2025届高考 一轮复习 人教版　动物细胞工程 课件

这是一份2025届高考 一轮复习 人教版　动物细胞工程 课件，共60页。PPT课件主要包含了动物细胞培养，关键·真题必刷，考点一动物细胞培养等内容，欢迎下载使用。
(1)阐明动物细胞培养是从动物体获得相关组织，分散成单个细胞后，在适宜的培养条件下让细胞生长和增殖的过程。动物细胞培养是动物细胞工程的基础。(2)阐明动物细胞核移植一般是将动物一个细胞的细胞核移入去核的卵母细胞中，并使重组细胞发育成新胚胎，继而发育成动物个体的过程。(3)阐明动物细胞融合是指通过物理、化学或生物学等手段，使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。(4)概述细胞融合技术是单克隆抗体制备的重要技术。(5)简述干细胞在生物医学工程中有广泛的应用价值。
动物细胞融合技术与单克隆抗体
动物体细胞核移植技术和克隆动物
1.动物细胞培养　原理：细胞增殖(1)地位　动物细胞工程常用的技术有动物细胞培养、动物细胞核移植、______________等。其中______________是动物细胞工程的基础。
(2)培养条件　一般用液体培养基
(1)区分原代培养和传代培养的关键是看用胰蛋白酶处理的对象和是否分瓶。①分瓶前，第一次用胰蛋白酶对动物组织进行处理后的培养是原代培养。　　　②第二次用胰蛋白酶处理，使细胞从瓶壁上脱离下来，分瓶后的细胞培养为传代培养。(2)细胞贴壁和接触抑制：悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上，称为细胞贴壁。细胞数目不断增多，当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的接触抑制。
2.干细胞培养及其应用
任何一种类型
(1)营养供应充足时，传代培养的胚胎干细胞不会发生接触抑制。(2023·海南卷，7A)( )提示　会发生接触抑制。(2)进行动物细胞培养时，血清应经过高温处理后加入培养基。(2022·湖北卷，7C)( )提示　高温会使血清含有的促进细胞生长和增殖所需要的营养物质失活，而使培养的动物细胞生长缓慢等。(3)培养心肌细胞的时候既需要氧气也需要二氧化碳。(2022·江苏卷，14B)( )
动物细胞培养和植物组织培养的比较
考向1　结合动物细胞培养，考查社会观念1.(2024·西安高新一中质检)如图为实验小鼠皮肤组织进行细胞培养的过程，下列叙述正确的是(　　)
A.动物细胞培养体现了动物细胞的全能性B.乙过程对皮肤组织可用胃蛋白酶处理C.丙过程为原代培养，遗传物质一定不变D.丁过程中某些细胞可能会无限增殖
解析　动物细胞培养没有体现动物细胞的全能性，A错误；乙过程对皮肤组织可用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理，B错误；丙过程属于原代培养，此过程的细胞大部分能保持正常的二倍体核型，有些细胞的遗传物质也可能发生改变，C错误；丁过程属于传代培养，此过程少数细胞会发生突变，朝着癌细胞方向发展，可能会无限增殖，D正确。
考向2　结合干细胞培养及其应用，考查生命观念、社会责任2.(2024·山东烟台模拟)科研人员利用如图所示的流程，将小鼠多能干细胞(PSC)诱导成为精子，并使其成功与卵细胞受精，得到正常后代，这项研究给男性无精症导致的不孕不育带来了福音。下列分析不合理的是(　　)
A.PSC诱导形成精子的过程中，会发生细胞染色体数目的变化B.步骤④只能加入一个分化出的精子，以避免多个精子和卵细胞融合C.步骤⑤受精卵在体外培养时需提供95%空气和5% CO2的混合气体环境D.上述流程利用了动物细胞培养、体外受精和胚胎移植等生物技术
解析　小鼠多能干细胞(PSC)诱导成为精子，并成功与卵细胞受精，得到正常后代(染色体数目与体细胞相同)，诱导形成精子的过程中，会发生减数分裂，会发生细胞染色体数目的减半，A正确；为保证受精的成功，步骤④可加入多个分化出的精子，卵细胞受精后会发生相应的变化避免多精入卵，B错误；动物细胞培养需要一定的气体环境，将其置于95%空气和5%的CO2环境中，C正确；题述流程利用了动物细胞培养、体外受精和胚胎移植等生物技术，D正确。
3.(2023·重庆卷，16)妊娠与子宫内膜基质细胞的功能密切相关。某研究小组通过如图所示的实验流程获得子宫内膜基质细胞，以期用于妊娠相关疾病的研究。
(1)手术获得的皮肤组织需在低温下运至实验室，低温对细胞中各种蛋白质的作用为_____________________________________________________________。
抑制酶的活性(降低蛋白质或酶的活性)，防止蛋白质变性
(2)过程①中，诱导形成iPS细胞时，需提高成纤维细胞中4个基因的表达量，可采用________________技术将这些基因导入该细胞。这4个基因的主要作用为：M基因促进增殖，S基因和C基因控制干细胞特性，K基因抑制凋亡和衰老。若成纤维细胞形成肿瘤细胞，最有可能的基因是________基因过量表达。
(3)培养iPS细胞时，应对所处环境定期消毒以降低细胞被污染风险。可用紫外线进行消毒的是________。A.培养基 B.培养瓶C.细胞培养室 D.CO2培养箱
(4)过程②中，iPS细胞经历的生命历程为________。PCR技术可用于检测子宫内膜基质细胞的mRNA水平。mRNA经过______________才能作为PCR扩增的模板。
解析　(1)低温可以抑制酶的活性，防止蛋白质变性，使细胞中的蛋白质维持正常的生理功能。(2)将外源基因导入细胞内，通常需要转基因技术。即过程①中，诱导形成iPS细胞时，需提高成纤维细胞中4个基因的表达量，可采用转基因技术将这些基因导入该细胞。M基因促进增殖，S基因和C基因控制干细胞特性，K基因抑制凋亡和衰老。肿瘤细胞(癌细胞)具有无限增殖的能力，因此若成纤维细胞形成肿瘤细胞，最有可能的原因是M基因过量表达造成的。(3)培养iPS细胞时，应对所处环境定期消毒以降低细胞被污染风险。可用紫外线对细胞培养室和CO2培养箱进行消毒处理，而对培养基和培养瓶需要进行灭菌处理，因此A、B错误，C、D正确。(4)由图可知，过程②中，iPS细胞经过细胞的增殖分化，形成了体腔上皮。PCR扩增的模板为DNA，因此若想利用PCR技术检测子宫内膜基质细胞关键基因的mRNA水平，mRNA需经过逆(反)转录过程形成DNA，才可作为PCR的模板。
考点二　动物细胞融合技术与单克隆抗体
2.单克隆抗体及其应用制备过程　　原理：细胞膜的流动性和细胞增殖
2.单克隆抗体及其应用
①获取小鼠经免疫的B淋巴细胞的部位：脾。②两次筛选的目的：第一次是在诱导融合之后，利用特定的选择培养基筛选出杂交瘤细胞。第二次是对上述杂交瘤细胞进行筛选，利用96孔板培养，采用专一抗体检测的方法筛选出能产生所需特定抗体的杂交瘤细胞。③杂交瘤细胞的抗体检测和克隆化培养：融合后的细胞经选择培养基培养后，能存活的细胞就是杂交瘤细胞。但这些杂交瘤细胞并非都是能分泌所需抗体的细胞，通常用“有限稀释法”来选择，直至确信每个孔中增殖的细胞为单克隆细胞。该过程即为杂交瘤细胞的克隆化培养。　　　
1.单克隆抗体的制备中需要给小鼠注射特定的抗原蛋白，其目的是什么？提示　刺激机体发生免疫应答，从而产生特定的B淋巴细胞。2.单克隆抗体被广泛用作诊断试剂的原因是什么？提示　单克隆抗体能准确地识别抗原的细微差异，与特定抗原发生特异性结合，并且可以大量制备。
3.请根据以下信息，设计一方法(不考虑机械方法)，从培养液中筛选出杂交瘤细胞，并写出其依据的原理。已知细胞合成DNA有D和S两条途径，其中D途径能被氨基嘌呤阻断。人淋巴细胞中有这两种DNA的合成途径，但一般不分裂增殖。小鼠骨髓瘤细胞中尽管只有D途径，但能不断分裂增殖，将这两种细胞在试管中混合，加入聚乙二醇促融，获得杂交细胞。提示　为了筛选出杂交瘤细胞，除去其他细胞，可向培养液中加入氨基嘌呤，收集能无限增殖的细胞，因为加入氨基嘌呤后，使D合成途径阻断，仅有D合成途径的骨髓瘤细胞及其彼此融合的细胞就不能增殖，而人的淋巴细胞及其彼此融合的细胞不能无限增殖，但人的淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合后的杂交细胞可以利用淋巴细胞中的S途径合成DNA且无限增殖。
考向　围绕动物细胞融合技术与单克隆抗体，考查科学思维1.(2024·江苏泰州模拟)人乳头瘤病毒(HPV)是一种DNA病毒，可诱发细胞癌变。抗HPV的单克隆抗体可以准确检测出HPV，从而及时监控宫颈癌的发生。以HPV衣壳蛋白为抗原制备出单克隆抗体的过程如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A.在HAT培养基上存活的杂交瘤细胞既能无限增殖又可以分泌抗体B.单克隆抗体的特点是能准确地识别抗原的细微差异，与特定抗原发生特异性结合，并且可以大量制备C.可用HPV衣壳蛋白检测筛选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞D.单克隆抗体制备过程涉及的生物学原理有细胞增殖和细胞膜的选择透过性解析　单克隆抗体的制备过程主要运用的细胞工程技术包括动物细胞培养和动物细胞融合，原理依次是细胞增殖、细胞膜的流动性，D错误。
2.(2024·广东珠海调研)下图表示抗人体胃癌的单克隆抗体的制备过程，有关叙述错误的是(　　)
A.图中实验小鼠注射的甲是能与抗人体胃癌抗体特异性结合的抗原B.利用PEG融合法、灭活病毒诱导法和电融合法等方法可诱导细胞融合获得乙C.用特定的选择培养基对乙进行筛选，融合细胞均能生长，未融合细胞均不能生长D.丙需进行克隆化培养和抗体检测，经多次筛选后可获得大量能分泌所需抗体的丁
解析　用特定的选择培养基对乙进行筛选，融合的具有同种核的细胞和未融合的细胞均不能生长，只有杂交瘤细胞能生长，C错误。
3.(2024·广东七校联考)单克隆抗体以其特异性强、灵敏度高、纯度高、可大量制备等优点，自产生以来迅速得到广泛利用。下列关于单克隆抗体制备和应用的叙述正确的是(　　)A.在体外培养B细胞和骨髓瘤细胞时需要置于含有95%O2和5%CO2的混合气体的环境中B.制备单克隆抗体过程中需要对细胞进行至少两次的筛选，第一次筛选过程中能在特定选择培养基上生长的是融合细胞C.制备鼠—鼠杂交瘤细胞单克隆抗体时，最后一般从细胞培养液或小鼠脾脏中获取单克隆抗体D.利用单克隆抗体制备的抗体—药物偶联物，通过抗体的靶向作用和药物的杀伤作用，实现对肿瘤细胞的选择性杀伤
解析　在体外培养B细胞和骨髓瘤细胞时，需要置于含有95%空气和5%CO2的混合气体的环境中，A错误；制备单克隆抗体过程中需要对细胞进行至少两次的筛选，第一次筛选过程中在特定选择培养基上进行筛选，该培养基上未融合的细胞和同种融合的细胞(B细胞－B细胞型和骨髓瘤—骨髓瘤细胞型)都死亡，只有杂交瘤细胞(B细胞－骨髓瘤细胞型)能存活，B错误；制备鼠—鼠杂交瘤细胞单克隆抗体时，进行体外大规模培养或注射到小鼠腹腔内增殖，从细胞培养液或小鼠腹水中即可获得大量的单克隆抗体，C错误；利用单克隆抗体制备的抗体—药物偶联物，抗体能够起到导向作用，药物能够杀伤肿瘤细胞，故通过抗体的靶向作用和药物的杀伤作用，实现对肿瘤细胞的选择性杀伤，D正确。
考点三　动物体细胞核移植技术和克隆动物
1.动物细胞核移植技术
动物胚胎细胞分化程度低，表现全能性相对容易；而动物体细胞分化程度高，表现全能性十分困难。因此动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植。　　　
2.体细胞核移植的过程
细胞分裂和发育
3.体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题
1.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_____________________________________________________________________________________________________________________。此外，动物的一些行为、习性的形成与所处环境有很大关系。
克隆动物绝大部分DNA来自供体细胞核，但线粒体中的DNA来自受体卵母细胞
2.某国批准了首例使用细胞核移植技术培育“三亲婴儿”的申请，其培育过程可选用如下技术路线。
(1)探究“三亲婴儿”的性状表现与三个亲本的关系并分析原因。提示　①因基因型与母亲(卵母细胞核供体)和父亲(精子细胞核供体)的核基因有关，大多数性状由母亲和父亲共同决定。②少数性状(受质基因控制的性状)与捐献者(卵母细胞细胞质供体)相同。
(2)所谓的“三亲婴儿”中遗传学上的母亲应是哪一个？该技术主要是为了避免什么疾病？提示　“三亲婴儿”中遗传学上的母亲应是提供卵母细胞核的个体。该技术主要是为了避免母亲的线粒体遗传病基因传递给后代。
(3)据图分析，该技术涉及了哪些技术操作？提示　该技术涉及动物细胞培养、体外受精、细胞核移植、胚胎移植等操作。(4)动物细胞核移植技术的理论基础(原理)是什么？提示　动物细胞核的全能性。
考向　结合动物体细胞核移植技术，考查实践能力1.(2024·北京海淀模拟)科研人员用电融合的方法诱导母羊的乳腺上皮细胞与另一只羊的去核卵母细胞融合，然后将重构胚移植到代孕母羊的体内，最终培育出了克隆羊多莉。下表是科学家获得的部分实验数据，下列相关叙述，不合理的是(　　)
A.两组羔羊性状主要与核供体母羊相同B.②组比①组成功率高，可能因为胚胎细胞分化程度低C.本实验涉及细胞培养、核移植和胚胎分割技术D.克隆技术应用于人类，可能存在一定的伦理风险解析　由于遗传物质主要在细胞核内，所以两组羔羊性状主要与核供体母羊相同，A正确；动物胚胎细胞分化程度低、易恢复全能性，故②组比①组成功率高，B正确；本实验涉及细胞核移植、动物细胞培养，不涉及胚胎分割技术，C错误；我国禁止对人类克隆的原因是克隆人一旦成功，将严重威胁着人类社会的稳定，打破原有的人际关系，可能引发一系列社会伦理、道德和法律问题，D正确。
2.(2024·广东茂名调研)如图为体细胞克隆猴“中中”和“华华”的培育流程，为建立人类疾病的动物模型、研究疾病机理带来光明前景。下列叙述正确的是(　　)
A.过程①将成纤维细胞注射到去核的卵母细胞中，体现细胞膜的选择透过性B.过程②在培养基中加入的动物血清含有激发成纤维细胞核全能性表达的物质C.进行同期发情处理，可降低代孕母猴对“中中”“华华”的免疫排斥反应D.与模型小鼠相比，模型猴更适合于研究人类疾病的发病机理、研发诊治药物
解析　过程①将成纤维细胞注射到去核的卵母细胞中，未体现细胞膜的选择透过性，A错误；在培养基中加入一定量动物血清的作用是模拟内环境和补充未知的缺少的营养物质，激发成纤维细胞核的全能性表达的物质是卵母细胞细胞质中的物质，B错误；进行同期发情处理，目的是为胚胎移入受体提供相同的生理环境，C错误；猴子与人类的亲缘关系比小鼠近，与模型小鼠相比，模型猴更适合于研究人类疾病的发病机理、研发诊治药物，D正确。
1.(2023·北京卷，12)甲状旁腺激素(PTH)水平是人类多种疾病的重要诊断指标。研究者制备单克隆抗体用于快速检测PTH，有关制备过程的叙述错误的是(　　)A.需要使用动物细胞培养技术B.需要制备用PTH免疫的小鼠C.利用抗原—抗体结合的原理筛选杂交瘤细胞D.筛选能分泌多种抗体的单个杂交瘤细胞
解析　单克隆抗体制备过程中需要对骨髓瘤细胞等进行培养，即需要使用动物细胞培养技术，A正确；该操作的目的是制备单克隆抗体用于快速检测PTH，故应用PTH刺激小鼠，使其产生相应的B细胞，B正确；抗原与抗体的结合具有特异性，可利用抗原—抗体结合的原理筛选杂交瘤细胞，C正确；由于一种B细胞经分化形成浆细胞后通常只能产生一种抗体，故筛选出的单个杂交瘤细胞无法分泌多种抗体，D错误。
2.(2022·北京卷，11)将黑色小鼠囊胚的内细胞团部分细胞注射到白色小鼠囊胚腔中，接受注射的囊胚发育为黑白相间的小鼠(Mc)。据此分析，下列叙述错误的是(　　)A.获得Mc的生物技术属于核移植B.Mc表皮中有两种基因型的细胞C.注射入的细胞会分化成Mc的多种组织D.将接受注射的囊胚均分为二，可发育成两只幼鼠
解析　获得Mc的生物技术并未利用核移植技术，A错误；接受注射的囊胚发育为黑白相间的小鼠，说明Mc表皮中有两种基因型的细胞，B正确；内细胞团能发育成胎儿的各种组织，注射的细胞来自黑色小鼠的内细胞团，会分化成Mc的多种组织，C正确；利用胚胎分割技术将接受注射的囊胚均分为二，可发育成两只幼鼠，D正确。
3.(2023·海南卷，7)某团队通过多代细胞培养，将小鼠胚胎干细胞的Y染色体去除，获得XO胚胎干细胞，再经过一系列处理，使之转变为有功能的卵母细胞。下列有关叙述错误的是(　　)A.营养供应充足时，传代培养的胚胎干细胞不会发生接触抑制B.获得XO胚胎干细胞的过程发生了染色体数目变异C.XO胚胎干细胞转变为有功能的卵母细胞的过程发生了细胞分化D.若某濒危哺乳动物仅存在雄性个体，可用该法获得有功能的卵母细胞用于繁育
解析　传代培养的胚胎干细胞增殖到贴满瓶壁时会发生接触抑制，A错误；据题干“将小鼠胚胎干细胞的Y染色体去除，获得XO胚胎干细胞”可知，该过程中发生了染色体数目变异，B正确；XO胚胎干细胞转变为有功能的卵母细胞过程中，细胞的形态、结构和生理功能发生了变化，即发生了细胞分化，C正确；若某濒危哺乳动物仅存雄性个体，可以通过去除胚胎干细胞的Y染色体等一系列处理获得有功能的卵母细胞，用于繁殖后代，D正确。
4.(2022·辽宁卷，24)某抗膜蛋白治疗性抗体药物研发过程中，需要表达N蛋白胞外段，制备相应的单克隆抗体，增加其对N蛋白胞外段特异性结合的能力。Ⅰ.N蛋白胞外段抗原制备，流程如图1
(1)构建重组慢病毒质粒时，选用氨苄青霉素抗性基因作为标记基因，目的是____________________________。用脂质体将重组慢病毒质粒与辅助质粒导入病毒包装细胞，质粒被包在脂质体____________(填“双分子层中”或“两层磷脂分子之间”)。
(2)质粒在包装细胞内组装出由______________组成的慢病毒，用慢病毒感染海拉细胞进而表达并分离、纯化N蛋白胞外段。
Ⅱ.N蛋白胞外段单克隆抗体制备，流程如图2
(3)用N蛋白胞外段作为抗原对小鼠进行免疫后，取小鼠脾组织用　　　　酶处理，制成细胞悬液，置于含有混合气体的　　　　　　　　中培养，离心收集小鼠的B淋巴细胞，与骨髓瘤细胞进行融合。(4)用选择培养基对融合后的细胞进行筛选，获得杂交瘤细胞，将其接种到96孔板，进行　　　　培养。用　　　　　　　　　　　技术检测每孔中的抗体，筛选既能产生N蛋白胞外段抗体，又能大量增殖的单克隆杂交瘤细胞株，经体外扩大培养，收集　　　　　　，提取单克隆抗体。(5)利用N蛋白胞外段抗体与药物结合，形成　　　　　　　　　　　　，实现特异性治疗。
ADC(抗体—药物偶联物)