2.2動物細胞工程考綱考情三年16考高考指數：★★★★★1.動物的細胞培養與體細胞克隆Ⅰ2.細胞融合與單克隆抗體Ⅱ三年考題2014年(3考)：新課標全國卷ⅠT40，浙江T3，福建T332013年(6考)：山東T35，江蘇T13，福建T33，浙江T6，海南T31，重慶T22012年(7考)：山東T35，江蘇T9、T22，廣東T2，福建T32，浙江T31，安徽T31考情播報1.考查內容：主要是動物細胞培養、細胞融合和單克隆抗體的制備及應用。2.考查方式：單獨考查動物細胞融合和動物細胞培養技術；常結合制備單克隆抗體過程考查原理的應用，還可與基因工程和胚胎工程綜合考查。3.考查題型：以非選擇題為主，屬中檔題。【學問梳理】一、動物細胞培育1.操作流程：組織單個細胞的懸浮液_____培育_____培育原代傳代2.培育條件：(1)無菌、無毒的環境：對_______和全部培育用具進展無菌處理，添加_______，定期更換培育液以_____________。(2)養分：除正常的有機和無機養特別，參與___________等一些自然成分。(3)適宜的溫度和pH：溫度為____________(哺乳動物)，pH為_________。(4)氣體環境：含95%空氣加_____的混合氣體，其中后者的作用是_______________。3.應用：生物制品的生產，檢測_________，醫學爭論。培育液抗生素去除代謝產物血清、血漿36.5±0.5℃7.2～7.45%CO2維持培育液的pH有毒物質二、動物體細胞核移植技術和克隆動物1.動物核移植：將動物一個細胞的_______移入一個已經去掉細胞核的_________中，使其重組并發育成一個新的胚胎，這個新的胚胎最終發育為_________。細胞核卵母細胞動物個體2.過程：3.原理：動物體細胞核具有_______。4.結果：獲得與供體_________根本一樣的個體。5.克隆動物：用核移植方法得到的動物。全能性供體細胞培育遺傳物質去核重組細胞胚胎移植供體三、動物細胞融合1.原理：_______________。2.融合方法：聚乙二醇(PEG)、___________、電激等。3.意義：突破了_____________的局限，使_________成為可能，也為制造___________開拓了新途徑。細胞膜的流淌性滅活的病毒有性雜交方法遠緣雜交單克隆抗體四、單克隆抗體1.制備過程：雜交瘤細胞能分泌所需抗體2.優點：特異性強、_________，并可大量制備。3.用途：作為_________，用于治療疾病和_________。靈敏度高診斷試劑運載藥物【速記卡片】1.動物細胞培育過程：(1)分散細胞方法：組織塊剪碎，用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理。(2)生長特點：貼壁生長、接觸抑制。(3)分瓶。(4)原代培育：動物組織消化后的初次培育。(5)傳代培育：分瓶連續培育。2.動物細胞培育的條件：(1)無菌、無毒的環境。(2)養分：糖、氨基酸、促生長因子、無機鹽、微量元素、動物血清、血漿等。(3)溫度和pH：與動物體溫相近，pH為7.2～7.4。(4)氣體環境：CO2的主要作用是維持培育液的pH。3.動物細胞融合：(1)原理：細胞膜的流淌性。(2)融合方法：聚乙二醇(PEG)、滅活的病毒、電激等。4.單克隆抗體制備：(1)涉及的三種細胞作用不同。B淋巴細胞：能分泌單一抗體，但不能無限增殖。骨髓瘤細胞：能大量增殖，但不能產生抗體。雜交瘤細胞：既能產生單一抗體，又能大量增殖。(2)兩次篩選的目的不同。第一次篩選是得到雜交瘤細胞。其次次篩選是得到能分泌所需抗體的雜交瘤細胞。考點一植物組織培育、動物細胞培育和細胞核移植1.三者比較：項目植物組織培養動物細胞培養動物體細胞核移植原理植物細胞的全能性細胞增殖動物細胞核的全能性關鍵環節細胞的脫分化和再分化細胞增殖和癌變細胞核融合、細胞分化項目植物組織培養動物細胞培養動物體細胞核移植結果與外植體相同的個體相同分化程度的細胞群獲得克隆動物應用①植株快速繁殖②脫毒作物苗的培養③人工種子④細胞產物工廠化生產⑤轉基因植物的培育①生產生物制品②醫學研究③檢測有毒物質①加速良種繁育②保護瀕危物種③生產醫用蛋白④作為異種移植的供體⑤用于組織器官的移植2.動物細胞核移植的疑難解析：(1)卵母細胞選擇時期及緣由：MⅡ中期的卵母細胞，此時具備受精力氣，細胞質中合成與分裂、分化有關的物質能刺激融合后重組細胞進展分裂分化，形成重組胚胎。(2)選卵細胞作為受體細胞的緣由。①卵細胞大，易于操作。②卵黃多，養分豐富，為發育供給充分的養分。③能激發重組細胞分裂分化。(3)供體細胞：取供體動物的體細胞培育，一般選用傳代10代以內的細胞，由于10代以內的細胞一般能保持正常的二倍體核型，保證了供體細胞正常的遺傳根底。(4)動物體細胞不能經培育直接發育成完整個體的緣由：動物體細胞的全能性受到限制。(5)該過程用到的技術手段：動物細胞培育、動物細胞融合、早期胚胎培育和胚胎移植。【高考警示】動物細胞培育和核移植技術的理解誤區(1)動物細胞培育中兩次使用胰蛋白酶的作用不同：第一次用胰蛋白酶處理剪碎的組織使之分散成單個細胞，其次次使貼壁細胞從瓶壁上脫落下來。(2)核移植產生的克隆動物與供給細胞核的親本可能不同。①克隆動物細胞質基因來源于另一個親本，與植物組織培育不同(來自一個親本)，即克隆動物遺傳物質來自兩個親本。②在發育過程中可能發生基因突變、染色體變異導致性狀轉變。③外界環境條件的影響引起不行遺傳的變異。【考題回訪】1.(2023·銀川模擬)答復以下有關動物細胞培育的問題：(1)在動物細胞培育過程中，當貼壁細胞分裂生長到細胞外表______時，細胞會停頓分裂增殖，這種現象稱為細胞的。此時，瓶壁上形成的細胞層數是。要使貼壁的細胞從瓶壁上分別下來，需要用酶處理，常用的酶是。(2)隨著細胞傳代次數的增多，絕大局部細胞分裂停頓，進而消逝的現象；但極少數細胞可以連續增殖，其中有些細胞會因遺傳物質發生轉變而變成細胞，這種細胞的黏著性，細胞膜外表蛋白質(糖蛋白)的量。(3)用某種大分子染料對細胞進展染色時，觀看到死細胞被染色，而活細胞不染色，緣由是___________________________________________________________________________________________。(4)檢查某種有毒物質是否能轉變細胞染色體的數目，最好選用分裂到期的細胞用顯微鏡進展觀看。(5)在細胞培育過程中，通常在條件下保存細胞。由于在這種條件下，細胞中的活性降低，細胞新陳代謝的速率降低。(6)給患者移植經細胞培育形成的皮膚后，發生了排斥現象，這是由于機體把移植的皮膚當作進展攻擊。【解題指南】解答此題需明確三個方面：(1)細胞貼壁生長與接觸抑制。(2)胰蛋白酶和糖蛋白的作用。(3)器官移植與排斥反響。【解析】(1)在動物細胞培育過程中，細胞會表現出接觸抑制現象，此時是單層細胞。用胰蛋白酶處理可以使貼壁的細胞從瓶壁上分別下來。(2)隨著細胞傳代培育代數的增多，絕大局部細胞分裂停頓，進而消逝年輕甚至死亡的現象，但極少數細胞可以連續增殖，有些細胞會因遺傳物質轉變而變成不死性細胞，這種細胞細胞膜外表糖蛋白削減，細胞黏著性降低。(3)由于活細胞的膜具有選擇透過性，大分子染料不能進入活細胞內，而死細胞的細胞膜喪失了選擇透過性，大分子染料能夠進入死細胞內而著色。(4)由于細胞分裂中期染色體形態固定、數目清晰，因此最好選用分裂到中期的細胞用顯微鏡觀看染色體數目。(5)由于在冷凍、超低溫或液氮條件下，細胞中酶的活性降低，細胞新陳代謝的速率降低，通常在此條件下保存細胞。(6)機體把移植的皮膚當作抗原攻擊，會發生排斥現象。答案：(1)相互接觸接觸抑制單層(或一層)胰蛋白酶(2)年輕甚至死亡不死性降低削減(3)活細胞的膜具有選擇透過性，大分子染料不能進入活細胞內，故活細胞不能著色(或死細胞的膜喪失了選擇透過性，大分子染料能夠進入死細胞內而著色)(4)中(5)冷凍(或超低溫、液氮)酶(6)抗原2.(2023·安徽名校聯考)如以下圖是利用現代生物工程技術治療遺傳性糖尿病(基因缺陷導致胰島B細胞不能正常合成胰島素)的過程設計圖解，請據圖答復以下問題：(1)圖中①、②所示的構造分別是、。(2)圖中③、④所示的生物工程技術分別是、，此外圖示過程還應用的工程技術有_______(只需寫一種)。(3)過程③通常用去核卵母細胞做受體細胞的緣由除了它體積大、易操作外，還由于。(4)過程④通常用②作受體細胞的緣由是這些細胞沒有分化，具有，可以定向誘導分化成各類細胞、組織和器官。(5)過程④的完成需要用到的基因操作工具有。(6)圖示方法與一般的異體移植相比最大的優點是。【解析】圖中①～④依次為細胞核、內細胞團、核移植技術、轉基因技術。圖中涉及的技術包括核移植技術、早期胚胎培育(動物細胞培育)、轉基因技術、胚胎干細胞移植等。答案：(1)細胞核內細胞團(2)核移植技術轉基因技術細胞培育(早期胚胎培育、胚胎干細胞移植、顯微操作技術等)(3)養分物質豐富且含有促進細胞核全能性表達的物質(4)全能性(5)限制性核酸內切酶、DNA連接酶和載體(6)沒有排斥反響【加固訓練】現有A和B兩個肉牛品種，A品種牛的細胞組成可表示為A細胞核、A細胞質，B品種牛則為B細胞核、B細胞質。(1)假設要獲得一頭克隆牛，使其細胞由A細胞核和B細胞質組成，基本步驟是：從A品種牛體內取出體細胞，進展體外培育，然后再從培養細胞中取出注入B品種牛的卵母細胞，經過某種刺激和培育后，可形成胚胎，該胚胎被稱為，將該胚胎移入代孕母牛的中，通過培育可到達目的。(2)克隆牛的產生說明

具有全能性。克隆牛的性狀主要表現

品種牛的特征。由A、B兩品種牛雜交得到的牛與克隆牛相比，雜交牛細胞核的遺傳物質來自

個親本，細胞質來自

性親本，克隆牛和雜交牛的遺傳物質組成

(填“相同”或“不同”)。【解析】(1)依據題意可知，要獲得由A細胞核和B細胞質組成的重組細胞，就要提取A細胞核然后與去掉細胞核的B細胞質進展重組，得到重組細胞，進一步培育得到重組胚胎，再進展胚胎移植，移植到代孕母牛的子宮里進展培育。(2)克隆動物利用的是動物細胞細胞核的全能性，得到的新個體的性狀主要由細胞核準備，與供核母牛的性狀根本全都，雜交牛是由精子和卵細胞融合得到受精卵，細胞核來自兩個親本，由于精子含有很少的細胞質，受精卵的細胞質主要來自卵細胞，所以雜交牛和克隆牛的遺傳物質是不同的。答案：(1)細胞核去核重組胚胎子宮(2)動物體細胞核A兩雌不同考點二動物細胞融合、單克隆抗體1.植物體細胞雜交和動物細胞融合的比較：比較項目植物體細胞雜交動物細胞融合原理細胞膜的流動性、細胞的全能性細胞膜的流動性、細胞的增殖融合前處理除去細胞壁使細胞分散開使用的酶纖維素酶和果膠酶胰蛋白酶比較項目植物體細胞雜交動物細胞融合誘導手段物理法：離心、電激、振動化學法：聚乙二醇等試劑誘導除物理法和化學法外，也可用滅活的病毒誘導結果雜種植株雜交細胞應用培育植物新品種主要用于制備單克隆抗體意義突破遠緣雜交不親和的障礙，打破了生殖隔離，擴展了雜交的親本組合相同點原生質體融合原理相同，原生質體融合的方法相似2.單克隆抗體的制備：【高考警示】植物體細胞雜交和動物細胞融合過程中所選酶和結果的辨析(1)植物體細胞雜交與動物細胞融合中酶的作用對象不同，纖維素酶和果膠酶作用于細胞壁，而胰蛋白酶作用于細胞間的蛋白質。(2)植物雜交細胞在激素誘導下能表達出全能性，但動物雜交細胞的全能性不能表達。(3)取相應B淋巴細胞前必需先注射相應抗原，否則不能獲得單克隆抗體。【考題回訪】1.(2023·新課標全國卷Ⅰ)某爭論者用抗原(A)分別免疫3只同種小鼠(X、Y和Z)，每只小鼠免疫5次，每次免疫一周后測定各小鼠血清抗體的效價(能檢測出抗原抗體反響的血清最大稀釋倍數)，結果如以下圖。假設要制備雜交瘤細胞，需取免疫后小鼠的B淋巴細胞(染色體數目40條)，并將該細胞與體外培育的小鼠骨髓瘤細胞(染色體數目60條)按確定比例參與試管中，再參與聚乙二醇誘導細胞融合，經篩選培育及抗體檢測，得到不斷分泌抗A抗體的雜交瘤細胞。答復以下問題：(1)制備融合所需的B淋巴細胞時，所用免疫小鼠的血清抗體效價需達到16000以上，則小鼠最少需要經過次免疫后才能有符合要求的。到達要求后的X、Y、Z這3只免疫小鼠中，最適合用于制備B淋巴細胞的是小鼠，理由是。(2)細胞融合試驗完成后，融合體系中除含有未融合的細胞和雜交瘤細胞外，可能還有_____________________________________，體系中消逝多種類型細胞的緣由是__________________________________________________________________。(3)雜交瘤細胞中有個細胞核，染色體數目最多是條。(4)未融合的B淋巴細胞經屢次傳代培育后都不能存活，緣由是。【解題指南】(1)題干關鍵詞：“效價”“雜交瘤細胞”“傳代培育”。(2)隱含信息：柱形圖中效價越高，能檢測出抗原抗體反響的血清最大稀釋倍數越大，說明免疫后小鼠的B淋巴細胞產生抗體的力氣越強。(3)關鍵學問：制備單克隆抗體的技術流程和動物細胞體外培育的過程。【解析】此題考察制備單克隆抗體的相關學問。(1)據圖中數據分析，第四次注射后Y、Z小鼠的血清抗體效價均到達16000以上，免疫后小鼠Y的B淋巴細胞產生抗體效價最高，最適用于制備單克隆抗體。(2)B淋巴細胞與骨髓瘤細胞混合在一起融合時，可能發生B淋巴細胞之間的融合，骨髓瘤細胞之間的融合和B淋巴細胞與骨髓瘤細胞融合，故體系中會消逝多種類型的細胞。(3)雜交瘤細胞形成后，小鼠的B淋巴細胞核與其骨髓瘤細胞核會融合形成一個細胞核。染色體可達100條，有絲分裂后期染色體數目最多為200條。(4)未融合的B淋巴細胞經屢次傳代培育后，照舊不是能惡性增殖的細胞，分裂次數是有限的。答案：(1)四YY小鼠的抗體效價最高(2)B淋巴細胞相互融合形成的細胞，骨髓瘤細胞相互融合形成的細胞細胞融合是隨機的，沒有特異性且融合率達不到100%(3)1200(4)不能無限增殖2.(2023·濰坊模擬)人絨毛膜促性腺激素(HCG)是女性懷孕后胎盤滋養層細胞分泌的一種糖蛋白，制備抗HCG單克隆抗體可用于早孕的診斷。如圖是抗HCG單克隆抗體制備流程示意圖，請分析答復以下問題。(1)制備單克隆抗體過程中要用到

和

技術。(2)制備單克隆抗體過程中，給小鼠注射的HCG相當于

，使小鼠產生分泌相應

的淋巴細胞，此過程屬于特異性免疫中的

免疫。

(3)在細胞內DNA的合成一般有兩條途徑，主要途徑是在細胞內由糖和氨基酸合成核苷酸，進而合成DNA，而氨基嘌呤可以阻斷此途徑。另一幫助途徑是在次黃嘌呤和胸腺嘧啶核苷存在的狀況下，經酶的催化作用合成DNA，而骨髓瘤細胞的DNA合成沒有此幫助途徑。①利用DNA合成途徑不同的特點配制的HAT培育基含有多種成分，其中添加的具有篩選雜交瘤細胞的作用。②最終篩選獲得的雜交瘤細胞的特點是。(4)此過程生產的單克隆抗體可以與__________________________特異性結合，從而診斷早孕。【解題指南】解答此題的關鍵：(1)明確單克隆抗體的制備過程。(2)熟知在培育基中能夠生長增殖的細胞是具有DNA復制途徑的細胞。【解析】(1)制備單克隆抗體過程中要用到動物細胞培育和動物細胞融合技術。(2)給小鼠注射HCG，使小鼠進展體液免疫，產生能分泌抗體的B淋巴細胞。(3)骨髓瘤細胞的DNA合成只有一條途徑，在培育基中參與氨基嘌呤，阻斷了骨髓瘤細胞與骨髓瘤細胞融合體的增殖。雜交瘤細胞有兩條合成DNA的途徑，因此在選擇培育基上雜交瘤細胞能生存并無限增殖。B淋巴細胞和骨髓瘤細胞融合后的雜交瘤細胞既能無限增殖，又能產生單一抗體。(4)此單克隆抗體是針對人絨毛膜促性腺激素(HCG)作抗原產生的，可以與人絨毛膜促性腺激素(HCG)特異性結合。答案：(1)動物細胞培育動物細胞融合(2)抗原抗體體液(3)①氨基嘌呤②能無限增殖并分泌特異性抗體(4)人絨毛膜促性腺激素(或HCG)【延長探究】題中(3)經過氨基嘌呤處理后，能夠存活的細胞類型有哪些？提示：由于骨髓瘤細胞沒有DNA合成的幫助途徑，而氨基嘌呤阻斷主要途徑，所以經處理后，能夠存活的細胞是B淋巴細胞和B淋巴