适用于新教材2024版高考生物一轮总复习第10单元生物技术与工程第48讲动物细胞工程课件新人教版
展开1 强基础·增分策略
一、动物细胞培养1.动物细胞培养的地位动物细胞工程常用的技术手段有动物细胞培养、动物细胞核移植、 动物细胞融合 等。
2.动物细胞培养的条件
3.动物细胞培养的过程
4.生长特点(1)细胞贴壁:将细胞悬液放入培养瓶内,置于适宜环境中培养,悬液中分散的细胞很快就 贴附在瓶壁 上,称为细胞贴壁。 (2)接触抑制:当贴壁细胞分裂生长到表面 相互接触 时,细胞 停止分裂增殖 的现象称为细胞的接触抑制。
5.原代培养和传代培养
6.干细胞的培养及其应用(1)概念:干细胞是一类具有自我更新和分化潜能的细胞,与组织、器官的发育、再生和修复密切相关。(2)来源:早期胚胎、 骨髓 和脐带血等。
(3)分类:包括 胚胎 干细胞和 成体 干细胞等。
(4)诱导多能干细胞(iPS细胞)
旁栏边角1.(选择性必修3 P44正文)“在使用合成培养基时,通常需要加入血清等一些天然成分。”血清中含有哪些促进细胞代谢和生长的物质?提示:蛋白质、氨基酸、未知的促生长因子等2.(选择性必修3 P45正文)动物细胞培养过程中,用胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理组织块,使组织分散成单个细胞的目的是什么?提示:使细胞与培养液充分接触。保证细胞所需氧气和营养的供应;保证细胞内代谢物及时排出。
易错辨析(1)制备肝细胞悬液时先用剪刀剪碎肝组织,再用胃蛋白酶处理。( × )(2)肝细胞培养过程中通常在培养液中通入含有95%空气和5% CO2的混合气体,CO2的主要作用是刺激细胞呼吸。( √ )(3)动物细胞培养要定期更换培养液,其目的是清除代谢物,防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害。( √ )(4)培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞。( × )
二、动物细胞的融合与单克隆抗体的制备1.动物细胞融合技术
2.单克隆抗体(1)原理:一种B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体,B淋巴细胞在体外 不能 无限增殖;骨髓瘤细胞能 无限增殖 ;B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合得到 杂交瘤 细胞,既能无限增殖,又能产生特异性抗体。 (2)制备过程
(3)优点①能准确地识别 抗原 的细微差异。 ②与特定 抗原 发生特异性结合。 ③可以大量制备。(4)用途①作为诊断试剂,可与特定抗原发生特异性结合,并且可大量制备。②用于治疗疾病和 运载药物 ,如抗体—药物偶联物(ADC)。
延伸拓展(选择性必修3 P50“思考·讨论”)抗体—药物偶联物(antibdy-drug cnjugate,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。
ADC的作用机制示意图
(1)ADC的抗体和药物各具有什么作用?(2)除了细胞毒素,还有哪些物质理论上可以作为ADC中偶联的药物? (3)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? 提示:(1)ADC的抗体在生物体内与特定目标细胞或组织相结合,具有导向作用。药物起治疗作用(2)化学药物、抗癌药物等(3)单克隆抗体诊断试剂盒具有特异性强、灵敏度高、可大量制备的优势。ADC在临床上用于治疗癌症或其他疾病,具有疗效高、毒副作用小的特点
旁栏边角(选择性必修3 P48“相关信息”)灭活是指用物理或化学手段使病毒或细菌失去__________,但并不破坏病原体的__________。灭活病毒诱导细胞融合与病毒和细胞所含的__________有关。
三、动物体细胞核移植技术和克隆动物1.原理 细胞核的全能性 ,即动物细胞核中具有该种动物全套的遗传信息。 2.类型
3.涉及技术动物细胞培养技术、动物细胞融合技术 、核移植技术、 胚胎移植技术 等。其中,核移植是核心技术。
5.动物细胞培养与动物体细胞核移植的比较
旁栏边角(选择性必修3 P54思考·讨论)通过体细胞核移植方法生产的克隆动物,不是对体细胞供体动物进行了100%的复制,原因是__________________。 提示:克隆动物绝大部分DNA来自供体细胞核,但核外还有少部分DNA(如线粒体DNA)来自受体卵母细胞。
易错辨析(1)体细胞核移植过程中通常采用MⅡ期的去核卵母细胞作为受体细胞。( √ )(2)动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植。(选择性必修3 P52正文)( √ )(3)重构胚的激活可用Ca2+载体、蛋白酶合成抑制剂等。(选择性必修3 P53图2-18)( √ )(4)重构胚是天然形成的胚胎,具有发育成完整个体的能力。(选择性必修3 P53相关信息)( × )(5)体细胞核移植技术成功率非常高,各个环节也相对完善。(选择性必修3 P54正文)( × )
2 提能力·精准突破
1.关于动物细胞培养的4点提醒
2.细胞工程的各种技术手段及其原理总结
考向1 结合动物细胞培养和干细胞的培养及应用,考查社会责任1.(2022青岛二模)重组新冠病毒疫苗是将新冠病毒S蛋白受体结合区(RBD)基因通过基因工程技术,重组到中国仓鼠卵巢(CHO)细胞内,在体外培养并大量表达出RBD二聚体的方法。下列说法正确的是( )A.CHO细胞作为新冠病毒的宿主细胞,提供病毒所需的营养物质B.在体外条件下大规模培养重组CHO 细胞,需要用液体培养基C.体外培养重组CHO细胞时需添加适量的干扰素防止杂菌污染D.CHO 细胞能够表达出 RBD 二聚体,说明新冠病毒与仓鼠的遗传物质相同答案:B
解析:CHO细胞不是新冠病毒的宿主细胞,中国仓鼠卵巢(CHO)细胞是基因工程的受体细胞,A项错误;在体外条件下大规模培养重组CHO细胞,需要用液体培养基,因为液体培养液有利于被培养的细胞获取营养物质,B项正确;体外培养重组CHO细胞时需添加适量的抗生素,其目的是防止杂菌污染,C项错误;CHO细胞能够表达出RBD二聚体,说明新冠病毒与仓鼠应用的是同一套密码子,不能说明新冠病毒与仓鼠的遗传物质相同,D项错误。
2.(2022德州二模)Rag基因缺失小鼠不能产生成熟的淋巴细胞。科研人员通过诱导Rag基因缺失小鼠的体细胞获得诱导多能干细胞(iPS细胞),然后将Rag基因导入iPS细胞并诱导使其分化为造血干细胞,再移植到Rag基因缺失小鼠体内进行治疗。下列分析错误的是( )A.诱导获得iPS细胞时需要在体细胞中表达一些关键基因B.培养iPS细胞时需提供95%空气和5%CO2的混合气体环境C.利用显微注射技术可以将Rag基因直接注入iPS细胞D.利用iPS细胞进行治疗存在导致小鼠发生肿瘤的风险答案:C解析:直接注射基因容易导致基因丢失,一般需要将Rag基因和载体连接形成重组DNA分子再显微注射到iPS细胞,C项错误。
考向2 结合单克隆抗体及其应用,考查科学探究 3.(2022日照期末)猪繁殖与呼吸综合征是一种严重威胁养猪业发展的传染病,由PRRSV病毒引起。我国科学家制备出PRRSV病毒GP3蛋白的单克隆抗体可对该病进行诊断和治疗,过程如下图所示。下列叙述不正确的是( )
A.用纯化的GP3蛋白反复注射到小鼠体内,以获得相应的B淋巴细胞B.过程①可以用PEG诱导融合,融合原理是细胞膜具有一定的流动性C.用特定的选择培养基对细胞乙进行筛选,融合细胞都能正常生长D.丙和丁只含杂交瘤细胞,第2次筛选前需对细胞丙进行克隆培养
答案:C解析:用特定的选择培养基对细胞乙进行筛选,B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合产生的杂交瘤细胞可以生长,其他细胞(未融合的和同种融合的细胞)不能生长,C项错误。
4.(2022青岛一模)2021年12月,我国科学家研制的全人源抗新冠病毒单克隆抗体产品,首次获批开展临床试验。科学家从新冠肺炎康复患者外周血单个核细胞(PBMC)中获取新冠病毒的抗体DNA,插入到噬菌体外壳蛋白结构基因的适当位置,通过侵染宿主菌构建基因文库后,最终获得全人源抗新冠病毒单克隆抗体。下列说法错误的是( )A.该种单克隆抗体可作为药物用于新冠肺炎的治疗B.研制获得该种单克隆抗体的过程,需要对B细胞进行大规模体外培养C.研制获得该种单克隆抗体的过程,应用了基因工程和发酵工程技术D.该种单克隆抗体并非在人体中表达,可能因空间结构改变而失去特异性答案:B解析:B细胞在体外不能大量增殖,故B细胞不能进行大规模体外培养,B项错误。
考向3 结合动物细胞核移植,考查社会责任5.(2022济南二模)在体细胞克隆猴培育过程中,为调节相关基因的表达,提高胚胎的发育率和妊娠率,研究人员将组蛋白去甲基化酶Kdm4d的mRNA注入了重构胚,同时用组蛋白脱乙酰酶抑制剂(TSA)处理,具体培育流程如下图所示。下列说法正确的是( )
A.去核时使用的差速离心、紫外线长时间照射和化学物质处理等方法都没有穿透卵母细胞的透明带B.卵母细胞在去核环节实际操作中被去除的不是核膜包被的细胞核,而是纺锤体—染色体复合物C.组蛋白甲基化和乙酰化的表观遗传修饰都不利于重构胚的分裂和发育D.为得到遗传背景相同的克隆猴用于科研,可用机械方法将早期胚胎随机切割成2份或4份后再进行胚胎移植答案:B
解析:目前核移植技术中普遍使用的去核方法是密度梯度离心,紫外光短时间照射、化学物质处理,A项错误;将卵母细胞培养到MⅡ期后进行去核操作,此时细胞核退化,出现的是纺锤体和染色体复合物,去核事实上是去除卵母细胞的纺锤体—染色体复合物,B项正确;科学家将组蛋白去甲基化酶Kdm4d的mRNA注入重构胚,同时用组蛋白脱乙酰酶抑制剂处理重构胚,这样可降低组蛋白的甲基化水平,提高组蛋白的乙酰化水平,从而改变组蛋白的表观遗传修饰来调控基因表达,C项错误;为得到遗传背景相同的克隆猴用于科研,可用机械方法将早期胚胎均匀切割成2份或4份后再进行胚胎移植,D项错误。
3 练高考·衍生训练
角度1 动物细胞培养1.(2022湖北高考)某兴趣小组开展小鼠原代神经元培养的研究,结果发现其培养的原代神经元生长缓慢,其原因不可能的是( )A.实验材料取自小鼠胚胎的脑组织B.为了防止污染将培养瓶瓶口密封C.血清经过高温处理后加入培养基D.所使用的培养基呈弱酸性答案:A
解析:小鼠胚胎脑组织中含有丰富的原代神经元,细胞增殖能力强,不会造成生长缓慢,A项符合题意;培养瓶瓶口密封会使培养液中缺氧,影响细胞有氧呼吸,造成供能不足,可能使细胞生长缓慢,B项不符合题意;血清经过高温处理后,其中活性成分变性,失去原有功能,细胞生存环境严重恶化,可能使细胞生长缓慢,C项不符合题意;小鼠内环境为弱碱性,所使用的培养基呈弱酸性,使细胞生存环境恶劣,可能造成细胞生长缓慢,D项不符合题意。
角度2 单克隆抗体的制备2.(2022山东高考)如图所示,将由2种不同的抗原分别制备的单克隆抗体分子,在体外解偶联后重新偶联可制备双特异性抗体,简称双抗。下列说法错误的是( )
A.双抗可同时与2种抗原结合B.利用双抗可以将蛋白类药物运送至靶细胞C.筛选双抗时需使用制备单克隆抗体时所使用的2种抗原D.同时注射2种抗原可刺激B细胞分化为产双抗的浆细胞
2024版高考生物一轮总复习第10单元生物技术与工程第38课动物细胞工程课件: 这是一份2024版高考生物一轮总复习第10单元生物技术与工程第38课动物细胞工程课件,共60页。PPT课件主要包含了培养液,细胞培养,供体细胞等内容,欢迎下载使用。
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