專題2 細(xì)胞工程 考綱導(dǎo)讀 一 植物細(xì)胞工程 1 對細(xì)胞工程概念的理解 分子生物 細(xì)胞器 1 應(yīng)用原理 細(xì)胞生物學(xué)和 學(xué) 2 操作水平 細(xì)胞水平或 水平 3 操作目的 按照人的意愿改變細(xì)胞內(nèi)的 或獲 得細(xì)胞產(chǎn)品 遺傳物質(zhì) 2 植物組織培養(yǎng) 無菌 離體 1 概念 在 和人工控制的條件下 將 的植物器官 組織 細(xì)胞 培養(yǎng)在人工配制的培養(yǎng)基上 給予適宜的培養(yǎng)條件 誘導(dǎo)其產(chǎn)生 叢芽 最終形成 完整的植株 愈傷組織 植物細(xì)胞的全能性 2 理論基礎(chǔ) 全能性的含義 具有某種生物全部遺傳信息的任何一個 細(xì)胞 都具有發(fā)育成 的潛能 完整生物體 植物細(xì)胞全能性實(shí)現(xiàn)的條件 提供適宜 的培養(yǎng)條件 離體 影響全能性表達(dá)的原因 在特定的時間和空間條件下 細(xì)胞中的基因會有 地表達(dá)出各種蛋白質(zhì) 從而構(gòu)成生 物體的不同組織和器官 選擇性 3 過程 離體的植物器官 組織 細(xì)胞 愈傷 組織 根 芽 植物體 脫分化 再分化 3 植物體細(xì)胞雜交 1 概念 將不同種的植物體細(xì)胞 在一定條件下融合成 并培育成新的植物體的技術(shù) 2 過程 雜種細(xì)胞 纖維素酶 果膠酶 兩種植物細(xì)胞 原生質(zhì)體 融合后的原生質(zhì)體植物體 雜種細(xì)胞 愈傷組織 3 誘導(dǎo)方法 人工誘導(dǎo)融合的物理法包括 聚乙二醇 等 化學(xué)法一般用 PEG 作為誘導(dǎo)劑 4 意義 克服 的障礙 脫分化 離心 振動 電激 遠(yuǎn)緣雜交不親和 4 應(yīng)用 1 植物繁殖的新途徑 微型繁殖 快速繁殖 作物脫毒 人工種子 2 作物新品種的培育 育種 突變體的利用 3 細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn) 單倍體 二 動物細(xì)胞工程1 動物細(xì)胞工程常用的技術(shù)手段 動物細(xì)胞核移植 生產(chǎn)單克隆抗體等 其中 技術(shù)是其他動物細(xì)胞工程技術(shù)的基礎(chǔ) 動物細(xì)胞培養(yǎng) 動物細(xì)胞融合 動物細(xì)胞培養(yǎng) 2 動物細(xì)胞培養(yǎng) 單個細(xì)胞 1 概念 從動物機(jī)體中取出相關(guān)的組織 將它分散成 然后放在適宜的培養(yǎng)基中 讓這些細(xì)胞生長和增殖 2 過程 動物組織塊 分散成單個細(xì)胞 細(xì)胞懸液 原代培養(yǎng) 傳代培養(yǎng) 3 條件 抗生素 無菌 無毒的環(huán)境 對培養(yǎng)液和所有培養(yǎng)用具進(jìn)行無菌處理 添加一定量的 定期更換培養(yǎng)液以清除代 謝產(chǎn)物 營養(yǎng) 除正常的有機(jī)和無機(jī)營養(yǎng)外 通常還需加入 等一些天然成分 溫度和pH 溫度為 哺乳動物 pH為 36 5 0 5 7 2 7 4 氣體環(huán)境 含95 空氣加5 CO2的混合氣體 其中后者 的作用是 維持培養(yǎng)液的pH 4 應(yīng)用 單克隆抗體 受體細(xì)胞 生理 病理 藥理 生產(chǎn)生物制品 如病毒疫苗 干擾素 等 應(yīng)用于基因工程 動物細(xì)胞是基因工程技術(shù)中常用的 因此 基因工程離不開動物細(xì)胞的培養(yǎng) 檢測有毒物質(zhì) 判斷某種物質(zhì)的毒性 用于 等方面的研究 如篩選抗癌藥物等 血清 血漿 3 動物體細(xì)胞核移植 克隆 卵母細(xì)胞 動物細(xì)胞核 1 概念 將動物的一個細(xì)胞的細(xì)胞核 移入一個已經(jīng)去掉細(xì)胞核的 中 使其重組并發(fā)育成一個新的胚胎 這個新的胚胎最終發(fā)育為動物個體 體細(xì)胞核移植 2 理論基礎(chǔ) 具有全能性 3 分類 包括胚胎細(xì)胞核移植和 其中 胚胎細(xì)胞核移植 較易成功 4 過程 4 動物細(xì)胞融合 滅活的病毒 雜交 1 概念 又稱為細(xì)胞雜交 指兩個或多個動物細(xì)胞結(jié)合形成一個細(xì)胞的過程 2 融合方法 誘導(dǎo)方法與植物原生質(zhì)體融合的方法相似 特有的方法是常用 誘導(dǎo) 細(xì)胞 遠(yuǎn)緣雜交 4 意義 克服了 不親和的障礙 3 過程 不同來源的兩個或多個動物細(xì)胞 5 單克隆抗體 1 制備過程 雜交瘤細(xì)胞 產(chǎn)生專一抗體的細(xì)胞 培養(yǎng) 提取抗體 2 單克隆抗體的特點(diǎn) 特異性強(qiáng) 純度及靈敏度高 并可大量制備 3 單克隆抗體的應(yīng)用 診斷試劑 運(yùn)載藥物 作為 具有準(zhǔn)確 高效 簡易 快速的優(yōu)點(diǎn) 用于治療疾病和 判斷正誤 1 在愈傷組織培養(yǎng)中加入細(xì)胞融合的誘導(dǎo)劑 可獲得染色 體加倍的細(xì)胞 2 在誘導(dǎo)離體菊花莖段形成幼苗的過程中 不會發(fā)生細(xì)胞 的增殖和分化 3 培養(yǎng)草莓脫毒苗所采用的主要技術(shù)是細(xì)胞雜交 答案 1 2 3 考點(diǎn)一 植物細(xì)胞工程的基本技術(shù) 考點(diǎn)梳理 1 植物組織培養(yǎng)技術(shù) 1 植物組織培養(yǎng)的過程 愈傷組織 離體的植物器官 組織 細(xì)胞胚狀體或叢芽 試管苗 2 脫分化與再分化過程的比較 2 植物體細(xì)胞雜交技術(shù) 1 誘導(dǎo)融合的方法 物理法包括離心 振動 電激等 化 學(xué)法一般是用聚乙二醇 PEG 作為誘導(dǎo)劑 2 植物細(xì)胞融合完成的標(biāo)志 新細(xì)胞壁的形成 3 植物體細(xì)胞雜交的終點(diǎn)是培育成雜種植株 而不是形成雜種細(xì)胞 雜種植株的特征 具備兩種植物的遺傳特征 原因是雜種植株中含有兩種植物的遺傳物質(zhì) 4 體細(xì)胞雜交即兩個細(xì)胞融合成一個細(xì)胞 不管染色體 基因組還是染色體組都采用直接相加的方法 5 該培育新品種的過程中 遺傳物質(zhì)的傳遞不遵循孟德爾 的遺傳定律 6 植物體細(xì)胞雜交克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙 大大擴(kuò)展 了可用于雜交的親本組合范圍 1 植物體細(xì)胞雜交獲得的雜種細(xì)胞的類型有三種 只考慮兩兩融合 AA型 BB型 AB型 符合要求的只有AB型 需要進(jìn)行篩選 2 雜種植株遺傳物質(zhì)的變化 雜種植株的變異類型屬于染色體變異 雜種植株的染色體數(shù)通常是兩親本細(xì)胞染色體數(shù)目之和 雜種植株屬于異源多倍體 高考探究 考向 植物體細(xì)胞雜交過程 典例1 2017年陜西西安長安一中檢測 下圖是植物細(xì)胞雜交過程示意圖 請據(jù)圖回答下列問題 1 植物體細(xì)胞雜交的第 步是去掉細(xì)胞壁 分離出有活力的原生質(zhì)體 目前此步驟最常用的方法是酶解法 也就是在溫和的條件下用 等分解植物的細(xì)胞壁 2 過程的發(fā)生必須經(jīng)過人工誘導(dǎo) 人工誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合常用的化學(xué)方法是用 試劑作為誘導(dǎo)劑誘導(dǎo)融合 動物細(xì)胞融合與植物原生質(zhì)體融合的基本原理相同 誘導(dǎo)融合的方法類似 動物細(xì)胞的融合還常用到 作為誘導(dǎo)劑 3 與過程 密切相關(guān)的具有單層膜結(jié)構(gòu)的細(xì)胞器為 4 過程稱為 過程稱為 若利用此技術(shù)生產(chǎn)治療癌癥的抗癌藥物 紫杉醇 培養(yǎng)將進(jìn)行到 填字母編號 即可 5 植物體細(xì)胞雜交在育種工作中具有廣泛的應(yīng)用價值 其突出的優(yōu)點(diǎn)是 解析 1 植物體細(xì)胞雜交的第 步是去掉細(xì)胞壁 分離出有活力的原生質(zhì)體 目前此步驟最常用的方法是酶解法 也就是在溫和的條件下用纖維素酶和果膠酶等分解植物的細(xì)胞壁 2 過程的發(fā)生必須經(jīng)過人工誘導(dǎo) 人工誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合常用的化學(xué)方法是用聚乙二醇試劑作為誘導(dǎo)劑誘導(dǎo)融合 動物細(xì)胞的融合還常用到滅活的病毒作為誘導(dǎo)劑 3 過程 是雜種細(xì)胞生成細(xì)胞壁 高爾基體與植物細(xì)胞壁形成有關(guān) 4 過程稱為脫分化 過程稱為再分化 治療癌癥的抗癌藥物 紫杉醇是從紫杉細(xì)胞中提取的 只需將植物組織培養(yǎng)到愈傷組織階段即可 5 植物體細(xì)胞雜交在育種工作中具有廣泛的應(yīng)用價值 其突出的優(yōu)點(diǎn)是可以克服遠(yuǎn)緣雜交不親和障礙 大大擴(kuò)展了可用于雜交的親本組合范圍 答案 1 纖維素酶和果膠酶 滅活的病毒 2 聚乙二醇 3 高爾基體 4 脫分化 再分化 e 5 克服遠(yuǎn)緣雜交不親和障礙 大大擴(kuò)展了可用于雜交的親本組合范圍 考向預(yù)測 1 花椰菜易受黑腐病菌的侵害而患黑腐病 野生黑芥具有黑腐病的抗性基因 用一定劑量的紫外線處理黑芥原生質(zhì)體可使其染色體片段化 并喪失再生能力 再利用此原生質(zhì)體作為部分遺傳物質(zhì)的供體與完整的花椰菜原生質(zhì)體融合 以獲得抗黑腐病雜種植株 流程如下圖 據(jù)圖回答下列問題 1 過程 所需的酶是 2 過程 后 在顯微鏡下觀察融合的活細(xì)胞中有供體的 存在 這一特征可作為初步篩選雜種細(xì)胞的標(biāo)志 3 原生質(zhì)體培養(yǎng)液中需要加入適宜濃度的甘露醇以保持一定的滲透壓 其作用是 原生質(zhì)體經(jīng)過 再生 進(jìn)而分裂和脫分化形成愈傷組織 4 若分析再生植株的染色體變異類型 應(yīng)剪取再生植株和 植株的根尖 通過 染色和制片等過程制成裝片 然后在顯微鏡下觀察比較染色體的形態(tài)和數(shù)目 5 對雜種植株進(jìn)行 接種實(shí)驗(yàn) 可篩選出具有高抗 性的雜種植株 解析 1 據(jù)題圖分析 為獲得有活力的原生質(zhì)體 常用纖維素酶和果膠酶去除細(xì)胞壁 2 過程為誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合 黑芥葉肉細(xì)胞中含有葉綠體 融合成功的活細(xì)胞中肯定含有葉綠體 3 原生質(zhì)體在培養(yǎng)液濃度過高時會失水皺縮 在培養(yǎng)液濃度過低時則會吸水漲破 在培養(yǎng)液中加入適宜濃度的甘露醇以保持與原生質(zhì)體內(nèi)相同的滲透壓 目的是維持原生質(zhì)體的正常形態(tài) 保持其完整性 原生質(zhì)體再生出新細(xì)胞壁后 可經(jīng)脫分化形成愈傷組織 4 染色體變異在顯微鏡下可見 為確定再生植株的變異類型 可選取再生植株與雙親植株根尖分生區(qū)細(xì)胞 經(jīng)解離 漂洗 染色 制片后 觀察比較它們之間染色體的不同 5 為篩選高抗性的雜種植株 可對雜種植株接種黑腐病菌 據(jù)其接種后的表現(xiàn)進(jìn)行篩選 答案 1 纖維素酶和果膠酶 2 葉綠體 細(xì)胞壁解離漂洗 3 保持原生質(zhì)體完整性 4 雙親 或花椰菜和黑芥 5 黑腐病菌 2 人工種子是人們模仿天然種子的結(jié)構(gòu)制造出來的生命有機(jī)體 它能像天然種子一樣萌發(fā)生長 人工種子的核心部分是胚狀體 其培育過程如下圖所示 請回答下列有關(guān)問題 1 制作人工種子依據(jù)的原理是 制作過程的關(guān)鍵是確保無菌操作 其原因是 2 表示脫分化的過程 其實(shí)質(zhì)是 表示再分化的過程 其實(shí)質(zhì)是 培養(yǎng)基中生長素和細(xì)胞分裂素的濃度 影響 過程的進(jìn)行 3 從保證人工種子正常的生命力以及生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)上來看 人造種皮應(yīng)具有半透性 透水 透氣性 和 的特點(diǎn) 4 某二倍體植物的基因型為DdTt 利用花藥離體培養(yǎng)的方法 可培育成 花粉胚 也可制成人工種子 這種由種子萌發(fā)形成的個體稱為 從生殖方式看屬于 生殖 解析 1 培育人工種子的原理是細(xì)胞的全能性 2 脫分化的實(shí)質(zhì)是使不分裂的細(xì)胞恢復(fù)分裂能力 再分化的實(shí)質(zhì)是使分裂的細(xì)胞在形態(tài) 結(jié)構(gòu)和功能上再次發(fā)生變化 這種變化是基因的選擇性表達(dá)的結(jié)果 培養(yǎng)基中生長素和細(xì)胞分裂素的濃度 比例和使用順序可影響脫分化和再分化過程 3 種子萌發(fā)的過程中 需要從外界吸收大量的水分和氧氣進(jìn)行有氧呼吸 因此 人工種皮應(yīng)該具有透水 透氣性 從物質(zhì)循環(huán)的角度來看 人工種皮應(yīng)該能被微生物降解 4 通過花藥離體培養(yǎng)獲得的植株屬于單倍體 基因型為DdTt的植物能產(chǎn)生基因組成為DT Dt dT和dt的四種花粉 這種通過有性生殖細(xì)胞產(chǎn)生后代的生殖方式屬于有性生殖 答案 1 細(xì)胞的全能性 細(xì)菌等微生物代謝旺盛 在消耗 營養(yǎng)物質(zhì)的同時 產(chǎn)生大量有害產(chǎn)物 毒害組織細(xì)胞 2 使不分裂的細(xì)胞恢復(fù)分裂能力 基因的選擇性表達(dá) 比例 使用順序 3 易被微生物降解 4 單倍體 有性 考點(diǎn)二 動物細(xì)胞培養(yǎng)和核移植技術(shù) 考點(diǎn)梳理 1 動物細(xì)胞培養(yǎng)與植物組織培養(yǎng)的異同 續(xù)表 續(xù)表 2 概念辨析 1 細(xì)胞貼壁和接觸抑制 細(xì)胞貼壁 懸液中分散的細(xì)胞很快就貼附在瓶壁上 接觸抑制 細(xì)胞數(shù)目不斷增多 當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長到 表面相互接觸時 細(xì)胞就會停止分裂增殖的現(xiàn)象 2 原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng) 原代培養(yǎng) 動物組織消化后的初次培養(yǎng) 傳代培養(yǎng) 原代培養(yǎng)過程中 貼滿瓶壁的細(xì)胞需要重新用胰蛋白酶等處理 然后分瓶培養(yǎng) 讓細(xì)胞繼續(xù)增殖 3 細(xì)胞株和細(xì)胞系 細(xì)胞株 傳代培養(yǎng)的細(xì)胞能傳到10 50代 這樣的傳代 細(xì)胞稱為細(xì)胞株 細(xì)胞系 傳代培養(yǎng)的細(xì)胞在傳到50代后 有部分細(xì)胞的遺傳物質(zhì)發(fā)生了改變 獲得不死性 這種具有癌變特點(diǎn)的細(xì)胞稱為細(xì)胞系 3 動物核移植技術(shù)和克隆動物 1 原理 動物細(xì)胞核的全能性 2 核移植種類 胚胎細(xì)胞核移植和體細(xì)胞核移植 3 動物克隆的一般過程 4 選卵母細(xì)胞作為受體細(xì)胞的原因 卵母細(xì)胞大 易于操作 卵黃多 營養(yǎng)豐富 為發(fā)育提供充足的營養(yǎng) 能激發(fā)重組細(xì)胞分裂分化 5 體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用 加速家畜遺傳改良進(jìn)程 促進(jìn)優(yōu)良畜群繁育 保護(hù)瀕危物種 增大存活數(shù)量 生產(chǎn)珍貴的醫(yī)用蛋白 作為異種移植的供體 用于組織器官的移植等 高考探究 考向1 動物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù) 典例2 下圖所示為動物細(xì)胞培養(yǎng)過程中 動物細(xì)胞增殖情況的變化曲線 圖中B D兩點(diǎn)表示經(jīng)篩選后繼續(xù)培養(yǎng) 請據(jù)圖回答下面的問題 1 OA段的培養(yǎng)稱為 培養(yǎng) AB段可能發(fā)生了 現(xiàn)象 需要用 酶處理 以使組織細(xì)胞分散開來 2 動物細(xì)胞培養(yǎng)和植物組織培養(yǎng)過程中 就細(xì)胞增殖 分化來說 動植物細(xì)胞都要進(jìn)行 不同的是植物細(xì)胞還要進(jìn)行 3 為制備單克隆抗體 需將 注射到小鼠體內(nèi) 以此獲取 細(xì)胞 同時可選取圖中 點(diǎn)的細(xì)胞與該細(xì)胞融合形成雜交細(xì)胞 所選取細(xì)胞的細(xì)胞膜上的 比正常細(xì)胞顯著減少 為篩選出能夠產(chǎn)生單克隆抗體的雜交細(xì)胞 可用 培養(yǎng)基達(dá)到目的 解析 據(jù)圖中不同階段細(xì)胞的增殖代數(shù)可知 AB段細(xì)胞停止增殖 但此時細(xì)胞仍有增殖能力 所以此時可能發(fā)生了接觸抑制 故OA段為原代培養(yǎng) D點(diǎn)細(xì)胞增殖代數(shù)達(dá)到了60次以上 故此時細(xì)胞發(fā)生了癌變 獲得了無限增殖的能力 答案 1 原代接觸抑制 胰蛋白 2 增殖或分裂 脫分化和再分化 3 抗原 漿 D 糖蛋白 選擇 考向2 動物核移植技術(shù)和克隆動物 典例3 2017年天津河?xùn)|區(qū)二模 2015年2月3日 英國議會下院通過一項(xiàng)歷史性法案 允許以醫(yī)學(xué)手段培育 三親嬰兒 三親嬰兒的培育過程可選用如下技術(shù)路線 據(jù)圖回答下列問題 1 圖中 是 過程 是 卵母細(xì)胞 是 受精 2 三親嬰兒的染色體來自于 3 這種生殖方式屬于 填 有性 或 無性 生殖 4 捐獻(xiàn)者在取卵前通常需要注射促性腺激素 以達(dá)到 的目的 5 三親嬰兒 的培育技術(shù) 填 能 或 不能 避免母親的線粒體遺傳病基因傳遞給后代 而 填 能 或 不能 避免母親的紅綠色盲基因傳遞給后代 解析 1 根據(jù)以上分析已知 是核移植過程 是處于減數(shù)第二次分裂中期的卵母細(xì)胞 是體外受精 2 捐獻(xiàn)者只是為嬰兒提供了細(xì)胞質(zhì) 所以三親嬰兒的染色體來自于母親的卵母細(xì)胞和父親的精子 答案 1 核移植 次級 體外 2 母親卵母細(xì)胞和精子 3 有性 4 超數(shù)排卵 促進(jìn)多個卵泡發(fā)育 5 能 不能 考向預(yù)測 3 2017年江蘇高考沖刺 下圖表示通過核移植等技術(shù)獲得 某種克隆哺乳動物 二倍體 的流程 回答下列問題 1 圖中A表示正常細(xì)胞核 染色體數(shù)為2n 則其性染色體的組成可為 過程 表示去除細(xì)胞核 該過程一般要在卵母細(xì)胞培養(yǎng)至適當(dāng)時期再進(jìn)行 去核時常采用 的方法 代表的過程是 2 經(jīng)過多次傳代后 供體細(xì)胞中 的穩(wěn)定性會降 低 因此 選材時必須關(guān)注傳代次數(shù) 3 若獲得的克隆動物與供體動物性狀不完全相同 從遺傳物質(zhì)的角度分析其原因可能是 4 與克隆羊多利培養(yǎng)成功一樣 其他克隆動物的成功獲得也證明了 解析 圖示為核移植技術(shù)流程 A從供體細(xì)胞中取出的細(xì)胞核 移入去核的卵母細(xì)胞內(nèi) 形成重組細(xì)胞 經(jīng)過早期胚胎培育至桑椹胚或者囊胚 經(jīng) 過程胚胎移植到代孕母體的子宮內(nèi)完成胚胎的后期發(fā)育 直至分娩出克隆動物 1 正常哺乳動物的性染色體組成為XX或XY 一般在卵母細(xì)胞培養(yǎng)到適當(dāng)時期后 會通過顯微操作去除卵母細(xì)胞中的核 過程 是將胚胎移入受體 代孕 個體體內(nèi) 2 用于核移植的供體細(xì)胞一般都選用傳代10代以內(nèi)的細(xì)胞 原因是該種細(xì)胞代謝旺盛 分裂能力強(qiáng) 且遺傳物質(zhì)能夠保持相對的穩(wěn)定性 因此選材時必須關(guān)注傳代次數(shù) 3 遺傳物質(zhì)大量存在于細(xì)胞核中 少量存在于細(xì)胞質(zhì)中 因此若克隆動物與供體動物性狀不完全相同 說明去核的卵母細(xì)胞質(zhì)中的少量遺傳物質(zhì)被表達(dá) 4 動物核移植和克隆技術(shù)證明了已經(jīng)分化的動物體細(xì)胞的細(xì)胞核具有全能性 答案 1 XX或XY 顯微操作 去核法 胚胎移植 2 遺傳物質(zhì) 3 卵母細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)會對克隆動物的性狀產(chǎn)生影響 4 已經(jīng)分化的動物體細(xì)胞核具有全能性 4 2016年山東煙臺模擬 人乳頭狀瘤病毒 HPV 與宮頸癌的發(fā)生密切相關(guān) 抗HPV的單克隆抗體可以準(zhǔn)確檢測出HPV 從而及時監(jiān)控宮頸癌的發(fā)生 以下是以HPV衣殼蛋白為抗原制備出單克隆抗體的過程 請據(jù)圖回答下列問題 1 單克隆抗體制備過程中涉及的細(xì)胞工程技術(shù)有 2 若要分析雜交瘤細(xì)胞中染色體 可通過 等過程制成裝片 然后在顯微鏡下觀察 雜交瘤細(xì)胞中染色體數(shù)目與普通淋巴細(xì)胞相比具有的特點(diǎn)是 在HAT培養(yǎng)基上存活的細(xì)胞可能包括 填下列序號 無抗體分泌的細(xì)胞 抗HPV抗體的分泌細(xì)胞 其他無關(guān)抗體的分泌細(xì)胞 3 對于抗體檢測呈 性的雜交細(xì)胞應(yīng)盡早進(jìn)行克隆化 克隆化的方法最常用的是有限稀釋法 即稀釋細(xì)胞到3 10個 mL 每孔加入細(xì)胞稀釋液 mL 填 0 1 1 或 10 使每個孔內(nèi)不多于一個細(xì)胞 達(dá)到單克隆培養(yǎng)的目的 4 由上述過程生產(chǎn)出的單克隆抗體不能直接用于人體 理由是 5 科學(xué)家從某些無限增殖細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中分離出了無限增殖調(diào)控基因 prG 該基因能激發(fā)動物細(xì)胞分裂 這為單克隆抗體的制備提供了更多的思路 除本題描述的一種制備單克隆抗體技術(shù)外 請?jiān)俸喴獙懗鲆环N制備單克隆抗體的思路 解析 利用顯微鏡觀察有絲分裂過程中的染色體 需先制作臨時裝片 雜交瘤細(xì)胞中含有漿細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞的染色體 所以比普通淋巴細(xì)胞的染色體數(shù)目多一倍 在HAT培養(yǎng)基上生存的細(xì)胞均為雜交細(xì)胞 這些雜交細(xì)胞中有分泌HPV抗體的細(xì)胞 有分泌其他抗體的細(xì)胞 也有不能分泌抗體的細(xì)胞 抗體檢驗(yàn)呈陽性 說明該雜交瘤細(xì)胞可產(chǎn)生所需抗體 為保證每個小孔不多于一個細(xì)胞 根據(jù)濃度可推斷加入細(xì)胞稀釋液的量 設(shè)加入細(xì)胞稀釋液的最大量是x 則10個 mL x 1個 x 0 1mL 小鼠形成的抗體與人體抗體不同 故在人體內(nèi)可引起免疫反應(yīng) 所以上述過程生產(chǎn)出的單克隆抗體不能直接用于人體 根據(jù)所給信息可知 還可通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)或核移植技術(shù)獲得既能大量增殖 又能產(chǎn)生特定抗體的雜交細(xì)胞 答案 1 動物細(xì)胞培養(yǎng) 動物細(xì)胞融合 染色體數(shù)目加倍 2 解離 漂洗 染色和制片 3 陽0 1 4 小鼠形成的抗體對人體來說是抗原 可引起免疫反應(yīng) 5 通過基因工程向漿細(xì)胞中導(dǎo)入prG 利用核移植技術(shù)將漿細(xì)胞的細(xì)胞核移植到去核的無限增殖細(xì)胞中 答對其一即可 5 我國目前臨床使用的乙肝疫苗大多為基因工程疫苗 其有效成分是一種叫作乙肝表面抗原的蛋白質(zhì) S蛋白 對應(yīng)的基因?yàn)镾基因 請回答下列問題 1 在這項(xiàng)技術(shù)中 S基因?qū)儆?2 用 處理S基因和運(yùn)載體 并用 使之結(jié)合 這里的DNA片段兩兩結(jié)合的產(chǎn)物有 種 除了S基因 構(gòu)建好的表達(dá)載體還應(yīng)具有 等結(jié)構(gòu) 3 將表達(dá)載體導(dǎo)入到哺乳動物細(xì)胞 篩選得到工程細(xì)胞 使用合成培養(yǎng)基培養(yǎng)工程細(xì)胞時 通常需要加入 等天然成分 工程細(xì)胞在生長過程中有 現(xiàn)象 需要定期使用 酶處理 以便于分瓶繼續(xù)培養(yǎng) 在培養(yǎng)過程中 定期收集培養(yǎng)液 分離純化即可得到所需產(chǎn)品 4 由于哺乳動物細(xì)胞嬌嫩挑剔 培養(yǎng)較難 成本較高 近些年科學(xué)家們又發(fā)明了 乳腺生物發(fā)生器 從飼養(yǎng)的轉(zhuǎn)基因動物分泌的乳汁中提取所需產(chǎn)品 在這種技術(shù)中 構(gòu)建表達(dá)載體時需要將S基因與 等調(diào)控組件重組在一起 并將表達(dá)載體通過 的方式 導(dǎo)入到哺乳動物的 填細(xì)胞名稱 中 5 人的腸道具有獨(dú)立的黏膜免疫系統(tǒng) 這使得口服疫苗成為可能 但有效的口服疫苗必須要在到達(dá)腸道的過程中躲避胃酸和蛋白酶的降解 否則就會失效 如果要生產(chǎn)口服的乙肝疫苗 理想的受體是植物細(xì)胞 理由是 可食的轉(zhuǎn)基因的植物疫苗的優(yōu)點(diǎn)有 至少答出兩點(diǎn) 解析 1 題中S基因?yàn)槟康幕?2 用同一種限制酶切割S基因和運(yùn)載體會使其產(chǎn)生相同的黏性末端 用DNA連接酶連接時會出現(xiàn)目的基因 運(yùn)載體 目的基因 目的基因 運(yùn)載體 運(yùn)載體3種兩兩連接的產(chǎn)物 基因表達(dá)載體應(yīng)含有目的基因 標(biāo)記基因 啟動子和終止子等結(jié)構(gòu) 3 動物細(xì)胞培養(yǎng)液中需加入動物血清等 動物細(xì)胞培養(yǎng)時 會出現(xiàn)貼壁生長和接觸抑制現(xiàn)象 需要用胰蛋白酶定期處理 4 為保證目的基因表達(dá) 需將目的基因和啟動子 終止子調(diào)控組件重組在一起 常用顯微注射法把基因表達(dá)載體注射到動物受精卵中 5 因植物細(xì)胞有細(xì)胞壁 可以使疫苗成分避開胃酸和蛋白酶的降解 轉(zhuǎn)基因植物疫苗具備可以直接口服 使用簡便 便于推廣 運(yùn)輸方便 貯存簡單等優(yōu)點(diǎn) 答案 1 目的基因 2 同一種限制酶 DNA連接酶 3 啟動子 終止子 標(biāo) 記基因 3 動物血清 貼壁生長和接觸抑制 胰蛋白 4 乳腺蛋白基因的啟動子 顯微注射 受精卵 5 植物細(xì)胞有細(xì)胞壁 可以使細(xì)胞中的疫苗成分避開胃酸 和蛋白酶的降解 生產(chǎn)簡單 成本低廉 容易大量生產(chǎn)制造 直接口服 使用簡便 便于推廣 運(yùn)輸方便 貯存簡單 答出兩點(diǎn)即可 其他答案合理亦可 考點(diǎn)三動物細(xì)胞融合與單克隆抗體的制備 考點(diǎn)梳理 1 動物細(xì)胞融合 單克隆抗體的制備 與植物體細(xì)胞雜交的 比較 續(xù)表 續(xù)表 2 制備單克隆抗體過程中兩次篩選的方法及目的 高考探究 考向 動物細(xì)胞融合與單克隆抗體的制備 典例4 2014年新課標(biāo) 卷 某研究者用抗原 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應(yīng)的血清最大稀釋倍數(shù) 結(jié)果如下圖所示 若要制備雜交瘤細(xì)胞 需取免疫后小鼠的B淋巴細(xì)胞 染色體數(shù)目為40條 將該細(xì)胞與體外培養(yǎng)的小鼠骨髓瘤細(xì)胞 染色體數(shù)目為60條 按一定比例加入試管中 再加入聚乙二醇誘導(dǎo)細(xì)胞融合 經(jīng)篩選培養(yǎng)及抗體檢測 得到不斷分泌抗A抗體的雜交瘤細(xì)胞 回答下列問題 1 制備融合所需的B淋巴細(xì)胞時 所用免疫小鼠的血清抗體效價需達(dá)到16000以上 則小鼠最少需要經(jīng)過 次免疫后才能有符合要求的 達(dá)到要求后的X Y Z這3只免疫小鼠中 最適合用于制備B淋巴細(xì)胞的是 小鼠 理由是 2 細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)完成后 融合體系中除含有未融合的細(xì)胞和雜交瘤細(xì)胞外 可能還有 體系中出現(xiàn)多種類型細(xì)胞的原因是 3 雜交瘤細(xì)胞中有 個細(xì)胞核 染色體數(shù)目最多是 條 4 未融合的B淋巴細(xì)胞經(jīng)多次傳代培養(yǎng)后都不能存活 原 因是 解析 1 據(jù)圖分析 第四次免疫后X Y Z小鼠的血清抗體效價均達(dá)到16000以上 小鼠Y的B淋巴細(xì)胞產(chǎn)生的抗體效價最高 最適用于制備單克隆抗體 2 融合體系中除了未融合的細(xì)胞和雜交瘤細(xì)胞外 還有骨髓瘤細(xì)胞和B淋巴細(xì)胞的自身融合產(chǎn)物 由于細(xì)胞融合具有隨機(jī)性 故體系中會出現(xiàn)多種類型的細(xì)胞 3 雜交瘤細(xì)胞形成后 小鼠的免疫B淋巴細(xì)胞核與其骨髓瘤細(xì)胞核會融合形成一個細(xì)胞核 小鼠的B淋巴細(xì)胞 染色體數(shù)目為40條 和骨髓瘤細(xì)胞 染色體數(shù)目為60條 融合后 染色體可達(dá)100條 4 未融合的B淋巴細(xì)胞經(jīng)多次傳代培養(yǎng)后 仍然不是能惡性增殖的細(xì)胞 同時正常細(xì)胞的分裂次數(shù)是有限的 答案 1 四Y Y小鼠的抗體效價最高 2 B淋巴細(xì)胞相互融合形成的細(xì)胞 骨髓瘤細(xì)胞相互融合 形成的細(xì)胞 細(xì)胞融合是隨機(jī)的 且融合率達(dá)不到100 3 1100 4 不能無限增殖 考向預(yù)測 6 利用B淋巴細(xì)胞雜交瘤技術(shù)制備出單克隆抗體的流程如 下圖所示 請根據(jù)下圖回答問題 1 通過過程 得到的B淋巴細(xì)胞在從小鼠體內(nèi)分離出之 前 需對小鼠 2 過程 誘導(dǎo)融合運(yùn)用的原理是 該過程中區(qū)別于原生質(zhì)體融合的方法是用 處理 3 過程 至少需要通過2次篩選和克隆培養(yǎng) 其中第一次篩選的目的是獲得 圖中X細(xì)胞具有 的特點(diǎn) 單克隆抗體的特點(diǎn)是 4 經(jīng)過篩選和克隆化培養(yǎng)得到雜交瘤細(xì)胞后 一般采用體內(nèi)培養(yǎng)和體外培養(yǎng)兩種方式進(jìn)行培養(yǎng) 動物細(xì)胞的體外培養(yǎng)對環(huán)境條件的要求比較高 如培養(yǎng)液需適宜的溫度 等 答出兩項(xiàng)即可 5 從圖中可以看出 單克隆抗體的制備過程運(yùn)用了 和 等動物細(xì)胞工程技術(shù) 解析 誘導(dǎo)細(xì)胞融合運(yùn)用了細(xì)胞膜的流動性原理 該過程中區(qū)別于原生質(zhì)體融合的方法是用滅活病毒處理 雜交瘤細(xì)胞具有骨髓瘤細(xì)胞和漿細(xì)胞的特點(diǎn) 即既能無限增殖 又能產(chǎn)生特異性抗體 單克隆抗體具有特異性強(qiáng) 純度及靈敏度高 可大量制備的特點(diǎn) 答案 1 注射特異性抗原 2 細(xì)胞膜具有流動性 滅活的病毒 3 雜交瘤細(xì)胞 既能產(chǎn)生特異性抗體 又能無限增殖 特 異性強(qiáng) 純度及靈敏度高 可大量制備 4 pH 動物血漿 氣體環(huán)境 無菌 無毒的環(huán)境 答出兩項(xiàng)即可 5 動物細(xì)胞融合 動物細(xì)胞培養(yǎng) 7 2017年河北衡水九調(diào) 下圖是某實(shí)驗(yàn)室做的通過動物纖維母細(xì)胞獲得單抗的實(shí)驗(yàn)研究 據(jù)圖回答相關(guān)問題 1 圖中Y細(xì)胞的名稱是 2 過程類似于植物組織培養(yǎng)技術(shù)中的 過 程 過程的實(shí)質(zhì)是 3 過程中需用到的化學(xué)誘導(dǎo)劑是 4 過程將Z細(xì)胞進(jìn)行 和 從而獲取大量的單抗 5 若用含放射性32P標(biāo)記的核苷酸的培養(yǎng)基培養(yǎng)Z細(xì)胞 能測到放射性32P的細(xì)胞器是 研究表明 HER2 neu是一種原癌基因 它表達(dá)的H蛋白在多種惡性腫瘤特別是乳腺癌細(xì)胞中過量表達(dá) 抗H蛋白單克隆抗體能 填 促進(jìn) 或 抑制 過量表達(dá)H蛋白的乳腺癌細(xì)胞的生長 目前已成為有效的生物治療手段 解析 1 圖中Y細(xì)胞的名稱是抗原刺激過的漿細(xì)胞 或已免疫的B淋巴細(xì)胞 2 通過 過程 纖維母細(xì)胞變成了具有分裂能力的干細(xì)胞 因此 過程類似于植物組織培養(yǎng)技術(shù)中的脫分化過程 過程表示細(xì)胞分化 其實(shí)質(zhì)是基因的選擇性表達(dá) 3 過程表示細(xì)胞融合 其中需用到的化學(xué)誘導(dǎo)劑是聚乙二醇 PEG 4 過程表示將Z細(xì)胞 雜交瘤細(xì)胞 進(jìn)行克隆化培養(yǎng)和專一抗體檢測 從而獲得大量的單克隆抗體 5 Z細(xì)胞為雜交瘤細(xì)胞 含有核酸的細(xì)胞器為核糖體 線粒體 而32P標(biāo)記的核苷酸是合成核酸的原料 因此若用含放射性32P標(biāo)記的核苷酸的培養(yǎng)基培養(yǎng)Z細(xì)胞 能檢測到放射性32P的細(xì)胞器有核糖體 線粒體 抗H蛋白單克隆抗體能與相應(yīng)的抗原進(jìn)行特異性結(jié)合 從而抑制過量表達(dá)H蛋白的乳腺癌細(xì)胞的生長 答案 1 漿細(xì)胞 或已免疫的B淋巴細(xì)胞 2 脫分化 基因的選擇性表達(dá) 3 聚乙二醇 PEG 4 克隆化培養(yǎng) 專一抗體檢測 5 核糖體 線粒體 抑制 8 類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎 RA 是一種自身免疫病 致殘性強(qiáng) 研究表明 該病的病理改變與腫瘤壞死因子 TNF 密切相關(guān) 而一種人鼠嵌合的抗TNF 單克隆抗體能有效治療RA 下圖為該單克隆抗體制備過程示意圖 1 單克隆抗體的制備涉及細(xì)胞工程中的 技術(shù) 2 圖中的抗原A是 促融劑常用 HAT培養(yǎng)基的作用是 3 醫(yī)療上 把單克隆抗體與化學(xué)藥物或細(xì)胞毒素相結(jié)合制成 借助抗體的定向作用將藥物帶到病變細(xì)胞所在位置并將其殺死 4 克隆動物是指用 方法得到的動物 為提高胚胎的利用率 可用 技術(shù)獲得同卵雙胎或多胎 5 在克隆技術(shù)倫理方面 我國政府的態(tài)度是禁止生殖性克 隆人 治療性克隆 解析 1 單克隆抗體的制備涉及細(xì)胞工程中的動物細(xì)胞融合 或雜交瘤 動物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù) 2 圖中的抗原A是腫瘤壞死因子 或TNF 促融劑常用聚乙二醇 PEG HAT培養(yǎng)基的作用是篩選出雜交瘤細(xì)胞 3 醫(yī)療上 把單克隆抗體與化學(xué)藥物或細(xì)胞毒素相結(jié)合制成 生物導(dǎo)彈 借助抗體的定向作用將藥物帶到病變細(xì)胞所在位置并將其殺死 4 克隆動物是指用動物體細(xì)胞核移植方法得到的動物 為提高胚胎的利用率 可用胚胎分割技術(shù)獲得同卵雙胎或多胎 5 在克隆技術(shù)倫理方面 我國政府的態(tài)度是禁止生殖性克隆人 不反對治療性克隆 答案 1 動物細(xì)胞融合 或雜交瘤 動物細(xì)胞培養(yǎng) 聚乙二醇 PEG 篩選 2 腫瘤壞死因子 或TNF 出雜交瘤細(xì)胞 雜種細(xì)胞 3 生物導(dǎo)彈 4 動物體細(xì)胞 核移植胚胎分割 5 不反對