第10单元 第49讲 动物细胞工程(Word教参)-【精讲精练】2026年高考生物一轮复习（人教版 多选）

第49讲　动物细胞工程 [课标要求]　1.阐明动物细胞培养是从动物体获得相关组织，分散成单个细胞后，在适宜的培养条件下让细胞生长和增殖的过程。动物细胞培养是动物细胞工程的基础。2.阐明动物细胞核移植一般是将体细胞核移入一个去核的卵母细胞中，并使重组细胞发育成新胚胎，继而发育成动物个体的过程。3.阐明动物细胞融合是指通过物理、化学或生物学等手段，使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。4.概述细胞融合技术是单克隆抗体制备的重要技术。5.简述干细胞在生物医学工程中有广泛的应用价值。 考点一　动物细胞培养 1．动物细胞培养的概念：是指从动物体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后在适宜的培养条件下，让这些细胞生长和增殖的技术。 2．动物细胞培养的条件 无菌、无 毒的环境 对培养液和所有培养用具进行灭菌处理以及在无菌环境下进行操作，定期更换培养液以清除代谢物 营养条件 糖类、氨基酸、促生长因子、无机盐、维生素等，还需加入血清等一些天然成分 适宜的温度、 pH和渗透压 温度为36.5±5_℃(哺乳动物)，pH为7.2～7.4，渗透压也是一个需要考虑的重要环境参数 气体环境 含95%空气加5%CO2的混合气体 3.动物细胞培养的过程 (1)体外培养的动物细胞的类型 ①一类细胞能够悬浮在培养液中生长增殖。 ②另一类则需要贴附于某些基质表面才能生长增殖，而且还会发生接触抑制现象，从而使细胞停止分裂增殖。 (2)过程 4．干细胞培养及其应用 概念 一类具有自我更新和分化潜能的细胞，与组织、器官的发育、再生和修复等密切相关 种类 胚胎干细胞(ES细胞) 成体干细胞 诱导多能干细胞(iPS细胞) 来源 早期胚胎 骨髓、外周血和脐带血等 体细胞(如成纤维细胞等) 特点 具有分化为成年动物体内的任何一种类型的细胞、组织或器官甚至个体的潜能 具有阻止特异性，只能分化成特定的细胞或组织，不具有发育成完整个体的能力 能诱导分化成类似胚胎干细胞的细胞 应用 在体外分化成心肌细胞、神经元和造血干细胞等 造血干细胞用于治疗白血病，神经干细胞用于治疗帕金森病、阿尔茨海默病等 在治疗镰状细胞贫血、阿尔茨海默病、心血管疾病等领域的研究取得了新进展 1．进行动物细胞培养时常用胃蛋白酶分散成单个细R胞。(×) 2．幼龄动物的细胞比老龄动物的细胞更容易进行动物细胞培养。(√) 3．干细胞存在于早期胚胎、骨髓和脐带血等多种组织和器官中。(√) 4．可借助载体将特定基因导入细胞中，直接将特定蛋白导入细胞中或者用小分子化合物等来诱导形成iPS细胞。(√) 1．(选择性必修3 P44“旁栏思考”)进行动物细胞培养时常用胰蛋白酶分散细胞，不能用胃蛋白酶的原因是什么？ 提示　胃蛋白酶的适宜pH为1.5左右，而动物细胞培养适宜pH为7.2～7.4，胃蛋白酶在此环境中没有活性。 2．(选择性必修3 P44“正文”)动物细胞培养时，为什么要将动物组织分散成单个细胞？ 提示　①保证细胞所需要的营养供应；②保证细胞内有害代谢物的及时排出。 3．(选择性必修3 P46“正文”)为什么说iPS细胞的应用前景要优于ES细胞？ 提示　因为ES细胞必须从胚胎中获取，涉及伦理问题，限制其在医学上的应用。iPS细胞的诱导过程无须破坏胚胎，而且可以来自病人自身的体细胞，将它移回病人体内后，理论上可以避免免疫排斥反应，所以科学家普遍认为iPS细胞的应用前景要优于ES细胞。 1．动物细胞培养过程分析 (1)培养流程 (2)原代培养和传代培养 ①原代培养：动物组织经处理后的初次培养。 ②传代培养：原代培养过程中，贴满瓶壁的细胞需要重新用胰蛋白酶处理，然后分瓶培养(或液态细胞悬液的分瓶培养)，让细胞继续增殖。 (3)区分原代培养和传代培养的关键是看用胰蛋白酶处理的对象。 ①第一次：用胰蛋白酶对剪碎的动物组织进行处理，使其分散成单个细胞后进行培养，为原代培养。 ②第二次：细胞培养过程中出现接触抑制，用胰蛋白酶使其从瓶壁上脱离下来，将其分散到多个培养瓶中继续培养，为传代培养。 2．动物细胞培养与植物组织培养的比较 比较项目 动物细胞培养 植物组织培养 生物学原理 细胞增殖 细胞全能性 培养基性质 液体 多为固体 培养结果 子代细胞 新的植株 培养条件 无菌、适宜的温度和pH、营养等 取材 新鲜的组织 植物器官、组 织或细胞 培养对象 分散的单个细胞 植物器官、组 织或细胞 过程 原代培养、传代培养 脱分化、再分化 3.胚胎干细胞的分离与培养 (1)胚胎干细胞的分离途径 (2)胚胎干细胞的特性与培养 胚胎干细胞是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞，如人类囊胚的内细胞团，其具有胚胎干细胞的特性。胚胎干细胞能长期维持未分化状态，又有全能分化的潜能，在体外培养时仍能维持正常和稳定的染色体组型，在特定的环境诱导下，能分化成各类细胞。培养胚胎干细胞的关键是需要一种培养体系，这种体系必须能促进胚胎干细胞的生长，同时还要抑制胚胎干细胞的分化。 考向一　动物细胞培养及其应用 1．(2024·吉林卷)从小鼠胚胎中分离获取胚胎成纤维细胞进行贴壁培养，在传代后的不同时间点检测细胞数目，结果如图。下列叙述正确的是(　　) A．传代培养时，培养皿需密封防止污染 B．选取①的细胞进行传代培养比②更合理 C．直接用离心法收集细胞进行传代培养 D．细胞增长进入平台期可能与细胞密度过大有关 解析　传代培养时需要营造无菌、无毒以及95%空气＋5% CO2的气体环境，而非密封，A错误；选取②的细胞进行传代培养比①更合理，②时细胞增长开始变得缓慢，B错误；对于贴壁生长的细胞进行传代培养时，先需要用胰蛋白酶等处理，使之分散为单个细胞，然后再用离心法收集，C错误；细胞增长进入平台期可能与细胞密度过大、细胞间产生接触抑制有关，D正确。 答案　D 2．(2024·浙江1月卷)某动物细胞培养过程中，细胞贴壁生长至接触抑制时，需分装培养，实验操作过程如图。 下列叙述错误的是(　　) A．①加消化液的目的是使细胞与瓶壁分离 B．②加培养液的目的是促进细胞增殖 C．③分装时需调整到合适的细胞密度 D．整个过程需要在无菌、无毒条件下进行 解析　①加消化液的目的是使细胞分散开来，A正确；②加培养液的目的是稀释消化液，避免过度消化，B错误；③分装时需调整到合适的细胞密度，若密度过大，则不利于细胞增殖，C正确；动物细胞培养需要无菌、无毒环境，因此整个过程需要在无菌、无毒条件下进行，D正确。 答案　B 考向二　干细胞培养及其应用 3．(2024·襄阳调研)下列关于干细胞和iPS细胞的相关叙述错误的是(　　) A．胚胎干细胞存在于早期胚胎中，具有分化为成年动物体内的各种细胞的潜能 B．若iPS细胞来源于病人自身体细胞，治疗心血管疾病时可以避免免疫排斥反应 C．造血干细胞主要存在于骨髓、外周血和脐带血中 D．iPS细胞分化产生的不同类型细胞中的核酸完全相同 解析　胚胎干细胞存在于早期胚胎中，具有分化为成年动物体内的各种细胞的潜能，A正确；iPS细胞可以来源于病人自身的体细胞，将其移植回患心血管疾病的病人体内后，可以避免免疫排斥反应，B正确；造血干细胞主要存在于骨髓、外周血和脐带血中，C正确；分化前和分化后的细胞一般遗传物质相同，iPS细胞分化出的不同类型的细胞核DNA一般相同，但由于基因的选择性表达，RNA不完全相同，D错误。 答案　D 4．胚胎干细胞必须从胚胎中获取，但这涉及伦理问题，因而限制了它在医学上的应用。科学家通过体外诱导成纤维细胞，获得了类似于胚胎干细胞的一种细胞，称为诱导多能干细胞(简称iPS细胞)。因为诱导过程无须破坏胚胎，而且iPS细胞可来源于病人自身的体细胞，因此iPS细胞的应用前景优于胚胎干细胞。如图为iPS细胞的获得及用其培育不同种细胞的示意图(c­Myc、Klf4、Sox2和Oct3/4等基因与细胞的脱分化有关)。回答下列问题： (1)在对成纤维细胞进行培养时，常用胰蛋白酶处理使之分散成单个细胞，这说明细胞间的物质为________，________(填“能”或“不能”)用胃蛋白酶处理成纤维细胞，原因是______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________。 (2)在培养iPS细胞的过程中，培养基中应含有细胞所需的各种营养物质，并定期更换培养液。定期更换培养液的目的是____________________________________________________ ______________________________________________________________________________。 (3)过程③④为iPS细胞提供的条件不同，分化得到的细胞不同，可知细胞分化是______的结果。若iPS细胞来源于病人自身体细胞的诱导，再将其分化出的细胞移入患者体内的优势是________________________________________。 (4)如果诱导iPS细胞定向分化为原始生殖细胞，该技术可能的应用是______________。 答案　(1)蛋白质　不能　多数动物细胞培养的适宜pH为7.2～7.4，胃蛋白酶在此环境中失活变性 (2)清除代谢物，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害 (3)基因选择性表达　避免了免疫排斥问题 (4)解决不育问题 考点二　动物细胞融合技术与单克隆抗体 1．动物细胞融合技术 (1)概念：使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术。 (2)方法：PEG融合法、电融合法、灭活病毒诱导法等。 (3)原理：细胞膜具有一定的流动性。 (4)结果：形成具有原来两个或多个细胞遗传信息的单核细胞，称为杂交细胞。 (5)意义：突破了有性杂交的局限，使远缘杂交成为可能。成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和培育生物新品种等的重要手段，为制造单克隆抗体开辟了新途径。 2．单克隆抗体及其应用 (1)制备原理 ①B淋巴细胞特点：一种B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体。 ②骨髓瘤细胞特点：能在体外大量增殖。 ③杂交瘤细胞的特点：既能大量增殖，又能产生足够数量的特定抗体。 (2)制备过程 (3)单克隆抗体的特点和应用 1．灭活的病毒能促进动物细胞融合，但不能促进植物细胞融合。(√) 2．灭活是指用物理或化学手段杀灭细菌或病毒，使其各种结构都失去相应的功能。(×) 3．多种B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合筛选后，还需经克隆化培养和抗体检测，才能获得足够数量的能分泌所需抗体的杂交瘤细胞。(√) 4．抗体—药物偶联物(ADC)通过将细胞毒素与能特异性识别肿瘤抗原的单克隆抗体结合，实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤。(√) 1．(选择性必修3 P48“相关信息”拓展)动物细胞融合过程中为什么未灭活的病毒不能作诱导剂？ 提示　未灭活的病毒会感染细胞，因而不能诱导细胞融合。 2．(选择性必修3 P49图2－16)制备单克隆抗体时，不直接用经过免疫的B淋巴细胞来获得单克隆抗体的原因是什么？ 提示　用于获得杂交瘤细胞的活化的B淋巴细胞是高度分化的动物细胞，培养时很难恢复分裂能力，不能进行无限增殖，难以获得足够数量的单克隆抗体。 3．(选择性必修3 P50“思考·讨论”)ADC在临床应用上的作用机理是什么？ 提示　通过单克隆抗体的靶向作用特异性地识别肿瘤细胞表面抗原，然后利用细胞本身具备的内吞作用使化学药物进入肿瘤细胞内发挥药效，从而达到杀伤肿瘤细胞的目的。 1．单克隆抗体制备过程中两次筛选的原因、方法及目的 项目 第一次筛选 第二次筛选 筛选 原因 诱导融合后会得到多种杂交细胞，另外还有未融合的细胞 由于小鼠在生活中还受到其他抗原的刺激，所以经选择培养获得的杂交瘤细胞中有能产生其他抗体的细胞 筛选 方法 用特定的选择培养基筛选：未融合的细胞和融合的具有同种核的细胞(“B—B”细胞、“瘤—瘤”细胞)都会死亡，只有融合的杂交瘤细胞(“B—瘤”细胞)才能生长 用多孔培养皿培养，在每个孔只有一个杂交瘤细胞的情况下开始克隆化培养和抗体检测，经多次筛选得到能产生特异性抗体的细胞群 筛选 目的 得到杂交瘤细胞 得到能分泌所需抗体的杂交瘤细胞 2.比较植物体细胞杂交和动物细胞融合 项目 植物体细胞杂交 动物细胞融合 原理 细胞膜的流动性、细胞的全能性、细胞增殖 细胞膜的流动性、细胞增殖 融合前处理 除去细胞壁 使细胞分散开 相关酶 纤维素酶和果胶酶　 胰蛋白酶或胶原蛋白酶 诱导方法 物理法：电融合法、离心法；化学法：聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2＋—高pH融合法 物理法：电融合法；化学法：聚乙二醇(PEG)融合法；生物法：灭活病毒诱导法 结果 形成杂种植株 形成杂交细胞 应用 培育植物新品种 主要用于制备单克隆抗体 意义 突破远缘杂交不亲和障碍，打破了生殖隔离，扩展了杂交的亲本组合 相同点 动物细胞融合与植物原生质体融合的基本原理相同，诱导动物融合的方法与植物原生质体融合的方法相似 考向一　动物细胞融合技术 1．(2024·湖北卷)糖尿病是危害人类健康的主要疾病之一。恢复功能性胰岛B细胞总量是治疗糖尿病的重要策略。我国学者研究发现，向患有糖尿病的小鼠注射胰高血糖素受体单克隆抗体(mAb)，可以促进胰岛A细胞增殖，诱导少数胰岛A细胞向胰岛B细胞转化，促进功能性胰岛B细胞再生。根据上述实验结果，下列叙述错误的是(　　) A．mAb的制备可能涉及细胞融合技术 B．注射mAb可降低胰腺分泌胰高血糖素的量 C．mAb和胰高血糖素均能与胰高血糖素受体特异性结合 D．胰高血糖素主要通过促进肝糖原分解和非糖物质转化为糖，升高血糖水平 解析　单克隆抗体制备需要运用动物细胞融合技术，A正确；mAb可与胰高血糖素受体特异性结合，促进胰岛A细胞增殖，导致胰高血糖素分泌量增加，B错误；mAb和胰高血糖素均能与胰高血糖素受体特异性结合，C正确；胰高血糖素主要通过促进肝糖原分解和非糖物质转化为糖，使得血糖浓度升高，D正确。 答案　B 2．(多选)(2022·江苏卷)下图表示利用细胞融合技术进行基因定位的过程，在人－鼠杂种细胞中人的染色体会以随机方式丢失，通过分析基因产物进行基因定位。现检测细胞Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中人的4种酶活性，只有Ⅱ具有芳烃羟化酶活性，只有Ⅲ具有胸苷激酶活性，Ⅰ、Ⅲ都有磷酸甘油酸激酶活性，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均有乳酸脱氢酶活性。下列相关叙述正确的有(　　) A．加入灭活仙台病毒的作用是促进细胞融合 B．细胞Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别为人—人、人—鼠、鼠—鼠融合细胞 C．芳烃羟化酶基因位于2号染色体上，乳酸脱氢酶基因位于11号染色上 D．胸苷激酶基因位于17号染色体上，磷酸甘油酸激酶基因位于X染色体上 解析　分析题干信息：Ⅰ保留X、11号染色体，Ⅱ保留2、11号染色体，具有芳烃羟化酶活性，Ⅲ保留X、11、17号染色体，具有胸苷激酶活性，Ⅰ、Ⅲ都有磷酸甘油酸激酶活性，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均有乳酸脱氢酶活性，所以支配芳烃羟化酶合成的基因位于2号染色体上，支配胸苷激酶合成的基因位于17号染色体上；支配磷酸甘油酸激酶合成的基因位于X染色体上；支配乳酸脱氢酶合成的基因位于11号染色体上。动物细胞融合过程中，可以利用灭活的仙台病毒或聚乙二醇作诱导剂促进细胞融合，A正确；细胞Ⅲ中保留了人的X、11、17号染色体，故不会是鼠—鼠融合细胞，B错误；根据分析可知，芳烃羟化酶基因位于2号染色体上，乳酸脱氢酶基因位于11号染色上，胸苷激酶基因位于17号染色体上，磷酸甘油酸激酶基因位于X染色体上，C、D正确。 答案　ACD 考向二　单克隆抗体及其应用 3．(多选)某病毒颗粒表面有一特征性的大分子结构蛋白S(含有多个不同的抗原决定基，每一个抗原决定基能够刺激机体产生一种抗体)。为了建立一种灵敏、高效检测S蛋白的方法，研究人员采用杂交瘤技术制备了抗－S单克隆抗体(如图)。下列说法正确的是(　　) A．利用胶原蛋白酶处理，可分散贴壁生长的骨髓瘤细胞 B．制备的单克隆抗体A和单克隆抗体B是相同的单克隆抗体 C．用于生产单克隆抗体的杂交瘤细胞可传代培养，但不能冻存 D．单克隆抗体A和单克隆抗体B都能够特异性识别S蛋白 解析　胶原蛋白酶可以催化分解细胞外的胶原蛋白，因此利用胶原蛋白酶处理，可分散贴壁生长的骨髓瘤细胞，A正确；由于蛋白S含有多个不同的抗原决定基，每一个抗原决定基能够刺激机体产生一种抗体，单克隆抗体A和单克隆抗体B来自不同的杂交瘤细胞，因此制备的单克隆抗体A和单克隆抗体B不一定是相同的单克隆抗体，B错误；用于生产单克隆抗体的杂交瘤细胞可传代培养，也可以冷冻保存，C错误；单克隆抗体A和单克隆抗体B都来自筛选出的杂交瘤细胞，因此都能够特异性识别S蛋白上的抗原决定基，D正确。 答案　AD 4．某些肿瘤细胞表面的PD­L1与细胞毒性T细胞(CTL)表面的PD­1结合能抑制CTL的免疫活性，导致肿瘤免疫逃逸。免疫检查点疗法使用单克隆抗体阻断PD­L1和PD­1的结合，可恢复CTL的活性，用于肿瘤治疗。为进一步提高疗效，研究者以黑色素瘤模型小鼠为材料，开展该疗法与化疗的联合治疗研究。部分结果见图。 回答下列问题： (1)据图分析，________疗法的治疗效果最佳，推测其原因是_______________________ _____________________________________________________________________________。 (2)黑色素瘤细胞能分泌吸引某类细胞靠近的细胞因子CXCL1，为使CTL响应此信号，可在CTL中导入__________基因后再将其回输小鼠体内，从而进一步提高治疗效果。该基因的表达产物应定位于CTL的________(答位置)，且基因导入后不影响CTL________的能力。 (3)某兴趣小组基于现有抗体—药物偶联物的思路提出了两种药物设计方案。方案一：将化疗药物与PD­L1单克隆抗体结合在一起。方案二：将化疗药物与PD­1单克隆抗体结合在一起。你认为方案________(填“一”或“二”)可行，理由是__________________________ _____________________________________________________________________________。 解析　(1)由图甲可知，联合疗法肿瘤体积最小，再根据图乙可知，采用联合疗法时活化的CTL的数目明显高于免疫检查点疗法和化疗等，原因是该疗法既发挥了化疗药物的作用，也增加了活化的CTL数量。(2)由于黑色素瘤细胞能分泌吸引某类细胞靠近的细胞因子CXCL1，故要进一步提高治疗效果，可以在CTL中导入细胞因子CXCL1受体基因，使CTL表达出细胞因子CXCL1受体，达到治疗的效果。由于细胞因子是一类肽类化合物，故该基因的表达产物应定位于CTL的细胞膜上，且基因导入后不影响CTL杀伤肿瘤细胞的能力。(3)某肿瘤细胞表面的PD­L1与细胞毒性T细胞(CTL)表面的PD­1结合能抑制CTL的免疫活性，故应该将化疗药物与PD­L1单克隆抗体结合在一起，即方案一的偶联物既可阻断PD­1与PD­L1结合，恢复CTL的活性，又使化疗药物靶向肿瘤细胞。 答案　(1)联合　联合疗法既发挥了化疗药物的作用，也增加了活化的CTL数量　(2)CXCL1受体　(细胞膜)表面　杀伤肿瘤细胞　(3)一　方案一的偶联物既可阻断PD­1与PD­L1结合，恢复CTL的活性，又使化疗药物靶向肿瘤细胞 考点三　动物体细胞核移植技术和克隆动物 1．动物细胞核移植技术的概念、原理及类型 2．体细胞核移植的过程 3．体细胞核移植技术的应用前景和存在的问题 前景 畜牧业 加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育 医药 卫生 ①作为生物反应器生产医用蛋白； ②转基因克隆动物的细胞、组织和器官可以用于异种移植； ③人核移植胚胎干细胞经过诱导分化形成相应的细胞、组织、器官，可用于器官移植 保护濒危物种 增加濒危物种的存活数量 问题 ①成功率非常低；②绝大多数克隆动物存在健康问题，表现出遗传和生理缺陷 1．动物体细胞核移植的受体细胞必须是卵细胞。(×) 2．减数分裂Ⅱ中期(MⅡ期)卵母细胞中的“核”其实是纺锤体—染色体复合物。(√) 3．重构胚的激活可用Ca2＋载体、蛋白酶合成抑制剂等方法。(√) 4．重构胚是天然形成的胚胎，具有发育成完整个体的能力。(×) 1．(选择性必修3 P52“正文”)为什么体细胞核移植较胚胎细胞核移植更困难？ 提示　动物胚胎细胞分化程度低，表现全能性相对容易，而动物体细胞分化程度高，表现全能性十分困难。 2．(选择性必修3 P53“图2－18”)核移植技术中必须先去掉受体卵母细胞的细胞核，为什么？ 提示　保证核移植动物的核遗传物质全部来自供体细胞。 3．(选择性必修3 P54“思考·讨论”)通过体细胞核移植方法生产的克隆动物，不是对体细胞供体动物进行了100%的复制，原因是_________________________________________ _____________________________________________________________________________。 此外，动物的一些行为、习性的形成与所处环境有很大关系。 提示　克隆动物绝大部分DNA来自供体细胞核，但线粒体中的DNA来自受体卵母细胞 考向一　动物体细胞核移植操作原理和过程 1．(2023·天津卷)根据下图，正确的是(　　) A．子代动物遗传性状和受体动物完全一致 B．过程1需要MⅡ期去核卵母细胞 C．过程2可以大幅改良动物性状 D．过程2为过程3提供了量产方式，过程3为过程1、2提供了改良性状的方式 解析　子代动物的遗传性状与供体基本一致，但与受体无关，A错误；核移植过程中需要处于MⅡ中期的去核卵母细胞，而过程1是培育试管动物，需要培育到适宜时期(桑葚胚或囊胚等时期)进行胚胎移植，B错误；过程2得到的是克隆动物，是无性生殖的一种，不能大幅改良动物性状，C错误；过程2克隆技术可得到大量同种个体，为过程3提供了量产方式；过程3是转基因技术，转基因可导入外源优良基因，为过程1、2提供了改良性状的方式，D正确。 答案　D 2．(2024·1月九省联考贵州卷)利用动物体细胞核移植技术可培育高产奶牛，流程如图所示。下列叙述错误的是(　　) A．犊牛W有母牛X细胞中的线粒体DNA B．犊牛W的遗传性状与母牛X相似度更高 C．重构胚的形成可采用电融合的方法 D．细胞培养时需添加氨基酸等营养物质 解析　母牛X提供细胞质，因此犊牛W有母牛X细胞中的线粒体DNA，A正确；母牛Y提供细胞核，细胞核是遗传信息库，因此犊牛W的遗传性状与母牛Y相似度更高，B错误；可以采用电融合法促使两个细胞融合形成重构胚，C正确；细胞培养时需添加氨基酸、糖等营养物质，以供给细胞正常的生命活动，D正确。 答案　B 考向二　克隆动物及其应用 3．(2024·重庆模拟)2017年世界上首例体细胞克隆猴在我国诞生，分别叫“中中”和“华华”，这一成功轰动了全世界。下图是克隆“中中”的相关示意图。下列叙述正确的是(　　) A．卵子b去核通常是用显微操作法去除核膜包围的细胞核 B．重组细胞c需要物理或化学方法激活，使其完成细胞分裂和发育过程 C．代孕猴d对早期胚胎不发生免疫排斥，为胚胎收集提供了可能 D．克隆猴“中中”e的培育采用了胚胎细胞核移植技术 解析　卵子b为减数第二次分裂中期的次级卵母细胞，去核通常是用显微操作法去除纺锤体—染色体复合物，包括第一极体，A错误；去核的卵母细胞与供体细胞融合成重组细胞c，需要物理或化学方法激活，才能使其完成细胞分裂和发育过程，B正确；受体对外来胚胎不发生免疫排斥反应，这为胚胎在受体子宫中的存活提供了可能，是胚胎移植的理论基础，即代孕猴d对早期胚胎不发生免疫排斥，因而可以代孕，C错误；克隆猴“中中”e的培育采用了体细胞核移植技术，D错误。 答案　B 4．(2021·湖南卷)M基因编码的M蛋白在动物A的肝细胞中特异性表达。现设计实验，将外源DNA片段F插入M基因的特定位置，再通过核移植、胚胎培养和胚胎移植等技术获得M基因失活的转基因克隆动物A，流程如图所示。回答下列问题： (1)在构建含有片段F的重组质粒过程中，切割质粒DNA的工具酶是________________，这类酶能将特定部位的两个核苷酸之间的________断开。 (2)在无菌、无毒等适宜环境中进行动物A成纤维细胞的原代和传代培养时，需要定期更换培养液，目的是______________________________________________________________。 (3)与胚胎细胞核移植技术相比，体细胞核移植技术的成功率更低，原因是___________ _____________________________________________________________________________。 从早期胚胎中分离获得的胚胎干细胞，在形态上表现为________________________(答出两点即可)，功能上具有____________。 (4)鉴定转基因动物：以免疫小鼠的________淋巴细胞与骨髓瘤细胞进行融合，筛选融合杂种细胞，制备M蛋白的单克隆抗体。简要写出利用此抗体确定克隆动物A中M基因是否失活的实验思路_______________________________________________________________。 解析　(1)基因工程中切割DNA的工具酶是限制性内切核酸酶(限制酶)，故在构建含有片段F的重组质粒过程中，切割质粒DNA的工具酶是限制性内切核酸酶(限制酶)。限制性内切核酸酶是作用于其所识别序列中两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键。不同的限制酶可以获得不同的末端，主要分为黏性末端和平末端。(2)在无菌、无毒等适宜环境中进行动物A成纤维细胞的原代和传代培养时，需要定期更换培养液，目的是清除代谢产物，防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害。(3)由于动物胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性相对容易，动物体细胞分化程度高，恢复其全能性十分困难，故与胚胎细胞核移植技术相比，体细胞核移植技术的成功率低。胚胎干细胞在形态上表现为细胞体积小，细胞核大，核仁明显；在功能上具有发育的全能性，可分化为成年动物体内任何一种组织细胞。另外，在体外培养的条件下，可以增殖而不发生分化，可进行冷冻保存，也可进行遗传改造。(4)先给小鼠注射特定抗原使之发生免疫反应，之后从小鼠脾脏中获取已经免疫的B淋巴细胞；诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合，利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞，制备M蛋白的单克隆抗体；若要利用此抗体确定克隆动物A中M基因是否失活，如果M基因已经失活，则克隆动物A中无法产生M蛋白的单克隆抗体，则可利用抗原—抗体杂交技术进行检测。故实验思路为：取动物A和克隆动物A的肝组织细胞，分别提取蛋白质进行抗原—抗体杂交。 答案　(1)限制性内切核酸酶(限制酶)　磷酸二酯键 (2)清除代谢产物，防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害，同时给细胞提供足够的营养 (3)动物胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性相对容易，动物体细胞分化程度高，恢复其全能性十分困难　细胞体积小，细胞核大，核仁明显(任选两点作答)　发育的全能性 (4)B　取动物A和克隆动物A的肝组织细胞，分别提取蛋白质进行抗原—抗体杂交 1．(2023·北京卷)甲状旁腺激素(PTH)水平是人类多种疾病的重要诊断指标。研究者制备单克隆抗体用于快速检测PTH，有关制备过程的叙述不正确的是(　　) A．需要使用动物细胞培养技术 B．需要制备用PTH免疫的小鼠 C．利用抗原—抗体结合的原理筛选杂交瘤细胞 D．筛选能分泌多种抗体的单个杂交瘤细胞 解析　单克隆抗体制备过程中需要对骨髓瘤细胞等进行培养，即需要使用动物细胞培养技术，A正确；该操作的目的是制备单克隆抗体用于快速检测PTH，故应用PTH刺激小鼠，使其产生相应的B细胞，B正确；抗原与抗体的结合具有特异性，可利用抗原—抗体结合的原理筛选杂交瘤细胞，C正确；由于一种B细胞经分化形成浆细胞后通常只能产生一种抗体，故筛选出的单个杂交瘤细胞无法分泌多种抗体，D错误。 答案　D 2．(2023·海南卷)某团队通过多代细胞培养，将小鼠胚胎干细胞的Y染色体去除，获得XO胚胎干细胞，再经过一系列处理，使之转变为有功能的卵母细胞。下列有关叙述错误的是(　　) A．营养供应充足时，传代培养的胚胎干细胞不会发生接触抑制 B．获得XO胚胎干细胞的过程发生了染色体数目变异 C．XO胚胎干细胞转变为有功能的卵母细胞的过程发生了细胞分化 D．若某濒危哺乳动物仅存雄性个体，可用该法获得有功能的卵母细胞用于繁育 解析　营养供应充足时，传代培养的胚胎干细胞也会发生接触抑制，A错误；XO胚胎干细胞中丢失了Y染色体，因而该细胞的获得过程发生了染色体数目变异，B正确；XO胚胎干细胞转变为有功能的卵母细胞的过程发生了细胞分化，C正确；若某濒危哺乳动物仅存雄性个体，可用该法获得有功能的卵母细胞，进而用于繁育，实现对濒危物种的保护，D正确。 答案　A 3．(2022·湖北卷)某兴趣小组开展小鼠原代神经元培养的研究，结果发现其培养的原代神经元生长缓慢，其原因不可能的是(　　) A．实验材料取自小鼠胚胎的脑组织 B．为了防止污染将培养瓶瓶口密封 C．血清经过高温处理后加入培养基 D．所使用的培养基呈弱酸性 解析　小鼠胚胎脑组织中含有丰富的原代神经元，细胞增殖能力强，不会造成生长缓慢，A符合题意；培养瓶瓶口密封会使培养液中缺氧，影响细胞有氧呼吸，造成供能不足，可能使细胞生长缓慢，B不符合题意；血清经过高温处理后，其中活性成分变性，失去原有功能，细胞生存环境严重恶化，可能使细胞生长缓慢，C不符合题意；小鼠内环境为弱碱性，所使用的培养基呈弱酸性，使细胞生存环境恶劣，可能造成细胞生长缓慢，D不符合题意。 答案　A 4．(2022·山东卷)如图所示，将由2种不同的抗原分别制备的单克隆抗体分子，在体外解偶联后重新偶联可制备双特异性抗体，简称双抗。下列说法错误的是(　　) A．双抗可同时与2种抗原结合 B．利用双抗可以将蛋白类药物运送至靶细胞 C．筛选双抗时需使用制备单克隆抗体时所使用的2种抗原 D．同时注射2种抗原可刺激B细胞分化为产双抗的浆细胞 解析　根据抗原和抗体能够发生特异性结合的特性推测，双抗的两个抗原区可分别结合1种抗原，即双抗可同时与2种抗原结合，A正确；利用双抗可以将蛋白类药物运送至靶细胞，从而使药物发挥相应的作用，B正确；在2种不同的抗原刺激下，B细胞增殖、分化产生不同的浆细胞，分泌形成2种单克隆抗体，进而可制备双抗，因此，筛选双抗时需使用制备单克隆抗体时所使用的2种抗原来进行抗原—抗体检测，从而实现对双抗的筛选，C正确；1种浆细胞只能产生1种抗体，同时注射2种抗原可刺激B细胞分化形成2种浆细胞，而不是分化成产双抗的浆细胞，D错误。 答案　D 5．(2024·全国甲卷)某种病原体的蛋白质A可被吞噬细胞摄入和处理，诱导特异性免疫。回答下列问题。 (1)病原体感染诱导产生浆细胞的特异性免疫方式属于________。 (2)溶酶体中的蛋白酶可将蛋白质A的一条肽链水解成多个片段，蛋白酶切断的化学键是______。 (3)不采用荧光素标记蛋白质A，设计实验验证蛋白质A的片段可出现在吞噬细胞的溶酶体中，简要写出实验思路和预期结果。 解析　(1)浆细胞是在体液免疫过程中由B细胞增殖、分化形成的。(2)蛋白酶作用的化学键是肽键。(3)题中要求不采用荧光素标记蛋白质A，可以让该病原体的蛋白质A带上放射性标记，可用含有3H标记的亮氨酸的培养基或细胞培养该病原体，让其蛋白质A带上放射性标记。可以参考分泌蛋白的合成和运输过程完成该实验。 答案　(1)体液免疫　(2)肽键　(3)实验思路：用含3H标记的亮氨酸的培养基或细胞培养该病原体，让其蛋白质A带上放射性标记；将蛋白质A带标记的病原体注入健康小白鼠体内，定期取小白鼠的吞噬细胞，检测其吞噬细胞的溶酶体中的放射性情况。预期结果：吞噬细胞的溶酶体中出现放射性。 学科网（北京）股份有限公司 $$