高考一輪復習人教版動物細胞工程教案

第4課動物細胞工程

----------核心概念?自查.務實必彳知識

【課標要求】

動物細胞工程包括細胞培養(yǎng)、核移植、細胞融合和干細胞的應用等

技術(shù)

【概念梳理】

一、動物細胞培養(yǎng)

1.概念脂從動物體中取出相關(guān)的組織將它分散成里金細胞，然后在適

宜的培養(yǎng)條件下，讓這些細胞生長和增殖的技術(shù)。

2.原理:細胞增殖。

3.培養(yǎng)條件：

⑴營養(yǎng):細胞在體外培養(yǎng)時，培養(yǎng)基中應含有細胞所需要的各種營養(yǎng)

物質(zhì)。使用合成培養(yǎng)基時還需加入血清等一些天然成分。

(2)無菌、無毒的環(huán)境：

培養(yǎng)液和培養(yǎng)用具進行滅菌處理

＜在無菌環(huán)境下進行操作

定期更換培養(yǎng)液，以便清除代謝物

⑶溫度、pH和滲透壓:36.5±0.5℃;適宜的pH:二。

(4)氣體環(huán)境：

I95%的空氣:其中為細胞代設必需

i5%的CO?:以便維持培養(yǎng)液的pH

4.培養(yǎng)過程:

取動物組織塊

物理法:期至

Y化學法:用胰蛋白酶、膠原蛋白酶處理

配制細胞懸液

原代培養(yǎng):具有貼壁生長和接觸抑制的特點

(1)做法:用基叁亙邈處理后分瓶培養(yǎng)

傳代?1吐50代左右時增殖緩慢,甚至停止

培養(yǎng)(2)特點部分細胞核型可.能發(fā)生改變.可.無限

II增殖

5.干細胞：

⑴干細胞來源:早期胚胎、骨髓和臍帶血等多種組織和器官。

⑵分類:胚胎干細胞和成體干細胞。

二、動物細胞融合技術(shù)與單克隆抗體

1.動物細胞融合技術(shù)：

⑴概念:使兩個或多個動物細胞結(jié)合形成二企細胞的技術(shù)。

(2)原理:細胞膜的流動性。

(3)融合方法:PEG融合法、電融合法和滅活病毒誘導法等。

(4)意義:突破了有避交的局限，使遠緣雜交成為可能也為制造里克

隆抗體開辟了新途徑。

2.單克隆抗體:

⑴制備過程:

注射特定的

抗原蛋白

骨髓瘤B淋巴細胞

細胞◎雜交細胞——第1次篩選：

T篩選出雜交病細胞

牛)雜交瘤細胞

????篩選——第2次篩選：

(~K篩選出能分泌所需抗體

的雜交瘤細胞

體外培養(yǎng)/\注射到小鼠腹腔內(nèi)

從細.庖培噫:從小鼠腹水中提取

養(yǎng)液中提泊~-1下/單克隆抗體

⑵用途:體外診斷試劑;治療疾病。

三、動物體細胞核移植技術(shù)和克隆動物

1.概念:動物細胞核移植技術(shù)是將動物一個細胞的細胞核移入去睡

卵地胞中,并使重組細胞發(fā)育成新胚胎，繼而發(fā)育成動物個體的技

術(shù)。分為胚胎細胞核移植和體細胞核移植。

2.體細胞核移植過程：

供體一.細胞培養(yǎng).供體細胞

體細胞、、細胞壬加虹

注

卵巢卵Mil期，去核去核卵

母細胞iJ,母細胞

莖邕胚胎金望一代孕母體生出與供體遺傳物

質(zhì)基本相同的個體

3.體細胞核移植技術(shù)的應用前景及存在的問題:

應用范圍具體內(nèi)容

加速家畜遺傳改良進程,

畜牧業(yè)

促進優(yōu)良畜群繁育

保護瀕危物種增加瀕危物種的存活數(shù)量

應

轉(zhuǎn)基因克隆動物可以作

用

醫(yī)藥衛(wèi)生領域為生物反應器，生產(chǎn)醫(yī)用

前

蛋白

景

轉(zhuǎn)基因克隆動物的細

治療人類疾病胞、組織和器官口」以作

為異種移植的供體

⑴體細胞核移植技術(shù)的成功率非常低；

存

(2)克隆動物存在健康問題，表現(xiàn)出遺假

在

和生理缺陷等;

問

⑶克隆動物食品的安全性問題存在爭

題

議

【概念辨析】

1.判斷下列有關(guān)動物細胞培養(yǎng)敘述的正誤：

⑴制備肝細胞懸液時先用剪刀剪碎肝組織，再用胃蛋白酶處理。(X)

分析情蛋白酶的最適pH為強酸性,強酸性環(huán)境對肝細胞有傷害，應用

胰蛋白酶處理。

⑵肝細胞培養(yǎng)過程中通常在培養(yǎng)液中通入5%的CO2刺激細胞呼

吸。(x)

分析:動物細胞培養(yǎng)時加入5%的CCh的作用是維持培養(yǎng)液一定的

pHo

⑶動物細胞培養(yǎng)要定期更換培養(yǎng)液，其目的是便于清除代謝產(chǎn)物，防

止代謝產(chǎn)物積累對細胞自身造成傷害。N)

(4)培養(yǎng)保留接觸抑制的細胞在培養(yǎng)瓶壁上可形成多層細胞。(x)

分析油于接觸抑制所以培養(yǎng)瓶壁上形成的是單層細胞。

⑸動物細胞培養(yǎng)技術(shù)的原理是動物細胞的全能性。(x)

分析:動物細胞培養(yǎng)技術(shù)的原理是細胞增殖。

2.判斷下列有關(guān)動物細胞融合技術(shù)和單克隆抗體的正誤：

(1)動物細胞融合過程中既有細胞膜融合也有核的融合。N)

⑵跟植物原生質(zhì)體融合相比，動物細胞融合特有的誘導因素有聚乙二

醇、滅活的病毒。(X)

分析:動物細胞融合特有的誘導因素為滅活的病毒。

(3)動物細胞融合后的雜交細胞仍然是二倍體細胞。(x)

分析:若用來融合的動物細胞是二倍體細胞，那么融合后的細胞應是四

倍體細胞。

(4)單克隆抗體的制備首先要從小鼠體內(nèi)提取B淋巴細胞。(x)

分析:從小鼠體內(nèi)提取的應該是能產(chǎn)生特定抗體的B淋巴細胞。

⑸單克隆抗體被廣泛用作診斷試劑。N)

3.判斷下列有關(guān)動物體細胞核移植技術(shù)和克隆動物的正誤：

⑴重構(gòu)胚是指人工重新構(gòu)建的胚胎，具有發(fā)育成為完整個體的能力。

⑵動物細胞核移植技術(shù)中普遍使用的去核方法是梯度離心法。（X）

分析:普遍使用的去核方法是顯微操作法。也可采用梯度離心法、紫

外線短時間照射和化學物質(zhì)處理等方法。

（3）動物細胞核移植的受體細胞必須是卵細胞。（x）

分析:動物細胞核移植的受體細胞應為處于MII期的卵母細胞。

（4）克隆動物的性狀與供核動物完全相同。（x）

分析:克隆動物細胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)來自卵母細胞，與供核細胞不完全

相同。

、關(guān)鍵能力?進階"提升E東

考點一動物細胞培養(yǎng)

【典例精研引領】

為解決大面積燒傷病人的植皮難題，科學家研制出人造皮膚，研制過程

中需要將人的皮膚細胞置于培養(yǎng)瓶中進行培養(yǎng)。培養(yǎng)液配制除必需

的已知成分外，還必須加入天然成分,細胞方可正常生長和增殖。下列

相關(guān)敘述正確的是（）

①人的皮膚細胞培養(yǎng)前須用胰蛋白酶處理，使細胞分散開

②細胞培養(yǎng)過程中只需不斷通入氧氣,就能保證細胞正常生命活動

③培養(yǎng)液中加入的天然成分是血清，用于補充細胞生長和增殖所需的

物質(zhì)

④經(jīng)培養(yǎng)可得到由多層細胞構(gòu)成的人造皮膚，能直接用于移植

A.①②B.①③C.②④D.③④

教師專用》I【名師授法解題】抓題眼練思維

關(guān)鍵能力理解能力、獲取信息能力

題眼1:人的皮膚細胞置于培養(yǎng)瓶中進行培養(yǎng)

題眼信息

題眼2:培養(yǎng)液配制

考慮培養(yǎng)前的處理、培養(yǎng)條件以及動物細胞培養(yǎng)

解題思維

的特點

【解析】選B。人的皮膚細胞培養(yǎng)前須用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處

理，使細胞分散開,①正確包田胞培養(yǎng)過程中需要無菌無毒、一定的營

養(yǎng)、適宜的溫度和pH、一定的氣體環(huán)境，才能保證細胞正常生命活

動，②錯誤;培養(yǎng)液中加入的天然成分是血清，用于補充細胞生長和增

殖所需的物質(zhì)，③正確;由于存在接觸抑制，因此經(jīng)培養(yǎng)可得到由單層

細胞構(gòu)成的人造皮膚，④錯誤。

I【母題變式延伸】.核心素養(yǎng)新命題

（1）用胰蛋白酶將組織分散單個細胞舊的是什么?（科學思維:分析與綜

合）

提示:一是能保證細胞所需要的營養(yǎng)供應;二是能保證細胞內(nèi)有害代謝

產(chǎn)物的及時排出。

⑵如果動物細胞的培養(yǎng)條件適宜,動物細胞就會無限增殖嗎?試解釋

原因。（科學思維:歸納與概括）

提示:動物細胞一般傳至10代就不易傳下去了，至10代?50代，增殖

會逐漸緩慢,甚至完全停止，只有少部分細胞獲得不死性。

【知能素養(yǎng)提升】

1.細胞貼壁和接觸抑制（科學思維:比較、歸納）：

⑴細胞貼壁:將細胞懸液放入培養(yǎng)瓶內(nèi)置于適宜環(huán)境中培養(yǎng)懸液中

分散的細胞很快就貼附在瓶壁上稱為細胞貼壁。

⑵接觸抑制:當貼壁細胞分裂生長到表面相互接觸時,細胞就會停止

分裂增殖，這種現(xiàn)象稱為細胞的接觸抑制。

2.原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)（科學思維:比較、歸納）：

區(qū)分兩種“培養(yǎng)”的關(guān)鍵是看用胰蛋白酶處理的對象。

（1）第一次:用胰蛋白酶對剪碎的動物組織進行處理，使其分散成單個

細胞后進行培養(yǎng),為原代培養(yǎng)。

⑵第二次:細胞培養(yǎng)過程中出現(xiàn)接觸抑制，用胰蛋白酶使其從瓶壁上

脫離下來，然后，將其分散到多個培養(yǎng)瓶中繼續(xù)培養(yǎng),為傳代培養(yǎng)。

【熱點考向演練】

考向一結(jié)合動物細胞培養(yǎng)的條件，考查生命觀念的結(jié)構(gòu)與功能觀

1.一般來說，動物細胞體外培養(yǎng)需要滿足以下條件（）

①無毒的環(huán)境

②無菌的環(huán)境

③合成培養(yǎng)基需加血清

④溫度與動物體溫相近

⑤需要。2,不需要CO2

⑥CO2維持培養(yǎng)液的pH

A.①②③④⑤⑥B.①②③④

C.①③④⑤⑥D(zhuǎn).①②③④⑥

【解析】選D。動物細胞體外培養(yǎng)要求環(huán)境無菌、無毒，合成培養(yǎng)基

中需加血清等一些天然成分，適宜的溫度、pH分別為

36.5±0.5℃、~。Ch是細胞代謝所必需的,CO2可維持培養(yǎng)液的

pH。

2.如圖是某動物細胞培養(yǎng)時上吾養(yǎng)液中活細胞和死亡細胞密度統(tǒng)計結(jié)

果。相關(guān)敘述錯誤的是（）

A.實驗中要控制胰蛋白酶溶液濃度和處理時間以免損傷細胞

B.培養(yǎng)液中應適當加入青霉素、鏈霉素，以避免雜菌污染

C.曲線be段產(chǎn)生的主要原因是培養(yǎng)液中營養(yǎng)物質(zhì)不足及有害代謝產(chǎn)

物積累等

D.培養(yǎng)第6天時，新產(chǎn)生的細胞數(shù)等于死亡細胞數(shù)

【解析】選D。實驗中要控制胰蛋白酶溶液濃度和處理時間,以免損

傷細胞,A正確;培養(yǎng)液中應適當加入青霉素、鏈霉素，以避免雜菌污

染,B正確;曲線be段表示活細胞密度減少而死細胞密度增加，產(chǎn)生的

主要原因是培養(yǎng)液中營養(yǎng)物質(zhì)不足及有害代謝產(chǎn)物積累等,C正確;培

養(yǎng)第6天時,活細胞數(shù)等于死亡細胞數(shù),D錯誤。

考向二圍繞動物細胞培養(yǎng)過程，考查科學思維能力

3.（2021.范澤模擬）荷蘭某研究所利用蛇干細胞培養(yǎng)出可分泌毒液的

蛇毒腺微型組織，讓毒素的獲取途徑更加安全和簡單。下列敘述正確

的是（）

A.培養(yǎng)蛇干細胞時02的作用是維持培養(yǎng)液pH的穩(wěn)定

B.蛇毒腺微型組織基因的表達與蛇干細胞不完全相同

C.利用蛇干細胞的大量增殖即可獲得大量分泌毒液的細胞

D.培養(yǎng)蛇毒腺微型組織與哺乳動物細胞培養(yǎng)的條件完全相同

【解析】選B。培養(yǎng)蛇干細胞時CO2的作用是維持培養(yǎng)液pH的穩(wěn)

定,A錯誤;不同細胞中基因的表達情況不同，因此蛇毒腺微型組織基

因的表達與蛇干細胞不完全相同,B正確;分泌毒液的細胞是蛇干細胞

分化形成的,C錯誤;由于不同細胞的結(jié)構(gòu)和功能不同,因此培養(yǎng)蛇毒

腺微型組織與哺乳動物細胞培養(yǎng)的條件不完全相同,D錯誤。

4.（2021.鹽城模擬）下列有關(guān)動物細胞培養(yǎng)和植物組織培養(yǎng)的敘述，錯

誤的是（）

A.動物細胞培養(yǎng)和植物組織培養(yǎng)所用培養(yǎng)基中的成分不同

B.動物細胞培養(yǎng)和植物組織培養(yǎng)過程中都要用到胰蛋白酶

C動物細胞培養(yǎng)可用于檢測有毒物質(zhì)，莖尖組織培養(yǎng)可獲得脫毒植株

D.煙草葉片離體培養(yǎng)能產(chǎn)生新個體，小鼠雜交瘤細胞培養(yǎng)能得到細胞

代謝產(chǎn)物

【解析】選B。動物細胞培養(yǎng)和植物組織培養(yǎng)所用培養(yǎng)基不同，動物

細胞培養(yǎng)采用的是液體培養(yǎng)基、植物組織培養(yǎng)采用的是固體培養(yǎng)

基,A正確;動物細胞培養(yǎng)需要用胰蛋白酶處理，但植物組織培養(yǎng)過程

不需要胰蛋白酶處理,B錯誤;動物細胞培養(yǎng)可用于檢測有毒物質(zhì)，莖

尖組織培養(yǎng)可獲得脫毒植株,C正確;煙草葉片離體培養(yǎng)能產(chǎn)生新的植

物個體，而對小鼠雜交瘤細胞培養(yǎng)能得到所需要的細胞代謝產(chǎn)物,D正

確。

飆就委【知識Q結(jié)】植物幺日組信美和動物細胞培美的“靖

比較項目植物組織培養(yǎng)動物細胞培養(yǎng)

原理細胞的全能性細胞增殖

培養(yǎng)基性質(zhì)固體培養(yǎng)基液體培養(yǎng)基

營養(yǎng)物質(zhì)（蔗糖）、植物激營養(yǎng)物質(zhì)（葡萄糖）、

培養(yǎng)基成分

招動物血清等

培養(yǎng)結(jié)果植物體細胞株、細胞系

培養(yǎng)目的快速繁殖、培各脫毒苗等獲得細胞或細胞產(chǎn)物

分散處理無有

脫分化有無

考向三圍繞干細胞培養(yǎng)，考查科學思維能力

5.（2021.福州模擬）下列有關(guān)胚胎干細胞的敘述，正確的是（）

A.胚胎干細胞具有發(fā)育的全能性，體外培養(yǎng)可發(fā)育成新個體

B.胚胎干細胞雖然可以在體外被誘導分化成不同類型的組織細胞，但

是無法為細胞分化和細胞凋亡的機理研究提供有效手段

C胚胎干細胞可以在飼養(yǎng)層細胞上維持不分化的狀態(tài)

D.通過胚胎干細胞核移植,可以培育出與細胞核供體完全相同的復制

品

【解析】選C。胚胎干細胞具有發(fā)育的全能性,但由于條件的限制而

不能發(fā)育成新個體,只能誘導分化成組織器官,A錯誤;胚胎干細胞可

以在體外被誘導分化成不同類型的組織細胞，從而為細胞分化和細胞

凋亡的機理研究提供有效手段,B錯誤;胚胎干細胞在飼養(yǎng)層細胞上或

添加抑制因子的培養(yǎng)液中，能夠維持不分化的狀態(tài),C正確;通過胚胎

干細胞核移植，可以培育出大部分遺傳物質(zhì)與細胞核供體相同的個體,

但還有少部分遺傳物質(zhì)來自受體細胞的細胞質(zhì),D錯誤。

教師專用司【知識總結(jié)】胚胎干細胞和成體干細胞比較

名稱胚胎干細胞成體干細胞

具有組織特異性,只能分

具有形成機體的任何

化成特定的細胞或組織,

特點組織或器官甚至形成

不具有發(fā)育成完整個體

完整個體的潛能

能力

早期胚胎、骨髓和臍成體組織或器官內(nèi)的干

來源

帶血等細胞

造血干細胞、神經(jīng)干

舉例ES細胞

細胞

用于病人的器官移植造血干細胞移植是治療

應用

等血液系統(tǒng)疾病、遺傳性

血液病等的有效手段;通

過神經(jīng)干細胞治療神經(jīng)

組織損傷和神經(jīng)系統(tǒng)退

行性疾病

蜀【加固訓練拔高】

1.下列關(guān)于動物細胞培養(yǎng)的敘述中，正確的是（）

A.動物細胞培養(yǎng)的目的就是獲得分泌蛋白

B.動物細胞培養(yǎng)前要用胰蛋白酶處理使細胞分散開

C動物細胞培養(yǎng)通常不會出現(xiàn)接觸抑制現(xiàn)象

D.可以通過細胞培養(yǎng)技術(shù)獲得完整的動物個體

【解析】選B。動物細胞培養(yǎng)的目的主要是利用有絲分裂的原理，獲

得大量具有相同遺傳特性的細胞,A錯誤;通常培養(yǎng)前要將動物組織用

胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理,使其分散開,B正確;分散的細胞在培養(yǎng)

瓶中很快就貼附在瓶壁上生長，當生長到細胞間表面相互接觸時，細胞

就會停止分裂增殖，即出現(xiàn)接觸抑制現(xiàn)象,C錯誤;通過細胞培養(yǎng)技術(shù)

只能獲得大量的細胞或細胞產(chǎn)物，而不能獲得完整的動物個體,D錯

誤。

2.（202L德州模擬）如圖為腎臟上皮細胞培養(yǎng)過程示意圖，下列敘述不

正確的是（）

甲乙丙T

A.甲一乙過程需要用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理

B.丙過程指細胞在添加血清的合成培養(yǎng)基中原代培養(yǎng)

C.丙和丁過程均會出現(xiàn)細胞貼壁和接觸抑制現(xiàn)象

D.丁過程是傳代培養(yǎng)的細胞，不能保持二倍體核型

【解析】選D。甲（剪碎腎臟組織塊）一乙（制成細胞懸液）過程需要用

胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理，分散成單個細胞,A正確;丙過程指細胞

在添加血清的合成培養(yǎng)基中原代培養(yǎng),B正確;丙（原代培養(yǎng)）過程和丁

（傳代培養(yǎng)）過程均會出現(xiàn)細胞貼壁和接觸抑制現(xiàn)象,C正確;丁過程是

傳代培養(yǎng)過程，該過程少部分細胞遺傳物質(zhì)可能發(fā)生了變化，大部分能

保持二倍體核型,D錯誤。

考點二動物細胞融合技術(shù)與單克隆抗體

【典例精研引領】

（2021.濟寧模擬）為了解決雜交瘤細胞在傳代培養(yǎng)中出現(xiàn)來自B細胞

染色體丟失的問題,研究者在單克隆抗體的制備過程中增加了一個步

驟，如圖所示。除了抗原刺激之外，用EBV（一種病毒顆粒）感染動物B

細胞，使其染色體