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1、,第3课动物细胞工程,内容索引,核心素养测评,考点一动物细胞培养和核移植技术【必备知识速填】1.动物细胞培养动物细胞工程技术的基础(1)原理:_。(2)过程:,细胞增殖,(3)培养条件:无菌、无毒的环境:对_和所有培养用具进行无菌处理;添加_;定期更换培养液以便清除_。营养:除正常的有机和无机营养外,还需加入_等一些天然成分。温度和pH:适宜温度为_(哺乳动物),pH为_。气体环境:95%空气加_(维持培养液的pH)。(4)应用:生物制品的生产、检测有毒物质、医学研究。,培养液,抗生素,代谢产物,血清、血浆,36.50.5,7.27.4,5%CO2,2.动物体细胞核移植技术和克隆动物:(1)原
2、理:_。(2)动物体细胞核移植技术的过程:,动物体细胞核具有全能性,(3)应用:加速家畜_进程,促进优良畜群繁育。保护_。生产医用蛋白。作为异种移植的供体。用于组织器官的移植。(4)存在问题:_、克隆动物存在健康问题、动物食品的安全性问题等。,遗传改良,濒危物种,成功率低,【秒判正误】1.制备肝细胞悬液时先用剪刀剪碎肝组织,再用胃蛋白酶处理。()分析:胃蛋白酶的最适pH为强酸性,强酸性环境对肝细胞有伤害,应用胰蛋白酶处理。2.肝细胞培养过程中通常在培养液中通入5%的CO2刺激细胞呼吸。()分析:动物细胞培养时加入5%的CO2的作用是维持培养液一定的pH。3.胚胎细胞核移植的难度大于体细胞核移植
3、。()分析:胚胎细胞分化程度低,核移植的难度小于体细胞核移植。,4.培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞。()分析:保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上形成单层细胞。5.动物细胞核移植的受体细胞必须是卵细胞。()分析:动物细胞核移植的受体细胞应为处于减数第二次分裂中期的卵母细胞。6.克隆动物的性状与供核动物完全相同。()分析:克隆动物细胞质中的遗传物质来自卵母细胞,与供核细胞不完全相同。,【重点难点讲透】1.细胞悬液制取的原因和方法:成块的组织中细胞与细胞靠在一起,彼此限制了细胞的生长和增殖。从健康动物体取出组织块,剪碎,用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理一定时间,组织就会分散成单个细胞,再用培
4、养液将分散的细胞稀释。2.传代培养10代以内、10代至50代左右、50代后的细胞的特点:10代以内细胞二倍体核型正常,适合用于体细胞核移植的供体细胞;10代至50代左右增殖逐渐缓慢,部分细胞的细胞核型可能会发生变化;50代后少部分细胞会克服细胞寿命的自然极限,获得不死性,这些细胞发生突变,正在朝着等同于癌细胞的方向发展。,【教材命题源】教材原文:选修3_P48图2-21_体细胞核移植过程流程图。命题角度:角度1.整个过程用到哪些技术手段?提示:动物细胞培养、核移植、胚胎移植。角度2.为什么必须先去掉受体卵母细胞的细胞核?提示:为使核移植动物的核遗传物质全部来自供体细胞。角度3.用于核移植的供体
5、细胞一般都选用传代10代以内的细胞。为什么?提示:10代以内的细胞一般保持正常的二倍体核型,未发生基因突变。,【典例示范】(2016全国卷)下图表示通过核移植等技术获得某种克隆哺乳动物(二倍体)的流程。,回答下列问题:(1)图中A表示正常细胞核,染色体数为2n,则其性染色体的组成可为_。过程表示去除细胞核,该过程一般要在卵母细胞培养至适当时期再进行,去核时常采用_的方法。代表的过程是_。,(2)经过多次传代后,供体细胞中_的稳定性会降低。因此,选材时必须关注传代次数。(3)若获得的克隆动物与供体动物性状不完全相同,从遗传物质的角度分析其原因是_。(4)与克隆羊“多莉(利)”培育成功一样,其他克
6、隆动物的成功获得也证明_。,【解析】(1)流程图中没有说明该哺乳动物的供体是雄性还是雌性,故性染色体组成有XX或XY两种可能。过程表示去核过程,通常做法是将培养至M期的卵母细胞利用显微操作法去除细胞核。重组细胞在体外培养至囊胚或桑椹胚时,需通过胚胎移植转入代孕母体内继续发育。(2)传代培养的细胞一般传至10代后就不易培养下去了,在传到1050代左右时,细胞增殖就会逐渐缓慢,以至于完全停止,这时部分细胞的核型(遗传物质)会发生变化。故选择细胞时一般选用10代以内的细胞,以保证正常的二倍体核型(遗传物质)。,(3)动物性状的表现是细胞核基因和细胞质基因共同作用的结果,克隆动物的细胞核基因全部来自供
7、体,而细胞质基因则来自卵母细胞,所以克隆动物与供体动物的性状会有所差异。(4)克隆动物的成功培育说明了动物高度分化的体细胞的细胞核仍具有全能性。答案:(1)XX或XY显微操作胚胎移植(2)遗传物质(3)卵母细胞的细胞质中的遗传物质会对克隆动物的性状产生影响(4)动物已分化的体细胞的细胞核具有全能性,【素养新命题】体细胞核移植技术能否说明动物细胞的全能性?(科学思维:批判性思维)提示:不能,因为目前的克隆技术并不能利用单独的分化的体细胞培养出个体,必须将体细胞核移植到去核的卵母细胞中,由卵母细胞提供胚胎发育时所需的营养物质等,所以不能说明动物细胞的全能性。,【热考角度通关】角度一动物细胞培养1.
8、(2020长庆模拟)回答下列有关动物细胞培养的问题:(1)在动物细胞培养过程中,当贴壁细胞分裂生长到细胞表面_时,细胞会停止分裂增殖,这种现象称为细胞的_。此时,瓶壁上形成的细胞是_层。要使贴壁的细胞从瓶壁上分离下来,需要用酶处理,用到的酶是_。,(2)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_现象;但极少数细胞可以连续增殖,其中有些细胞会因遗传物质发生改变而获得_,该种细胞的黏着性_,细胞膜表面蛋白质(糖蛋白)的量_。(3)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,而活细胞不被染色,原因是_。(4)检查某种毒物是否能改变细胞染色体的数目,最好选用有丝分裂_期的细胞
9、在显微镜下进行观察。,(5)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,细胞中_的活性降低,细胞_速率降低。(6)给患者移植经细胞培养形成的皮肤后,发生了排斥现象,这是因为机体把移植的皮肤当作_进行攻击。,【解析】(1)细胞接触抑制是指细胞表面相互接触时,细胞就会停止分裂增殖的现象。基于上述特性,瓶壁上形成的细胞是单层排列的。需要用胰蛋白酶将贴壁的细胞从瓶壁上分离下来。(2)随着细胞传代次数的增多,绝大部分细胞分裂停止,进而出现衰老甚至死亡现象,但极少数细胞可以连续增殖,其中有些细胞会因遗传物质发生改变而变成不死性细胞。该种细胞由于细胞表面糖蛋白减少,其黏着性降低。(3)活细胞
10、的细胞膜具有选择透过性,大分子染料不能通过,所以活细胞不被染色;死细胞的细胞膜失去了选择透过性,大分子染料可以通过,所以死细胞能被大分子染料染色。(4)有丝分裂中期时染色体的着丝点排列在赤道板上,染色体形态固定、数目清晰,是观察染色体数目的最佳时期。(5)在细胞培养过程中,通常在冷冻(或超低温、液氮)条件下保存细胞。因为在这种条件下,细胞中酶的活性降低,细胞新陈代谢的速率降低。(6)机体把移植的皮肤当作抗原攻击,会发生排斥现象。,答案:(1)相互接触接触抑制单(或一)胰蛋白酶(2)衰老甚至死亡不死性降低减少(3)活细胞的细胞膜具有选择透过性,大分子染料不能进入活细胞内(或死细胞的细胞膜丧失了选
11、择透过性,大分子染料能够进入死细胞内而着色)(4)中(5)冷冻(或超低温、液氮)酶新陈代谢(6)抗原,科学思维归纳与演绎(1)动物细胞培养常选用动物胚胎或幼龄动物的器官、组织为材料,是因为这些部位的细胞分裂能力强;培养前将组织细胞分散成单个细胞是为了扩大细胞与培养液的接触面积,有利于细胞吸收营养。(2)两次用到胰蛋白酶,作用不同:第一次是用胰蛋白酶将剪碎的组织分散成单个细胞;第二次处理是使贴壁的细胞从瓶壁上脱落。(3)要使贴壁细胞从瓶壁上分离下来,不能使用胃蛋白酶,原因是:胃蛋白酶的最适pH是酸性,而较强的酸性会伤害贴壁细胞。,(4)传代培养至50代后绝大部分细胞停止分裂,有极少数细胞获得了不
12、死性,这些细胞具有以下特点:遗传物质发生变化,细胞向着等同于癌细胞的方向发展,能无限增殖;细胞膜表面糖蛋白减少,其黏着性降低;失去接触抑制;不贴壁生长等。,角度二核移植和克隆动物2.世界卫生组织定义克隆为“遗传同一机体或细胞系(株)的无性繁殖”。相对于植物克隆,动物尤其是高等动物的克隆比较困难,下图表示哺乳动物克隆的几种方法的主要步骤,据图回答下列问题。,(1)方法2获得的小牛的遗传物质来源于_,方法3中得到的胚、发育成的小牛的遗传物质是否完全相同?_。(2)细胞B取自囊胚的_细胞,具有全能性;细胞C应取自供体3的_细胞。(3)细胞A、B、C在进行D过程之前需要进行细胞体外培养,培养时需要满足
13、的条件是_。,(4)克隆也可以理解为复制、拷贝,结合世界卫生组织的定义,你认为还有哪些现代生物技术也属于克隆?_。(5)你是否支持进行胚胎干细胞的研究,为什么?_。,【解析】(1)方法2提取的细胞来自正常的受精作用形成的胚胎,受精卵的遗传物质来自父母双方。方法3中采用了胚胎分割技术,而来自同一个胚胎的后代具有相同的遗传物质,因此方法3中和发育成的小牛的遗传物质相同。(2)囊胚期时,聚集在一端、个体较大的细胞称为内细胞团;内细胞团的细胞具有很高的全能性。因为M期的卵母细胞中含有促进供体核表达全能性的物质,且活性很高,因此最好选用M期卵母细胞。,(3)细胞A、B、C在进行D过程之前需要进行细胞体外
14、培养,培养时需要满足的条件:无菌无毒的环境、充足的营养、适宜的温度和pH及气体环境。(4)根据世界卫生组织对克隆的定义可知:PCR、单克隆抗体、植物组织培养等均属于克隆。(5)支持,因为胚胎干细胞的研究可以用于治疗人类的某些顽疾;可培育各种组织器官,用于器官移植,解决供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题等;反对,胚胎干细胞取自胚胎,胚胎也是生命,另外可能被用于克隆人的研究,引起伦理问题。,答案:(1)供体1和供体2完全相同(2)内细胞团M期卵母(3)无菌无毒的环境、充足的营养、适宜的温度和pH及气体环境(4)单克隆抗体、植物组织培养、PCR等(答出两点即可)(5)支持,胚胎干细胞的研究,有利
15、于治疗人类某些顽疾(治疗性克隆),以及揭示细胞分化和细胞凋亡的机理等;或反对,胚胎干细胞取自胚胎,胚胎也是生命,另外可能被用于克隆人的研究,引起伦理问题(合理即可),【加固训练】如图为动物细胞培养的基本过程示意图。,请回答:(1)容器A中放置的一般是幼龄动物的器官或组织,原因是其细胞_,易于培养。培养时先要剪碎,然后用_分散细胞,制成B瓶中的细胞悬液。将细胞悬液转入C瓶中进行的初次培养称为_。(2)细胞正常培养了一段时间后,发现细胞绝大部分死亡,只有极少数细胞存活,这是因为存活的细胞发生了_,可无限增殖。目前使用的或冷冻保存的正常细胞通常为_代以内的细胞,以保持细胞正常的_核型。,(3)C、D
16、瓶中的培养液为保证无菌、无毒的环境,需要添加一定量的_。培养过程中还需要提供O2和CO2等气体环境,CO2的作用主要是_。(4)动物细胞体外培养时,通常要在培养基中补充一定浓度的某些物质。如图是血清对正常细胞和癌细胞培养影响的实验结果。据图可知,培养_细胞一定需要添加血清。,【解析】(1)动物细胞培养的过程:取动物组织块(或动物胚胎或幼龄动物的器官)剪碎用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞制成细胞悬液转入培养瓶中进行原代培养贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞继续传代培养。(2)细胞正常培养了一段时间后,发现细胞绝大部分死亡,只有极少数存活,这是因为存活的细胞发生了突
17、变,可无限增殖。目前使用的或冷冻保存的正常细胞通常为10代以内的细胞,以保持细胞正常的二倍体核型。,(3)C、D瓶中的培养液为保证无菌、无毒的环境,需要添加一定量的抗生素。培养过程中还需要提供O2和CO2等气体环境,CO2的作用主要是维持培养液的pH。(4)据题图可知,培养癌细胞有无血清影响不大,而培养正常细胞时,有血清时的细胞数远大于无血清时的细胞数,故培养正常细胞必须要添加血清。,答案:(1)分裂能力强胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)原代培养(2)突变10二倍体(3)抗生素维持培养液的pH(4)正常,考点二动物细胞融合与单克隆抗体【必备知识速填】1.动物细胞融合:(1)概念:两个或多个动物细胞结合
18、形成_个细胞的过程,也称细胞杂交。(2)条件:需要用聚乙二醇(PEG)、_或电激等诱导因素。(3)原理:_。(4)结果:形成具有原来两个或多个细胞遗传信息的单核细胞,称为_。(5)意义:突破了有性杂交方法的局限,使远缘杂交成为可能。成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和生物新品种培育等的重要手段,为制备_开辟了新途径。,一,灭活的病毒,细胞膜的流动性,杂交细胞,单克隆抗体,2.单克隆抗体:(1)制备原理:一种浆细胞产生一种抗体,浆细胞在体外_(填“能”或“不能”)无限增殖;骨髓瘤细胞能_;浆细胞与骨髓瘤细胞融合得到_细胞,既能无限增殖,又能产生特异性抗体。(2)制备过程:,不能,无限增殖,杂交瘤,
19、(3)优点:特异性强、灵敏度高,可大量制备。(4)用途:作为诊断试剂;用于治疗疾病和_。,运载药物,【秒判正误】1.植物原生质体融合与动物细胞融合原理相同。()分析:二者都依赖于细胞膜的流动性。2.B淋巴细胞均能产生单一抗体。()分析:只有浆细胞才能产生单一抗体。,3.单克隆抗体可直接作为“生物导弹”用于疾病治疗。()分析:“生物导弹”是单克隆抗体和药物结合的产物。4.杂交瘤细胞进行体内培养,更容易控制培养条件。()分析:小鼠体内有相对稳定的内环境,培养条件容易控制。,【重点难点讲透】1.动物细胞融合与植物体细胞杂交:,2.小鼠骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合后杂交瘤细胞的特点:(1)B淋巴细胞能产
20、生抗体,但不能在体外大量增殖。(2)骨髓瘤细胞能在体外培养条件下无限增殖,但不能产生抗体。(3)把两种细胞融合,产生杂交瘤细胞,它会兼有两个亲本细胞的特性在体外培养条件下能不断增殖,同时能产生出某种特异性的抗体。(4)两种细胞的同源性越近,融合形成的杂种细胞越易成活。,3.单克隆抗体制备过程中两次筛选的方法和目的:第一次筛选一般用HAT培养基,融合的B-B细胞,瘤-瘤细胞不能在培养基中存活增殖,而B-瘤细胞可以继续增殖。因为从小鼠体内提取的B淋巴细胞有很多种,但分泌特定抗体的B淋巴细胞只是其中一种,第二次筛选利用抗原-抗体杂交技术将能分泌特定抗体的杂交瘤细胞筛选出然后克隆化培养。,【教材命题源
21、】教材原文:选修3_P53:英国科学家米尔斯坦(C.Milstein)和德国科学家科勒()在前人工作的基础上,继续探索和尝试,并且充分发挥想象力,设计了一个极富创造性的实验方案(图2-24)。他们想到,如果把一种B淋巴细胞与能在体外大量增殖的骨髓瘤细胞进行融合,所得到的融合细胞就能大量增殖,产生足够数量的特定抗体。,命题角度:制备单克隆抗体时给小鼠注射特定抗原后,小鼠体内发生了什么生理过程?提示:小鼠产生了体液免疫,诱导产生特异性抗体的浆细胞。,【典例示范】类风湿性关节炎(RA)是一种自身免疫病,致残性强。研究表明,该病的病理与肿瘤坏死因子-(TNF-)密切相关,而一种人鼠嵌合的抗TNF-单克
22、隆抗体能有效治疗RA。如图为该单克隆抗体制备过程示意图,请据图回答下列问题:,(1)单克隆抗体的制备涉及细胞工程中的_、_技术。(2)图中的抗原A是_,HAT培养基的作用是_。B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合后的杂种细胞具有的特点是_。(3)医疗上,把单克隆抗体与化学药物或细胞毒素相结合制成“_”,借助抗体的定向作用将药物带到病变细胞并将其杀死。(4)克隆动物是指用_方法得到的动物。(5)单克隆抗体的特点是_、_、_。,【解析】(1)单克隆抗体的制备涉及动物细胞培养和动物细胞融合技术。(2)图中刺激免疫动物产生抗TNF-单克隆抗体的抗原是肿瘤坏死因子-(TNF-)。HAT培养基的作用是筛选出杂交瘤细
23、胞。杂交瘤细胞既能无限增殖,又能产生特异性抗体。(3)医疗上,把单克隆抗体与化学药物或细胞毒素相结合制成“生物导弹”,借助抗体的定向作用将药物带到病变细胞并将其杀死。(4)克隆动物是指用核移植方法得到的动物。(5)单克隆抗体的特点是:特异性强、灵敏度高,可大量制备。,答案:(1)动物细胞融合动物细胞培养(2)肿瘤坏死因子-(或TNF-)筛选出杂交瘤细胞既能大量增殖,又能产生特异性抗体(3)生物导弹(4)(动物体细胞)核移植(5)特异性强灵敏度高可大量制备,【素养新命题】(1)制备单克隆抗体时,将B淋巴细胞与骨髓瘤细胞混合在一起,用物理或化学方法促融,最终得到的细胞种类有哪些?(科学思维:比较与
24、分类)提示:未融合的细胞:B淋巴细胞,骨髓瘤细胞同种核型融合的细胞:B-B细胞,瘤-瘤细胞异种核型融合的细胞:B-瘤细胞,(2)利用动物细胞融合技术获得的杂交瘤细胞的特性是什么?(科学思维:创造性思维)提示:动物细胞融合的实质是将两种不同细胞的细胞核融合,从而使杂种细胞理论上具备两种细胞的全部遗传特性。杂交瘤细胞具备了浆细胞分泌特定抗体的遗传特性和骨髓瘤细胞无限增殖的特性。,【热考角度通关】角度一动物细胞融合1.药用蛋白人组织纤维溶酶原激活物(htPA)可在转htPA基因奶牛的乳汁中获得。如图表示利用奶牛乳汁生产人组织纤维溶酶原激活物的培育过程:,(1)htPA基因cDNA可通过克隆筛选获得。
25、构建表达载体时,必须将htPA基因cDNA与牛乳腺蛋白基因的_等调控组件重组在一起。(2)图中“未受精的卵”是指_的卵母细胞,而不能用普通的体细胞作为受体细胞,原因是“未受精的卵”_。(3)与的遗传性状不一样的原因是_。(4)图示过程中涉及的科学技术有转基因技术、_、_、胚胎移植技术等。,【解析】(1)真核生物的基因中含有内含子,cDNA是以mRNA为模板逆转录形成的,没有非编码区和内含子序列。牛的乳腺蛋白基因只在泌乳期的乳腺细胞中表达,因此将目的基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起,才使得htPA基因的表达产物在乳汁中获得。(2)从到的过程中,应用了核移植技术,题图中“未受精的卵”
26、是指核移植技术中的受体细胞,该受体细胞为M中期的卵母细胞,不用普通体细胞的原因是卵细胞体积大,容易操作,含有促进细胞全能性表达的相关物质。(3)为代孕母牛,是转基因生物(乳腺生物反应器),与的遗传性状不一样的原因是个体的遗传信息几乎全部来自供体的细胞核。(4)本操作中涉及的科学技术有转基因技术、动物细胞培养技术、体细胞核移植技术和胚胎移植技术等。,答案:(1)启动子(2)M中期(减数第二次分裂中期)体积大,易操作,含有促进细胞全能性表达的相关物质(3)个体的遗传信息几乎全部来自供体的细胞核(4)动物细胞培养技术体细胞核移植技术,角度二单克隆抗体的制备2.(2019郑州模拟)利用细胞工程技术制备
27、抗人绒毛膜促性腺激素(HCG)单克隆抗体,其主要流程如图:,回答下列问题:(1)制备抗HCG单克隆抗体过程中,用到的动物细胞工程技术有_和_。(2)细胞DNA合成有D和S两条途径,其中D途径能被氨基嘌呤阻断,而S途径不被阻断。在HAT培养基中加入了氨基嘌呤,杂交瘤细胞能连续增殖,未融合细胞以及同种融合细胞因不能增殖而死亡。由此可判断骨髓瘤细胞DNA合成存在_(填“D”“S”或“D和S”)途径。,(3)步骤需对选择培养的杂交瘤细胞进行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710个细胞/mL,再在每个培养孔中滴入0.1mL细胞稀释液,其目的是_。(4)用抗HCG
28、单克隆抗体作为诊断试剂,能在妊娠初期即可作出诊断,主要是因为该抗体具有_的优点。,【解析】(1)制备单克隆抗体过程中,用到的动物细胞工程技术有动物细胞融合和动物细胞培养。(2)免疫后的B淋巴细胞不能分裂增殖,鼠骨髓瘤细胞能不断分裂增殖。在HAT培养基中加入氨基嘌呤,阻断了细胞DNA合成的D途径,但DNA合成的S途径没有被阻断,结果未融合的细胞(包括骨髓瘤细胞和B淋巴细胞)以及同种融合细胞(包括骨髓瘤细胞与骨髓瘤细胞融合、B淋巴细胞与B淋巴细胞融合)因不能增殖而死亡,由此可判断骨髓瘤细胞DNA合成存在D途径。(3)在多孔细胞培养板上对选择培养的杂交瘤细胞进行培养时,先将细胞悬液稀释到710个细胞
29、/mL,再在每个培养孔中滴入0.1mL细胞稀释液的目的是使每个孔内不多于一个细胞,从而实现单克隆培养。(4)单克隆抗体具有特异性强、灵敏度高的优点。,答案:(1)动物细胞融合动物细胞培养(2)D(3)使每个孔内不多于一个细胞,达到单克隆培养的目的(4)特异性强、灵敏度高,3.(2020咸阳模拟)目前我国超过82万人感染艾滋病,预防工作迫在眉睫。科学工作者从HIV感染自愈者体内采集相应免疫细胞,使之与骨髓瘤细胞结合,生产HIV抗体,具体过程见图。回答相关问题:,(1)HIV自愈者免疫细胞是指_,甲、乙、丙中只含杂交瘤细胞的是_,过程的目的是筛选具有_特点的杂交瘤细胞。(2)HIV主要侵染T细胞的
30、原因可能是_。(3)转基因技术被运用到HIV疫苗的研制工作中,该技术操作的关键步骤是_,为使目的基因在受体细胞中正常表达,需要把目的基因片段插入表达载体的_之间。,(4)用DNA-RNA分子杂交技术确定目的基因是否完成了_(填“转录”或“翻译”)过程。(5)科学工作者发现一种D蛋白,其31号位的色氨酸替换成酪氨酸后,就能与HIV表面的糖蛋白结合,从而使HIV失去侵染T细胞的能力。制造这种新型蛋白质防治艾滋病,用到的现代生物工程技术是_。,【解析】(1)据题图分析可知,甲为HIV自愈者免疫细胞与骨髓瘤细胞融合后形成的细胞,该杂交瘤细胞最终产生了抗体,说明HIV自愈者免疫细胞为浆细胞;由上述分析可
31、知,甲、乙、丙中只含杂交瘤细胞的是乙、丙;过程的目的是筛选具有无限增殖、产生特异性抗体特点的杂交瘤细胞;(2)HIV主要侵染T淋巴细胞,推测其原因可能是T细胞表面有HIV结合的特异性受体;(3)基因工程共有四步操作,其中第二步基因表达载体的构建是关键步骤;为使目的基因在受体细胞中正常表达,需要把目的基因片段插入表达载体的启动子与终止子之间;(4)目的基因的检测与鉴定可分为分子水平与个体生物学水平的检测两类方法,其中用DNA-RNA分子杂交技术可确定目的基因是否完成了转录过程;(5)根据题意分析,D蛋白31号位的色氨酸替换成酪氨酸后,就能与HIV表面的糖蛋白结合,从而使HIV失去侵染T细胞的能力
32、,该过程从预测蛋白质的结构到合成目的基因,再到合成相关的蛋白质预防艾滋病,属于蛋白质工程。,答案:(1)浆细胞乙、丙无限增殖、产生特异性抗体(2)T细胞表面有HIV结合的特异性受体(3)基因表达载体的构建启动子和终止子(4)转录(5)蛋白质工程,【加固训练】1.如图是制备乙肝病毒表面抗体的示意图,请回答下列问题:,(1)图中细胞的名称为_,其与骨髓瘤细胞融合所依据的基本原理是_。,(2)在图示流程中至少需要进行两次筛选,其中第一次筛选的目的是_;第二次筛选的目的是_。(3)制备得到的单克隆抗体可用于乙肝的免疫治疗,其所利用的免疫学原理是_。,(4)干扰素属于淋巴因子,由效应T细胞产生,并以_的
33、方式释放到细胞外。某同学联想到单克隆抗体的制备过程,提出用效应T细胞代替细胞,从而获得单克隆干扰素的设想,你认为该方法是否可行?并说明理由。,【解析】(1)细胞为已免疫的B淋巴细胞(或浆细胞),动物细胞融合的原理为细胞膜具有一定的流动性。(2)单克隆抗体制备过程中第一次筛选的目的是获得杂交瘤细胞,第二次筛选的目的是获得能产生所需抗体的杂交瘤细胞。,(3)制备的乙肝病毒表面抗体可与侵入机体的乙肝病毒发生特异性结合,即用于乙肝的免疫治疗。(4)淋巴因子的化学本质为蛋白质,由效应T细胞产生,以胞吐的方式释放到细胞外。效应T细胞可攻击骨髓瘤细胞,使其裂解,因此不能用效应T细胞代替已免疫的B淋巴细胞。,
34、答案:(1)已免疫的B淋巴细胞(或浆细胞)细胞膜(具有一定)的流动性(2)获得杂交瘤细胞获得能产生所需抗体的杂交瘤细胞(3)抗原和抗体的特异性结合(或单克隆抗体与抗原结合的特异性强)(4)胞吐不可行,因为效应T细胞能与骨髓瘤细胞结合,使骨髓瘤细胞裂解。,2.科研人员利用基因工程、细胞工程、胚胎工程等培育出了乳汁中含有人凝血因子医用蛋白的二倍体转基因绵羊,简易流程如图所示。请回答下列问题:,(1)图中过程为基因工程的核心步骤,该步骤用到的工具有_。该步骤得到的“A”中应具有一些特殊的DNA片段,其中_用于过程。(2)进行图中过程前,卵母细胞要进行去核处理的原因是_。(3)为了获得绵羊胎儿的单个成
35、纤维细胞,_(填“能”或“不能”)使用胃蛋白酶处理绵羊组织块,理由是_。,(4)图中过程所用培养液的成分比较复杂,除一些无机盐和有机盐外,还需添加_(答出三种即可)。(5)在进行图中过程前_(填“需要”或“不需要”)进行性别鉴定,理由是_。,【解析】(1)图中过程为基因表达载体的构建,涉及对载体的切割和目的基因与载体的连接,所以该步骤用到的工具有限制酶、DNA连接酶、载体。该步骤得到的“A”即构建的基因表达载体,为了便于鉴定并筛选受体细胞(成纤维细胞)是否含有目的基因,需要在构建的重组载体中含有标记基因。(2)为了保证过程得到的重组细胞中含有的核遗传物质全部来自二倍体转基因绵羊,所以对移植用的
36、卵母细胞要进行去核处理。,(3)为了获得绵羊胎儿的单个成纤维细胞,应该用胰蛋白酶或胶原蛋白酶对绵羊组织块进行处理,而不能使用胃蛋白酶处理,因为胃蛋白酶的最适pH为2.0左右,在接近中性的环境中胃蛋白酶基本没有活性。(4)图中过程是早期胚胎的培养过程,除一些无机盐和有机盐外,还需添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸和动物血清等。(5)根据子代个体的性别由重组细胞核内性染色体决定,由于该重组细胞的细胞核来自雌绵羊,所以细胞内性染色体组成为XX,最终发育的转基因绵羊一定是雌性,所以在进行图中胚胎移植前不需要进行性别鉴定。,答案:(1)限制酶、DNA连接酶、载体标记基因(2)保证二倍体转基因绵羊的核遗传物质全部来自含有目的基因的成纤维细胞(3)不能胃蛋白酶的最适pH为2.0左右,在接近中性的环境中胃蛋白酶基本没有活性(4)维生素、激素、氨基酸、核苷酸、动物血清(5)不需要胎儿成纤维细胞来自雌绵羊,最终获得的转基因绵羊均为雌性,