高三生物动物细胞工程人教版知识精讲.doc

高三生物动物细胞工程人教版
【同步教育信息】
一. 本周教学内容：
动物细胞工程

二. 学习重点：动物细胞培养、单克隆抗体

三. 学习过程：
动物细胞工程
动物细胞工程常用的技术手段有动物细胞培养、动物细胞融合、单克隆抗体、胚胎移植、核移植等。其中，动物细胞培养技术是其他动物细胞工程技术的基础。
（一）动物细胞培养
许多动物细胞能够分泌蛋白质，如抗体等。但是单个细胞分泌的蛋白质的量是很少的，怎样才能获得大量的分泌蛋白呢？这就要借助于大规模的动物细胞培养了。
1. 动物细胞培养过程：
单个细胞细胞株细胞系
原代培养的细胞一般传至10代左右就不容易传下去了，细胞的生长就会出现停滞，大部分细胞衰老死亡。但是有极少数的细胞能够度过“危机”而继续传下去，这些存活的细胞一般能够传到40～50代，这种传代细胞叫做细胞株。细胞株细胞的遗传物质没有发生改变。当细胞株传至50代以后又会出现“危机”，不能再传下去。但是有部分细胞的遗传物质发生了改变，并且带有癌变的特点，有可能在培养条件下无限制地传代下去，这种传代细胞称为细胞系。
2. 条件：
（1）培养液：通常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等。
（2）严格的无菌条件。
（3）定期地用胰蛋白酶使细胞从瓶壁上脱离下来，配制成细胞悬浮液，再进行培养。
3. 应用：
（1）许多有重要价值的蛋白质生物制品，如病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体等，都可以借助于动物细胞的大规模培养来生产。
（2）用取自烧伤病人皮肤的健康细胞进行培养，可以获得大量自身的皮肤细胞，为大面积烧伤的病人移植。
（3）培养的动物细胞还可以用于检测有毒物质。许多致畸、致癌物质加入培养液后，培养细胞会发生染色体结构和数目的变异。根据变异细胞占全部培养细胞的百分数，可以判断某种物质的毒性。现在动物细胞培养已经成为检测有毒物质的快速而灵敏的有效手段。医学家培养各种正常的或病变的细胞，用于生理、病理、药理等方面的研究，为治疗和预防疾病提供理论依据。

（二）动物细胞融合
动物细胞融合与植物原生质体融合的基本原理是相同的，诱导融合的方法也相类似，动物细胞的融合还常常用到灭活的病毒作为诱导剂。很多不同种类的动物细胞之间或动物与人的细胞之间都能进行融合，形成杂种细胞，例如人—鼠、人—兔、人—鸡、人—蛙、鼠—鸡、鼠—兔、鼠—猴等的细胞都能进行融合。动物细胞融合技术最重要的用途，是制备单克隆抗体。

（三）单克隆抗体
长期以来，人们为了获得抗体，采用的是把某种抗原反复注射到动物体内，然后从动物血清中分离出所需抗体的方法。用这种方法获得的抗体，不仅产量低，而且抗体的特异性差，纯度低，反应不够灵敏。为了解决这一难题，科学家们进行了多年的研究和探索。科学家们发现，在动物发生免疫反应的过程中，体内的B淋巴细胞可以产生多达百万种以上的特异性抗体，但是每一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体。因此，要想获得大量的单一抗体，必须用单个B淋巴细胞进行无性繁殖，也就是通过克隆，形成细胞群，这样的细胞群就有可能产生出化学性质单一、特异性强的抗体——单克隆抗体。遗憾的是，在体外培养的条件下，一个B淋巴细胞是不可能无限增殖的。那么怎样才能获得单克隆抗体呢？

1. 单克隆抗体的制备 ：首先将抗原注射入小鼠体内，然后从小鼠脾脏中获得能够产生抗体的B淋巴细胞，与小鼠骨髓瘤细胞在灭活的仙台病毒或聚乙二醇的诱导下融合，再在特定的选择性培养基中筛选出杂交瘤细胞。由于杂交瘤细胞继承了双亲细胞的遗传物质，因此，它不仅具有B淋巴细胞分泌特异性抗体的能力，还有骨髓瘤细胞在体外培养条件下大量增殖的本领。他们培养杂交瘤细胞，从中挑选出能够产生所需抗体的细胞群，继续培养，以获得足够数量的细胞，在体外条件下做大规模培养或注射到小鼠腹腔内增殖。这样，从细胞培养液或小鼠的腹水中，就可以提取出大量的单克隆抗体。
2. 单克隆抗体的应用 ：
单克隆抗体在疾病的诊断、治疗和预防方面，与常规抗体相比，特异性强，灵敏度高，优越性非常明显。国内外已有多种单克隆抗体实现商品化，制成单抗诊断盒，有的已投放市场。人们正在研究用单克隆抗体治疗癌症，就是在单抗上连接抗癌药物，制成“生物导弹”，将药物定向带到癌细胞所在部位，既消灭了癌细胞，又不会伤害健康细胞。

（四）哺乳动物的胚胎移植
1. 过程：
体外受精→体内发育
2. 特点及应用：
属于有性生殖范畴，具备双亲的性状；用于试管婴儿、试管牛等的培育。
以优良种牛的繁殖为例，科学家们首先用激素促进良种母牛多排卵，然后把卵细胞从母牛体内取出，在试管内与人工采集的精子进行体外受精，培育成胚胎，再把胚胎送入经过激素处理、可以接受胚胎植入的母牛子宫内，孕育成小牛产出。用这种方法得到的小牛叫做试管牛。利用胚胎移植技术可以使每头良种母牛一年繁殖牛犊上百头。许多国家都成立有商业性牛胚胎移植公司，开展牛胚胎国际贸易。除了牛之外，羊、兔、猪、马、猫等动物的胚胎移植也获得了成功。

（五）核移植技术
1. 过程：
去核的卵细胞与体细胞核重组，再进行胚胎培养，发育成个体。
2. 特点及应用：
核移植属于无性生殖范畴，培育的个体性状与提供体细胞核的个体相一致。如多利羊的培育。
科学家们用核移植的方法获得了克隆鱼和克隆两栖动物之后，在20世纪80～90年代，又陆续培育出了克隆牛、羊、兔、猴、小鼠等克隆哺乳动物。克隆动物不仅可以作为生物学和医学研究的实验动物，而且对于改良动物品种、治疗人类疾病、保护濒危动物等，都有重要的应用价值。核移植技术的发展前景是十分广阔的。

【模拟试题】（答题时间：50分钟）
一. 选择题
1. 动物细胞培养与植物组织培养的重要区别在于（ ）
A. 培养基不同；
B. 动物细胞培养不需要在无菌条件下进行；
C. 动物细胞可以传代培养，而植物细胞不能；
D. 动物细胞能够大量培养，而植物细胞只能培养成植株。
2. 单克隆抗体与血清抗体相比，优越之处在于（ ）
A. 单克隆抗体能够制成“生物导弹”；
B. 单克隆抗体可以在体外制备；
C. 单克隆抗体的特异性强，灵敏度高，产量也大大高于血清抗体；
D. 单克隆抗体的制备过程简单。
3. 动物细胞工程常用的技术手段中，最基础的是（ ）
A. 动物细胞培养　 B. 动物细胞融合 C. 单克隆杭体 D. 胚胎、核移植
4. 关于单克隆抗体的不正确叙述是（ ）
A. 化学性质单一　　 B. 用有性繁殖获得
C. 特异性强 　　　 D. 可用于治病、防病
5. 细胞株的特点是（ ）
A. 遗传物质没有改变，可以无限传代
B. 遗传物质发生改变，不可无限传代
C. 遗传物质没有改变，不可无限传代
D. 遗传物质发生改变，且有癌变特点，可以无限传代
6. 关于杂交瘤细胞的不正确叙述是（ ）
A. 有双亲细胞的遗传物质　　 B. 不能无限增殖
C. 可分泌特异性抗体　　　　 D. 体外培养条件下可大量增殖
7. 动物细胞融合技术最重要的用途是（ ）
A. 克服远源杂交不亲和　　 B. 制备单克隆抗体
C. 培育新品种　　　　　　 D. 生产杂种细胞
8. 在动物细胞培养助有关叙述中正确的是（ ）
A. 动物细胞培养的目的是获得大量的细胞分泌蛋白
B. 动物细胞培养前要用胰蛋白酶使细胞分散
C. 细胞遗传物质的改变发生于原代培养过程中
D. 培养至50代后能继续传代的传代细胞叫细胞株
9. 科学家用小鼠骨髓瘤细胞与某种细胞融合，得到杂交细胞，经培养可产生大量的单克隆抗体，与骨髓瘤细胞融合的是（ ）
A. 经过免疫的B淋巴细胞 B. 没经过免疫的T淋巴细胞
C. 经过免疫的T淋巴细胞 D. 没经过免疫的Ｂ淋巴细胞
10. 只能使动物细胞融合的常用诱导方法是（ ）
A. PEG　　B. 灭活的病毒 　C. 电刺激 D. 离心
11. 单克隆抗体是由下列哪种细胞产生的（ ）
A. B淋巴细胞 　B. T淋巴细胞 C. 骨髓瘤细胞 D. 杂交瘤细胞
12. 用于动物细胞培养的组织和细胞大都取自胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织，其主要原因是这样的组织细胞（ ）
A. 容易产生各种变异 B. 具有更强的全能性
C. 取材十分方便 　　 D. 分裂增殖的能力强
13. 在动物细胞培养过程中遗传物质发生改变的细胞是（ ）
A. 细胞系 B. 细胞株 C. 原代细胞 D. 传代细胞
14. 下列是动物细胞的工具酶的是（ ）
A. 限制酶 　B. DNA连接酶 C. 胰蛋白酶 D. 果胶酶
15.“生物导弹”是指（ ）
A. 单克隆抗体 　　　　　　　　 B. 杂交瘤细胞
C. 产生特定抗体的B淋巴细胞　　D. 在单抗上连接抗癌药物

二. 非选择题：
1. 下图为某同学根据杂交瘤技术的方法，设计的生产破伤风杆菌抗体的实验方案。据图回答：

（1）该方案能达到预期效果吗？　　　　　。原因是　　　　。
（2）图中②为　　　过程，常用　　　　作为诱导剂。该细胞继承了　 　　，因此不仅能分泌　 　　，还有　　 　　本领。
（3）该方案的目的是 　 。
2. 我国科学家童第周在1978年曾报告，将黑斑蛙的红细胞核移入去了核的黑斑蛙卵，核即分裂，卵子发育为正常的蝌蚪，红细胞核便成为有各种功能的细胞核。这个例子说明，像红细胞这样高度分化的细胞，其细胞核仍保持着　　　　　，即其核中也保留有　　　　基因。

【试题答案】
一. 选择题：
1. A 2. C 3. A 4. B 5. C 6. B 7. B 8. B 9. A 10. B
11. D 12 D 13. A 14. C 15. D

二. 非选择题：
1.
（1）不能 没有将抗原注入小鼠体内，无法获得产生单一抗体的效应B淋巴细胞
（2）细胞融合 灭活的仙台病毒 双亲细胞的遗传物质 特异性抗体
在体外培养条件下大量增殖
（3）制备单克隆抗体
2. 全能性 发育成完整个体所需要的全部