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1、第44课时 动物细胞工程,1.下列各图表示单克隆抗体制备过程的各阶段图解,请据图回答下列问题：(1)请用箭头把代表各图解的字母按单克隆抗体制 备过程的顺序连接起来。,(2)在单克隆抗体制备过程中,之所以选用B淋巴细 胞和骨髓瘤细胞,是因为它们融合后的杂交瘤细胞 具有、的特性。(3)由图示可看出,单克隆抗体的制备过程运用了 和 等动物细胞工 程技术手段。解析 首先把小鼠骨髓瘤细胞与经特定抗原免疫过 的小鼠B淋巴细胞进行融合获得杂交瘤细胞,然后筛 选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞,最后分别在 体外或体内培养杂交瘤细胞,即可获得单克隆抗体。,答案(1)(2)能迅速大量地繁殖 产生特异性抗体(3)动物
2、细胞融合 动物细胞培养,2.2007年诺贝尔生理学或医学奖分别授予美国人马 里奥卡佩基、奥利弗史密斯和英国人马 丁埃文斯。3位科学家的获奖原因是其研究为“基因靶向”技术的发展奠定了基 础。所谓“基 因靶向”技术(人们大都称之为基因“敲除”技术)是指利用细胞脱氧核糖核酸(DNA)可与外源性DNA 同源序列发生同源重组的性质,定向改造生物某一 基因的技术。借助这一从上世纪80年代发展起来 的技术,人们得以按照预先设计的方式对生物遗传 信息进行精细改造。有了“基因靶向”这一高精,度瞄准镜,科学家就可以精确瞄准任何一个基因,使其失去活性,进而研究该基因的功能。请回答下 列问题：(1)“敲除”一种基因需
3、要分两步来完成：第一步 是利用化学“剪刀”,例如用某种酶切除哺乳动物 染色体中有某种功能的基因。第二步是用修改过 的基因取代原有基因。这里的“某种酶”应该是 酶。用修改过的基因取代原有基 因时还需要 酶。(2)假如要“敲除”小鼠的胰岛素基因,请设计出 实验步骤。,给出一种检验胰岛素基因是否被“敲除”的方法。(3)利用细胞工程也可获得可供老鼠移植之用的“敲 除排斥基因”的老鼠,其过程大致如下图所示：促进卵细胞融合最常用的试剂是。,重组细胞培养成胚胎的过程所用的培养基,从物 理性质上看属于,培养基中 至少要加入水、无机盐、葡萄糖、氨基酸、维生 素、促生长因子、微量元素和 等 物质,同时要创造适宜温
4、度、pH和无菌条件,其中 需要无菌环境的原因是。,解析(1)限制性核酸内切酶是基因“剪刀”,DNA 连接酶是基因“针线”。(2)“敲除”一种基因需 要分两步来完成：第一步是利用限制性核酸内切 酶切除哺乳动物染色体中有某种功能的基因。第 二步是用修改过的基因取代原有基因。基因探针 可检验目的基因。(3)灭活的病毒或聚乙二醇是动 物细胞融合最常用的试剂。动物细胞培养基的成 分有水、无机盐、葡萄糖、氨基酸、维生素、动 物血清等,需在无菌条件下进行。,答案(1)限制性核酸内切 DNA连接(2)用限制性核酸内切酶切除小鼠胚胎干细胞中的 胰岛素基因,用修改过的基因取代胰岛素基因 用 胰岛素基因探针检验胰岛
5、素基因是否被“敲除”(3)灭活的病毒或聚乙二醇 液体培养基 动 物血清 细菌等微生物生长繁殖快,消耗营养物质 多,同时产生有害代谢产物,毒害动物细胞,3.如图表示用于预防和治疗禽流感的单克隆抗体生 产过程,请回答下列问题：(1)若A细胞是小鼠的骨髓瘤细胞,则B细胞取自 体内的B淋巴细胞,促进d过程的 诱导剂是。(2)假设仅考虑两个细胞的融合,则可形成 种 类型的C细胞,因此需用 筛选出,具有 特点的D细胞用于 培养。D细胞的名称是。(3)在细胞培养所用的培养基中除需要加入糖、氨 基酸、促生长因子、无机盐和微量元素外,通常还 需加入 等一些天然成分。(4)目前注射禽流感疫苗是预防禽流感的一种措
6、施。决定禽流感病毒在人体细胞中增殖变化的物 质是,而决定其抗原特异性的 物质位于病毒的 上。,解析 解答本题的关键是正确理解单克隆抗体的 制备过程和原理,结合体液免疫的原理,认识到只 有能分泌抗体的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞结合后得 到的杂交瘤细胞才能产生抗体,B淋巴细胞与骨髓 瘤细胞融合得到的细胞不一定都能产生抗体。决 定某一生物具有某一性状的根本因素是该生物的 遗传物质(DNA或RNA)。由单个杂交瘤细胞经过克 隆(无性繁殖)形成细胞群,再由细胞群产生化学性 质单一、特异性强的抗体,即单克隆抗体。当骨髓 瘤细胞与B淋巴细胞进行融合后,两两融合的细胞 有三种类型,即瘤瘤细胞、B淋巴B淋巴细胞、,
7、瘤B淋巴细胞。单克隆抗体的制备过程中还用到 了动物细胞培养技术,在动物细胞培养的培养基中 一般添加动物血清、血浆。禽流感病毒能在人体 内迅速增殖分化,从根本上来说这是由禽流感病毒 的遗传物质RNA决定的。答案(1)感染禽流感病毒的动物或人 聚乙二醇 或灭活的病毒(2)3 选择培养基 既能无限增 殖又能产生特异性抗体 杂交瘤细胞(3)血清、血浆(4)禽流感病毒的RNA 衣壳,4.眼虫是一种含有叶绿体的原生动物,此现象引起人 们的探究兴趣。某同学提出问题“动物细胞与植 物细胞之间可以实现杂交吗？”他尝试设计出下列具体的实验方案。结合实验方案 回答：实验原理：根据眼虫的特点,动物细胞和植物细胞 之间
8、在理论上是可以实现杂交的。实验步骤如下：,(1)中选的植物材料细胞中,必须有的细胞器是。(2)过程所用的酶是 和。,(3)过程除了用电激之外,还可以用、等做诱导因素。(4)如果让动植物杂交种批量培养生产,可以用 技术。(5)动植物杂交种细胞是否有细胞壁？。理由是。解析 动、植物细胞最主要的区别是动物细胞无 细胞壁和叶绿体。该实验的原理是根据眼虫的特 点,因此植物材料中应含有叶绿体,由于动植物杂 交种细胞分裂形成的胚胎是在母体子宫内发育,因,此应不含有细胞壁。图中过程是酶解法去壁,应 选用纤维素酶和果胶酶。过程是诱导融合过程,除物理法外,还可用聚乙二醇、灭活的病毒等。答案(1)叶绿体(2)纤维素
9、酶 果胶酶(3)灭活的病毒 聚乙二醇(振荡、离心、生物或 化学因素等)(4)动物细胞培养(5)无 因为胚胎在母体子宫中完成胚胎发育,5.如图为细胞融合的简略过程,请据图回答：(1)若A、B是植物细胞,在细胞融合之前已用 处理,除去了;A、B 到C的过程中,常用的物理方法是,融合完成的标志是。,(2)若A、B是植物细胞,则形成的D细胞还要应用 技术把D培养成植株。(3)若A、B是动物细胞,一般取自,然后用 使其分散开来;从 A、B到C的过程中,常用的但不用于植物细胞培养 的手段是,所形成的 D称为。(4)若该过程是制备单克隆抗体,A为小鼠B淋巴细 胞,在获得此细胞之前,小鼠已被注射了。由D细胞连
10、续分裂产生大量细胞的过程称为。这种细胞既能无限繁殖,又能分泌。图中B为。,(5)若该过程仍是制备单克隆抗体,在A、B到C的过 程中,所形成的C有 种(只考虑两个细 胞的相互融合),用来培养的D细胞应该是。从中选择出它的方法是 培养。获得D后,常用的培养方法有 和。解析 植物细胞融合前要用纤维素酶和果胶酶去 掉细胞壁,成为原生质体;细胞融合成功的标志是 形成新的细胞壁,杂种细胞通过植物组织培养可培 育成杂种植株;若培养动物细胞,一般取胚胎或幼 龄动物的器官或组织,用灭活的病毒诱导融合效,果很好。用经过免疫产生的B淋巴细胞和骨髓瘤细 胞融合为杂交瘤细胞,它既能无限增殖,又能产生 特异性抗体。(5)
11、小题的第一个空为3种细胞,原因 是已限定了条件“只考虑两个细胞的相互融 合”,则产生AA、BB、AB融合的3种细胞。若没有括 号中所限定的这个条件,则至少有5种细胞形态,除 上述3种外,还有未融合的A、B细胞。答案(1)纤维素酶和果胶酶 细胞壁 电刺激、振动、离心 产生新的细胞壁(2)植物组织培养,(3)动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织 胰蛋白酶 用灭活的病毒诱导杂种细胞融合 杂 种细胞(4)抗原 克隆(细胞培养)特异性抗体(单克隆 抗体)骨髓瘤细胞(5)3 杂交瘤细胞 用特定的选择培养基 培养 基中培养 小鼠腹腔内增殖,6.现有甲、乙两种可能有一定致畸、致癌作用的化 学物质,利用动物
12、细胞培养的方法能够鉴定它们是 否有毒性,并比较二者毒性的强弱。请完成下列实 验报告。.实验材料：小白鼠胚胎。.药品用具：胰蛋白酶液、动物细胞培养液、动 物细胞固定液、适宜浓度的龙胆紫溶液、滴管、培养皿、剪刀、锥形瓶、细胞培养箱、载玻片、盖玻片、光学显微镜、小白鼠正常体细胞有丝分 裂高倍显微镜照片。,.实验原理：,根据这些变异细胞占全部培养细胞的百分数(以下 称Q值),可判断该化学物质的毒性。.实验步骤：(1)制备细胞悬液 把小白鼠胚胎放在培养皿中剪碎,转入锥形瓶中,加入胰蛋白酶液处理,使胚胎组织离散成单个细胞,再加入动物细胞培养液,制成细胞悬液。(2)进行细胞培养 取A、B、C三个洁净的培养瓶
13、,。,(3)制作临时装片 当细胞繁殖到大约第8代左右时,同时从细胞培 养箱中取出三个培养瓶,用胰蛋白酶液处理,使培 养的细胞从瓶壁上脱落,再加入动物细胞固定液迅 速杀死细胞,并将细胞固定在不同的分裂时期。静置一段时间后,分别从各培养瓶底部吸取适量 的细胞悬液。滴在与培养瓶有相同编号的载玻片 中央,加12滴适宜浓度的 染 色,35 min后,盖上盖玻片,制成临时装片。,(4)镜检和统计 把临时装片放在显微镜下,按照 的顺 序观察,寻找处于 期的细胞,并与 对 比以确认发生上述变异的细胞,同时统计该期变异 的细胞占细胞总数的百分数(Q值)。.实验结果：.实验结论：。,答案.将有毒物质加入细胞培养液
14、后,培养的 动物细胞会发生染色体数量和结构变异(答出有毒 物质使细胞发生变异).(2)分别加入等量的细胞悬液 向A、B两 个培养瓶中分别加入等量的化学物质甲、乙,并将 培养瓶摇匀;C瓶不作处理,作为对照 把3个培 养瓶放在37(或适宜温度)的细胞培养箱中培养(3)龙胆紫溶液(4)先用低倍镜后用高倍镜 有丝分裂中 小白鼠 正常体细胞有丝分裂高倍显微镜照片.甲、乙两种化学物质均有毒性,且乙的毒性比 甲的毒性大,7.2008年2月26日,广西水牛研究所科研人员利用克 隆胚胎冷冻技术,使一头杂交母水牛顺利产下一头 冷冻胚胎移植的体细胞克隆雌性水牛犊,取名“盼 盼”。它的出生经历了一个严密复杂的科学操作
15、 过程：,(1)当克隆牛“盼盼”性成熟后进行减数分裂时,其初级卵母细胞内可以形成 个四分体。(2)、过程主要采取 技术才能 获得细胞群或囊胚,此时在培养液中常加入的物质 有葡萄糖、氨基酸、维生素、和 等。(3)过程中,诱导形成重组细胞常见的方法,除电 激融合外,常见的还有。(4)科研人员获得的耳纤维细胞取自于1日龄的河 流型摩拉水牛,原因是此时获取的细胞、。,(5)根据项目专家介绍,水牛克隆胚胎冷冻技术的 研究成功,有利于水牛克隆技术的推广应用,其重 要意义在于。答案(1)25(2)动物细胞培养 无机盐 动物血清(3)灭活病毒(或聚乙二醇)处理(4)分化程序低 分裂能力强(5)便于胚胎的异地运输,可以长时间保存优良种 水牛的遗传资源(答案合理即可),
