高三生物 专题三 细胞工程第二课时教案.docx
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高三生物专题三细胞工程第二课时教案
专题三
(2):
细胞工程(第二课时)
一、教学内容及考纲要求
知识内容
要求
动物的细胞培养与体细胞克隆
A
细胞融合与单克隆抗体
A
二、重要的结论性语句:
1、动物细胞培养技术是动物细胞工程技术的基础。
2、动物细胞培养时先用胰蛋白酶等处理一段时间,使组织分散成单个细胞。
3、原代培养是指从供体获取组织或细胞后的初次培养,在这一阶段中,培养的细胞最接近于体内组织或细胞的生长特性,很适合用于药物测试、基因表达等实验研究。
4、将原代培养的细胞分离稀释后转入新的培养瓶中继续培养,称为传代培养。
一般情况下,传代培养10-50次后,细胞增殖会明显减缓,甚至完全停止。
5、动物细胞培养需要严格的环境条件,包括无菌无毒、温度、pH、气体和营养物质(如葡萄糖、无机盐、氨基酸、维生素、核酸、嘌呤、嘧啶、激素和生长因子等)。
在使用合成培养基时还需加入动物血清等天然成分。
6、诱导动物细胞融合的方法有物理法(如电激法)、化学法(如聚乙二醇法)和生物法(如仙台病毒法)。
7、细胞融合技术突破了有性杂交方法的局限,使远缘杂交成为可能。
8、动物细胞融合技术的最重要的用途之一是制备单克隆抗体。
9、杂交瘤细胞的特点是既能迅速大量增殖,又能产生专一性抗体。
10、单克隆抗体最主要的优点在于它的特异性强、灵敏度高,并能大量制备。
三、重、难点知识归类、整理
1、植物组织培养和动物细胞培养的比较
项目
主要原理
培养基
结果
培养目的
植物组织培养
细胞全能性
固体:
营养物质、激素
培育成植株
快速繁殖培育无病毒植株
动物细胞培养
细胞增殖
液体:
营养物质、动物血清
培育成细胞株或细胞系
获得细胞或细胞产品等
2、植物体细胞杂交和动物细胞融合
项目
原理
融合方法
诱导手段
用途
植物体细胞杂交
细胞膜的流动性
去细胞壁后诱导原生质体融合
离心、振动、电刺激、聚乙二醇诱导
获得杂种植株
动物细胞融合
细胞膜的流动性
使细胞分散后诱导细胞融合
(同上)再加上灭活的病毒诱导
制备单克隆抗体
3、受精作用、原生质体融合、动物细胞融合
受精作用
原生质体融合
动物细跑融合
不
同
点
细胞类型不同
精子与卵细胞
体细胞
体细胞
细胞来源不同
来自同一生物个体
一般来自不同种的生物个体
一般来自不同种的生物个体
染色体数目变化不同
2N
2N+2N不一定是2N×2
2N+2N不一定是2N×2
融合条件不同
不需人工诱导
需人工诱导
需人工诱导
同
都有两个细胞融合成一个细胞,并且融合成这个细胞的遗传物质都是由原来的两个细胞决定的
四、例题解析:
例1:
动物细胞融合和植物体细胞杂交的比较中,正确的是
A.诱导融合的方法完全相同 B.所用的技术手段基本相同
C.所采用的原理完全相同 D.都能形成杂种细胞
例2:
下列有关动物细胞培养的叙述,不正确的是
A.用于培养的细胞大都取自胚胎或幼龄动物的器官或组织
B.将所取的组织先用胰蛋白酶等进行处理使其分散成单个细胞
C.在培养瓶中要定期用胰蛋白酶使细胞从瓶壁上脱离,制成悬浮液
D.动物细胞培养只能传50代左右,所培养的细胞就会衰老死亡
课堂练习
一、单选题:
1.为了使用于培养的动物组织细胞分散开以便配制成一定浓度的细胞悬浮液,选取来的动物组织应选用下列哪种物质处理
A.胃蛋白酶B.胰蛋白酶C.盐酸D.胰脂肪酶
2.在克隆多利羊的过程中,下列哪项技术没有运用到
A.细胞培养技术B.细胞核移植C.胚胎移植技术D.基因工程技术
3.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.不经过免疫的T淋巴细胞
C.经过免疫的T淋巴细胞D.不经过免疫的B淋巴细胞
4.动物细胞融合的目的中最重要的是
A.克服远源杂交不亲和B.制备单克隆抗体
C.培育新物种D.生产杂种细胞
5.能使动物细胞融合的特有的诱导因子是
A.离心B.灭活的病毒C.电刺激D.振动
6.一只羊的卵细胞核被另一只羊的体细胞核置换后,这个卵细胞经过多次分裂,再植入第三只羊的子宫内发育,结果产下一只羊羔。
这种克隆技术具有多种用途,但是不能()
A.有选择地繁殖某一性别的家畜B.繁殖家畜中的优秀个体
C.用于保存物种D.改变动物的基因型
7.单克隆抗体制备过程中,骨髓瘤细胞和B淋巴细胞诱导融合后,要用特定培养基筛选出杂交瘤细胞。
在这种培养基上不能存活、增殖的细胞是()
①B淋巴细胞②小鼠骨髓瘤细胞③B淋巴细胞自身融合细胞④小鼠骨髓瘤细胞自身融合细胞⑤杂交瘤细胞
A.①②③④B.①③⑤C.②④D.①③
8.植物体细胞杂交与动物细胞工程中所用技术与原理不相符的是
A.纤维素酶、果胶酶处理和胰蛋白酶处理——酶的专一性
B.植物组织培养和动物细胞培养——细胞的全能性
C.原生质体融合和动物细胞融合——生物膜的流动性
D.紫草细胞培养和杂交瘤细胞的培养——细胞分裂
9.在下列自然现象或科学研究成果中,能为“动物细胞具有全能性”观点提供直接证据的是
A.壁虎断尾后重新长出尾部B.蜜蜂的未受精卵细胞发育成雄蜂
C.用体外培养的皮肤治疗烧伤病人D.小鼠腺细胞的自我复制
10.利用细胞工程方法,以SARS病毒核衣壳蛋白为抗原制备出单克隆抗体。
下列相关叙述正确的是
A.用纯化的核衣壳蛋白反复注射到小鼠体内,产生的血清抗体为单克隆抗体
B.体外培养单个效应B细胞可以获得大量针对SARS病毒的单克隆抗体
C.将等量效应B细胞和骨髓瘤细胞混合,经PEG诱导融合后的细胞均为杂交瘤细胞
D.利用该单克隆抗体与SARS病毒核衣壳蛋白特异性结合的方法可诊断出病毒感染者
11.下列哪一项属于克隆
A.将鸡的某个DNA分子片段整合到小鼠的DNA分子上
B.将抗药菌的某基因引入草履虫的细胞内
C.将鼠骨髓瘤细胞与经过免疫的脾细胞融合成杂交瘤细胞
D.将某肿瘤细胞在体外培养繁殖成一个细胞系
二、多选题:
12.下列关于单克隆抗体的制备和应用的叙述中,正确的是( )
A.B淋巴细胞与骨髓瘤细胞的融合,一般不需要灭活的仙台病毒或聚乙二醇诱导
B.融合后形成的杂交瘤细胞既能无限增殖,又能产生单克隆抗体
C.体外培养时,一个效应B淋巴细胞可以产生抗体,但不能无限增殖
D.单克隆抗体与常规抗体相比,特异性强,灵敏度高,优越性明显
13.(多选)1975年米尔斯坦和柯勒成功地获得了单克隆抗体。
下列细胞中与单克隆抗体的制备有关的是( )
A.效应B细胞B.T淋巴细胞C.骨髓瘤细胞D.杂交瘤细胞
三、非选题:
14.右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 ;由A、B到细胞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;由A、B到C的过程中,常用的不同于植物细胞融合的手段是 ,所形成的D称为 ,A、B融合为C的过程说明了细胞膜具有。
(4)若该过程是制备单克隆抗体,A为小鼠效应B细胞,那么,在获得此细胞之前,小鼠已经被注射了。
注射后小鼠身体发生了相应的免疫反应,生成了________________________________________,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(只考虑两两融合),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,常用的培养方法是培养液中培养和 。
15.两场筹备了10年的“太空结合”首次在神舟八号飞船上举行了,“新人”之一是小白鼠B淋巴细胞和骨髓瘤细胞,新人在“产房”——电融合仪内孕育新生命。
160min后,中国首批“太空娃娃”终于顺利诞生。
“太空娃娃”诞生和地面实验如图所示。
请回答下列问题:
(1)小白鼠B淋巴细胞和骨髓瘤细胞能融合在一起,体现了细胞膜具有__________的特点。
(2)若用于SARS的预防上,则宜采用_______细胞。
科学工作者正在研究治疗癌症使用的生物导弹是____ __ _。
(3)B淋巴细胞和T淋巴细胞都是由________________细胞形成的。
这种相同细胞的后代,在形态、结构和生理功能上产生稳定差异的过程,叫做_____。
(4)鼠的淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合后,在培养时通过_______________(有丝/减数)分裂方式大量繁殖。
细胞中染色体数目与淋巴细胞相比有何特点?
_____________;要观察融合后的细胞中的染色体形态、数目,可用一定浓度的_______________处理。
(5)融合的细胞具有两种细胞的特性,即_______________和___________________。
专题三:
细胞工程(第二课时)课后练习
一、单选题:
1.下列关于动物细胞培养的叙述,正确的是
A.培养中的人效应T细胞能产生单克隆抗体
B.培养中的人B细胞能够无限地增殖
C.人的成熟红细胞经过培养能形成细胞株
D.用胰蛋白酶处理肝组织可获得单个肝细胞
2.单克隆抗体技术在疾病诊断和治疗以及生命科学研究中具有广泛的应用。
下列关于单克隆抗体的叙述,错误的是
A.特异性强、灵敏度高
B.与抗癌药物结合可制成“生物导弹”
C.体外培养B淋巴细胞可大量分泌单克隆抗体
D.由效应B细胞与骨髓瘤细胞融合而成的杂交瘤细胞分泌
3.关于单克隆抗体,下列叙述不正确的是
A.可以制成诊断盒.用于疾病的珍断
B.可以与药物结合,用于病变细胞的定向治疗
C.可以利用基因工程技术生产
D.可以在生物体内生产,不能体外生产
4.下列关于细胞工程的叙述中,错误的是
A.植物细胞融合必须先制备原生质体B.试管婴儿技术包括人工受精和胚胎移植两方面
C.经细胞核移植培育出新个体只具有一个亲本的遗传性状D.用于培养的植物器官或属于外植体
5.用动物细胞工程技术获取单克隆抗体,下列实验步骤中错误的是
A.将抗原注入小鼠体内,获得能产生抗体的B淋巴细胞
B.用纤维素酶处理B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞
C.用聚乙二醇(PEG)作诱导剂,促使能产生抗体的B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合
D.筛选杂交瘤细胞,并从中选出能产生所需抗体的细胞群,培养后提取单克隆抗体
6.人类寄希望于利用干细胞(人体中具有分裂、分化能力的细胞)的分离和体外培养,在体外培育出组织器官,并最终通过组织或器官移植实现对临床疾病的治疗。
能否用肌细胞代替干细胞
A.不能,因为肌细胞与干细胞所含有的遗传物质不同
B.不能,因为肌细胞是高度分化的细胞,没有分裂能力
C.能,因为肌细胞虽然是分化的细胞,但在一定条件下也可脱分化,实现细胞全能性
D.能,因为肌细胞与干细胞具有完全相同的遗传物质
7.下列属于组织培养但不是克隆的是()
A.将花粉离体培养成单倍体植株B.芽发育成枝条
C.根尖分生区发育成成熟区D.上皮细胞无性繁殖产生的细胞群
8.动物细胞培养液和植物组织培养液的共有成分是()
A.葡萄糖B.蔗糖C.动物血清D.维生素
9.动物细胞培养的细胞来自于()
A.任何个体的细胞B.只能取自动物胚胎细胞
C.只能取自幼龄动物的组织细胞D.胚胎或幼龄动物的器官和组织细胞
10.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
11.“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
12..如用动物的细胞进行克隆实验应该选择的细胞核不能是 ()
A、乳腺细胞的B、卵细胞的C、胃腺细胞的D、囊胚时期的胚胎细胞的
13.单克隆抗体制备过程中使用的骨髓瘤细胞是一种缺陷型细胞,在含有次黄嘌呤、氨基喋呤和胸腺嘧啶的培养基(HAT)中无法生长;而小鼠脾细胞是正常细胞,在HAT培养基上可正常存活。
用聚乙二醇诱导细胞融合后,经过数代培养,最终可在HAT培养基上存活并能产生单克隆抗体的细胞是()
A.骨髓瘤细胞之间形成的融合细胞B.脾细胞之间形成的融合细胞
C.骨髓瘤细胞与脾细胞之间形成的融合细胞D.脾细胞
14.研究单克隆抗体治疗癌症的思路是()
A.利用单克隆抗体特异性地对抗癌细胞
B.以单克隆抗体作抗癌药物杀死癌细胞
C.抗癌物质在克隆细胞中大量合成
D.单克隆抗体携带抗癌药物特异性地与癌细胞结合
15.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
16.动物细胞融合和植物体细胞杂交的比较中,正确的是( )
①诱导融合的方法完全相同②所用的技术手段不相同③所采用的原理完全相同④都能形成杂种细胞
A.①②B.①③C.②④D.③④
17.有关动物细胞培养的叙述中正确的是
A.动物细胞培养前要用胰蛋白酶使细胞分散
B.动物细胞培养的目的是获得大量的细胞分泌蛋白
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
二.多选题
18.关于制备单克隆抗体的叙述不正确的是
A.单克隆抗体产自淋巴细胞
B.单克隆抗体的制备要经过细胞融合
C.单克隆抗体的获得不需要使细胞癌变
D.必须同时在体内和体外培养挑选出所需抗体的细胞群
19.对细胞全能性的表述不正确的有
A.没有离体植物细胞也能表现出全能性
B.动物细胞融合标志着动物细胞全能性的实现
C.单克隆抗体的制备原理依据是细胞的全能性
D.花粉可培育成单倍体,是细胞全能性的体现
20.将小鼠骨髓瘤细胞与一种B淋巴细胞融合,可使融合的细胞经培养产生单克隆抗体,其依据是
A.B淋巴细胞只有与骨髓瘤细胞融合后才能产生抗体
B.B淋巴细胞可以产生抗体,但不能无限增殖
C.骨髓瘤细胞可以产生抗体,但不能无限增殖
D.骨髓瘤细胞可以无限增殖,但不能产生抗体
三、非选题:
21、下图为细胞融合的简略过程(只考虑两个细胞的融合),请据图回答:
.若A、B是基因型分别为rrHH、RRhh两个烟草品种细胞的花粉,且这两对基因位于非同源染色体上,由于一对隐性纯合基因(rr或hh)的作用,在光照强度大于800勒克斯时,都不能生长。
(1)实验开始时必须用除去不利于原生质体融合的物质。
(2)实验中除获得杂种细胞外,还有基因型为 的融合细胞。
(3)设计一方法(不考虑机械方法),从培养液中分离出杂种细胞,方法:
(4)将杂种细胞培养成杂种植株依据的理论基础是 。
.若该过程是制备治疗“SARS”病毒的单克隆抗体,A为人B淋巴细胞(染色体组成为2A+XX=46),B为鼠骨髓瘤细胞(染色体组成为2A+XX=40)
(5)用单克隆抗体制成“生物导弹”主要利用了抗体的特性。
(6)A细胞来自于,杂种细胞C共有个染色体组。
(7)杂交瘤细胞在体外培养时与植物组织培养的主要区别是培养基要用培养基。
(物理状态),培养基中除了添加必要的营养物质为还需加入。
22.为某同学根据右图杂交瘤技术的方法,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)破伤风杆菌的抗体最终可以从_________和_________中提取。
(4)该方案的目的是_________________。
23、肺癌在全国的发病率居肿瘤之首,小细胞肺癌是恶性程度最高的一种,上海肺癌研究所细胞与分子免疫研究室在国内率先研制出一种名叫“2F7”的靶向生物导弹。
这种生物导弹是一种专门对小细胞肺癌产生特定靶向性的特异性单克隆抗体。
注入静脉后,会“直扑”小细胞肺癌病灶,使其携带的肿瘤化疗药物能“集中火力”抑制、杀灭肿瘤细胞。
这预示着化疗药物有望弥补“良莠不分”、损害全身免疫力的缺陷。
(1)制备单克隆抗体的原理是。
(2)制备单克隆抗体用到的动物细胞工程技术手段有。
(3)单克隆抗体是由细胞产生的。
(4)静脉注入而不是口服单克隆抗体的原因是。
(5)单克隆抗体与肿瘤细胞结合并发挥作用的过程属于免疫的阶段。
24、右图是制备分泌抗X抗体的过程,根据图解回答问题:
(1)给小鼠注射抗原的目的是__________________。
(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)由图中可看出,单克隆抗体制备过程运用了______________和______________的动物细胞工程技术手段,前者常用的诱导剂与植物原生质体融合不同的是可用________________。
(4)动物细胞培养液的配方通常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素等,与植物细胞培养基有所不同的是,还含有_________________。
(5)在动物细胞融合过程中,需要将所选取的组织细胞离散开,以利于细胞融合,可用________________处理离体组织细胞使之分散开。
(6)图中有两次筛选过程,其中步骤④的目的是筛选出_______________________,步骤⑤⑥的目的是筛选出__________________。
(7)请根据以下信息,设计一方法(不考虑机械方法),从培养液中筛选出杂交瘤细胞。
已知细胞合成DNA有D和S两条途径,其中D途径能被氨基嘌呤阻断。
人淋巴细胞中有这两种DNA的合成途径,但一般不分裂增殖。
鼠骨髓瘤细胞中尽管没有S途径,但能不断分裂增殖,将这两种细胞在试管中混合,加聚乙二醇促融,获得杂种细胞。
方法:
__________________________。
原理:
_______________________
专题三:
细胞工程
第二课时答案
例1:
解析:
动物细胞融合和植物体细胞杂交这两项细胞工程技术中,都包含有细胞融合的过程。
对于诱导方法来说,除动物细胞的融合还常用灭活的病毒做诱导剂外,其他是基本相同的。
但是,植物体细胞杂交在完成细胞融合后,还要将杂种细胞培育成植株,所以,它们所应用的技术手段是有差别的。
至于所采用的原理,植物体细胞杂交是细胞的全能性,而动物细胞融合主要体现细胞膜的流动性 选D
例2:
解析:
动物细胞培养的过程是:
先制备培养液,然后取动物细胞,用于培养的细胞大都来自胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织。
将组织取出后,用胰蛋白酶等处理使组织分散成单个细胞,将单个细胞配制成一定浓度的细胞悬浮液,再将悬浮液放入培养瓶中在培养箱中培养。
细胞在培养瓶中贴壁生长,细胞的数目越来越多,需定期用胰蛋白酶使细胞从瓶壁上脱离下来,再配制成悬浮液,分到两个瓶中继续培养。
动物细胞培养50代可成为细胞系,50代以前10代以后称为细胞株。
50代以后生存下来的细胞的遗传物质发生了变化,也就是说细胞发生了癌变,癌细胞会无限增殖。
选D
课堂练习
1B 2D 3A 4B 5B 6D 7A 8B 9B 10D 11D 12BCD 13ABCD
14.
(1)纤维素酶和果胶酶细胞壁 离心、振动、电激产生新的细胞壁
(2)植物组织培养(3)幼龄动物的组织或器官或胚胎胰蛋白酶灭活的病毒诱导杂种细胞流动性(4)抗原效应B细胞、记忆细胞、抗体骨髓瘤细胞(5)3杂交瘤细胞用特定选择培养基小鼠腹腔内增殖
15.
(1)一定的流动性
(2)SARS病毒感染后产生的效应B细胞,单克隆抗体+抗癌
药物(3)造血干细胞细胞分化(4)有丝 加倍 龙胆紫(5)无限增值,产生单
一抗体
课后练习
1D 2C 3D 4C 5B 6B 7A 8D 9D 10A 11D 12B 13C 14D 15D 16C 17A 18ACD 19ABC 20BD
21
(1)纤维素酶(或果胶酶)
(2)rrHH、RRhh(3)置大于800勒克斯光照下培养,收集分化的细胞团(4)细胞的全能性
(5)抗体与抗原结合,发挥特异性免疫效应(6)非典患者 2;(7)液体 动物血清
22
(1)不能因为没有将抗原注入小鼠体内,无法获得产生此种抗体的效应B细胞
(2)细胞融合灭活的病毒(或聚乙二醇)双亲细胞的遗传物质特异性抗体在体外培养条件下大量繁殖(3)培养液小鼠腹水(4)制备单克隆抗体
23
(1)每种效应B细胞只能产生一种特异性抗体 瘤细胞能无限增殖
(2)动物细胞融合、动物细胞培养 (3)杂交瘤
(4)抗体是蛋白质,若口服则被消化,使抗体失去其功能 (5)体液效应
24
(1)获得能产生相应抗体的B淋巴细胞
(2)既能无限增殖,又能产生特定抗体(3)动物细胞融合动物细胞培养灭活病毒(4)动物血清(5)胰蛋白酶(6)杂交瘤细胞能产生特定抗体的杂交瘤细胞(7)方法:
培养液中加入氨基嘌呤,收集增殖的细胞 原理:
加入氨基嘌呤后,使D合成途径阻断,仅有D合成途径的骨髓瘤细胞及其彼此融合的细胞就不能增殖,但人淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合后的杂种细胞可以利用淋巴细胞中的S途径合成DNA而增殖
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