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1、考纲考纲考情考情三年三年1616考高考指数：考高考指数：1.1.动物的细胞培养与体细胞克隆动物的细胞培养与体细胞克隆2.2.细胞融合与单克隆抗体细胞融合与单克隆抗体三年三年考题考题20142014年年(3(3考考)：新课标全国卷：新课标全国卷T40T40，浙江，浙江T3T3，福建，福建T33T3320132013年年(6(6考考)：山东：山东T35T35，江苏，江苏T13T13，福建，福建T33T33，浙江，浙江T6T6，海南，海南T31T31，重庆，重庆T2T220122012年年(7(7考考)：山东：山东T35T35，江苏，江苏T9T9、T22T22，广东，广东T2T2，福建，福建T32T
2、32，浙江浙江T31T31，安徽，安徽T31T31第1页/共59页考情考情播报播报1.1.考查内容：主要是动物细胞培养、细胞融合和单克隆抗体考查内容：主要是动物细胞培养、细胞融合和单克隆抗体的制备及应用。的制备及应用。2.2.考查方式：单独考查动物细胞融合和动物细胞培养技术；考查方式：单独考查动物细胞融合和动物细胞培养技术；常结合制备单克隆抗体过程考查原理的应用，还可与基因工常结合制备单克隆抗体过程考查原理的应用，还可与基因工程和胚胎工程综合考查。程和胚胎工程综合考查。3.3.考查题型：以非选择题为主，属中档题。考查题型：以非选择题为主，属中档题。第2页/共59页【知识梳理】一、动物细胞培养1
3、.操作流程：组织 单个细胞的悬浮液 _ 培养 _ 培养原代传代第3页/共59页2.培养条件：(1)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_。(2)营养：除正常的有机和无机营养外，加入_ 等一些天然成分。(3)适宜的温度和pH：温度为_(哺乳动物)，pH为_。(4)气体环境：含95%空气加_ 的混合气体，其中后者的作用是_。3.应用：生物制品的生产，检测_，医学研究。培养液抗生素清除代谢产物血清、血浆36.50.5 7.27.45%CO2维持培养液的pH有毒物质第4页/共59页二、动物体细胞核移植技术和克隆动物1.动物核移植：将动物一个细胞的_ 移入一个已经
4、去掉细胞核的_ 中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育为_。细胞核卵母细胞动物个体第5页/共59页2.过程：3.原理：动物体细胞核具有_。4.结果：获得与供体_ 基本相同的个体。5.克隆动物：用核移植方法得到的动物。全能性供体细胞培养遗传物质去核重组细胞胚胎移植供体第6页/共59页三、动物细胞融合1.原理：_。2.融合方法：聚乙二醇(PEG)、_、电激等。3.意义：突破了_ 的局限，使_ 成为可能，也为制造_ 开辟了新途径。细胞膜的流动性灭活的病毒有性杂交方法远缘杂交单克隆抗体第7页/共59页四、单克隆抗体1.制备过程：杂交瘤细胞能分泌所需抗体第8页/共59页2.优点：特异性强
5、、_，并可大量制备。3.用途：作为_，用于治疗疾病和_。灵敏度高诊断试剂运载药物第9页/共59页【速记卡片】1.动物细胞培养过程：(1)分散细胞方法：组织块剪碎，用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理。(2)生长特点：贴壁生长、接触抑制。(3)分瓶。(4)原代培养：动物组织消化后的初次培养。(5)传代培养：分瓶继续培养。第10页/共59页2.动物细胞培养的条件：(1)无菌、无毒的环境。(2)营养：糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素、动物血清、血浆等。(3)温度和pH：与动物体温相近，pH为7.27.4。(4)气体环境：CO2的主要作用是维持培养液的pH。3.动物细胞融合：(1)原理：细胞膜的流动性。
6、(2)融合方法：聚乙二醇(PEG)、灭活的病毒、电激等。第11页/共59页4.单克隆抗体制备：(1)涉及的三种细胞作用不同。B淋巴细胞：能分泌单一抗体，但不能无限增殖。骨髓瘤细胞：能大量增殖，但不能产生抗体。杂交瘤细胞：既能产生单一抗体，又能大量增殖。(2)两次筛选的目的不同。第一次筛选是得到杂交瘤细胞。第二次筛选是得到能分泌所需抗体的杂交瘤细胞。第12页/共59页考点一植物组织培养、动物细胞培养和细胞核移植1.三者比较：项目项目植物组织培养植物组织培养动物细胞培养动物细胞培养动物体细胞核移植动物体细胞核移植原理原理植物细胞的植物细胞的全能性全能性细胞增殖细胞增殖动物细胞核的全能动物细胞核的全
7、能性性关键关键环节环节细胞的脱分化和细胞的脱分化和再分化再分化细胞增殖和癌变细胞增殖和癌变细胞核融合、细胞细胞核融合、细胞分化分化第13页/共59页项目项目植物组织培养植物组织培养动物细胞培养动物细胞培养动物体细胞核移植动物体细胞核移植结果结果与外植体相同的个体与外植体相同的个体相同分化程度相同分化程度的细胞群的细胞群获得克隆动物获得克隆动物应用应用植株快速繁殖植株快速繁殖脱毒作物苗的培养脱毒作物苗的培养人工种子人工种子细胞产物工厂化生细胞产物工厂化生产产转基因植物的培育转基因植物的培育生产生物制生产生物制品品医学研究医学研究检测有毒物检测有毒物质质加速良种繁育加速良种繁育保护濒危物种保护濒危
8、物种生产医用蛋白生产医用蛋白作为异种移植的供作为异种移植的供体体用于组织器官的移用于组织器官的移植植第14页/共59页2.动物细胞核移植的疑难解析：(1)卵母细胞选择时期及原因：M中期的卵母细胞，此时具备受精能力，细胞质中合成与分裂、分化有关的物质能刺激融合后重组细胞进行分裂分化，形成重组胚胎。(2)选卵细胞作为受体细胞的原因。卵细胞大，易于操作。卵黄多，营养丰富，为发育提供充足的营养。能激发重组细胞分裂分化。第15页/共59页(3)供体细胞：取供体动物的体细胞培养，一般选用传代10代以内的细胞，因为10代以内的细胞一般能保持正常的二倍体核型，保证了供体细胞正常的遗传基础。(4)动物体细胞不能
9、经培养直接发育成完整个体的原因：动物体细胞的全能性受到限制。(5)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。第16页/共59页【高考警示】动物细胞培养和核移植技术的理解误区(1)动物细胞培养中两次使用胰蛋白酶的作用不同：第一次用胰蛋白酶处理剪碎的组织使之分散成单个细胞，第二次使贴壁细胞从瓶壁上脱落下来。(2)核移植产生的克隆动物与提供细胞核的亲本可能不同。克隆动物细胞质基因来源于另一个亲本，与植物组织培养不同(来自一个亲本)，即克隆动物遗传物质来自两个亲本。在发育过程中可能发生基因突变、染色体变异导致性状改变。外界环境条件的影响引起不可遗传的变异。第17页/共5
10、9页【考题回访】1.(2015 银川模拟)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，瓶壁上形成的细胞层数是。要使贴壁的细胞从瓶壁上分离下来，需要用酶处理，常用的酶是。第18页/共59页(2)随着细胞传代次数的增多，绝大部分细胞分裂停止，进而出现的现象；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细胞，这种细胞的黏着性，细胞膜表面蛋白质(糖蛋白)的量。(3)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_。第19页/共59页(4)检查某种有毒物质是否
11、能改变细胞染色体的数目，最好选用分裂到期的细胞用显微镜进行观察。(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，细胞新陈代谢的速率降低。(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。第20页/共59页【解题指南】解答本题需明确三个方面：(1)细胞贴壁生长与接触抑制。(2)胰蛋白酶和糖蛋白的作用。(3)器官移植与排斥反应。第21页/共59页【解析】(1)在动物细胞培养过程中，细胞会表现出接触抑制现象，此时是单层细胞。用胰蛋白酶处理可以使贴壁的细胞从瓶壁上分离下来。(2)随着细胞传代培养代数的增多，绝大部分细胞分裂停
12、止，进而出现衰老甚至死亡的现象，但极少数细胞可以连续增殖，有些细胞会因遗传物质改变而变成不死性细胞，这种细胞细胞膜表面糖蛋白减少，细胞黏着性降低。(3)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，而死细胞的细胞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。第22页/共59页(4)由于细胞分裂中期染色体形态固定、数目清晰，因此最好选用分裂到中期的细胞用显微镜观察染色体数目。(5)由于在冷冻、超低温或液氮条件下，细胞中酶的活性降低，细胞新陈代谢的速率降低，通常在此条件下保存细胞。(6)机体把移植的皮肤当作抗原攻击，会发生排斥现象。第23页/共59页答案：(1)相互接触接触抑制
13、单层(或一层)胰蛋白酶(2)衰老甚至死亡不死性降低减少(3)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(或死细胞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)(4)中(5)冷冻(或超低温、液氮)酶(6)抗原第24页/共59页2.(2015 安徽名校联考)如图所示是利用现代生物工程技术治疗遗传性糖尿病(基因缺陷导致胰岛B细胞不能正常合成胰岛素)的过程设计图解，请据图回答下列问题：第25页/共59页(1)图中、所示的结构分别是、。(2)图中、所示的生物工程技术分别是、，此外图示过程还应用的工程技术有_(只需写一种)。(3)过程通常用去核卵母细胞做受体细胞的原因
14、除了它体积大、易操作外，还因为。第26页/共59页(4)过程通常用作受体细胞的原因是这些细胞没有分化，具有，可以定向诱导分化成各类细胞、组织和器官。(5)过程的完成需要用到的基因操作工具有。(6)图示方法与一般的异体移植相比最大的优点是。第27页/共59页【解析】图中依次为细胞核、内细胞团、核移植技术、转基因技术。图中涉及的技术包括核移植技术、早期胚胎培养(动物细胞培养)、转基因技术、胚胎干细胞移植等。第28页/共59页答案：(1)细胞核内细胞团(2)核移植技术转基因技术细胞培养(早期胚胎培养、胚胎干细胞移植、显微操作技术等)(3)营养物质丰富且含有促进细胞核全能性表达的物质(4)全能性(5)
15、限制性核酸内切酶、DNA连接酶和载体(6)没有排斥反应第29页/共59页【加固训练】现有A和B两个肉牛品种，A品种牛的细胞组成可表示为A细胞核、A细胞质，B品种牛则为B细胞核、B细胞质。(1)如果要获得一头克隆牛，使其细胞由A细胞核和B细胞质组成，基本步骤是：从A品种牛体内取出体细胞，进行体外培养，然后再从培养细胞中取出注入B品种牛的卵母细胞，经过某种刺激和培养后，可形成胚胎，该胚胎被称为，将该胚胎移入代孕母牛的中，通过培育可达到目的。第30页/共59页(2)克隆牛的产生说明具有全能性。克隆牛的性状主要表现品种牛的特征。由A、B两品种牛杂交得到的牛与克隆牛相比，杂交牛细胞核的遗传物质来自个亲本
16、，细胞质来自性亲本，克隆牛和杂交牛的遗传物质组成(填“相同”或“不同”)。第31页/共59页【解析】(1)依据题意可知，要获得由A细胞核和B细胞质组成的重组细胞，就要提取A细胞核然后与去掉细胞核的B细胞质进行重组，得到重组细胞，进一步培养得到重组胚胎，再进行胚胎移植，移植到代孕母牛的子宫里进行培育。(2)克隆动物利用的是动物细胞细胞核的全能性，得到的新个体的性状主要由细胞核决定，与供核母牛的性状基本一致，杂交牛是由精子和卵细胞融合得到受精卵，细胞核来自两个亲本，由于精子含有很少的细胞质，受精卵的细胞质主要来自卵细胞，所以杂交牛和克隆牛的遗传物质是不同的。第32页/共59页答案：(1)细胞核去核
17、重组胚胎子宫(2)动物体细胞核A两雌不同第33页/共59页考点二动物细胞融合、单克隆抗体1.植物体细胞杂交和动物细胞融合的比较：比较比较项目项目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原理原理细胞膜的流动性、细胞的全细胞膜的流动性、细胞的全能性能性细胞膜的流动性、细胞的增细胞膜的流动性、细胞的增殖殖融合前融合前处理处理除去细胞壁除去细胞壁使细胞分散开使细胞分散开使用使用的酶的酶纤维素酶和果胶酶纤维素酶和果胶酶胰蛋白酶胰蛋白酶第34页/共59页比较比较项目项目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诱导诱导手段手段物理法：离心、电激、振动物理法：离心、电激、振动化学法：聚
18、乙二醇等试剂诱化学法：聚乙二醇等试剂诱导导除物理法和化学法外，也可除物理法和化学法外，也可用灭活的病毒诱导用灭活的病毒诱导结果结果杂种植株杂种植株杂交细胞杂交细胞应用应用培育植物新品种培育植物新品种主要用于制备单克隆抗体主要用于制备单克隆抗体意义意义突破远缘杂交不亲和的障碍，打破了生殖隔离，扩展了杂交突破远缘杂交不亲和的障碍，打破了生殖隔离，扩展了杂交的亲本组合的亲本组合相同点相同点原生质体融合原理相同，原生质体融合的方法相似原生质体融合原理相同，原生质体融合的方法相似第35页/共59页2.单克隆抗体的制备：第36页/共59页【高考警示】植物体细胞杂交和动物细胞融合过程中所选酶和结果的辨析(1
19、)植物体细胞杂交与动物细胞融合中酶的作用对象不同，纤维素酶和果胶酶作用于细胞壁，而胰蛋白酶作用于细胞间的蛋白质。(2)植物杂交细胞在激素诱导下能表达出全能性，但动物杂交细胞的全能性不能表达。(3)取相应B淋巴细胞前必须先注射相应抗原，否则不能获得单克隆抗体。第37页/共59页【考题回访】1.(2014 新课标全国卷)某研究者用抗原(A)分别免疫3只同种小鼠(X、Y和Z)，每只小鼠免疫5次，每次免疫一周后测定各小鼠血清抗体的效价(能检测出抗原抗体反应的血清最大稀释倍数)，结果如图所示。若要制备杂交瘤细胞，需取免疫后小鼠的B淋巴细胞(染色体数目40条)，并将该细胞与体外培养的小鼠骨髓瘤细胞(染色体
20、数目60条)按一定比例加入试管中，再加入聚乙二醇诱导细胞融合，经筛选培养及抗体检测，得到不断分泌抗A抗体的杂交瘤细胞。第38页/共59页第39页/共59页回答下列问题：(1)制备融合所需的B淋巴细胞时，所用免疫小鼠的血清抗体效价需达到16 000以上，则小鼠最少需要经过次免疫后才能有符合要求的。达到要求后的X、Y、Z这3只免疫小鼠中，最适合用于制备B淋巴细胞的是小鼠，理由是。第40页/共59页(2)细胞融合实验完成后，融合体系中除含有未融合的细胞和杂交瘤细胞外，可能还有_，体系中出现多种类型细胞的原因是_。(3)杂交瘤细胞中有个细胞核，染色体数目最多是条。(4)未融合的B淋巴细胞经多次传代培养
21、后都不能存活，原因是。第41页/共59页【解题指南】(1)题干关键词：“效价”“杂交瘤细胞”“传代培养”。(2)隐含信息：柱形图中效价越高，能检测出抗原抗体反应的血清最大稀释倍数越大，说明免疫后小鼠的B淋巴细胞产生抗体的能力越强。(3)关键知识：制备单克隆抗体的技术流程和动物细胞体外培养的过程。第42页/共59页【解析】本题考查制备单克隆抗体的相关知识。(1)据图中数据分析，第四次注射后Y、Z小鼠的血清抗体效价均达到16 000以上，免疫后小鼠Y的B淋巴细胞产生抗体效价最高，最适用于制备单克隆抗体。(2)B淋巴细胞与骨髓瘤细胞混合在一起融合时，可能发生B淋巴细胞之间的融合，骨髓瘤细胞之间的融合
22、和B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，故体系中会出现多种类型的细胞。第43页/共59页(3)杂交瘤细胞形成后，小鼠的B淋巴细胞核与其骨髓瘤细胞核会融合形成一个细胞核。染色体可达100条，有丝分裂后期染色体数目最多为200条。(4)未融合的B淋巴细胞经多次传代培养后，仍然不是能恶性增殖的细胞，分裂次数是有限的。第44页/共59页答案：(1)四YY小鼠的抗体效价最高(2)B淋巴细胞相互融合形成的细胞，骨髓瘤细胞相互融合形成的细胞细胞融合是随机的，没有特异性且融合率达不到100%(3)1200(4)不能无限增殖第45页/共59页2.(2015 潍坊模拟)人绒毛膜促性腺激素(HCG)是女性怀孕后胎盘滋养层细胞
23、分泌的一种糖蛋白，制备抗HCG单克隆抗体可用于早孕的诊断。如图是抗HCG单克隆抗体制备流程示意图，请分析回答问题。第46页/共59页(1)制备单克隆抗体过程中要用到和技术。(2)制备单克隆抗体过程中，给小鼠注射的HCG相当于，使小鼠产生分泌相应的淋巴细胞，此过程属于特异性免疫中的免疫。第47页/共59页(3)在细胞内DNA的合成一般有两条途径，主要途径是在细胞内由糖和氨基酸合成核苷酸，进而合成DNA，而氨基嘌呤可以阻断此途径。另一辅助途径是在次黄嘌呤和胸腺嘧啶核苷存在的情况下，经酶的催化作用合成DNA，而骨髓瘤细胞的DNA合成没有此辅助途径。利用DNA合成途径不同的特点配制的HAT培养基含有多
24、种成分，其中添加的具有筛选杂交瘤细胞的作用。最终筛选获得的杂交瘤细胞的特点是。(4)此过程生产的单克隆抗体可以与_特异性结合，从而诊断早孕。第48页/共59页【解题指南】解答本题的关键：(1)明确单克隆抗体的制备过程。(2)熟知在培养基中能够生长增殖的细胞是具有DNA复制途径的细胞。第49页/共59页【解析】(1)制备单克隆抗体过程中要用到动物细胞培养和动物细胞融合技术。(2)给小鼠注射HCG，使小鼠进行体液免疫，产生能分泌抗体的B淋巴细胞。(3)骨髓瘤细胞的DNA合成只有一条途径，在培养基中加入氨基嘌呤，阻断了骨髓瘤细胞与骨髓瘤细胞融合体的增殖。杂交瘤细胞有两条合成DNA的途径，因此在选择培
25、养基上杂交瘤细胞能生存并无限增殖。B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合后的杂交瘤细胞既能无限增殖，又能产生单一抗体。(4)此单克隆抗体是针对人绒毛膜促性腺激素(HCG)作抗原产生的，可以与人绒毛膜促性腺激素(HCG)特异性结合。第50页/共59页答案：(1)动物细胞培养动物细胞融合(2)抗原抗体体液(3)氨基嘌呤能无限增殖并分泌特异性抗体(4)人绒毛膜促性腺激素(或HCG)第51页/共59页【延伸探究】题中(3)经过氨基嘌呤处理后，能够存活的细胞类型有哪些？提示：由于骨髓瘤细胞没有DNA合成的辅助途径，而氨基嘌呤阻断主要途径，所以经处理后，能够存活的细胞是B淋巴细胞和B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合后的细胞。
26、第52页/共59页【加固训练】如图为制备单克隆抗体和多克隆抗体的示意图，据图回答下列问题：第53页/共59页(1)图中向小鼠注射包含多种抗原决定簇的抗原后，所获得的免疫抗血清实际上是含有(填写抗体的名称)的混合物，这种方法制备的多克隆抗体不仅产量低、而且纯度低。(2)图中选用B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合成杂交瘤细胞，说明细胞膜具有，如果仅考虑细胞的两两融合，其融合细胞有种类型。第54页/共59页(3)图中两次筛选的目的不同，其中筛选的目的是筛选出，筛选的目的是筛选出。(4)科学工作者正在研究的用于治疗癌症的“生物导弹”就是。用“生物导弹”治疗癌症的方法优于化疗的原因是_。第55页/共59页【解析
27、】(1)结合题图可看出获得的免疫抗血清实际上是Ab1、Ab2、Ab3、Ab4多种抗体的混合物。(2)动物细胞融合的过程体现了细胞膜的流动性；仅考虑两个细胞的融合，可得到B淋巴细胞+B淋巴细胞、骨髓瘤细胞+骨髓瘤细胞及B淋巴细胞+骨髓瘤细胞3种类型的融合细胞。(3)在单克隆抗体的制备过程中，筛选的目的是筛选出杂交瘤细胞，筛选的目的是获得能分泌所需抗体的杂交瘤细胞。第56页/共59页(4)把单克隆抗体跟抗癌药物相结合制成“生物导弹”，注入患者体内，借助单克隆抗体的导向作用，能将药物定向带到癌细胞所在位置，在原位杀死癌细胞。这样既不损伤正常细胞，又减小了用药剂量，而且疗效高、毒副作用小。答案：(1)Ab1、Ab2、Ab3、Ab4(2)流动性3(3)杂交瘤细胞能分泌所需抗体的杂交瘤细胞(4)单克隆抗体上连接抗癌药物可以原位杀死癌细胞，还不损伤正常细胞，且用药剂量小，疗效高、毒副作用小第57页/共59页第58页/共59页感谢您的观看！第59页/共59页