第42講動物細胞工程及克隆技術(shù)引起的倫理問題考綱解讀典例精講真題再現(xiàn)知識梳理易錯提醒鞏固訓練

42〔解析版〕一、動物細胞培育1．地位：動物細胞工程常用的技術(shù)手段有動物細胞培育、動物細胞核移植、動物細胞融合等。其中動物細胞培育是其他動物細胞工程技術(shù)的根底。培育過程培育條件培育液和培育用具進展無菌處理①無菌、無毒環(huán)境 培育過程加抗生素定期更換培育液，去除代謝產(chǎn)物②養(yǎng)分：除糖、氨基酸、促生長因子、無機鹽、微量元素之外通常還需參加血清、血漿等一些自然成分。③適宜的溫度：36.5℃±0.5℃；適宜的pH：7.2～7.4。④氣體環(huán)境 95%的空氣：其中O為細胞代謝必需25CO:維持培育液的PH2二、動物體細胞克隆技術(shù)(核移植技術(shù))1．原理：動物細胞核具有全能性。核移植分類：胚胎細胞核移植和體細胞核移植。核移植過程(以克隆高產(chǎn)奶牛為例)應(yīng)用：①加速家畜遺傳改進進程，促進優(yōu)良畜群繁育。②保護瀕危物種。③生產(chǎn)醫(yī)用蛋白。④作為異種移植的供體。⑤用于組織器官的移植。三、動物細胞融合和單克隆抗體的制備1．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。③意義：突破了有性雜交方法的局限，使遠緣雜交成為可能，也為制造單克隆抗體開拓了途徑。2．單克隆抗體①制備過程②優(yōu)點：特異性強、靈敏度高，可大量制備。③用途：作為診斷試劑；用于治療疾病和運載藥物。【巧學助記】1．核移植中供體動物、供給卵母細胞的動物、代孕動物和克隆動物之間的關(guān)系：克隆動物絕大局部性狀與供體動物一樣，少數(shù)性狀由線粒體DNA掌握的性狀與供給卵母細胞的動物一樣，與代孕動物的性狀無遺傳關(guān)系。2．核移植產(chǎn)生的克隆動物與供給細胞核的親本可能不同的3個緣由：①克隆動物細胞質(zhì)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(zhì)來自兩個親本。②在發(fā)育過程中可能發(fā)生基因突變、染色體變異導致性狀轉(zhuǎn)變。③外界環(huán)境條件的影響引起不行遺傳的變異。推斷以下說法的對錯：產(chǎn)生抗人白細胞介素8抗體的雜交瘤細胞的篩選必需通過分子檢測( )【答案】√【解析】篩選雜交瘤細胞產(chǎn)生的蛋白質(zhì)的必需通過分子檢測2．21三體綜合征的診斷必需通過分子檢測( )【答案】×【解析】也可通過顯微鏡觀看。3．乳腺細胞比乳腺癌細胞更簡潔進展離體培育( 【答案】×【解析癌細胞具有無限增殖的力量因此乳腺癌細胞比乳腺細胞更簡潔進展離體培育4．培育保存接觸抑制的細胞在培育瓶壁上可形成多層細胞( )【答案】×【解析】由于接觸抑制，動物細胞培育時只能形成單層細胞5．動物雜交瘤細胞產(chǎn)生單克隆抗體表達了細胞的全能性( 【答案】×的全能性體細胞雜交技術(shù)可用于克隆動物和制備單克隆抗體( )【答案】×術(shù)目前主要用于制備單克隆抗體細胞核移植主要在同種動物、同種組織的細胞之間進展( )【答案】×【解析】物的卵子，所以不是同一種組織某美國科學家已經(jīng)在試驗室中成功培育出人造器官——膀胱，并順當移植到7名患者體內(nèi)。這種技術(shù)為那些急需器官移植的患者帶來福音。答復以下問題：科學家從患者的膀胱上取下一小塊活細胞樣本，將其中的肌肉細胞和膀胱上皮細胞分別置于不同的培育皿中培育在培育之前需用 處理以分散細胞細胞在培育皿中的培育過程屬于 培育。約1周后將培育皿中培育的細胞放在由膠原質(zhì)制成的“支架”上連續(xù)培育，再過7周左右，原先的數(shù)萬個細胞已經(jīng)生殖到15億個左右，布滿“支架”，膀胱上皮在內(nèi)，肌肉在外，形成“膀胱”。細胞數(shù)目大量增加，其增殖方式；由這些細胞再形成肌肉和膀胱上皮的過程中要經(jīng)過 。醫(yī)生將“膀胱”移植到患者膀胱的上面，這樣器官會連續(xù)生長并與老器官“重組”取代老器官中喪失功能的局部。器官與老器官的“重組”或“不是”)基因重組；“膀胱”移植后， (填“會”或“不會”)引起免疫排斥反響。除上述方法外，還可將患者的體細胞核移入去核的 中，利用體細胞 技術(shù)，形成相應(yīng)組織、器官用于疾病的治療?！敬鸢浮?1)胰蛋白酶(膠原蛋白酶)原代(2)有絲分裂細胞分化不是不會卵母細胞核移植【解析】(1)分析可知，動物細胞培育之前要用胰蛋白酶處理。動物細胞培育涉及的分裂方式是細胞有絲分裂。這些細胞再形成肌肉和膀胱上皮的過程中要經(jīng)過細胞分化。器官與老器官的遺傳物質(zhì)一樣，因此器官與老器官的“重組”不屬于基因重組。老器官具有一樣的蛋白質(zhì)等物質(zhì)，因此“膀胱”移植后，不會引起免疫排斥反響。除題述方法外，還可承受體細胞核移植的方法形成相應(yīng)的組織、器官，馬上患者的體細胞核移入去核的卵母細胞中形成重組細胞，進一步培育形成相應(yīng)的組織、器官。如下圖為用兩棲動物未受精卵所做的試驗圖解，據(jù)圖答復以下問題：蝌蚪腸上皮細胞核中含有青蛙發(fā)育所需的 ，重組合的細胞相當于蛙的 經(jīng)過 和 形成組織和器官本試驗結(jié)果說明 具有全能性。圖中A過程承受的技術(shù)手段稱為 技術(shù)。通過圖示過程產(chǎn)生個體的生殖方式是 。選擇未受精卵細胞作為受體細胞的理由是 ?！敬鸢浮?1)全部基因(全部遺傳物質(zhì))受精卵細胞分裂分化動物細胞核(2)核移植無性生殖(3)卵細胞大易于操作，而且卵細胞中含有促使細胞核全能性表達的物質(zhì)(1含有發(fā)育所需的全部遺傳信息。(2)圖中獵取重組細胞的過程承受了核移植技術(shù)。該過程是由重組細胞直接發(fā)育成個體，屬于無性生殖。(3)由于卵細胞大易于操作，而且卵細胞中含有促使細胞核全能性表達的物質(zhì)，因此選擇未受精卵細胞作為受體細胞。如圖為利用生物技術(shù)制備單克隆抗體的試驗探究。請答復以下問題：圖中過程①導入的誘導基因的作用是 。圖中過程②屬于 ，其實質(zhì)是 。(3)圖中過程③屬于 技術(shù)，該過程的實現(xiàn)通常承受 作為誘導劑。(4)丙細胞產(chǎn)生的單克隆抗體的特點是 。【答案】(1)誘導小鼠成纖維母細胞形成干細胞(2)細胞分化基因的選擇性表達細胞融合滅活的病毒(或聚乙二醇)(4)特異性強、靈敏度高、可大量制備(1(2)分析題圖，經(jīng)過②過程，干細胞轉(zhuǎn)化為造血干細胞、脂肪細胞、骨細胞等多種細胞，因此屬于細胞分化過程，其實質(zhì)是基因的選擇性表達。(3(4)單克隆抗體具有特異性強、靈敏度高、可大量制備的特點。物細胞培育的問題：將數(shù)量相等的甲細胞和乙細胞分別置于培育瓶中培育，培育液及其他培育條件均一樣。一段時間后，觀看到甲細胞數(shù)量比乙細胞數(shù)量 。在兩種細胞培育過程中，當甲細胞貼滿瓶壁時，會消滅 現(xiàn)象，假設(shè)甲細胞傳代培育10～50代左右，覺察增殖漸漸緩慢，以至于完全停頓，這時局部細胞的 可能會發(fā)生變化。藥物試驗需要大量細胞，兩種細胞頻繁傳代，甲細胞與乙細胞相比可以傳代的次數(shù)更多的是 細胞。假設(shè)用動物的肝臟組織塊制備肝細胞懸液，需用 處理。理論上，乙細胞可與某種B淋巴細胞融合成 細胞，從而制備 ，使患者獲得特異性免疫。【答案】(1)少接觸抑制遺傳物質(zhì)(核型)乙胰蛋白酶(或膠原蛋白酶)雜交瘤單克隆抗體【解析】(1)由題干分析可知，將數(shù)量相等的甲細胞和乙細胞分別置于培育瓶中培育，培育消滅接觸抑制現(xiàn)象。在兩種細胞培育過程中，當甲細胞貼滿瓶壁時，會消滅接觸抑制現(xiàn)象，假設(shè)甲細胞傳代培育10～50組織塊制備肝細胞懸液，需用胰蛋白酶(或膠原蛋白酶)處理。理論上，乙細胞可與某種B淋巴細胞融合成雜交瘤細胞，從而制備單克隆抗體，使患者獲得特異性免疫。埃博拉病毒(EBOV)是一種能引起人類和靈長類動物發(fā)生埃博拉出血熱(EBHF)的烈性病毒，利用相應(yīng)的生物學技術(shù)制備出抗EBOV的單克隆抗體，可快速檢測EBOV。請答復以下問題：(1)方法一：給小鼠注射純化的EBOV蛋白，一段時間后，從小鼠的 中獵取漿細胞，將獲得的漿細胞與小鼠的 細胞融合再經(jīng)過至少 次篩選檢測最終可獲得所需的雜交瘤細胞。方法二：科學家從細胞中分別出無限增殖基因(prG)，可將prG基因?qū)肽墚a(chǎn)生抗EBOV抗體的小鼠漿細胞中，導入prG基因的漿細胞具有 的特點。以上兩種方法獲得的雜交瘤細胞或帶有prG基因的漿細胞，可在 的環(huán)境、含有所需養(yǎng)分具有適宜的 和肯定的氣體環(huán)境等條件下進展體外培育以便源源不斷地產(chǎn)生抗EBOV的單克隆抗體。方法二中，假設(shè)用PCR擴增方法獵取目的基因，則需要用到 酶，該方法能夠成功獵取目的基因的前提是 ，以便合成引物?！敬鸢浮?1)脾臟骨髓瘤兩(2)既能無限增殖，又能產(chǎn)生抗EBOV的(特異性或?qū)Ｒ恍曰蛩璧?抗體(3)無菌、無毒溫度和pH(4)耐高溫的DNA聚合(或Taq)要有一段目的基因的核苷酸序列【解析】(1)給小鼠注射抗原一段時間后，可從小鼠的脾臟中獲得漿細胞，漿細胞和小鼠骨髓瘤細胞融合，第一次篩選出雜交瘤細胞，其次次篩選出能產(chǎn)生特異性抗體的雜交瘤細胞。(2)將能無限增殖的prG基因?qū)霛{細胞，由于prG得到的漿細胞既能無限增殖，又能產(chǎn)生特異性抗體。以上兩種方法獲得的雜交瘤細胞或帶有prG基因的漿細胞，可在無菌、無毒、含有所需養(yǎng)分、具有適宜的溫度和pH、肯定的氣體環(huán)境等條件下進展體外培育，以便源源不斷地產(chǎn)EBOV體外擴增prG基因可承受PCR技術(shù)，其中需要熱穩(wěn)定DNA(Taq成功獵取目的基因的前提是目的基因的一段序列，以便合成引物。某傳染性疾病的病原體為RNA病毒，該病毒外表的A蛋白為主要抗原，該疫苗生產(chǎn)和抗體制備的局部流程如圖。請答復：為獲得A基因表達載體，需用同種 酶對A基因和運載體進展酶切。除質(zhì)粒外， 也可作為運載體。將A基因表達載體導入動物細胞的常用方法是 。為獲得A基因，還可依據(jù)A蛋白的 序列，推想出A蛋白的基因序列，據(jù)此可利用化學方法合成A基因。過程③承受的技術(shù)手段是 ，獲得的X叫 細胞。單克隆抗體與常規(guī)的血清抗體相比，最大的優(yōu)越性是 。對安康人進展該傳染病免疫預防時可選用圖中基因工程生產(chǎn)的 所制備的疫苗。對該傳染病疑似患者確診時，可從疑似患者體內(nèi)分別病毒，與病毒進展 比較；或用圖中的 進展特異性結(jié)合檢測?！敬鸢浮?1)限制性核酸內(nèi)切(限制性內(nèi)切、限制)噬菌體(或“動植物病毒”)顯微注射法氨基酸動物細胞融合雜交瘤特異性強、靈敏度高，能大量制備(4)AA【解析】(1)從圖中分析可知，構(gòu)建基因的表達載體時，首先要將目的基因從DNA上剪切下來，所以要用到限制性核酸內(nèi)切酶(限制性內(nèi)切酶、限制酶)，然后用DNA連接酶將目的基因與外源DNAA基因表達載體導入動物細胞的常用方法是顯微注射法。為獲得A基因，還可依據(jù)A蛋白的氨基酸序列，推想出A化學方法合成A圖中已免疫的B淋巴細胞和骨髓瘤細胞通過動物細胞融合技術(shù)融合，然后經(jīng)過兩次篩選特異性強、靈敏度高，能大量制備。A病毒進展核酸(基因)序列比照，也可用抗A蛋白的單克隆抗體進展特異性結(jié)合來檢測。7杉醇抗腫瘤試驗的爭論流程，請分析并答復以下問題：酶X是 酶，其主要作用是 。物質(zhì)Y0.9%的NaCl。細胞體外培育所需養(yǎng)分物質(zhì)與體內(nèi)根本一樣，例如，需要有糖、氨基酸、促生長因子、無機鹽、微量元素等，通常還需要參加 。細胞培育所需氣體主要有O和CO，其2 2中CO的主要作用是 。2為去除代謝產(chǎn)物，防止細胞代謝產(chǎn)物積存對細胞自身造成危害，應(yīng)實行的措施是。試驗結(jié)果：假設(shè)甲組 ，說明紫杉醇有抗腫瘤作用。為了解決紫杉醇的藥源問題，理論上可用 技術(shù)把離體的紅豆杉細胞經(jīng)過脫分化培育成 ，從中提取紫杉醇，進展加工生產(chǎn)。【答案】(1)胰蛋白(膠原蛋白)將瘤細胞分散開(2)作為比照(與紫杉醇形成比照)(3)血清(血漿)維持培育液的pH(4)(定期)更換培育液(5)腫瘤細胞的數(shù)目少于乙組(6)植物組織培育愈傷組織【解析】(1)動物細胞培育時，要用胰蛋白酶(膠原蛋白酶)將組織細胞分散開，從而得到單個細胞。試驗設(shè)計時，需要遵循比照原則和單一變量原則，該試驗的目的是探究紫杉醇對腫瘤細生理鹽水，作為比照組。通常還需要參加血清、血漿等自然成分。定期更換培育液可去除代謝產(chǎn)物，防止細胞代謝產(chǎn)物積存對細胞自身造成危害。(5)假設(shè)紫杉醇有抗腫瘤作用，則試驗結(jié)果應(yīng)是：甲組腫瘤細胞的數(shù)目少于乙組。(6)為了解決紫杉醇的藥源問題，可承受植物細胞培育技術(shù)，即用植物組織培育技術(shù)把離體的紅豆杉細胞經(jīng)過脫分化培育成愈傷組織，從中提取紫杉醇，進展加工生產(chǎn)。如圖分別是單克隆抗體制備過程和克隆羊培育過程示意圖，請據(jù)圖答復以下問題：圖甲和圖乙所示的過程中，應(yīng)當都會用到的動物細胞工程技術(shù)是 。圖甲中②過程常需要借助動物細胞融合技術(shù)，其過程中動物細胞融合所特有的方法是使用 誘導細胞融合。假設(shè)不考慮環(huán)境因素影響，克隆羊的性狀全部像白面綿羊嗎？ ，請說明緣由：。圖乙過程的技術(shù)具有多種用途，但是不能 。A.有選擇地生殖某一性別的家畜B.生殖家畜中的優(yōu)良個體C.用于保存物種D.轉(zhuǎn)變動物的核基因在制備單克隆抗體的過程中，進展了兩次篩選，其目的不同，第一次篩選獲得 ；其次次篩選獲得 ?！敬鸢浮?1)動物細胞培育技術(shù)(2)滅活的病毒(3)不完全像白面綿羊卵母細胞細胞質(zhì)的遺傳物質(zhì)也能掌握某些性狀(4)D(5)雜交瘤細胞能產(chǎn)生單一抗體的雜交瘤細胞(1(2)圖甲中②過程常需要借助動物細胞融合技術(shù)，其過程中動物細胞融合所特有的方法是使用滅活的病毒誘導細胞融合。假設(shè)不考慮環(huán)境因素影響，克隆羊的性狀并不完全像白面綿羊，由于卵母細胞細胞質(zhì)的遺傳物質(zhì)也能掌握某些性狀。圖乙過程的克隆技術(shù)具有多種用途，比方有選擇地生殖某一性別的家畜、生殖家畜中的優(yōu)良個體、用于保存物種，但不能用于轉(zhuǎn)變動物的核基因。在制備單克隆抗體的過程中，進展了兩次篩選，其目的不同，第一次篩選獲得雜交瘤細胞；其次次篩選獲得能產(chǎn)生單一抗體的雜交瘤細胞。人的血清白蛋白(HAS)在臨床上需求量很大，通常從血液中提取。但由于艾滋病病毒等的類需求。以下圖是利用奶牛乳汁生產(chǎn)人類血清白蛋白的圖解，依據(jù)圖示答復：以上過程涉及的現(xiàn)代生物技術(shù)中，屬于細胞工程的有 。在①進入③之前要構(gòu)建基因表達載體，這是基因工程的核心，除目的基因外，基因表達載體還必需含有 。圖中③一般選擇培育10代以內(nèi)的細胞，緣由是 ，從③到④的過程中一般利用未受精的卵母細胞去核后作為受體細胞對卵母細胞的去核處理一般選擇在 期進展。培育④細胞與植物組織培育所用的培育基在物理性質(zhì)上有何不同？有什么意義？?！敬鸢浮?1)核移植技術(shù)、動物細胞培育(2)啟動子、終止子、標記基因10代以內(nèi)的細胞可以保持正常的二倍體核型MⅡ(或減數(shù)其次次分裂)中前者為液體培育基，后者為固體培育基，前者可以使培育細胞與養(yǎng)分物質(zhì)充分接觸，利于養(yǎng)分物質(zhì)的吸取、利用【解析】(1)圖中形成④的過程為核移植，由重組細胞發(fā)育成⑤的過程需經(jīng)動物細胞培育。(2(3)培育10