2026届高考生物一轮复习讲义第55讲　动物细胞工程

第55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1　动物细胞培养与干细胞 考 点 透 析 知识1　动物细胞培养 1. 概念：动物细胞培养是指从动物体中取出相关的组织，将它分散成 ，然后在适宜的培养条件下，让这些细胞 的技术。 2. 条件 营养 营养物质 糖类、 、无机盐、维生素等 含有多种维持细胞正常代谢和生长的物质，如蛋白质、氨基酸、未知的促生长因子等，可以补充培养液中尚未研究清楚的成分 环境 无菌 培养液和 灭菌处理、无菌环境下操作 定期更换培养液 稳态 温度 哺乳动物细胞的温度多以(36.5±0.5)℃为宜 pH 多数动物细胞生存的适宜pH为 维持细胞正常的形态和功能 气体 95%空气 其中的 为细胞代谢所必需 5%CO2 维持 3. 动物细胞培养的过程及相关概念 (1)过程图示 (2)悬浮生长：细胞悬浮在培养液中生长增殖。密度过大时，由于 积累和培养液中 等因素，细胞分裂受阻。 (3)细胞贴壁：多数细胞贴附在 上生长。 (4)接触抑制：当贴壁细胞分裂生长到表面 时，细胞会 的现象称为细胞的接触抑制。 (5)原代培养：指动物组织经处理后的 (即在出现首次接触抑制之前)。 (6)传代培养：分瓶后的细胞培养。当出现接触抑制，需要传代培养时要先用 等处理，使贴壁生长的细胞从瓶壁上脱离下来，再用 法收集。  解 疑 释 惑 (1)培养前分散成单个细胞的原因：①分散后细胞的生长与增殖不会被彼此限制；②分散有利于细胞 ，保证O2与营养的供应和 的及时排出。 (2)区分两种“培养”的关键是看用胰蛋白酶处理的对象。 (3)用酶两次处理的目的：第一次使用的目的是 ；第二次使用的目的是 ，便于分散后继续传代培养。 (4)接触抑制和细胞贴壁都离不开细胞表面的 ，涉及基因的选择性表达。 4. 动物细胞培养的应用：除了用于生物医药产品的工业化生产，还用于基因治疗、组织工程、药物筛选和毒性检测等领域的基础研究和临床实践。  概 念 辨 析 动物细胞培养和植物组织培养的比较 项目 动物细胞培养 植物组织培养 原理 细胞增殖 植物细胞的全能性 取材 动物胚胎或幼龄动物的组织、器官 外植体(离体植物器官、组织、细胞) 培养基 性质 液体培养基(又称培养液) 固体培养基 培养基 主要成分 糖类、氨基酸、无机盐、维生素等营养物质；一些天然成分，如血清 有机营养成分、无机营养成分、植物激素 特殊 环境条件 气体环境：95%的空气＋5%CO2 脱分化一般不需要光，再分化一般需要光照 结果 获得大量细胞 一般获得新的植株 关键过程 制细胞悬液→原代培养→传代培养 脱分化→再分化 相同点 均需无菌操作，需要适宜的温度、pH等条件 知识2　干细胞 1. 干细胞概念及来源 (1)干细胞是指动物(包括人)胚胎及某些器官中同时具有自我更新和分化能力的细胞。在一定条件下，可以分化成 。 (2)干细胞的存在部位： 、 和脐带血等多种组织和器官中。 2. 干细胞的种类及功能/应用 (1)按来源分 (2)按分化潜能： 干细胞、多能干细胞、单能干细胞。 思辨小练 1. 判断下列说法的正误： (1)动物细胞培养要定期更换培养液，其目的是便于清除代谢物，防止代谢物积累对细胞自身造成伤害，同时也补充了营养物质。( ) (2)在培养皿中培养的动物细胞多数悬浮，有利于细胞与培养液之间进行物质交换。( ) (3)培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞。( ) (4)体外培养动物细胞分裂受阻的共同原因有营养物质缺乏、有害代谢物积累和接触抑制。( ) (5)造血干细胞属于胚胎干细胞，主要存在于成体的骨髓、外周血和脐带血中。( ) (6)诱导多能干细胞只能由成纤维细胞诱导分化而来。( ) 2. 制备肝细胞悬液 (填“能”或“不能”)用胃蛋白酶处理，原因是 。 3. 根据癌细胞的特点，请思考：培养的癌细胞有没有接触抑制现象？为什么？ 典 题 说 法 考向1　动物细胞培养 例1 (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(酶)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 变式 下列关于小鼠肾小管上皮细胞体外培养及应用的叙述，错误的是( ) A．将肾皮质充分剪碎、过滤、离心，获得肾小管上皮组织块 B．实验开始前，实验器械和试剂都必须经过高压蒸汽灭菌处理 C．进行传代培养时，贴壁肾小管上皮细胞需用胰蛋白酶等处理 D．建立小鼠肾小管上皮细胞培养体系可为肾病的体外研究提供实验基础 考向2　干细胞及其应用 例2 (多选)(2023·江苏卷)我国科学家利用猴胚胎干细胞首次创造了人工“猴胚胎”，研究流程如图所示。下列相关叙述正确的有( ) A．猴的成纤维细胞和胚胎干细胞功能不同，但具有相同的基因组 B．囊胚细胞②③都由细胞①分裂分化形成，但表达的基因都不同 C．移植前细胞和囊胚的培养都要放在充满CO2的培养箱中进行 D．移植后胚胎的发育受母体激素影响，也影响母体激素分泌 考点2　动物体细胞核移植技术和克隆动物 考 点 透 析 知识1　动物体细胞核移植技术 1. 概念理解 (1)核供体：动物一个细胞的 。 (2)质供体：去掉细胞核的 。 (3)结果：形成 并发育成新胚胎，最终发育成 (得到克隆动物)。  深 度 指 津 供体和受体的选择 (1)供体 ①提供核的一方一般选用传代10代以内的细胞，因为10代以内的细胞一般能保持正常的二倍体核型，保证了核供体细胞正常的遗传基础。②提供细胞质的一方选择减数分裂Ⅱ期(MⅡ期)的卵母细胞，其原因：a.卵母细胞的细胞质内存在 的物质；b.卵母细胞 ，便于操作；c.卵母细胞营养物质丰富。 (2)受体：一般选择繁殖性能好的同种雌性生物代孕。 2. 类型 种类 难易程度 原因 核移植 较容易 分化程度低，全能性容易表现 核移植 较难 分化程度高，全能性难表现 注：非人灵长类动物的体细胞核移植非常困难，其主要原因一方面是供体细胞的细胞核在去核卵母细胞中不能 ，这导致了胚胎发育率低；另一方面是对非人灵长类动物胚胎进行操作的技术尚不完善。 3. 原理：动物细胞核具有 。 4. 基本过程  深 度 指 津 (1)上图中核移植操作是把供体细胞导入去核的卵母细胞透明带下，然后促进细胞融合，该法因对卵母细胞损伤较小且操作简便，现较为常用。还有一种操作是用微型注射针吸出供体细胞核后，直接导入去核的卵母细胞中。 (2)对卵母细胞去核时，实质上是去除 。核的位置靠近第一极体，因此在去核的同时连同第一极体一起去掉。目的：使核移植后得到的胚胎或动物的核遗传物质 。 知识2　动物体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题 应用 ①加速家畜 、促进优良畜群繁育；②增加濒危动物存活数量；③转基因克隆动物作为 ，生产珍贵的医用蛋白；④用于细胞、组织或器官的 (由转基因克隆动物提供或人的核移植胚胎干细胞诱导分化提供)；⑤用于科学研究 存在的问题 ①成功率非常低；②克隆动物存在着 ，表现出遗传和生理缺陷等 概 念 辨 析 体细胞核移植技术与诱导iPS细胞的比较 (1)利用体细胞核移植技术和诱导iPS细胞都能生成干细胞，但它们的过程是完全不同的。 (2)通过体细胞核移植技术可以生成带有核供体细胞遗传物质的胚胎干细胞；诱导iPS细胞需要在细胞中表达几个关键基因，将细胞逆转到类似胚胎干细胞的状态。 (3)体细胞核移植技术对核供体细胞有较高要求，一般情况下，体细胞的分化程度越高，它重编程为干细胞的成功率就越低；可诱导成为iPS细胞的细胞来源相对广一些。 (4)体细胞核移植技术涉及采集卵母细胞、去核、细胞融合等复杂的操作；诱导iPS细胞的技术流程相对简单，可能更适合用于生产实践。 思辨小练 1. 判断下列说法的正误： (1)与克隆羊培养相比较，克隆猴的体细胞核移植更加困难。( ) (2)用物理、化学或生物的方法激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育进程。( ) (3)核移植可分为体细胞核移植和生殖细胞核移植。( ) 2. 通过体细胞核移植产生的克隆动物属于 生殖，因为 。 3. 克隆动物的亲本有三个，即体细胞核供体、卵母细胞细胞质供体和代孕母体(受体)。简述一下克隆动物的遗传与三个亲本的关系。 典 题 说 法 考向　体细胞核移植与克隆动物 例 在体细胞克隆猴培育过程中，为调节相关基因的表达，提高胚胎的发育率和妊娠率，研究人员将组蛋白去甲基化酶Kdm4d的mRNA注入了重构胚，同时用组蛋白脱乙酰酶抑制剂(TSA)处理，具体流程如下图所示。下列说法错误的是( ) A．常用显微操作法去除卵母细胞的整个细胞核 B．灭活的仙台病毒可使细胞膜上的蛋白质和脂质分子重新排布，利于融合 C．组蛋白去甲基化和乙酰化的表观遗传修饰都有利于重构胚的分裂和发育 D．可用电刺激、Ca2＋载体等方法激活重构胚 变式 (2025·靖江期中)科学家利用帕金森病模型鼠的皮肤细胞先经核移植得到早期胚胎，再获得胚胎干细胞(ES)，将ES诱导成神经元后，移入模型鼠后取得了很好疗效。下列叙述错误的是( ) A．动物细胞培养技术是该过程的基础 B．核移植时应选用MⅡ期的卵母细胞作为受体细胞 C．移入神经元时应对受体小鼠注射相应的免疫抑制剂 D．ES细胞具有分化为成年动物体内任何一种类型细胞的潜能 考点3　细胞融合与单克隆抗体的制备 考 点 透 析 知识1　动物细胞融合技术 概念 使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术，融合后的细胞称为 过程 膜融合→质融合→核融合 常用方法 融合法、电融合法和 诱导法等 成功标志 细胞核融合，能进行有丝分裂 原理 细胞膜具有 的结构特点 意义 突破了有性杂交的局限，使 成为可能 应用 ①成为研究 、 、肿瘤和培育生物新品种等的重要手段； ②发展出杂交瘤技术，制造  概 念 辨 析 区分杂种细胞、重组细胞和杂交细胞 (1)杂种细胞：植物体细胞杂交过程中，两种细胞去掉细胞壁之后形成的原生质体融合，融合的原生质体出现细胞壁之后形成的细胞。 (2)重组细胞：体细胞的细胞核移植到去核卵母细胞之后形成的细胞(人教版为重构胚)。 (3)杂交细胞：动物细胞融合形成的细胞。 知识2　单克隆抗体及其应用 1. 单克隆抗体的制备 (1)制备原理 ①每一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体。 ②骨髓瘤细胞能在体外大量 。 ③B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合得到的 ，既能迅速大量增殖，又能产生 。 (2)制备过程  解 疑 释 惑 (1)两次筛选的方法和目的不同 第一次是用特定的 筛选多种杂交瘤细胞：未融合的细胞和同种细胞融合后形成的细胞都会死亡，只有融合的杂交瘤细胞才能生长。 第二次是用多孔培养皿(如96孔板) 和抗体检测，经多次筛选得到能分泌所需抗体的细胞群。利用了 的免疫学原理。 (2)杂交瘤细胞的克隆化培养 ①新融合的杂交瘤细胞不稳定，染色体容易发生随机丢失，容易失去分泌抗体的性质，一般需要进行几次检测以确保其稳定性。 ②克隆化培养是指由单个细胞分裂增殖获得细胞团的培养过程。将杂交瘤细胞用培养液充分稀释，接种到96孔细胞培养板，且每个孔中尽量只接种1个，通过培养使其增殖为单克隆。一般经过3～4次培养才可以获得稳定的单克隆。若再次检测抗体为阳性，就可以大规模生产。2. 单克隆抗体的优点：(与从血清中提取的血清抗体相比)能准确地识别 ，与特定抗原发生特异性结合，并且可以 。 3. 单克隆抗体的应用 (1)作为 ，具有准确、高效、简易、快速的优点。 (2)用于治疗疾病和 。  概 念 辨 析 植物体细胞杂交与动物细胞融合的比较 比较项目 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 细胞膜的流动性、细胞增殖 融合前处理 先除去细胞壁 先使细胞分散开 使用的酶 纤维素酶和果胶酶 胰蛋白酶或胶原蛋白酶 诱导手段 电融合法、离心法(物理法)；PEG融合法、高Ca2＋—高pH融合法(化学法)等 PEG融合法、电融合法、灭活的病毒诱导法等 过程 细胞A、B ↓去壁 原生质体A、B ↓融合 融合的原生质体 再生出↓细胞壁 杂种细胞 植物组↓织培养 杂种植株 细胞A、B ↓融合 杂交细胞 　↓有丝分裂 多个相同杂交细胞 结果 杂种植株(发生染色体数目变异) 杂交细胞(发生染色体数目变异) 应用举例 培育植物新品种 用于制备单克隆抗体 意义 克服了远缘杂交不亲和的障碍，打破了生殖隔离，扩展了杂交的亲本组合 突破有性杂交的局限，使远缘杂交成为可能 思辨小练 1. 判断下列说法的正误： (1)单克隆抗体制备过程中，取材和培养阶段都用到了动物细胞培养技术，其原理是细胞增殖。( ) (2)单克隆抗体是单个B淋巴细胞增殖并产生的抗体。( ) (3)植物原生质体融合后再生出细胞壁，形成杂交细胞；动物细胞融合后形成重组细胞。( ) (4)用特定的抗原对小鼠进行免疫后，从小鼠脾脏中只能得到一种B淋巴细胞。( ) (5)B淋巴细胞在体外培养条件下只能存活几天，而且它不可能无限增殖，因此不能得到由一个B淋巴细胞的后代细胞群(克隆)分泌的大量抗体。( ) 2. 制备单克隆抗体前，对动物免疫的原因： 。 3. 细胞会自发融合，但频率很低，灭活的仙台病毒在细胞融合中的应用较为广泛。什么是灭活？灭活病毒诱导融合的原理是什么？ 典 题 说 法 考向1　动物细胞融合 例1 (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 考向2　单克隆抗体的制备及其应用 例2 (2025·如皋期初)CD47是一种细胞膜表面的糖蛋白，可与巨噬细胞结合，从而抑制巨噬细胞的功能。为验证抗CD47的单克隆抗体能减弱CD47对巨噬细胞的抑制作用，某科研小组进行了实验，实验过程如图所示。下列叙述正确的是( ) A．向肿瘤细胞共培养体系加入血清，主要用于提供未知的能源物质 B．第一次筛选时可根据细胞中染色体的数目筛选杂交瘤细胞 C．多次筛选时用到抗原—抗体杂交技术和克隆化培养技术 D．预期实验结果为对照组巨噬细胞的吞噬能力高于实验组 配套精练 第55讲　动物细胞工程 一、 单项选择题 1. (2025·扬州期初)动物细胞培养与植物组织培养的共同点是( ) A．都需定期更换培养液 B．都要先分散成单个细胞 C．都不需要进行无菌处理 D．都离不开细胞的分裂和分化 2. (2025·淮安一联)下图为肾脏上皮细胞培养过程示意图。下列有关叙述错误的是( ) A．甲→乙过程可用机械法或酶解法处理获得单个细胞 B．丙过程指细胞在添加血清的合成培养基中原代培养 C．丙过程会出现细胞贴壁生长和接触抑制现象 D．丁过程为传代培养，细胞都能进行无限增殖 3. (2022·江苏卷)航天员叶光富和王亚平在天宫课堂上展示了培养的心肌细胞跳动的视频。下列相关叙述正确的是( ) A．培养心肌细胞的器具和试剂都要先进行高压蒸汽灭菌 B．培养心肌细胞的时候既需要氧气，也需要二氧化碳 C．心肌细胞在培养容器中通过有丝分裂不断增殖 D．心肌细胞在神经细胞发出的神经冲动的支配下跳动 4. (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 5. 下图是利用体细胞核移植技术克隆优质奶牛的简易流程图，有关叙述正确的是( ) A．后代丁的遗传性状由甲和丙的遗传物质共同决定 B．过程①需要提供95%空气和5%CO2的混合气体 C．过程②常使用显微操作去核法对受精卵进行处理 D．过程③将激活后的重组细胞培养至原肠胚后移植 6. (2024·黑吉辽卷)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 7. (2025·南京期初)我国科学家利用体细胞诱导产生多能干细胞(iPS细胞)，并将其注射到无法发育到成体阶段的四倍体囊胚中，最终获得克隆鼠，经鉴定证实，克隆鼠确实从iPS细胞发育而来，并可繁殖后代。实验流程见下图，下列叙述错误的是( ) A．从黑鼠分离出体细胞可利用胰蛋白酶等处理 B．iPS细胞和囊胚的培养都要放在含5%CO2的培养箱中进行 C．诱导产生iPS细胞只能通过向体细胞导入特定基因来实现 D．四倍体囊胚可能因染色体数目变异而无法发育为成体 8. (2025·南通如东期初)将黑色小鼠囊胚的内细胞团部分细胞注射到白色小鼠囊胚中，一段时间后，将接受注射的囊胚均分为二，得到两只黑白相间的小鼠(Mc)。据此分析，下列叙述错误的是( ) A．获得Mc用到了胚胎移植技术 B．Mc表皮中有两种基因型的细胞 C．黑白相间体现了基因的共显性 D．注射的细胞会分化成Mc的多种组织 9. (2025·海门一诊)科学家将两株不同的杂交瘤细胞A和B融合形成双杂交瘤细胞AB。双杂交瘤细胞AB能够悬浮在培养基中生长繁殖，产生的双特异性抗体AB结构如图所示。下列叙述正确的是( ) A．用选择培养基即可筛选出双杂交瘤细胞AB B．培养双杂交瘤细胞时，需提供CO2维持培养液的渗透压 C．双杂交瘤细胞进行传代培养时，需使用胰蛋白酶分散处理 D．抗体AB与抗体A、B相比，可增强对靶细胞的杀伤效果 10. (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 二、 多项选择题 11. 关于动物细胞工程的叙述，正确的有( ) A．进行动物细胞培养时，应置于5% CO2和95%空气的气体环境中 B．诱导植物原生质体融合的方法均可用于诱导动物细胞融合 C．进行核移植时，需用显微操作法去除处于MⅡ期的卵母细胞的细胞核 D．进行核移植时，需用电融合法激活重构胚，使其完成分裂和发育进程 12. 如图为细胞融合的示意图，下列叙述正确的是( ) A．若a细胞和b细胞是植物细胞，需先去分化再诱导融合 B．a细胞和b细胞之间的融合需要促融处理后才能实现 C．c细胞的形成与a、b细胞膜的流动性都有关 D．c细胞将同时表达a细胞和b细胞中的所有基因 13. 电穿孔法通过将高浓度动物细胞悬液短暂暴露于高压脉冲电流中，外源DNA可经高电压在细胞膜上形成的可复性闭合小孔进入细胞并整合到染色体上，以实现细胞转染。下列叙述错误的有( ) A．培养动物细胞悬液需要定期添加KCl以维持pH稳定 B．小孔形成后，适当降温可以延长外源DNA分子可进入时间 C．贴壁生长细胞比悬浮生长细胞更适合用电穿孔法进行转染 D．高电压会导致大部分细胞凋亡，采用高浓度细胞悬液可提高转染成功率 14. (2024·江西卷)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，但不能冷冻保存 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 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第55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1　动物细胞培养与干细胞 考 点 透 析 知识1　动物细胞培养 1. 概念：动物细胞培养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. 条件 营养 营养物质 糖类、氨基酸、无机盐、维生素等 血清 含有多种维持细胞正常代谢和生长的物质，如蛋白质、氨基酸、未知的促生长因子等，可以补充培养液中尚未研究清楚的成分 环境 无菌 培养液和培养用具灭菌处理、无菌环境下操作 无毒 定期更换培养液 稳态 温度 哺乳动物细胞的温度多以(36.5±0.5)℃为宜 pH 多数动物细胞生存的适宜pH为7.2～7.4 渗透压 维持细胞正常的形态和功能 气体 95%空气 其中的O2为细胞代谢所必需 5%CO2 维持培养液的pH 3. 动物细胞培养的过程及相关概念 (1)过程图示 (2)悬浮生长：细胞悬浮在培养液中生长增殖。密度过大时，由于有害代谢物积累和培养液中营养物质缺乏等因素，细胞分裂受阻。 (3)细胞贴壁：多数细胞贴附在培养瓶的瓶壁上生长。 (4)接触抑制：当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞会停止分裂增殖的现象称为细胞的接触抑制。 (5)原代培养：指动物组织经处理后的初次培养(即在出现首次接触抑制之前)。 (6)传代培养：分瓶后的细胞培养。当出现接触抑制，需要传代培养时要先用胰蛋白酶等处理，使贴壁生长的细胞从瓶壁上脱离下来，再用离心法收集。  解 疑 释 惑 (1)培养前分散成单个细胞的原因：①分散后细胞的生长与增殖不会被彼此限制；②分散有利于细胞与培养液充分接触，保证O2与营养的供应和代谢物的及时排出。 (2)区分两种“培养”的关键是看用胰蛋白酶处理的对象。 (3)用酶两次处理的目的：第一次使用的目的是使组织细胞分散开；第二次使用的目的是使细胞从瓶壁上脱离下来，便于分散后继续传代培养。 (4)接触抑制和细胞贴壁都离不开细胞表面的糖蛋白，涉及基因的选择性表达。 4. 动物细胞培养的应用：除了用于生物医药产品的工业化生产，还用于基因治疗、组织工程、药物筛选和毒性检测等领域的基础研究和临床实践。  概 念 辨 析 动物细胞培养和植物组织培养的比较 项目 动物细胞培养 植物组织培养 原理 细胞增殖 植物细胞的全能性 取材 动物胚胎或幼龄动物的组织、器官 外植体(离体植物器官、组织、细胞) 培养基 性质 液体培养基(又称培养液) 固体培养基 培养基 主要成分 糖类、氨基酸、无机盐、维生素等营养物质；一些天然成分，如血清 有机营养成分、无机营养成分、植物激素 特殊 环境条件 气体环境：95%的空气＋5%CO2 脱分化一般不需要光，再分化一般需要光照 结果 获得大量细胞 一般获得新的植株 关键过程 制细胞悬液→原代培养→传代培养 脱分化→再分化 相同点 均需无菌操作，需要适宜的温度、pH等条件 知识2　干细胞 1. 干细胞概念及来源 (1)干细胞是指动物(包括人)胚胎及某些器官中同时具有自我更新和分化能力的细胞。在一定条件下，可以分化成其他类型的细胞。 (2)干细胞的存在部位：早期胚胎、骨髓和脐带血等多种组织和器官中。 2. 干细胞的种类及功能/应用 (1)按来源分 (2)按分化潜能：全能干细胞、多能干细胞、单能干细胞。 思辨小练 1. 判断下列说法的正误： (1)动物细胞培养要定期更换培养液，其目的是便于清除代谢物，防止代谢物积累对细胞自身造成伤害，同时也补充了营养物质。(√) (2)在培养皿中培养的动物细胞多数悬浮，有利于细胞与培养液之间进行物质交换。(×) 提示：体外培养的动物细胞多数进行贴壁生长。 (3)培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞。(×) 提示：当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞通常会停止分裂增殖，形成单层细胞。 (4)体外培养动物细胞分裂受阻的共同原因有营养物质缺乏、有害代谢物积累和接触抑制。(×) 提示：体外培养动物细胞有两种类型，分别是悬浮生长和贴壁生长，接触抑制是贴壁生长具有的特点。 (5)造血干细胞属于胚胎干细胞，主要存在于成体的骨髓、外周血和脐带血中。(×) 提示：造血干细胞属于成体干细胞。 (6)诱导多能干细胞只能由成纤维细胞诱导分化而来。(×) 提示：已分化的T细胞、B细胞等也能被诱导为多能干细胞。 2. 制备肝细胞悬液不能(填“能”或“不能”)用胃蛋白酶处理，原因是胃蛋白酶发挥作用的最适pH为2.0左右，当pH大于6时，胃蛋白酶就会失活，而大多数动物细胞培养的适宜pH为7.2～7.4。 3. 根据癌细胞的特点，请思考：培养的癌细胞有没有接触抑制现象？为什么？ 提示：没有。癌细胞细胞膜上糖蛋白减少，细胞间的黏着性降低，在适宜的条件下可以无限增殖，因此培养的癌细胞无接触抑制现象，在培养瓶中能够生长成多层。 典 题 说 法 考向1　动物细胞培养 例1 (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(B) A．①加消化(酶)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(酶)液的目的是用胰蛋白酶等使细胞与瓶壁分离，A正确；②多次加培养液先洗去残留的酶，然后终止消化液的作用，并对细胞加以稀释，B错误；③分装时需调整到合适的细胞密度，因为若密度过大，细胞仍存在接触抑制，C正确；动物细胞培养需要无菌、无毒环境，D正确。 变式 下列关于小鼠肾小管上皮细胞体外培养及应用的叙述，错误的是(B) A．将肾皮质充分剪碎、过滤、离心，获得肾小管上皮组织块 B．实验开始前，实验器械和试剂都必须经过高压蒸汽灭菌处理 C．进行传代培养时，贴壁肾小管上皮细胞需用胰蛋白酶等处理 D．建立小鼠肾小管上皮细胞培养体系可为肾病的体外研究提供实验基础 【解析】在无菌条件下，将肾皮质充分剪碎、过滤、离心，获得肾小管上皮组织块，再用胰蛋白酶等处理，形成分散的悬浮细胞，A正确；不同的用具、材料要用不同的灭菌方法，不能耐高温的试剂及要求保持干燥的用具不能采用高压蒸汽灭菌法灭菌，B错误；在进行传代培养时，贴壁肾小管上皮细胞需用胰蛋白酶等处理，分散为单个细胞制成细胞悬液，然后分瓶培养，C正确；动物细胞培养技术为细胞加工改造提供了大量的动物细胞原材料，建立小鼠肾小管上皮细胞培养体系可为肾病的体外研究提供实验基础，D正确。 考向2　干细胞及其应用 例2 (多选)(2023·江苏卷)我国科学家利用猴胚胎干细胞首次创造了人工“猴胚胎”，研究流程如图所示。下列相关叙述正确的有(AD) A．猴的成纤维细胞和胚胎干细胞功能不同，但具有相同的基因组 B．囊胚细胞②③都由细胞①分裂分化形成，但表达的基因都不同 C．移植前细胞和囊胚的培养都要放在充满CO2的培养箱中进行 D．移植后胚胎的发育受母体激素影响，也影响母体激素分泌 【解析】同一个体不同的体细胞遗传物质相同，不同类型细胞形成的原因是基因的选择性表达，A正确；囊胚细胞②③都由细胞①分裂、分化形成，但由于基因的选择性表达，表达的基因不完全相同，B错误；细胞和胚胎培养一般放在含有95%空气和5%CO2混合气体的CO2培养箱中进行，C错误；胚胎移植后胚胎的发育受母体激素影响，也影响母体激素分泌，D正确。 考点2　动物体细胞核移植技术和克隆动物 考 点 透 析 知识1　动物体细胞核移植技术 1. 概念理解 (1)核供体：动物一个细胞的细胞核。 (2)质供体：去掉细胞核的卵母细胞。 (3)结果：形成重组细胞并发育成新胚胎，最终发育成动物个体(得到克隆动物)。  深 度 指 津 供体和受体的选择 (1)供体 ①提供核的一方一般选用传代10代以内的细胞，因为10代以内的细胞一般能保持正常的二倍体核型，保证了核供体细胞正常的遗传基础。②提供细胞质的一方选择减数分裂Ⅱ期(MⅡ期)的卵母细胞，其原因：a.卵母细胞的细胞质内存在激发细胞核全能性表达的物质；b.卵母细胞体积大，便于操作；c.卵母细胞营养物质丰富。 (2)受体：一般选择繁殖性能好的同种雌性生物代孕。 2. 类型 种类 难易程度 原因 胚胎细胞核移植 较容易 分化程度低，全能性容易表现 体细胞核移植 较难 分化程度高，全能性难表现 注：非人灵长类动物的体细胞核移植非常困难，其主要原因一方面是供体细胞的细胞核在去核卵母细胞中不能完全恢复其分化前的功能状态，这导致了胚胎发育率低；另一方面是对非人灵长类动物胚胎进行操作的技术尚不完善。 3. 原理：动物细胞核具有全能性。 4. 基本过程  深 度 指 津 (1)上图中核移植操作是把供体细胞导入去核的卵母细胞透明带下，然后促进细胞融合，该法因对卵母细胞损伤较小且操作简便，现较为常用。还有一种操作是用微型注射针吸出供体细胞核后，直接导入去核的卵母细胞中。 (2)对卵母细胞去核时，实质上是去除纺锤体—染色体复合物。核的位置靠近第一极体，因此在去核的同时连同第一极体一起去掉。目的：使核移植后得到的胚胎或动物的核遗传物质全部来自有重要利用价值的动物提供的体细胞。 知识2　动物体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题 应用 ①加速家畜遗传改良进程、促进优良畜群繁育；②增加濒危动物存活数量；③转基因克隆动物作为生物反应器，生产珍贵的医用蛋白；④用于细胞、组织或器官的移植(由转基因克隆动物提供或人的核移植胚胎干细胞诱导分化提供)；⑤用于科学研究 存在的问题 ①成功率非常低；②克隆动物存在着健康问题，表现出遗传和生理缺陷等  概 念 辨 析 体细胞核移植技术与诱导iPS细胞的比较 (1)利用体细胞核移植技术和诱导iPS细胞都能生成干细胞，但它们的过程是完全不同的。 (2)通过体细胞核移植技术可以生成带有核供体细胞遗传物质的胚胎干细胞；诱导iPS细胞需要在细胞中表达几个关键基因，将细胞逆转到类似胚胎干细胞的状态。 (3)体细胞核移植技术对核供体细胞有较高要求，一般情况下，体细胞的分化程度越高，它重编程为干细胞的成功率就越低；可诱导成为iPS细胞的细胞来源相对广一些。 (4)体细胞核移植技术涉及采集卵母细胞、去核、细胞融合等复杂的操作；诱导iPS细胞的技术流程相对简单，可能更适合用于生产实践。 思辨小练 1. 判断下列说法的正误： (1)与克隆羊培养相比较，克隆猴的体细胞核移植更加困难。(√) (2)用物理、化学或生物的方法激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育进程。(×) 提示：激活重构胚的方法是物理或化学方法。 (3)核移植可分为体细胞核移植和生殖细胞核移植。(×) 提示：核移植的供体细胞都是体细胞，若来自已有个体则为体细胞核移植，若体细胞来自早期胚胎则为胚胎细胞核移植，后者供体细胞分化程度较低，表现全能性相对容易。 2. 通过体细胞核移植产生的克隆动物属于无性生殖，因为没有经过生殖细胞的结合。 3. 克隆动物的亲本有三个，即体细胞核供体、卵母细胞细胞质供体和代孕母体(受体)。简述一下克隆动物的遗传与三个亲本的关系。 提示：①克隆动物细胞核基因来自体细胞核供体，因此，克隆动物的性状与体细胞核供体基本相同；②克隆动物的细胞质基因来自卵母细胞，因此，克隆动物的性状与卵母细胞供体极少部分相同；③代孕母体没有为克隆动物提供遗传物质，因此，克隆动物的性状与代孕母体没有直接关系。 典 题 说 法 考向　体细胞核移植与克隆动物 例 在体细胞克隆猴培育过程中，为调节相关基因的表达，提高胚胎的发育率和妊娠率，研究人员将组蛋白去甲基化酶Kdm4d的mRNA注入了重构胚，同时用组蛋白脱乙酰酶抑制剂(TSA)处理，具体流程如下图所示。下列说法错误的是(A) A．常用显微操作法去除卵母细胞的整个细胞核 B．灭活的仙台病毒可使细胞膜上的蛋白质和脂质分子重新排布，利于融合 C．组蛋白去甲基化和乙酰化的表观遗传修饰都有利于重构胚的分裂和发育 D．可用电刺激、Ca2＋载体等方法激活重构胚 【解析】常用显微操作法去除卵母细胞的细胞核，而实质是去除纺锤体—染色体复合物，A错误；由题意可知，研究人员将组蛋白去甲基化酶Kdm4d的mRNA注入了重构胚，同时用组蛋白脱乙酰酶抑制剂TSA处理，即将组蛋白去甲基化和增强乙酰化(二者均属于表观遗传)，有利于重构胚的分裂和发育，使其完成细胞分裂和发育进程，C正确。 变式 (2025·靖江期中)科学家利用帕金森病模型鼠的皮肤细胞先经核移植得到早期胚胎，再获得胚胎干细胞(ES)，将ES诱导成神经元后，移入模型鼠后取得了很好疗效。下列叙述错误的是(C) A．动物细胞培养技术是该过程的基础 B．核移植时应选用MⅡ期的卵母细胞作为受体细胞 C．移入神经元时应对受体小鼠注射相应的免疫抑制剂 D．ES细胞具有分化为成年动物体内任何一种类型细胞的潜能 【解析】皮肤细胞先经核移植得到早期胚胎，将ES诱导成神经元，都需要经过动物细胞培养，A正确；MⅡ期的卵母细胞含有激发细胞核全能性表达的物质，因此核移植时应选用MⅡ期的卵母细胞作为受体细胞，B正确；由于移植神经元来自小鼠自身皮肤细胞的诱导分化，不会出现免疫排斥反应，因此对受体小鼠无需注射免疫抑制剂，C错误；ES细胞为胚胎干细胞，具有分化为成年动物体内任何一种类型细胞的潜能，D正确。 考点3　细胞融合与单克隆抗体的制备 考 点 透 析 知识1　动物细胞融合技术 概念 使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术，融合后的细胞称为杂交细胞 过程 膜融合→质融合→核融合 常用方法 PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法等 成功标志 细胞核融合，能进行有丝分裂 原理 细胞膜具有流动性的结构特点 意义 突破了有性杂交的局限，使远缘杂交成为可能 应用 ①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； ②发展出杂交瘤技术，制造单克隆抗体  概 念 辨 析 区分杂种细胞、重组细胞和杂交细胞 (1)杂种细胞：植物体细胞杂交过程中，两种细胞去掉细胞壁之后形成的原生质体融合，融合的原生质体出现细胞壁之后形成的细胞。 (2)重组细胞：体细胞的细胞核移植到去核卵母细胞之后形成的细胞(人教版为重构胚)。 (3)杂交细胞：动物细胞融合形成的细胞。 知识2　单克隆抗体及其应用 1. 单克隆抗体的制备 (1)制备原理 ①每一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体。 ②骨髓瘤细胞能在体外大量增殖。 ③B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合得到的杂交瘤细胞，既能迅速大量增殖，又能产生特定抗体。(2)制备过程  解 疑 释 惑 (1)两次筛选的方法和目的不同 第一次是用特定的选择培养基筛选多种杂交瘤细胞：未融合的细胞和同种细胞融合后形成的细胞都会死亡，只有融合的杂交瘤细胞才能生长。 第二次是用多孔培养皿(如96孔板)克隆化培养和抗体检测，经多次筛选得到能分泌所需抗体的细胞群。利用了抗原—抗体特异性结合的免疫学原理。 (2)杂交瘤细胞的克隆化培养 ①新融合的杂交瘤细胞不稳定，染色体容易发生随机丢失，容易失去分泌抗体的性质，一般需要进行几次检测以确保其稳定性。 ②克隆化培养是指由单个细胞分裂增殖获得细胞团的培养过程。将杂交瘤细胞用培养液充分稀释，接种到96孔细胞培养板，且每个孔中尽量只接种1个，通过培养使其增殖为单克隆。一般经过3～4次培养才可以获得稳定的单克隆。若再次检测抗体为阳性，就可以大规模生产。2. 单克隆抗体的优点：(与从血清中提取的血清抗体相比)能准确地识别抗原的细微差异，与特定抗原发生特异性结合，并且可以大量制备。 3. 单克隆抗体的应用 (1)作为诊断试剂，具有准确、高效、简易、快速的优点。 (2)用于治疗疾病和运载药物。  概 念 辨 析 植物体细胞杂交与动物细胞融合的比较 比较项目 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 细胞膜的流动性、细胞增殖 融合前处理 先除去细胞壁 先使细胞分散开 使用的酶 纤维素酶和果胶酶 胰蛋白酶或胶原蛋白酶 诱导手段 电融合法、离心法(物理法)；PEG融合法、高Ca2＋—高pH融合法(化学法)等 PEG融合法、电融合法、灭活的病毒诱导法等 过程 细胞A、B ↓去壁 原生质体A、B ↓融合 融合的原生质体 再生出↓细胞壁 杂种细胞 植物组↓织培养 杂种植株 细胞A、B ↓融合 杂交细胞 　↓有丝分裂 多个相同杂交细胞 结果 杂种植株(发生染色体数目变异) 杂交细胞(发生染色体数目变异) 应用举例 培育植物新品种 用于制备单克隆抗体 意义 克服了远缘杂交不亲和的障碍，打破了生殖隔离，扩展了杂交的亲本组合 突破有性杂交的局限，使远缘杂交成为可能 思辨小练 1. 判断下列说法的正误： (1)单克隆抗体制备过程中，取材和培养阶段都用到了动物细胞培养技术，其原理是细胞增殖。(√) (2)单克隆抗体是单个B淋巴细胞增殖并产生的抗体。(×) (3)植物原生质体融合后再生出细胞壁，形成杂交细胞；动物细胞融合后形成重组细胞。(×) 提示：植物体细胞杂交过程中形成的是杂种细胞，动物细胞融合得到杂交细胞，而核移植后得到的是重组细胞(重构胚)。 (4)用特定的抗原对小鼠进行免疫后，从小鼠脾脏中只能得到一种B淋巴细胞。(×) 提示：从免疫后的小鼠脾脏中获取的是多种B淋巴细胞。 (5)B淋巴细胞在体外培养条件下只能存活几天，而且它不可能无限增殖，因此不能得到由一个B淋巴细胞的后代细胞群(克隆)分泌的大量抗体。(√) 提示：单克隆抗体是杂交瘤细胞产生的抗体。 2. 制备单克隆抗体前，对动物免疫的原因：B淋巴细胞要经过免疫过程，即接触抗原，增殖、分化为有特异性免疫功能的B淋巴细胞，即免疫过的B淋巴细胞。 3. 细胞会自发融合，但频率很低，灭活的仙台病毒在细胞融合中的应用较为广泛。什么是灭活？灭活病毒诱导融合的原理是什么？ 提示：灭活是指用物理或化学手段使病毒或细菌失去感染能力，但是并不破坏这些病原体的抗原结构，如新冠病毒灭活疫苗。灭活病毒诱导细胞融合的原理是病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能够与细胞膜上的糖蛋白发生作用，使细胞互相凝聚，细胞膜上的蛋白质分子和脂质分子重新排布，细胞膜打开，细胞发生融合。 典 题 说 法 考向1　动物细胞融合 例1 (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(ACD) 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】细胞Ⅰ和细胞Ⅲ中均有人类染色体丢失，均为人—鼠融合细胞，B错误。 考向2　单克隆抗体的制备及其应用 例2 (2025·如皋期初)CD47是一种细胞膜表面的糖蛋白，可与巨噬细胞结合，从而抑制巨噬细胞的功能。为验证抗CD47的单克隆抗体能减弱CD47对巨噬细胞的抑制作用，某科研小组进行了实验，实验过程如图所示。下列叙述正确的是(C) A．向肿瘤细胞共培养体系加入血清，主要用于提供未知的能源物质 B．第一次筛选时可根据细胞中染色体的数目筛选杂交瘤细胞 C．多次筛选时用到抗原—抗体杂交技术和克隆化培养技术 D．预期实验结果为对照组巨噬细胞的吞噬能力高于实验组 【解析】向肿瘤细胞共培养体系加入血清，主要目的是补充尚未研究清楚的营养成分，A错误；由于自身融合细胞中染色体数目和杂交瘤细胞中染色体数目相同，所以第一次筛选时不可根据细胞中染色体的数目筛选，B错误；由于抗CD47的单克隆抗体能减弱CD47对巨噬细胞的抑制作用，所以预期实验结果为对照组巨噬细胞的吞噬能力低于实验组，D错误。 配套精练 第55讲　动物细胞工程 一、 单项选择题 1. (2025·扬州期初)动物细胞培养与植物组织培养的共同点是(A) A．都需定期更换培养液 B．都要先分散成单个细胞 C．都不需要进行无菌处理 D．都离不开细胞的分裂和分化 【解析】两种技术都需要定期更换培养液，避免培养液中营养不足或细胞自身代谢产物增多影响细胞生存，A正确；植物组织培养中不需要将细胞分散成单个细胞，B错误；两种技术都需要进行无菌技术操作，C错误；动物细胞培养只有细胞增殖，植物组织培养既有细胞增殖，也有细胞分化，D错误。 2. (2025·淮安一联)下图为肾脏上皮细胞培养过程示意图。下列有关叙述错误的是(D) A．甲→乙过程可用机械法或酶解法处理获得单个细胞 B．丙过程指细胞在添加血清的合成培养基中原代培养 C．丙过程会出现细胞贴壁生长和接触抑制现象 D．丁过程为传代培养，细胞都能进行无限增殖 【解析】甲→乙过程需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理获得单细胞悬液然后进行细胞培养，也可用机械法处理获得单个细胞，A正确；丙过程指细胞在添加血清的合成培养基中原代培养的过程，属于获取单细胞悬液的初次培养，B正确；丙过程为原代培养，该过程中会出现细胞贴壁生长和接触抑制现象，C正确；丁过程为传代培养，细胞传至10～50代生长会逐渐缓慢，直到完全停止，当继续传代培养时，少部分细胞会获得不死性，这些细胞已经发生了突变，D错误。 3. (2022·江苏卷)航天员叶光富和王亚平在天宫课堂上展示了培养的心肌细胞跳动的视频。下列相关叙述正确的是(B) A．培养心肌细胞的器具和试剂都要先进行高压蒸汽灭菌 B．培养心肌细胞的时候既需要氧气，也需要二氧化碳 C．心肌细胞在培养容器中通过有丝分裂不断增殖 D．心肌细胞在神经细胞发出的神经冲动的支配下跳动 【解析】培养心肌细胞的器具要先进行高压蒸汽灭菌，但是试剂并不都需要灭菌，如动物血清不能进行高压蒸汽灭菌，需用过滤法除去细菌，高温会使其中的部分成分失活，A错误；培养心肌细胞的时候既需要氧气(有助于进行有氧呼吸)，也需要二氧化碳(有助于维持培养液的pH)，B正确；心肌细胞体外培养时，当细胞数量足够多时，营养物质大量消耗，有害代谢产物增加，使得细胞停止生长，因此不能不断增殖，C错误；培养心肌细胞时没有神经细胞，心肌细胞跳动的节律性不依赖神经控制，D错误。 4. (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) 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中，细胞的功能发生了特化，因而发生了细胞分化，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，实现濒危物种的保护，D正确。 5. 下图是利用体细胞核移植技术克隆优质奶牛的简易流程图，有关叙述正确的是(B) A．后代丁的遗传性状由甲和丙的遗传物质共同决定 B．过程①需要提供95%空气和5%CO2的混合气体 C．过程②常使用显微操作去核法对受精卵进行处理 D．过程③将激活后的重组细胞培养至原肠胚后移植 【解析】后代丁的细胞核的遗传物质来自甲，细胞质的遗传物质来自乙，则丁的遗传性状由甲和乙的遗传物质共同决定，A错误；动物细胞培养过程中需要提供95%空气(保证细胞的有氧呼吸)和5%CO2(维持培养液的pH)的混合气体，B正确；过程②常使用显微操作去核法对卵母细胞进行处理，C错误；过程③将激活后的重组细胞培养至囊胚或桑葚胚后移植，D错误。 6. (2024·黑吉辽卷)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(B) 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，而非密封培养皿，A错误；①的细胞核型更为稳定，选取①的细胞进行传代培养比②更合理，B正确；对于贴壁生长的细胞进行传代培养时，先用胰蛋白酶等处理，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接触抑制有关，D错误。 7. (2025·南京期初)我国科学家利用体细胞诱导产生多能干细胞(iPS细胞)，并将其注射到无法发育到成体阶段的四倍体囊胚中，最终获得克隆鼠，经鉴定证实，克隆鼠确实从iPS细胞发育而来，并可繁殖后代。实验流程见下图，下列叙述错误的是(C) A．从黑鼠分离出体细胞可利用胰蛋白酶等处理 B．iPS细胞和囊胚的培养都要放在含5%CO2的培养箱中进行 C．诱导产生iPS细胞只能通过向体细胞导入特定基因来实现 D．四倍体囊胚可能因染色体数目变异而无法发育为成体 【解析】从动物体内分离体细胞可利用胰蛋白酶等处理，A正确；无论是iPS细胞还是囊胚的培养，都需放置在含5%CO2的培养箱中进行，此时CO2的作用是维持培养液pH，B正确；诱导产生iPS细胞除了通过导入特定基因的方法外，还可以通过添加各种化合物、抗体等来诱导多能性干细胞的转化，C错误；四倍体囊胚发生染色体数目变异，可能因此无法正常发育成个体，D正确。 8. (2025·南通如东期初)将黑色小鼠囊胚的内细胞团部分细胞注射到白色小鼠囊胚中，一段时间后，将接受注射的囊胚均分为二，得到两只黑白相间的小鼠(Mc)。据此分析，下列叙述错误的是(C) A．获得Mc用到了胚胎移植技术 B．Mc表皮中有两种基因型的细胞 C．黑白相间体现了基因的共显性 D．注射的细胞会分化成Mc的多种组织 【解析】黑白相间是黑白两种细胞相间分布的结果，没有体现基因的共显性。 9. (2025·海门一诊)科学家将两株不同的杂交瘤细胞A和B融合形成双杂交瘤细胞AB。双杂交瘤细胞AB能够悬浮在培养基中生长繁殖，产生的双特异性抗体AB结构如图所示。下列叙述正确的是(D) A．用选择培养基即可筛选出双杂交瘤细胞AB B．培养双杂交瘤细胞时，需提供CO2维持培养液的渗透压 C．双杂交瘤细胞进行传代培养时，需使用胰蛋白酶分散处理 D．抗体AB与抗体A、B相比，可增强对靶细胞的杀伤效果 【解析】单克隆抗体制备过程中，杂交瘤细胞需要进行两次筛选，第一次利用选择培养基筛选出能在特定培养基生长且能无限增殖的杂交瘤细胞，第二次筛选可用抗原—抗体杂交的方法筛选出产生特异性抗体的杂交瘤细胞，双杂交瘤细胞本身就是由两个杂交瘤细胞融合而成的，利用选择培养基无法筛选出双杂交瘤细胞AB，A错误；培养双杂交瘤细胞时，需提供CO2维持培养液的pH，B错误；双杂交瘤细胞AB能够悬浮在培养基中生长繁殖，不需使用胰蛋白酶分散处理，C错误。 10. (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(D) 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】单克隆抗体的制备过程中需要用到动物细胞培养技术，如骨髓瘤细胞的培养等，A正确；本操作的目的是制备单克隆抗体用于快速检测PTH，为获得能产生抗PTH抗体的B淋巴细胞，可用PTH对小鼠进行免疫，B正确；抗原与抗体的结合具有特异性，故可利用抗原—抗体结合的原理筛选杂交瘤细胞，C正确；杂交瘤细胞是B细胞与骨髓瘤细胞融合之后经筛选而得到的，由于一种B细胞经免疫后只能产生一种抗体，故理论上讲，单个杂交瘤细胞只能产生一种抗体，D错误。 二、 多项选择题 11. 关于动物细胞工程的叙述，正确的有(ABC) A．进行动物细胞培养时，应置于5% CO2和95%空气的气体环境中 B．诱导植物原生质体融合的方法均可用于诱导动物细胞融合 C．进行核移植时，需用显微操作法去除处于MⅡ期的卵母细胞的细胞核 D．进行核移植时，需用电融合法激活重构胚，使其完成分裂和发育进程 【解析】用于动物细胞培养的二氧化碳培养箱中的气体成分为95%空气和5%二氧化碳，其中氧气是细胞生活所必需的，5%二氧化碳是为了维持培养液的pH，A正确；诱导动物细胞融合的方法有：物理法(离心、振动)、化学法(聚乙二醇)、生物法(灭活的病毒)，诱导植物原生质体融合的方法有物理法和化学法，因此诱导植物原生质体融合的方法均可用于诱导动物细胞融合，B正确；进行核移植时，从卵巢采集的卵母细胞需在体外培养至减数分裂Ⅱ期再进行去核操作，目前动物细胞核移植技术普遍使用的去核方法是显微操作法，C正确；核移植时，一般先用电融合法使供体和受体细胞融合，再用物理或化学方法激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育进程，D错误。 12. 如图为细胞融合的示意图，下列叙述正确的是(BC) A．若a细胞和b细胞是植物细胞，需先去分化再诱导融合 B．a细胞和b细胞之间的融合需要促融处理后才能实现 C．c细胞的形成与a、b细胞膜的流动性都有关 D．c细胞将同时表达a细胞和b细胞中的所有基因 【解析】若a细胞和b细胞是植物细胞，需先去细胞壁再诱导融合，A错误；细胞之间的融合需要促融处理，B正确；细胞融合与细胞膜的流动性有关，C正确；由于基因的选择性表达及基因间的相互作用，c细胞不能表达a细胞和b细胞中的所有基因，D错误。 13. 电穿孔法通过将高浓度动物细胞悬液短暂暴露于高压脉冲电流中，外源DNA可经高电压在细胞膜上形成的可复性闭合小孔进入细胞并整合到染色体上，以实现细胞转染。下列叙述错误的有(ACD) A．培养动物细胞悬液需要定期添加KCl以维持pH稳定 B．小孔形成后，适当降温可以延长外源DNA分子可进入时间 C．贴壁生长细胞比悬浮生长细胞更适合用电穿孔法进行转染 D．高电压会导致大部分细胞凋亡，采用高浓度细胞悬液可提高转染成功率 【解析】培养动物细胞悬液需要提供CO2以维持pH稳定，A错误；小孔形成后，适当降温可以降低细胞膜的流动性，延长外源DNA分子可进入时间，B正确；电穿孔法通过将高浓度动物细胞悬液短暂暴露于高压脉冲电流中，所以悬浮生长细胞比贴壁生长细胞更适合用电穿孔法进行转染，C错误；高电压会导致大部分细胞坏死，采用高浓度细胞悬液可提高转染成功率，D错误。 14. (2024·江西卷)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(AD) 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，但不能冷冻保存 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。 学科网（北京）股份有限公司 $$