【步步高】高考生物 动物细胞工程精选课件.ppt

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1、第第4444课时课时 动物细胞工程动物细胞工程高频考点突破高频考点突破考点一考点一 动物细胞培养技术动物细胞培养技术1.1.动物细胞培养的操作流程动物细胞培养的操作流程2.2.考点解读考点解读 (1)(1)培养条件培养条件 无菌、无毒的环境无菌、无毒的环境无菌处理、加抗生素杀无菌处理、加抗生素杀 菌、定期更换培养液。菌、定期更换培养液。 营养营养葡萄糖、氨基酸、促生长因子、无机葡萄糖、氨基酸、促生长因子、无机 盐和微量元素盐和微量元素+ +血清或血浆等天然成分。血清或血浆等天然成分。 温度和温度和pH(36.5pH(36.50.5)0.5)和和(7.2(7.27.4)7.4)。 气体环境气体环

2、境95%95%空气空气+5%CO+5%CO2 2。 提醒提醒 COCO2 2作用作用调节培养基调节培养基pH;pH; 空气中空气中O O2 2作用作用细胞有氧呼吸细胞有氧呼吸; ; 所用装置所用装置COCO2 2培养箱。培养箱。 (2)(2)原理：细胞增殖。原理：细胞增殖。 (3)(3)动物细胞培养时动物细胞培养时, ,一般选取幼龄动物的组织、一般选取幼龄动物的组织、 器官器官, ,其细胞的分化程序较低其细胞的分化程序较低, ,增殖能力强增殖能力强, ,有丝分有丝分 裂旺盛裂旺盛,容易培养。容易培养。 (4) (4)在动物细胞培养过程中在动物细胞培养过程中, ,一般情况下一般情况下1010代以

3、前代以前 的细胞核型不变的细胞核型不变,10,10代以后有些细胞核型发生改代以后有些细胞核型发生改 变变,50,50代以后的细胞可能发生癌变。代以后的细胞可能发生癌变。 (5)(5)胰蛋白酶在动物细胞培养过程中的作用包括将胰蛋白酶在动物细胞培养过程中的作用包括将 组织分散成单个细胞组织分散成单个细胞, ,以及将贴壁细胞从瓶壁上分以及将贴壁细胞从瓶壁上分 离下来离下来, ,这样做的目的是避免动物细胞的接触抑制这样做的目的是避免动物细胞的接触抑制 现象。现象。3.3.应用应用 (1)(1)生产细胞产品：干扰素、疫苗、单克隆抗体。生产细胞产品：干扰素、疫苗、单克隆抗体。 (2)(2)检测并判断某毒性

4、物质毒性的大小。检测并判断某毒性物质毒性的大小。 (3)(3)临床医学研究。临床医学研究。拓展提升拓展提升 动物细胞培养与植物组织培养的比较动物细胞培养与植物组织培养的比较项目项目动物细胞培养动物细胞培养植物组织培养植物组织培养相同点相同点都需无菌条件都需无菌条件; ;都进行有丝分裂都进行有丝分裂不不同同点点原理原理细胞的增殖细胞的增殖细胞的全能性细胞的全能性培养基培养基液体培养基液体培养基, ,动动物血清及其他营物血清及其他营养物质养物质固体培养基固体培养基, ,激素激素及其他营养物质及其他营养物质目的目的获得细胞或细胞获得细胞或细胞产物等产物等快速繁殖、培育快速繁殖、培育无病毒植株等无病毒

5、植株等对位训练对位训练1.1.关于动物细胞培养的有关叙述，正确的是关于动物细胞培养的有关叙述，正确的是( )( ) A. A.细胞的癌变发生于原代培养向传代培养的过渡细胞的癌变发生于原代培养向传代培养的过渡 过程中过程中 B.B.动物细胞培养液中通常含有葡萄糖、氨基酸、动物细胞培养液中通常含有葡萄糖、氨基酸、 无机盐、生长素和动物血清等无机盐、生长素和动物血清等 C.C.动物细胞培养的目的只是获得大量的细胞分泌动物细胞培养的目的只是获得大量的细胞分泌 蛋白蛋白 D.D.动物细胞培养前和培养过程中都要用胰蛋白酶动物细胞培养前和培养过程中都要用胰蛋白酶 处理处理D2.2.回答下列有关动物细胞培养的

6、问题：回答下列有关动物细胞培养的问题：（1 1）在动物细胞培养过程中，当贴壁细胞分裂生长）在动物细胞培养过程中，当贴壁细胞分裂生长 到细胞表面到细胞表面 时，细胞会停止分裂增殖，这时，细胞会停止分裂增殖，这 种现象称为细胞的种现象称为细胞的 。此时，瓶壁上形成的。此时，瓶壁上形成的 细胞层数是细胞层数是 。要使贴壁的细胞从瓶。要使贴壁的细胞从瓶 壁上分离下来，需要用酶处理，可用的酶是壁上分离下来，需要用酶处理，可用的酶是 。（2 2）随着细胞传代次数的增多，绝大部分细胞分裂）随着细胞传代次数的增多，绝大部分细胞分裂 停止，进而出现停止，进而出现 的现象；但极少数细的现象；但极少数细 胞可以连续

7、增殖，其中有些细胞会因遗传物质发生胞可以连续增殖，其中有些细胞会因遗传物质发生 改变而变成改变而变成 细胞，该种细胞的黏着性降低细胞，该种细胞的黏着性降低, , 细胞膜表面蛋白质（糖蛋白）的量细胞膜表面蛋白质（糖蛋白）的量 。相互接触相互接触接触抑制接触抑制单层（或一层）单层（或一层）胰蛋白胰蛋白酶酶衰老甚至死亡衰老甚至死亡不死性不死性减少减少（3 3）现用某种大分子染料，对细胞进行染色时，观）现用某种大分子染料，对细胞进行染色时，观 察到死细胞被染色，而活细胞不染色，原因是察到死细胞被染色，而活细胞不染色，原因是 。（4 4）检查某种毒物是否能改变细胞染色体的数目，）检查某种毒物是否能改变细

8、胞染色体的数目， 最好选用细胞分裂到最好选用细胞分裂到 期的细胞用显微镜进行观察。期的细胞用显微镜进行观察。由于活细胞的膜具有选择透过性，大分子染料不能由于活细胞的膜具有选择透过性，大分子染料不能进入活细胞内，故活细胞不能着色（或由于死细胞进入活细胞内，故活细胞不能着色（或由于死细胞的膜丧失了选择透过性，大分子染料能够进入死细的膜丧失了选择透过性，大分子染料能够进入死细胞内而着色）胞内而着色）中中（5 5）在细胞培养过程中，通常在）在细胞培养过程中，通常在 条件下保存细胞。因为在这种条件下，细条件下保存细胞。因为在这种条件下，细 胞中胞中 的活性降低，细胞的活性降低，细胞 的速率降低。的速率降

9、低。（6 6）给患者移植经细胞培养形成的皮肤组织后，发）给患者移植经细胞培养形成的皮肤组织后，发 生了排斥现象，这是因为机体把移植的皮肤组织当生了排斥现象，这是因为机体把移植的皮肤组织当 作作 进行攻击。进行攻击。冷冻（或超低温、冷冻（或超低温、液氮）液氮）酶酶新陈代谢新陈代谢抗原抗原考点二考点二 动物细胞融合与单克隆抗体动物细胞融合与单克隆抗体1.1.单克隆抗体的操作流程单克隆抗体的操作流程2.2.考点解读考点解读 (1)(1)诱导融合的诱导融合的2 2种细胞名称及作用种细胞名称及作用 免疫过的免疫过的B B淋巴细胞淋巴细胞( (浆细胞浆细胞)产生抗体产生抗体; ; 骨髓瘤细胞骨髓瘤细胞无限

10、增殖。无限增殖。 (2)(2)诱导融合与原生质融合的不同方法诱导融合与原生质融合的不同方法 动物细胞诱导融合的特有方法动物细胞诱导融合的特有方法灭活病毒诱导。灭活病毒诱导。 (3)2(3)2次筛选的目的及方法次筛选的目的及方法 在特定的选择性培养基上在特定的选择性培养基上, ,未融合的亲本细胞未融合的亲本细胞 ( (浆细胞和骨髓瘤细胞浆细胞和骨髓瘤细胞) )和融合的具有同种核的细和融合的具有同种核的细 胞胞(BB(BB融合细胞、瘤瘤融合细胞融合细胞、瘤瘤融合细胞) )都会死亡都会死亡, ,只有融只有融 合的杂种细胞合的杂种细胞( (杂交瘤细胞杂交瘤细胞) )才能生长。这种杂种才能生长。这种杂种

11、 细胞的特点是既能迅速大量繁殖细胞的特点是既能迅速大量繁殖, ,又能产生单一的又能产生单一的 特异性抗体。特异性抗体。 经选择性培养的杂交瘤细胞并非都是能分泌所经选择性培养的杂交瘤细胞并非都是能分泌所 需抗体的细胞需抗体的细胞( (很多种杂交瘤细胞很多种杂交瘤细胞),),需经克隆化培需经克隆化培 养和抗体检测养和抗体检测, ,经多次筛选后就可获得足够数量的经多次筛选后就可获得足够数量的 能分泌所需抗体的细胞。能分泌所需抗体的细胞。 (4)2(4)2个培养提取场所个培养提取场所 体外培养体外培养培养液提取。培养液提取。 体内小鼠腹腔中培养体内小鼠腹腔中培养小鼠腹水中提取。小鼠腹水中提取。 提醒提

12、醒 取相应取相应B B细胞前必需先注射相应抗原细胞前必需先注射相应抗原, ,形象形象 地说先地说先“打针打针”, ,否则失败。否则失败。 (5)(5)原理：细胞膜的流动性和细胞增殖。原理：细胞膜的流动性和细胞增殖。 拓展提升拓展提升 植物体细胞杂交和单克隆抗体的制备的比较植物体细胞杂交和单克隆抗体的制备的比较植物体细胞杂交植物体细胞杂交动物细胞融合动物细胞融合( (单克隆抗体单克隆抗体的制备的制备) )理论基础理论基础( (原理原理) )细胞膜的流动性、细胞的细胞膜的流动性、细胞的 全能性全能性细胞膜的流动性、细胞增殖细胞膜的流动性、细胞增殖融合前融合前处理处理酶解法去除细胞壁酶解法去除细胞壁

13、( (纤维素纤维素酶、果胶酶酶、果胶酶) )注射特定抗原注射特定抗原, ,免疫处理正免疫处理正 常小鼠常小鼠促融方法促融方法(1)(1)物理法：离心、振动、物理法：离心、振动、电刺激等电刺激等(2)(2)化学法：聚乙二醇化学法：聚乙二醇(PEG)(PEG)(1)(1)物、化法：与植物细胞物、化法：与植物细胞 融合相同融合相同 (2)(2)生物法：灭活的病毒生物法：灭活的病毒过过程程第第一一步步原生质体的制备原生质体的制备( (酶解法酶解法) )正常小鼠正常小鼠免疫处理免疫处理第第二二步步原生质体的融合原生质体的融合( (物、化法物、化法) )动物细胞的动物细胞的融合融合( (物、物、化、生法化

14、、生法) )第第三三步步杂种细胞的杂种细胞的筛选和培养筛选和培养杂交瘤细胞杂交瘤细胞的筛选与培的筛选与培养养第第四四步步杂种植株的杂种植株的诱导与鉴定诱导与鉴定单克隆抗体单克隆抗体的提纯的提纯意意义义和和用用途途(1)(1)克服远缘杂交不亲和的障碍克服远缘杂交不亲和的障碍, ,大大扩展杂交的亲本组合范围大大扩展杂交的亲本组合范围(2)(2)克服有性杂交的母系遗传现克服有性杂交的母系遗传现象象、获得细胞质基因的杂合子获得细胞质基因的杂合子、研究细胞质遗传研究细胞质遗传(1)(1)制备单克隆抗体制备单克隆抗体(2)(2)诊断诊断、治疗治疗、预防预防疾病。例如疾病。例如: :单抗诊断单抗诊断盒盒、“

15、生物导弹生物导弹”治治 疗癌症疗癌症对位训练对位训练3.3.利用细胞工程方法，以利用细胞工程方法，以SARSSARS病毒核衣壳蛋白为抗病毒核衣壳蛋白为抗 原制备出单克隆抗体。下列相关叙述正确的是原制备出单克隆抗体。下列相关叙述正确的是（ ） A.A.用纯化的核衣壳蛋白反复注射到小鼠体内，产用纯化的核衣壳蛋白反复注射到小鼠体内，产 生的血清抗体为单克隆抗体生的血清抗体为单克隆抗体 B.B.体外培养单个体外培养单个B B淋巴细胞可以获得大量针对淋巴细胞可以获得大量针对SARSSARS 病毒的单克隆抗体病毒的单克隆抗体 C.C.将等量将等量B B淋巴细胞和骨髓瘤细胞混合，经淋巴细胞和骨髓瘤细胞混合，

16、经PEGPEG诱诱 导融合后的细胞均为杂交瘤细胞导融合后的细胞均为杂交瘤细胞 D.D.利用该单克隆抗体与利用该单克隆抗体与SARSSARS病毒核衣壳蛋白特异病毒核衣壳蛋白特异 性结合的方法可诊断出病毒感染者性结合的方法可诊断出病毒感染者D考点三考点三 动物体细胞核移植技术与克隆动物动物体细胞核移植技术与克隆动物1.1.动物体细胞核移植技术操作流程动物体细胞核移植技术操作流程2.2.考点解读考点解读 (1)(1)原理：动物细胞核的全能性原理：动物细胞核的全能性( (不能说动物细胞不能说动物细胞 全能性全能性) )。 (2)(2)卵母细胞选择时期及原因卵母细胞选择时期及原因 减减中期的卵母细胞中期

17、的卵母细胞, ,此时具备受精能力此时具备受精能力, ,细胞质细胞质 中合成与分裂分化有关的物质能刺激融合后重组中合成与分裂分化有关的物质能刺激融合后重组 细胞进行分裂分化细胞进行分裂分化, ,形成重组胚胎。形成重组胚胎。 (3)(3)选卵细胞做受体细胞原因选卵细胞做受体细胞原因 大大, ,易于操作易于操作; ;卵黄多卵黄多, ,营养丰富营养丰富, ,为发育提供为发育提供 充足的营养充足的营养; ;激发重组细胞分裂分化。激发重组细胞分裂分化。 (4)(4)供体细胞：取供体动物的体细胞培养供体细胞：取供体动物的体细胞培养, ,一般选一般选 用传代用传代1010代以内的细胞代以内的细胞, ,因为因为

18、1010代以内的细胞一般代以内的细胞一般 能保持正常的二倍体核型能保持正常的二倍体核型, ,保证了供体细胞正常的保证了供体细胞正常的 遗传基础。遗传基础。 (5)(5)动物体细胞不能经培养直接发育成完整个体动物体细胞不能经培养直接发育成完整个体, , 原因是动物体细胞的全能性受到限制。用体细胞原因是动物体细胞的全能性受到限制。用体细胞 核移植技术能够得到克隆动物核移植技术能够得到克隆动物, ,说明动物体细胞的说明动物体细胞的 细胞核具有全能性。细胞核具有全能性。 (6)(6)该过程用到的技术手段：动物细胞培养、动物该过程用到的技术手段：动物细胞培养、动物 细胞融合、早期胚胎培养和胚胎移植。细胞

19、融合、早期胚胎培养和胚胎移植。 (7)(7)核移植产生的克隆动物与提供细胞核的亲本不核移植产生的克隆动物与提供细胞核的亲本不 同原因同原因 克隆动物细胞质基因来源于另一个亲本。所以克隆动物细胞质基因来源于另一个亲本。所以 与植物组织培养不同与植物组织培养不同( (只来自于一个亲本只来自于一个亲本),),克隆动克隆动 物遗传物质来自物遗传物质来自2 2个亲本。个亲本。 在发育过程中可能发生基因突变在发育过程中可能发生基因突变, ,染色体变异导染色体变异导 致性状改变。致性状改变。 外界环境条件的影响引起不可遗传的变异。外界环境条件的影响引起不可遗传的变异。3.3.应用及存在问题应用及存在问题 (

20、1)(1)应用：加速家畜遗传改良进程、促进优良畜群应用：加速家畜遗传改良进程、促进优良畜群 繁育、保护濒危物种、克隆器官用于移植等。繁育、保护濒危物种、克隆器官用于移植等。 (2)(2)存在问题存在问题 成活率低成活率低; ;克隆动物的健康问题克隆动物的健康问题; ;克隆动物克隆动物 食品的安全性问题。食品的安全性问题。对位训练对位训练4.4.下列哪项不属于体细胞核移植技术的应用下列哪项不属于体细胞核移植技术的应用（ ） A.A.加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育 B.B.保护濒危物种保护濒危物种 C.C.获得组织器官异体移植的供体获得组织器官异体移植

21、的供体 D.D.大量产生紫杉醇大量产生紫杉醇D5.5.下列有关体细胞核移植技术的说法，不正确的是下列有关体细胞核移植技术的说法，不正确的是（ ） A.A.体细胞核移植技术在多种动物中获得了成功，体细胞核移植技术在多种动物中获得了成功， 成功率非常高成功率非常高 B.B.克隆技术的各个环节有待于进一步改进克隆技术的各个环节有待于进一步改进 C.C.大多数克隆动物还存在一些遗传和生理缺陷类大多数克隆动物还存在一些遗传和生理缺陷类 的健康问题的健康问题 D.D.克隆动物食品的安全性问题仍然存在争议克隆动物食品的安全性问题仍然存在争议A解题思路探究解题思路探究思维误区警示思维误区警示易错分析易错分析对

22、克隆与组织培养、试管动物对克隆与组织培养、试管动物( (婴儿婴儿) )区分不清区分不清克隆克隆组织培养组织培养试管动物试管动物( (婴儿婴儿) )生殖方式生殖方式无性无性无性无性有性有性遗传物质遗传物质来源来源2 2个亲本个亲本1 1个亲本个亲本2 2个亲本个亲本性别决定性别决定提供核亲本提供核亲本一般没有一般没有精子类型精子类型用途用途优良种畜快优良种畜快速繁育速繁育, ,可可选择性别选择性别快速繁殖无快速繁殖无病毒植株病毒植株解决不孕不育解决不孕不育纠正训练纠正训练 试管婴儿、试管苗和克隆羊这三者可以说是现代试管婴儿、试管苗和克隆羊这三者可以说是现代 生物科技的杰出成果生物科技的杰出成果,

23、 ,下列对其生物学原理及技术下列对其生物学原理及技术 的叙述的叙述, ,正确的是正确的是 ( )( ) A. A.都属于无性生殖都属于无性生殖 B.B.都利用了细胞工程的某些技术都利用了细胞工程的某些技术 C.C.都不会发生基因重组都不会发生基因重组 D.D.都体现了已分化的细胞具有全能性都体现了已分化的细胞具有全能性 解析解析 试管婴儿的原理为有性生殖试管婴儿的原理为有性生殖, ,但该过程需要但该过程需要 动物细胞培养和胚胎移植等技术动物细胞培养和胚胎移植等技术; ;试管苗是植物组试管苗是植物组 织培养的结果织培养的结果, ,体现了细胞的全能性体现了细胞的全能性; ;克隆羊利用克隆羊利用 了

24、核移植技术了核移植技术, ,体现了动物细胞核的全能性。在三体现了动物细胞核的全能性。在三 项成果中项成果中, ,试管婴儿培育的第一步是体外授精试管婴儿培育的第一步是体外授精, ,而而 参与受精的精子和卵细胞在经减数分裂形成的过参与受精的精子和卵细胞在经减数分裂形成的过 程中会发生基因重组程中会发生基因重组, ,综合以上分析综合以上分析, ,只有只有B B项叙述项叙述 正确。正确。 答案答案 B知识知识综合应用综合应用重点提示重点提示 1.1.通过通过“动物细胞培养在实践上的应用动物细胞培养在实践上的应用检检测某有毒物质毒性的大小测某有毒物质毒性的大小”的考查的考查, ,提升提升“具有对一具有对

25、一些生物学问题进行初步探究些生物学问题进行初步探究”的能力。的能力。典例分析典例分析1.(1.(20092009江苏卷江苏卷,32,32) )动物器官的体外培养技术对于动物器官的体外培养技术对于 研究器官的生理、病理过程及其机制意义重大。研究器官的生理、病理过程及其机制意义重大。 下图是一个新生小鼠下图是一个新生小鼠 的肝脏小块培养装置的肝脏小块培养装置 示意图示意图。请回答下列请回答下列 问题。问题。 (1) (1)肝脏切成小薄片肝脏切成小薄片, ,这有利于肝脏细胞这有利于肝脏细胞 。 (2)(2)气室中充入气室中充入5 5 COCO2 2气体的主要作用是气体的主要作用是 。 (3)(3)培

26、养液中添加抗生素是为了抑制细菌生长培养液中添加抗生素是为了抑制细菌生长, ,但但 要注意选择抗生素的要注意选择抗生素的 , ,以保证抗生以保证抗生 素对肝脏无害。素对肝脏无害。 (4)(4)有机物有机物X X有毒性有毒性, ,可诱发染色体断裂。利用上图可诱发染色体断裂。利用上图 所示装置和提供的下列材料用具所示装置和提供的下列材料用具, ,探究肝脏小块对探究肝脏小块对 有机物有机物X X是否具有解毒作用。是否具有解毒作用。 材料用具：材料用具： 肝脏小块肝脏小块, ,外周血淋巴细胞外周血淋巴细胞, ,淋巴细胞培养液淋巴细胞培养液, ,植物植物 凝集素凝集素( (刺激淋巴细胞分裂刺激淋巴细胞分裂

27、););显微镜显微镜, ,载玻片载玻片, ,盖玻盖玻 片片, ,玻璃皿玻璃皿, ,滴管滴管; ;吉姆萨染液吉姆萨染液( (使染色体着色使染色体着色),),有有 机物机物X X溶液等。溶液等。 实验过程：实验过程： 在淋巴细胞培养液中加入植物凝集素培养淋巴在淋巴细胞培养液中加入植物凝集素培养淋巴 细胞细胞, ,取取4 4等份等份, ,备用。备用。 利用甲、乙、丙、丁利用甲、乙、丙、丁4 4组上图所示装置组上图所示装置, ,按下表按下表 步骤操作步骤操作(“”(“”表示已完成的步骤表示已完成的步骤) )。 上表中还需进行的操作是上表中还需进行的操作是 。 培养一段时间后培养一段时间后, ,取取4

28、4组装置中的等量培养液组装置中的等量培养液, ,分分 别添加到别添加到4 4份备用的淋巴细胞培养液中继续培养。份备用的淋巴细胞培养液中继续培养。 一段时间后取淋巴细胞分别染色、制片。在显一段时间后取淋巴细胞分别染色、制片。在显 微镜下观察微镜下观察 , ,并对比分析。若丙组淋并对比分析。若丙组淋 巴细胞出现异常巴细胞出现异常, ,而甲组的淋巴细胞正常而甲组的淋巴细胞正常, ,则说明则说明 。甲甲乙乙丙丙丁丁步骤一：加入肝脏培养液步骤一：加入肝脏培养液步骤二：加入有机物步骤二：加入有机物X X溶液溶液步骤三：放置肝脏小块步骤三：放置肝脏小块 解析解析 肝脏是动物体内最大的消化腺肝脏是动物体内最大

29、的消化腺, ,还有造血和还有造血和 解毒功能。将肝脏切成小薄片解毒功能。将肝脏切成小薄片, ,可使肝细胞直接接可使肝细胞直接接 触培养液触培养液, ,有利于肝细胞吸收氧气和营养物质、排有利于肝细胞吸收氧气和营养物质、排 出代谢废物。向培养液中充入出代谢废物。向培养液中充入5% CO5% CO2 2, ,有利于维持有利于维持 培养液的培养液的pHpH。添加抗生素可抑制细菌生长。添加抗生素可抑制细菌生长, ,但不能但不能 用错、用多用错、用多, ,否则会伤害甚至杀死肝细胞。否则会伤害甚至杀死肝细胞。 答案答案 (1)(1)吸收氧气和营养物质、排出代谢废物吸收氧气和营养物质、排出代谢废物 (2)(2

30、)维持培养液适宜的维持培养液适宜的pHpH (3) (3)种类和剂量种类和剂量 (4)(4)向乙向乙( (或丁或丁) )组装置中放置肝脏小块组装置中放置肝脏小块 染色染色 体形态和数量体形态和数量 肝脏小块对有机物肝脏小块对有机物X X具有解毒作用具有解毒作用重点提示重点提示 2.2.通过通过“基因工程和细胞工程有机结合基因工程和细胞工程有机结合”的考查的考查, ,提提升升“把握所学知识的要点和知识点之间内在联系把握所学知识的要点和知识点之间内在联系”的能力。的能力。典例分析典例分析2.(2.(20092009山东理综山东理综,35,35) )人类在预防与诊疗传染性疾病过人类在预防与诊疗传染性

31、疾病过 程中程中, ,经常使用疫苗和抗体。已知某传染性疾病的病原经常使用疫苗和抗体。已知某传染性疾病的病原 体为体为RNARNA病毒病毒, ,该病毒表面的该病毒表面的A A蛋白为主要抗原蛋白为主要抗原, ,其疫苗生其疫苗生 产和抗体制备的流程之一如下图：产和抗体制备的流程之一如下图： 请回答：请回答： (1)(1)过程过程代表的是代表的是 。 (2)(2)过程过程构建构建A A基因表达载体时基因表达载体时, ,必须使用必须使用 和和 两种工具酶。两种工具酶。 (3)(3)过程过程采用的实验技术是采用的实验技术是 , ,获得的获得的X X 是是 。 (4)(4)对健康人进行该传染病免疫预防时对健

32、康人进行该传染病免疫预防时, ,可选用图可选用图 中基因工程生产的中基因工程生产的 所制备的疫苗。所制备的疫苗。 对该传染病疑似患者确诊时对该传染病疑似患者确诊时, ,可从疑似患者体内分可从疑似患者体内分 离病毒离病毒, ,与已知病毒进行与已知病毒进行 比较比较; ;或用图或用图 中的中的 进行特异性结合检测进行特异性结合检测。 解析解析 (1)(1)中心法则中中心法则中, ,对于少数的以对于少数的以RNARNA为遗传物为遗传物 质的病毒质的病毒, ,其遗传信息的传递过程需要补充的过程其遗传信息的传递过程需要补充的过程 有有RNARNA的逆转录和的逆转录和RNARNA的复制的过程的复制的过程,

33、 ,图中过程图中过程正正 代表的是逆转录的过程。代表的是逆转录的过程。 (2)(2)基因工程的步骤是：目的基因的提取基因工程的步骤是：目的基因的提取 构建构建 基因表达载体基因表达载体 导入受体细胞导入受体细胞 目的基因的目的基因的 检测和表达检测和表达, ,其中构建基因表达载体中需要限制酶其中构建基因表达载体中需要限制酶 来切割以获取目的基因来切割以获取目的基因, ,同时需要相同的限制酶切同时需要相同的限制酶切 割载体以获取与目的基因相同的黏性末端割载体以获取与目的基因相同的黏性末端, ,再通过再通过 DNADNA连接酶连接目的基因和载体。连接酶连接目的基因和载体。 (3) (3)过程过程是

34、将骨髓瘤细胞与是将骨髓瘤细胞与B B淋巴细胞融合的过淋巴细胞融合的过 程程, ,获得的叫杂交瘤细胞获得的叫杂交瘤细胞, ,其具备了瘤细胞的无限其具备了瘤细胞的无限 增殖的特性和增殖的特性和B B淋巴细胞的产生抗体的特性淋巴细胞的产生抗体的特性, ,从而从而 制备单克隆抗体。制备单克隆抗体。 (4)(4)本题考查了免疫预防的操作过程本题考查了免疫预防的操作过程, ,以及欲确诊以及欲确诊 疑似患者而采取的方法。本题中提示该疑似患者而采取的方法。本题中提示该RNARNA病毒表病毒表 面的面的A A蛋白为主要的抗原蛋白为主要的抗原, ,故而可选用通过基因工故而可选用通过基因工 程生产的程生产的A A蛋

35、白制备疫苗蛋白制备疫苗; ;确诊时为判断该病毒是确诊时为判断该病毒是 否为题目中的否为题目中的RNARNA病毒病毒, ,可以进行核酸序列的比对可以进行核酸序列的比对, , 也可以利用单克隆抗体具备特异性也可以利用单克隆抗体具备特异性, ,利用抗利用抗A A蛋白蛋白 的特异性单克隆抗体通过能否特异性结合判断的特异性单克隆抗体通过能否特异性结合判断, ,病病 毒表面是否有毒表面是否有A A蛋白的存在蛋白的存在, ,进一步进行检测是否进一步进行检测是否 为目的为目的RNARNA病毒。病毒。 答案答案 (1)(1)逆逆( (反反) )转录转录 (2)(2)限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶( (限制酶限

36、制酶) DNA) DNA连接酶连接酶( (两空两空 可以互换可以互换) ) (3) (3)细胞融合细胞融合 杂交瘤细胞杂交瘤细胞 (4)A(4)A蛋白蛋白 核酸核酸( (基因基因) )序列序列 抗抗A A蛋白的单克隆蛋白的单克隆 抗体抗体定时检测定时检测组题说明组题说明特别推荐特别推荐 学科内综合题学科内综合题11、7 7；实验探究题；实验探究题 66。考点考点题号题号动物细胞培养动物细胞培养2 2、4 4、6 6单克隆抗体制备单克隆抗体制备1 1、3 3、5 5核移植核移植7 71.1.下列各图表示单克隆抗体制备过程的各阶段图解下列各图表示单克隆抗体制备过程的各阶段图解, , 请据图回答下列

37、问题：请据图回答下列问题： (1)(1)请用箭头把代表各图解的字母按单克隆抗体制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。备过程的顺序连接起来。 (2) (2)在单克隆抗体制备过程中在单克隆抗体制备过程中, ,之所以选用之所以选用B B淋巴细淋巴细 胞和骨髓瘤细胞胞和骨髓瘤细胞, ,是因为它们融合后的杂交瘤细胞是因为它们融合后的杂交瘤细胞 具有具有 、 的特性。的特性。 (3)(3)由图示可看出由图示可看出, ,单克隆抗体的制备过程运用了单克隆抗体的制备过程运用了 和和 等动物细胞工等动物细胞工 程技术手段。程技术手段。 解析解析 首先把小鼠骨髓瘤细胞与经特定抗原免疫过首

38、先把小鼠骨髓瘤细胞与经特定抗原免疫过 的小鼠的小鼠B B淋巴细胞进行融合获得杂交瘤细胞淋巴细胞进行融合获得杂交瘤细胞, ,然后然后筛筛 选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞, ,最后分别最后分别在在 体外或体内培养杂交瘤细胞体外或体内培养杂交瘤细胞, ,即可获得单克隆抗体即可获得单克隆抗体。 答案答案 (1)(1) (2) (2)能迅速大量地繁殖能迅速大量地繁殖 产生特异性抗体产生特异性抗体 (3)(3)动物细胞融合动物细胞融合 动物细胞培养动物细胞培养2.20072.2007年诺贝尔生理学或医学奖分别授予美国人马年诺贝尔生理学或医学奖分别授予美国人马 里奥里奥卡佩

39、基、奥利弗卡佩基、奥利弗史密斯和英国人马史密斯和英国人马 丁丁埃文斯。埃文斯。3 3位科学家的获奖原因是其研究为位科学家的获奖原因是其研究为 “ “基因靶向基因靶向”技术的发展奠定了基技术的发展奠定了基 础。所谓础。所谓“基基 因靶向因靶向”技术技术( (人们大都称之为基因人们大都称之为基因“敲除敲除”技术技术) ) 是指利用细胞脱氧核糖核酸是指利用细胞脱氧核糖核酸(DNA)(DNA)可与外源性可与外源性DNADNA 同源序列发生同源重组的性质同源序列发生同源重组的性质, ,定向改造生物某一定向改造生物某一 基因的技术。借助这一从上世纪基因的技术。借助这一从上世纪8080年代发展起来年代发展起

40、来 的技术的技术, ,人们得以按照预先设计的方式对生物遗传人们得以按照预先设计的方式对生物遗传 信息进行精细改造。有了信息进行精细改造。有了“基因靶向基因靶向”这一高精这一高精 度瞄准镜度瞄准镜, ,科学家就可以精确瞄准任何一个基因科学家就可以精确瞄准任何一个基因, , 使其失去活性使其失去活性, ,进而研究该基因的功能。请回答下进而研究该基因的功能。请回答下 列问题：列问题： (1)“(1)“敲除敲除”一种基因需要分两步来完成：第一步一种基因需要分两步来完成：第一步 是利用化学是利用化学“剪刀剪刀”, ,例如用某种酶切除哺乳动物例如用某种酶切除哺乳动物 染色体中有某种功能的基因。第二步是用修

41、改过染色体中有某种功能的基因。第二步是用修改过 的基因取代原有基因。这里的的基因取代原有基因。这里的“某种酶某种酶”应该是应该是 酶。用修改过的基因取代原有基酶。用修改过的基因取代原有基 因时还需要因时还需要 酶。酶。 (2)(2)假如要假如要“敲除敲除”小鼠的胰岛素基因小鼠的胰岛素基因, ,请设计出请设计出 实验步骤实验步骤 。 给出一种检验胰岛素基因是否被给出一种检验胰岛素基因是否被“敲除敲除”的方法的方法 。 (3)(3)利用细胞工程也可获得可供老鼠移植之用的利用细胞工程也可获得可供老鼠移植之用的“敲敲 除排斥基因除排斥基因”的老鼠的老鼠, ,其过程大致如下图所示：其过程大致如下图所示：

42、 促进卵细胞融合最常用的试剂是促进卵细胞融合最常用的试剂是 。 重组细胞培养成胚胎的过程所用的培养基重组细胞培养成胚胎的过程所用的培养基, ,从物从物 理性质上看属于理性质上看属于 , ,培养基中培养基中 至少要加入水、无机盐、葡萄糖、氨基酸、维生至少要加入水、无机盐、葡萄糖、氨基酸、维生 素、促生长因子、微量元素和素、促生长因子、微量元素和 等等 物质物质, ,同时要创造适宜温度、同时要创造适宜温度、pHpH和无菌条件和无菌条件, ,其中其中 需要无菌环境的原因是需要无菌环境的原因是 。 解析解析 (1)(1)限制性核酸内切酶是基因限制性核酸内切酶是基因“剪刀剪刀”,DNA,DNA 连接酶是

43、基因连接酶是基因“针线针线”。(2)“(2)“敲除敲除”一种基因需一种基因需 要分两步来完成：第一步是利用限制性核酸内切要分两步来完成：第一步是利用限制性核酸内切 酶切除哺乳动物染色体中有某种功能的基因。第酶切除哺乳动物染色体中有某种功能的基因。第 二步是用修改过的基因取代原有基因。基因探针二步是用修改过的基因取代原有基因。基因探针 可检验目的基因。可检验目的基因。(3)(3)灭活的病毒或聚乙二醇是动灭活的病毒或聚乙二醇是动 物细胞融合最常用的试剂。动物细胞培养基的成物细胞融合最常用的试剂。动物细胞培养基的成 分有水、无机盐、葡萄糖、氨基酸、维生素、动分有水、无机盐、葡萄糖、氨基酸、维生素、动

44、 物血清等物血清等, ,需在无菌条件下进行。需在无菌条件下进行。 答案答案 (1)(1)限制性核酸内切限制性核酸内切 DNADNA连接连接 (2)(2)用限制性核酸内切酶切除小鼠胚胎干细胞中的用限制性核酸内切酶切除小鼠胚胎干细胞中的 胰岛素基因胰岛素基因, ,用修改过的基因取代胰岛素基因用修改过的基因取代胰岛素基因 用用 胰岛素基因探针检验胰岛素基因是否被胰岛素基因探针检验胰岛素基因是否被“敲除敲除” (3)(3)灭活的病毒或聚乙二醇灭活的病毒或聚乙二醇 液体培养基液体培养基 动动 物血清物血清 细菌等微生物生长繁殖快细菌等微生物生长繁殖快, ,消耗营养物质消耗营养物质 多多, ,同时产生有害

45、代谢产物同时产生有害代谢产物, ,毒害动物细胞毒害动物细胞3.3.如图表示用于预防和治疗禽流感的单克隆抗体生如图表示用于预防和治疗禽流感的单克隆抗体生 产过程产过程, ,请回答下列问题：请回答下列问题： (1)(1)若若A A细胞是小鼠的骨髓瘤细胞细胞是小鼠的骨髓瘤细胞, ,则则B B细胞取自细胞取自 体内的体内的B B淋巴细胞淋巴细胞, ,促进促进d d过程的过程的 诱导剂是诱导剂是 。 (2)(2)假设仅考虑两个细胞的融合假设仅考虑两个细胞的融合, ,则可形成则可形成 种种 类型的类型的C C细胞细胞, ,因此需用因此需用 筛选出筛选出 具有具有 特点的特点的D D细胞用于细胞用于 培养。

46、培养。D D细胞的名称是细胞的名称是 。 (3)(3)在细胞培养所用的培养基中除需要加入糖、氨在细胞培养所用的培养基中除需要加入糖、氨 基酸、促生长因子、无机盐和微量元素外基酸、促生长因子、无机盐和微量元素外, ,通常还通常还 需加入需加入 等一些天然成分。等一些天然成分。 (4)(4)目前注射禽流感疫苗是预防禽流感的一种措目前注射禽流感疫苗是预防禽流感的一种措 施。决定禽流感病毒在人体细胞中增殖变化的物施。决定禽流感病毒在人体细胞中增殖变化的物 质是质是 , ,而决定其抗原特异性的而决定其抗原特异性的 物质位于病毒的物质位于病毒的 上。上。 解析解析 解答本题的关键是正确理解单克隆抗体的解答

47、本题的关键是正确理解单克隆抗体的 制备过程和原理制备过程和原理, ,结合体液免疫的原理结合体液免疫的原理, ,认识到只认识到只 有能分泌抗体的有能分泌抗体的B B淋巴细胞与骨髓瘤细胞结合后得淋巴细胞与骨髓瘤细胞结合后得 到的杂交瘤细胞才能产生抗体到的杂交瘤细胞才能产生抗体,B,B淋巴细胞与骨髓淋巴细胞与骨髓 瘤细胞融合得到的细胞不一定都能产生抗体。决瘤细胞融合得到的细胞不一定都能产生抗体。决 定某一生物具有某一性状的根本因素是该生物的定某一生物具有某一性状的根本因素是该生物的 遗传物质遗传物质(DNA(DNA或或RNA)RNA)。由单个杂交瘤细胞经过克。由单个杂交瘤细胞经过克 隆隆( (无性繁

48、殖无性繁殖) )形成细胞群形成细胞群, ,再由细胞群产生化学性再由细胞群产生化学性 质单一、特异性强的抗体质单一、特异性强的抗体, ,即单克隆抗体。当骨髓即单克隆抗体。当骨髓 瘤细胞与瘤细胞与B B淋巴细胞进行融合后淋巴细胞进行融合后, ,两两融合的细胞两两融合的细胞 有三种类型有三种类型, ,即瘤即瘤瘤细胞、瘤细胞、B B淋巴淋巴BB淋巴细胞、淋巴细胞、 瘤瘤BB淋巴细胞。单克隆抗体的制备过程中还用到淋巴细胞。单克隆抗体的制备过程中还用到 了动物细胞培养技术了动物细胞培养技术, ,在动物细胞培养的培养基中在动物细胞培养的培养基中 一般添加动物血清、血浆。禽流感病毒能在人体一般添加动物血清、血

49、浆。禽流感病毒能在人体 内迅速增殖分化内迅速增殖分化, ,从根本上来说这是由禽流感病毒从根本上来说这是由禽流感病毒 的遗传物质的遗传物质RNARNA决定的。决定的。 答案答案 (1)(1)感染禽流感病毒的动物或人感染禽流感病毒的动物或人 聚乙二醇聚乙二醇 或灭活的病毒或灭活的病毒 (2)3 (2)3 选择培养基选择培养基 既能无限增既能无限增 殖又能产生特异性抗体殖又能产生特异性抗体 杂交瘤细胞杂交瘤细胞 (3)(3)血清、血清、 血浆血浆 (4)(4)禽流感病毒的禽流感病毒的RNA RNA 衣壳衣壳4.4.眼虫是一种含有叶绿体的原生动物眼虫是一种含有叶绿体的原生动物, ,此现象引起人此现象引

50、起人 们的探究兴趣。某同学提出问题们的探究兴趣。某同学提出问题“动物细胞与植动物细胞与植 物细胞之间可以实现杂交吗物细胞之间可以实现杂交吗？” 他尝试设计出下列具体的实验方案。结合实验方案他尝试设计出下列具体的实验方案。结合实验方案 回答：回答： 实验原理：根据眼虫的特点实验原理：根据眼虫的特点, ,动物细胞和植物细胞动物细胞和植物细胞 之间在理论上是可以实现杂交的。之间在理论上是可以实现杂交的。 实验步骤如下：实验步骤如下： (1) (1)中选的植物材料细胞中中选的植物材料细胞中, ,必须有的细胞器是必须有的细胞器是 。 (2)(2)过程所用的酶是过程所用的酶是 和和 。 (3) (3)过程