高考生物一轮复习讲义—动物细胞工程(新人教版)

高考生物一轮复习讲义—动物细胞工程（新人教版）课标要求1.阐明动物细胞培养是从动物体获得相关组织，分散成单个细胞后，在适宜的培养条件下让细胞生长和增殖的过程。

动物细胞培养是动物细胞工程的基础。

2.阐明动物细胞核移植一般是将体细胞核移入一个去核的卵母细胞中，并使重组细胞发育成新胚胎，继而发育成动物个体的过程。

3.阐明动物细胞融合是指通过物理、化学或生物学等手段，使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。

4.概述细胞融合技术是单克隆抗体制备的重要技术。

5.简述干细胞在生物医学工程中有广泛的应用价值。

考点一动物细胞培养1．动物细胞培养的概念：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3．动物细胞培养的过程概念辨析细胞贴壁和接触抑制细胞贴壁是指体外培养的细胞贴附在瓶壁生长的现象；接触抑制是指当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞通常会停止分裂增殖的现象。

4．干细胞培养及其应用种类胚胎干细胞成体干细胞诱导多能干细胞来源早期胚胎骨髓、脐带血和外周血体细胞(如成纤维细胞等)特点能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组织和器官甚至个体分化成特定的细胞或组织能诱导分化成类似胚胎干细胞的细胞应用分化成心肌细胞、神经元和造血干细胞等造血干细胞用于治疗白血病；神经干细胞用于治疗帕金森病、阿尔茨海默病等治疗小鼠的镰状细胞贫血、阿尔茨海默病、心血管疾病等1．胚胎干细胞为什么可以解决供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题？其应用有什么限制因素？提示通过胚胎干细胞体外诱导分化，可以培育出人造组织器官，从而解决供体器官不足问题，另一方面，由于是自身细胞经诱导分化形成的，所以无免疫排斥反应。

胚胎干细胞必须从胚胎中获取，这涉及伦理问题，因而限制了应用。

2．为什么科学家认为iPS细胞的应用前景优于胚胎干细胞？提示iPS细胞的诱导过程无需破坏胚胎，而且iPS细胞可以来源于病人自身的体细胞，将它移植回病人体内后，理论上可以避免免疫排斥反应。

3．科学家已尝试采用多种方法来制备iPS细胞，尝试说出几种获取iPS细胞的方法。

提示借助载体将特定基因导入细胞中，直接将特定蛋白导入细胞中或者用小分子化合物等来诱导形成iPS细胞。

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。

1．(2023·山西运城高三模拟)对某种动物的肝肿瘤细胞进行细胞培养，下列说法错误的是()A．在利用肝组织块制备细胞悬液时，可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理B．动物细胞培养应在含5%CO2的CO2培养箱中进行，CO2的作用维持培养液的pHC．为了防止动物细胞培养过程中受污染，可向培养液中加入适量的干扰素D．在合成培养基中，通常需加入血清等一些天然成分答案 C解析在利用肝组织块制备细胞悬液时，可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理，以分解组织细胞间的蛋白质，得到单个细胞，A正确；为防止动物细胞培养过程中杂菌的污染，可向培养液中加入适量的抗生素，C错误；使用合成培养基培养动物细胞时，通常要加入血清等一些天然成分，以利于动物细胞生长，D正确。

2．(2022·江苏南京高三模拟)某学术期刊发表论文称，利用人类多能干细胞培养的皮肤类器官在培养4～5个月后，形成了多层皮肤组织，包含毛囊、皮脂腺和神经元回路，是迄今最逼真的人皮肤类器官。

下列相关叙述正确的是()A．多能干细胞形成多层皮肤组织的过程中，遗传物质通常会发生改变B．多能干细胞培养形成多层皮肤组织，说明动物的体细胞具有全能性C．给烧伤病人移植自身多能干细胞培养成的皮肤类器官可减弱免疫排斥反应D．该项研究结果表明多能干细胞可以分化成为人体内所需的各种组织和器官答案 C解析多能干细胞形成多层皮肤组织的过程中，遗传物质并未发生改变，只是基因的选择性表达，A错误；多能干细胞培养形成多层皮肤组织，未分化成各种细胞或发育成完整个体，不能体现动物体细胞的全能性，B错误；研究结果表明，多能干细胞能形成多层皮肤组织，包含毛囊、皮脂腺和神经元回路，但不能说明其能分化成各种组织和器官，D错误。

归纳总结动物细胞培养和植物组织培养的比较项目动物细胞培养植物组织培养理论基础细胞增殖植物细胞的全能性培养前处理无菌；用机械的方法或胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理，使组织分散成单个细胞无菌、离体取材动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织植物幼嫩的部位或花药等培养基性质液体固体培养基成分糖类、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等水、矿质元素、蔗糖、维生素、植物激素和琼脂等结果产生大量细胞，不形成新个体可产生新个体应用人造皮肤的构建、动物分泌蛋白的规模快速繁殖、作物脱毒、细胞化生产产物的工厂化生产和单倍体育种等①都需人工条件下的无菌操作；②都需要适宜的温度、pH等条件；③相同点都进行有丝分裂，都不涉及减数分裂考点二动物细胞融合技术与单克隆抗体1．动物细胞融合技术源于选择性必修3 P48“相关信息”：灭活病毒诱导细胞融合的原理是病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能够与细胞膜上的糖蛋白发生作用，使细胞互相凝聚，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．单克隆抗体的制备(1)传统抗体的获得①方法抗原―――→反复注射动物体内――→形成多种B 淋巴细胞――→产生多种抗体―→从血清中分离抗体 ②缺点：产量低、纯度低、特异性差。

(2)单克隆抗体的制备及优点①制备过程②单克隆抗体的优点a ．能准确地识别抗原的细微差异，与特定抗原发生特异性结合(特异性强、灵敏度高)。

b ．可以大量制备。

(3)单克隆抗体的应用①被广泛用作诊断试剂，在多种疾病的诊断和病原体鉴定中发挥重要的作用。

②运载药物，形成抗体—药物偶联物，实现对肿瘤细胞的选择性杀伤。

③用于治疗疾病。

1．植物体细胞杂交技术，可以跨越植物种属间生殖隔离的屏障，培育出新的作物类型。

科学家经过长期的探索，也实现了用不同种动物的体细胞进行杂交。

参考图示，回答下列问题：(1)动物细胞融合的结构基础是什么？提示细胞膜的流动性。

(2)动物细胞完成融合的标志是什么？提示动物细胞融合时，先是细胞膜发生融合，然后是细胞核的融合。

当两个细胞核融合后形成具有单核的杂交细胞，则标志着动物细胞融合的完成。

(3)动物与人细胞之间诱导融合，产生的融合细胞有多少种(只考虑两两融合)?提示3种。

2．单克隆抗体的制备中需要给小鼠注射特定的抗原蛋白，其目的是什么？提示刺激机体发生免疫应答，从而产生特定的B淋巴细胞。

3．单克隆抗体被广泛用作诊断试剂的原因是什么？提示单克隆抗体能准确地识别抗原的细微差异，与特定抗原发生特异性结合，并且可以大量制备。

3．(2023·河北廊坊高三模拟)抗体—药物偶联物(ADC)通过采用特定技术将具有生物活性的小分子药物连接到能特异性识别肿瘤细胞的单克隆抗体上，实现对肿瘤细胞的选择性杀伤。

ADC的结构及其发挥作用的机理如图所示，下列有关说法错误的是()A．单克隆抗体制备过程中通常将免疫后得到的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合B．用96孔板培养和多次筛选杂交瘤细胞后，在体外大规模培养可获得单克隆抗体C．ADC通过抗体与细胞膜上的受体特异性结合，以主动运输的方式进入肿瘤细胞D．ADC在肿瘤细胞里被溶酶体裂解，释放药物，使肿瘤细胞死亡答案 C解析利用动物细胞融合技术将B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合成杂交瘤细胞，杂交瘤细胞既能无限增殖，又能产生特异性抗体，A正确；单克隆抗体制备过程中至少经过两次筛选，一次是用特定的选择培养基进行筛选，获得杂交瘤细胞，杂交瘤细胞还需进行克隆化培养和抗体检测，即用96孔板培养和多次筛选杂交瘤细胞后，可获得既能无限增殖，又能分泌特异性抗体的杂交瘤细胞，B正确；ADC通过胞吞的方式进入肿瘤细胞，溶酶体使其裂解，释放药物，实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤，C错误，D正确。

4．人乳头瘤病毒(HPV)是一种DNA病毒，可诱发细胞癌变。

抗HPV的单克隆抗体可以准确检测出HPV，从而及时监控宫颈癌的发生。

以HPV衣壳蛋白为抗原制备出单克隆抗体的过程如图所示。

下列叙述不正确的是()A．在HAT培养基上存活的杂交瘤细胞既能无限增殖又可以分泌抗体B．单克隆抗体的特点是灵敏度高、特异性强，可以大量制备C．可用HPV衣壳蛋白检测筛选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞D．单克隆抗体制备过程涉及的生物学原理有细胞增殖和细胞膜的选择透过性答案 D解析单克隆抗体的制备过程主要运用的细胞工程技术包括动物细胞培养和动物细胞融合，原理依次是细胞增殖、细胞膜的流动性，D错误。

归纳总结比较植物体细胞杂交和动物细胞融合项目植物体细胞杂交动物细胞融合原理细胞膜的流动性、细胞的全能性细胞膜的流动性、细胞增殖融合前处理除去细胞壁使细胞分散开相关酶纤维素酶和果胶酶胰蛋白酶或胶原蛋白酶诱导方法物理法：电融合法、离心法；化学法：聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2＋—高pH融合法物理法：电融合法；化学法：聚乙二醇(PEG)融合法；生物法：灭活病毒诱导法结果杂种植株杂交细胞应用培育植物新品种主要用于制备单克隆抗体意义突破远缘杂交不亲和的障碍，打破了生殖隔离，扩展了杂交的亲本组合相同点动物细胞融合与植物原生质体融合的基本原理相同，诱导动物细胞融合的方法与植物原生质体融合的方法相似考点三动物体细胞核移植技术和克隆动物1．动物细胞核移植技术的概念和类型(1)概念将动物一个细胞的细胞核移入去核的卵母细胞中，使这个重新组合的细胞发育成新胚胎，继而发育为动物个体的技术。

(2)原理：动物体细胞核具有全能性。

(3)类型：哺乳动物核移植可分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植，其中胚胎细胞核移植较易成功。

2．体细胞核移植的过程3．体细胞核移植技术的应用前景和存在的问题前景畜牧业加速家畜遗传改良进程、促进优良畜群繁育医药卫生①作为生物反应器生产医用蛋白；②转基因克隆动物的细胞、组织或器官可以用于异种移植；③人核移植胚胎干细胞经过诱导分化形成相应的细胞、组织或器官，可用于器官移植科学研究①研究克隆动物可使人类更深入地了解胚胎发育及衰老过程；②克隆一批遗传背景相同的动物，可以通过它们之间的对比来分析致病基因；③克隆特定疾病模型的动物，为研究致病机制和开发相应的药物提供帮助保护濒危物种增加濒危物种的存活数量问题①成功率非常低；②绝大多数克隆动物存在健康问题，表现出遗传和生理缺陷(1)源于选择性必修3 P52“相关信息”：减数分裂Ⅱ中期(MⅡ期)卵母细胞中的“核”其实是纺锤体—染色体复合物。

文中所说的“去核”是去除该复合物。

(2)源于选择性必修3 P54“相关信息”：目前动物细胞核移植技术中普遍使用的去核方法是显微操作法。