2026届高三生物高考一轮复习课件第52讲：动物细胞工程

这是一份2026届高三生物高考一轮复习课件第52讲：动物细胞工程，共51页。PPT课件主要包含了考情解码·考点定标，动物细胞培养，细胞增殖有丝分裂，分散成单个细胞，悬浮生长类，贴壁生长类，细胞贴壁，直接用离心法收集，原代培养，传代培养等内容，欢迎下载使用。
动物细胞培养动物细胞融合动物细胞核移植
动物细胞培养技术是其他动物细胞工程技术的基础。
①从动物体取出的成块组织中，细胞与细胞靠在一起，彼此限制了生长和增殖；②能使细胞与培养液充分接触，更易进行物质交换。
获得细胞或细胞产物；不能获得完整动物个体
未体现动物细胞的全能性
糖类、氨基酸、无机盐、维生素等
+ 血清等天然成分
将细胞所需的营养物质按种类和所需量严格配制而成的培养基。
（人们对动物细胞所需营养物质尚未全部研究清楚，动物血清中某些含人类未知、细胞生长增殖所必需的物质。)
液体培养基（也称为培养液）
（2）无菌、无毒的环境
（3）适宜的温度、pH和渗透压
①适宜的温度：哺乳动物细胞培养的温度多以 为宜；②适宜的pH：多数动物细胞生存的适宜pH为 ；③适宜的渗透压：
36.5 ± 0.5℃
（与相应动物内环境的理化性质保持一致）
维持细胞正常的形态和功能。
①主要气体成分：②培养仪器：
用培养皿或松盖培养瓶，在含有___________和_________的混合气体的____________
①材料的选择： 幼龄动物 r 老龄动物
成块组织中，细胞与细胞靠在一起，彼此限制了生长和增殖
一般取材于动物胚胎或幼龄动物的组织、器官。
这些组织的细胞分化程度低，增殖能力强，容易培养。
用机械的方法，或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理
胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理
用培养液将细胞制成细胞悬液。
将细胞悬液放入培养皿或培养瓶内，置于适宜环境中进行原代培养。
体外培养的动物细胞类型
能够悬浮在培养液中生长增殖。
需要贴附于某些基质表面才能生长增殖。
这类细胞往往贴附在培养瓶的瓶壁上。
注意：培养瓶或培养皿的内表面光滑、无毒、易于贴附。
原代培养: 指动物组织经处理后的初次培养。
会因细胞密度过大、有害代谢物积累和培养液中营养物质缺乏等因素而分裂受阻。
除受以上因素影响外，还会发生接触抑制现象。
当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞通常会停止分裂增殖的现象。数量不再增加。
[思考3] 悬浮培养的细胞和贴壁细胞能一直分裂增殖吗？为什么？
一般的正常细胞并不重叠于其他细胞之上生长，而是单层生长。
而癌变细胞细胞没有接触抑制现象，可以在培养瓶中形成多层细胞。
思考：如何解决正常细胞体外培养分裂受阻的问题呢？
重新用胰蛋白酶等处理，使之分散成单个细胞，然后再用离心法收集
（2）将收集的细胞制成细胞悬液，分瓶培养
4、分瓶、进行传代培养
【思考3】进行传代培养时，如何处理悬浮细胞和贴壁细胞？
传代培养: 指分瓶后的细胞培养。
注意：区别原代培养和传代培养就看是否分瓶！
胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理
动物胚胎或幼龄动物的组织、器官
用机械的方法，或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理
部分细胞的细胞核型可能会发生变化，增殖缓慢，甚至完全停止。
大部分细胞衰老死亡；（有限细胞系）少数细胞会克服细胞寿命的自然极限，获得不死性，这些细胞已经发生了突变，正朝癌细胞发展。(遗传物质改变)（无限细胞系）
10代以内，保持细胞正常的二倍体核型(遗传物质不改变)。
思考：“细胞增殖到互相接触的时候，糖蛋白识别了这种信息，就会使细胞停止继续繁殖，出现接触抑制的现象”试结合上述解释，举例说明哪种细胞无接触抑制现象，并阐述原因。
癌细胞；癌细胞的细胞膜上糖蛋白等物质减少
肿瘤细胞失去接触抑制，条件适宜在培养液可以无限增殖下去。
思考：进行动物细胞培养时常用胰蛋白酶分散细胞，这说明细胞间的物质主要是什么成分？用胃蛋白酶行吗？
用胰蛋白酶分散细胞，说明细胞间的物质主要是蛋白质。
胃蛋白酶作用的适宜pH约为2，当pH大于6时，胃蛋白酶就会失去活性。多数动物细胞培养的适宜pH为7.2～7.4，胃蛋白酶在此环境中没有活性，所以用胃蛋白酶不行。
如图为动物细胞培养过程中细胞增殖情况的变化曲线，图中B、E两点表示经筛选、分装后继续培养。据图分析：(1)原代培养和传代培养的分界点是哪个？(2)AB段和DE段繁殖速度缓慢的原因是什么？(3)E点后的细胞大多数具有异倍体核型，这样的细胞有什么特点？
B点之前的培养称为原代培养，之后的培养称为传代培养。
AB段发生了接触抑制；DE段细胞大部分衰老失去分裂能力。
E点后的细胞属于细胞系，遗传物质已经改变，正朝癌细胞发展，能无限增殖。
植物组织培养和动物细胞培养的比较
动物和人体内仍保留的_______________________________的细胞。在一定条件下，干细胞可以分化成其他类型的细胞。
存在于_______________________和_____________等多种组织和器官中。
少数具有分裂和分化能力
具有分化为成年动物体内的任何一种类型的细胞，并进一步形成机体的所有组织和器官甚至个体的潜能。
必须从胚胎中获取 ，涉及伦理问题；因而限制了在医学上的应用。
具有组织特异性，只能分化成特定的细胞或组织，不具有发育成完整个体的能力
①造血干细胞（骨髓、外周血和脐带血中）②神经干细胞（神经系统中）③精原干细胞（睾丸中）
治疗神经组织损伤和神经系统退行性疾病（如帕金森病、阿尔茨海默病等）
治疗白血病及一些恶性肿瘤放疗或化疗后引起的造血系统、免疫系统功能障碍等疾病
发现最早、研究最多的、应用最成熟的实例
通过体外诱导小鼠成纤维细胞，获得了类似胚胎干细胞的一种细胞，称为诱导多能干细胞，简称iPS细胞
iPS细胞用于治疗人类疾病示意图及视频
诱导iPS细胞定向分化为多种组织细胞
①诱导过程无须破坏胚胎②iPS细胞可以来源于病人自身的体细胞，将它移植回病人体内后，理论上可以避免免疫排斥反应。
①将特定基因或特定蛋白导入细胞②用小分子化合物诱导形成。
①可治疗镰状细胞贫血症②在治疗阿尔兹海默病、心血管疾病等领域的研究也取得了新进展
（原因：iPS细胞可以来源于病人自身的体细胞）
例1、悬浮培养的动物细胞会因细胞密度过大、有害代谢物积累等而分裂受阻。生产上常用灌流式培养避免这些现象出现。灌流式培养是在细胞培养管内，一边不断注入新鲜培养基，一边将培养液的上清液不断移出。下列相关叙述正确的是(　　)A．灌流式培养的细胞会贴壁生长，但不会出现接触抑制现象B．灌流是在细胞密度达到一定浓度或营养物质低于一定浓度时进行的C．灌流速率越高，营养物质利用越充分D．培养管通常放置在95%O2和5%CO2的环境中
1．下列关于桑葚胚和囊胚的叙述，错误的是(　 　)A．桑葚胚的各细胞结构、功能基本相同B．囊胚期细胞分化是由遗传物质突变引起的C．囊胚期的细胞出现了细胞分化，但遗传物质未发生改变D．囊胚期内细胞团和滋养层细胞的差异不是DNA复制水平上的差异，而是转录水平上的差异
囊胚期的细胞进行有丝分裂，遗传物质一般不变；内细胞团和滋养层细胞内遗传物质相同，蛋白质不同，是转录水平上的差异。
例2、干细胞的成功培养是动物细胞培养领域的重大成就之一，干细胞有着广泛的应用前景。下列关于干细胞的叙述，正确的是(　　)A．干细胞存在于早期胚胎、脊髓和脐带血等多种组织和器官中B．不同类型的干细胞，它们的分裂和分化潜能基本是相同的C．可以用成纤维细胞、B细胞、T细胞等细胞来制备iPS细胞D．由于科学技术飞速进步，干细胞在临床治疗方面已不存在任何问题
指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术。
细胞膜具有一定的流动性
与植物原生质体融合的方法相同
聚乙二醇（PEG）融合法
→具有原来两个或多个细胞的遗传信息。
突破了有性杂交的局限，使远缘杂交成为可能。至今，种间、属间、科间、甚至动物和植物之间的细胞融合都已获得了成功。
5.融合实质及完成的标志：
二、动物细胞融合技术与单克隆抗体
原理：病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能够与细胞膜上的糖蛋白发生作用，使细胞相互凝集，细胞膜上的蛋白质分子和脂质分子重新排布，细胞膜打开，细胞发生融合。
细胞膜具有一定的流动性、植物细胞的全能性
用果胶酶和纤维素酶去除细胞壁
用胰蛋白酶或胶原蛋白酶使细胞分散成单个细胞
物理法：电融合法、离心法；化学法：聚乙二醇（PEG）融合法、高Ca2+-高pH融合法
PEG融合法、电融合法、▲灭活病毒诱导法
获得杂交细胞，主要用于制造单克隆抗体
打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，培育植物新品种
突破了有性杂交的局限，使远缘杂交成为可能
具有原来两个或多个细胞的遗传信息
向动物体内反复注射某种抗原
既能迅速大量增殖，又能产生专一抗体
(2)大量制备单一抗体的思路：
注射特定的抗原,从小鼠脾中获得能产生特定抗体的淋巴B细胞
方法：电融合法、PEG融合法、灭活病毒诱导法等
置于选择培养基上培养
第一次筛选：用特定的选择培养基进行筛选，在该培养基上，未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡，只有融合的杂交瘤细胞才能生长。
【第一次筛选】获得杂交瘤细胞
①细胞合成DNA有D和S两条途径，其中D途径能被氨基喋呤阻断。②B淋巴细胞中有这两种DNA的合成途径，但不能分裂增殖。 ③鼠骨髓瘤细胞中只有D途径，没有S途径，但能不断分裂增殖。
筛选出杂交瘤细胞方法？
培养基中加入氨基嘌呤（HAT选择培养基）
B淋巴细胞及同型融合细胞
骨髓瘤细胞及同型融合细胞
用培养液 稀释培养
每一个孔中尽量只接种一个杂交瘤细胞
抗体检测呈 阳性的杂交瘤细胞
阳性孔中的细胞还不能保证是来自单个细胞，挑选阳性孔的细胞继续进行有限稀释，一般需进行3～4次，直至确信每个孔中增殖的细胞为单克隆细胞。
获得能分泌所需抗体的杂交瘤细胞
单克隆抗体制备过程中两次筛选的比较
筛选出能分泌所需抗体的杂交瘤细胞
由于小鼠在生活中还受到其他抗原的刺激，所以经选择培养获得的杂交瘤细胞中有能产生其他抗体的细胞
用特定的选择培养基（HAT培养基）筛选：未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡，只有融合的杂交瘤细胞才能生长。
克隆培养、抗体检测：用多孔细胞培养板培养，在每一个孔中尽量只接种一个杂交瘤细胞的情况下进行克隆化培养和抗体检测，经多次筛选得到足够数量的能分泌所需抗体的杂交瘤细胞。
诱导融合后得到的细胞中，除杂交瘤细胞之外，还有未融合的亲本细胞，也有融合的具有同种核的细胞
将抗体检测为阳性的杂交瘤细胞
杂交瘤细胞在小鼠腹腔内培养较体外培养相比有何优点？
不需培养基，易于控制培养条件（如无需提供无菌环境等），操作简单，成本较低
优点：可大规模培养，大量生产缺点：需要人为控制培养条件，成本相对较高
灵敏度高、特异性强、可大量制备
准确地识别抗原的细微差异
与特定抗原发生特异性结合
①作为诊断试剂——最广泛的应用
比原来诊断方法提前了10d左右，准确率在90﹪以上。
具有准确、高效、简易、快速特点
②用于治疗疾病和运载药物
(主要用于癌症治疗)如：单克隆抗体+药物 =“生物导弹”
优点：位置准确、疗效高、副作用小
单克隆抗体+接头+药物（如细胞毒素）=ADC
发挥治疗效应。如杀伤靶细胞。
其作用机理是通过单克隆抗体的靶向作用特异性地识别肿瘤细胞表面抗原，然后利用细胞本身具备的内吞作用使化学药物进入肿瘤细胞体内发生药力，从而达到杀死肿瘤细胞的目的。
实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤。
例1、下列关于动物细胞融合的说法，错误的是(　　)A．动物细胞融合也称细胞杂交，是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程B．融合后形成的具有原来两个或多个动物细胞遗传信息的单核细胞，称为杂交细胞C.灭活的病毒中“灭活”是指用物理或化学手段破坏它的抗原结构D．细胞融合技术突破了有性杂交的局限，使远缘杂交成为可能
例2、下列有关制备单克隆抗体的叙述，错误的是(　　)A．先用胃蛋白酶处理得到单个细胞，然后用诱导剂处理得到杂交瘤细胞B. 两次筛选的目的分别是筛选出杂交瘤细胞和筛选出能产生特定抗体的杂 交瘤细胞C．采用的细胞工程技术包括动物细胞培养和动物细胞融合D．运用的生物学原理包括细胞增殖和细胞膜的流动性等
将动物的一个细胞的细胞核，移入去核的卵母细胞中，使这个重新组合的细胞发育成新胚胎，继而发育成动物个体的技术。
细胞分化程度低，表现全能性容易
细胞分化程度高，表现全能性十分困难
动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植
三、动物体细胞核移植技术和克隆动物
因为分化程度低，全能性容易表现
因为分化程度高，全能性较难表现
问题1:为什么非人灵长类动物体细胞核移植非常困难？
原因一：供体的细胞核在去核卵母细胞中不能完全恢复其分化前的功能状态，这导致了胚胎发育率低。原因二：非人灵长类动物胚胎进行操作的技术尚不完善。
采集卵母细胞，在体外培养到MⅡ期
2）为何选MⅡ期的卵母细胞？
原因：①卵母细胞质中含有激发细胞核全能性表达的物质； ②卵母细胞体积大，易操作；③卵母细胞营养物质丰富。
供体：提供细胞核的个体
受体：MⅡ期（减数第二次分裂中期）卵母细胞
MⅡ期细胞才具备与精子受精的能力
3）卵母细胞为什么要“去核”？
原因：保证核移植的胚胎或动物的核遗传物质全部来自供体细胞。并防止细胞染色体的数量发生变化。
4）“去核”的方法是什么？
目前动物细胞核移植技术中普遍使用的去核方法是显微操作法。
（也可以采用梯度离心、紫外线短时间照射和化学物质处理等方法)
使DNA变性失活，达到去核的目的。没刺破卵母细胞膜，对卵母细胞伤害小。
5）“核”的实质是什么？（P52页）
去核时，由于MⅡ期卵母细胞核的位置靠近第一极体，用微型吸管一般一并吸出第一极体。
将供体 细胞注入去核的卵母 细胞的透明带
6）将整个供体细胞注入卵母细胞中有何优点？
优点：①对卵母细胞损伤较小；②保证供体细胞的细胞核不被破坏，操作方便。
7）激活重构胚方法和目的是？
用物理或化学方法(如电刺激、Ca2+载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等)激活重构胚胎，使其完成细胞分裂和发育进程。
8）动物体细胞核移植技术证明了？（原理）
9）从遗传物质的角度分析，克隆动物是对体细胞供体动物进行了100%的复制吗？
② 生物性状还受环境因素的影响。
③ 克隆动物在个体发育过程中有可能发生基因突变、染色体变异等可遗传变异。
生出与供体奶牛遗传物质基本相同的犊牛
已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性。
不是对核供体动物进行100%的复制。
来自于供体动物的细胞核
供体细胞和受体卵母细胞
将供体细胞注入去核的卵母细胞
将胚胎移入受体（代孕）母牛体内
体细胞核移植用到的技术
激活重构 胚使其完成 细胞分裂和 发育过程
增加濒危物种的存活数量
例1、如图是利用体细胞核移植技术克隆优质奶牛的简易流程图，有关叙述正确的是(　　)
A．后代丁的遗传性状由甲和丙的遗传物质共同决定B．过程①需要提供95%空气和5% CO2的混合气体C．过程②常使用显微操作去核法对受精卵进行处理D．过程③常用电刺激、Ca2＋载体、聚乙二醇等方法 激活重组细胞
1．（2025·广东·高考真题）将人眼睑成纤维细胞传代培养后，再培养形成支架，在该支架上接种人口腔黏膜上皮细胞，培养一段时间后分离获得上皮细胞片层，可用于人工角膜的研究。上述过程不涉及（     ）A．制备细胞悬液B．置于5%CO2等适宜条件下培养C．离心收集细胞D．用胰蛋白酶消化支架后分离片层
不用胰蛋白酶消化支架，避免将上皮细胞片层分离成单独细胞。