选必3 第11单元 第2讲 第二课时 动物细胞工程（课件）-【新高考方案】2025版高考生物一轮总复习（江苏专版）

动物细胞工程 第二课时 内容索引 主题研习（一） 主题研习（二） 动物细胞培养和细胞核移植 (基础•自学型) 动物细胞融合和单克隆抗体的制备 (深化•提能型) 课时跟踪检测 主题研习(一)　动物细胞培养和细胞核移植 (基础•自学型) (一)动物细胞培养 1．概念：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。 单个细胞 生长和增殖 2．动物细胞培养的条件 营养 ①无机物：无机盐等 ②有机物：糖类、氨基酸、维生素、______等 无菌、无毒的环境　 ①对培养液和所有培养用具进行灭菌处理 ②在无菌环境下进行操作 ③定期更换________，以便清除代谢物 血清 培养液 温度、pH和渗透压 ①温度：哺乳动物细胞培养的温度多以___________为宜 ②pH：多数动物细胞生存的适宜pH为_________ 气体环境 (36.5±0.5)℃ 7.2～7.4 续表 3.动物细胞培养的过程 (1)体外培养的动物细胞的类型 ①能够______________中生长增殖； ②需要贴附于某些基质表面才能生长增殖，而且还会发生________现象，从而使细胞停止分裂增殖。 悬浮在培养液 接触抑制 (2)培养过程示意图 4．干细胞培养及其应用 种类 胚胎干细胞 成体干细胞 诱导多能 干细胞来源 ____________ 成体的骨髓、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_________________ ______________________________________甚至个体的潜能 具有组织特异性，只能分化成_____ ______________，不具有发育成完整个体的能力 是类似胚胎干细胞的一种细胞 早期胚胎 任何一种类型的细胞，并进一步形成机体的所有组织和器官 特定 的细胞或组织 应用 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 治疗镰状细胞贫血、阿尔茨海默病、心血管疾病等 续表 (二)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 概念 将动物一个细胞的细胞核移入_________________中，使这个重新组合的细胞发育成新胚胎，继而发育成动物个体的技术。用核移植的方法得到的动物称为克隆动物 原理 ___________的全能性 类型 胚胎细胞核移植；体细胞核移植 去核的卵母细胞 动物细胞核 2．体细胞核移植的过程 3．应用前景和存在的问题 前景 畜牧业：加速家畜___________进程，促进优良畜群繁育 生物多样性保护：保护濒危物种 医药卫生 ①培育转基因克隆动物作为__________，生产医用蛋白； ②转基因克隆动物的细胞、组织或器官可作为异种移植的供体； ③人核移植__________经过诱导分化能形成相应的细胞、组织或器官，将它们移植给患者可避免免疫排斥反应 问题 ①克隆动物成功率非常低；②克隆动物存在健康问题，表现出遗传和生理缺陷 遗传改良 生物反应器 胚胎干细胞 [微点判断] (1)(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”，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。( ) (2)(2023·海南卷)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。( ) × × (3)(2022·江苏卷)航天员在天宫课堂上展示了培养的心肌细胞跳动的视频。培养心肌细胞的器具和试剂都要先进行高压蒸汽灭菌。( ) (4)(2022·湖北卷)微生物、动物细胞培养基中需添加一定量的抗生素以防止污染。( ) (5)(2021·江苏卷)细胞培养和早期胚胎培养的培养液中通常需要添加血清等物质。( ) (6)(2023·天津卷)生产克隆动物可以大幅改良动物性状。( ) × × √ × 题点(一)　动物细胞培养与干细胞 1．(2024·苏锡常镇一模)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．将肾小管上皮组织充分剪碎，用胰蛋白酶处理分散组织细胞 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：不同的用具、材料要用不同的灭菌方法，如能耐高温的、需要保持干燥的物品，需要采用干热灭菌法，B错误。 2．干细胞具有自我更新能力，与组织或器官的发育、再生和修复等密切相关，因而在医学上有广泛的应用。科研人员利用帕金森病模型小鼠进行如图实验，相关叙述错误的是(　 ) A．过程①应选择MⅡ期的卵母细胞，且利用了细胞膜的流动性 B．从早期胚胎中获得的胚胎干细胞具有分化为各种组织细胞的潜能 C．过程②得到的神经元与鼠皮肤细胞中的遗传物质相同 D．克隆特定疾病模型的动物，可以为相应药物的开发提供帮助 √ 解析：过程①为核移植，核移植过程应选择MⅡ期的卵母细胞，该过程依赖细胞膜的流动性，A正确；从早期胚胎，如桑葚胚和囊胚中获得的胚胎干细胞具有分化为各种组织细胞的潜能，即具有全能性，B正确；过程②得到的神经元细胞核中含有的遗传物质主要与鼠皮肤细胞中的遗传物质相同，但细胞质的遗传物质主要与卵母细胞相同，C错误；克隆特定疾病模型的动物，便于进行药物实验，因而可以为相应药物的开发提供帮助，D正确。 3．科学家在不需要精子或卵子的情况下，利用干细胞制造出人造小鼠胚胎，并使用一种创新的生物反应器培育该胚胎，使其成功在子宫外生长了11天(一般小鼠的妊娠期为20天)。下列叙述错误的是(　 ) A．若要得到发育成熟的新生小鼠，可在生物反应器中继续培养该小鼠胚胎 B．在该过程中，对特定时期的人造胚胎进行胚胎分割能得到基因型相同的小鼠 C．干细胞制造出人造小鼠胚胎的过程中，干细胞进行了“脱分化” D．在人造小鼠胚胎的培养过程中，生物反应器中的培养液必须定期进行更换 √ 解析：目前无法完成实验动物的全程体外培养，A错误；胚胎分割得到的胚胎具有相同的遗传物质，由这些胚胎发育而来的小鼠基因型相同，B正确；干细胞“脱分化”后才能使其分裂形成小鼠胚胎，C正确；胚胎不同发育时期生理代谢的需求不同，因此需要定期更换培养液，同时也能满足胚胎培养过程中对营养的需求，D正确。 题点(二)　动物体细胞核移植技术和克隆动物 4．(2024·徐州考前模拟)取某猪的若干成纤维细胞分别与去核的卵母细胞融合，获得多只克隆猪。下列说法正确的是(　 ) A．可用灭活的病毒诱导去核卵母细胞与成纤维细胞融合 B．融合过程体现了细胞膜的选择透过性 C．早期胚胎培养液中加入的血清可激发重组细胞的全能性 D．获得的多只克隆猪的基因组成完全相同 √ 解析：融合过程体现了细胞膜的结构特点——具有一定的流动性，B错误；早期胚胎培养液中加入血清的目的是提供营养物质，激活重构胚可采用Ca2＋载体、蛋白酶合成抑制剂等物质，C错误；获得的多只克隆猪的核基因相同，但细胞质基因主要来自不同的卵母细胞，可能存在一定的差异，获得的多只克隆猪的基因组成不完全相同，D错误。 5．(2024·如皋模拟)我国研究人员创造出一种新型干细胞——异种杂合二倍体胚胎干细胞，具体研究过程如图所示。下列说法错误的是(　 ) A．异源二倍体ES中没有同源染色体和等位基因 B．图中的单倍体ES应取自原肠胚的内细胞团细胞 C．ES细胞在功能上表现为具有发育的全能性 D．将精子培育成单倍体囊胚2，需要用到核移植技术 √ 解析：由于大鼠和小鼠是不同物种，所以异源二倍体ES中没有同源染色体和等位基因，A正确；由图可知，单倍体ES应取自囊胚的内细胞团细胞，B错误；ES细胞在功能上表现为具有发育的全能性，C正确；由图可知，单倍体囊胚2培养过程中先将精子移植到去核卵母细胞中，形成重组细胞，再在体外培养到单倍体囊胚2，用到了核移植技术，D正确。 1．动物细胞培养时需要注意的问题 (1)动物细胞培养的原理是细胞增殖。动物细胞培养时，一般选取幼龄动物的组织、器官，其细胞的分化程度较低，增殖能力强，有丝分裂旺盛，容易培养。 (2)将动物细胞分散成单个细胞后容易培养，细胞所需的营养容易供应，其代谢废物容易排出。同时，分散成单个细胞培养，可使得在细胞水平操作的其他技术得以实现。 (3)在分散细胞时，需用胰蛋白酶分散细胞，不能用胃蛋白酶，因为胃蛋白酶作用的适宜pH约为1.5，胰蛋白酶作用的适宜pH为7.2～7.8，而多数动物细胞培养的适宜pH为7.2～7.4。 2．辨析动物细胞培养和植物组织培养的易混点 (1)原理和培养结果不同 动物细胞培养利用细胞增殖的原理获得大量细胞，植物组织培养利用植物细胞的全能性获得新个体。 (2)培养材料处理的异同 二者都要保持材料无菌。动物细胞培养需要用机械的方法或胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理，使组织分散成单个细胞；植物组织培养一般是离体的组织或器官(如幼嫩的茎段)。 (3)培养基的性质和成分不同 动物细胞培养利用液体培养基，并且在使用合成培养基时通常要加入血清等一些天然成分；植物组织培养利用的是固体培养基。 3．细胞核移植技术中的四个注意点 (1)动物细胞核移植技术，体现了动物细胞核的全能性而非动物细胞的全能性。 (2)克隆属于无性繁殖，产生新个体的性别、绝大多数性状与供核亲本一致。 (3)①核移植的供体一般选用原代培养的细胞，以保证供体细胞正常的遗传基础。 ②核移植的受体选择MⅡ期的卵母细胞。其原因是卵母细胞的细胞质内存在激发细胞核全能性表达的物质；卵母细胞体积大，便于操作；卵母细胞内卵黄多，营养物质丰富。 (4)核移植技术获得的动物与供核动物性状不完全相同的原因 ①克隆动物细胞质中的遗传物质来自去核卵母细胞； ②性状受环境的影响； ③在个体发育过程中有可能发生基因突变等。 主题研习(二)　动物细胞融合和单克隆抗体的制备 (深化•提能型) (一)动物细胞融合技术 1．列表分析动物细胞融合技术 概念 使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术 方法 PEG融合法、电融合法、灭活病毒诱导法等 原理 细胞膜具有一定的流动性 结果 形成具有原来两个或多个细胞遗传信息的细胞 意义 突破了有性杂交的局限，使远缘杂交成为可能 2.列表比较植物体细胞杂交与动物细胞融合 项目 植物体细胞杂交 动物细胞融合 原理 细胞膜的流动性、植物细胞的全能性 细胞膜的流动性 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 杂种植株 杂交细胞 应用 培育植物新品种 主要用于制备单克隆抗体 续表 意义 突破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 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，诱导动物细胞融合与植物原生质体融合时均可用电融合法、PEG融合法 续表 [例1]　[多选](2022·江苏高考)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]　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；由三种杂种细胞中，只有Ⅱ中保留了2号染色体，且只有Ⅱ具有芳烃羟化酶活性，可知芳烃羟化酶基因位于2号染色体上，同理分析可知，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。 [例2]　下列关于植物体细胞杂交与动物细胞融合比较的叙述，正确的是(　 ) A．过程中都涉及细胞膜流动性，都需要用酶将细胞分散成单个细胞 B．都可以用PEG融合法或灭活病毒诱导法诱导融合 C．两种杂交细胞都能获得杂交前2个细胞的全部优势 D．前者主要是为了获得杂种植株，后者主要是为了获得杂交细胞 √ [解析]　动物细胞融合前需用胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理使细胞分散开，而植物体细胞杂交前需要用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，无需分散为单个细胞，A错误；二者都可以用PEG融合法诱导融合，灭活病毒诱导法只能用于动物细胞融合，B错误；由于不同来源的遗传物质融合后会相互影响，则两种杂交细胞不一定获得杂交前2个细胞的全部优势，C错误；动物细胞融合技术主要是为了获得细胞产品，即为了获得杂交细胞，而植物体细胞杂交技术主要是为了获得杂种植株，D正确。 (二)探究单克隆抗体的制备及其应用 [例3]　(2023·湖北高考，节选)某病毒对动物养殖业危害十分严重。我国学者拟以该病毒外壳蛋白A为抗原来制备单克隆抗体，以期快速检测该病毒，其主要技术路线如图所示。 回答下列问题： (1)与小鼠骨髓瘤细胞融合前，已免疫的脾细胞(含浆细胞)____________(填“需要”或“不需要”)通过原代培养扩大细胞数量；添加脂溶性物质PEG可促进细胞融合，该过程中PEG对细胞膜的作用是_____________________________________________________。 (2)在杂交瘤细胞筛选过程中，常使用特定的选择培养基(如HAT培养基)，该培养基对____________和________________生长具有抑制作用。 (3)单克隆抗体筛选中，将抗体与该病毒外壳蛋白进行杂交，其目的是_____________________________________________________ ____________________________________________________。 [解析]　(1)一般认为，已免疫的脾细胞(含浆细胞)中已含足够数量的能产生特异性抗体的浆细胞，不需要通过原代培养扩大细胞数量。聚乙二醇(PEG)分子能改变细胞膜结构，使两细胞接触点处细胞膜的脂类分子发生疏散和重组，由于两细胞接触点处细胞膜的相互亲和以及彼此的表面张力作用，使细胞融合。 (2)淋巴细胞和骨髓瘤细胞混合后，有的细胞未融合，有的是具有同种核的融合细胞，有的是具有不同种核的融合细胞(杂交瘤细胞)。使用选择培养基的目的是筛选出杂交瘤细胞，在该培养基上，未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞的生长受到抑制，只有融合的杂交瘤细胞才能生长。(3)将抗体与该病毒外壳蛋白进行杂交的目的是从杂交瘤细胞中筛选出能分泌特定抗体的杂交瘤细胞。 [答案]　(1)不需要　改变细胞膜结构，使两细胞接触点处细胞膜的脂类分子发生疏散和重组　(2)未融合的(亲本)细胞　融合的具有同种核的细胞　(3)筛选能分泌与该病毒外壳蛋白A特异性结合的抗体的杂交瘤细胞 1．单克隆抗体制备过程 |认|知|生|成| 2．单克隆抗体制备过程中两次筛选的方法及目的 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，所以经选择性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，只有融合的杂交瘤细胞才能生长 用96孔板培养，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，经多次筛选得到能分泌所需抗体的细胞群 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 续表 3．单克隆抗体的特点和应用 特点 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 应用 作为诊断试剂，用于疾病诊断和病原体鉴定；作为运载药物的载体；用于治疗疾病等 题点(一)　动物细胞融合技术 1．下列关于动物细胞融合技术及其意义的叙述，错误的是(　 ) A．常用胃蛋白酶处理新鲜取材的动物组织，以获得待融合的单个细胞 B．灭活病毒可以诱导动物细胞融合与病毒表面的糖蛋白有关 C．动物细胞融合后的杂交细胞在体外培养时可加入CO2以维持培养液pH的稳定 D．细胞融合技术突破了有性杂交的局限，动、植物细胞也可以融合 √ 解析：常用胰蛋白酶分散细胞，A错误；灭活病毒可以促进细胞融合，与病毒表面的糖蛋白能够与细胞膜上的特异性受体相互识别有关，B正确；动物细胞培养常用5% CO2和95%空气的气体环境，以维持培养液的pH稳定，C正确；细胞融合技术突破了有性杂交的局限，使远缘杂交成为可能，动、植物细胞也可以融合，D正确。 2．(2024·淮安检测)对比动物细胞融合和植物体细胞杂交技术，下列论述合理的是(　 ) A．均可使用PEG、电融合或灭活病毒诱导的方法诱导细胞融合 B．两者都可以跨越种属间的生殖隔离 C．两者都需要用到纤维素酶和果胶酶 D．动物细胞融合能体现细胞膜的流动性，植物体细胞杂交过程不能体现细胞膜的流动性 √ 解析：植物体细胞杂交中不能利用灭活病毒诱导融合，A错误；动物细胞融合和植物体细胞杂交都可以跨越种属间的生殖隔离，突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能，B正确；植物细胞含有细胞壁，细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，故进行植物体细胞杂交时需要纤维素酶和果胶酶分解细胞壁，动物细胞不含细胞壁，不需要用到纤维素酶和果胶酶，C错误；动物细胞融合和植物体细胞杂交过程(存在原生质体的融合)都能体现细胞膜的流动性，D错误。 题点(二)　单克隆抗体及其应用 3．(2024·盐城一模)如图是生产抗流感病毒的单克隆抗体的过程。下列有关叙述正确的是(　 ) A．②过程经细胞融合，获得的杂交瘤细胞只有一种 B．③过程经过选择培养后，只有自身融合的细胞死亡 C．④过程进行抗体检测，若结果为阴性，则应重新进行下一组实验 D．为保证获得足量相应的浆细胞，①过程应给小鼠注射大量的流感病毒 √ 解析：②过程融合形成的杂交瘤细胞有多种，A错误；③过程经过选择培养后，自身融合细胞和未融合的细胞都死亡，B错误；④过程进行专一抗体检测，若结果为阴性，说明未能成功制备抗流感病毒单克隆抗体，应重新进行下一组实验，C正确；为保证获得足量相应的浆细胞，①过程可多次给小鼠注射适量的流感病毒的相应抗原，D错误。 4．(2022·福建高考，节选)抗CD14单克隆抗体的制备流程如图所示： (1)步骤①和步骤⑤分别向小鼠注射__________和________。 (2)步骤②所用的SP2/0细胞的生长特点是________________。 (3)吸取③中的上清液到④的培养孔中，根据抗原—抗体杂交原理，需加入__________进行专一抗体检测，检测过程发现有些杂交瘤细胞不能分泌抗CD14抗体，原因是______________________________。 (4)步骤⑥从__________中提取到大量的抗CD14抗体，用于检测巨噬细胞。 解析：(1)步骤①是注射特定抗原，针对本实验目的可知，要获得抗CD14单克隆抗体，故应该注射CD14蛋白(或CD14抗原)；步骤⑤是将分泌抗CD14抗体的杂交瘤细胞注入小鼠腹腔内培养，以获得大量单克隆抗体。(2)步骤②所用的SP2/0细胞是骨髓瘤细胞，特点是能在体外大量增殖。(3)根据抗原—抗体杂交原理，应该用CD14蛋白检测是否含抗CD14蛋白的抗体。因为形成杂交瘤细胞的B淋巴细胞种类很多，因此有些杂交瘤细胞不能分泌抗CD14抗体。(4)从制备单克隆抗体的流程可知，将杂交瘤细胞注射到小鼠腹腔后，最终要从小鼠的腹水中提取抗CD14抗体。 答案：(1)CD14蛋白(或CD14抗原)　分泌抗CD14抗体的杂交瘤细胞　(2)能在体外大量增殖　(3)CD14蛋白　参与形成杂交瘤细胞的B淋巴细胞种类多，有的不能分泌抗CD14抗体　(4)小鼠腹水 |考|教|衔|接|——教材隐性命题点发掘 (一)教材素材“深加工” 1．(人教版选择性必修3 P43“从社会中来”素材应用)科学家对皮肤干细胞进行培养，以获得适合临床上使用的人造皮肤。下列叙述错误的是(　 ) A．贴壁的原代细胞经胰蛋白酶处理后可分装到多个培养瓶中进行传代培养 B．培养液需要定期更换的主要目的是防止培养过程中细胞被杂菌污染 C．需将培养皿置于含有95%空气和5% CO2的混合气体的CO2培养箱中进行培养 D．培养时除需控制培养液适宜的温度和pH，还需考虑渗透压 √ 解析：原代培养前用胰蛋白酶可使组织分散成单个细胞，传代培养前需要用胰蛋白酶使细胞从瓶壁上脱离下来并分散，A正确；培养过程中需定期更换培养液的主要目的是防止代谢产物积累对细胞自身造成危害，B错误；动物细胞培养的气体环境为95%空气(细胞代谢必需的)和5% CO2(维持培养液的pH)的混合气体的CO2培养箱，C正确；培养时除需控制培养液适宜的温度和pH，还需考虑渗透压，以维持细胞正常的形态和生理功能，D正确。 2．(苏教版选择性必修3 P170“正文内容”拓展分析)研究人员利用阿尔茨海默病患者自身的皮肤细胞或血细胞制成诱导多能干细胞(iPS细胞)，来替代患者大脑中失去功能的神经元，被称为自体疗法。下列叙述正确的是(　 ) A．自体疗法需要服用免疫抑制药物 B．诱导多能干细胞即为神经元细胞 C．诱导多能干细胞与皮肤细胞的核酸分子全部相同 D．由患者自身的皮肤细胞或血细胞制成诱导多能干细胞的过程相当于脱分化 √ 解析：自体疗法不会出现免疫排斥，不需要服用免疫抑制药物，A错误；神经元细胞为高度分化的细胞，没有分裂能力，不是诱导性多能干细胞，B错误；诱导多能干细胞是向患者自身的皮肤细胞或血细胞中加入特定基因或特定蛋白质等后形成的，其分化能力等与诱导前不同，因此诱导多能干细胞与皮肤细胞的核酸分子(如mRNA)不是全部相同，C错误；由患者自身的皮肤细胞或血细胞制成诱导多能干细胞的过程相当于脱分化，D正确。 3．(苏教版选择性必修3 P68“图文信息”挖掘分析)已知细胞合成DNA有D和S两条途径，其中D途径能被氨基蝶呤阻断。人淋巴细胞中有这两种DNA的合成途径，但其一般不分裂增殖。鼠骨髓瘤细胞中尽管没有S途径，但其能不断分裂增殖。如图是科研人员为制备抗流感病毒单克隆抗体而设计的流程图。下列叙述正确的是(　 ) A．图中过程①获得的B淋巴细胞都能产生抗流感病毒的抗体 B．过程③使用的HAT培养基中有葡萄糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素，通常还需加入血清 C．可分别从④的各个小室中提取抗体，与流感病毒混合，出现阴性反应的小室中的细胞就是所需的杂交瘤细胞 D．制备的单克隆抗体可以用于流感病毒的检测，利用了抗原抗体特异性结合的原理 √ 解析：图中过程①获得的B淋巴细胞不都能产生抗流感病毒的抗体，A错误；过程③使用的HAT培养基中要有葡萄糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等，通常还需加入血清等天然成分；该培养基为选择培养基，还需要加入氨基蝶呤以抑制骨髓瘤细胞的D途径，使培养基中只有杂交瘤细胞能增殖，B错误；④过程是筛选能产生特异性抗体的杂交瘤细胞，可分别从各个小室中提取抗体，与流感病毒混合，出现抗原抗体杂交带(阳性)的小室中的细胞就是所需的杂交瘤细胞，C错误；制备的单克隆抗体可以用于流感病毒的检测，就是利用了抗原抗体能发生特异性结合的原理，D正确。 (二)科学思维“融会通” 4．(人教版选择性必修3 P44“旁栏思考”原理探究)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_______。 不能用胃蛋白酶处理成纤维细胞，原因是_________________________________________________________________________________________。 蛋白质 多数动物细胞培养的适宜pH为7.2～7.4，胃蛋白酶作用的适宜pH约为1.5，当pH>6时，其失活变性 5．(人教版选择性必修3 P49“图2­-15”拓展分析)用96孔板培养和筛选杂交瘤细胞，具体方法是_______________________________，筛选的原理是________________，筛选的结果是得到既能产生特异性抗体，又能大量增殖的杂交瘤细胞。 每一个孔中只接种一个杂交瘤细胞 抗原—抗体杂交 |应|用|创|新|——新情境问题的建模训练 1．(2024·南京、盐城一模)科研人员利用动物细胞培养技术生产可食用“人造肉”的基本流程如下图。下列有关叙述正确的是(　 ) A．干细胞在培养过程中可能会发生同源染色体的分离 B．上述过程中分离出的干细胞能分化为成年动物体内任何一种类型的细胞 C．评价人造肉质量的标准是细胞内控制蛋白质合成基因的含量 D．从食品安全角度考虑，制作人造肉的过程一般不添加抗生素 √ 解析：干细胞为体细胞，只进行有丝分裂，不会发生同源染色体的分离，A错误；干细胞包括胚胎干细胞和成体干细胞等，题中的干细胞为成体干细胞，全能性受到抑制，不能分化成任何一种类型的细胞，B错误；人造肉细胞中的基因含量与原始动物组织细胞中的基因含量一样，在控制蛋白质合成时会选择性表达，故不能作为评价人造肉质量的标准，C错误；人造肉中添加抗生素会影响食用者的肠道菌群，进而可能产生食品安全问题，D正确。 2．(2024·扬州考前调研)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．制备单克隆抗体时可采用PEG融合法、电融合法和离心法诱导细胞融合 B．筛选双抗时需使用制备单克隆抗体时所使用的2种抗原 C．同时注射2种抗原可刺激B细胞分化为产双抗的浆细胞 D．利用双抗可以将蛋白类药物运送至靶细胞 √ 解析：图中双抗是抗体1和抗体2在体外解偶联后重新偶联而成的，不是浆细胞直接分泌的，一种浆细胞只能产生一种特异性抗体，C错误。 3．[多选]体细胞核移植胚胎组的蛋白甲基化可导致克隆效率降低，毛壳素是组蛋白H3K9甲基化转移酶SUV39H1/2的特异性化学抑制剂，使用毛壳素处理供体细胞，可降低SUV39H1/2在供体细胞和核移植胚胎中的表达水平，提高猪胚胎的发育率，如图是利用不同浓度毛壳素处理对猪胚胎细胞核移植技术成功率探究的实验流程示意图，下列叙述正确的是(　 ) A．克隆猪的遗传物质来自供体细胞和代孕母猪 B．过程①使用的培养液需添加动物血清 C．过程④采用灭活的病毒处理以促进精卵结合 D．过程⑤成功与否与代孕母猪的生理状态有关 √ √ 解析：克隆猪的细胞核遗传物质来自提供细胞核的胎猪成纤维细胞，细胞质遗传物质主要来自去核的卵母细胞，A错误；过程①不仅需要在培养液中添加毛壳素，还需要在培养液中添加动物血清，提供一个类似生物体内的环境，B正确；过程④使用一定方法使胎猪成纤维细胞与去核卵母细胞融合， C错误；过程⑤是胚胎移植，胚胎移植时供体与受体的生理状态要相同，否则无法成功妊娠，D正确。 课时跟踪检测 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 一、选择题 1．(2022·江苏高考改编)中国航天员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 √ 6 7 8 9 10 11 解析：培养心肌细胞的器具要先进行适当方法灭菌，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，否则会使其中的成分失活，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；心肌细胞为高度分化的细胞，不会再进行分裂增殖，C错误；心肌细胞在神经细胞释放的神经递质的支配下跳动，D错误。 1 2 3 4 5 1 5 6 7 8 9 10 11 2．下列有关动物细胞工程操作的叙述，正确的是(　 ) A．在进行动物细胞培养时培养基中除了加入细胞所需的各种营养物质外，还需要加入琼脂 B．单克隆抗体制备过程中，第一次筛选的目的是获得足够数量的能产生所需抗体的杂交瘤细胞 C．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，包括胚胎干细胞和成体干细胞等 D．克隆动物的获得说明了高度分化的动物体细胞具有发育的全能性 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 解析：动物细胞培养一般用液体培养基，不需要加入琼脂，A错误；单克隆抗体制备过程中，第一次筛选是为了获得杂交瘤细胞，第二次筛选的目的是获得能产生所需抗体的杂交瘤细胞，B错误；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，包括胚胎干细胞和成体干细胞等，胚胎干细胞具有发育的全能性，C正确；克隆动物的获得说明高度分化的动物体细胞的细胞核具有全能性，D错误。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 3．动物体细胞核移植技术的原理是动物细胞核具有全能性。下列说法正确的是(　 ) A．为提高成功率，将卵母细胞培养到MⅡ期，在尽可能短的时间内去除纺锤体—染色体复合物并注入体细胞 B．需用电刺激、Ca2＋载体和聚乙二醇等激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育进程 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 C．胚胎发育到桑葚胚阶段，胚胎内部开始出现含有液体的腔 D．早期胚胎培养需要置于含有95%O2和5%CO2的混合气体的CO2培养箱中，O2是细胞代谢所必需，CO2的主要作用是调节培养液的pH 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 解析：卵母细胞培养到MⅡ期，此时细胞内具有促进细胞核全能性表达的物质，在尽可能短的时间内去除纺锤体—染色体复合物，即除去受体细胞的遗传物质，再注入体细胞，形成融合细胞，A正确；聚乙二醇不能激活重构胚，B错误；胚胎发育到囊胚阶段，胚胎内部开始出现含有液体的腔，C错误；早期胚胎培养需要无菌的95%空气和5% CO2，O2是细胞代谢所必需，CO2的主要作用是调节培养液的pH，D错误。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 4．(2024·南通一模)如图为制备某病毒S蛋白的单克隆抗体的流程图，相关叙述错误的是(　 ) 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 A．过程①用S蛋白反复注射小鼠的目的是产生足够多的已免疫的B淋巴细胞 B．过程②通过聚乙二醇或灭活的病毒诱导融合可得到多种细胞1 C．过程③使用选择培养基筛选获得多种杂交瘤细胞，这些细胞中染色体数目一般不同 D．过程④通过多次克隆化培养和抗体检测获得的细胞3能分泌抗S蛋白的抗体 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 解析：过程③使用选择培养基筛选获得多种杂交瘤细胞，这些细胞一般由一个B淋巴细胞和一个骨髓瘤细胞融合而成，理论上染色体数目一般相同，C错误。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 5．(2024·南京师大附中期中)某研究团队成功用亲代猫的腿部皮肤细胞通过核移植等方法培育了克隆猫“大蒜”。它与亲代猫除在花纹上的几处细微差异外几乎相同。下列叙述错误的是(　 ) A．用Ca2＋载体法可以促进皮肤细胞与去核卵母细胞融合 B．“大蒜”与亲代猫的细微差异可能是受细胞质基因的影响 C．不直接用皮肤细胞进行克隆是由于该细胞的全能性受到限制 D．皮肤细胞核移植到去核卵母细胞后需激活重构胚，以使重构胚正常发育 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 解析：在体细胞核移植过程中，用物理方法或化学方法(如电刺激、Ca2＋载体、乙醇、蛋白质合成酶抑制剂等)激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育进程，电刺激、聚乙二醇处理可促进皮肤细胞与去核卵母细胞融合，A错误，D正确；“大蒜”与亲代猫的细微差异可能是受细胞质基因的影响，因为核移植过程使两者的核基因相同，B正确；皮肤细胞的全能性受到限制，所以不直接用皮肤细胞进行克隆，C正确。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 6．(2024·苏州中学检测)为避免夫妻把某些生理缺陷遗传给孩子，医生去除女性捐赠者的卵子中的细胞核，接着用母亲卵细胞中的细胞核取而代之，最后再按照标准的试管婴儿技术进行培育。这样诞生的孩子将会继承一位父亲和两位母亲的遗传基因，这就是“三亲婴儿”。下列有关说法错误的是(　 ) 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 A．女性线粒体上的致病基因会遗传给女儿，不会遗传给儿子 B．培育三亲婴儿过程中用到了核移植技术，但不属于无性繁殖 C．捐献者卵母细胞去掉的细胞核实际是纺锤体—染色体复合物 D．三亲婴儿的培育用到了核移植、体外受精和胚胎移植等技术 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 解析：线粒体会随着卵细胞质遗传，既能遗传给女儿，也能遗传给儿子，A错误；培育三亲婴儿过程中用到了核移植技术，但该过程中存在精子和卵细胞结合的过程，不属于无性繁殖，B正确；卵母细胞受精时没有经过完整的减数分裂过程，去掉的细胞核实际是纺锤体—染色体复合物，C正确；三亲婴儿的培育用到了核移植、体外受精和胚胎移植等技术，D正确。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 7．[多选](2024·连云港调研)为研究治疗性克隆能否用于帕金森病的治疗，科研人员利用“人帕金森病模型鼠”自身的细胞进行了如图所示实验，相关说法正确的是(　 ) 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 A．上述过程体现了动物细胞的全能性 B．过程③选取的胚胎干细胞可取自囊胚的内细胞团，具有发育的全能性 C．鼠皮肤细胞培养与过程②所用的培养液中都需要添加血清等物质 D．过程⑤需要对受体小鼠注射相应的免疫抑制剂，以避免发生免疫排斥反应 2 3 4 √ √ 1 5 6 7 8 9 10 11 解析：动物细胞核具有发育的全能性，但图示过程中的动物细胞并未产生完整有机体或分化成其他各种细胞，故也并未体现动物细胞核的全能性，A错误；胚胎干细胞可取自囊胚的内细胞团，且具有发育的全能性，B正确；血清中存在未知的营养物质，动物细胞培养及早期胚胎培养过程中需要添加血清等物质，C正确；过程⑤移植的神经元由小鼠自身细胞诱导分化而来，不会发生免疫排斥反应，D错误。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 8．[多选](2024·扬州期初)如图是单克隆抗体制备过程示意图，1～3代表相关过程，a～e代表相关细胞，其中c是两两融合的细胞。以下叙述错误的是(　 ) 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 A．过程1是给小鼠注射特定抗原蛋白，可刺激小鼠产生特异性免疫反应 B．过程2的促融方法可采用电融合技术，该技术能击穿核膜促使核融合 C．c细胞有三种，每种细胞染色体组数不相等，e细胞是杂交瘤细胞 D．过程3是进行抗体检测，并克隆产生阳性细胞的过程 2 3 4 √ √ 1 5 6 7 8 9 10 11 解析：过程2的促融方法可采用电融合技术，能击穿细胞膜促使不同细胞的细胞膜融合，B错误；c细胞为两两融合的细胞，有3种(不考虑B淋巴细胞的区别)，分别是骨髓瘤细胞自身融合细胞、B淋巴细胞自身融合细胞、骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合的细胞，由于骨髓瘤细胞与B淋巴细胞都有两个染色体组，因此融合后的细胞都含有4个染色体组，C错误。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 9．[多选](2024·无锡锡山中学二调)解偶联蛋白1(UCP1)具有消除线粒体内膜两侧的H＋浓度差、减少ATP合成、增加产热的功能。我国科学家应用CRISPR/Cas9技术将猪的UCP1基因置换成小鼠的UCP1基因，并使鼠UCP1基因在猪的白色脂肪组织中特异性表达，获得脂肪沉积少的“瘦肉猪”。下图是“瘦肉猪”的主要培育过程，相关叙述正确的是(　 ) 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 A．应用CRISPR/Cas9技术育种的主要原理是基因重组 B．过程b进行有限稀释培养的目的是获得阳性单克隆细胞系 C．过程d的受体细胞最好是去核的猪卵母细胞 D．过程e要对代孕猪进行同期发情处理，并选择发育正常的原肠胚植入代孕猪输卵管 2 3 4 √ √ √ 1 5 6 7 8 9 10 11 解析：过程e要对代孕猪进行同期发情处理，胚胎移植时应选择发育正常的桑葚胚或囊胚植入代孕猪子宫内生长发育，D错误。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 二、非选择题 10．如图是科学家对小鼠进行核移植实验的示意图，回答下列问题： 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 (1)采集到的卵母细胞需在体外培养至________________期。 (2)图中从“内细胞团到胚胎干细胞”的培养过程中，可用________________酶处理内细胞团，使之分散成单个细胞。干细胞形成组织、器官的过程中要经历____________(填细胞生命历程)。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 (3)培养胚胎干细胞时，为保证无毒无菌环境，除对__________________进行无菌处理外，通常还需________________保证培养液无毒，同时对气体条件的要求是______________。 (4)克隆胚胎一般发育至____________期时进行胚胎移植，此时还需对代孕母鼠进行同期发情处理，其生理学意义是________________________________________________________。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 解析：(1)采集到卵母细胞后，需在体外培养到减数分裂Ⅱ中期(MⅡ期)，使其成熟。(2)图中“从内细胞团到胚胎干细胞”的培养过程中，需用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理内细胞团，使之分散成单个细胞。干细胞形成组织、器官必须进行细胞的分裂和分化。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 (3)动物细胞培养时，为保证无菌、无毒的培养环境，除了对培养液和所有培养用具进行无菌处理外，通常还要进行的操作是定期更换培养液，动物细胞培养的气体条件为95%空气和5%CO2，O2是细胞代谢所必需的， CO2的主要作用是维持培养液的pH。(4)胚胎一般发育至桑葚胚或囊胚期时进行胚胎移植，为使供体和受体的生理状态相同，为胚胎移入受体提供相同的生理环境，确保胚胎移植后能正常发育，需对代孕母鼠进行同期发情处理。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 答案：(1)减数分裂Ⅱ中(或MⅡ)　(2)胰蛋白酶、胶原蛋白　细胞的分裂和分化　(3)培养液和所有的培养用具　定期更换培养液　95%空气和5% CO2　(4)桑葚胚或囊胚　为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境，以确保胚胎移植后能正常发育 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 11．(2024·常熟中学检测)人乳头瘤病毒(HPV)与宫颈癌的发生密切相关，抗HPV的单克隆抗体可以准确检测出HPV，从而及时监控宫颈癌的发生，以下为针对HPV衣壳蛋白制备出单克隆抗体的过程，请据图回答： 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 (1)制备抗HPV的单克隆抗体时，给小鼠注入的抗原是____________________，然后从小鼠体内获得能产生相应抗体的细胞，这种细胞内参与抗体合成和分泌的细胞器有______________________。 (2)单克隆抗体制备过程中涉及的细胞工程技术有______________________________。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 (3)将经融合处理后的细胞转到HAT培养基上培养的目的是____________________，该细胞________(填“能”或“不能”)产生专一抗体，所产生的抗体________(填“一定”或“不一定”)能抗HPV。 (4)对于抗体检测呈________性的杂交瘤细胞应进行克隆化培养，克隆化培养常用的方法是有限稀释法，即稀释细胞到3～10个/mL，每孔加入细胞稀释液________mL，使每个孔内不多于一个细胞，达到单克隆培养的目的。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 (5)由上述过程生产出的单克隆抗体不能直接用于人体，理由是_________________________________________________________________________________。 (6)科学工作者在单克隆抗体上连接抗癌药物，治疗癌症。这种方法优于化疗，原因是__________________________________________。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 (7)科学家从某些无限增殖细胞的细胞质中分离出了无限增殖调控基因(prG)，该基因能激发动物细胞分裂，这为单克隆抗体的制备提供了更多的思路。除本题描述的一种制备单克隆抗体技术外，请再简要写出一种制备单克隆抗体的思路：_______________________________。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 解析：(1)针对HPV衣壳蛋白制备单克隆抗体时，给小鼠注入的抗原是HPV或HPV衣壳蛋白，然后从小鼠体内获得能产生相应抗体的细胞。由于抗体的化学本质是蛋白质，在核糖体中合成，在内质网和高尔基体中加工，线粒体提供能量，所以这种细胞内参与抗体合成和分泌的细胞器有核糖体、内质网、高尔基体、线粒体。(2)骨髓瘤细胞和某些淋巴细胞在融合前需借助动物细胞培养技术进行培养，融合时采用的技术手段是动物细胞融合技术。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 (3)将骨髓瘤细胞和某些淋巴细胞混合并进行融合，转移到HAT培养基上培养的目的是筛选出杂交瘤细胞，该细胞能产生专一抗体。因所有的杂交瘤细胞在HAT培养基上都能生长增殖，因此筛选出的杂交瘤细胞所产生的抗体不一定能抗HPV。(4)抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞所分泌的抗体才是抗HPV的抗体，因此对于此类细胞需进行克隆化培养，克隆化培养常用的方法是有限稀释法，即稀释细胞到3～10个/mL，为保证每个小孔不多于一个细胞，根据浓度可推断加入细胞稀释液的量为0.1 mL，使每个孔内不多于一个细胞，达到单克隆培养的目的。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 (5)小鼠形成的抗体与人体抗体不同，会在人体内引起免疫反应，所以上述过程生产出的单克隆抗体不能直接用于人体。(6)利用单克隆抗体上连接抗癌药物，治疗癌症，优点是不损伤正常细胞，且用药量小，毒副作用小。(7)抗体是由浆细胞合成分泌的。利用无限增殖调控基因(prG)制备单克隆抗体，可以借助基因工程技术，其思路是通过基因工程向B淋巴(浆)细胞中导入prG；也可以借助核移植技术，其思路是利用核移植技术将B淋巴(浆)细胞的细胞核移植到去核的无限增殖细胞中。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 答案：(1)HPV(或HPV衣壳蛋白)　核糖体、内质网、高尔基体、线粒体　(2)动物细胞培养、动物细胞融合　(3)筛选出杂交瘤细胞　能　不一定　(4)阳　0.1　(5)小鼠形成的抗体与人体抗体不同，会在人体内引起免疫反应　(6)不损伤正常细胞，且用药量小，毒副作用小　(7)通过基因工程向B淋巴(浆)细胞中导入prG[或利用核移植技术将B淋巴(浆)细胞的细胞核移植到去核的无限增殖细胞中] 2 3 4 $$