高中生物 第二章 克隆技術 第6課時 動物的克隆(Ⅱ) 浙科版選修3

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1、第6課時動物的克隆()第二章克隆技術選修3現代生物技術專題知識內容要求考情解讀動物的克隆a1.簡述動物的細胞融合技術及應用。2.描述動物細胞全能性的表現程度，說出動物難以克隆的原因。3.簡述動物細胞核移植的概念和程序。4.列舉動物細胞培養(yǎng)與動物細胞核移植的應用和發(fā)展前景。一、動物的細胞融合技術及其應用二、動物的克隆繁殖達標檢測內容索引一、動物的細胞融合一、動物的細胞融合技術及其應用技術及其應用1.細胞融合與細胞雜交細胞融合與細胞雜交(1)細胞融合含義：指 融合成一個細胞的現象。促融方法：滅活的 、 介導、電融合技術等，其中 是效率很高的新型細胞融合技術。(2)細胞雜交概念： 的細胞間的融合。應

2、用：細胞雜交中 容易丟失，利用雜交細胞檢測特定_ 與特定基因產物(蛋白質)減少的對應關系可進行 。新知導學兩個或多個細胞仙臺病毒聚乙二醇電融合技術基因型不同染色體染色體丟失基因定位2.單克隆抗體的制備單克隆抗體的制備(1)過程B淋巴細胞骨髓瘤細胞產生特定抗體的雜交細胞提取抗體(2)雜交瘤細胞的特點： ，產生 。(3)單克隆抗體的優(yōu)點：其識別抗原部位的專一性，比一般抗血清_ ，原因是一般抗血清中的抗體是_ 。(4)單克隆抗體的應用：單抗可作為 ，研究相應抗原蛋白的 、 及其 。無限增殖單克隆抗體優(yōu)越得多一群識別不同抗原部位的抗體混合物特異探針結構細胞學分布功能血清抗體與單克隆抗體比較血清抗體與單

3、克隆抗體比較助學巧記助學巧記項目分泌細胞特點生產單克隆抗體雜交瘤細胞特異性強、靈敏度高產量高，易純化分離血清抗體各B淋巴細胞特異性差、靈敏度低產量低，分離困難概念指兩個或多個動物細胞融合成一個細胞的現象，其中基因型不同的細胞間的融合就是_原理_探究探究1理性思維理性思維下列是A細胞與B細胞融合雜交的過程圖解。思考回答相關問題：互動探究細胞雜交細胞膜的流動性誘導融合的方法物理、化學方法：聚乙二醇、電刺激等；生物方法：_過程描述膜融合質融合核融合融合成功的標志雜交細胞進行_重組細胞的特點雜交細胞具有兩個細胞的遺傳信息，能表現兩個親本的性狀應用檢測特定染色體丟失與特定基因產物(蛋白質)減少的對應關系

4、進行 ；制備_滅活的病毒有絲分裂基因的定位單克隆抗體探究探究2圖示解讀圖示解讀下列是制備單抗的基本方法步驟。請完善右圖并思考回答相關問題：1.制備單克隆抗體的關鍵思路是：(1)克隆單一的B淋巴細胞，形成細胞群；(2)將_與骨髓瘤細胞融合，獲得雜交瘤細胞。骨髓瘤雜交細胞雜交瘤細胞體外培養(yǎng)B淋巴細胞2.用B淋巴細胞與骨髓瘤細胞融合的原因是什么？答案答案答案(1)每一個B淋巴細胞只能分泌一種特異性抗體；不同種類的B淋巴細胞分泌的抗體不同；(2)B淋巴細胞在體外培養(yǎng)時不能無限增殖，骨髓瘤細胞能夠無限增殖。3.雜交瘤技術制備單克隆抗體的最大優(yōu)點：可以從特異抗原成分比例極少的抗原混合物中獲得 。4.制備單

5、克隆抗體過程中的幾種細胞的特點：(1)免疫的B淋巴細胞：能產生 ，但不能無限增殖。(2)骨髓瘤細胞：能 ，但不能產生抗體。(3)雜交瘤細胞：既能產生 ，又能在培養(yǎng)條件下進行 。單抗單一抗體無限增殖特定的抗體無限增殖5.單克隆抗體制備過程中有兩次篩選，其目的分別是什么？答案答案答案第一次篩選是在B淋巴細胞與骨髓瘤細胞融合之后，篩選出只有B淋巴細胞與骨髓瘤細胞融合的雜交細胞。第二次篩選需先在多孔培養(yǎng)皿上培養(yǎng)，在每個孔只有一個雜交瘤細胞的情況下開始培養(yǎng)，然后再篩選出能產生特異性抗體的細胞群。6.獲取單克隆抗體的場所：若在培養(yǎng)基中進行雜交瘤細胞培養(yǎng)，則從 中提?。蝗粼谛∈蠡蚱渌麆游锔骨恢信囵B(yǎng)，則從 中

6、提取。培養(yǎng)液腹水例例1(2017浙江選考聯考)TOP2A蛋白在多種腫瘤細胞中大量表達，成為抗腫瘤的研究靶點，某科研單位制作了TOP2A蛋白的單克隆抗體。請回答：(1)利用基因工程制備TOP2A蛋白：TOP2A蛋白基因和質粒用_處理并連接成重組質粒，然后導入經_處理的大腸桿菌，并將大腸桿菌接種到含氨芐青霉素的LB液體培養(yǎng)基中培養(yǎng)，經離心得到菌體，破碎提純得到TOP2A蛋白。答案解析限制性核酸內切酶和DNA連接酶CaCl2解析解析在基因工程中常用限制性核酸內切酶和DNA連接酶處理并連接目的基因和質粒。為提高重組質粒導入大腸桿菌的概率，常用CaCl2處理大腸桿菌，以增大大腸桿菌細胞壁的通透性。(2)

7、TOP2A蛋白單克隆抗體的制備：將TOP2A蛋白反復多次注射到小鼠體內，使其發(fā)生_，取經過免疫的小鼠B淋巴細胞和骨髓瘤細胞在_(填物質名稱)介導下發(fā)生細胞融合，形成雜交瘤細胞。并將各雜交瘤細胞單獨分裝培養(yǎng)，經篩選、_后，獲得能產生單一抗體的_(A.連續(xù)細胞系B.有限細胞系 C.連續(xù)細胞株D.有限細胞株)。免疫反應聚乙二醇克隆培養(yǎng)C解析解析在雜交瘤細胞制備過程中，常用聚乙二醇作介導物質，選擇發(fā)生免疫的B細胞和可無限傳代的骨髓瘤細胞融合，篩選后獲得能產生某一特定抗體的雜交瘤細胞。雜交瘤細胞能夠無限增殖，且篩選后已分離純化，因此雜交瘤細胞單獨分裝培養(yǎng)，經篩選、克隆培養(yǎng)后，獲得的是能產生單一抗體的連續(xù)

8、細胞株。答案解析(1)若A細胞是小鼠骨髓瘤細胞,則B細胞是取自_的細胞，C過程化學誘導試劑常用_。例例2(2016瑞安期中節(jié)選)科學家從病死的家禽和候鳥體內分離到了H5N1禽流感病毒，用以生產可以預防和治療禽流感的抗體，如圖為單克隆抗體制備過程示意圖，圖中AG分別表示生物技術或細胞名稱，請回答有關問題：感染H5N1病毒的動物或人聚乙二醇答案解析解析解析單克隆抗體制備時將經過免疫的B淋巴細胞與骨髓瘤細胞融合，若A細胞是小鼠骨髓瘤細胞，則B細胞是取自感染H5N1禽流感病毒的動物或人的細胞。C過程為動物細胞融合，利用的誘導方法有物理法(電刺激)、化學法(聚乙二醇)、生物法(滅活的病毒)。(2)僅考慮

9、某細胞兩兩融合，可能形成3種類型的D細胞，需經兩次篩選，選出_(填特點)的E細胞用于培養(yǎng)。既能無限增殖又能產生特異性抗體解析解析假設僅考慮某兩個細胞的融合，則可能形成雜交瘤細胞、骨髓瘤細胞自身融合細胞、B淋巴細胞自身融合細胞3種類型的D細胞，因此需用選擇性培養(yǎng)基篩選出既能無限增殖又能產生特異性抗體的雜交瘤細胞用于培養(yǎng)。答案解析解析解析在動物細胞培養(yǎng)過程中培養(yǎng)液中必須通入O2和CO2，通入CO2的目的是維持培養(yǎng)液的pH。隨著細胞分裂次數的增多，就會停止分裂增殖，這種現象稱為細胞的接觸抑制，需要用胰蛋白酶等處理使細胞從瓶壁上分離下來。(3)在動物細胞培養(yǎng)過程中培養(yǎng)液中必須通入O2和CO2，通入CO

10、2的目的是_。隨著細胞分裂次數的增多，就會停止分裂增殖，這種現象稱為細胞的_。維持培養(yǎng)液的pH接觸抑制答案解析二、動物的克隆繁殖二、動物的克隆繁殖1.不同的動物細胞及全能性的表現程度不同的動物細胞及全能性的表現程度(1)受精卵：具有使后代細胞形成 的潛能。(2)二分裂球：具有 ，每一個細胞都可以發(fā)育為完整的個體，可形成 個體。(3)多能細胞：具有分化為 的潛能。(4)單能細胞：只能分化為 。(5)已分化的細胞： 為其他細胞，甚至終生不再分裂。新知導學完整個體全能性同卵孿生多種組織細胞一種細胞不再分化2.動物難以克隆的根本原因：動物難以克隆的根本原因：來自動物的體細胞均已發(fā)生了分化，基因組中基因

11、的活動 ，不能像受精卵那樣發(fā)揮細胞的全能性，以此為起點進行動物克隆，難度很大。很不完全3.動物體細胞克隆動物體細胞克隆原理和主要技術：利用 的全能性進行 ，將動物的一個細胞核移入一個已經去掉細胞核的 中，使其重組并發(fā)育成為一個新的胚胎，這個新的胚胎最終發(fā)育為動物個體(克隆動物)。4.克隆動植物的應用克隆動植物的應用(1)為 的治療、優(yōu)良品種的培育等提供了重要途徑。(2)對物種的優(yōu)化、 的保存和轉基因動物的擴群有重要意義。(3)豐富了人們的物質生活，可降低畜牧業(yè)的成本，縮短 ，提高生產效率。細胞核核移植卵細胞遺傳疾病瀕危動物育種年限克隆植物體細胞與克隆動物體細胞相比較而言，哪個較容易獲得成功呢？

12、為什么？答案答案克隆植物體細胞較容易成功。植物體細胞具有全能性，在一定條件下能表現出來；而動物體細胞全能性降低，但是細胞核內含有全套遺傳物質，仍然具有全能性。思考思考答案探究探究理性思維理性思維完成綿羊“多莉”克隆流程圖：1.體細胞羊的克隆成功證明：(1)高度分化的細胞經過一定技術處理，可以回復到類似 時期的功能。(2)在胚胎和個體發(fā)育中，細胞質具有調控_發(fā)育的作用?；犹骄考毎撕艘浦苍缙谧訉m受精卵細胞核2.為什么選擇卵細胞作為受體細胞？受體細胞去核的原因是什么？答案答案一方面，卵細胞大，易于操作，且卵黃多，營養(yǎng)豐富，為發(fā)育提供充足的營養(yǎng)。另一方面，卵細胞此時具備受精能力，細胞質中含有能刺激

13、融合后重組細胞進行分裂、分化并形成重組胚胎的物質。受體細胞去核的原因是保證克隆動物的遺傳物質最大程度地來自有重要利用價值的動物。答案3.為什么核移植技術獲得的動物與供核動物性狀不完全相同？答案答案(1)克隆動物絕大部分DNA來自于供體細胞核，但其核外線粒體中的DNA來自于受體卵細胞。(2)性狀是基因與環(huán)境共同作用的結果。供核動物生活的環(huán)境與克隆動物所生活的環(huán)境不會完全相同，其性狀也不可能和供核動物完全相同。(3)在個體發(fā)育過程中有可能發(fā)生基因突變，產生供核動物沒有的性狀。答案4.動物體細胞核移植屬于哪種生殖方式？為什么？答案答案無性生殖。因為動物體細胞核移植最終得到的個體的細胞核中遺傳物質完全

14、來自一個個體，不是精卵受精得到的，因此屬于無性生殖。答案例例3(2017臺州中學調研)下列有關克隆的敘述，錯誤的是 A.動物難以克隆的根本原因是基因組中的基因不完整B.細胞克隆可用于從普通細胞系中分離出缺乏特殊基因的突變細胞系C.“多莉”綿羊的性狀與供核綿羊不完全相同D.動物細胞培養(yǎng)需要用胰蛋白酶把組織分散成單個細胞答案解析解析解析動物難以克隆的根本原因是動物細胞的全能性受到抑制，全能性降低，A錯誤；細胞克隆的主要用途之一，就是從普通細胞系中分離出缺乏特殊基因的突變細胞系，B正確；“多莉”綿羊的細胞核基因來自供核綿羊，而細胞質基因來自提供細胞質個體，所以其性狀與供核綿羊不完全相同，C正確；動物

15、細胞培養(yǎng)需要用胰蛋白酶把組織分散成單個細胞，D正確。利用酶解法獲得的組織單細胞懸液中含有不同類型的細胞，進行細胞克隆時，需要保證分離出來的細胞是一個而不是多個，即必須確保所建成的克隆來源于單個細胞。易混易錯易混易錯下列各項有關表述錯誤的是 A.克隆羊“多莉”的主要性狀與甲羊一致，因為其細胞核基因來自甲羊B.克隆羊“多莉”的培育過程中采用的生物技術有細胞核移植和胚胎移植C.乙羊的去核卵細胞為重組細胞的基因表達提供了細胞內的環(huán)境條件D.此過程說明高度分化的動物細胞具有全能性例例4下圖為克隆羊“多莉”的培育過程示意圖：答案解析解析解析生物的性狀主要由細胞核中的遺傳物質控制，克隆羊的主要性狀與提供細胞

16、核的個體基本一致，A正確；甲羊的體細胞核移植到去核的卵細胞中形成重組細胞后，在體外適宜條件下培養(yǎng)至早期胚胎再移植到第三只羊的子宮內完成妊娠、分娩等過程，用到了細胞核移植技術和胚胎移植技術，B正確；選擇去核卵細胞是因為其細胞質中含有使體細胞核表達全能性的物質，C正確；此實驗只能說明高度分化的動物細胞的細胞核具有全能性，D錯誤。原理：細胞膜的_誘導方法：滅活的病毒、_ 介導、 技術等意義動物細胞的 的表現程度動物難以克隆的根本原因流動性聚乙二醇電融合全能性學習小結學習小結動物的細胞融合技術及其應用細胞融合與細胞雜交單克隆抗體的制備原理制備流程單抗的優(yōu)點動物的克隆繁殖核移植與克隆動物過程應用發(fā)展前景

17、達標檢測1.下列關于動物細胞融合的說法不正確的是 A.細胞融合和細胞培養(yǎng)是細胞工程的主要技術手段B.細胞融合可以發(fā)生在相同基因型或不同基因型細胞之間C.常用于誘導動物細胞融合的手段：聚乙二醇、滅活的病毒、電刺激、 紫外線照射D.細胞融合被譽為免疫學中的一次革命，主要是其促進了單抗技術的 發(fā)展答案解析1234512345解析解析動物細胞工程的主要技術手段有動物細胞培養(yǎng)、動物細胞融合，A正確；細胞融合可以在基因型相同或不同的細胞間進行，B正確；常用于誘導動物細胞融合的手段：聚乙二醇、滅活的病毒、電刺激等，紫外線照射不可以誘導動物細胞融合，C錯誤；細胞融合技術促進了單抗技術的發(fā)展，被譽為免疫學中的一

18、次革命，D正確。2.如圖為某哺乳動物的生殖過程圖，下列敘述正確的是 A.個體2為克隆動物，c為高度分化的體細胞B.個體2的遺傳性狀與提供b細胞的母羊完全不同C.產生動物個體2的生殖方式為有性生殖D.e細胞為完成減數分裂的卵細胞答案解析12345解析解析通過克隆技術培育的動物稱為克隆動物，提供細胞核的是高度分化的體細胞，A項正確；考慮到細胞質基因，應該是“有相同之處”，B項錯誤；動物的克隆實際上是無性生殖過程，C項錯誤；e細胞是處于減數第二次分裂中期的卵細胞，并沒有完全完成減數分裂，D項錯誤。123453.單克隆抗體制備過程中，骨髓瘤細胞和B淋巴細胞誘導融合后，要用特定培養(yǎng)基篩選出雜交瘤細胞。在

19、這種培養(yǎng)基上不能存活增殖的細胞是 B淋巴細胞小鼠骨髓瘤細胞B淋巴細胞自身融合細胞小鼠骨髓瘤細胞自身融合細胞雜交瘤細胞A. B.C. D.答案解析1234512345解析解析單克隆抗體的制備過程中，骨髓瘤細胞和B淋巴細胞融合時，有以下三種情況：未發(fā)生融合的細胞(B淋巴細胞、小鼠骨髓瘤細胞)；自身融合的細胞(B淋巴細胞自身融合、小鼠骨髓瘤細胞自身融合)；骨髓瘤細胞與單個B淋巴細胞融合的雜交瘤細胞。雜交瘤細胞是制備單克隆抗體必需的，因此要將其篩選出來。A.是從已免疫的小鼠脾臟中獲得的效應細胞毒性T細胞B.中使用胰蛋白酶有利于雜交瘤細胞的形成C.同時具有脾臟細胞和鼠骨髓瘤細胞的特性D.是經篩選培養(yǎng)獲得

20、的能分泌特異性抗體的細胞群4.下圖是單克隆抗體制備流程的簡明示意圖。下列有關敘述正確的是 答案解析1234512345解析解析是已經獲得免疫的B淋巴細胞，A項錯誤；胰蛋白酶使得組織塊分散為單個細胞，B項錯誤；同時具有B淋巴細胞和骨髓瘤細胞的特性，C項錯誤；經篩選后能夠獲得分泌特異性抗體的雜交瘤細胞，D項正確。5.單純皰疹病毒型(HSV1)可引起水泡性口唇炎。利用雜交瘤技術制備出抗HSV1的單克隆抗體可快速檢測HSV1?；卮鹣铝袉栴}：(1)在制備抗HSV1的單克隆抗體的過程中，先給小鼠注射一種純化的HSV1蛋白，一段時間后，若小鼠血清中抗_的抗體檢測呈陽性，說明小鼠體內產生了_反應，再從小鼠的_

21、中獲取B淋巴細胞。將該B淋巴細胞與小鼠的_細胞融合，再經過篩選、檢測，最終可獲得所需的雜交瘤細胞，該細胞具有的特點是_。12345答案解析HSV1蛋白體液免疫脾臟骨髓瘤無限增殖且產生專一抗體12345解析解析給小鼠注射HSV1后，小鼠體內發(fā)生體液免疫，小鼠血清中產生抗HSV1蛋白的抗體。B淋巴細胞是從小鼠的淋巴器官中(如脾、骨髓、扁桃體、胸腺等)獲取。雜交瘤細胞由B淋巴細胞和骨髓瘤細胞融合而來，具有兩個親本細胞的特性；既能無限增殖，又能產生特異性抗體。(2)若要大量制備抗該蛋白的單克隆抗體，可將該雜交瘤細胞注射到小鼠的_中使其增殖，再從_中提取、純化獲得。12345答案解析腹腔腹水解析解析若想獲得大量單克隆抗體，通常有兩種方法：一是將雜交瘤細胞在動物細胞培養(yǎng)液中培養(yǎng)，然后從動物細胞培養(yǎng)液中篩選分離出單克隆抗體；二是將雜交瘤細胞注射到小鼠的腹腔中使其增殖，然后從小鼠的腹水中提取純化獲得。(3)通過上述方法得到的單克隆抗體可準確地識別這種HSV1蛋白，其原因是該抗體具有_和_等特性。12345答案解析純度高特異性強解析解析單克隆抗體具有：特異性強、純度高的特點。