第2章 第2节 第2课时 动物细胞融合技术与体细胞核移植技术及应用-【状元桥·优质课堂】2024-2025学年高中生物学选择性必修第三册（人教版2024）

7.4,胃蛋白酶（适宜pH为L.5左右）在此环境中没有活性，：4.D解动物细胞培养制备细胞悬液时，应用胰蛋白酶、胶 而胰蛋白酶在此环境中活性较高，因此胰蛋白晦适用于细胞 原蛋白酶等进行处理，不能用胃蛋白酶进行处理，A项错误： 培养时的处理。 动物细胞培养的过程中，求度为5%的C)2的作用是维持培 [例1门D解析传代培养时需要营造无茵、无毒以及95%空气 养液的pH,B项错误；为了防止杂菌污染，保证细胞培养所 十5%CO的气体环境，而非密封，A项错误：选取②的细胞 需的无毒环境，需适量添加抗生素，C项错误：为了检测药物 进行传代培养比①更合理，因为①的知胞核型更稳定，B项 对甲，乙的毒性大小，应设置培养液中不加该药物的对照实 错误：对于贴壁生长的细胞，进行传代培养时，需要先用胰 验，D项正确。 蛋白酶等处理，使之分散为单个细胞，然后再用离心法收 5.解析(1)用胰蛋白酶（或“胶原蛋白酶”或“机械的方法”）处 集，C项错误：细胞增长进入平台期可能与细胞密度过大、 理，使组织分散成单个细胞，说明细胞间的物质主要是蛋白 出现接触抑制有关，D项正确。 质。图中①用机械的方法，或用胰蛋白酶，胶原蛋白酶等处 例2]B解析②加培养液，多次加培养液先洗去残留的消化 理的方法：图中②用胰蛋白酶等处理图中②的处理方法与① 酶，然后终止消化液的消化作用，并对细胞加以稀释，B项 不完全一致，原因是进行原代培养时，当贴壁细胞分裂生长 错误。 到表面相互接触时，细胞通常会停止分裂增殖，这种现象称 探究点2 为接触抑制。(2)动物细胞培养时，通常采用培养皿或松盖 情境探究 培养瓶，并将它们置于含有95%空气和5%C0,的混合气体 提示(1)胚胎干细胞必须从胚胎中获取，这涉及伦理问题， 的二氧化碳培养箱中进行培养，C),的主要作用是维持培养 因而限制了它在医学上的应用，而PS细脆的诱导过程无须 液的pH。 破坏胚胎：且PS细胞可来源于病人自身的体细胞，将它移 答系(1)胰蛋白酶（或“胶原蛋白酶”或“机械的方法”）蛋白 植回病人体内后，可避免免疫排斥反应。因此PS细胞的应 质不完全一致贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细 用前景优于胚胎干细胞。 胞通常会停止分裂增殖接触抑制(2)95%空气和5% (2)提前取成纤维细胞诱导形成PS细胞并保存 CO,维持培养液的pH (3)可用于对哺乳动物个体生殖和发有规律的研究：解决因 不能产生生殖细胞而不能采用辅助生殖技术或药物的问题， 第2课时动物细胞融合技术与体细胞核移植技术及应用 从而用于试管婴儿，试管动物的获得。可能存在诱导效率不 教材梳理·新知全解 高，诱导和应用过程中出现安全性问题等情况。 知识点1 (4)可使细胞实现分化的反转，维持不分化状态。 1.两个或多个原来两个或多个细胞 (5)属于全能千细胞。 2.细胞膜的流动性 [例3]C解析分析题图可知，图示表示将4个关键基固移植 3.电融合法、PEG融合法、灭活病毒诱导法 到已分化的体细胞中并表达，使这个细胞成为具有类似干 4.有性杂交的局限远缘杂交 细隐的诱导多能千细胞(PS细胞)。由PS细胞产生其他 5.(1)遗传免疫生物新品种(2)单克隆抗体 种类细胞的过程称为细胞分化，题图中①②③表示细胞分 辨正误 化，其实质是基因的选择性表达，A项正确：用该技术得到 (1)× 与植物原生质体融合相比，动物细胞融合特有的诱 的新生器官替换供体病变器官，属于自体移植，基本不发生 导方法是灭活病毒诱导法。 免疫排斥反应，这可以大大提高器官移植的成功率，B项正 (2)/ (3)√(4)/ 确：iPS细胞的增殖难以控制，说明iPS细胞具有癌细胞的 知识点2 特征，可能客易分散，C项错误D项正确。 1.骨箭瘤杂交瘤 [例4]B解析人的胚胎千细胞经过诱导分化，形成相应的组 2.①特定的抗原②脾③选择培养基④未融合⑤融合 织、器官后，可以用于组织、器官的移植，A项正确：胚胎干 的具有同种核⑥融合的杂交瘤细胞⑦杂交瘤⑧抗体 细胞和神经干细胞都有细胞周期，B项错误：胚胎干细胞具 ⑨分泌所需抗体0小鼠腹腔①细胞培养液②腹水 有全能性，即可以分化成各种组织细胞，C项正确：为揭示 3.迅速大量增殖产生特定的抗体 细胞分化和调亡的机理，需要在培养胚胎干细胞的培养液 4.特异性大量制备 中添加不同的分化诱导因子，D项正确。 5.(1)诊断试剂(2)运载 随堂演练·即时巩固 辨正误 1.C解析动、植物成体的体细胞进行离体培养都要在无菌条 (1)×(2)/ 件下进行。动物成体的体细胞离体培养用液体培养基，需要 (3)X单克隆抗体的制备过程中，两次筛选的目的不同，第 用C)方培养箱，不能体现细胞的全能性：植物成体的体细胞 一次是用选择培养基筛选出杂交指细胞：第二次是用专一性 离体培养不一定用液体培养基，且不需要用C)方培养箱，能 抗体检测方法饰选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞。 体现细胞的全能性，C项正确，A,BD项错误。 知识点3 2.A解扭干细胞存在于早期胚胎、骨髓和脐带血等多种组织 1.(1)细胞核 去核的卵母(2)①低全能性②高全 和器官中。 能性 3.A解析动物细胞培养过程中，在培养液中加入一定量的抗 2.①卵母②MⅡ③体细胞④去核⑤去核的卵母细胞 生素，主要是为了防止杂菌污染，A项错误：血清能补充合成 ⑥电融合⑦重构胚⑧C+⑨蛋白酶合成抑制剂 培养基中缺乏的物质，B项正确：O能满足细胞代谢的需 @受体（代孕）母牛①供体奶牛 要，C项正确；C()能维持培养液的pH,D项正确。 3.(1)遗传改良进程(2)医用蛋白(3)异种移植 ·155- 4.(1)低(2)健康发育困难 免疫失调(3)理论研究 细 移入去核的卵母细胞中，使这个重新组合的细胞发育成新胚 胞生物学分子遗传学 胎，继而发育成动物个体的技术。用核移植的方法得到的动 辨正误 物称为克隆动物，与核供体相比，克隆动物细胞的染色体数 (1)×克隆动物的核内遗传物质全部来自供体方，但细胞 目不变。(2)由于动物胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性 质内遗传物质来自卵母细胞供应方。 相对容易，而动物体细胞分化程度高，恢复其全能性十分困 (2)×用于核移植的卵母细胞可来自普通牛。 摊，所以胚胎细胞核移植获得克隆动物的难度明显小于体细 (3)√(4)/ 胞核移植。(3)哺乳动物雌性个体和雄性个体的体细胞中常 (5)X动物细胞培养技术是克隆动物培育技术的基础。 染色体数目相同，性染色体组合是不同的，所以分别以雌性 关健能力·合作探究 个体和雄性个体的体细胞为供体，所得到的两个克隆动物体 教材边角 细胞的常柒色体数目相同，性染色体组合不同。 1提示显微操作化学物质 答園(1)将动物的一个细胞核，移入一个已去掉细胞核的卵 2提显减数分裂Ⅱ中期细胞核解体，该时期无细胞核，“去核” 母细胞不变(2)小于胚胎细胞分化程度低，表现全能 的实质是去除卵母细胞的纺锤体一染色体复合物。 性相对容易(3)相同不同 探究点1 [例3]解析(1)体细胞克隆应属无性生殖，其原理是动物细胞 情境探究 核具有全能性。(2)进行动物细胞培养分散细胞时需使用 1.提示(I)需要先注射刺突蛋白（或S蛋白）。目的是诱导小鼠 胰蛋白酶、胶原蛋白酶，对卵母知胞应使用显微操作去核， 产生能够分泌抗S蛋白抗体的B淋巴细胞。 重构胚应通过胚胎移植技术植入代孕母体子宫中。(3)由 (2)大量增殖产生抗S蛋白抗体未融合的亲本细胞和融 于克隆动物的细胞核遗传物质来自核供体动物优质肉牛， 合的其有同种核 而细胞质遗传物质来自卵母细胞供体母牛，故克隆动物性 (3)由于同一种抗原可能激活多种B淋巴细胞，故还需要筛 状不完全等同于供核动物。(4)核移植技术在濒危动物保 选才能获得分泌单克隆抗体的细胞株。 护、医药卫生等领域用途广泛。 2.提示(1)A已免疫的B淋巴细胞可产生单一抗体b细 答累(1)无性已分化动物体细胞的细胞核具有全能性 胞为骨髓瘤细胞，它可迅速大量增殖：d细胞既能迅速大量 (2)胰蛋白酶、胶原蛋白显微操作去核法胚胎移植技 增殖，又能产生特异性抗体。 术(3)否克隆动物的细胞核遗传物质来自核供体动物 (2)“?”处的原理与植物体细胞杂交相同，均遵循了细胞膜的 优质肉牛，细胞质遗传物质来自卵母细胞供体母牛(4)保 流动性原理，方法中均可使用PEG融合法与电融合法，但动 护濒危动物：转基因克隆动物可以作为生物反应器，生产许 物细胞更常用的是灭活病毒诱导法，这与植物体细胞杂交有 多珍贵的医用蛋白：在治疗人类疾病时，转基因克降动物细 所不同。 胞、组织、器官可以作为异种移植的供体（答出一条即可） (3)特定抗原：刺激机体发生免疫应答，从面产生已免疫的B 随堂演练·即时巩固 淋巴细胞。 L,C解析动物细胞融合也称细胞杂交，是指两个或多个动物 (4)未融合的细胞和同种细胞融合后形成的细胞(“BB”细 细胞结合形成一个细胞的过程，A项正确：动物细胞融合后， 胞、“瘤-瘤”细胞)都会被淘汰：另一次俺选的目的是筛选出 原来两个或多个动物细胞的遗传信息重新形成一个单核细 能产生所需单克隆抗体的杂交瘤细胞，即图2中[G们细胞。 胞，称为杂交细胞，例如骨髓璃细胞和B淋巴细胞融合，形成 (5)如图所示： 杂交瘤细胞，B项正确：紫外线照射常用作人工诱变的物理 诱变因子，可诱发基因突变，而不是诱导动物细胞融合的因 [例1门AD解析胶原蛋白酶可以催化分解细胞外的胶原蛋 素，C项错误：细胞融合技术突破了有性杂交方法的局限，克 白，因此利用胶原蛋白酶处理，可分散贴壁生长的骨髓寤细 服了远缘杂交不亲和的障碍，D项正确。 胞，A项正确：由于蛋白S含有多个不同的抗原决定基，每 2.A解析单克隆抗体的制备过程涉及动物细胞融合，其原理 一个抗原决定基能够刺激机体产生一种抗体，单克隆抗体 是细胞膜具有一定的流动性，A项错误：单克隆抗体可作为 A和单克隆抗体B来自不同的杂交瘤细胞，因此制备的单 诊断试剂，在多种疾病的诊断和病原体鉴定中发挥着重要的 克隆抗体A和单克隆抗体B不是相同的单克隆抗体，B项 作用，B项正确：单克隆抗体的应用主要有两个方面，一个是 错误：用于生产单克隆抗体的杂交瘤细胞可传代培养，也可 作为诊断试剂，能准确地识别各种抗原物质的细微差别，与 以冷冻保存，C项错误：单克隆抗体A和单克隆抗体B都来 特定的抗原发生特异性反应，另一方面可以用于治疗、预防 自筛选出的杂交瘤细胞，因此都能够特异性识别S蛋白上 疾病和运载药物，C项正确：单克隆抗体特异性强、灵敏度 的抗原决定簇，D项正确。 高，与抗癌药物结合可以制成“抗体一药物偶联物(ADC)”, [例2]D解析单克隆抗体制备过程中需要对骨髓瘤细胞等进 减少药物对正常组织细胞的毒害作用，D项正确。 行培养，即需要使用动物细胞培养技术，A项正确：该操作 3.B解析克隆羊利用了动物细胞核移植技术，其生殖方式为 的目的是制备单克隆抗体用于快速检测PTH,故应用 无性生殖：该克隆羊继承了B羊的全部细胞核基因和A羊 PTH刺激小鼠，使其产生相应的B细胞，B项正确：抗原与 的细胞质基因，因此其基因型为a:由于B羊为雄性，因此该 抗体的结合具有特异性，可利用抗原一抗体结合的原理筛 克隆羊为雄性，其发育成熟时所分泌的性激素是雄激素。 选杂交寤细胞，C项正确：由于一种B细胞经分化形成浆细 4.B解析单克隆抗体的制备涉及细胞融合技术和动物细胞 胞后通常只能产生一种抗体，故筛选出的单个杂交瘤细胞 培养技术，mAb属于单克隆抗体，其制备可能涉及细胞融合 无法分沁多种抗体，D项错误。 技术，A项正确：单克隆杭体(mAb),可以促进胰岛A细胞 探究点2 增殖：而胰岛A细胞可分泌脆高血糖素，可见注射mAb可 情境探究 提高胰岛A细胞分泌胰高血糖素的量，B项错误；题千信息， 解析(1)动物细胞核移植技术是将动物一个如胞的细胞核 mAb是胰高血糖素受体单克隆抗体，可见mAb和胰高血糖 ·156 素均能与胰高血糖素受体特异性结合，C项正确：胰高血糖 高移植后胚胎的发有率和妊娠率，在实践中通常用发育到囊 素主要作用于肝，促进肝糖原分解成葡葫糖进入血液，促进 胚阶段的胚胎进行移植。 非糖物质转变成糖，使血糖浓度回升到正常水平，D项正确。 探究点1 5.解析(1)在无菌、无毒等造宜环境中进行动物A成纤雏细胞 情境探究 的原代和传代培养时，需要定期更换培养液，目的是清除代 提灵(1)精子在雌性动物的生殖道发生相应的生理变化后， 谢产物，防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害。(2)由 才能获得受精能力的过程卵子在榆卵管内进一步成熟到 于动物胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性相对容易：而动 MⅡ期，才具备与精子受特的能力 物体细胞分化程度高，恢复其全能性十分困难，故与胚胎细 (2)观察到两个极体或雌，雄原核 胞核移植技术相比，体细胞核移植技术的成功率低。(3)单 (3)细胞枝中的遗传物质一半来自精子，一半来自卵细胞：细 克隆抗体的是将已免疫的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞进行动 胞质中的遗传物质几平全部来自卵细胞。 物细胞融合，经过一次筛选得到成功融合的杂交寤细胞，再 (4)体现了细胞膜具有进行细胞间的信息交流的功能。 对杂交瘤细胞产生的抗体类型进行筛选，得到产生所需特异 (5)在精子触及卵细胞膜的瞬问，卵细胞膜外的透明带会迅 性抗体的奈交瘤细胞，将其注射到小鼠腹腔中或在体外培 速发生生理反应，阻止后来的精子进入透明带。然后，精子 养，最终得到单克隆抗体。取动物A和克隆动物A的肝组 入卵。精子入卵后，卵细胞膜也会立即发生生理反应，拒绝 织细胞，分别提取蛋白质进行杭原一抗体杂交。 其他精子再进入卵内。以上保障了合子只由一个精子和卵 答多(1)清除代谢产物，防止细胞代谢产物积累对细胞自身 子结合构成。 造成危害，同时给细胞提供足够的营养(2)动物胚胎细胞 [例1门D解析结合以上分析可知，受精阶段主要包括：精子穿 分化程度低，表现其全能性相对容易；而动物体细胞分化程 越细胞膜外的结构（如透明带等），进入卵黄膜，原核形成和 度高，表现其全能性十分困难(3)B若要利用此抗体确定 配子结合，其过程为：③精子释放多种酶·④穿越透明带 克隆动物A中M基因是否失活，则可利用抗原一抗体杂交 (透明带发生生理反应)~卵细胞膜发生生理反应→②卵子 技术进行检测。实验思路为：取动物A和克隆动物A的肝 完成减数分裂Ⅱ并释放第二极体→⑤雌雄原核形成、⑤核 组织细胞，分别提取蛋白质进行抗原一抗体杂交。 膜消失，雌、雄原核融合形成合子→①第一次卵裂开始。 第3节 胚胎工程 探究点2 情境探究 第1课时胚胎工程的理论基础 1.桑葚胚囊胚内细胞团胎儿的各种组织滋养层 [例2]C解扬鴦胚阶段沿透明带内壁扩展和排列的溢养层细 教材梳理·新知全解 胞将发育为胎膜和胎盘，A项正确：囊胚阶段聚集在胚胎一 知识点1 端的内细胞团将来发有成胎儿的各种组织，B项正确：高等 1.(1)生殖细胞移植到雌性动物体内 (2)体外受精 胚胎 哺乳动物细胞的分化开始于囊胚阶段，桑菩胚阶段还没有 分割 发生细胞分化，C项错误：囊胚进一步扩大，会导致透明带 2.(1)①精子卵子合子②输卵管(2)①雌性动物的生 破裂，胚胎从其中仲展出来，这一过程叫作孵化，D项正确。 殖道②初级卵母细胞次级卵母细胞输卵管MⅡ [例3]D解扬卵裂进行了有丝分裂，但没有发生分化，A项错 (3)①透明带②卵细胞膜③减数分裂Ⅱ雌原核a.雄 误：卵裂胚胎的总体积并不增加，B项错误：囊胚的滋养层 原核h.雌原核④核膜两 细胞将来发育成胎膜和胎盘，并未产生完整有机体或分化 辨正误 成其他各种细胞，不能体现其全能性，C项错误：震胚阶段 (1)/ 细胞开始出现分化，而细胞分化是基因选择性表达的结果， (2)× 受精过程在输卵管中进行。 可见，囊胚阶段基因开始进行选择性表达，D项正确。 (3)/(4) 随堂演练·即时巩固 知识点2 L.D解析卵子一般在排出2~3h后才能被精子穿入，A项错 1.输卵管 误：获能的精子才具有受精能力，B项错误；哺乳动物排出的 2.有丝分裂 卵子有可能为初级卵母细胞，也有可能为次级卵母细胞， 3.输卵管有丝总体积 C项错误。 4.(1)桑葚(2)①分化②内细胞团胎儿的各种组织 2.C解析精子获能是指精子在雌性动物生殖道发生相应的 ③胎膜和胎盘④囊胚腔⑤透明带(3)各种组织，器官 生理变化获得受精能力，而不是获得能量，A,B,D项错误， 辨正误 C项正确。 (1) 3.A解析精子游向卵子所需的能量来自细胞呼吸，而细胞呼 (2)X 该阶段细胞体积不增大，胚胎的总体积也不增加。 吸的场所是线粒体和细胞质基质，A项正确：囊胚从透明带 (3)× 囊胚不具备三个胚层。 中仲展出来的过程称为瓣化，B项错误：防止多精入卵的两 (④)×胎膜、胎盘由囊胚的滋养层细胞发有而来。 道屏障是透明带的生理反应和卵细胞膜的生理反应，C项错 关键能力·合作探究 误：卵子受精前的准备阶段MI和MⅡ是不连续的，初级卵 教材边角 母细胞和次级卵母细胞的分裂中细胞质都是不均等分配的， 1提灵①—内细胞团，②—滋养层；囊胚之前为“桑葚 D项错误。 胚”，之后为“原肠胚” 4.A解析由表可知，甲低求度时促进卵裂，高浓度时抑制卵 2提示(1)输卵管马小鼠猪 裂，A项错误：对照组第一极体排出个数为70个，甲浓度过 (2)小鼠应选择至少发育到囊胚阶段的胚胎。牛在自然情况 高(>10gmL,第一极体排出个数<70)抑制第一极体的排 下，胚胎虽然最早可在8~16细胞阶段进入子官，但为了提 出，B项正确：添加1g/mL的甲，卵裂数增大，即该条件可 ·157·null