2026届高三生物一轮复习导学案动物细胞工程

　动物细胞培养 1.动物细胞培养 　动物细胞培养是动物细胞工程的基础。 (1)体外培养的动物细胞，应当置于__________________中，为避免代谢产物的毒害作用，应______________。 (2)在进行细胞培养时，首先要对新鲜取材的动物组织进行处理，或用________的方法，或用____________________等处理一段时间，将组织分散成单个细胞；然后，用________将细胞制成细胞悬液。 (3)所有动物细胞在培养过程中都会出现接触抑制现象吗？_________________ ___________________________________________________________________。 (4)人们通常将分瓶之前的细胞培养，即动物组织经处理后的初次培养称为________培养，将分瓶后的细胞培养称为________培养。 (5)在进行传代培养时，悬浮培养的细胞直接用______法收集；贴壁细胞需要重新用________酶等处理，使之分散成单个细胞，然后再用______法收集。 提示　(1)CO2培养箱　定期更换培养液　(2)机械　胰蛋白酶、胶原蛋白酶　培养液　(3)悬浮培养的细胞不会，贴壁生长的细胞会　(4)原代　传代　(5)离心　胰蛋白　离心 思维升华　动物细胞培养的条件 2.干细胞培养及其应用 　在一定条件下，干细胞可以分化成其他类型的细胞。干细胞的应用前景吸引着众多科学家投入到相关研究中。 (1)干细胞存在于__________________________________________________ 等多种组织和器官中，包括胚胎干细胞和成体干细胞等。 (2)胚胎干细胞(ES细胞)存在于____________中，具有分化为成年动物体内的______________的细胞，并进一步形成机体的所有组织和器官甚至个体的潜能。 (3)一般认为，成体干细胞具有____________性，只能分化成__________________，不具有发育成完整个体的能力。造血干细胞，主要存在于成体的___________________________________________________________________中。 (4)2006年，科学家通过体外诱导小鼠成纤维细胞，获得了类似________________的一种细胞，将它称为诱导多能干细胞(iPS细胞)，在治疗阿尔茨海默病、心血管疾病等领域的研究取得了新进展。 提示　(1)早期胚胎、骨髓和脐带血　(2)早期胚胎　任何一种类型　(3)组织特异　特定的细胞或组织　骨髓、外周血和脐带血　(4)胚胎干细胞 (1)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。(2023·海南卷，7A)(×) 提示　会发生接触抑制。 (2)进行动物细胞培养时，血清应经过高温处理后加入培养基。(2022·湖北卷，7C)(×) 提示　高温会使血清含有的促进细胞生长和增殖所需要的营养物质失活，从而使培养的动物细胞生长缓慢等。 (3)培养心肌细胞的时候既需要氧气也需要二氧化碳。(2022·江苏卷，14B)(√) 题型1　动物细胞培养(生命观念) [例1] (2024·黑吉辽卷，14)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 答案　D 解析　传代培养时通常采用培养皿或松盖培养瓶，并置于含有95%空气＋5%CO2的气体环境，而非密封，A错误；当贴壁生长的细胞分裂到表面相接触时，细胞通常会停止分裂，此时需对细胞进行分瓶培养，让细胞继续增殖，选取②细胞比①细胞进行传代培养更合理，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。 [例2] (2024·浙江1月选考，13)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 答案　B 解析　因为动物细胞培养过程中，会贴壁生长，所以加消化液的目的是使细胞和瓶壁分离，A正确；②加完培养液以后，要制备细胞悬液，故②加培养液的目的是更方便地制造细胞悬液，B错误；③分装时要调整到合适的细胞密度，便于后续的细胞培养，C正确；动物细胞培养需要在无菌、无毒条件下进行，D正确。 题型2　干细胞的培养及应用(社会责任) [例3] (2024·重庆卷，10)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 答案　C 解析　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，故诱导后的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可能会发生重组，导致最终产生的配子的遗传信息不一定相同，B错误；由图可知，将物种甲处于囊胚期的iPGCs移植到阻止PGCs形成的乙鱼的胚胎中，培育出的乙鱼的生殖腺中的细胞由甲鱼的iPGCs增殖分化而来，该乙鱼再与物种甲杂交，配子均是由物种甲的生殖细胞产生，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，该实验过程中涉及到有性生殖，D错误。 动物细胞融合技术与单克隆抗体 1.动物细胞融合技术 　动物细胞融合技术和植物体细胞杂交技术分别是动物细胞工程和植物细胞工程中重要的技术之一。 ①动物细胞融合技术和原生质体融合技术的基本原理都是________________。 ②诱导动物细胞融合和诱导原生质体融合的方法都包括____________________；与诱导原生质体融合相比，诱导动物细胞融合特有的方法是________________。 ③植物体细胞杂交技术和动物细胞融合技术，都能在一定程度上突破____________的局限，使____________成为可能。 提示　①细胞膜的流动性　②PEG融合法和电融合法　灭活病毒诱导法　③有性杂交　远缘杂交 2.单克隆抗体及其应用 　动物细胞融合技术的重要应用之一就是制备单克隆抗体，其过程如下图所示： ①杂交瘤细胞有何特点？ ②图示过程有两次筛选，第一次是在诱导融合之后，利用特定的选择培养基筛选出________细胞；第二次筛选是在第一次筛选的基础上，利用96孔板培养，采用________________的方法筛选出________________________________细胞。 ③与采用传统的血清分离法得到的抗体相比，单克隆抗体有何优点？ ④单克隆抗体有何应用价值？ 提示　①既能大量增殖，又能产生足够数量的特定抗体。　②杂交瘤　专一抗体检测　能产生所需特定抗体的杂交瘤　③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。　④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。 [深度思考]　请根据以下信息，设计一方法(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。已知细胞合成DNA有D和S两条途径，其中D途径能被氨基嘌呤阻断。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，获得杂交细胞。 提示　为了筛选出杂交瘤细胞，除去其他细胞，可向培养液中加入氨基嘌呤，收集能无限增殖的细胞，因为加入氨基嘌呤后，使D合成途径阻断，仅有D合成途径的骨髓瘤细胞及其彼此融合的细胞就不能增殖，而人的淋巴细胞及其彼此融合的细胞不能无限增殖，但人的淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合后的杂交细胞可以利用淋巴细胞中的S途径合成DNA且无限增殖。 题型　单克隆抗体的制备(科学思维) [例1] (2023·北京卷，12)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错误的是(　　) 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 答案　D 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。 [例2] (不定项)(2025·山东烟台模拟)研究发现，免疫抑制受体TREM2(髓系细胞触发受体2)在肿瘤免疫逃逸过程中发挥了重要作用，TREM2抗体有望提高肿瘤治疗的效果。下图为TREM2单克隆抗体的制备流程图，下列有关叙述错误的是(　　) A.SP2/0细胞能在体外大量增殖，步骤②中融合的细胞都有此特性 B.步骤②常用的方法有PEG融合法、电融合法、灭活病毒诱导融合法等 C.通过步骤③即可获得所需的杂交瘤细胞，步骤⑤⑥是克隆化培养过程 D.制备的TREM2单克隆抗体特异性强，能精准杀死免疫逃逸的肿瘤细胞 答案　ACD 解析　步骤②中融合的细胞中包含两个B淋巴细胞融合而来的细胞，这种融合细胞没有能在体外大量增殖的特性，A错误；步骤②是动物细胞融合过程，常用的技术有PEG融合法、电融合法、灭活病毒诱导融合法等，B正确；步骤③是用特定培养基进行“第一次筛选”，得到的是多种类型的杂交瘤细胞，步骤④是用专一抗体进行“第二次筛选”，得到能产生TREM2单克隆抗体的杂交瘤细胞，步骤⑤⑥是将能产生TREM2单克隆抗体的杂交瘤细胞注入小鼠腹腔或者体外进行克隆化培养，C错误；TREM2单克隆抗体具有强特异性，能与TREM2特异性结合，削弱肿瘤细胞的免疫逃逸能力，但不能直接杀死肿瘤细胞，D错误。 　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 　2019年7月21日代孕猫在胚胎移植66天后顺利分娩，我国首例完全自主培育的克隆猫“大蒜”诞生。“大蒜”是一只非常可爱的短毛猫，小猫现在健康状况良好。这次成功培育克隆猫是世界为数不多的成功案例之一，标志着我国在克隆领域又迈进了一大步。如图为克隆猫“大蒜”培育过程的示意图，请回答下列有关问题： (1)从卵母细胞供体猫体内采集卵母细胞，体外培养至________期，去核后得到的去核卵母细胞是核移植中的________(填“供体”或“受体”)。 (2)采用去核卵母细胞作为受体细胞的原因是什么？ (3)将供体细胞注入去核的卵母细胞后，形成________；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。 (4)将发育至特定阶段的胚胎植入代孕猫进行孕育，分娩出克隆猫“大蒜”。克隆猫“大蒜”与死亡的“大蒜”的性状表现不完全相同，主要原因是什么？ (5)“大蒜”克隆成功，说明了________________________________________ 具有全能性。 提示　(1)MⅡ　受体　(2)①体积大、易操作；②营养物质丰富；③具有激发细胞核全能性表达的物质。　(3)重构胚　(4)①克隆动物的细胞质遗传物质来自受体卵母细胞的细胞质；②生物的性状不仅与遗传物质有关，还受环境的影响。　(5)动物细胞的细胞核 2.动物细胞核移植技术的应用前景和存在的问题 题型　细胞核移植过程和克隆动物(科学探究) [例1] (2021·辽宁卷，13)如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 答案　B 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。 [例2] (不定项)(2025·山东德州检测)在保护粤东黑猪猪种遗传资源各项生物技术中，体细胞核移植技术因具有继承亲本性状完整、实验周期短、保种效力强的优点而备受关注，下图为部分相关操作流程。据图分析正确的是(　　) A.卵母细胞需在卵巢中成熟后再移除核 B.5%CO2的主要作用是维持培养液的pH C.重构胚的遗传物质完全来自粤东黑猪 D.该技术证明了动物体细胞具有全能性 答案　B 解析　卵母细胞需将其在体外培养至MⅡ期成熟后再移除核，A错误；5%CO2的主要作用是维持培养液的pH，为细胞的体外培养提供适宜的外界环境，B正确；结合题图可知，重构胚的遗传物质大部分来自粤东黑猪，少部分来自小耳花猪(提供细胞质)，C错误；该技术证明了动物体细胞的细胞核具有全能性，D错误。 1.(2024·江西卷，16改编)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)。下列说法错误的是(　　) 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可能是不同的单克隆抗体 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 答案　C 解析　由于动物细胞之间通过胶原蛋白相连，所以动物细胞培养过程中，用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理贴壁生长的动物细胞可使其分散，A正确；蛋白S含有多个不同的抗原决定基导致筛选的单一类型杂交瘤细胞可能不同，因此从体外培养液或小鼠腹水中提取到的单克隆抗体A和单克隆抗体B可能是不同的单克隆抗体，但可结合同种抗原，B正确；用于生产单克隆抗体的杂交瘤细胞可冻存，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，都能够特异性识别S蛋白，D正确。 2.(2022·山东卷，15)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 答案　D 解析　根据抗原和抗体发生特异性结合的原理推测，双抗可同时与2种抗原结合，A正确；根据抗原与抗体能够发生特异性结合的特性，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；由于双抗是在两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的，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；同时注射2种抗原可刺激B细胞分化形成不同的浆细胞，而不是分化成产双抗的浆细胞，D错误。 3.(2023·天津卷，7)多种方法获得的早期胚胎，均需移植给受体才能获得后代。下图列举了几项技术成果。 下列叙述正确的是(　　) A.经胚胎移植产生的后代，其遗传特性与受体均保持一致 B.①过程需获得MⅡ期的去核卵母细胞 C.②能大幅改良动物性状 D.③可通过②技术实现扩大化生产，①②可通过③技术实现性状改良 答案　D 解析　胚胎移植的受体只提供胚胎发育的场所，对移入胚胎的遗传特性无任何影响，A错误；①过程为试管动物的培育过程，是由供体母牛超数排卵后经发情配种或人工授精获得胚胎产生后代的过程，若涉及体外受精技术，采集到的卵母细胞需要培养到MⅡ期，但无需去核，卵母细胞去核属于②克隆动物操作程序，B错误；②过程为核移植克隆动物，属于无性生殖，可保持亲本性状，但不能大幅改良动物性状，C错误；③过程为通过转基因技术获得动物，转基因动物可通过②克隆技术实现扩大化生产，而试管动物和克隆动物均可通过③转基因技术，进行外源基因的导入，实现性状改良，D正确。 4.(2024·重庆卷，8)科研小组以某种硬骨鱼为材料在鱼鳍(由不同组织构成)“开窗”研究组织再生的方向性和机制(题图所示)，下列叙述不合理的是(　　) A.“窗口”愈合过程中，细胞之间的接触会影响细胞增殖 B.对照组“窗口”远端，细胞不具有增殖和分化的潜能 C.“窗口”再生的方向与两端H酶的活性高低有关，F可抑制远端H酶活性 D.若要比较尾鳍近、远端的再生能力，则需沿鳍近、远端各开“窗口”观察 答案　B 解析　“窗口”愈合过程中存在细胞增殖以增加细胞的数量，正常细胞增殖过程中存在接触抑制，即细胞之间的接触会影响细胞增殖，A正确；处理组与对照组比较发现，添加F后，“窗口”远端的细胞继续增殖和分化，说明对照组“窗口”远端的细胞具有增殖和分化的潜能，B错误；由图可知，“窗口”再生的方向与两端H酶的活性高低有关，由活性低的向活性高的方向再生，添加F后可抑制远端H酶活性，使组织再生的方向往中间延伸，C正确；图中的近端和远端为同一个“窗口”，只能判断出再生的方向，若要判断出再生的能力，则需沿鳍近、远端各开“窗口”分别观察，D正确。 学科网（北京）股份有限公司 $