第8课时 动物的克隆(一)
目标导航 1.简述动物细胞、组织培养与体细胞克隆。2.说出动物组织培养技术的发展历程。3.描述细胞系、细胞株的含义。4.概述动物细胞融合技术。
一、动物细胞的培养和克隆的形成
动物克隆的技术基础是________________________。
1．动物细胞、组织培养：首先，将动物体内 ( http: / / www.21cnjy.com )的____________取出，经过____________________，使其分散成____________；然后，在人工控制的培养条件下，使这些细胞得以生存，并保持生长、分裂乃至接触抑制和有规律的衰老、死亡等生命活动现象。
2．动物组织培养技术的发展
(1)原代培养：指的是从机体取出后立即进行的细胞、组织培养的过程。
(2)传代培养：将________________分成若干份，接种到若干份培养基上，使其继续________、________。
3．细胞系、细胞株
(1)细胞系
①概念：在组织培养过程中，____________的细胞称为细胞系。
②种类：____________；____________。
(2)细胞株
①通过一定的选择或纯化方法，从原代培养物或细胞系中获得的具有特殊性质的细胞，称为细胞株。
②种类：连续细胞株和有限细胞株。
4．克隆培养法
(1)概念：把____________从群 ( http: / / www.21cnjy.com )体中分离出来单独培养，使之繁衍成一个新的______________的技术，叫做克隆培养法或____________。
(2)特点：________________________________________。
(3)基本要求：必须保证分离出来的细胞是一个而不是多个，即必须肯定所建成的克隆来源于____________。
(4)提高细胞克隆的措施
①____________________；②添加血清；③______________________；④____________；⑤使用CO2调节pH。
二、动物细胞融合技术
细胞工程是________水平上的生物工程，其主要技术手段是________和________。
1．细胞融合的概念：细胞融合指________________________________________。
2．细胞杂交：细胞融合可以在________________________________进行，其中________________________________就是细胞杂交。
知识点一 动物细胞培养
1．下列关于动物细胞培养的叙述，正确的是( )
A．培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞
B．克隆培养法培养过程中多数细胞的基因型会发生改变
C．二倍体细胞的传代培养次数通常是无限的
D．恶性细胞系的细胞可进行传代培养
2．用动、植物成体的体细胞进行离体培养，下列叙述正确的是( )
A．都需要用CO2培养箱 B．都需要用液体培养基
C．都要在无菌条件下进行 D．都可体现细胞的全能性
知识点二 动物细胞融合
3．阅读下列材料：
材料一 由于细胞的密度不同，在地面上受重力影响，细胞的融合非常困难，在太空进行此实验比在地面实验的细胞融合率要高很多。“神舟”六号飞船上进行了B淋巴细胞和骨髓瘤细胞的融合、黄花烟草原生质体和“革新”一号烟草原生质体的融合两个科学实验，在电融合仪内经过160 min后，终于获得成功。
材料二 如图为哺乳动物生殖过程及相关细胞工程的示意图，其中b为卵细胞，c、d为体细胞。
( http: / / www.21cnjy.com )
根据以上材料回答：
(1)细胞融合技术与传统的 ( http: / / www.21cnjy.com )有性杂交相比，其优越性在于________________。在太空进行细胞融合与在地面进行细胞融合相比，其优越性在于
________________________________________________________________________。
(2)动物个体甲、乙的产生分别属于哪种生殖？
________________________________________________________________________。
(3)在“神舟”六号飞船上进行的“太空融合”，与上图中的方法________的原理相同。
(4)人工诱导动物细胞融合与诱导植 ( http: / / www.21cnjy.com )物细胞融合的方法相同的是都可用物理法和化学法，此外动物细胞融合还可用________________作为诱导剂。
4．下列有关动物细胞融合和植物体细胞杂交的比较中，不正确的是( )
A．诱导融合的方法不完全相同
B．所用的技术手段基本相同
C．所采用的原理基本相同
D．都能形成杂种细胞
基础落实
1．在动物细胞培养过程中，使用胰蛋白酶的目的是( )
A．使动物组织分散为单个细胞
B．去掉细胞壁，使其成为原生质体
C．去掉细胞膜，暴露出原生质体便于细胞融合
D．促进蛋白质水解为多肽
2．动物细胞融合特有的诱导方法是( )
A．PEG B．灭活的病毒
C．电刺激 D．离心
3．在动物细胞培养中有部分细胞可能在培养条件下无限制地传代下去，这种传代细胞称为( )
A．原代培养 B．传代培养
C．细胞株 D．细胞系
4．根据培养基的物理性质划分，植物组织培养和动物细胞培养所常用的培养基分别是( )
A．固体培养基、固体培养基
B．固体培养基、液体培养基
C．液体培养基、固体培养基
D．液体培养基、液体培养基
5．进行动物细胞培养时，最好选用的培养材料是( )
A．衰老退化的动物组织细胞
B．成熟动物个体的体细胞
C．动物的受精卵细胞
D．健康动物胚胎或幼龄动物个体的体细胞
6．下列不属于动物细胞工程应用的是( )
A．大规模生产干扰素，用于抵抗细菌产生的外毒素
B．为大面积烧伤的病人提供移植的皮肤细胞
C．大规模生产单克隆抗体
D．利用胚胎移植技术，加快优良种畜的繁殖
能力提升
7．动物细胞融合和植物原生质体融合决定于( )
A．细胞膜的流动性
B．细胞膜的选择透过性
C．细胞质的流动性
D．细胞质中酶的活性
8．下列关于动物细胞融合的说法，错误的是( )
A．动物细胞融合也称细胞杂交，是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程
B．动物细胞融合后形成的具有原本两个或多个动物细胞遗传信息的单核细胞称为杂交细胞
C．常用的诱导动物细胞融合的因素有：聚乙二醇、灭活的病毒、电激、紫外线照射等
D．细胞融合技术突破了有性杂交的局限，使远缘杂交成为可能
9．下列有关酶的叙述正确的是( )
A．酶的基本组成单位是氨基酸和脱氧核糖核苷酸
B．酶通过为反应物供能和降低活化能来提高化学反应速率
C．在动物细胞培养中，胰蛋白酶可将组织分散成单个细胞
D．DNA连接酶可连接DNA双链的氢键，使双链延伸
10.回答下列有关动物细胞培养的问题：
(1)在动物细胞培养过程中，当贴壁细胞分裂生长到细胞表面______________________时，细胞会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的______________________。此时，瓶壁上形成的细胞层数是________________。要使贴壁的细胞从瓶壁上分离下来，需要用酶处理，可用的酶是______________________________________________________________________。
(2)随着细胞传代次数的增多，绝大部分细胞分裂停止，进而出现____________________的细胞，但极少数细胞可以连续增殖，其中有些细胞会因遗传物质发生改变而变成__________细胞，该种细胞的粘着性__________，细胞膜表面蛋白质(糖蛋白)的量______________。
(3)现用某种大分子染料，对细胞进行染色时， ( http: / / www.21cnjy.com )观察到死细胞被染色，而活细胞不染色，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)检查某种毒物是否能改变细胞染色体的数目，最好选用细胞分裂到____________期的细胞用显微镜进行观察。
(5)给患者移植经细胞培养形成的皮肤组织后，发生了排斥现象，这是因为机体把移植的皮肤组织当作____________进行攻击。
11．为了探究某物质(X)的作用，研究者提出了以下实验思路：
(1)实验分组：
甲组：培养液＋Y细胞＋3H－TdR(3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷)＋生理盐水
乙组：培养液＋Y细胞＋3H－TdR＋X(用生理盐水配制)每组设置若干个重复样品。
(2)分别测定两组的CRD(细胞内的放射性强度)，求每组的平均值。
(3)将各样品在适宜条件下培养合适时间后，测定其CRD，求每组平均值并进行统计分析。
(要求与说明：答题时用X、CRD、3H－TdR表示相关名词；Y细胞是能增殖的高等动物体细胞)
请回答：
(1)实验目的：____________________________________________________________。
(2)预测实验结果及结论：__________________________________________________。
(3)实验中采用3H－TdR的原因：_______________________________________________。
综合拓展
12．家蚕细胞具有高效表达外源基因的能力。将人干扰素基因导入家蚕细胞并大规模培养，可提取干扰素用于制药。
(1)进行转基因操作前，需用________酶短时处理幼蚕组织，以便获得单个细胞。
(2)为使干扰素基因在家 ( http: / / www.21cnjy.com )蚕细胞中高效表达，需要把来自基因文库的干扰素基因片段正确插入表达载体的__________和__________之间。
(3)采用PCR技术可验证干扰素基因是 ( http: / / www.21cnjy.com )否已经导入家蚕细胞。该PCR反应体系的主要成分应包含：扩增缓冲液(含Mg2＋)、水、4种脱氧核糖核苷酸、模板DNA、________________和____________。
(4)利用生物反应器培养家蚕细胞时，贴 ( http: / / www.21cnjy.com )壁生长的细胞会产生接触抑制。通常将多孔的中空薄壁小玻璃珠放入反应器中，这样可以____________________，增加培养的细胞数量，也有利于空气交换。
第8课时 动物的克隆(一)
答案
知识清单
一、动物的细胞和组织培养 1.一部分组织 机械消化或胰酶消化 单个细胞 2.(2)原代培养的细胞 生长 增殖 3.(1)①可连续传代 ②连续细胞系 有限细胞系 4.(1)一个单细胞 细胞群体 细胞克隆 (2)细胞克隆的遗传性状均一，表现的性状相似 (3)单个细胞 (4)①选择适宜的培养基 ③以滋养细胞支持生长
④激素刺激
二、细胞 细胞培养 细胞融合 1.两个或多个细胞融合成一个细胞的现象 2.基因型相同或不同的细胞间 基因型不同的细胞间的融合
对点训练
1．D [动物细胞在培养过程中有接 ( http: / / www.21cnjy.com )触抑制现象，细胞在培养瓶中会贴壁生长，形成一层细胞，相互接触后停止生长。克隆培养法培养过程中，仅有极少数细胞的基因型会发生改变。二倍体细胞的传代培养一般传至10代后就不易传下去了。恶性细胞系的细胞具有不死性，可以进行传代培养。]
思路导引 准确理解细胞培养的技术要求及现象，逐一辨析各选项。
知识链接 动物细胞培养
(1)概念：从动物个体中取出相关的组织，将它们分散成单个细胞，然后，放在适宜的培养基中，让这些细胞生长和增殖。
(2)过程
( http: / / www.21cnjy.com )
(3)基本概念
①细胞贴壁：将细胞悬液置于适宜环境的培养瓶中培养，悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上的现象。
②接触抑制：当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖的现象。
③原代培养：通常将动物组织消化后的初次培养称为原代培养。
④传代培养：贴满瓶壁的细胞需要重新用胰蛋白酶等处理，然后分瓶继续培养，让细胞增殖，即为传代培养。
⑤细胞株：传代培养的细胞一般传至10代左 ( http: / / www.21cnjy.com )右就不易传下去，细胞的生长就会出现停滞，大部分细胞衰老死亡。但是有极少数细胞能度过“危机”而继续传下去，这些存活的细胞一般能传到40～50代，这种传代的细胞叫做细胞株。
⑥细胞系：当细胞株传至50代以后又会出现“危机”不能再传下去。但有部分细胞的遗传物质发生了改变，而且带有癌变的特点，获得不死性，可在培养条件下无限制的传代下去，这种传代的细胞称为细胞系。
2．C [不管是动物细胞培养还是植物组织培养，最基本的一个外界条件就是都要在无菌环境条件下进行。此外，动物细胞培养的培养基是液体培养基，其中的碳源是葡萄糖，培养液中还需要加入一定的动物血清，其气体环境是95%空气＋5%的二氧化碳，以维持培养液的pH。而植物组织培养的培养基为固体培养基，其碳源为蔗糖，在组织培养的脱分化阶段必须在黑暗条件下进行，再分化过程则需要一定的光照条件；动物细胞培养就是细胞的增殖，不能体现细胞的全能性，而植物组织培养体现了植物细胞的全能性。]
归纳提升 动物细胞培养与植物组织培养的比较
植物组织培养 动物细胞培养
不同点 原理 细胞的全能性 细胞的增殖
目的 快速繁殖，培育无病毒植株等 获得细胞或细胞的代谢产物
培养基 固体，除营养物质外，还有植物激素 液体，除营养物质外，一般还有血清、血浆等
结果 培育成植物个体或组织 培育成细胞株或细胞系
过程 细胞有分化，无癌变 细胞无分化，有可能癌变
相同点 ①都需无菌条件，培养基中含有有机物和无机物等营养物质②都是细胞有丝分裂过程
特别提醒 与植物组织培养比较，动物细胞培养基的独特之处有：①液体培养基；②其成分中有动物血清。
3．(1)克服了远缘杂交不亲和的障碍 解决了因两种细胞密度不同而难以融合的问题 (2)有性生殖；无性生殖 (3)三 (4)灭活的病毒
解析 (1)细胞融合与精卵结合相比， ( http: / / www.21cnjy.com )通过人工的方法克服了存在于物种之间的遗传屏障的困难，从而能够按照人们的主观意愿，把来自不同物种的不同组织类型的细胞融合起来，克服了远缘杂交不亲和的障碍。若在太空中进行细胞融合，可以解决因两种细胞密度不同而难以融合的问题。(2)动物个体甲是通过精卵结合产生的，属于有性生殖，而乙是通过体细胞核移植技术产生的，属于无性生殖。(3)“太空融合”是细胞融合，与方法三的原理相同，都是细胞膜的流动性。(4)动物细胞融合，除了可以利用诱导植物原生质体融合的方法外，还可以采用灭活的病毒。
知识链接 动物细胞融合
(1)概念：是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程，也叫细胞杂交。
(2)原理：细胞膜的流动性。
(3)诱导融合的方法
①物理、化学方法：与植物体细胞杂交相同，如聚乙二醇、电激法等。②生物方法：灭活的病毒。
(4)过程
(5)总结：①过程：膜融合→质融合→核融合
②融合成功的标志：杂交细胞进行有丝分裂。
③重组细胞的特点：杂交细胞具有两个细胞的遗传信息，能表现两个亲本的性状。
4．B [植物细胞与动物细胞相比由于具 ( http: / / www.21cnjy.com )有细胞壁结构而无法直接进行融合，所以融合之前必须用纤维素酶和果胶酶去除该结构。动物细胞融合与植物体细胞杂交所用的技术手段有很大差异，诱导融合的手段不完全相同。]
归纳提升 动物细胞融合与植物体细胞杂交的对比
植物体细胞杂交 动物细胞融合
细胞融合原理 细胞膜的流动性、细胞的全能性 细胞膜的流动性、细胞增殖
细胞融合方法 用纤维素酶、果胶酶去除细胞壁后，诱导原生质体融合 用胰蛋白酶或胶原蛋白酶使细胞分散，诱导细胞融合
诱导手段 离心、电激、振动、聚乙二醇等诱导 与植物体细胞杂交相比，还可用灭活的病毒诱导
用途 克服远缘杂交不亲和的障碍，扩展杂交亲本范围，培育新品种 制备单克隆抗体、病毒疫苗、干扰素等
特别提醒 动、植物细胞融合的主要不同点：
①灭活的病毒是动物细胞融合常用的诱导剂，植物体细胞杂交不用此诱导剂。
②植物细胞融合过程中，首先要除去细胞壁，制备原生质体，而动物细胞无细胞壁，可直接诱导融合。
课后作业
1．A [在进行动物细胞培养前，先用胰蛋白酶使组织块中的细胞相互分散开，以增加与培养液的接触面积，便于培养。]
2．B [物理、化学方法在动植物细胞融合时都可用，灭活的病毒诱导是动物细胞融合特有的方法。]
3．D [细胞系细胞的遗传物质发生了改变，而且带有癌变的特点，可在培养条件下无限制的传代下去。]
4．B [在植物组织培养过程中所用的是固体培养基，而在动物细胞培养过程中需制成单个悬浮细胞，用的是液体培养基。]
5．D [在进行动物细胞培养时，用的是健康幼龄动物细胞或胚胎，这类细胞有旺盛的分裂能力。]
6．A [大规模生产干扰素，用于抵抗细菌产生的外毒素，应该属于基因工程和发酵工程的应用。]
7．A [细胞融合的原理是细胞膜的流动性。]
8．C [紫外线照射常用作人工诱变，可诱发基因突变，而不是诱导细胞融合的因素。]
9．C [酶的化学本质是蛋白质 ( http: / / www.21cnjy.com )或RNA，其基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸，A项错误。酶在酶促反应前后不发生变化，可通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速率，但不能提供能量，B项错误。胰蛋白酶可分解动物组织细胞间的物质从而将组织分散成单个细胞，C项正确。DNA连接酶可连接两个DNA片段形成磷酸二酯键，D项错误。]
10．(1)相互接触 接触抑制 单层(或一层) 胰蛋白酶 (2)衰老甚至死亡 不死性(无限增殖) 降低 减少
(3)由于活细胞的膜具有选择透过性，大 ( http: / / www.21cnjy.com )分子染料不能进入活细胞内，故活细胞不能着色(或由于死细胞的膜丧失了选择透过性，大分子染料能够进入死细胞内而着色)
(4)有丝分裂中 (5)抗原
解析 (1)动物细胞培养过程中当贴壁细胞分裂生长到细胞表面相互接触时，细胞会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的接触抑制。此时，瓶壁上形成单层细胞。要使贴壁的细胞从瓶壁上分离下来，需要用胰蛋白酶处理。(2)随着细胞传代次数的增多，绝大部分细胞分裂停止，进而出现衰老甚至死亡，但极少数细胞可以连续增殖，其中有些细胞会因遗传物质发生改变而变成无限增殖的细胞，该种细胞的粘着性降低，细胞膜表面蛋白质(糖蛋白)的量减少，称之为细胞系(朝癌变方向发展)。(3)用大分子染料对细胞进行染色时，活细胞不能染色，原因是活细胞的膜具有选择透过性，大分子染料不能进入活细胞内。(4)检查某种毒物是否能改变细胞染色体的数目，最好选用细胞分裂到有丝分裂中期的细胞进行显微镜观察，因为在有丝分裂中期染色体形态稳定、数目清晰，便于观察。(5)给患者移植经细胞培养形成的皮肤组织后，发生了排斥现象，这是因为机体把移植的皮肤组织当作抗原进行攻击。
11．(1)探究X对Y细胞增殖(DNA合成)的影响
(2)如果乙组CRD明显高于甲组，说明X对 ( http: / / www.21cnjy.com )Y细胞增殖(DNA合成)有促进作用；如果乙组CRD与甲组基本相同，说明X对Y细胞增殖(DNA合成)无影响；如果乙组CRD明显低于甲组，说明X对Y细胞增殖(DNA合成)有抑制作用 (3)3H－TdR是DNA合成的原料之一，可根据CRD变化来判断细胞增殖(DNA合成)情况
解析 (1)该实验的变量为某物质(X)的有无，因变量为细胞内的放射性强度的大小。3H－TdR是用来合成DNA的原料，若细胞分裂旺盛，则细胞内的放射性强度的平均值(CRD)就比较高。所以该实验的目的是探究X对Y细胞增殖(DNA合成)的影响。(2)X对Y细胞增殖(DNA合成)的影响可能是促进、抑制或无任何作用。如果乙组CRD明显高于甲组，说明X对Y细胞增殖(DNA合成)有促进作用；如果乙组CRD与甲组基本相同，说明X对Y细胞增殖(DNA合成)无影响；如果乙组CRD明显低于甲组，说明X对Y细胞增殖(DNA合成)有抑制作用。(3)碱基T为DNA特有碱基，若用3H－TdR来培养细胞，则可知细胞的放射性来自于细胞内新合成的DNA。CRD越高，证明细胞增殖速度越快。
12．(1)胰蛋白(或胶原蛋白) (2)启动子 终止子
(3)对干扰素基因特异的DNA引物对 Taq DNA聚合酶 (4)扩大细胞贴壁生长的附着面积
解析 (1)为了将动物组织分 ( http: / / www.21cnjy.com )散并得到单个细胞，可以用胰蛋白酶处理动物细胞。(2)在基因工程中，构建重组DNA分子时，需要将目的基因插入启动子和终止子之间，以使目的基因得到高效表达。(3)PCR过程模拟的是细胞内DNA分子的复制过程，需要模板、原料、能量、酶(DNA聚合酶)、适宜的温度和酸碱度等，同时需要加入设计好的引物。(4)为了防止发生接触抑制现象而放入小玻璃珠可以增加细胞贴壁生长的附着面积，同时珠内中空，有利于空气交换。第9课时 动物的克隆(二)
目标导航 1.简述单克隆抗体的制备过程。2.概述动物细胞的全能性。3.理解动物的克隆繁殖。
一、杂交瘤技术和单克隆抗体的制备
1．杂交瘤技术制备单克隆抗体的方法
(1)用外界抗原刺激动物(如小鼠)，使其发生免疫反应，使____________产生抗体。
(2)利用____________或____________等作介导，使经免疫的动物的脾细胞与可以无限传代的____________融合。
(3)经过筛选、克隆培养，获得来自单一细胞的既能________________、又能____________的杂交瘤细胞克隆。
2．杂交瘤技术制备单克隆抗体的最大优点：可以从________________________的抗原混合物中获得单抗。
二、动物细胞全能性的表现程度
1．高等动物细胞
(1)受精卵：由两性配子结合而成 ( http: / / www.21cnjy.com )的受精卵具有____________________________的潜在能力，完整的个体就是以其为基础发育而成的。因此受精卵具有全能性，且最高。
(2)多能细胞：______________________________________________________________，这样的细胞称为多能细胞。
(3)单能细胞：有的细胞____________________，这样的细胞称为单能细胞。
2．低等动物细胞
低等动物细胞的全能性一般________________。
三、动物难以克隆的根本原因
动物细胞____________，基因组中的基因活动________，差异性表达程度太高。
四、细胞核移植实验和动物的克隆繁殖
1．概念：核移植就是
__________________________________________________________________________。
2．种类：(1)____________________(易)；(2)____________________(难)。
3．过程(以克隆羊“多莉”为例)
(1)将苏格兰黑面母羊(A)的卵细 ( http: / / www.21cnjy.com )胞的核吸出，取出芬兰白面母羊(B)的乳腺上皮细胞的核与A羊的去核卵细胞融合，形成重组细胞；(2)促使重组细胞分裂，发育成早期胚胎；(3)当胚胎发育到一定程度时，将其植入另一只苏格兰黑面母羊(C)的子宫中，由C羊孕育并产下克隆羊“多莉”。
4．克隆羊“多莉”的意义
(1)证明了________________________________________________________________；
(2)证明了________________________________________________________。
5．克隆动物的应用
(1)为____________________、____________________等提供了重要途径；
(2)对____________、________________和________________________也有重要意义；
(3)丰富了人们的物质生活；
(4)可以降低________的成本、________________、提高____________。
知识点一 单克隆抗体
1．某实验室做了下图所示的实验研究，下列相关叙述，正确的是( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A．与纤维母细胞相比，过程①形成的诱导干细胞的全能性较低
B．过程②是诱导干细胞的结构和遗传物质发生稳定性差异的过程
C．每个Y细胞只产生一种抗体，故过程③不需用选择性培养基进行筛选
D．过程④产生的单抗，不需细胞膜上载体蛋白的协助就能释放到细胞外
2．近年来，我国死于狂犬病的人数有上升 ( http: / / www.21cnjy.com )趋势。狂犬病病毒的核酸是RNA，机体感染病毒后产生的特异性IgG抗体，能消除狂犬病病毒，这是接触狂犬病病毒后及时注射疫苗和特异性抗体的重要依据。我国利用地鼠的肾细胞培养狂犬病疫苗，已取得良好效果。
请根据上述材料，回答下列问题。
(1)巴斯德利用固定毒株制成减毒活疫苗，预防狂犬病，制成减毒活疫苗需要用________培养。
(2)特异性抗体获取可用单克隆抗体 ( http: / / www.21cnjy.com )制备。在制备单克隆抗体的过程中，应用的动物细胞工程技术是____________________________________________________________________。
(3)下面是单克隆抗体制备过程示意图，请据图回答：
( http: / / www.21cnjy.com )
①图中A过程从小鼠的脾脏中取得的“小 ( http: / / www.21cnjy.com )鼠细胞”是____________细胞，该细胞能够产生________。从小鼠体内提取分离该细胞之前，给小鼠注射的特定的物质是____________。
②图中B过程是细胞融合，该过程需要用灭活的________________、聚乙二醇或电激等诱导。
③特异性抗体获取的方法也可以采用向动物 ( http: / / www.21cnjy.com )体内反复注射某种抗原，使动物产生抗体，然后从动物血清中分离所需抗体。与这种方法制备的抗体相比，单克隆抗体具有___________等优点。
(4)动物细胞体外培养需要满足的环境条件有____________________________________
________________________________________________________________________。
(5)单克隆抗体的制备还有哪些用途？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
知识点二 动物细胞的全能性的表现程度
3．美国杜克大学医疗中心 ( http: / / www.21cnjy.com )的一个研究小组在《科学》杂志上撰文透露，他们利用成年猪的动脉血管细胞和能够模拟胚胎环境的新型生物反应器，成功地在实验室里培育出新的动脉血管。这种血管的外形和功能都与真的血管一样。这一研究成果是生物组织培养工程领域的重大进展。下列关于以上技术的叙述中，不正确的是( )
A．以上技术属于“克隆”
B．这项技术中可能要利用去核卵母细胞
C．这项技术的关键是激发血管细胞的全能性
D．这项技术的关键是激发血管细胞发育成血管的潜能
知识点三 动物体细胞核移植技术和克隆动物
4．一只羊的卵母细胞核被另一只羊的体细胞核置换后，这个卵母细胞经过多次分裂，再植入第三只羊的子宫内发育，结果产下了一只羊羔。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
5．2006年4月25日，中国首例 ( http: / / www.21cnjy.com )带有抗疯牛病的转基因体细胞的克隆牛在山东淄博顺利降生。它是莱阳农学院董雅娟、柏学进教授继2001年11月成功克隆出中国首例和第二例健康成活克隆牛之后完成的又一项重大成果。作为克隆牛，其培育过程图示如下：
( http: / / www.21cnjy.com )
(1)细胞A是____________，细胞B是____________。
(2)一个重组细胞D发育成丁牛， ( http: / / www.21cnjy.com )涉及的细胞增殖方式是____________，丁牛体内有众多细胞类型如成熟的红细胞无核能够运输氧气，而效应B细胞内有发达的内质网能够分泌抗体，神经元具有许多突起能够产生并传导兴奋，这是____________的结果。
(3)丁牛的性别和________牛的性别相同，原因是______________________________
________________________________________________________________________。
(4)能否直接用细胞A体外 ( http: / / www.21cnjy.com )培养形成胚胎移植到丙牛子宫并发育出健康小牛出生？为什么？________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)培育抗疯牛病克隆牛所使用的技术手段是_____________________________________
______________________，运用的生物学原理有________________________________
________________________________________________________________________。
(6)上述方法培育出克隆动物，与植物组织培养技术培育出完整的植株相比，获得的后代在遗传物质方面有什么不同？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
基础落实
1．从母羊甲的体细胞中取 ( http: / / www.21cnjy.com )出细胞核，注入到母羊乙的去核卵母细胞中，融合后的细胞经卵裂形成早期胚胎，再移入到另一只母羊丙的子宫内，出生的小羊大多数性状( )
A．难以预测 B．像甲
C．像乙 D．像丙
2．科学家用灭活的病毒把骨髓瘤细胞与效应B细胞融合，得到杂交瘤细胞，则灭活病毒的作用是( )
A．病毒比较小，可钻入到细胞内
B．灭活的病毒已完全死亡，死亡的病毒可以让细胞聚集
C．灭活的病毒已失去感染活性，对各种动物细胞不造成破坏，但所保留的融合活性，可以使不同的动物细胞进行融合
D．灭活的病毒带有目的基因，通过融合可以让杂合细胞带有目的基因
3．在克隆多莉羊的过程中，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
4．2010年6月中国养殖网报道，“ ( http: / / www.21cnjy.com )内蒙古白绒山羊种羊场”诞生了目前国际上规模最大的一批转基因克隆绒山羊。关于克隆，除个体水平的外，还有分子、细胞、器官等水平的克隆，下列不属于克隆技术的是( )
A．从出生不久的小鼠心脏取下细胞在体外离体培养成细胞系
B．使某些特定的外源基因在哺乳动物体内表达
C．农业生产上利用马铃薯的芽繁殖马铃薯
D．将单个B淋巴细胞进行无性繁殖
5．用动物细胞工程技术获得单克隆抗体，下列实验步骤错误的是( )
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淋巴细胞和小鼠骨髓瘤细胞
C．用聚乙二醇作诱导剂，促使能产生所需抗体的B淋巴细胞和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．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，下列关于此项技术的依据、步骤及应用的叙述不正确的是( )
A．B淋巴细胞可以产生抗体，但不能无限增殖
B．骨髓瘤细胞可以无限增殖，但不能产生抗体
C．B淋巴细胞与骨髓瘤细胞直接放入培养液中就能融合为杂交瘤细胞
D．单克隆抗体可用于疾病的诊断、治疗和预防，也可用于研制治疗癌症的“生物导弹”
能力提升
7．新技术的建立和应用对生物学发展至关重要。下列技术(或仪器)与应用匹配正确的是(多选)( )
A．PCR技术——扩增蛋白质
B．杂交瘤技术——制备单克隆抗体
C．光学显微镜——观察叶绿体的基粒
D．花粉离体培养——培育单倍体植物
8．对于下面制备单克隆抗体过程的示意图，不正确的叙述是( )
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A．④中的筛选是为了获得能产生多种抗体的杂交瘤细胞
B．②中培养基应加入选择性抑制骨髓瘤细胞DNA分子复制的物质
C．上图中有一处明显错误
D．⑤可以无限增殖
9．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．用氯化钙作诱导剂，促使能产生抗体的B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合
C．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
D．该杂交瘤细胞株的增殖方式和产物分别是有丝分裂和单克隆抗体
10．如图为某哺乳动物的生殖过程图，正确的叙述是( )
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A．个体2为克隆动物，c为高度分化的体细胞
B．个体2的遗传性状与提供b细胞的母羊完全不同
C．产生动物个体2的生殖方式为有性生殖
D．e细胞为完成减数分裂的卵细胞
11.下图是单克隆抗体制备流程阶段示意图。
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(1)________技术是单克隆抗体技术的基础。
(2)根据培养基的用途分类，图中HAT培养基属于________培养基。
(3)单克隆抗体与常规的血清抗体相比，最大的优越性是__________________________。
(4)动物细胞融合除了采用植物细胞原生质体融合常用的诱导剂外，还可以采用_______。
(5)选出的杂交瘤细胞既具备骨髓瘤细胞的____________特点，又具备淋巴细胞的______________特点。
(6)淋巴细胞是由动物体________中的________细胞分化、发育而来。
(7)杂交瘤细胞从培养基中吸收葡萄糖、氨基酸的主要方式是________。
综合拓展
12．随着科学技术的发展，人们可以根据 ( http: / / www.21cnjy.com )人类的需求来改造生物的性状，在许多领域取得了可喜的成果，下图是利用奶牛乳汁生产血清白蛋白的图解，根据下图回答：
( http: / / www.21cnjy.com )
(1)此工程涉及的现代生物技术主要有：__________________________________________
____________________。
(2)在形成图中③的过程中，我们称②为_ ( http: / / www.21cnjy.com )_____________，获取②的途径主要有______________________________________________。能实现②直接进入③吗？__________。为什么？________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)图中①一般经________处理可以得到③，从③到④的过程中一般用未受精的卵细胞去核为受体，不用普通的体细胞，原因是：
________________________________________________________________________。
(4)⑦是⑥的后代，那么⑦与⑥ ( http: / / www.21cnjy.com )的遗传性状完全一样吗？____________，为什么？____________________________________________________________________________________。利用转基因动物乳汁生产生物产品的方法称为________________，利用核移植的方法得到的动物叫做_________________________________________________________________。
第9课时 动物的克隆(二)
答案
知识清单
一、1.(1)B淋巴细胞 (2)仙台病毒 聚乙二醇 骨髓瘤细胞 (3)产生特异抗体 无限增殖 2.特异性抗原成分比例极少
二、1.(1)分化出各种细胞、形成 ( http: / / www.21cnjy.com )组织 (2)受精卵分裂后形成的早期胚胎依然有全能性，但随着胚胎发育的进行，有的细胞不再具有全能性，只具有分化出多种组织细胞的潜能 (3)只能分化为一种细胞 2.比较容易体现
三、高度分化 不完全
四、1.利用一个细胞的细胞核 ( http: / / www.21cnjy.com )(供体核)来取代另一细胞中的细胞核，形成一个重建的“合子” 2.(1)胚胎细胞核移植 (2)体细胞核移植 4.(1)高度分化细胞经过一定技术处理，也可回复到类似受精卵时期的功能 (2)在胚胎和个体发育中，细胞质具有调控细胞核发育的作用
5．(1)遗传疾病的治疗 优良品种的培育 (2)物种的优化 濒危动物的保存 对转基因动物的扩群 (4)畜牧业 缩短育种年限 生产效率
对点训练
1．D [诱导干细胞的全能性比纤维母细胞高； ( http: / / www.21cnjy.com )诱导分化过程中遗传物质未发生改变，只是基因的选择性表达；Y细胞有很多种，故需用选择培养基进行筛选。单抗的分泌应通过胞吐方式，不需载体蛋白协助但消耗能量。]
知识链接 (1)单克隆抗体的制备流程
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(2)原理
2．(1)活细胞 (2)动物细胞融合技术和动物细胞培养技术
(3)①免疫的B淋巴 抗体 抗原(或狂犬病病毒)
②病毒(或仙台病毒) ③特异性强、灵敏度高 ( http: / / www.21cnjy.com )，并可以大量制备 (4)无菌、无毒、适宜温度和pH、充足的气体、营养物质 (5)作为诊断试剂、运载药物(或“生物导弹”)等
解析 病毒是营寄生生活的，所以体外培养只能利用活细胞进行。单克隆抗体制备应用的动物细胞工程技术是动物细胞的融合。①图示中A过程从小鼠的脾脏中获取的“小鼠细胞”是免疫的B淋巴细胞，该细胞能够产生抗体，该细胞是受到相应抗原刺激后才产生的。②诱导B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合的促融剂是聚乙二醇、灭活的病毒等。③单克隆抗体具有特异性强、灵敏度高，并可大量制备的优点。动物细胞的培养需要在无菌、无毒、温度和pH适宜，充足的O2、营养物质充足的条件下进行。单克隆抗体可用于制备“生物导弹”和诊断试剂等。
归纳提升 1.制备单克隆抗体的关键思路及操作依据
(1)关键思路
①克隆单一的B淋巴细胞，形成细胞群；
②将B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，获得杂交瘤细胞。
(2)用B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合的原因
①每一个B淋巴细胞只能分泌一种特异性抗体；不同种类的B淋巴细胞分泌的抗体不同；
②B淋巴细胞在体外培养时不能无限增殖；骨髓瘤细胞能够无限增殖。
2．单克隆抗体制备过程中的筛选及原因
(1)第一次筛选是在B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融 ( http: / / www.21cnjy.com )合之后，因为有三种融合情况：B淋巴细胞与B淋巴细胞融合、骨髓瘤细胞与骨髓瘤细胞融合、B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，而只有B淋巴细胞与骨髓瘤细胞的融合细胞才是需要的杂种细胞。
(2)第二次筛选需先在多孔培养 ( http: / / www.21cnjy.com )皿上培养，在每个孔只有一个杂交瘤细胞的情况下开始培养，然后再筛选出能产生特异性抗体的细胞群。由于该细胞群是由单个杂交瘤细胞克隆来的，所以产生的抗体一定是化学性质单一、特异性强的单克隆抗体。
3．C [细胞的全能性是指已经分化的细胞，仍 ( http: / / www.21cnjy.com )然具有发育成完整个体的潜能。但题干信息显示，只是将动脉血管细胞培养成了新的动脉血管，即激发了细胞发育成某种器官的潜能。由于高度分化的动物细胞全能性受到了严格限制，因此，要实现分化细胞的脱分化，目前常用的方法是借助于去核卵母细胞，故这项技术可能要利用去核卵母细胞。这项技术是将动脉血管细胞再培育为动脉血管，属于无性生殖范畴，所以属于克隆。基于以上分析，不正确的叙述为C项。]
思路导引 正确理解高度分化的动物细胞核的全能性，及其表现条件是解答该题的关键。
知识链接 动物细胞全能性的理解
(1)受精卵、早期胚胎细胞具有全能性。
(2)动物体细胞由于发生了分化，基因组中的基因活动不完全，即有的基因开放，有的基因关闭，细胞全能性受到限制，很难表达。
(3)由于细胞核中含有该物种的完整基因组，若给予促进细胞核表达全能性的物质和营养条件，动物细胞的细胞核仍可表现出全能性。
(4)列表如下：
细胞类型 表现程度 举例
具有分化能力的细胞 全能细胞 由两性配子结合而成的受精卵，具有分化出各种细胞、形成组织的潜在能力，完整的个体就是以其为基础发育而成的 受精卵
多能细胞 细胞不再具有发育成为完整个体的能力，只具有分化出多种组织细胞的潜能，这样的细胞叫多能细胞 多能造血干细胞、小鼠囊胚期原始外胚层细胞
单能细胞 细胞只能分化为一种细胞 单能造血干细胞
不具有分化能力的细胞 已经分化的细胞不再分化为其他细胞，甚至终生不再分裂 高度分化的神经细胞
4.D [生物的各种性状是 ( http: / / www.21cnjy.com )由遗传物质——DNA控制的。由细胞核内的DNA控制的遗传叫细胞核遗传，由细胞质内DNA(主要存在于线粒体、叶绿体)控制的遗传叫细胞质遗传。目前的克隆技术是将一个体细胞核移入一个去核的卵母细胞，经过试管培养一段时间后，再移入另一个体的子宫内发育、分娩的技术，通过该技术能够保持亲本的优良性状，能够保持性别不变，亦能够用于保存物种，但不能改变动物的基因型，这是因为基因型的改变是通过动物的有性生殖(减数分裂)完成的。]
思路导引 回顾克隆羊—多莉的操作流程，解答该题目。
知识链接 动物细胞核移植和克隆动物
(1)原理：动物细胞核的全能性。
(2)动物细胞全能性的特点：动物细胞的全能性随着动物细胞分化程度的提高而逐渐受到抑制，全能性表达很难，但动物细胞的细胞核内仍含有该种动物的全部遗传基因，具有发育成完整个体的潜能，即动物的细胞核仍具有全能性。
(3)核移植种类
①胚胎细胞核移植：较易成功。
②体细胞核移植：较难成功。
(4)动物克隆的一般过程
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特别提醒 从图中可以看出， ( http: / / www.21cnjy.com )出生的幼体不是由精子和卵细胞结合成的受精卵发育而成的，所以不是有性生殖产生的后代，而是无性繁殖的产物，因为它的细胞核只来自一个亲体——供体。
5．(1)高度分化的体细胞 卵母细胞 (2)有丝分裂 基因选择性表达 (3)甲 牛的性别由细胞内的性染色体决定，丁牛的性染色体与甲牛相同 (4)目前不能，高度分化的动物体细胞由于基因的选择性表达而失去了进一步的分裂分化能力，但卵母细胞中却含有必要的分裂分化调节因子 (5)动物细胞培养、核移植和胚胎移植、转基因技术 动物细胞核的全能性、基因重组 (6)在遗传物质上(不考虑发育过程中的变异)，植物组织培养形成的植株与提供体细胞的植物植株完全相同，而克隆动物由于卵母细胞细胞质基因的贡献而与提供体细胞核的动物不完全相同
解析 从“重组细胞”到动物个体生出的 ( http: / / www.21cnjy.com )过程中，细胞增殖不会有减数分裂方式，这一情况同自然状态下受精卵发育成动物个体类似；牛的性别决定方式是XY型，由细胞核内性染色体控制其性别；动物克隆从目前来看，只能是“核移植”，并没有真正做到产生的动物与原来被克隆的动物在遗传物质上100%的相同。单纯用高度分化的体细胞在体外诱导形成胚胎继而填入子宫内完成发育从理论上讲是完全可能的，但目前在实践上还有很大难度。
归纳提升 动物细胞核移植的条件及结果
(1)核移植一般选择去核的卵母细胞，因为 ( http: / / www.21cnjy.com )卵母细胞体积大，易操作，含有促使细胞核全能性表达的物质和营养条件。一般不选择生殖细胞作为供核细胞，因为生殖细胞与正常体细胞相比，遗传物质减半。
(2)核移植时，一般先用电刺激使供受体细胞融合，再用物理或化学方法激活受体细胞，使其完成细胞分裂和发育进程。
(3)核移植过程中细胞核只来自于一个个体，因此核遗传物质与供核个体的相同，属于无性繁殖，不会改变生物体的基因型。
(4)克隆动物的性状与核供体生物的性状基本相同，但不是完全相同，因为：
①克隆动物的细胞质遗传物质来自于受体卵母细胞。
②生物的性状不仅与遗传物质有关，还受环境的影响。
课后作业
1．B [由于出生的小羊的细胞核中 ( http: / / www.21cnjy.com )的遗传物质和提供细胞核的甲羊相同，所以小羊大多数性状像甲。但由于乙提供了细胞质，细胞质中线粒体DNA也会发挥作用，所以小羊的性状不会和甲羊完全一样。]
2．C [动物细胞融合常用灭活的病 ( http: / / www.21cnjy.com )毒作诱导剂，是因为灭活的病毒不再具有感染活性，不会对细胞造成破坏，但仍可穿透细胞膜，促使不同的动物细胞融合。]
3．D [多莉羊的培育过程是 ( http: / / www.21cnjy.com )：将一只母羊(A羊)卵细胞的细胞核吸出，得到不含核的卵细胞。然后，将实验室中培养的另一只母羊(B羊)的乳腺上皮细胞的细胞核注入到无细胞核的卵细胞中并进行电刺激，这样就通过核移植技术形成了一个同时含有B羊核遗传物质和A羊细胞质的重组卵细胞。融合后的卵细胞经过体外细胞培养形成早期胚胎。然后把这个胚胎移植到第三只羊(C羊)的子宫中，让C羊为胚胎发育提供发育场所和营养物质，这个过程利用了胚胎移植技术。胚胎就在C羊子宫内发育成熟。C羊产下的羊就是克隆羊多莉。从以上分析可以看出，多莉产生的过程中没有使用基因工程技术。]
4．B [克隆实质上就是一种无性 ( http: / / www.21cnjy.com )繁殖，题中A、D两项都是细胞水平的克隆，C项是指植物的营养生殖，也属于克隆的范畴。B项使某些特定的外源基因在哺乳动物体内表达，这属于转基因技术。]
5．B [动物细胞没有细胞壁，所以不需要纤维素酶。]
6．C [杂交瘤细胞需要灭活的仙台病毒或聚乙二醇的诱导才能融合。]
7．BD [PCR技术应用于DNA的 ( http: / / www.21cnjy.com )扩增，A选项错误；叶绿体的基粒属于细胞的亚显微结构，只有通过电子显微镜才能观察到，C选项错误；单克隆抗体的制备是通过已免疫的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞杂交后实现的，属于杂交瘤技术，B选项正确；培育单倍体植物常采用花粉离体培养技术，D选项正确。]
8．A [④中的筛选是为了获得能产生 ( http: / / www.21cnjy.com )单一抗体的杂交瘤细胞；②中培养基应加入选择性抑制骨髓瘤细胞DNA分子复制的物质，这样才能选出杂交瘤细胞；图中的小鼠没有经过免疫处理，应该注射相应的抗原，小鼠才能形成相应的B淋巴细胞。]
9．B [B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细 ( http: / / www.21cnjy.com )胞融合需要灭活的病毒、聚乙二醇或物理因素来诱导，氯化钙不能作为诱导剂。氯化钙的作用是在基因工程中用于扩大细胞壁的通透性，便于重组质粒进入微生物的细胞内。]
10．A [通过克隆技术培育的动物称为克隆动物，提供细胞核的是高度分化的体细胞，A项正确；B项考虑细胞质基因，应该是“有相同之处”；动物的克隆实际上是无性生殖过程，C项错误；e细胞是处于减数第二次分裂中期的卵母细胞，并没有完全完成减数分裂，D项错误。]
11．(1)动物细胞培养 (2)选择 ( http: / / www.21cnjy.com ) (3)特异性强，灵敏度高 (4)灭活的病毒 (5)在体外大量增殖 分泌特异性抗体 (6)骨髓 造血干 (7)主动转运
解析 抗体是由B淋巴细胞分泌的，每 ( http: / / www.21cnjy.com )一种淋巴细胞只能分泌一种抗体。要想获得大量单一抗体，需要将某一种淋巴细胞大量克隆，但在体外培养的条件下，B淋巴细胞不能无限增殖，而骨髓瘤细胞可以在体外无限增殖。科学家将这两种细胞通过灭活的仙台病毒的诱导融合，在特定的选择性培养基中筛选出杂交瘤细胞，再将杂交瘤细胞分开培养，从而获得大量的单克隆抗体。单克隆抗体与常规抗体相比，特异性强、灵敏度高、可大量制备，可被广泛应用到疾病诊断、治疗和预防等方面。杂交瘤细胞培养过程中需要吸收氨基酸、葡萄糖等营养物质，是通过主动转运进入细胞内的。
12．(1)基因工程技术、核移植技术、胚胎移植技术
(2)目的基因 从基因文库获取、PCR技术扩增、人工合成 不能 独立的外源基因很难与受体细胞的基因连接和独立表达 (3)胰蛋白酶 卵细胞体积大易操作，且其细胞质中含有促进细胞核表现出全能性的物质 (4)不一样 因为个体⑦的遗传信息几乎全部来自供体的细胞核，没有孕育它的母体⑥的遗传信息 乳腺生物反应器 克隆动物
解析 目的基因的获取方法 ( http: / / www.21cnjy.com )有从基因文库中获取、人工合成及通过PCR技术扩增。获取的目的基因不能直接导入受体细胞，需借助于载体，因为独立外源基因很难与受体细胞的基因连接和独立表达。将动物细胞分成单个需用胰蛋白酶处理，在细胞工程中细胞核导入的受体细胞常是去核的卵细胞，因为分化程度越低，细胞全能性的表达越容易。克隆得到的动物，性状绝大多数像提供细胞核的动物。
