50 选择性必修3 第九单元 第50讲 动物细胞工程-【名师导航】2026年高考生物一轮总复习教师用书（人教版）

第50讲　动物细胞工程 　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 一、动物细胞培养 1．原理：细胞增殖。 2．地位： 动物细胞工程常用的技术包括动物细胞培养、动物细胞核移植、动物细胞融合等，其中动物细胞培养是动物细胞工程的基础。 3．培养条件 (1)营养 除糖类、氨基酸、无机盐和维生素等细胞所需的营养物质外，通常还需加入血清等一些天然成分。 (2)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。培养液需要定期更换，以便清除代谢物，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害。 (3)温度、pH和渗透压 哺乳动物细胞培养的温度多以(36.5±0.5) ℃为宜，多数动物细胞生存的适宜pH为7.2～7.4，此外，渗透压也是动物细胞培养过程中需要考虑的一个重要环境参数。 (4)气体环境 95%空气＋5%CO2(维持培养液的pH)。 4．过程(如图) 1．(选择性必修3 P45“图2-12”)用胰蛋白酶处理动物组织，长时间后细胞会(填“会”或“不会”)被消化，原因是细胞膜主要成分中的蛋白质可被胰蛋白酶水解。 二、干细胞培养及其应用 2．(选择性必修3 P46“相关信息”)科学家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．在进行动物细胞培养时，通常采用培养皿或打开培养瓶盖的方式以获取细胞代谢所需的O2。(　×　) 提示：动物细胞培养时，通常采用培养皿或松盖培养瓶。 2．将动物细胞置于含有95%O2和5%CO2的混合气体的CO2培养箱中进行培养。(　×　) 提示：将动物细胞置于含有95%空气和5%CO2的混合气体的CO2培养箱中进行培养。 3．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。(　×　) 提示：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。 4．已分化的T淋巴细胞也能被诱导为iPS细胞。(　√　) 5．一般认为，成体干细胞具有发育成完整个体的能力。(　×　) 提示：一般认为，成体干细胞具有组织特异性，只能分化成特定的细胞或组织。 6．神经干细胞在治疗阿尔兹海默病方面具有重要的应用价值。(　√　) 为研究长春新碱(VCR)对肝癌细胞凋亡的影响，某研究小组以小鼠肝癌细胞株为对象进行实验探究。 ①将等量的小鼠肝癌Hepal-6细胞悬液，分别接种于若干个含有等量培养液的培养瓶中； ②将培养瓶放于37 ℃、5%CO2培养箱中培养24 h，静置、去除上清液； ③分别加入等量但含不同浓度VCR的培养液，置于37 ℃、5%CO2培养箱中继续培养； ④分别在24 h、36 h、48 h时吸取培养液，观察结果，得到不同浓度VCR作用于肝癌细胞不同时间的抑制率(%)如表所示。 浓度 24 h 36 h 48 h 0.5 mg/mL 12.5 17.2 26 1.0 mg/mL 20.5 31 42 2.0 mg/mL 31.5 38.8 47 (1)步骤中需要设置对照组，对照组的处理方法为加入等量不含VCR的培养液(或只含等量培养液)。 步骤中每个实验组设置5个培养瓶同时进行培养，计数后统计平均值，目的是什么？减小误差，使实验结果更准确。 (2)根据表格中的结果可得出的结论是VCR对肝癌细胞的抑制率与VCR的浓度和作用时间成正相关。 动物细胞培养 1．(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 D　[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；②时细胞增长开始变得缓慢，选取②的细胞进行传代培养比①更合理，B错误；对于贴壁生长的细胞进行传代培养时，需要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细胞密度过大、细胞间产生接触抑制有关，D正确。] 2．(2023·辽宁卷)大量悬浮培养产流感病毒的单克隆细胞，可用于流感疫苗的生产。下列叙述错误的是(　　) A．悬浮培养单克隆细胞可有效避免接触抑制 B．用于培养单克隆细胞的培养基通常需加血清 C．当病毒达到一定数量时会影响细胞的增殖 D．培养基pH不会影响单克隆细胞的病毒产量 D　[悬浮培养单克隆细胞，可以保证足够的气体交换，通过振荡或转动装置使细胞始终分散悬浮于培养液内，可有效避免接触抑制，A正确；由于细胞的生长是比较复杂的过程，用于培养单克隆细胞的培养基通常需加入血清等一些天然成分，B正确；病毒借助于细胞进行繁殖，利用了活细胞的物质、能量、酶等，当病毒达到一定数量时细胞的生命活动受到影响，会影响细胞的增殖，C正确；细胞的正常生命活动需要适宜的pH，培养基pH会影响细胞代谢，进而影响单克隆细胞的病毒产量，D错误。] 干细胞的培养及其应用 3．科学家将Oct3/4、Sox2、c-Myc和Klf4基因通过逆转录病毒转入小鼠成纤维细胞，经培养后这些细胞显示出ES细胞的形态，具有活跃的分裂能力，称为iPS细胞。若将病人的皮肤成纤维细胞诱导成iPS细胞，可用于疾病治疗。下列叙述错误的是(　　) A．在该实验过程中逆转录病毒作为目的基因的载体 B．借助动物细胞培养技术，iPS细胞能进行多次传代培养 C．iPS细胞用于疾病治疗时一般不会引起免疫排斥反应 D．iPS细胞用于疾病治疗时不存在分化为肿瘤细胞的风险 D　[逆转录病毒可以通过逆转录合成DNA，并且将合成的DNA整合到宿主细胞的DNA上，通过题干信息可知，逆转录病毒的作用是作为载体，将外源基因Oct3/4、Sox2、c-Myc和Klf4基因送入小鼠成纤维细胞中，A正确；iPS细胞具有活跃的分裂能力，能借助动物细胞培养技术进行多次传代培养，B正确；因为在诱导转化的过程中细胞的遗传物质没有发生变化，理论上产生的还是“自体”细胞，所以iPS细胞用于疾病治疗时一般不会引起免疫排斥反应，C正确；由于iPS细胞拥有分化为各种细胞的潜能，因此存在分化成肿瘤细胞的风险，D错误。] 考点2　动物细胞融合技术与单克隆抗体 一、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、电融合法和灭活病毒诱导法等。 3．原理：细胞膜的流动性。 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。 1．(选择性必修3 P48“相关信息”)灭活是指用物理或化学手段使病毒或细菌失去感染能力，但并不破坏病原体的抗原结构。灭活病毒诱导细胞融合与病毒和细胞所含的糖蛋白有关。 二、单克隆抗体及其应用 1．制备原理：一个B淋巴细胞只能分泌一种特异性抗体，B淋巴细胞在体外不能(填“能”或“不能”)无限增殖；骨髓瘤细胞能无限增殖；B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合得到的杂交瘤细胞，既能迅速大量繁殖，又能产生足够数量的特定抗体。 2．制备过程 3．优点 (1)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。 (2)可以大量制备。 4．应用 (1)被广泛用作诊断试剂，在多种疾病的诊断和病原体鉴定中发挥重要的作用。 (2)运载药物，形成抗体—药物偶联物，实现对肿瘤细胞的选择性杀伤。 (3)用于治疗疾病。 2．(选择性必修3 P50“思考·讨论”)ADC中抗体的作用是通过特异性结合靶细胞表面的抗原，将连接的药物输送到靶细胞。 1．制备肝细胞悬液时先用剪刀剪碎肝组织，再用胃蛋白酶处理。(　×　) 提示：制备肝细胞悬液时先用剪刀剪碎肝组织，再用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理。 2．每一个B淋巴细胞只能分泌一种特异性抗体。(　√　) 3．在体外培养条件下，一个B淋巴细胞是不可能无限增殖的。(　√　) 4．单克隆抗体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，且可大量制备。(　√　) 5．动物细胞融合与植物体细胞杂交的原理都涉及细胞膜的流动性。(　√　) 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，但一般不分裂增殖。小鼠骨髓瘤细胞中尽管只有D途径，但能不断分裂增殖，将这两种细胞在试管中混合，加入聚乙二醇促融，获得杂种细胞。请根据以上信息，设计一种方法(不考虑机械方法)，从培养液中筛选出杂交瘤细胞，并写出其依据的原理。 向培养液中加入氨基蝶呤，收集增殖的细胞，因为加入氨基蝶呤后，D途径被阻断，仅有D途径的骨髓瘤细胞及其彼此融合的细胞就不能增殖，但人的淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合后的杂交瘤细胞可以利用淋巴细胞中的S途径合成DNA而增殖。 动物细胞融合技术 1．(不定项)(2025·娄底月考)下图表示利用细胞融合技术进行基因定位的过程，在人—鼠杂交细胞中，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，结果检测到细胞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。据相关知识分析，下列叙述正确的是(　　) A．杂交细胞的形成体现了细胞膜的流动性特点 B．杂交细胞培养时，培养基中除必要的营养外通常需要加入动物血清、血浆等一些天然成分 C．芳烃羟化酶基因、乳酸脱氢酶基因、磷酸甘油酸激酶基因分别位于X、11、17号染色体上 D．为防止培养基在培养过程中受污染，可以在细胞培养基中添加一定量的抗生素 ABD　[细胞膜的结构特点是具有流动性，人、鼠细胞融合形成杂交细胞应用了这一特点，A正确；对杂交细胞(动物细胞)进行培养时，培养基中除必要的营养外通常需要加入动物血清、血浆等一些天然成分，B正确；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、乳酸脱氢酶、磷酸甘油酸激酶合成的基因分别位于2、11、X染色体上，C错误；为了保证无菌，除了对培养基和所有培养用具进行无菌处理，还需要在培养基中添加一定量的抗生素(抑制细菌生长)，以防培养过程中的污染，D正确。] 单克隆抗体的制备及应用 2．(不定项)(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 AD　[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蛋白上的抗原决定簇，D正确。] 考点3　动物体细胞核移植技术和克隆动物 一、动物细胞核移植技术 1．概念 将动物一个细胞的细胞核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。 2．原理 动物细胞核的全能性。 3．分类 (1)胚胎细胞核移植。 (2)体细胞核移植。 4．体细胞核移植的过程 1．(选择性必修3 P53“图2-18”)通常用去核的卵母细胞作为受体的原因是它体积大、易操作、营养物质丰富，细胞质中含有促进细胞核全能性表达的物质。 二、体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题 前景 畜牧业 加速家畜遗传改良进程、促进优良畜群繁育 保护濒危物种 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、组织或器官可以用于异种移植 ③人核移植胚胎干细胞，经过诱导分化能形成相应的细胞、组织或器官，可用于器官移植 问题 ①该技术成功率非常低 ②绝大多数克隆动物存在健康问题，许多克隆动物表现出遗传和生理缺陷 2．(选择性必修3 P54“相关信息”)目前动物细胞核移植技术中普遍使用的去核方法是显微操作法。也可采用梯度离心、紫外线短时间照射和化学物质处理等方法。这些方法是在没有穿透卵母细胞透明带的情况下去核或使其中的DNA变性。 1．体细胞核移植时，去核卵母细胞的“核”是指纺锤体。(　×　) 提示：去核卵母细胞的“核”是指纺锤体—染色体复合物。 2．非人灵长类动物的体细胞核移植非常困难。(　√　) 3．应用体细胞核移植技术生出的犊牛与供体奶牛遗传物质完全相同。(　×　) 提示：应用体细胞核移植技术生出的犊牛与供体奶牛遗传物质基本相同。 4．目前动物细胞核移植技术中普遍使用的去核方法是采用化学物质处理。(　×　) 提示：目前动物细胞核移植技术中普遍使用的去核方法是显微操作法。 5．体细胞核移植技术有望增加濒危物种的存活数量。(　√　) 6．动物体细胞核移植过程中，从屠宰场收集牛卵巢，采集卵母细胞，可直接用于实验。(　×　) 提示：采集的卵母细胞，都要在体外经人工培养到MⅡ期才可使用。 科研人员发现：对灵长类动物供体细胞核进行表观遗传修饰，激活重构胚分化潜能调控基因A的表达，是克隆成功的关键。研究表明染色体组蛋白H3动态可逆地被修饰酶所改变，从而调控基因A的表达，如图所示。为了激活基因A的表达，研究人员将组蛋白H3去甲基化酶Kdm4d的mRNA注入重构胚，同时用组蛋白脱乙酰酶抑制剂TSA处理重构胚。 据图分析，给重构胚注入Kdm4d的mRNA来促进基因A表达的机理是Kdm4d的mRNA可以表达组蛋白H3去甲基化酶，降低H3组蛋白的甲基化水平，进而促进基因A的表达；TSA可以抑制组蛋白脱乙酰酶的活性，提高(填“提高”或“降低”)组蛋白的乙酰化水平，进而促进基因A的表达。 动物体细胞核移植技术及应用 1．(2025·滨州模拟)M基因在动物的肝细胞中特异性表达产生M蛋白。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的操作流程如图所示。下列说法错误的是(　　) A．显微操作去核是指去除MⅡ期卵母细胞中的纺锤体—染色体复合物 B．将成纤维细胞用离心法收集制成新的细胞悬液进行传代培养 C．提取A成纤维细胞中的蛋白质进行抗原—抗体杂交，检测M基因是否失活 D．A可以作为研发与M基因相关疾病药物的模型动物 C　[显微操作去核是指去除MⅡ期次级卵母细胞中的纺锤体—染色体复合物，A正确；将成纤维细胞用离心法收集制成新的细胞悬液进行传代培养，进而获得大量的成纤维细胞，B正确；提取A肝细胞中的蛋白质进行抗原—抗体杂交，检测M基因是否表达，C错误；A动物体内M基因失活，因而可以作为研发与M基因相关疾病药物的模型动物，D正确。] 2．(2025·山东部分名校联考)2017年，某国批准了首例使用细胞核移植技术培育“三亲婴儿”的申请。其培育过程可选用如下技术路线。 据图分析，下列叙述错误的是(　　) A．可用梯度离心、紫外线短时间照射等方法，在没有穿透卵母细胞透明带的情况下实现去核或使其中DNA变性失活的目的 B．为获得较多的卵母细胞，可对捐献者和母亲注射性激素，诱发其卵巢排出更多的成熟卵子 C．“三亲婴儿”和试管婴儿都是通过有性生殖得到的 D．“三亲婴儿”的体细胞中有小于1/2的DNA来自母亲卵母细胞 B　[卵母细胞去核或使其中DNA失活的方法有梯度离心、紫外线短时间照射等，A正确；为获得较多的卵母细胞，可对捐献者和母亲注射促性腺激素，而不是性激素，B错误；“三亲婴儿”和试管婴儿采用体外受精技术，属于有性生殖，C正确；“三亲婴儿”的遗传物质来自捐献者、母亲及提供精子的男子，其中细胞质中的遗传物质来自捐献者，故体细胞中有小于1/2的DNA来自母亲卵母细胞，D正确。] 1．(2024·浙江1月选考)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 B　[①加消化液的目的是使细胞与瓶壁分离，A正确；②加培养液，可以终止消化液的消化作用，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之间仍存在接触抑制，C正确；动物细胞培养需要无菌、无毒的环境，因此整个过程需要在无菌、无毒条件下进行，D正确。] 2．(2024·北京卷)我国科学家体外诱导食蟹猴胚胎干细胞，形成了类似囊胚的结构(类囊胚)，为研究灵长类胚胎发育机制提供了实验体系(如图)。下列相关叙述错误的是(　　) A．实验证实食蟹猴胚胎干细胞具有分化潜能 B．实验过程中使用的培养基含有糖类 C．类囊胚的获得利用了核移植技术 D．可借助胚胎移植技术研究类囊胚的后续发育 C　[动物细胞需要糖类作为能源物质，因此培养基中需含有糖类，B正确；类囊胚的获得没有利用核移植技术，利用的是动物细胞培养技术，C错误；可借助胚胎移植技术将类囊胚移植到相应的雌性受体中继续发育，从而可以用来研究类囊胚的后续发育，D正确。] 3．(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 B　[单克隆抗体的制备涉及细胞融合技术和动物细胞培养技术，mAb属于单克隆抗体，其制备可能涉及细胞融合技术，A正确；单克隆抗体(mAb)可以促进胰岛A细胞增殖，而胰岛A细胞可分泌胰高血糖素，可见注射mAb可提高胰腺分泌胰高血糖素的量，B错误；mAb是胰高血糖素受体单克隆抗体，可见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；胰高血糖素主要作用于肝，促进肝糖原分解成葡萄糖进入血液，促进非糖物质转化成糖，使血糖浓度回升到正常水平，D正确。] 4．(2024·重庆卷)自然条件下，甲、乙两种鱼均通过体外受精繁殖后代，甲属于国家保护的稀有物种，乙的种群数量多且繁殖速度较甲快。我国科学家通过下图所示流程进行相关研究，以期用于濒危鱼类的保护。下列叙述正确的是(　　) A．诱导后的iPGCs具有胚胎干细胞的特性 B．移植的iPGCs最终产生的配子具有相同的遗传信息 C．该实验中，子一代的遗传物质来源于物种甲 D．通过该实验可以获得甲的克隆 C　[胚胎干细胞具有发育的全能性，iPGCs是诱导型原始生殖细胞，具有成为卵原细胞或精原细胞的潜能，诱导后的iPGCs不具有胚胎干细胞的特性，A错误；移植的iPGCs分化形成卵原细胞或精原细胞后，通过减数分裂形成配子，在减数分裂过程中基因会发生重组，最终产生的配子的遗传信息不一定相同，B错误；由题图可知，将物种甲的囊胚期的iPGCs移植到阻止PGCs形成的物种乙的胚胎中，培育出的鱼的生殖腺中的细胞由物种甲的iPGCs增殖分化而来，该鱼再与物种甲杂交，配子均是由物种甲的生殖腺细胞产生，故子一代的遗传物质来源于物种甲，C正确；克隆属于无性繁殖，该实验过程中涉及有性生殖，D错误。] 5．(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 D　[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。] 6．(2023·湖北卷)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___________________________________________________________________。 (4)构建重组质粒需要使用DNA连接酶。下列属于DNA连接酶底物的是　　　　。 解析：(1)已免疫的脾细胞是高度分化的细胞，不能增殖，所以不需要通过原代培养扩大细胞数量。脂溶性物质PEG可使细胞接触处的磷脂分子重新排布，细胞膜打开，细胞发生融合。(2)在杂交瘤细胞筛选过程中，用特定的选择培养基进行筛选，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都会死亡，只有融合的杂交瘤细胞才能生长。(3)单克隆抗体筛选中，将抗体与该病毒外壳蛋白进行杂交，是运用了抗原—抗体杂交技术，抗体检测呈阳性的细胞，即为所需的杂交瘤细胞。(4)DNA连接酶能催化合成磷酸二酯键，连接DNA片段，即将一条脱氧核苷酸链5′端的磷酸基团与另一条脱氧核苷酸链3′端的—OH相连，①②③脱氧核苷酸链的两端基团有误，④符合题意。 答案：(1)不需要　使细胞接触处的磷脂分子重新排布，细胞膜打开，细胞发生融合　(2)未融合的亲本细胞　融合的具有同种核的细胞　(3)通过抗体检测呈阳性来获得分泌所需抗体的杂交瘤细胞　(4)④ 课时分层作业(五十) (建议用时：45分钟；本试卷共45分。单项选择题每小题3分，不定项选择题每小题5分) 1．(2025·聊城模拟)灌流式培养是在细胞培养管内，一边不断注入新鲜培养基，一边将培养液的上清液不断移出。区别传统的悬浮培养，灌流式培养可避免因细胞密度过大、有害代谢产物积累等因素而使细胞分裂受阻的现象出现。下列叙述正确的是(　　) A．灌流式培养的细胞会贴壁生长，但不会出现接触抑制现象 B．灌流是在细胞密度达到一定浓度或者营养物质低于一定浓度时进行 C．灌流速率越高，营养物质利用越充分 D．向培养管注入的新鲜培养基中补充动物血清是为了防止杂菌污染 B　[灌流式培养的动物细胞不出现贴壁生长现象，A错误；悬浮培养的动物细胞会因细胞密度过大、有害代谢产物积累等因素而分裂受阻，而灌流是在细胞密度达到一定浓度或者营养物质低于一定浓度时进行，B正确；过高的灌流速率会导致培养的细胞没有及时利用营养物质，而使营养物质不能得到充分利用，C错误；动物细胞培养液中加入血清是为了提供动物细胞培养所需要的营养物质和某种生长因子，D错误。] 2．(2025·湖北鄂东南联考)长春花原产于地中海沿岸、印度、热带美洲，其体内所含生物碱，如长春碱被提炼出来作为多种癌症(如白血病、哈杰金氏症)所用的化学治疗药物。下图是科研人员通过杂交—杂交瘤细胞技术生产能同时识别癌胚抗原和长春碱的双特异性单克隆抗体(能够同时特异性识别癌胚抗原和长春碱的抗体)的部分过程，下列有关叙述错误的是(　　) A．图中①步骤注射癌胚抗原的目的是刺激小鼠产生相应的B淋巴细胞 B．图中②选用的骨髓瘤细胞不能在HAT培养基上生长 C．与植物体细胞杂交相比，图中过程②特有的诱导融合的方法是聚乙二醇融合法 D．与直接使用长春碱相比，将长春碱与双特异性单克隆抗体结合后给药，对人体的副作用更小 C　[题图中①步骤注射癌胚抗原的目的是刺激小鼠产生相应的B淋巴细胞，A正确；在HAT培养基上只有杂交瘤细胞能存活，故骨髓瘤细胞不能在HAT培养基上生长，B正确；诱导动物细胞融合的方法有：物理法(离心法、电融合法)、化学法(聚乙二醇融合法)、生物法(灭活病毒诱导法)，与植物体细胞杂交相比，题图中过程②特有的诱导融合的方法是灭活病毒诱导法，C错误；双特异性单克隆抗体能将抗癌药物定向带到癌细胞所在位置，在原位杀死癌细胞，对人体的副作用更小，D正确。] 3．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 D　[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细胞的核DNA一般相同，但由于基因选择性表达，RNA不完全相同，D错误。] 4．(2025·广东大亚湾区检测)角膜缘干细胞缺乏症(LSCD)会造成患者严重视力障碍甚至失明。某研究团队将来自捐献者的皮肤细胞编辑为iPS细胞，诱导其分化为各种其他类型的细胞，然后从中筛选出所需的角膜细胞并制成细胞薄膜。把细胞薄膜移植给LSCD患者后，细胞薄膜持续不断地生成角膜细胞，患者视力得到恢复且没有出现排斥反应。下列分析正确的是(　　) A．iPS细胞的分裂、分化潜能并不比角膜上皮干细胞高 B．iPS细胞与其转化成的角膜细胞的基因组成和细胞功能没有区别 C．若移植的新角膜产生其他类型的细胞可导致移植失败 D．用iPS细胞治疗LSCD不存在伦理争议和安全性风险 C　[iPS细胞属于多能干细胞，而角膜上皮干细胞属于专能干细胞，所以iPS细胞的分裂、分化潜能比角膜上皮干细胞高，A错误；iPS细胞与其转化成的角膜细胞的基因组成相同，都来源于同一个受精卵的分裂和分化，但由于基因的选择性表达，使得它们在功能上出现差异，B错误；若移植的新角膜没有产生角膜细胞，而是产生其他类型的细胞，患者视力无法恢复，导致移植失败，C正确；用iPS细胞治疗LSCD存在伦理争议和安全性风险，D错误。] 5．(2025·日照开学考试)肠道病毒71型(EV71)是引起手足口病的主要病原体之一。研究人员利用EV71的外壳蛋白制备出了两种单克隆抗体A和B，并对两种单克隆抗体的作用效果进行检测，结果如图1、2。下列叙述错误的是(　　) A．抗体制备过程中，需用EV71的外壳蛋白对实验小鼠进行多次免疫处理 B．设置培养基组的目的是形成对照，以及避免培养基成分对实验结果的干扰 C．制备的单克隆抗体A和B均能够特异性识别多种肠道病毒及其感染的细胞 D．两种单抗均可用于EV71的检测，但单克隆抗体B不能用于手足口病的治疗 C　[在制备针对EV71的外壳蛋白的两种单克隆抗体A和B的过程中，需要用EV71的外壳蛋白作为抗原多次刺激实验小鼠，使实验小鼠产生针对EV71的外壳蛋白的特异性免疫反应，以获得免疫的B淋巴细胞，A正确。科学的研究实验应遵循对照原则，设置培养基组的目的是形成对照，以及避免培养基成分对实验结果的干扰，B正确。据题图分析可知制备的单克隆抗体A和B不能够特异性识别CVB3病毒，C错误。由题图1可知，单克隆抗体A、B对肠道病毒EV71识别能力相当，均可用于EV71的检测；由题图2可知，较高浓度的单克隆抗体A对EV71的抑制效果较好，单克隆抗体B对EV71的抑制效果较差，因此单克隆抗体A可用于手足口病的治疗，单克隆抗体B不能用于手足口病的治疗，D正确。] 6．(2025·济宁模拟)利用非对称细胞融合技术可以实现两个原生质体核、质基因的优化组合，该技术对细胞质中含有优良基因的某一原生质体进行去核或破坏染色体处理，对细胞核中含有优良基因的第二种原生质体进行细胞质失活处理，然后将两个原生质体进行融合。下列说法不正确的是(　　) A．采用梯度离心、紫外线照射等方法可以实现细胞去核 B．病毒表面的糖蛋白和酶能使细胞膜上的蛋白质和脂质重新排布 C．该种技术能够转移细胞质雄性不育基因，培育优良作物不育系 D．将融合细胞培养为植株时，通常用葡萄糖提供碳源并调节渗透压 D　 [细胞去核的方法主要是显微操作法，采用梯度离心、紫外线照射等方法也可以实现细胞去核，A正确；病毒表面的糖蛋白和酶能够与细胞膜上的糖蛋白发生作用，使细胞相互凝聚，细胞膜上的蛋白质和脂质重新排布，这是灭活的病毒诱导细胞融合的原理，B正确；根据非对称细胞融合技术的原理，该种技术能够转移细胞质雄性不育基因，培育优良作物不育系，C正确；将融合细胞培养为植株时，通常用蔗糖提供碳源并调节渗透压，D错误。] 7．(不定项)现代生物工程的操作常常涉及如图所示的流程，下列说法不正确的是(　　) A．若图为核移植过程，则②从卵巢中获取的卵母细胞直接作为受体细胞和①供体细胞融合 B．若图为单克隆抗体的制备过程，需要筛选出产生所需抗体的杂交瘤细胞 C．若图为试管动物的培育过程，需培育到原肠胚才能进行胚胎分割与胚胎移植 D．若图为植物体细胞杂交过程，则形成③常用灭活的病毒直接处理两种植物细胞 ACD　[若题图为核移植过程，应选择处于MⅡ期的卵母细胞作为受体细胞，因此需要将卵母细胞培养至MⅡ期，不是直接作为受体，A错误；若题图为单克隆抗体的制备，则①和②是经过免疫的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞，形成融合细胞后需要经过筛选，筛出产生所需抗体的杂交瘤细胞，B正确；若题图为试管动物的培育过程，一般需培育到桑葚胚或者囊胚才能进行胚胎分割与胚胎移植，C错误；诱导原生质体融合的方法有物理法，包括电融合法、离心法等，化学法一般是用聚乙二醇(PEG)作为诱导剂，灭活的病毒是诱导动物细胞融合的方法，D错误。] 8．(不定项)下图为核移植实验过程示意图，根据图示分析，下列叙述错误的是(　　) A．动物细胞的培养需提供95%的O2和5%的CO2 B．核移植技术的基础是动物细胞培养 C．受体动物超数排卵后为胚胎提供了相同的生理环境 D．成年动物体细胞核移植成功率比胚胎细胞核移植成功率低 AC　[动物细胞的培养需提供95%的空气和5%的CO2，A错误；动物细胞培养是动物细胞工程的基础，因此核移植技术的基础是动物细胞培养，B正确；对受体动物进行同期发情处理后为胚胎提供了相同的生理环境，C错误；由于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，因此成年动物体细胞核移植成功率比胚胎细胞核移植成功率低，D正确。] 9．(不定项)(2025·湖南模拟)一种抗体只能结合一种抗原。科研工作者设法获得一种三特异性抗体，实现对小鼠多发性骨髓瘤细胞(MM)的选择性杀伤，作用机理如图所示。下列叙述正确的是(　　) A．同时给小鼠注射3种抗原可刺激小鼠浆细胞分泌得到三抗 B．推测T淋巴细胞中没有CD38基因 C．三特异性抗体通过T细胞的活化并释放细胞因子提高对MM的杀伤力 D．三特异性抗体与CD28结合可使T淋巴细胞数量增加 CD　[一种浆细胞只能分泌一种抗体，A错误；三抗能实现对小鼠多发性骨髓瘤细胞(MM)的选择性杀伤，原因是CD38基因在正常体细胞中不表达或者表达量很低，B错误；三抗能促进T细胞活化并释放细胞因子，细胞因子会促进T淋巴细胞的活化，从而提高机体对MM细胞的杀伤力，C正确；由题图可知，一方面三特异性抗体与T细胞膜上的CD28结合，抑制T细胞死亡，另一方面特异性抗体与T细胞膜上的TCR结合，促进T细胞活化，所以三抗与TCR和CD28结合可使T淋巴细胞数量增加，保持较高的T细胞活性，D正确。] 10．(12分)(2024·广东卷)某些肿瘤细胞表面的PD-L1与细胞毒性T细胞(CTL)表面的PD-1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PD-Ll和PD-1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PD-L1单克隆抗体结合在一起。方案二：将化疗药物与PD-1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)由题图a可知，联合疗法肿瘤体积最小，再根据题图b可知，采用联合疗法时活化的CTL的数量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PD-L1与细胞毒性T细胞(CTL)表面的PD-1结合能抑制CTL的免疫活性，故应该将化疗药物与PD-L1单克隆抗体结合在一起(即方案一的合理)，其既可阻断PD-1与PD-L1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　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)细胞因子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PD-1与PD-L1结合，恢复CTL的活性，又使化疗药物靶向肿瘤细胞 学科网（北京）股份有限公司 $$