2027届高三生物人教版一轮复习讲义第十单元　第52课时　动物细胞工程

该高中生物学讲义聚焦动物细胞工程高考核心考点，涵盖细胞培养、核移植、细胞融合与单克隆抗体、干细胞应用等课标要求内容，按概念-过程-应用逻辑构建知识体系，通过考点对比梳理、方法指导（如单克隆抗体两次筛选）、近五年真题训练，帮助学生系统突破难点。 资料采用“基础排查-要语必背-分层精练”三阶复习法，结合抗肝癌单克隆抗体制备等真题情境培养科学思维，通过动植物细胞培养条件对比强化生命观念，设置基础与提升练习配合即时反馈，确保高效复习，助力学生掌握解题方法，为教师把控节奏提供支撑。

第52课时　动物细胞工程 课标要求 1.阐明动物细胞培养的条件和过程。2.阐明动物细胞核移植的原理和过程。3.阐明动物细胞融合的概念。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。 考情 分析 1.动物细胞培养技术：2025·河北·T13　2024·黑吉辽·T14　2023·辽宁·T7　2022·江苏·T14　2022·湖北·T6 2.动物细胞融合和单克隆抗体的制备：2025·安徽·T14　2025·黑吉辽蒙·T19　2024·江西·T16　2023·北京·T12　2023·湖北·T22　2022·山东·T15　2022·福建·T13　2022·辽宁·T24 3.动物细胞核移植技术：2023·天津·T7　2021·辽宁·T13 考点一　动物细胞培养 1．动物细胞培养的概念 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．动物细胞培养的条件 归纳总结　比较动物细胞培养和植物组织培养 (1)动物细胞培养一般用液体培养基，植物组织培养一般用固体培养基。 (2)动物细胞培养的原理是细胞增殖，植物组织培养的原理是植物细胞的全能性。 (3)动物细胞培养的目的是使细胞数量增多并不是培养至完整个体，而植物组织培养的目的是获取完整植株个体。 3．动物细胞培养的过程 (1)细胞贴壁：体外培养的大多数动物细胞往往贴附在培养瓶的瓶壁上。 (2)接触抑制：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。 (3)原代培养：分瓶之前的细胞培养，即动物组织经处理后的初次培养。 (4)传代培养：分瓶后的细胞培养。 点拨　①分散成单细胞的原因：解除细胞生长和增殖的限制，保证细胞所需要的营养供应，保证细胞内有害代谢产物及时排出。②分瓶培养前，悬浮培养的细胞直接离心收集，贴壁细胞需要用胰蛋白酶等处理后离心收集。 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(简称iPS细胞) 来源 早期胚胎 骨髓、脐带血和外周血 体细胞(如成纤维细胞等) 特点 能分化为成年动物体内的任何一种类型的细胞，并进一步形成机体的组织和器官甚至个体 分化成特定的细胞或组织 能诱导分化成类似胚胎干细胞的细胞 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等；神经干细胞用于治疗帕金森病、阿尔茨海默病等 治疗小鼠的镰状细胞贫血、阿尔茨海默病、心血管疾病等 教材隐性知识　源于选择性必修3 P46“相关信息”：科学家已尝试采用多种方法来制备iPS细胞，包括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。iPS细胞最初是由成纤维细胞转化而来的，后来发现已分化的T细胞、B细胞等也能被诱导为iPS细胞。 (1)当病毒达到一定数量时会影响细胞的增殖(2023·辽宁，7)(　√　) (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，6)(　×　) 提示　血清经过高温处理后，其中的活性成分变性，失去原有功能。 (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，14)(　√　) 考向一　动物细胞培养 1．(2025·广东，5)将人眼睑成纤维细胞传代培养后，再培养形成支架，在该支架上接种人口腔黏膜上皮细胞，培养一段时间后分离获得上皮细胞片层，可用于人工角膜的研究。上述过程不涉及(　　) A．制备细胞悬液 B．置于5%CO2等适宜条件下培养 C．离心收集细胞 D．用胰蛋白酶消化支架后分离片层 答案　D 解析　人眼睑成纤维细胞传代培养前，需要用胰蛋白酶等处理贴壁细胞，使之分散成单个细胞，然后再用离心法收集，将收集的细胞制成细胞悬液，分瓶培养，A、C不符合题意；动物细胞需培养在含有95%空气和5%CO2的混合气体的CO2培养箱中，B不符合题意；用胰蛋白酶消化支架的同时也会破坏上皮细胞片层，D符合题意。 2．(2024·黑吉辽，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；①的细胞还未快速增长，此时进行传代培养没有意义，应选②的细胞进行传代培养，B错误；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，之后，将收集的细胞制成细胞悬液，分瓶培养，C错误。 考点二　动物细胞融合技术与单克隆抗体 1．动物细胞融合技术 教材隐性知识　源于选择性必修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，但并不破坏它们的抗原结构。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。 2．单克隆抗体的制备 (1)传统抗体的获得 ①方法 ②缺点：产量低、纯度低、特异性差。 (2)单克隆抗体的制备及优点 ①制备过程 点拨　第一次筛选出多种杂交瘤细胞；第二次筛选出既能分泌所需特异性抗体，又能迅速大量增殖的杂交瘤细胞。 ②单克隆抗体的优点 a．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(特异性强、灵敏度高)。 b．可以大量制备。 (3)单克隆抗体的应用 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。 (1)有的病毒经灭活处理后，可用于细胞工程中介导动物细胞的融合(2020·浙江6月选考，15)(　√　) (2)将骨髓瘤细胞和B淋巴细胞混合，经诱导后融合的细胞即为杂交瘤细胞(2021·江苏，11)(　×　) 提示　若仅考虑细胞两两融合的情况，将骨髓瘤细胞和B淋巴细胞混合，经诱导融合后的细胞不都是杂交瘤细胞，还有融合的具有同种核的细胞。 (3)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，判断有关制备过程的叙述是否正确： ①利用抗原－抗体结合的原理筛选杂交瘤细胞(2023·北京，12)(　√　) ②筛选能分泌多种抗体的单个杂交瘤细胞(2023·北京，12)(　×　) 提示　由于一个B淋巴细胞经分化后只能分泌一种抗体，故筛选出的单个杂交瘤细胞也只能产生一种抗体。 (4)我国科研团队研制出全球首个以尿液中的抗原为靶标的戊肝诊断试剂盒，该试剂盒还可用于其他类型病毒性肝炎的检测(　×　) 提示　抗体具有特异性，所以戊肝诊断试剂盒只能用于戊肝的检测，不能用于其他类型病毒性肝炎的检测。 理解单克隆抗体的制备过程及应用 长春新碱(VCR)能够干扰肿瘤细胞的有丝分裂，也会影响正常细胞的增殖和分裂，导致药物副作用的发生。H18杂交瘤细胞产生的抗人肝癌单克隆抗体HAb18对于人体肝癌的诊断和靶向治疗具有重要的意义。回答下列问题： (1)抗人肝癌单克隆抗体HAb18的制备过程中，需要向小鼠体内注射肝癌细胞悬液，其目的是刺激机体发生免疫应答，从而得到能产生特定抗体的B淋巴细胞。 (2)资料：①细胞合成DNA包括D和S两条途径，其中D途径能被氨基蝶呤阻断。 ②免疫的B淋巴细胞中有这两种DNA的合成途径，但它不能分裂增殖，其本身也不能在体外长期存活。 ③鼠骨髓瘤细胞中只有D途径，没有S途径，但它能不断分裂增殖。如果它的D途径被阻断的话，它会因不能合成DNA而死亡。 根据上述资料，利用特定的选择培养基筛选杂交瘤细胞的具体方法是在培养基中加入氨基蝶呤进行培养，一段时间后收集存活细胞。原理是氨基蝶呤可以阻断DNA的D合成途径，所以未融合的骨髓瘤细胞及骨髓瘤细胞和骨髓瘤细胞融合形成的细胞不能在该培养基生长，而未融合的B淋巴细胞及B淋巴细胞和B淋巴细胞融合形成的细胞不能长期存活，只有B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合的细胞才可以在培养基中长期存活与繁殖。 (3)将VCR与抗人肝癌单克隆抗体HAb18通过接头连接形成抗体—药物偶联物(ADC)，可实现对肝癌细胞的特异性杀伤，ADC的作用机制如图。据图分析，ADC的抗体可以发挥靶向运输作用，携带VCR与肝癌细胞特异性结合；药物VCR通过抑制微管蛋白聚合从而抑制纺锤体的形成，阻断肝癌细胞分裂，诱导肝癌细胞凋亡。 考向二　动物细胞融合技术与单克隆抗体 3．(2025·甘肃，16)肿瘤坏死因子α(TNF－α)是一种细胞因子，高浓度时可以引发疾病。研究者利用细胞工程技术制备了TNF－α的单克隆抗体，用于治疗由TNF－α引发的疾病，制备流程如图。下列叙述正确的是(　　) A．①是从小鼠的血液中获得的骨髓瘤细胞 B．②含未融合细胞、同种核及异种核融合细胞 C．③需用特定培养基筛选得到大量的杂交瘤细胞 D．④需在体外或小鼠腹腔进行克隆化培养和抗体检测 答案　B 解析　骨髓瘤细胞应该从骨髓中获取，A错误；B淋巴细胞和骨髓瘤细胞的融合是随机的，可能有些细胞不发生融合，有些两两融合，有些多个融合，有同种核融合细胞，也有异种核融合细胞，B正确；诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合后，③利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞，但不能得到大量的杂交瘤细胞，C错误；④为对经选择培养的杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测，经多次筛选获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞的过程，该过程都在体外进行，D错误。 4．(2021·山东，15)一个抗原往往有多个不同的抗原决定簇，一个抗原决定簇只能刺激机体产生一种抗体，由同一抗原刺激产生的不同抗体统称为多抗。将非洲猪瘟病毒衣壳蛋白p72注入小鼠体内，可利用该小鼠的免疫细胞制备抗p72的单抗，也可以从该小鼠的血清中直接分离出多抗。下列说法正确的是(　　) A．注入小鼠体内的抗原纯度对单抗纯度的影响比对多抗纯度的影响大 B．单抗制备过程中通常将分离出的浆细胞与骨髓瘤细胞融合 C．利用该小鼠只能制备出一种抗p72的单抗 D．p72部分结构改变后会出现原单抗失效而多抗仍有效的情况 答案　D 解析　单抗的制作需要筛选，而多抗不需要筛选，抗原纯度越高，产生的多抗纯度越高，因此抗原纯度对单抗纯度的影响比对多抗纯度的影响小，A错误；单抗制备过程中通常将分离出的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，B错误；非洲猪瘟病毒衣壳蛋白 p72 上有多种抗原决定簇，一个抗原决定簇只能刺激机体产生一种抗体，所以向小鼠体内注入p72 后，可以刺激小鼠产生多种抗p72的单抗，C错误；p72 部分结构改变只改变了部分抗原决定簇，因此由这部分抗原决定簇产生的抗体失效，但由于还存在由其他抗原决定簇刺激机体产生的抗体，所以多抗仍有效，D正确。 拓展资料　酶联免疫吸附试剂盒检测原理 未标记的单抗先结合固相抗原(包被在板子上或存在于样本中)，再加入标记有酶的二抗(抗抗体，如抗鼠IgG)，二抗结合一抗上的恒定区，洗去未结合物后加底物显色，原理如图所示。该方法常用于检测抗体(如自身抗体、病原体抗体)。而双抗体夹心法常用于检测大分子抗原，其原理与以上不同之处是：将一种单抗固定在固相载体上作为“捕获抗体”。 考点三　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和类型 (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，继而发育为动物个体的技术。 (2)原理：动物体细胞核具有全能性。 (3)类型：哺乳动物核移植可分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植，其中胚胎细胞核移植较易成功。 教材隐性知识　源于选择性必修3 P52“相关信息”：减数分裂Ⅱ中期(MⅡ期)卵母细胞中的“核”其实是纺锤体—染色体复合物。文中所说的“去核”是去除该复合物。 2．体细胞核移植的过程 教材隐性知识　源于选择性必修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。也有人采用梯度离心、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。 3．体细胞核移植技术的应用前景和存在的问题 前 景 畜牧业 加速家畜遗传改良进程、促进优良畜群繁育 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形成相应的细胞、组织或器官，可用于器官移植 科学 研究 ①研究克隆动物可使人类更深入地了解胚胎发育及衰老过程；②克隆一批遗传背景相同的动物，可以通过它们之间的对比来分析致病基因；③克隆特定疾病模型的动物，为研究致病机制和开发相应的药物提供帮助 保护濒危物种 增加濒危物种的存活数量 问题 ①成功率非常低；②绝大多数克隆动物存在健康问题，表现出遗传和生理缺陷 理解动物体细胞核移植的过程及应用 培育克隆猴的流程如图所示。请结合示意图回答问题： (1)在将体细胞的核移植到卵母细胞之前，必须先对卵母细胞进行去核操作的原因是什么？ 提示　为了使核移植的胚胎或动物的核遗传物质全部来自体细胞供体动物。 (2)上述体细胞核移植技术培育的克隆猴没有实现对体细胞供体动物进行100%的复制，其原因是克隆动物绝大部分DNA来自体细胞供体(核供体)动物的细胞核，但其线粒体中的DNA同时来自核供体细胞和受体卵母细胞。所以，克隆猴不是对核供体动物进行完全相同的复制。此外，即便动物的遗传基础完全相同，但动物的发育及一些行为、习性的形成与所处环境也有很大关系。 (3)在此过程中，灭活的仙台病毒所起的作用是诱导细胞融合。 (4)为了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，KDM4D的mRNA翻译的组蛋白去甲基化酶能降低组蛋白的甲基化水平；同时用组蛋白脱乙酰酶抑制剂TSA处理该重构胚，TSA可以抑制组蛋白脱乙酰酶的作用，从而提高组蛋白的乙酰化水平。 考向三　动物体细胞核移植技术和克隆动物 5．(2021·辽宁，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，下列叙述正确的是(　　) 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常使用显微操作法对卵母细胞进行去核处理，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．我国研究人员率先利用某组蛋白去甲基化酶(KDM4D)的mRNA，通过调控重构胚相关基因表达，解决了体细胞克隆猴胚胎发育率低这一技术难点，培育出了第一批灵长类动物——食蟹猴，流程如图所示。下列叙述正确的是(　　) A．动物胚胎细胞核移植的难度明显高于体细胞核移植 B．②过程目的是确保克隆动物的遗传物质全部来自供体细胞 C．⑤过程需用物理或化学方法激活才能完成细胞分裂和发育进程 D．KDM4D的mRNA能降低组蛋白甲基化水平，提高克隆猴胚胎发育率 答案　C 解析　动物胚胎细胞分化程度低，全能性相对较高，而动物体细胞分化程度高，恢复全能性更困难，因此动物体细胞核移植的难度高于胚胎细胞核移植，A错误；卵母细胞的细胞质中含有一些能够促进细胞核全能性表达的物质，②过程是去除卵母细胞的细胞核，目的是为供体细胞的细胞核提供一个去核的卵母细胞环境，而细胞质中也存在有遗传物质DNA，因此无法保证克隆动物的遗传物质全部来自供体细胞，B错误；基因通过控制蛋白质的合成来调控生命活动，根据题干信息可知，KDM4D的mRNA能够合成某组蛋白去甲基化酶，在该酶的作用下，能降低组蛋白甲基化水平，调控重构胚相关基因表达，从而提高克隆猴胚胎发育率，并不是KDM4D的mRNA能降低组蛋白甲基化水平，D错误。 一、基础排查 1．实验小鼠皮肤成纤维细胞培养的基本过程如图所示。科学家通过体外诱导小鼠成纤维细胞获得一种类似胚胎干细胞的细胞，称为诱导多能干细胞(简称iPS 细胞)。判断下列叙述是否正确。 (1)应使用加入血清等一些天然成分的液体培养基来培养皮肤细胞(　√　) (2)培养液需要定期更换，以便提供营养和清除代谢废物(　√　) (3)应在含有95%的O2和5%的 CO2培养箱中培养，CO2用于维持培养液的pH(　×　) 提示　应在含有95%空气和5% CO2的混合气体的CO2培养箱中培养，CO2的主要作用是维持培养液的pH。 (4)图中丙和丁分别表示的是原代培养和传代培养，其培养原理不同(　×　) 提示　丙培养细胞1是原代培养，丁培养细胞2是传代培养，二者培养原理相同，都为细胞的增殖。 (5)体外培养的细胞既能贴壁生长又能悬浮生长，都会发生接触抑制现象(　×　) 提示　体外培养的动物细胞可以分为两大类：一类能贴壁生长，一类能悬浮生长。贴壁生长的细胞会发生接触抑制现象，悬浮生长的细胞不会。 (6)传代培养时，悬浮培养的细胞直接用离心法收集，不需要再用酶处理(　√　) (7)iPS细胞是只能由成纤维细胞诱导形成的类似胚胎干细胞的一种细胞(　×　) 提示　iPS细胞可由成纤维细胞诱导形成，也可由其他的细胞诱导形成，如已分化的T细胞、B细胞。 (8)利用iPS 细胞分化形成的器官进行自体移植后将引发机体产生细胞免疫(　×　) 提示　利用iPS细胞分化形成的器官进行自体移植，可避免机体产生细胞免疫。 (9)iPS 细胞较传统胚胎干细胞，具有细胞来源广泛、较少涉及伦理道德问题等优点(　√　) 2．判断下列关于动物细胞融合、单克隆抗体的制备及应用的叙述 (1)动物细胞融合过程中既有细胞膜的融合也有核膜的融合(　√　) (2)用灭活的病毒诱导融合利用了细胞膜的流动性(　√　) (3)单克隆抗体可对目的基因是否成功表达进行检测与鉴定(　√　) (4)单抗制备时至少需要2次筛选，第2次筛选常用选择培养基进行(　×　) 提示　单克隆抗体制备过程中至少需要2次筛选，第1次筛选通常用特定的选择培养基筛选，第2次筛选利用96孔板培养，在每个孔中尽量只接种一个杂交瘤细胞的情况下开始克隆化培养和抗体检测，经多次筛选得到足够数量的能分泌所需抗体的杂交瘤细胞。 (5)杂交瘤细胞在培养过程中有接触抑制现象，需要用胰蛋白酶处理(　×　) 提示　杂交瘤细胞具有骨髓瘤细胞无限增殖的特征，培养过程中一般无接触抑制现象，不需要用胰蛋白酶处理。 (6)将抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞在体外条件下大规模培养或注射到小鼠腹腔内增殖，可以从细胞培养液或小鼠腹水中获取大量的单克隆抗体(　√　) (7)单克隆抗体与常规抗体相比，特异性强，灵敏度高，产量高(　√　) (8)抗体—药物偶联物可定向清除肿瘤细胞，发挥杀伤作用的主要是单克隆抗体(　×　) 提示　抗体—药物偶联物作用机制是利用单克隆抗体特异性识别肿瘤细胞后，药物作用于肿瘤细胞，使肿瘤细胞被清除。 3．判断下列关于动物细胞核移植技术的叙述 (1)哺乳动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植(　√　) (2)卵母细胞需要培养至M Ⅱ期再去核(　√　) (3)卵母细胞去核的实质是去除细胞中的纺锤体—染色体复合物(　√　) (4)梯度离心是在没有穿透卵母细胞透明带的情况下去核的(　√　) (5)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(　√　) (6)克隆动物的遗传物质全部来自供体的体细胞核(　×　) 提示　克隆动物的遗传物质大部分来自供体的体细胞核，其细胞质中的遗传物质有一部分来自去核的卵母细胞。 (7)用体细胞核移植技术克隆出大熊猫，体现了动物细胞核具有全能性(　√　) (8)体细胞核移植技术培育动物可在保持优良性状的同时提高遗传的多样性(　×　) 提示　体细胞核移植技术培育动物可保持优良性状，但不能提高遗传的多样性。 二、要语必背 1．(选择性必修3 P44)细胞贴壁：细胞贴附在培养瓶的瓶壁上的现象。 2．(选择性必修3 P44)接触抑制：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的现象。 3．(选择性必修3 P44)细胞在培养过程中分裂受阻的原因：悬浮培养的细胞会因细胞密度过大、有害代谢物积累和培养液中营养物质缺乏等因素而分裂受阻；对于贴壁细胞来说，除上述因素外，还会因为接触抑制而停止分裂增殖。 4．(选择性必修3 P49)杂交瘤细胞的特点是既能大量增殖，又能产生足够数量的特定抗体。 5．(选择性必修3 P50)单克隆抗体的优点是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。 6．(选择性必修3 P54)体细胞核移植技术中必须先去掉受体卵母细胞的细胞核的原因是保证体细胞核移植动物的核遗传物质全部来自供体细胞。 7．(选择性必修3 P54)通过体细胞核移植技术培育的克隆动物，不是对体细胞供体动物进行了100%的复制，原因是克隆动物绝大部分DNA来自供体细胞核，其核外还有少量的DNA，即线粒体中的DNA一部分来自受体卵母细胞。此外，动物的一些行为、习性的形成与所处环境有很大关系。 课时精练 [分值：100分] [1～8题，每题5分；9～13题，每题6分。共70分] 一、选择题 1．(2025·安徽，14)细胞工程技术已在生物制药和物种繁育等领域得到了广泛应用。下列关于动物细胞工程的叙述，正确的是(　　) A．从动物体内取出组织，用胰蛋白酶处理后直接培养的细胞称为传代细胞 B．将特定基因或特定蛋白导入已分化的T细胞，可将其诱导形成iPS细胞 C．将B淋巴细胞与骨髓瘤细胞混合，经诱导融合的细胞即为能分泌所需抗体的细胞 D．采用胚胎分割技术克隆动物常选用桑葚胚或囊胚，因这两个时期的细胞未发生分化 答案　B 解析　胰蛋白酶处理后直接培养的细胞称为原代细胞，A错误；融合细胞中具有同种核的融合细胞和杂交瘤细胞，需筛选才能获得分泌所需抗体的杂交瘤细胞，C错误；囊胚时期的细胞已开始分化，D错误。 2．(2026·广东名校联盟联考)连续培养是动物细胞悬浮培养的一种方式，通过持续加入新鲜培养基并排出等量培养物，维持细胞密度和代谢产物浓度相对稳定。下列有关连续培养的叙述，错误的是(　　) A．适合大规模生产，可提高产物产量 B．操作过程中需要严格控制污染风险 C．需控制培养基流速，维持营养成分稳定 D．若细胞密度增大，应适当降低培养基流速 答案　D 解析　连续培养通过持续加入新鲜培养基并排出等量培养物，为细胞生长提供持续、适宜的环境，适合大规模生产，提高产物产量，A正确；动物细胞培养需要无菌、无毒环境，在操作过程中需严格控制污染，B正确；培养基流速需与细胞代谢速率匹配，确保营养物质稳定供应，C正确；若细胞密度增大，说明细胞增殖较快，代谢旺盛，应提高流速以补充营养并排出代谢废物，而降低流速会导致代谢产物积累、营养不足，不利于细胞生长，D错误。 3．(2025·山东，14)利用动物体细胞核移植技术培育转基因牛的过程如图所示，下列说法错误的是(　　) A．对牛乙注射促性腺激素是为了收集更多的卵母细胞 B．卵母细胞去核应在其减数分裂Ⅰ中期进行 C．培养牛甲的体细胞时应定期更换培养液 D．可用PCR技术鉴定犊牛丁是否为转基因牛 答案　B 解析　对牛乙注射促性腺激素进行超数排卵，目的是收集更多的卵母细胞，以便后续进行核移植操作，A正确；卵母细胞去核应在其减数分裂Ⅱ中期进行，B错误；在培养动物体细胞时，需要定期更换培养液，以便清除代谢物，防止细胞代谢物的积累对细胞自身造成危害，C正确；PCR技术可以扩增特定的DNA片段，通过检测犊牛丁细胞中是否含有转基因的DNA片段，就可以鉴定犊牛丁是否为转基因牛，D正确。 4．(2025·广东实验中学月考)单克隆抗体药物能准确地识别抗原的细微差异，与抗原特异性结合，被广泛用于医学诊断试剂和运载药物等。下列关于单克隆抗体制备和应用的叙述，错误的是(　　) A．先用某种抗原刺激小鼠，再从小鼠的脾脏中分离出B淋巴细胞 B．用骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合，是因为其能在体外大量增殖，有利于产量的最大化 C．对杂交瘤细胞进行多次克隆化培养和抗体检测，筛选出阳性细胞 D．识别某种癌细胞的单克隆抗体与细胞毒素药物(ADC)结合，引起癌细胞强烈自噬而坏死 答案　D 解析　识别某种癌细胞的单克隆抗体与细胞毒素药物结合，其中抗体主要发挥靶向运输药物到癌细胞的作用，药物杀伤癌细胞，不属于细胞自噬，D错误。 5．(2025·江西，3)诱导多能干细胞(iPS细胞)在生物医药领域有广阔的应用前景。研究人员利用多种小分子化合物协同诱导小鼠胎儿成纤维细胞，成功获得iPS细胞。下列叙述错误的是(　　) A．小分子化合物改变了小鼠胎儿成纤维细胞的基因表达 B．小鼠胎儿成纤维细胞形成iPS细胞的过程属于细胞分化 C．利用胰蛋白酶处理小鼠胎儿某些组织可获得分散的成纤维细胞 D．培养小鼠胎儿成纤维细胞和iPS细胞时需提供一定浓度的CO2 答案　B 解析　iPS细胞是类似胚胎干细胞的一种细胞，具有分裂、分化的作用，成纤维细胞属于高度分化的细胞，不能分裂、分化，而利用多种小分子化合物协同诱导小鼠胎儿成纤维细胞形成iPS细胞的过程类似于植物细胞的脱分化过程，同样涉及基因表达的变化，使细胞的功能发生改变，A正确。细胞分化是指个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。小鼠胎儿成纤维细胞形成iPS细胞的过程类似于植物细胞的脱分化过程，不属于细胞分化，B错误。在进行动物细胞培养时，首先要对动物组织进行处理，即用机械的方法，或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理一段时间，将组织分散成单个细胞，C正确。 6．(2026·广东部分学校联考)蛇毒种类繁多，制备单克隆抗体可以快速检测伤口毒液种类，为毒蛇咬伤的快速诊断提供可靠工具。抗蛇毒单克隆抗体的制备不涉及的过程是(　　) A．将蛇毒注入小鼠体内获取相应已免疫的B淋巴细胞 B．利用CO2培养箱培养，获得大量从小鼠体内提取的浆细胞 C．用PEG诱导B淋巴细胞和骨髓瘤细胞相互融合 D．对杂交瘤细胞进行抗体检测和克隆化培养 答案　B 解析　本实验目的为获得抗蛇毒单克隆抗体，将蛇毒(抗原)注入小鼠体内，可刺激小鼠产生免疫反应，从而获取相应已免疫的B淋巴细胞，这是单克隆抗体制备的第一步，A正确；浆细胞是高度分化的细胞，无法在体外培养中增殖，获得大量浆细胞，B错误；用PEG(聚乙二醇)等方法诱导B淋巴细胞和骨髓瘤细胞相互融合，是单克隆抗体制备中细胞融合的关键步骤，C正确；对杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测，能筛选出分泌所需抗体的杂交瘤细胞，D正确。 7．(2025·广州二模)研究发现，将牛的重构胚的染色体组蛋白上特定位点的甲基化去除，可提高重构胚的发育率和牛体细胞核移植的成功率。下列叙述错误的是(　　) A．可将供体细胞注入去核卵母细胞中形成牛的重构胚 B．向重构胚注入去甲基化酶的mRNA可能有助于胚胎正常发育 C．应将重构胚培养至囊胚或原肠胚后移植入受体母牛子宫 D．推测表观遗传现象是制约体细胞核移植成功的原因之一 答案　C 解析　进行动物体细胞核移植时，可将供体细胞注入去核卵母细胞中形成重构胚，A正确；根据题意，向重构胚注入去甲基化酶的mRNA，翻译产生去甲基化酶，可以去除染色体组蛋白特定位点甲基化，可以提高重构胚的发育率和牛体细胞核移植的成功率，推测表观遗传现象(如甲基化)是制约体细胞核移植成功的原因之一，B、D正确；胚胎移植通常是将重构胚培养至桑葚胚或囊胚后，再移植入受体母牛子宫，C错误。 8．(2025·湖北，6)利用犬肾细胞MDCK扩增流感病毒，生产流感疫苗，具有标准化、产量高等优点。但MDCK细胞贴壁生长的特性不利于生产规模的扩大，严重制约疫苗的生产效率。研究人员通过筛选，成功获得一种无成瘤性的(多代培养不会癌变)、可悬浮培养的MDCK细胞——XF06。下列叙述错误的是(　　) A．XF06悬浮培养可提高细胞密度，进而提升生产效率 B．细胞贴壁生长特性的改变是流感病毒感染所导致 C．可采用离心技术从感染病毒的细胞裂解液中分离出流感病毒 D．采用无成瘤性细胞生产疫苗，是为了避免疫苗中有致瘤DNA的污染 答案　B 解析　悬浮培养的XF06细胞不发生贴壁，可在培养液中自由增殖，从而可以提高细胞密度，扩大病毒产量，提升生产效率，A正确；XF06细胞的贴壁特性改变是通过筛选获得的遗传特性，而非流感病毒感染所致(病毒感染仅用于扩增病毒，不改变宿主细胞生长方式)，B错误；无成瘤性细胞不会癌变，可避免疫苗中混入致瘤性DNA片段，确保疫苗安全性，D正确。 9．(2025·贵州，16)如图为PML蛋白单克隆抗体的制备过程。下列叙述正确的是(　　) A．应使用总蛋白进行多次免疫且每次免疫间隔适宜时间 B．W细胞是先提取B淋巴细胞再用PML蛋白免疫而获得 C．步骤2的目的是去除不能产生特异性抗体的细胞 D．应选择孔2中的细胞进行后续处理以制备单克隆抗体 答案　D 解析　PML蛋白单克隆抗体的制备过程，应用PML蛋白作为抗原间隔多次免疫小鼠，目的是获得更多的能产生PML蛋白抗体的B淋巴细胞，A错误；W细胞是先用PML蛋白免疫而获得相应的B淋巴细胞，后通过筛选提取能产生单一抗体的B淋巴细胞，B错误；根据题意可知，步骤1是诱导W细胞与骨髓瘤细胞融合，步骤2是利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞，C错误；根据电泳结果可知，应选择孔2中的细胞进行后续处理以制备单克隆抗体，因为孔2中的细胞能特异性产生高密度PML蛋白，D正确。 10．(2025·汕头期末)我国科研团队首次利用患者外周血单核细胞获得自体再生胰岛，并成功治愈胰岛功能严重受损的糖尿病患者，其流程如图所示。下列叙述正确的是(　　) A．该过程利用动物细胞培养、核移植技术等 B．iPSC形成EnSC的原因是基因碱基序列改变 C．EnSC形成胰岛组织体现了动物细胞核全能性 D．患者移植自体再生胰岛基本不发生免疫排斥 答案　D 解析　将患者外周血单核细胞经过重编程诱导形成多能干细胞，进一步分化形成内胚层干细胞，使其分化为胰岛细胞构建胰岛器官，并将该器官移植到患者体内，该过程利用了动物细胞培养技术，用于培养各类干细胞，但未涉及核移植技术，A错误；iPSC形成EnSC属于细胞的分化，细胞分化的实质是基因选择性表达，并未改变基因碱基序列，B错误；EnSC形成胰岛组织，只是细胞分化形成特定组织，未发育成完整个体，不能体现动物细胞核全能性，C错误；患者移植的是自体再生胰岛，同一个体细胞膜的组织相容性抗原是相同的，基本不发生免疫排斥反应，D正确。 11．(2026·中山烟州中学月考)马丁达比犬肾脏细胞(简称MDCK细胞)是流感病毒感染研究使用最多的细胞系，也是分离、扩增和纯化的流感病毒较理想的细胞系。下列有关MDCK细胞培养的叙述，正确的是(　　) A．MDCK细胞在培养液中悬浮生长后会出现接触抑制的现象 B．MDCK细胞具有易被流感病毒感染的特性 C．培养MDCK细胞的培养皿需倒置以减少水分蒸发 D．培养MDCK细胞时需要定期更换培养液来减少杂菌污染 答案　B 解析　接触抑制是细胞贴壁生长的特性，悬浮生长的细胞不会出现接触抑制，A错误；MDCK细胞是流感病毒感染研究使用最多的细胞系，说明MDCK细胞易被流感病毒感染，B正确；动物细胞培养时，所用培养基为液体培养基，不能倒置培养，C错误；培养MDCK细胞时需要定期更换培养液，目的是为细胞提供充足的营养物质，同时清除代谢物，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害，而减少杂菌污染主要依靠无菌操作等措施，D错误。 12．(2025·广州三模)抗体—细胞毒素药物偶联物(T-DM1)是由曲妥珠抗体、细胞毒素药物DM1偶联形成，是治疗乳腺癌的靶向药物，其作用机制如图。下列叙述错误的是(　　) A．为了获得曲妥珠抗体，可选择HER2作为抗原刺激小鼠 B．T-DM1的连接物应在内环境和细胞内都保持稳定 C．曲妥珠抗体与HER2受体结合后，通过胞吞方式进入癌细胞 D．利用荧光标记的曲妥珠抗体可用于定位肿瘤的位置 答案　B 解析　分析题图，曲妥珠抗体可与HER2特异性结合，因此应选择HER2作为抗原刺激小鼠，以获得曲妥珠抗体，A正确；图中连接物在细胞内才会断开，释放药物，从而使乳腺癌细胞凋亡，因此连接物在乳腺癌细胞所处的内环境中必须保持稳定，这样才能保证在运输过程中不会提前断开，避免细胞毒素药物提前释放而伤害其他正常细胞，B错误；图中显示，曲妥珠抗体与HER2结合后，以胞吞的方式进入癌细胞，C正确；曲妥珠抗体可与乳腺癌细胞表面的HER2特异性结合，利用荧光标记的曲妥珠抗体后，它就会特异性地结合到肿瘤细胞(乳腺癌细胞)上，进而定位肿瘤的位置，D正确。 13．(2025·顺德质检)我国科研人员采用体细胞核移植技术对现存藏羊群体中的优良个体进行种质复原保存，并用于良种藏羊高效繁育，选择优良欧拉型良种公羊和湖羊母羊，顺利培育了“克隆藏羊”，基本过程如图所示。下列叙述正确的是(　　) A．甲羊为湖羊母羊，采集其卵母细胞在体外培养到M Ⅱ期后去核 B．③过程通常采用的诱导方法是PEG融合法、电融合法、灭活病毒诱导法等 C．④过程依次经历囊胚、桑葚胚、原肠胚等发育阶段 D．丁羊为克隆藏羊，其遗传物质全部来自乙羊，性状与乙羊一致 答案　A 解析　甲羊提供卵细胞细胞质，因此为湖羊母羊，采集其卵母细胞在体外培养到M Ⅱ期后去核，A正确；③过程为细胞核与细胞质融合，通常采用电融合法，B错误；④过程依次经历桑葚胚、囊胚、原肠胚等发育阶段，C错误；丁羊为克隆藏羊，其细胞核遗传物质来自乙羊，细胞质遗传物质来自甲羊，D错误。 二、非选择题 14．(16分)(2025·佛山南海摸底)人乳头状瘤病毒(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。如图是以HPV衣壳蛋白为抗原制备出单克隆抗体的过程，请据图回答下列问题： (1)单克隆抗体制备过程中涉及的细胞工程技术有____________________________。 (2)(4分)写出以小鼠甲的脾脏为材料制备单细胞悬液的主要实验步骤：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)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________________________的生长具有抑制作用。 (4)对于________________________的杂交瘤细胞应尽早进行克隆化，以增加其数量。 (5)(4分)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。除本题描述的制备单克隆抗体技术外，从不同角度、再简要写出两种制备单克隆抗体的思路：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)动物细胞培养、动物细胞融合技术　(2)取小鼠甲脾脏剪碎，用机械法或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理一段时间使其分散成单个细胞，加入培养液制成单细胞悬液　(3)未融合的亲本细胞　融合的具有同种核的细胞　(4)抗体检测呈阳性　(5)通过基因工程向浆细胞中导入prG基因或利用核移植技术将浆细胞的细胞核移植到去核的无限增殖细胞中 15．(14分)糖尿病是危害全球人类健康的常见疾病，长期以来主要靠注射外源胰岛素进行治疗，严重影响患者的生活质量。我国科学家首次利用化学重编程多能干细胞(CiPSCs)分化而来的胰岛细胞自体移植到一名1型糖尿病(T1DM)患者体内，具体流程如图1所示。在一年跟踪随访中，该病例成功摆脱胰岛素依赖，各项诊断指标恢复至正常水平。 回答下列问题： (1)T1DM主要是由于免疫系统攻击并破坏胰岛B细胞导致胰岛素分泌不足，引发高血糖症，因此属于______________，CiPSCs能够被诱导形成胰岛细胞依据的原理是________________________________________________________________________。 (2)研究人员从患者体内抽取脂肪组织，经______________分散成单个细胞制备成细胞悬液，然后进行细胞培养分离出脂肪干细胞。在诱导形成CiPSCs的过程中，需精确控制培养基的各种成分，与普通动物细胞培养基相比，不能添加__________________等天然成分，以免影响细胞分化进程。 (3)利用CiPSCs制备胰岛细胞后，研究人员将糖尿病模型小鼠分为A、B组，A组进行手术但不移植胰岛细胞，B组体内移植胰岛细胞，然后两组均进行腹腔注射葡萄糖实验，结果如图2所示，该实验的目的是_____________________________________________________。 经过长时间科学论证后，研究人员将胰岛细胞移植回患者体内，一年内定期进行口服耐糖检测(见图3)，结果表明患者能摆脱胰岛素依赖，依据是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (糖尿病的诊断阈值为血糖水平等于或高于200mg/dL)。 (4)传统诱导多能干细胞(iPSCs)常利用病毒等载体将4种转录因子的基因导入体细胞，其中的C－myc和Klf4是原癌基因。据此分析，化学分子诱导CiPSCs的优势是________________________________________________________________________。 答案　(1)自身免疫病　基因的选择性表达　(2)胰蛋白酶或胶原蛋白酶　血清　(3)探究移植胰岛细胞能否降低糖尿病小鼠的血糖水平　移植75天后患者血糖调节恢复正常水平　(4)不会导致细胞异常分裂(或避免致癌风险) 解析　(1)自身免疫病是指自身免疫反应对组织和器官造成损伤并出现了症状，TIMD就是免疫系统攻击了胰岛B细胞，引起其损伤导致胰岛素分泌不足，故属于自身免疫病。CiPSCs能够诱导形成胰岛细胞说明发生了细胞分化，细胞分化的实质是基因的选择性表达。(2)进行动物细胞培养时，需要将动物组织分散成单个细胞，动物细胞间隙有蛋白质起黏着作用，常用胰蛋白酶或者胶原蛋白酶处理，将其水解以达到将细胞分散的目的。一般普通的动物细胞培养会加入血清这样的天然成分来确保各种营养成分全面，同时考虑到我们所不清楚的某些生长因子的作用，而为了避免生长因子可能起到诱导分化的作用就不添加血清。(3)根据题干信息可知，该实验的自变量是是否移植胰岛细胞，根据图2结果分析可知，因变量是不同处理后糖尿病模型小鼠的血糖浓度变化，因此该实验目的为探究移植胰岛细胞能否降低糖尿病小鼠的血糖水平。根据图3可知，与移植前相比，移植75天后患者血糖调节恢复正常水平(其血糖水平低于200mg/dL)。(4)传统制备法采用逆转录病毒为载体，将转录因子导入体细胞时，会发生随机整合，会有基因突变的风险，进而癌变；化学分子诱导CiPSCs的优势是不会导致细胞异常分裂(避免致癌风险)。 学科网（北京）股份有限公司 $