资源简介

(共33张PPT)
专题十五　细胞工程
考点四十四 动物细胞工程
考法三　动物细胞培养与动物体细胞核移植
分考点讲解
1．动物细胞培养过程中有关操作的分析
(1)培养动物肝脏细胞时切成小薄片的原因：有利于肝脏细胞充分吸收氧气和营养物质、排出代谢废物。
(2)动物细胞培养时选用幼龄动物组织或胚胎进行细胞培养的原因：幼龄动物组织或胚胎的细胞分化程度低，增殖能力强，更易于培养。
(3)在动物细胞培养过程中两次用到胰蛋白酶的作用：第一次是将组织分散成单个细胞；第二次是将贴壁细胞分散开来，进行传代培养。
(4)核移植时选用去核卵(母)细胞的原因：卵(母)细胞比较大，易操作；卵(母)细胞的细胞质多，营养丰富，含有促进细胞核全能性表达的物质。
(5)正常动物细胞培养的特点：细胞贴壁和接触抑制。
考法三　动物细胞培养与动物体细胞核移植
分考点讲解
2．原代培养与传代培养细胞的特点
(1)原代培养：原代培养的细胞核型正常(遗传物质未改变)。
(2)传代培养：一般情况下，传代培养10代以内的细胞能保持正常的二倍体核型，当传至10～50代时，部分细胞可能出现核型异常(遗传物质改变)，当继续传代培养时，少部分细胞会获得不死性。
考法三　动物细胞培养与动物体细胞核移植
分考点讲解
3．动物细胞培养与动物体细胞核移植的比较
项目 动物细胞培养 动物体细胞核移植
原理 细胞增殖 动物细胞核的全能性
过程
考法三　动物细胞培养与动物体细胞核移植
分考点讲解
2 [全国Ⅲ2018·38，15分]2018年《细胞》期刊报道，中国科学家率先成功地应用体细胞对非人灵长类动物进行克隆，获得两只克隆猴——“中中”和“华华”。回答下列问题：
(1)“中中”和“华华”的获得涉及核移植过程，核移植是指________________________________________________________________________。
通过核移植方法获得的克隆猴，与核供体相比，克隆猴体细胞的染色体数目________(填“减半”“加倍”或“不变”)。
(2)哺乳动物的核移植可以分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植，胚胎细胞核移植获得克隆动物的难度________(填“大于”或“小于”)体细胞核移植，其原因是________________________________________________________________________。
(3)在哺乳动物核移植的过程中，若分别以雌性个体和雄性个体的体细胞作为核供体。通常，所得到的两个克隆动物体细胞的常染色体数目________(填“相同”或“不同”)，性染色体组合________(填“相同”或“不同”)。
考法三　动物细胞培养与动物体细胞核移植
分考点讲解
【答案】(1)将动物的一个细胞核，移入一个已去掉细胞核的卵母细胞中　不变
(2)小于　胚胎细胞分化程度低，恢复全能性相对容易　(3)相同　不同
【解析】(1)核移植是指将动物的一个细胞核移入一个已去掉细胞核的卵母细胞中。克隆猴体细胞的核遗传物质完全来自核供体，故与核供体相比，克隆猴体细胞的染色体数目不变。
(2)由于动物胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性相对容易，所以胚胎细胞核移植较体细胞核移植获得克隆动物的难度明显降低。
(3)在哺乳动物核移植的过程中，作为核供体的雌、雄个体细胞核内的常染色体数相等，因此经核移植所得到的两个克隆动物体细胞内的常染色体数目也相同。性别不同的哺乳动物细胞核中的性染色体组成不同，若雄性个体为核供体，则其性染色体组成为XY，若雌性个体为核供体，则其性染色体组成为XX，即两克隆动物性染色体组合不同。
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题型三 动物细胞培养与动物体细胞核移植
5．克隆猪成功率较低，与早期胚胎细胞异常凋亡有关。Bcl－2基因是细胞凋亡抑制基因，用PCR技术可以检测该基因转录水平，进而了解该基因与不同胚胎时期细胞凋亡的关系。克隆猪的培育及该基因转录水平检测流程如图所示。
请回答：
(1)图中应选择________期的卵母细胞进行核移植，使用的良种猪体细胞一般都选择传代培养10代以内的细胞，原因是________________________________________________________________________。
(2)图中X表示________过程，从基因组数据库中查询Bcl－2基因的核苷酸序列，以便根据这一序列设计合成__________用于PCR扩增，PCR的原理是______________________。在PCR过程中可检测出cDNA中Bcl－2 cDNA的分子数，进而计算总mRNA中Bcl－2 mRNA的分子数，从而反映出__________________。
题型三 动物细胞培养与动物体细胞核移植
(3)克隆猪的性状与良种猪的性状不完全相同的原因是________________________________________________________________________(答出2点)。
【答案】(1)减数分裂Ⅱ中(或MⅡ)　10代以内的细胞可保持正常的二倍体核型
(2)逆转录　引物　DNA的半保留复制　Bcl－2基因的转录水平
(3)①克隆动物细胞质遗传物质来自受体卵母细胞；②性状是基因与环境共同作用的结果；③个体发育过程中有可能发生基因突变(答任意两点即可)
【解析】(1)应选择减数分裂Ⅱ中(或MⅡ)期的卵母细胞进行核移植；传代培养10代以内的细胞可保持正常的二倍体核型，所以题图中使用的良种猪体细胞一般都选择传代培养10代以内的细胞。
(2)题图中X表示以RNA为模板合成DNA的逆转录过程；PCR技术获取目的基因的前提是已知Bcl－2基因(目的基因)或者Bcl－2 mRNA的核苷酸序列，以便合成引物；PCR的原理是DNA的半保留复制；在PCR过程中可检测出cDNA中Bcl－2 cDNA的分子数，进而计算总mRNA中Bcl－2 mRNA的分子数，从而反映出Bcl－2基因的转录水平。
(3)克隆猪的性状与良种猪的性状不完全相同的原因见答案。
考法四　动物细胞融合技术与单克隆抗体的制备
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1．血清抗体与单克隆抗体的比较
比较项目 产生 特点
血清抗体 由浆细胞分泌 一般从血清中分离，产量低、纯度低、特异性差
单克隆抗体 由杂交瘤细胞分泌 特异性强、灵敏度高，能大量制备
考法四　动物细胞融合技术与单克隆抗体的制备
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2．比较制备单克隆抗体过程中的两次筛选
考法四　动物细胞融合技术与单克隆抗体的制备
分考点讲解
①取相应B淋巴细胞前必须先注射相应抗原，否则不能获得想要的单克隆抗体。
②诱导融合的两种细胞的作用：免疫过的B淋巴细胞(浆细胞)的作用是产生抗体，骨髓瘤细胞能无限增殖。
考法四　动物细胞融合技术与单克隆抗体的制备
分考点讲解
3．植物体细胞杂交和制备单克隆抗体的比较
考法四　动物细胞融合技术与单克隆抗体的制备
分考点讲解
3．植物体细胞杂交和制备单克隆抗体的比较
动物细胞融合是制备单克隆抗体的基础，制备单克隆抗体是动物细胞融合的应用。
考法四　动物细胞融合技术与单克隆抗体的制备
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3 [山东2021·15，2分]一个抗原往往有多个不同的抗原决定簇，一个抗原决定簇只能刺激机体产生一种抗体，由同一抗原刺激产生的不同抗体统称为多抗。将非洲猪瘟病毒衣壳蛋白p72注入小鼠体内，可利用该小鼠的免疫细胞制备抗p72的单抗，也可以从该小鼠的血清中直接分离出多抗。下列说法正确的是(　　)
A．注入小鼠体内的抗原纯度对单抗纯度的影响比对多抗纯度的影响大
B．单抗制备过程中通常将分离出的浆细胞与骨髓瘤细胞融合
C．利用该小鼠只能制备出一种抗p72的单抗
D．p72部分结构改变后会出现原单抗失效而多抗仍有效的情况
考法四　动物细胞融合技术与单克隆抗体的制备
分考点讲解
【答案】D
【解析】本题考查单克隆抗体制备的相关知识。一个抗原决定簇只能刺激机体产生一种抗体，单抗的筛选相对单一，而多抗对应的抗原决定簇多，若抗原纯度不高，会加大多抗的筛选难度，注入小鼠体内的抗原纯度对单抗纯度的影响比对多抗纯度的影响小，A错误；单抗制备过程中，应将分离出的专一分泌抗p72抗体的浆细胞与骨髓瘤细胞融合，B错误；由题干“将非洲猪瘟病毒衣壳蛋白p72注入小鼠体内，可利用该小鼠的免疫细胞制备抗p72的单抗，也可以从该小鼠的血清中直接分离出多抗”可知，利用该小鼠能制备出多种抗p72的抗体，C错误；p72部分结构改变会使对该部分起作用的单抗失效，而多抗中其他抗体仍对p72有效，D正确。
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强化模拟
限时训练
题型四 动物细胞融合技术与单克隆抗体的制备
6．如图表示人抗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人抗胃癌抗体特异性结合的抗原
B．利用灭活的病毒可诱导细胞融合并获得乙，也能诱导植物原生质体融合
C．用特定的选择培养基对乙筛选，只有融合的杂种细胞能生长
D．丙需进行克隆化培养和抗体检测，才能获得大量所需抗体
题型四 动物细胞融合技术与单克隆抗体的制备
【答案】B　
【解析】给小鼠注射甲，能使小鼠产生分泌抗胃癌抗体的B淋巴细胞，则甲属于相应的抗原，A正确；利用灭活病毒诱导法(生物法)可诱导动物细胞融合，获得杂种动物细胞，但不能用灭活的病毒诱导植物原生质体融合，B错误；用特定的选择培养基对乙进行筛选，同种细胞融合形成的细胞和未融合细胞均不能生长，只有融合的杂种细胞能生长，C正确；杂交瘤细胞经过选择培养基的筛选并经单一抗体检测后，经克隆化培养得到能产生特定抗体的杂交瘤细胞，从而获得大量所需抗体，D正确。
题型四 动物细胞融合技术与单克隆抗体的制备
7．[山东2022届开学考]甘草酸是中药甘草中的主要活性成分，为了快速检测甘草酸，科研人员利用细胞工程技术制备了抗甘草酸的单克隆抗体，其基本操作过程如图一。图二是科研人员利
用野生型清水紫花苜蓿和里奥百脉根培育抗鼓胀病的苜蓿新品种流程图(注：IOA可抑制植物细胞呼吸第一阶段，R－6G可阻止线粒体的呼吸作用，二者有效抑制不同植物细胞正常代谢的临界浓度不同)。请回答下列问题：
题型四 动物细胞融合技术与单克隆抗体的制备
(1)图一中制备单克隆抗体首先需要对动物进行免疫处理，所用的抗原是________________________________________________________________________。
②过程常用____________作为诱导剂，该诱导剂不能用于植物细胞的融合。③和④过程为两次筛选过程，这两次筛选的目的分别是______________________和________________________________________________________________________
____________。细胞丁的特性是______________________________________________________________。
(2)图二中，①过程可使用____________作为诱导剂，也可使用____________等物理方法；③过程愈伤组织经过____________形成再生植株，这一过程的原理是________________________________________________________________________。
推测在融合后只有异源融合产物能够存活的原因是________________________________________________________________________。
题型四 动物细胞融合技术与单克隆抗体的制备
【答案】(1)甘草酸—牛血清白蛋白结合抗原　灭活的病毒　筛选出杂交瘤细胞　筛选出能产生所需抗体的杂交瘤细胞　既能产生特定抗体又能无限增殖
(2)聚乙二醇(PEG)　电融合法、离心法　再分化　植物细胞的全能性　异源融合产物因代谢互补可恢复生长，并获得再生能力
【解析】(1)由题图一可知，所用抗原是甘草酸—牛血清白蛋白结合抗原，②过程为动物细胞融合的过程，常用灭活的病毒作为诱导剂，该诱导剂不能用于诱导植物细胞的融合。细胞融合后要进行两次筛选，即图一中的③和④过程，第一次筛选是为了将杂交瘤细胞选出来；第二次筛选是为了将能产生所需抗体的杂交瘤细胞选出来。经过两次筛选获得的细胞丁，其特性是既能产生特定抗体又能无限增殖。
(2)图二中，①过程为诱导原生质体融合，可用聚乙二醇(PEG)作为诱导剂，也可采用电融合法、离心法等物理方法诱导融合；③过程愈伤组织经过再分化形成再生植株，这一过程的原理是植物细胞的全能性。根据题意，IOA可抑制植物细胞呼吸第一阶段，R－6G可阻止线粒体的呼吸作用，由于异源融合产物因代谢互补可恢复生长，并获得再生能力，因此在融合后只有异源融合产物能够存活。
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真题演练
动物细胞工程
2．[江苏2021·11，2分]下列关于哺乳动物胚胎工程和细胞工程的叙述，错误的是(　　)
A．细胞培养和早期胚胎培养的培养液中通常需添加血清等物质
B．早期胚胎需移植到经同期发情处理的同种雌性动物体内发育成个体
C．猴的核移植细胞通过胚胎工程已成功地培育出了克隆猴
D．将骨髓瘤细胞和B淋巴细胞混合，经诱导后融合的细胞即为杂交瘤细胞
【答案】D　
【解析】本题考查胚胎工程和细胞工程的相关知识。因为人们对细胞所需的营养物质还没完全搞清楚，动物细胞培养和早期胚胎培养的培养液中通常均需添加血清等天然物质，A正确；早期胚胎需移植到经同期发情处理的同种雌性动物体内发育成个体，同期发情处理可使供体和受体的生理状态相同，B正确；我国科学家利用核移植技术成功培育出了克隆猴“中中”和“华华”，C正确；将骨髓瘤细胞和B淋巴细胞混合，经诱导融合后的细胞不都是杂交瘤细胞，还有B淋巴细胞自身融合的细胞、骨髓瘤细胞自身融合的细胞，D错误。
动物细胞工程
3．[湖北2021·5，2分]自青霉素被发现以来，抗生素对疾病治疗起了重要作用。目前抗生素的不合理使用已经引起人们的关注。下列关于抗生素使用的叙述，正确的是(　　)
A．作用机制不同的抗生素同时使用，可提高对疾病的治疗效果
B．青霉素能直接杀死细菌，从而达到治疗疾病的目的
C．畜牧业中为了防止牲畜生病可大量使用抗生素
D．定期服用抗生素可预防病菌引起的肠道疾病
【答案】A　
【解析】本题考查使用抗生素的作用效果。作用机制不同的抗生素同时使用，可以有效抑制细菌的生长、繁殖，从而提高对疾病的治疗效果，A正确；青霉素的作用原理是抑制细菌转肽酶的合成，使细胞壁的合成发生障碍，抑制细菌增殖，并不是直接杀死细菌，B错误；大量使用抗生素会增加抗药性细菌的数量，导致治疗效果降低，C错误；定期服用抗生素会增加抗药性细菌数量，破坏正常肠道菌群的相对稳定，引起肠道疾病，D错误。
动物细胞工程
6．[辽宁2021·3，2分]下列有关病毒在生物学和医学领域应用的叙述，错误的是(　　)
A．灭活的病毒可用于诱导动物细胞融合
B．用特定的病毒免疫小鼠可制备单克隆抗体
C．基因工程中常用噬菌体转化植物细胞
D．经灭活或减毒处理的病毒可用于免疫预防
【答案】C　
【解析】本题主要考查病毒的应用。除了物理方法和化学方法外，还可以用灭活的病毒促进动物细胞融合，A正确；病毒作为抗原，可刺激机体发生特异性免疫产生抗体，用特定的病毒免疫小鼠可制备单克隆抗体，B正确；基因工程中常用农杆菌转化植物细胞，噬菌体是细菌病毒，不能侵染植物细胞，C错误；经过灭活或减毒处理的病毒可以作为疫苗，用于免疫预防，如腺病毒载体疫苗，D正确。
动物细胞工程
7．[北京2020·11，2分]人体感染新冠病毒后，机体会产生多种特异性抗体。我国科学家从康复者的浆细胞中克隆出针对病毒表面抗原的抗体基因相关序列，构建表达载体并在相应系统中表达，可制备出全人源单克隆抗体。以下表述错误的是(　　)
A．该单抗可直接用于新冠病毒的核酸检测
B．在该单抗制备过程中利用了基因工程技术
C．该单抗可与新冠病毒相应蛋白特异性结合
D．可用抗原—抗体反应检测抗体基因表达产物
动物细胞工程
【答案】A　
【解析】本题考查单克隆抗体与基因工程的知识。据题意可知，该抗体针对的是病毒表面的抗原，而非病毒的核酸，即该单抗不能直接用于新冠病毒的核酸检测，A错误；该单抗制备过程中体现了获取目的基因→构建基因表达载体→将表达载体导入相应系统学基因工程的基本步骤，即在该单抗制备过程中利用了基因工程技术，B正确；该抗体针对的是病毒表面的抗原，即该单抗可与新冠病毒相应蛋白特异性结合，C正确；因抗原与抗体可发生特异性结合，故可用抗原—抗体反应检测抗体基因是否表达出相应抗体，D正确。
动物细胞工程
9．[山东2021·15，2分]一个抗原往往有多个不同的抗原决定簇，一个抗原决定簇只能刺激机体产生一种抗体，由同一抗原刺激产生的不同抗体统称为多抗。将非洲猪瘟病毒衣壳蛋白p72注入小鼠体内，可利用该小鼠的免疫细胞制备抗p72的单抗，也可以从该小鼠的血清中直接分离出多抗。下列说法正确的是(　　)
A．注入小鼠体内的抗原纯度对单抗纯度的影响比对多抗纯度的影响大
B．单抗制备过程中通常将分离出的浆细胞与骨髓瘤细胞融合
C．利用该小鼠只能制备出一种抗p72的单抗
D．p72部分结构改变后会出现原单抗失效而多抗仍有效的情况
动物细胞工程
【答案】D　
【解析】本题考查单克隆抗体制备的知识延伸。一个抗原决定簇只能刺激机体产生一种抗体，单抗的筛选相对单一，而多抗对应的抗原决定簇多，若抗原纯度不高，会加大多抗的筛选难度，注入小鼠体内的抗原纯度对单抗纯度的影响比多抗纯度的影响小，A错误；单抗制备过程中，浆细胞与骨髓瘤细胞融合效率低，通常将分离出的未完全分化的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，B错误；由题干“将非洲猪瘟病毒衣壳蛋白p72注入小鼠体内，可利用该小鼠的免疫细胞制备抗p72的单抗，也可以从该小鼠的血清中直接分离出多抗”可知，利用该小鼠能制备出多种抗p72的抗体，C错误；p72改变的部分结构对应的抗体在p72结构改变后会出现失效的情况，而多抗中其他抗体仍对p72有效，D正确。
动物细胞工程
10．[重庆2021·26，15分]为了研究PDCD4基因对小鼠子宫内膜基质细胞凋亡的影响，进行了相关实验。
(1)取小鼠子宫时，为避免细菌污染，手术器具应进行________处理；子宫取出剪碎后，用____________处理一定时间，可获得分散的子宫内膜组织细胞，再分离获得基质细胞用于培养。
(2)培养基中营养物质应有____________________(填写两种)；培养箱中CO2浓度为5%，其主要作用是______________。
(3)在含PDCD4基因的表达载体中，启动子的作用是__________________________。为了证明PDCD4基因对基质细胞凋亡的作用，以含PDCD4基因的表达载体和基质细胞的混合培养为实验组，还应设立两个对照组，分别为________________________________________________________________________。
经检测，实验组中PDCD4表达水平和细胞凋亡率显著高于对照组，说明该基因对基质细胞凋亡具有________(填“抑制”或“促进”)作用。
动物细胞工程
【答案】(1)灭菌(或消毒)　胰蛋白酶或胶原蛋白酶
(2)无机盐、葡萄糖、氨基酸、微量元素、促生长因子、血清或血浆　维持培养液的pH
(3)RNA聚合酶的识别和结合位点，驱动转录出相应的mRNA　基质细胞悬浮液和空载体与基质细胞的混合培养液　促进
【解析】本题考查基因工程和动物细胞培养的相关知识。
(1)手术器具应灭菌或消毒处理；分散动物组织细胞用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理。
(2)动物细胞培养基中的营养物质有无机盐、葡萄糖、氨基酸、微量元素、促生长因子、血清或血浆；培养箱中浓度为5%的CO2的主要作用是维持培养液的pH。
(3)启动子的作用是与RNA聚合酶识别并结合，驱动基因转录出相应的mRNA。要证明PDCD4基因对基质细胞凋亡的作用，实验组是含有PDCD4基因的表达载体和基质细胞的混合培养液，为了能对比得出结果和排除载体本身与培养液的作用，对照组有两组，一组为等量的只含基质细胞的培养液，另一组为等量的空载体(载体上无PDCD4基因)和基质细胞的混合培养液。若实验组的细胞凋亡率高于对照组，说明PDCD4基因对基质细胞凋亡有促进作用。
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