2023届新高考生物一轮复习人教版第10单元 第38课 动物细胞工程学案.docx
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1、第38课动物细胞工程学业质量水平要求1结合具体实例,说出动物细胞工程的技术原理。(生命观念、科学思维)2针对生产生活中的实际问题,从动物细胞工程出发,尝试提出解决方案并进行设计。(生命观念、科学探究)考点一动物细胞培养1动物细胞培养及其条件(1)动物细胞培养:从动物体中取出相关的组织,将它分散成单个细胞,然后在适宜的培养条件下,让这些细胞生长和增殖的技术。(2)动物细胞培养的条件营养:除糖类、氨基酸、无机盐、维生素之外,通常还需加入血清等一些天然成分。温度、pH和渗透压适宜的温度:36.50.5 ;适宜的pH:7.27.4;渗透压也是需要考虑的一个重要环境参数。气体环境2动物细胞培养的过程(1
2、)过程(2)体外培养的动物细胞类型一类细胞能够悬浮于培养液中生长增殖。另一类则需要贴附于某些基质表面才能生长繁殖,而且还会发生接触抑制现象,从而使细胞停止分裂增殖。(3)生长特点细胞贴壁:将细胞悬液放入培养瓶内,置于适宜环境中培养,悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上,称为细胞贴壁。接触抑制:当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时,细胞停止分裂增殖的现象称为细胞的接触抑制。(4)原代培养和传代培养原代培养:通常指分瓶之前的细胞培养,即动物组织经处理后的初次培养。传代培养:指分瓶之后的细胞培养。3干细胞培养及其应用(1)分布:存在于早期胚胎、骨髓和脐带血等多种组织和器官中。(2)类型:胚胎干细胞和成体
3、干细胞等。(3)胚胎干细胞:简称ES细胞,存在于早期胚胎中,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。(4)成体干细胞分布:成体组织或器官内。类型:骨髓中的造血干细胞、神经系统中的神经干细胞和睾丸中的精原干细胞等。特性:一般认为,成体干细胞具有组织特异性,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。(5)应用有着自我更新能力及分化潜能的干细胞,与组织、器官的发育、再生和修复等密切相关,因而在医学上有着广泛的应用。胚胎干细胞必须从胚胎中获取,这涉及伦理问题,因而限制了它在医学上的应用。诱导多能干细胞a概念:通过体外诱导成纤维细胞,所获
4、得的类似胚胎干细胞的一种细胞,简称iPS细胞。b优点:不涉及伦理问题;理论上可以避免免疫排斥反应。1动物细胞培养是动物细胞工程的基础。()2体外培养动物细胞,只需给予充足的营养即可。()3在进行细胞培养时,需置于含有95%O2和5%CO2的混合气体环境中。()4进行传代培养的动物细胞均可直接用离心法收集。()5已分化的T细胞、B细胞等也能被诱导为iPS细胞。()【教材细节命题】1(选择性必修3 P44旁栏思考)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蛋白质。用胃蛋白酶行吗?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。而多数动物细胞培养的适宜pH为
5、7.27.4,胃蛋白酶在此环境中没有活性,所以用胃蛋白酶不行。2(选择性必修3 P44正文)细胞在培养过程中分裂受阻的原因是悬浮培养的细胞会因细胞密度过大、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;对于贴壁细胞来说,除上述因素外,还会因为接触抑制而停止分裂增殖。动物细胞培养与植物组织培养的比较比较项目动物细胞培养植物组织培养生物学原理细胞增殖细胞全能性培养基性质液体固体培养结果子代细胞新的植株应用是动物细胞工程的基础快速繁殖;培育作物新品种;细胞产物的工厂化生产;作物脱毒培养条件无菌、适宜的温度和pH、营养等取材新鲜的动物组织离体的植物器官、组织或细胞培养对象分散的单个细胞离体的植
6、物器官、组织或细胞过程原代培养、传代培养脱分化、再分化细胞分裂、生长、分化特点贴壁生长;接触抑制脱分化形成愈伤组织;再分化形成根、芽等考向1| 动物细胞培养的过程分析1下图所示是某动物细胞培养时,培养液中活细胞和死亡细胞密度统计结果,下列相关叙述错误的是()A实验中要控制胰蛋白酶溶液浓度和处理时间,以免损伤细胞B培养液中应适当加入青霉素、链霉素,以避免杂菌污染C曲线bc段变化的主要原因是培养液中营养物质不足及有害代谢产物积累D培养至第6天时,新产生的细胞数等于死亡细胞数D解析:实验中要控制胰蛋白酶溶液浓度和处理时间,以免损伤细胞,A正确;培养液中应适当加入青霉素、链霉素,以避免杂菌污染,B正确
7、;曲线bc段表示活细胞密度降低而死细胞密度增加,产生的主要原因是培养液中营养物质不足及有害代谢产物积累等,C正确;培养至第6天时,活细胞数等于死亡细胞数,而不是新产生的细胞数等于死亡细胞数,D错误。2为检测某药物X的抗癌活性,在细胞培养板的每个孔中加入相同数量的肝癌细胞,使其贴壁生长,实验组加入溶于二甲基亚矾的药物X,培养72小时后进行计数,比较实验组和对照组每个孔中细胞数目。下列有关叙述错误的是()A细胞培养液中通常需要加入血清等天然成分B可用胰蛋白酶处理使肝癌细胞脱落下来并进行计数C对照组中应加入等体积的无菌蒸馏水,其他条件一致D若实验组细胞数远低于对照组,可初步判断此药物有抗癌效果C解析
8、:培养动物细胞时,细胞培养液中通常需要加入血清,A正确;对于已经贴壁生长的动物细胞,可用胰蛋白酶处理,使肝癌细胞脱落下来并进行计数,B正确;实验组加入溶于二甲基亚矾(溶剂)的药物X,对照组中应加入等体积的二甲基亚矾(溶剂),C错误;分析实验结果可知,添加药物X的实验组肝癌细胞数目比对照组少,可以初步判断药物X有抗癌效果,D正确。【技法总结】有关动物细胞培养知识点可归纳为4个“2”(1)培养材料为“2”:即动物胚胎、幼龄动物的组织和器官。(2)培养过程为“2”:即原代培养、传代培养。(3)胰蛋白酶使用“2”次:即原代培养和传代培养中均使用,目的是使细胞分散开。(4)细胞生长特点有“2”个:即贴壁
9、生长和接触抑制。考向2| 干细胞培养及其应用的分析3干细胞的培养成功是动物细胞培养领域重大的成就之一,下列相关叙述错误的是()A干细胞存在于早期胚胎、骨髓和脐带血等多种组织和器官中B胚胎干细胞具有分化为成年动物体内的任何一种类型的细胞的潜能C成体干细胞是成体组织或器官内的干细胞,具有组织特异性DiPS细胞只能由成纤维细胞转化形成D解析:iPS细胞最初是由成纤维细胞转化而来的,后来发现已分化的T细胞、B细胞等也能被诱导为iPS细胞。4现在有一个婴儿在出生后医院为他保留了脐带血,在他以后生长发育过程中如果出现了某种难治疗的疾病,就可以通过血液中的干细胞来为他治病,关于这个实例说法正确的是()A用干
10、细胞培育出人体需要的器官用来移植治病,需要激发细胞的所有全能性B用脐带血中的干细胞能够治疗这个孩子所有的疾病C如果要移植用他的干细胞培育出的器官,需要用到细胞培养技术D如果要移植用他的干细胞培育出的器官,应该长期给他使用免疫抑制药物C解析:用干细胞培育出人体需要的器官用来移植治疗,只要诱导细胞分化成该组织、器官即可,不需激发其所有全能性,A错误;脐带血中含有大量未成熟的造血干细胞,将脐带血细胞移植,对白血病、再生障碍性贫血等恶性血液病的治疗具有疗效,B错误;脐带血移植属自体移植,基本不会发生免疫排斥反应,不需要长期给他使用免疫抑制药物,D错误。考点二动物细胞融合技术与单克隆抗体1动物细胞融合技
11、术(1)概念:使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术。(2)结果:形成杂交细胞,且具有原来两个或多个细胞的遗传信息。(3)诱导方法:PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法等。(4)意义:突破了有性杂交的局限,使远缘杂交成为可能。(5)应用是研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和培育生物新品种等的重要手段。杂交瘤技术为制造单克隆抗体开辟了新途径。2单克隆抗体及其应用(1)单克隆抗体的制备制备原理aB淋巴细胞特点:每个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体。b骨髓瘤细胞特点:能在体外大量增殖。c杂交瘤细胞的特点:既能大量增殖,又能产生特定抗体。制备过程(2)单克隆抗体的应用作诊断试剂,在多种疾病的诊断和病原体
12、鉴定中发挥重要作用。用于运载药物和治疗疾病。1动物体细胞融合后的杂交细胞仍然是二倍体细胞。()2与植物原生质体融合相比,动物细胞融合特有的诱导因素有灭活的病毒。()3单克隆抗体的制备可从未经免疫的小鼠体内提取B淋巴细胞。()4单克隆抗体制备过程中的两次筛选目的相同。()【教材细节命题】1(选择性必修3 P48相关信息)病毒灭活的含义是灭活是指用物理或化学手段使病毒或细菌失去感染能力,但是并不破坏这些病原体的抗原结构。2(选择性必修3 P49图216拓展)B淋巴细胞、骨髓瘤细胞和杂交瘤细胞各有何特点?免疫的B淋巴细胞:能产生单一抗体,但不能无限增殖。骨髓瘤细胞:能无限增殖,不能产生抗体。杂交瘤细
13、胞:既能产生特定的抗体,又能在培养条件下进行无限增殖。3(选择性必修3 P50思考讨论拓展)抗体药物偶联物中真正起治疗作用的物质是相关药物。是单克隆抗体吗?为什么?不是,单克隆抗体所起的作用是将药物定向带到靶细胞所在位置,借助其导向作用,在原位杀死癌细胞,这样既不损伤正常细胞,又减少了用药剂量。1植物体细胞杂交和动物细胞融合的比较项目植物体细胞杂交动物细胞融合原理细胞膜的流动性和植物细胞的全能性细胞膜的流动性步骤酶解法去掉细胞壁后,诱导原生质体融合,形成杂种体细胞,再经过植物组织培养形成杂种植株分散成单个细胞后诱导细胞融合诱导方法物理法:电融合法、离心法等;化学法:PEG融合法、高Ca2高pH
14、融合法等PEG融合法、电融合法、灭活病毒诱导法等结果形成杂种植株形成杂种细胞2单克隆抗体制备的两次筛选项目第一次筛选第二次筛选筛选原因诱导融合后得到多种杂交细胞,另外还有未融合的细胞由于小鼠在生活中还受到其他抗原的刺激,所以需经过选择性培养筛选方法用特定的选择培养基筛选:未融合的细胞和同种细胞融合后形成的细胞(“BB”细胞、“瘤瘤”细胞)都会死亡,只有融合的杂交瘤细胞(“B瘤”细胞)才能生长用多孔培养皿培养,在每个孔只有一个杂交瘤细胞的情况下开始克隆化培养和抗体检测,经多次筛选得到能产生特异性抗体的细胞群筛选目的得到杂交瘤细胞得到能分泌所需抗体的杂交瘤细胞考向1| 动物细胞融合分析1下图为动物
15、细胞融合示意图,相关叙述错误的是()A图中C为灭活的病毒,此外还可用物理或化学方法诱导细胞融合B图中过程发生了细胞膜的融合,体现了细胞膜的选择透过性C图中过程表示有丝分裂D动物细胞融合技术可用于制备单克隆抗体B解析:图中C为灭活的病毒,此外还可用物理或化学方法诱导细胞融合,A正确;图中过程发生了细胞膜的融合,体现了细胞膜的流动性,B错误;图中过程表示有丝分裂,C正确;利用动物细胞融合技术可获得杂交瘤细胞,进而制备单克隆抗体,D正确。2下列关于动物细胞融合与植物体细胞杂交技术的说法正确的是()A基本原理相同B诱导细胞融合的方法相同C细胞融合前的处理过程相同D融合后都需要进行筛选D解析:植物体细胞
16、杂交的原理为细胞膜的流动性、植物细胞的全能性,而动物细胞融合利用的是细胞膜的流动性和细胞增殖,A错误;动物细胞融合常用灭活的病毒诱导,而植物体细胞杂交不能,B错误;动物细胞融合前需用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理使细胞分散开,植物体细胞杂交时常用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁,C错误;诱导融合后会形成多种融合细胞,还有未融合细胞,因此都要进行筛选,D正确。【易错提醒】(1)灭活的病毒能使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。(2)就目前常用的细胞融合方法来看,不管是用物理方法、化学方法,还是生物方法,其融合率都未达到100%。仅用两个细胞融合,其效率太低,不一定能得到融合细
17、胞。更重要的是,即使两个细胞已发生融合,也并不一定是研究者期望得到的细胞类型。考向2| 单克隆抗体的制备过程、特点及其应用的分析3(2021湖北名校模拟)随着单克隆技术与分子生物学的发展,单克隆技术在植物研究中发挥着越来越重要的作用。在对植物成分进行定性和定量研究中,科学家制备了甘草酸人血清白蛋白的融合蛋白,以此为抗原制备了抗甘草酸的单克隆抗体。下列相关叙述正确的是()A甘草酸人血清白蛋白的融合蛋白可使植物产生免疫反应,分离出相应的B淋巴细胞B诱导融合后,培养基中浆细胞、浆细胞浆细胞这两种细胞无需用特定培养基筛选C杂交瘤细胞培养时需要加入生长素等激素、血清D单克隆抗体不能从动物细胞培养液中直接
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- 2023 新高 生物 一轮 复习 人教版第 10 单元 38 动物 细胞 工程学
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