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第3单元
细胞的生命历程
第8课时　动物细胞工程
内容索引
核心体系
学习目标
活动方案
检测反馈
学 习 目 标
1. 阐述动物细胞培养的过程、条件及干细胞的培养与应用。2. 概述动物细胞融合和单克隆抗体的制备过程及应用。3. 阐明动物细胞核移植的过程和克隆动物。
核 心 体 系
活 动 方 案
下图是动物细胞培养的流程图，请据图回答下列问题。
活动一 概述动物细胞培养的过程、条件及干细胞的培养与应用
(1) 动物细胞工程的基础是什么？在制备动物细胞悬液的过程中，首先要将组织块剪碎，其作用是什么？
【答案】 动物细胞培养。增加细胞与酶的接触面积，加快反应速度。
(2) 幼龄动物的细胞与老龄动物的细胞比较，分化程度低的细胞和分化程度高的细胞比较，哪些细胞更易于培养？为什么？
【答案】 细胞增殖能力与年龄有关，幼龄动物的细胞增殖能力强，有丝分裂旺盛，老龄动物的细胞则相反，所以，幼龄动物的细胞比老龄动物的细胞易于培养，同样，分化程度越低的细胞，增殖能力越强，所以更容易培养。
(3) 过程①和④是如何处理的？目的是什么？为什么不使用胃蛋白酶？
【答案】 过程①和④都是用胰蛋白酶处理的。前者是为了使细胞分散开来，后者是使细胞从培养瓶壁上脱离下来。胃蛋白酶的催化需要在酸性条件下进行，动物细胞培养液的pH为弱碱性。
(4) 动物细胞培养所用的培养液中有哪些成分？分别起什么作用？
【答案】 无机盐、微量元素等：维持渗透压的平衡，提供合成细胞内物质的原料；有机物(糖、氨基酸、促生长因子)：提供营养和能量，调节细胞的代谢；血清、血浆：补充培养液中所需的暂不清楚的其他成分。
(5) 原代培养的细胞会出现什么现象？培养时需要控制哪些条件？放在二氧化碳培养箱中培养的目的是什么？
【答案】 贴壁生长，接触抑制。营养；严格的无毒、无菌环境；适宜的温度、渗透压和pH；适宜的气体环境。在二氧化碳培养箱中培养，二氧化碳的作用是维持pH的稳定。
(6) 下面列举了动物细胞培养技术的部分应用和实例，请用线将它们连接起来：
(7) 下图是科学家诱导iPS细胞形成的过程，iPS细胞在适当的诱导条件下，可以定向分化成各种类型的细胞，如内分泌细胞、血细胞、心肌细胞和血管平滑肌细胞等。
①据图分析，iPS细胞的分化程度与__________干细胞最接近。
②图中a过程类似于植物组织培养中的________过程，b过程的实质是______________________。
③iPS 细胞与胚胎干细胞不同的根本原因是______________________ _____________________________________________。
胚胎(全能)
脱分化
基因的选择性表达
DNA不同，iPS细胞比胚
胎干细胞多了4个转录因子基因，来源也不同
④若用患者自身细胞制备的iPS 细胞，在体外分化培养出某种组织细胞，并植入患者体内，治疗相应疾病，如果发现出现了免疫排斥现象，可能的原因是___________________________________________________ ___________________________。
⑤利用iPS 细胞治疗镰状细胞贫血的过程是首先制备患者的iPS细胞，再将其诱导形成____________，最终输给患者使其产生血细胞。该过程是否能治疗镰状细胞贫血？为什么？___________________________ _________________________________________________________________________________________________。
4个转录因子基因表达的蛋白质释放到细胞外，可以被免疫细胞所识别，导致免疫排斥
造血干细胞
不能，因为患者体细胞的相应
基因是突变的，制成iPS细胞仍然是突变的，分化成的血细胞也是突变的，因此无法通过该方法治疗
下图是制作抗病菌X的单克隆抗体示意图，据图回答下列问题。
活动二 概述动物细胞融合与单克隆抗体的制备过程及应用
(1) 请用箭头把代表各图解的字母按单克隆抗体制备过程的顺序连接起来。
(2) 单克隆抗体制备过程运用了动物细胞培养和______________技术；图B中注射的物质是____________________________。
动物细胞融合
病菌X(或病菌X上的抗原蛋白)
(3) 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。人体淋巴细胞尽管有这两条途径，但不能无限增殖，肿瘤细胞尽管没有S途径，但能无限增殖。请依据该原理，设计化学方法获得C所示细胞的流程：动物细胞培养液中加入图中所示________细胞(填字母)，再加入________________和__________两种药剂，置于__________恒温培养箱中培养一段时间，能够增殖的细胞只有________(填字母)。
A、E
聚乙二醇(PEG)
氨基嘌呤
二氧化碳
C
(4) 图C所示细胞仍然不能作为生产目标单克隆抗体的种子细胞，原因是什么？图D所示细胞具有什么特点？
【答案】 因为图C所示细胞可能混有不能产生抗体或产生其他抗体的杂交瘤细胞。既能无限增殖，又能产特定抗体。
(5) 图G中细胞的获取需要经过克隆化培养及抗体检测，该过程一般在多孔细胞培养板上进行。先将细胞悬液稀释到7～10个细胞/mL，再在每个培养孔中滴入0.1 mL细胞稀释液，其目的是什么？
【答案】 使每个孔内不多于一个细胞，达到单克隆培养的目的。
(6) 用抗HCG单克隆抗体做出诊断试剂，能在妊娠初期即可作出诊断，主要是因为该抗体具有什么优点？
【答案】 特异性强、灵敏度高。
2019年7月21日，代孕猫在胚胎移植66 d后顺利分娩，我国首例完全自主培育的克隆猫“大蒜”诞生。“大蒜”是一只非常可爱的短毛猫，小猫现在健康状况良好。这次成功培育克隆猫是世界为数不多的成功案例之一，标志着我国在克隆领域又迈进了一大步。下图为克隆猫“大蒜”培育过程的示意图，请回答下列有关问题。
活动三 概述动物细胞核移植以及克隆动物
(1) 用于核移植的供体细胞一般选用10代以内的细胞，为什么？受体细胞通常需要培养至什么时期？
【答案】 10代以内的细胞具有正常的二倍体核型。MⅡ中期。
(2) 从细胞水平分析，与取出体细胞的细胞核进行移植相比，过程②直接将猫“大蒜”的体细胞注入去核卵母细胞的优势是什么？
【答案】 避免取核过程对细胞核造成损伤。
(3) 过程②通常用去核卵母细胞作受体细胞的原因除了它体积大易操作、营养物质丰富外，还因为它的细胞质中可能含有什么物质？
【答案】 促进(或激活)细胞核全能性表达的物质。
(4) 克隆动物过程中用到哪些技术手段？获得克隆动物的生殖方式是什么？
【答案】 核移植、早期胚胎培养、胚胎移植。无性生殖。
检 测 反 馈
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1 下列关于小鼠肾小管上皮细胞体外培养及应用的叙述，错误的是(　　)
A. 将肾皮质充分剪碎、过滤、离心，获得肾小管上皮组织块
B. 实验开始前，实验器械和试剂都必须经过高压蒸汽灭菌处理
C. 进行传代培养时，贴壁肾小管上皮细胞需用胰蛋白酶等处理
D. 建立小鼠肾小管上皮细胞培养体系可为肾病的体外研究提供实验基础
【答案】 B
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2 下图是生产抗新冠病毒的单克隆抗体的过程图。下列有关叙述正确的是(　　)
A. ②过程经细胞融合，获得的杂交瘤细胞只有一种
B. ③过程经过选择培养后，只有自身融合的细胞死亡
C. ④过程进行抗体检测，若结果为阴性，则应重新实验
D. 为保证获得足量相应的B淋巴细胞，①过程应给小鼠注射大量的新冠病毒
【答案】 C
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3 为解决大面积烧伤病人的植皮难题，科学家研制出人造皮肤，研制过程中需要将人的皮肤细胞置于培养瓶中进行培养。培养液配制除必需的已知成分外，还必须加入天然成分，细胞方可正常生长和增殖。下列叙述正确的是(　　)
A. 在动物细胞培养液中加入抗生素就可以为细胞培养提供无菌条件
B. 细胞培养过程中只需不断通入氧气，就能保证细胞正常生命活动
C. 加入的天然成分是血清或血浆，用来补充细胞生长和增殖所需的物质
D. 经培养可得到由多层细胞构成的人造皮肤，能直接用于移植
【答案】 C
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4 如图所示，将由两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(　　)
1
A. 同时注射两种抗原可刺激B细胞分化为产双抗的浆细胞
B. 利用双抗与蛋白类药物结合可以选择性杀伤靶细胞
C. 筛选双抗时需使用制备单克隆抗体时所使用的两种抗原
D. 单抗制备时需要将免疫后的活化B细胞与骨髓瘤细胞融合
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【答案】 A
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【解析】 同时注射两种抗原会刺激B细胞分化形成不同的浆细胞，进而产生两种抗体，一种浆细胞只能产生一种抗体，并不能产生双抗，A错误。
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5 利用单克隆抗体研制而成的“生物导弹”由两部分组成，一是“瞄准装置”，二是杀伤性“弹头”。下列对此描述错误的是(　　)
A. “瞄准装置”由识别肿瘤的单克隆抗体构成
B. “弹头”由放射性同位素、化学药物或细胞毒素等物质构成
C. “弹头”中的药物有选择杀伤肿瘤细胞的功能
D. “生物导弹”是利用细胞工程制备出来的
【答案】 C
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6 (多选)下图为单克隆抗体制备过程的示意图。下列有关叙述错误的有(　　)
1
A. 每个脾B淋巴细胞都可产生多种抗体
B. 灭活的病毒促融合的效率一般不能达到100%
C. 细胞筛选和细胞融合时所用的培养液在成分上有差异
D. 克隆化培养过程中杂交瘤细胞会出现接触抑制的现象
【答案】 AD
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6
7 现代生物科技不断发展，在治疗癌症等重大疾病方面发挥着越来越重要的作用。下图是能同时识别抗原A、B的双特异性单克隆抗体的结构图解和部分制备过程。请回答下列问题。
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(1) 抗体的结构类似Y字形，由两条重链和两条轻链组成，Y字形结构的顶端为抗原结合部位(可变)。这些肽链在核糖体合成后，经________、__________等细胞器加工、连接形成有活性的抗体。
(2) 单克隆杂交瘤细胞能够迅速大量增殖，原因是________________ ________________________________________________________________________________________。
1
内质网
高尔基体
单克隆杂交瘤细
胞由已免疫的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合而成，骨髓瘤细胞具有无限增殖(体外大量增殖)的能力
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(3) 图中的单克隆杂交瘤细胞与脾脏细胞的融合细胞需要经过多次的检测和筛选才能得到少量的能产生双特异性单克隆抗体的单克隆杂交—杂交瘤细胞。根据题中信息，简述可能的原因：_____________________ _______________________________________________________________ (两种即可)。
(4) 人体内T细胞可以识别、杀伤癌细胞。以癌细胞细胞膜外表面的特异性蛋白为抗原A，T细胞细胞膜外表面的受体蛋白(能激活其免疫能力)为抗原B，科学家设计了1种双特异性单克隆抗体。这种双特异性单克隆抗体治疗癌症的效果优于抗体1、2联合使用，原因是_______________ ___________________________________________________________________。
1
部分融合细胞丢失了与
抗体合成有关的染色体；不同的多肽链组合可以形成的抗体类型较多
这种双特异性单
克隆抗体使T细胞更容易(更精准或更高概率)接触到癌细胞(类似表达即可)
谢谢观看
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