高中生物選擇性必修三P43動物細胞工程答案

核衣殼怎麼繁殖

從社會中來

在治療大面積燒傷時，通常採用的方法是取燒傷病人的健康面板進行自體移植。但對這樣的病人來說，自體健康面板非常有限，使用他人面板來源又不足，而且會產生免疫排斥反應。那麼，怎樣才能獲得大量的自體健康面板？能 不能用自體面板的單個細胞培養出可供移植的面板？

【提示】

可以從病人身上取少量正常、健康的面板在體外進行培養、擴増。目前，科學家還在研究對面板幹細胞進行培養，以獲得適合臨床上使用的人造面板。

第1小節

旁欄思考題

進行動物細胞培養時常用胰蛋白酶分散細胞，這說明細胞間的物質主要是什麼成分？用胃蛋白酶行嗎？

【答案】

用胰蛋白酶分散細胞，說明細胞間的物質主要是蛋白質。胃蛋白酶作用的適宜pH約為2，當pH大於6時，胃蛋白晦就會失去活性。多數動物細胞培養的適宜pH為7。2~7。4，胃蛋白酶在此環境中沒有活性，所以用胃蛋白酶不行。

思考 •討論

1。幼齡動物的細胞與老齡動物的細胞比較，分化程度低的細胞與分化程度高的細胞比較，哪些細胞更易於培養？為什麼？

【答案】細胞的增殖能力與供體的年齡有關，幼齡動物的細胞增殖能力強，有絲分裂旺盛，老齡動物的細胞則相反。所以，一般來說，幼齡動物的細胞比老齡動物的細胞易於培養。同樣，分化程度越低的細胞，増殖能力越強，所以更容易培養。

2。 動物細胞培養與植物組織培養有什麼相同和不同之處？

【提示】

可以從培養的原理，所需的營養條件、環境條件以及培養的過程等方面進行分析比較。

練習與應用

一、概念檢測

1。 判斷下列有關動物細胞培養的表述是否正確。

（1） 培養環境中需要O2，不需要CO2。（

×

）

（2） 細胞要經過脫分化形成愈傷組織。（

×

）

（3） 培養液中通常含有糖類、氨基酸、無機鹽、維生素和動物血清。 （

√

）

（4） 培養瓶中的細胞需定期用胰蛋白酶處理，分瓶後才能繼續增殖。 （

×

）

2。 幹細胞有著廣泛的應用前景。下列相關敘述錯誤的是 （

A

）

A。 幹細胞是從胚胎中分離提取的細胞

B。 造血幹細胞可以分化為各種血細胞

C。 不同型別的幹細胞，它們的分化潛能是有差別的

D。 由iPS細胞產生的特定細胞，可以在新藥的測試中發揮重要作用

二、拓展應用

現在關於iPS細胞的研究正在不斷深入。請你從以下兩個方面來查閱資料進行思考。

（1）由於誘導iPS細胞、促使其分化都需要時間，因此用某人特異的iPS細胞進行醫療只限於時間比較充裕的情形。從實際事故、疾病發生的不可預測性方面考慮，如果要將這些細胞用於緊急情況，應該提前採取什麼措施？

【答案】

像建立骨髓庫一樣，有研究團隊正在嘗試建立HA（Human Leukocyte Antigen，人類白細胞抗原）多型性豐富的iPS細胞庫，可以為需要的人找到HLA匹配度較高的iPS細胞，這樣不僅可以節省時間、成本，還能減輕異體幹細胞移植後發生的免疫排斥反應。

（2）如果誘導iPS細胞定向分化為生殖細胞的技術發展成熟，該技術可能會有哪些應用？又可能帶來哪些問題？

【提示】

該技術可能被用於治療不孕症；獲得足夠量的生殖細胞來進行瀕危物種的克隆研究；獲得生殖細胞進行轉基因操作，再經過受精、胚胎髮育等過程來獲得轉基因動物。該技術可能帶來一系列的倫理問題。例如，如果用同一個人的iPS細胞分別誘導形成精子和卵子，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細胞，從而“設計”嬰兒。

第2小節

旁欄思考題

19世紀30年代，科學家曾在患肺結核、天花和麻疹等疾病的病人的病理組織中觀察到多核細胞。如何解釋這一現象？

【答案】

病人體內的病毒等誘導多個體細胞融合形成了多核細胞。

思考 •討論

1。 ADC的抗體和藥物各具有什麼作用？

【答案】

抗體主要發揮靶向運輸作用，即透過特異性結合靶細胞表面的抗原，將連線的藥物輸送到靶細胞；藥物發揮治療效應，如殺傷靶細胞。

2。 除了細胞毒素，還有哪些物質理論上可以作為ADC偶聯的藥物？

【提示】

可以用放射性同位素標記單克隆抗體進行靶向放療。一些作用於細胞訊號轉導通路的藥物可以透過阻斷腫瘤細胞的訊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合進行治療。

3。單克隆抗體診斷試劑盒和ADC在臨床應用上各具有什麼優勢？

【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，因此檢測的特異性和靈敏度大大提高；生產單克隆抗體的雜交瘤細胞可以傳代培養、冷凍儲存和復甦利用，有利於控制產品的質量和標準化生產診斷試劑盒。ADC能夠協同發揮抗體特異性識別的靶向作用和細胞毒素對腫瘤細胞的殺傷作用，因此它在臨床上具有靶點清楚、毒副作用小等優點。

4。 單克隆抗體在臨床上還有哪些應用？你可以課後蒐集資料，然後以“單克隆抗體在臨床上的應用”為主題，出一期黑板報或製作電子板報宣傳相關知識。

【提示】

單克隆抗體在臨床上的應用涉及治療、診斷等方面。單克隆抗體藥物已被廣泛用於腫瘤、自身免疫病等疾病的治療，如利妥昔單抗被用於治療復發難治的低分化B細胞淋巴瘤；曲妥珠單抗被用於治療乳腺癌等。在臨床診斷方面，單克隆抗體被廣泛用於一些感染性疾病的檢測、腫瘤的診斷、激素和細胞因子的測定等。以單克隆抗體在診斷腫瘤方面的應用為例，用放射性同位素或熒游標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的腫瘤進行定位輔助診斷並確定腫瘤的復發與轉移等。

練習與應用

一、概念檢測

1。 下列有關動物細胞融合與植物體細胞雜交比較的敘述，錯誤的是 （

C

）

A。 它們的原理都涉及細胞膜的流動性

B。 都可以用電融合法或PEG融合法誘導融合

C。 融合前都需用纖維素酶或果膠酶處理細胞

D。 前者主要為了獲得細胞產品，後者主要為了獲得雜種植株

2。 科學家以SARS病毒的核衣殼蛋白為抗原，製備出了單克隆抗體。下列相關敘述正確的是 （

A

）

A。 利用該單克隆抗體可以診斷是否感染 SARS病毒

B。 體外培養單個B淋巴細胞可以獲得針對SARS病毒的單克隆抗體

C。 將等量B淋巴細胞和骨髓瘤細胞混合，經誘導後融合的細胞即為雜交瘤細胞

D。 將純化的核衣殼蛋白反覆注射到小鼠體內，從小鼠血清中分離出的抗體為單克隆抗體

二、拓展應用

假如你掌握了動物細胞融合技術，你想用這種技術來解決哪些問題？解決這些問題的大致思路是怎樣的？這樣做會有什麼風險？請查閱相關資料，完善自己的思路，並形成文字報告，與同學交流。

【提示】

可以利用動物細胞融合技術培育多倍體胚胎，研究其發育機制，甚至可能培育出新的物種。但是，日前相關技術還不成熟，存在融合率低、胚胎死亡率高等問題，並且還可能帶來些倫理方面的問題。

第3小節

思考 •討論

1。 在將體細胞的核移植到卵母細胞之前，為什麼必須先對卵母細胞進行去核操作？

【答案】

為了使核移植的胚胎或動物的核遺傳物質全部來自有重要利用價值的動物提供的體細胞。

2。 你認為用上述體細胞核移植技術培育的克隆動物，是對體細胞供體動物進行了 100%的複製嗎？為什麼？

【提示】

克隆動物絕大部分DNA來自體細胞供體（核供體）動物的細胞核，但其細胞核外的DNA，即線粒體中的DNA同時來自核供體細胞和受體卵母細胞。所以，用教材中所述的方法克隆動物不是對核供體動物進行完全相同的複製。

此外，即便動物的遺傳基礎完全相同，但由於動物的發育及一些行為、習性的形成與所處環境有很大關係，克隆動物所生活的環境與核供體動物生活的環境不會完全相同，所以從這一角度看，克隆動物也不是對核供體動物進行100%的複製。

3。 體細胞核移植技術與誘導iPS細胞相 比，有什麼相似或不同之處？請你預測它們應用前景的差異。

【提示】

利用體細胞核移植技術和誘導iPS細胞都能生成幹細胞，但它們的過程是完全不同的。透過體細胞核移植技術可以生成帶有核供體細胞遺傳物質的胚胎幹細胞；誘導iPS細胞需要在細胞中表達幾個關鍵基因，將細胞逆轉到類似胚胎幹細胞的狀態。體細胞核移植技術對核供體細胞有較高要求，一般情況下體細胞的分化程度越高，它重程式設計為幹細胞的成功率就越低；可誘導成為iPS細胞的細胞來源相對廣一些，研究表明成纖維細胞、B淋巴細胞、脂肪幹細胞等都可以誘導成為iPS細胞。體細胞核移植技術涉及採集卵母細胞、去核、融合等複雜的操作；誘導iPS細胞的技術流程相對簡單，可能更適合用於生產實踐。日前科學家還在研究由這兩種技術生成的幹細胞在基因表達、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後的應用。

到社會中去

我國科學家已成功地克隆了牛、羊和豬等多種哺乳動物，這些研究成果目前已經轉化為生產力了嗎？請你查閱資料、專利文獻等，瞭解以下資訊：哪些成果已經在生產實踐上得以應用，其經濟價值如何？哪些成果還沒有在生產實踐中得到推廣，其限制因素是什麼？

【提示】

根據査閱資料瞭解的資訊，分析回答問題。

練習與應用

一、概念檢測

1。 假設世界上最後一頭野驢剛死亡，以下使它“復生”的方案中可行的是 （

D

）

A。 將野驢的基因匯入家驢的受精卵中，培育出新個體

B。 將野驢的體細胞取出，利用組織培養培育岀新個體

C。 將野驢的體細胞兩兩融合，再經組織培養培育出新個體

D。 將野驢的體細胞核移植到家驢的去核卵母細胞中，經孕育培育出新個體

2。2017年，某國批准了首例使用細胞核移 植技術培育“三親嬰兒”的申請。其培育過程可選用如下技術路線。

據圖分析下列敘述錯誤的是 （

C

）

A。 該技術涉及動物細胞培養、細胞核移植等操作

B。 該技術可避免母親的線粒體遺傳病基因傳遞給後代

C。 卵母細胞捐獻者攜帶的紅綠色盲基因能夠遺傳給“三親嬰兒”

D。“三親嬰兒”同時擁有自己父親、母親及卵母細胞捐獻者的部分基因

二、拓展應用

1。大熊貓是我國的國寶。儘管我國政府採取了許多保護措施，但由於大熊貓的繁殖能力低，幼仔成活率也低，它的數量仍然非常少。有科學家嘗試採用體細胞核移植技術來克隆大熊貓。請你結合本節所學內容並蒐集相關資料瞭解這方面的研究進展。也有人不贊成進行克隆大熊貓的研究，認為保護大熊貓的最好措施就是保護現有大 熊貓及其生存環境。對此你有什麼看法？

【提示】

是否贊成克隆大熊貓，學生的回答只要言之有理，就應該予以支援，並且還應該讓他們認識到無論贊成還是反對克隆大熊貓的研究，都應該保護好大熊貓的生存環境，否則即使成功克隆了大熊貓，它們沒有適宜的生存環境，也可能走向滅絕。

2。2003年，世界上第一隻用體細胞克隆的動 物——多莉，因患有嚴重的肺部疾病被實施了安樂死。它只活了7歲，而普通綿羊的平均壽命在12歲左右。多莉的死亡引發了關於克隆動物是否早衰的爭論。一些研究考認為，克隆動物的端粒比較短， 基因表達不正常，早衰是一種必然現象。另一些研究者則認為，克隆動物的遺傳物質是正常的，目前發現的早衰跡象是在克隆過程中的一些技術問題造成的；或者克隆動物在發育過程中出現了變異，早衰只是偶然現象。請你搜集資料，尋找支援各方觀點的研究證據，你也可以調査克隆動物存在的其他問題，並說明科學家是如何解決這些問題的。

【提示】

在學生蒐集證據的過程中，要提示他們注意證據的來源及其真實性和可靠性，進一步引導學生認識到雖然目前對克隆動物的早衰問題存在爭論，但這樣的爭論有利於人類進一步瞭解生命現象，也有利於克隆技術更好地應用於醫療、農牧業等領域。