高中生物選擇性必修三P43動(dòng)物

細(xì)胞工程答案

從社會(huì)中來

在治療大面積燒傷時(shí)，通常采用的方法是取燒傷病人的健康皮膚進(jìn)行自

體移植。但對這樣的病人來說，自體健康皮膚非常有限，使用他人皮膚

來源又不足，而且會(huì)產(chǎn)生免疫排斥反應(yīng)。那么，怎樣才能獲得大量的自

體健康皮膚？能不能用自體皮膚的單個(gè)細(xì)胞培養(yǎng)出可供移植的皮膚？

【提示】可以從病人身上取少量正常、健康的皮膚在體外進(jìn)行培養(yǎng)、擴(kuò)

增。目前，科學(xué)家還在研究對皮膚干細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)，以獲得適合臨床上使

用的人造皮膚。

第1小節(jié)

旁欄思考題

進(jìn)行動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)常用胰蛋白酶分散細(xì)胞，這說明細(xì)胞間的物質(zhì)主要

是什么成分？用胃蛋白酶行嗎？

【答案】用胰蛋白酶分散細(xì)胞，說明細(xì)胞間的物質(zhì)主要是蛋白質(zhì)。胃蛋白

酶作用的適宜pH約為2,當(dāng)pH大于6時(shí)，胃蛋白晦就會(huì)失去活性。

多數(shù)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的適宜pH為7.2~7.4,胃蛋白酶在此環(huán)境中沒有活

性，所以用胃蛋白酶不行。

思考?討論

1.幼齡動(dòng)物的細(xì)胞與老齡動(dòng)物的細(xì)胞比較，分化程度低的細(xì)胞與分化程

度高的細(xì)胞比較，哪些細(xì)胞更易于培養(yǎng)？為什么？

【答案】細(xì)胞的增殖能力與供體的年齡有關(guān)，幼齡動(dòng)物的細(xì)胞增殖能力

強(qiáng)，有絲分裂旺盛，老齡動(dòng)物的細(xì)胞則相反。所以，一般來說，幼齡動(dòng)

物的細(xì)胞比老齡動(dòng)物的細(xì)胞易于培養(yǎng)。同樣，分化程度越低的細(xì)胞，增

殖能力越強(qiáng)，所以更容易培養(yǎng)。

2.動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)與植物組織培養(yǎng)有什么相同和不同之處？

【提示】可以從培養(yǎng)的原理，所需的營養(yǎng)條件、環(huán)境條件以及培養(yǎng)的過

程等方面進(jìn)行分析比較。

練習(xí)與應(yīng)用

一、概念檢測

1.判斷下列有關(guān)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的表述是否正確。

(1)培養(yǎng)環(huán)境中需要。2,不需要C02。(x)

(2)細(xì)胞要經(jīng)過脫分化形成愈傷組織。(x)

(3)培養(yǎng)液中通常含有糖類、氨基酸、無機(jī)鹽、維生素和動(dòng)物血清。W)

(4)培養(yǎng)瓶中的細(xì)胞需定期用胰蛋白酶處理，分瓶后才能繼續(xù)增殖。(x)

2.干細(xì)胞有著廣泛的應(yīng)用前景。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是（A）

A.干細(xì)胞是從胚胎中分離提取的細(xì)胞

B.造血干細(xì)胞可以分化為各種血細(xì)胞

C.不同類型的干細(xì)胞，它們的分化潛能是有差別的

D.由iPS細(xì)胞產(chǎn)生的特定細(xì)胞，可以在新藥的測試中發(fā)揮重要作用

二、拓展應(yīng)用

現(xiàn)在關(guān)于iPS細(xì)胞的研究正在不斷深入。請你從以下兩個(gè)方面來查閱資

料進(jìn)行思考。

Q）由于誘導(dǎo)iPS細(xì)胞、促使其分化都需要時(shí)間，因此用某人特異的iPS

細(xì)胞進(jìn)行醫(yī)療只限于時(shí)間比較充裕的情形。從實(shí)際事故、疾病發(fā)生的不

可預(yù)測性方面考慮，如果要將這些細(xì)胞用于緊急情況，應(yīng)該提前采取什

么措施？

【答案】像建立骨髓庫一樣，有研究團(tuán)隊(duì)正在嘗試建立HA(Human

LeukocyteAntigen，人類白細(xì)胞抗原)多態(tài)性豐富的iPS細(xì)胞庫，可以

為需要的人找到HLA匹配度較高的iPS細(xì)胞這樣不僅可以節(jié)省時(shí)間、

成本，還能減輕異體干細(xì)胞移植后發(fā)生的免疫排斥反應(yīng)。

(2)如果誘導(dǎo)iPS細(xì)胞定向分化為生殖細(xì)胞的技術(shù)發(fā)展成熟，該技術(shù)可能

會(huì)有哪些應(yīng)用？又可能帶來哪些問題？

【提示】該技術(shù)可能被用于治療不孕癥；獲得足夠量的生殖細(xì)胞來進(jìn)行

瀕危物種的克隆研究；獲得生殖細(xì)胞進(jìn)行轉(zhuǎn)基因操作，再經(jīng)過受精、胚

胎發(fā)育等過程來獲得轉(zhuǎn)基因動(dòng)物。該技術(shù)可能帶來一系列的倫理問題。

例如，如果用同一個(gè)人的iPS細(xì)胞分別誘導(dǎo)形成精子和卵子，兩者受精

可能培育出"單親"嬰兒；有的人還可能有目的地選擇iPS細(xì)胞，從而

"設(shè)計(jì)"嬰兒。

第2小節(jié)

旁欄思考題

19世紀(jì)30年代,科學(xué)家曾在患肺結(jié)核、天花和麻疹等疾病的病人的病

理組織中觀察到多核細(xì)胞。如何解釋這一現(xiàn)象？

【答案】病人體內(nèi)的病毒等誘導(dǎo)多個(gè)體細(xì)胞融合形成了多核細(xì)胞。

思考?討論

1.ADC的抗體和藥物各具有什么作用？

【答案】抗體主要發(fā)揮靶向運(yùn)輸作用，即通過特異性結(jié)合靶細(xì)胞表面的

抗原，將連接的藥物輸送到靶細(xì)胞；藥物發(fā)揮治療效應(yīng)，如殺傷靶細(xì)胞。

2.除了細(xì)胞毒素，還有哪些物質(zhì)理論上可以作為ADC偶聯(lián)的藥物？

【提示】可以用放射性同位素標(biāo)記單克隆抗體進(jìn)行靶向放療。一些作用

于細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的藥物可以通過阻斷腫瘤細(xì)胞的信號通路來抑制

其生長，理論上也可以將這些藥物與單克隆抗體結(jié)合進(jìn)行治療。

3.單克隆抗體診斷試劑盒和ADC在臨床應(yīng)用上各具有什么優(yōu)勢？

【提示】單克隆抗體診斷試劑盒中的單克隆抗體只與特定的抗原反應(yīng),

因此檢測的特異性和靈敏度大大提高；生產(chǎn)單克隆抗體的雜交瘤細(xì)胞可

以傳代培養(yǎng)、冷凍保存和復(fù)蘇利用,有利于控制產(chǎn)品的質(zhì)量和標(biāo)準(zhǔn)化生

產(chǎn)診斷試劑盒。ADC能夠協(xié)同發(fā)揮抗體特異性識別的靶向作用和細(xì)胞

毒素對腫瘤細(xì)胞的殺傷作用，因此它在臨床上具有靶點(diǎn)清楚、毒副作用

小等優(yōu)點(diǎn)。

4.單克隆抗體在臨床上還有哪些應(yīng)用？你可以課后搜集資料，然后以

"單克隆抗體在臨床上的應(yīng)用"為主題，出一期黑板報(bào)或制作電子板報(bào)

宣傳相關(guān)知識。

【提示】單克隆抗體在臨床上的應(yīng)用涉及治療、診斷等方面。單克隆抗

體藥物已被廣泛用于腫瘤、自身免疫病等疾病的治療，如利妥昔單抗被

用于治療復(fù)發(fā)難治的低分化B細(xì)胞淋巴瘤；曲妥珠單抗被用于治療乳腺

癌等。在臨床診斷方面，單克隆抗體被廣泛用于一些感染性疾病的檢測、

腫瘤的診斷、激素和細(xì)胞因子的測定等。以單克隆抗體在診斷腫瘤方面

的應(yīng)用為例，用放射性同位素或熒光標(biāo)記抗腫瘤表面抗原的單克隆抗體,

可以用這些抗體來對體內(nèi)的腫瘤進(jìn)行定位輔助診斷并確定腫瘤的復(fù)發(fā)

與轉(zhuǎn)移等。

練習(xí)與應(yīng)用

一、概念檢測

1.下列有關(guān)動(dòng)物細(xì)胞融合與植物體細(xì)胞雜交比較的敘述，錯(cuò)誤的是（C）

A.它們的原理都涉及細(xì)胞膜的流動(dòng)性

B.都可以用電融合法或PEG融合法誘導(dǎo)融合

C.融合前都需用纖維素酶或果膠酶處理細(xì)胞

D.前者主要為了獲得細(xì)胞產(chǎn)品，后者主要為了獲得雜種植株

2.科學(xué)家以SARS病毒的核衣殼蛋白為抗原，制備出了單克隆抗體。

下列相關(guān)敘述正確的是（A）

A.利用該單克隆抗體可以診斷是否感染SARS病毒

B.體外培養(yǎng)單個(gè)B淋巴細(xì)胞可以獲得針對SARS病毒的單克隆抗體

C.將等量B淋巴細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞混合，經(jīng)誘導(dǎo)后融合的細(xì)胞即為雜交

瘤細(xì)胞

D.將純化的核衣殼蛋白反復(fù)注射到小鼠體內(nèi)，從小鼠血清中分離出的

抗體為單克隆抗體

二、拓展應(yīng)用

假如你掌握了動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)，你想用這種技術(shù)來解決哪些問題？解

決這些問題的大致思路是怎樣的？這樣做會(huì)有什么風(fēng)險(xiǎn)？請查閱相關(guān)

資料，完善自己的思路，并形成文字報(bào)告，與同學(xué)交流。

【提示】可以利用動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)培育多倍體胚胎，研究其發(fā)育機(jī)制,

甚至可能培育出新的物種。但是，日前相關(guān)技術(shù)還不成熟，存在融合率低、

胚胎死亡率高等問題，并且還可能帶來些倫理方面的問題。

第3小節(jié)

思考?討論

1.在將體細(xì)胞的核移植到卵母細(xì)胞之前，為什么必須先對卵母細(xì)胞進(jìn)

行去核操作？

【答案】為了使核移植的胚胎或動(dòng)物的核遺傳物質(zhì)全部來自有重要利用

價(jià)值的動(dòng)物提供的體細(xì)胞。

2.你認(rèn)為用上述體細(xì)胞核移植技術(shù)培育的克隆動(dòng)物，是對體細(xì)胞供體

動(dòng)物進(jìn)行了100%的復(fù)制嗎?為什么？

【提示】克隆動(dòng)物絕大部分DNA來自體細(xì)胞供體（核供體）動(dòng)物的細(xì)胞

核，但其細(xì)胞核外的DNA,即線粒體中的DNA同時(shí)來自核供體細(xì)胞

和受體卵母細(xì)胞。所以，用教材中所述的方法克隆動(dòng)物不是對核供體動(dòng)

物進(jìn)行完全相同的復(fù)制。

此外，即便動(dòng)物的遺傳基礎(chǔ)完全相同，但由于動(dòng)物的發(fā)育及一些行為、

習(xí)性的形成與所處環(huán)境有很大關(guān)系，克隆動(dòng)物所生活的環(huán)境與核供體動(dòng)

物生活的環(huán)境不會(huì)完全相同，所以從這一角度看，克隆動(dòng)物也不是對核

供體動(dòng)物進(jìn)行100%的復(fù)制。

3.體細(xì)胞核移植技術(shù)與誘導(dǎo)iPS細(xì)胞相比，有什么相似或不同之處？

請你預(yù)測它們應(yīng)用前景的差異。

【提示】利用體細(xì)胞核移植技術(shù)和誘導(dǎo)iPS細(xì)胞都能生成干細(xì)胞，但它

們的過程是完全不同的。通過體細(xì)胞核移植技術(shù)可以生成帶有核供體細(xì)

胞遺傳物質(zhì)的胚胎干細(xì)胞；誘導(dǎo)iPS細(xì)胞需要在細(xì)胞中表達(dá)幾個(gè)關(guān)鍵基

因，將細(xì)胞逆轉(zhuǎn)到類似胚胎干細(xì)胞的狀態(tài)。體細(xì)胞核移植技術(shù)對核供體

細(xì)胞有較高要求，一般情況下體細(xì)胞的分化程度越高，它重編程為干細(xì)

胞的成功率就越低；可誘導(dǎo)成為iPS細(xì)胞的細(xì)胞來源相對廣一些，研究

表明成纖維細(xì)胞、B淋巴細(xì)胞、脂肪干細(xì)胞等都可以誘導(dǎo)成為iPS細(xì)胞。

體細(xì)胞核移植技術(shù)涉及采集卵母細(xì)胞、去核、融合等復(fù)雜的操作；誘導(dǎo)

iPS細(xì)胞的技術(shù)流程相對簡單，可能更適合用于生產(chǎn)實(shí)踐。日前科學(xué)家

還在研究由這兩種技術(shù)生成的干細(xì)胞在基因表達(dá)、DNA甲基化等方面

的差異，這些研究成果也將直接影響它們今后的應(yīng)用。

到社會(huì)中去

我國科學(xué)家已成功地克隆了牛、羊和豬等多種哺乳動(dòng)物，這些研究成果

目前已經(jīng)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力了嗎？請你查閱資料、專利文獻(xiàn)等，了解以下信

息：哪些成果已經(jīng)在生產(chǎn)實(shí)踐上得以應(yīng)用，其經(jīng)濟(jì)價(jià)值如何？哪些成果

還沒有在生產(chǎn)實(shí)踐中得到推廣，其限制因素是什么？

【提示】根據(jù)查閱資料了解的信息，分析回答問題。

練習(xí)與應(yīng)用

一、概念檢測

1.假設(shè)世界上最后一頭野驢剛死亡，以下使它"復(fù)生”的方案中可行

的是（D）

A.將野驢的基因?qū)爰殷H的受精卵中，培育出新個(gè)體

B.將野驢的體細(xì)胞取出，利用組織培養(yǎng)培育出新個(gè)體

C.將野驢的體細(xì)胞兩兩融合，再經(jīng)組織培養(yǎng)培育出新個(gè)體

D.將野驢的體細(xì)胞核移植到家驢的去核卵母細(xì)胞中，經(jīng)孕育培育出新

個(gè)體

2.2017年，某國批準(zhǔn)了首例使用細(xì)胞核移植技術(shù)培育"三親嬰兒"的

申請。其培育過程可選用如下技術(shù)路線。

據(jù)圖分析下列敘述錯(cuò)誤的是（C）

A.該技術(shù)涉及動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)、細(xì)胞核移植等操作

B.該技術(shù)可避免母親的線粒體遺傳病基因傳遞給后代

C.卵母細(xì)胞捐獻(xiàn)者攜帶的紅綠色盲基因能夠遺傳給"三親嬰兒"

D."三親嬰兒"同時(shí)擁有自己父親、母親及卵母細(xì)胞捐獻(xiàn)者的部分基因

二、拓展應(yīng)用

1.大熊貓是我國的國寶。盡管我國政府采取了許多保護(hù)措施，但由于大

熊貓的繁殖能力低，幼仔成活率也低，它的數(shù)量仍然非常少。有科學(xué)家

嘗試采用體細(xì)胞核移植技術(shù)來克隆大熊貓。請你結(jié)合本節(jié)所學(xué)內(nèi)容并搜

集相關(guān)資料了解這方面的研究進(jìn)展。也有人不贊成進(jìn)行克隆大熊貓的研

究，認(rèn)為保護(hù)大熊貓的最好措施就是保護(hù)現(xiàn)有大熊貓及其生存環(huán)境。

對此你有什么看法？

【提示】是否贊成克隆大熊貓，學(xué)生的回答只要言之有理，就應(yīng)該予以支

持，并且還應(yīng)該讓他們認(rèn)識到無論贊成還是反對克隆大熊貓的研究渚B應(yīng)

該保護(hù)好大熊貓的生存環(huán)境，否則即使成功克隆了大熊貓,它們沒有適宜

的生存環(huán)境，也可能走向滅絕