示。

濃度24h36h48h

0.5mg/mL12.517.226

1.0mg/mL20.53142

2.0mg/mL31.538.847

請回答下列問題：

（1）步驟③中需要設(shè)置對照組，對照組的處理方法為。步驟

③中每個(gè)實(shí)驗(yàn)組設(shè)置5個(gè)培養(yǎng)瓶同時(shí)進(jìn)行培養(yǎng)，計(jì)數(shù)后統(tǒng)計(jì)平均值，目的是什么？

（2）根據(jù)表格中的結(jié)果可以得出的結(jié)論是什么?

■評價(jià)遷移應(yīng)用

考向一動物細(xì)胞培養(yǎng)

1.航天員葉光富和王亞平在天宮課堂上展示了培養(yǎng)的心肌細(xì)胞跳動的視頻。下列相關(guān)敘述正

確的是（）

A.培養(yǎng)心肌細(xì)胞的器具和試劑都要先進(jìn)行高壓蒸汽滅菌

B.培養(yǎng)心肌細(xì)胞的時(shí)候既需要氧氣也需要二氧化碳

C.心肌細(xì)胞在培養(yǎng)容器中通過有絲分裂不斷增殖

D.心肌細(xì)胞在神經(jīng)細(xì)胞發(fā)出的神經(jīng)沖動的支配下跳動

2.（2022?湖北，6）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.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

考點(diǎn)二動物細(xì)胞融合技術(shù)與單克隆抗體

■整合必備知識

1.動物細(xì)胞融合技術(shù)

，概念：使兩個(gè)或多個(gè)動物細(xì)胞結(jié)合形成一

個(gè)細(xì)胞的技術(shù)

一方法：________________________________

動

物

細(xì)--結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)：____________________________

胞

融一結(jié)果：形成具有原來兩個(gè)或多個(gè)細(xì)胞遺傳

合信息的雜交細(xì)胞

技

■①突破了有性雜交的局限，使遠(yuǎn)緣

術(shù)

雜交成為可能；②成為研究細(xì)胞

一意義彳遺傳、細(xì)胞免疫、腫瘤和培育生物

新品種等的重要手段，為制造單克

.隆抗體開辟了新途徑

2.單克隆抗體的制備

(1)傳統(tǒng)抗體的獲得

①方法

②缺點(diǎn)：產(chǎn)量低、低、______________差。

(2)單克隆抗體的制備及優(yōu)點(diǎn)

①制備過程

多種雜?

交細(xì)徜＜66畫海自身融合細(xì)胞

用特定的—麻建福逐」柒藏合最百種融合的細(xì)胞死亡

?⑨___________

I克隆上述雜交細(xì)胞

8)?鍛一專一抗體檢測陽性

將不同種雜交細(xì)胞分開，I并克隆專一抗體檢測呈陽性的細(xì)胞

有

注射到用壁體外培養(yǎng)

小鼠腹唾7

腔內(nèi)??

W匕單克隆抗體”丫八單克隆抗體

②單克隆抗體的優(yōu)點(diǎn)

a.能準(zhǔn)確地識別抗原的細(xì)微差異，與特定抗原發(fā)生____________________結(jié)合(特異性強(qiáng)、靈

敏度高)。

b.可以制備。

(3)單克隆抗體的應(yīng)用

①被廣泛用作試劑，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(yùn)載,形成抗體一藥物偶聯(lián)物，實(shí)現(xiàn)對腫瘤細(xì)胞的殺傷。

③用于O

-判斷正誤

(1)動物細(xì)胞融合過程中既有細(xì)胞膜的融合也有核的融合()

(2)動物細(xì)胞融合的結(jié)果是形成單核的雜交細(xì)胞，植物體細(xì)胞雜交的結(jié)果是得到雜種植株

()

(3)動物體細(xì)胞融合后的雜交細(xì)胞仍然是二倍體細(xì)胞()

(4)將抗原注入小鼠體內(nèi)，是為了獲得能產(chǎn)生相應(yīng)抗體的B淋巴細(xì)胞()

(5)將B淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞進(jìn)行誘導(dǎo)融合，培養(yǎng)液中融合后的細(xì)胞即雜交瘤細(xì)胞()

(6)單克隆抗體診斷試劑提高了診斷的準(zhǔn)確性、靈敏性()

■提升

長春新堿(VCR)能夠干擾腫瘤細(xì)胞的有絲分裂，也會影響正常細(xì)胞的增殖和分裂，導(dǎo)致藥物

副作用的發(fā)生。H18雜交瘤細(xì)胞產(chǎn)生的抗人肝癌單克隆抗體HAbl8對于人體肝癌的診斷和靶

向治療具有重要的意義?；卮鹣铝袉栴}：

(1)抗人肝癌單克隆抗體HAbl8的制備過程中，需要向小鼠體內(nèi)注射肝癌細(xì)胞懸液，其目的

是什么？

(2)單克隆抗體被廣泛用作診斷試劑的原因是什么？

(3)資料：①細(xì)胞合成DNA包括D和S兩條途徑，其中D途徑能被氨基蝶吟阻斷。

②免疫的B淋巴細(xì)胞中有這兩種DNA的合成途徑，但它不能分裂增殖，其本身也不能在體

外長期存活。

③鼠骨髓瘤細(xì)胞中只有D途徑，沒有S途徑，但它能不斷分裂增殖。如果它的D途徑被阻

斷的話，它會因不能合成DNA而死亡。

抗人肝癌單克隆抗體HAbl8的制備過程中，需要兩次篩選，請根據(jù)上述資料提出第1次篩選

的目的和具體方法。

(4)將VCR與抗人肝癌單克隆抗體HAbl8通過接頭連接形成抗體一藥物偶聯(lián)物(ADC),可實(shí)

現(xiàn)對肝癌細(xì)胞的特異性殺傷，ADC的作用機(jī)制如圖。據(jù)圖分析，ADC的抗體和藥物（VCR）

各具有什么作用？

■評價(jià)

考向二動物細(xì)胞融合技術(shù)與單克隆抗體

3.（2021.山東，15）一個(gè)抗原往往有多個(gè)不同的抗原決定簇，一個(gè)抗原決定簇只能刺激機(jī)體產(chǎn)

生一種抗體，由同一抗原刺激產(chǎn)生的不同抗體統(tǒng)稱為多抗。將非洲豬瘟病毒衣殼蛋白p72注

入小鼠體內(nèi)，可利用該小鼠的免疫細(xì)胞制備抗p72的單抗，也可以從該小鼠的血清中直接分

離出多抗。下列說法正確的是（）

A.注入小鼠體內(nèi)的抗原純度對單抗純度的影響比對多抗純度的影響大

B.單抗制備過程中通常將分離出的漿細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合

C.利用該小鼠只能制備出一種抗p72的單抗

D.p72部分結(jié)構(gòu)改變后會出現(xiàn)原單抗失效而多抗仍有效的情況

4.（2023?湖北，22節(jié)選）某病毒對動物養(yǎng)殖業(yè)危害十分嚴(yán)重。我國學(xué)者擬以該病毒外殼蛋白

A為抗原來制備單克隆抗體，以期快速檢測該病毒，其主要技術(shù)路線如圖所示。

疫

免

轉(zhuǎn)基離體培養(yǎng)的

脾

基蛋免疫的

因工小鼠骨髓瘤

胞

因白細(xì)

小鼠

A程菌A細(xì)胞

誘導(dǎo)融合

［單克隆抗體篩選I雜交瘤細(xì)胞篩選）

回答下列問題：

（1）與小鼠骨髓瘤細(xì)胞融合前，已免疫的脾細(xì)胞（含漿細(xì)胞）（填“需要”或“不需要”）

通過原代培養(yǎng)擴(kuò)大細(xì)胞數(shù)量；添加脂溶性物質(zhì)PEG可促進(jìn)細(xì)胞融合，該過程中PEG對細(xì)胞

膜的作用是________________________________________________________________________

⑵在雜交瘤細(xì)胞篩選過程中，常使用特定的選擇培養(yǎng)基（如HAT培養(yǎng)基），該培養(yǎng)基對

和_____________________生長具有抑制作用o

(3)單克隆抗體篩選中，將抗體與該病毒外殼蛋白進(jìn)行雜交，其目的是

考點(diǎn)三動物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動物

■整合必備知識

1.動物細(xì)胞核移植技術(shù)的概念和類型

⑴概念

將動物一個(gè)細(xì)胞的移入去核的中，使這個(gè)重新組合的細(xì)胞

發(fā)育成，繼而發(fā)育為的技術(shù)。

(2)原理：o

⑶類型：哺乳動物核移植可分為核移植和核移植，其中

________________核移植較易成功。

2.體細(xì)胞核移植的過程

【提醒】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(shí)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。

3.體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景和存在的問題

畜牧業(yè)加速家畜________________進(jìn)程、促進(jìn)優(yōu)良畜群繁育

①作為____________生產(chǎn)醫(yī)用蛋白；

②______________________的細(xì)胞、組織或器官可以用于異種

醫(yī)藥衛(wèi)生移植；

③人核移植________________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

前景①研究克隆動物可使人類更深入地了解__________________

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

科學(xué)研究

分析______________;

③克隆特定疾病模型的動物，為研究__________________和開

發(fā)相應(yīng)的藥物提供幫助

保護(hù)瀕危物種增加瀕危物種的存活數(shù)量

①成功率__________________;②絕大多數(shù)克隆動物存在____________問題，表

問題

現(xiàn)出____________________

■判斷正誤

(1)通過克隆技術(shù)形成重組細(xì)胞并發(fā)育成一個(gè)新個(gè)體，體現(xiàn)了動物細(xì)胞的全能性()

(2)核移植過程中供體理論上是提供細(xì)胞核，但操作過程中可以把整個(gè)細(xì)胞注入去核的卵母細(xì)

胞中()

(3)重構(gòu)胚是指人工重新構(gòu)建的胚胎，具有發(fā)育成完整個(gè)體的能力()

(4)可用Ca2+載體激活重構(gòu)胚，使其完成細(xì)胞分裂和發(fā)育進(jìn)程()

(5)克隆動物的性狀與供核動物完全相同()

?提升關(guān)鍵能力

癌癥早中期的患者往往通過相應(yīng)的組織或者器官摘除來進(jìn)行治療，但是組織和器官摘除往往

嚴(yán)重影響患者的正常生活和身心健康，如圖是利用體細(xì)胞核移植技術(shù)生產(chǎn)器官的過程。分析

并回答下列問題：

患者正常

體細(xì)胞L肝細(xì)胞」

@一?~|^②

f心肌細(xì)胞-移植給患

①一?一。)—

―胰島細(xì)胞-者本人

0」胚胎干

細(xì)胞A細(xì)胞~神經(jīng)細(xì)胞-

(1)細(xì)胞A一般選用卵母細(xì)胞，為什么？

⑵在將體細(xì)胞的核移植到細(xì)胞A之前，為什么必須先對細(xì)胞A進(jìn)行去核操作？

■評價(jià)遷移應(yīng)用

考向三動物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動物

5.（2021?遼寧，13）如圖是利用體細(xì)胞核移植技術(shù)克隆優(yōu)質(zhì)奶牛的簡易流程圖，有關(guān)敘述正確

的是（）

甲注射

牛重

融組移'代孕

苔胚菽丙牛

胎

乙

重組細(xì)胞*

牛生出后

代丁牛

A.后代丁的遺傳性狀由甲和丙的遺傳物質(zhì)共同決定

B.過程①需要提供95%空氣和5%CO2的混合氣體

C.過程②常使用顯微操作去核法對受精卵進(jìn)行處理

D.過程③將激活后的重組細(xì)胞培養(yǎng)至原腸胚后移植

6.（2024.廈門高三模擬）如圖為體細(xì)胞克隆猴“中中”和“華華”的培育流程，為建立動物模

型、研究疾病機(jī)理帶來光明前景。下列敘述錯(cuò)誤的是（）

體外培養(yǎng)成

纖維細(xì)胞

A.過程①將成纖維細(xì)胞注射到去核的卵母細(xì)胞中，說明細(xì)胞膜的控制作用是相對的

B.卵子細(xì)胞質(zhì)中含有促使成纖維細(xì)胞核全能性表達(dá)的物質(zhì)

C.中中、華華的性別由成纖維細(xì)胞的遺傳物質(zhì)決定

D.“去核”去除的是紡錘體一染色體復(fù)合物

五分鐘查落實(shí)

1.（選擇性必修3P44）動物細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)，一般置于含有的混合氣體

的CO2培養(yǎng)箱中進(jìn)行培養(yǎng)。CO2的主要作用是。

2.（選擇性必修3P44）細(xì)胞貼壁：O

3.（選擇性必修3P44）接觸抑制：。

4.（選擇性必修3P44）細(xì)胞在培養(yǎng)過程中分裂受阻的原因：

5.（選擇性必修3P48）誘導(dǎo)動物細(xì)胞融合的常用方法有、

和等。

6.（選擇性必修3P49）雜交瘤細(xì)胞的特點(diǎn)是__________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

7.（選擇性必修3P50）單克隆抗體的優(yōu)點(diǎn)是__________________________________________

______________________________________________________________________________________