第2章 第2节 第1课时 动物细胞培养（学生版）-【创新教程】2025-2026学年高中生物选择性必修3 生物技术与工程五维课堂同步复习（人教版）

对点训练 1.C[该育种方法为单倍体育种，①是杂交，②是减数分裂， ③是花药离体培养，④是用秋水仙素处理使单倍体的染色体 数目加倍；③过程利用了植物组织培养技术，不需要受精，而 是由雄配子直接发育成幼苗。] 2.B[植物组织培养技术应在无菌条件下进行，对过程①获 取的根组织块应做消毒处理，而彻底灭菌会导致组织细胞死 亡，A错误：过程②为脱分化，应根据要求使用适宜的培养 基，在避光的环境中进行，B正确；过程③表示再分化，C错 误；人工种子是指以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶 芽和腋芽等为材料，经过人工薄膜包装得到的种子，D 错误。] 课堂自测·固双基 1.D[植物组织培养技术不仅可以高效、快速地实现种苗的 大量繁殖，还可以保持优良品种的遗传特性，并通过作物脱 毒提高作物产量，改善作物品质，A、B、C不符合题意，D符 合题意。] 2.D[过程③表示细胞大量增殖的过程，需使用液体培养基， 有利于细胞增殖，A正确；为防止污染，需在无菌和人工控制 的条件下进行，B正确；图中①是脱分化过程，经该过程细胞 的形态和结构发生了变化，成为高度液泡化的薄壁细胞， C正确；过程①是脱分化过程，需要进行避光处理，D错误。] 3.D[培养的愈伤组织不需要再分化就能产生特定的细胞产 物，D错误。] 4.CD[甲、乙原生质体融合体现了生物膜的流动性，A错误； 诱导原生质体融合的物理法包括离心、振动、电刺激等，化学 法一般是用聚乙二醇(PEG)作为诱导剂，B错误；甲、乙原生 质体诱导融合成功的标志是杂种细胞再生出细胞壁，C正 确；培育杂种目的植物的关键性植物激素是生长素和细胞分 裂素，两者是启动细胞分裂、细胞分化的关键性激 素，D正确。] 5.解析：(1)取D的花药进行离体培养成幼苗（如图EF),经 秋水仙素处理后发育成植株G,此过程属于单倍体育种，从 生殖方式上分析，A→D属于无性生殖。 (2)在植物组织培养过程中，要严格控制无菌条件。 (3)F→G的过程中用秋水仙素处理，使细胞染色体数目加 倍；用E→G途径进行单倍体育种的优点是直接得到稳定遗 传的优良品种，自交后代不发生性状分离，极大地缩短了育 种年限。 (4)若想培育出一种能抗虫的玉米新品种，可以采用基因工 程育种；若想培育出一种地上结玉米，地下结马铃著的植株， 可以利用植物体细胞杂交技术。 答案：(1)单倍体无性(2)无菌(3)秋水仙素直接得 到稳定遗传的优良品种，极大地缩短了育种年限 (4)植物体细胞杂交 ·9 参考答案 第2节 动物细胞工程 第1课时 动物细胞培养 教材梳理·预新知 基础梳理 一、1.胰蛋白酶原代培养胰蛋白酶2.(1)培养液代谢物 (2)血清(3)36.5±0.5℃7.27.4 (4)5%CO2维持培养液的pH3.有毒物质 二、2.任何一种类型所有组织和器官甚至个体精原免疫 排斥 基础诊断 (1)×(2)×(3)×(4)× 互动探究·克疑难 疑难点一互动探究 1.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。 2.提示：细菌、真菌和病毒等均可造成细胞培养环境的污染，而 离体培养的细胞已失去了对微生物和有毒物质的防御能力， 一旦受到污染或自身代谢物质积累等，培养的细胞就会 死亡。 3.提示：不能，动物细胞高度分化，不能表现出细胞的全能性， 培养时细胞只进行生长和增殖，不能得到完整个体。 对点训练 1.D[全能性是指已分化的细胞仍然具有发育成完整个体或 分化成其他各种细胞的潜能，动物细胞培养没有体现动物细 胞的全能性，A错误：乙过程对皮肤组织可用胰蛋白酶或胶 原蛋白酶处理，B错误；丙过程属于原代培养，此过程的细胞 大部分能保持正常的二倍体核型，有些细胞的遗传物质也可 能发生改变，C错误；丁过程属于传代培养，此过程少数细胞 会发生突变，朝着癌细胞方向发展，可能会无限增 殖，D正确。] 2.B[动物细胞的全能性随分化程度的提高而受限变弱，只 能通过核移植实现克隆动物的目的，所以动物细胞的全能性 不容易实现；动物细胞的全能性与细胞核大小无关。] 疑难点二互动探究 1,提示：胚胎干细胞可从早期胚胎中分离出来。胚胎干细胞具 有发育的全能性，能分化为动物体内任何一种组织。 2.提示：通过胚胎干细胞体外诱导分化，可以培育出人造器官， 从而解决供体器官不足的问题。另一方面，由于是自身细胞 经诱导分化形成的，所以无免疫排斥反应。 对点训练 1.D[脐带血中含有干细胞，干细胞具有全能性，可以分化得 到不同种类的细胞。] 2.C「脐带血中含有大量未成熟的造血干细胞，将脐带血细 胞移植，对白血病、再生障碍性贫血等恶性血液病的治疗具 有疗效；用干细胞培育出人体需要的器官用来移植治疗，只 要诱导细胞分化成该组织、器官即可，不需激发其所有全能 性：脐带血移植属自体移植，基本不会发生免疫排斥反应，不 需要长期给他使用免疫抑制药物。] 课堂自测·固双基 1.A[动物细胞培养的培养基与植物组织培养的培养基不 同，动物细胞一般用液体培养基培养，而植物组织培养一般 生物·选择性必修第三册 用固体培养基，与植物组织培养的培养基相比，动物细胞培 养的培养基中还要加动物血清等，A项正确；它们都是在无 菌条件下进行的，都可以传代培养，且都能够大量培养，B、 C、D项的叙述有误。] 2.B[动物细胞培养的理论基础是动物细胞增殖，A错误；动 物细胞培养技术是其他动物细胞工程技术的基础，其他的动物 细胞工程技术是在动物细胞培养的基础上建立起来的，B正确； 动物细胞培养前和培养过程中都要用胰蛋白酶处理，不能用胃 蛋白酶处理，C错误；大多数动物细胞培养过程中通常会出现细 胞贴壁现象，D错误。] 3.B「动物细胞培养前要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散 成单个细胞，A正确；培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁 上可形成单层细胞，B错误：动物细胞培养液中通常含有葡 萄糖、氨基酸、无机盐、动物血清等，以满足动物细胞对营养 的需求，C正确；动物细胞培养需要气体环境，将其置于含 95%的空气和5%的CO2混合气体的恒温箱中培养，CO2的 作用是雏持培养液的pH,D正确。] 4.A[在体细胞中胚胎干细胞具有发育的全能性，分化程度 最低；造血干细胞只能分化为各种血细胞，分化程度较高；胰 腺细胞和肌肉细胞执行特定功能，分化程度更高。] 5.解析：(1)用胰蛋白酶处理动物的组织碎块，能使组织分散成 单个细胞，形成细胞悬液，有利于细胞的生长和增殖。(2)进 行动物细胞培养，需要在培养基中加入一定量的动物血清， 内含多种营养物质和促生长因子；体外进行细胞培养，细胞 会表现出贴壁生长现象，当它们分裂生长到表面相互接触 时，细胞的分裂增殖就会停止，即所谓的接触抑制，而癌细胞 不受这一机制的制约，表现为“疯长”。出现接触抑制时，需 对细胞进行传代培养。 答案：(1)使细胞分散成单个细胞，每个细胞可以与培养液充 分接触(2)动物血清贴壁表面相互接触传代培养 癌细胞 第2课时动物细胞融合技术与单克隆抗体 教材梳理·预新知 基础梳理 1.(1)细胞膜的流动性(2)灭活病毒诱导法(3)有性杂交 远缘杂交单克隆抗体2.(1)杂交瘤细胞能产生所需抗体 (2)灵敏度高(3)诊断试剂运载药物 基础诊断 (1)√(2)×(3)×(4)×(5)× 互动探究·克疑难 疑难点一互动探究 (1)提示：细胞膜的流动性。 (2)提示：不可以，还需要筛选。因为诱导融合的手段只是促 使细胞间的融合，不能保证所有细胞都发生融合，形成的融 合细胞也有多种，因此需要筛选。 (3)提示：有三种，即同种细胞融合(AA,BB)和不同种细胞 融合(AB) (4)提示：动物细胞核融合。 ·9 对点训练 1.D[植物体细胞杂交的原理为细胞膜的流动性、植物细胞 的全能性，而动物细胞融合利用的是细胞膜的流动性和细胞 增殖：动物细胞融合常用灭活病毒诱导法，而植物体细胞杂 交不能：动物细胞融合前需用胰蛋白酶或胶原蛋白酶使细胞 分散开，植物体细胞杂交常用纤雏素酶和果胶酶去除细胞 壁：诱导融合后会形成多种融合细胞，还有未融合细胞，因此 要进行筛选。] 2.C「常用的诱导动物细胞融合的方法有物理法一离心 法、电融合法等：化学法—聚乙二醇(PEG)融合法；生物法 一灭活病毒诱导法。紫外线照射不是诱导动物细胞融合 的方法。] 疑难点二互动探究 1.提示：(1)免疫的B淋巴细胞：能产生单一抗体，但不能无限 增殖。(2)骨髓瘤细胞：能无限增殖，但不能产生抗体。 (3)杂交瘤细胞：既能产生特定抗体，又能在培养条件下无限 增殖。 2.提示：单克隆抗体的制备与动物细胞融合相比，其原理不仅 包括细胞膜的流动性，还包括细胞增殖。 3.提示：“生物导弹”中真正发挥治疗作用的物质是相关“药 物”，单克隆抗体所起的作用是将药物定向带到靶细胞所在 位置，借助其导向作用，在原位杀死癌细胞，这样既不损伤正 常细胞，又减少了用药剂量。因此，“生物导弹”可作为一种 疗效高、毒副作用小的新型药物，实现对肿瘤细胞的选择性 杀伤。 对点训练 1.D[甲是从已免疫的小鼠脾脏细胞中获得的B淋巴细胞， A错误；①是完整骨髓瘤细胞与免疫的B淋巴细胞融合的 过程，B错误；乙中的融合细胞不一定同时具有脾脏细胞和 鼠骨髓瘤细胞的特性，也可能是瘤瘤细胞或BB细胞，C错 误；②表示筛选能产生特异性抗体的细胞，然后进行大规模 培养，D正确。] 2.C[将特定抗原注射到小鼠体内，可以从小鼠血清中获得 抗体，获得的抗体可能有多种，不是单克隆抗体，A错误；诱 导B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合后，发生融合的细胞不都 是杂交瘤细胞，也可能是B淋巴细胞自身融合的细胞或骨 髓瘤细胞自身融合的细胞，B错误；第一次选择培养筛选出 杂交瘤细胞后还要进行第二次筛选，目的是筛选出能产生特 定抗体且遗传稳定的杂交瘤细胞，C正确；单克隆抗体制备 过程没有体现细胞核的全能性，D错误。] 课堂自测·固双基 1.C[融合细胞若是同种细胞，染色体数目是融合前的2倍， 若不是同种细胞则不一定，A错误；动物细胞融合是研究单 克隆抗体的基础，不是研究克隆动物的基础，B错误；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，C正 确；动物细胞融合并不能发育成个体，因此不能体现细胞核 的全能性，D错误。] 2.B[必须先注射特定的抗原，才能从动物体内获取相应的B 淋巴细胞进行培养，A错误；杂交瘤细胞是由B淋巴细胞和 骨髓瘤细胞融合形成的，具有两种细胞的双重特点，B正确：生物·选择性必修第三册 第2节 动物细胞工程 第1课时 动物细胞培养 课标内容要求 核心素养对接 1.阐明动物细胞培养是从动物体获得相关组织，分 生命观念：理解动物细胞培养的条件 散成单个细胞后，在适宜的培养条件下让细胞生 科学思维：说出动物细胞培养的具体 长和增殖的过程。动物细胞培养是动物细胞工程 过程 的基础 社会责任：阐述干细胞培养过程及其在 2.简述干细胞在生物医学工程中有广泛的应用价值 医学上的应用 教材梳理。预新知 ◆[基础梳理] 3.应用：生物制品的生产、检测 一、动物细胞培养 医学研究。 1.动物细胞的培养过程 二、干细胞培养及其应用 取动物组织 1.定义及分布：在一定条件下，干细胞可以分 剪碎组织 化成其他类型的细胞。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。 处理 参分散成单个细胞 2.分类及功能 特性：具有分化为成年动 制成细胞悬液© 物体内的 放入二氧化碳 转入培养液中 培养箱中培养 的细胞，并进一步形成机 进行 胚胎干 体的 的潜能 贴满瓶壁的细胞用 处理 细胞 分散成单个细胞，制成细胞悬液 实例：ES细胞可以在体 转入培养 液中进行 外分化成心肌细胞、神经 传代培养 元和造血干细胞等细胞 2.培养条件 特性：成体组织或器官内的 (1)无菌、无毒的环境：对 和所有培养 干 成体干 干细胞，具有组织特异性 用具进行无菌处理，定期更换培养液以清 除 胞 细胞 分类：包括骨髓中的造血 。 (2)营养：除正常的有机和无机营养外，需加入 干细胞、神经系统中的神 等一些天然成分。 经干细胞和睾丸中的 (3)适宜的温度和pH:温度为 (哺乳 干细胞 动物)，pH为 诱导多功 特性：类似胚胎干细胞的一种 (4)气体环境：含95%空气加 的混合气 能干细胞 细胞，避免 反应 体，其中后者的作用是 ·34· 第二章细胞工程 ◆[基础诊断] (3)动物细胞培养技术的原理是动物细胞的全 (1)制备肝细胞悬液时先用机械方法处理肝组 能性。 织，再用胃蛋白酶处理。 ( ) (4)胚胎干细胞可以来源于早期胚胎，也可以 (2)培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可 来源于组织细胞。 形成多层细胞。 互动究。克疑难 疑难点一 动物细胞培养 1.动物细胞培养过程分析 续表 (1)培养流程 比较项目 动物细胞培养 植物组织培养 动物歌贻单个加蜂细胞贴蝶酬 分瓶 路独盈爽细能不减液生丰务养 然鲨磷 (1)快速繁殖； 物组织块 译蜜谷酶 原代培养 传代培养 (2)作物脱毒； 是动物细胞 (2)酶处理 应用 (3)作物新品种的培育； 工程的基础 ①用酶“两次”处理的目的：第一次使用的 (4)细胞产物的工厂 目的是使组织细胞分散开；第二次使用的 化生产 目的是使细胞从瓶壁上脱离下来，便于分 培养条件 无菌、适宜的温度和pH 散后继续培养。 取材 新鲜的组织 植物器官、组织或细胞 ②使细胞分散开的原因：一是能保证细胞 分散的单个 植物器官、组织或 培养对象 所需要的营养供应；二是能保证细胞内有 细胞 细胞 害代谢物及时排出。 原代培养、 过程 脱分化、再分化 传代培养 ③不能用胃蛋白酶处理：由于大多数动物 (1)贴壁 (1)脱分化：形成愈伤 细胞培养的适宜pH为7.2~7.4，而胃蛋 细胞分裂、 生长； 组织； 白酶发挥作用的最适pH为1.5~2.0，因 生长、分化 (2)接触 (2)再分化：形成根、 此不能用胃蛋白酶使细胞分散开。 特点 抑制 芽等 (3)原代培养和传代培养 3.培养条件的分析 ①原代培养：动物组织分散后的初次培养。 (1)添加血清的作用：血清和血浆中含有多种维 ②传代培养：原代培养过程中，贴满瓶壁的 持细胞正常代谢和生长的物质，如蛋白质、氨 细胞需要重新用胰蛋白酶处理，然后分瓶 基酸、未知的促生长因子等。细胞培养时，一 培养（或液态细胞悬液的分瓶培养），让细 般需添加10%~20%的血清或血浆。 胞继续增殖的过程。 (2)气体环境：CO2调节培养液pH,O2维持细 2.动物细胞培养与植物组织培养的比较 胞有氧呼吸。 比较项目 动物细胞培养 植物组织培养 汇特别提醒](1)培养动物细胞时没有脱分 生物学原理 化的过程，因为高度分化的动物细胞发育潜 细胞增殖 细胞全能性 能受到限制，失去了发育成完整个体的能力。 培养基性质 液体 固体 (2)不是所有的细胞在增殖过程中都存在接 培养结果 子代细胞 新的植株 触抑制。例如，癌细胞增殖时不存在接触抑 制，所以在培养瓶中可以形成多层细胞。 ·35· 生物·选择性必修第三册 ◆[互动探究] ◆汇对点训练] 1.动物细胞培养时，要先将动物组织分散成单 1.如图为实验小鼠皮肤组织进行细胞培养的 个细胞，为什么？ 过程，下列叙述正确的是 实验 甲 皮肤 乙 皮肤 丙 细胞 小鼠 组织 细胞 培养1 丁 细胞 培养2 A.动物细胞培养体现了动物细胞的全能性 2.动物细胞培养为什么需要无菌、无毒的 B.乙过程对皮肤组织可用胃蛋白酶消化 环境？ C.丙过程为原代培养，遗传物质一定不变 D.丁过程中某些细胞可能会无限增殖 2.离体的植物组织或细胞在适当培养条件下 发育成完整的植株，而离体动物细胞却没有 发育成动物的成熟个体，原因是( 3.动物细胞培养能否获得完整个体，为什么？ A.动物细胞内没有成套的遗传物质 B.动物细胞的全能性随分化程度提高而受 到限制，分化潜能变弱 C.动物细胞的细胞核太小 D.动物细胞的全能性低于植物细胞 疑难点二 干细胞培养及其应用 1.三种干细胞的比较 续表 胚胎干细胞 成体干细胞 诱导多能干细胞 诱导多能干细胞 胚胎干细胞 成体干细胞 (iPS细胞) (PS细胞) 具有分化成 诱导过程中无须破 成体组织或 为成年动物 具有组织特 坏胚胎，且PS细 体内的任何 异性，只能 器官。包括 胞可以来源于病人 种类型的 分化成特定 骨髓中的造 自身的体细胞，将 特点 细胞，并进 一 的细胞或组 来源 血干细胞， 它移植回病人体内 高度分化的组织 步形成机体 织，不具有 或分 早期胚胎 神经系统中 后，理论上可以避 细胞诱导而来 的所有组织 发育成完整 类 的神经干细 免免疫排斥反应， 和器官甚至 个体的能力 胞，睾丸中 无伦理问题 个体的潜能 的精原干 分化 细胞 胚胎干细胞<成体干细胞<诱导多能干细胞 程度 36 第二章细胞工程 2.干细胞的应用 ◆[对点训练] 有着自我更新能力及分化潜能的干细胞，与 1.中国科学家倡导的以脐带血作储存的“生命 组织、器官的发育、再生和修复等密切相关， 银行”，是利用脐带血中的 因而在医学上有着广泛的应用。例如，将正 A.红细胞 B.营养物质 常的造血干细胞移植到病人体内，恢复病人 的造血和免疫功能，已成为治疗白血病及一 C.遗传基因 D.干细胞 些恶性肿瘤放疗或化疗后引起的造血系统、 2.现在有一个婴儿在出生后医院为他保留了 免疫系统功能障碍等疾病的一种重要手段： 脐带血，在他以后生长发育过程中如果出现 神经干细胞在治疗神经组织损伤和神经系 了某种难治疗的疾病，就可以通过血液中的 统退行性疾病（如帕金森病、阿尔茨海默病 干细胞来为他治病，关于这个实例说法正确 等)方面有重要的应用价值。 的是 ) ◆[互动探究] 1.胚胎干细胞的来源有哪些？为什么可以分 A.用干细胞培育出人体需要的器官用来移 化为动物体内任何一种组织？ 植治病，需要激发细胞的所有全能性 B.用脐带血中的干细胞能够治疗这个孩子 所有的疾病 2.PS细胞为什么可以解决供体器官不足和 C.如果要移植用他的干细胞培育出的器 器官移植后免疫排斥的问题？ 官，需要用到细胞培养技术 D.如果要移植用他的干细胞培育出的器 官，应该长期给他使用免疫抑制药物 课堂自测⊙固双基 1.动物细胞培养与植物组织培养的重要区别 B.动物细胞培养技术是其他动物细胞工程 在于 ( 技术的基础 A.培养基不同 C.动物细胞培养前和培养过程中都要用胃 B.动物细胞培养不需要在无菌条件下进行 蛋白酶处理 C.动物细胞可以传代培养，而植物细胞 D.动物细胞在培养过程中都会出现细胞贴 不能 壁现象 D.动物细胞能够大量培养，而植物细胞只 3.下列关于动物细胞培养的叙述，错误的是 能培养成植株 ) 2.下列关于动物细胞培养的相关叙述，正确的是 A.动物细胞培养前需要用胰蛋白酶或胶原 ( ) 蛋白酶处理 A.动物细胞培养的理论基础是细胞的全 B.培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上 能性 可形成多层细胞 ·37· 生物·选择性必修第三册 C.动物细胞培养液中通常含有葡萄糖、氨 (1)容器A中的动物器官或组织首先要剪 基酸、无机盐、动物血清等 碎，然后用胰蛋白酶处理，其目的是 D.动物细胞培养应在含5%CO2的恒温箱 中培养，CO2的作用是维持培养液的pH 4.下列人体细胞中分化程度最低的是( (2)培养先在B瓶中进行。瓶中的培养基成 A.胚胎干细胞 B.造血干细胞 分有葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和 C.胰腺细胞 D.肌肉细胞 等。细胞增殖产生的新细胞通常 5.如图为动物细胞培养过程示意图，请回答以 会表现出 生长现象。当细胞分裂 下几个问题： 生长到 时，就会停止分裂增 殖，这种现象称为接触抑制，需用胰蛋白酶 处理后分瓶继续培养，称为 。有一 类不正常的动物细胞，体外培养不受接触抑制 机制的制约而表现为“疯长”，这类细胞最可能 是 C温馨提 学习至此，请完成配套训练 第2课时 动物细胞融合技术与单克隆抗体 课标内容要求 核心素养对接 科学思维：进行动物细胞融合技术的原理及应 1.阐明动物细胞融合是指通过物理、化学或 用的讨论，培养归纳与概括的能力 生物学等手段，使两个或多个动物细胞结 科学思维：理解单克隆抗体制备方案的提出背 合形成一个细胞的过程 景，认同创造性思维的重要性 2.概述细胞融合技术是单克隆抗体制备的重 社会责任：关注单克隆抗体的诊断作用，明确疾 要技术 病诊断、治疗的重要性 教材梳理。预新知 ◆[基础梳理] 2.单克隆抗体 1.动物细胞融合 (1)制备过程 (1)原理： ⊙ 注射特定的 骨髓瘤 (2)融合方法：PEG融合法、电融合法、 B淋巴细胞免疫小抗原 细胞 ⊙杂交细胞—第1次筛选 帝光 等。 ⊙杂交瘤细胞 筛选 一第2次筛选 (3)意义：突破了 的局限，使 筛选出 体外培养了体内培养 的杂交瘤细胞 成为可能，也为制造 开辟 从培养液 ⌒从小鼠腹水中提取 中提取 了新途径。 形单克隆抗体 ·38·