第40讲 动物细胞工程(5年考情+3大核心速记+3大题型专攻)(专项训练)(北京专用)2027年高考生物一轮复习讲练测
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摘要:
**基本信息**
以北京考情为导向,构建"考情-知识-训练"三维体系,精准对接课标要求,突出动物细胞工程技术的逻辑链与解题范式。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|五年考情·精准定向|3类考情分析|考情数据定位高频考点,本土情境解码技巧|新课标要求与北京真题的对应关系|
|三大核心·主干速记|3大核心知识|一图串联技术流程,易错点对比辨析|细胞培养→细胞融合→核移植的技术递进|
|分层专练·靶向攻关|基础题30+情境题15+真题12|基础题概念辨析,情境题去情境化思维,真题答题范式固化|从基础操作到临床应用的知识迁移路径|
内容正文:
第40讲 动物细胞工程
第一部分 五年考情·精准定向
北京考情概览 北京热点情境 北京备考策略
第二部分 三大核心·主干速记
一图串联·核心梳理·易错辨析
核心知识01 动物细胞培养
核心知识02 动物细胞融合技术与单克隆抗体
核心知识03 动物体细胞核移植技术和克隆动物
第三部分 分层专练·靶向攻关
题型专攻·基础题(北京视野,单选,3大题型)
两年重难·情境题(北京模拟,单选、非选择题)
五年真题·压轴题(北京视野,单选、非选择题,含2026年高考真题)
第一部分 五年考情·精准定向
考情概览
新课标要求
考题统计
1. 动物细胞培养需要哪些基本条件?
2. 动物细胞培养的基本操作过程是什么?
3. 怎样客观分析干细胞在临床上的应用所产生的效益与风险?
4. 什么是动物细胞融合技术?
5. 单克隆抗体是如何制备的?在临床上有哪些应用?
6. 什么是动物细胞核移植技术?
7. 动物体细胞核移植的基本过程是什么?
8. 体细胞核移植技术的应用前景有哪些?
9. 怎样理性看待体细胞核移植技术存在的问题?
2025年北京卷,动物细胞培养技术;
2023年北京卷,动物细胞融合和单克隆抗体技术;
2020年北京卷,动物细胞融合和单克隆抗体技术;
1.考查频次:该专题是高频考点,近5年北京高考,有三年对该知识点考查。该专题内容在高考中主要以选择题的形式考查对知识点的识记和理解。
2.考查要点:考查内容聚焦三大板块:一是动物细胞培养;二是动物细胞融合和单克隆抗体技术;三是动物细胞核移植技术。
热点情境
情境1:中科院北京某研究所,利用人多能干细胞体外构建肾脏类器官。将人多能干细胞在添加细胞因子的培养基中培养,定向诱导分化为肾单位祖细胞(NPC)和输尿管祖细胞(UPC);两种祖细胞共培养,在体外自组装形成具有肾小管、肾小球样结构的微型肾脏类器官。类器官可用于肾病发病机制研究、药物肾毒性筛选,减少动物实验。培养体系置于 CO₂培养箱,培养基添加血清、葡萄糖、无机盐,添加少量抗生素抑制杂菌污染。
对应知识点:动物细胞培养技术。
情境2:北京生物研究所制备靶向肿瘤抗原的单克隆抗体,将单抗与细胞毒性药物偶联,制备抗体药物偶联物 ADC。流程:肿瘤抗原免疫小鼠→脾 B 细胞与骨髓瘤融合→筛选杂交瘤细胞→体外大规模悬浮培养杂交瘤细胞,收集上清纯化单抗;将毒素连接到单抗上。ADC 依靠单抗特异性识别肿瘤细胞,定向释放药物杀伤癌细胞,降低化疗药物对正常细胞损伤。
对应知识点:动物细胞融合技术;单克隆抗体的制备。
备考策略
1.清零概念误区,筑牢精准基础
聚焦北京卷高频易混点,点对点辨析核心技术差异,精准记忆细胞培养、单抗筛选、干细胞模型、核移植技术的核心原理与操作细节,摒弃模糊笼统的碎片化记忆,彻底规避选择、填空基础失分。
2.拆解本土情境,建立去情境化思维
针对北京特色科研素材(类器官、单抗药物、克隆育种、干细胞模型),训练“陌生题干→锁定核心技术→对接教材考点”的快速解码能力,不深究前沿机制,只落实教材原理迁移应用。
3.固化答题范式,实现主观题满分规范
针对操作目的、实验条件、技术局限、伦理评价四类高频设问,摒弃口水化套话,熟记北京卷标准精准答题话术,形成固定答题逻辑,解决表述不严谨、得分点缺失问题。
4.定向刷题复盘,闭环补齐短板
专攻北京真题、海淀西城模考优质题型,拒绝题海训练。错题复盘聚焦情境解读偏差、概念辨析漏洞、答题规范问题,形成“刷题—纠错—补知识点—固化思维”的完整备考闭环。
第二部分 三大核心·主干速记
内容速览:动物细胞培养;动物细胞融合技术与单克隆抗体;动物体细胞核移植技术和克隆动物
一图串联
核心梳理
核心知识1 动物细胞工程
考点1:动物细胞培养的条件
1.概念:动物细胞培养是指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.地位:动物细胞培养是动物细胞工程的基础。
3.原理:细胞增殖(有丝分裂)。
4.条件:
(1)营养
①已知成分:将细胞所需的营养物质(糖类、氨基酸、无机盐、维生素等)按其种类和所需量严格配制而成的培养基,称为合成培养基。
②未知成分:使用合成培养基时,通常需加入血清等一些天然成分。
③培养基的物理性质:培养动物细胞一般使用液体培养基,也称为培养液。
(2)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
①适宜的温度:哺乳动物细胞培养的温度多以36.5±0.5℃为宜。
②适宜的pH:多数动物细胞生存的适宜pH为7.2-7.4。
③适宜的渗透压:维持细胞正常的形态和功能。
(4)气体环境
通常采用培养皿或松盖培养瓶。并将它们置于含有95%空气和5%CO2的混合气体的CO2培养箱中进行培养。
①O2:细胞代谢所必需的。
②CO2:主要作用是维持培养液的pH。
考点2:动物细胞培养的过程
1.取动物组织
一般取材于动物胚胎或幼龄动物的组织、器官。因为这些细胞分化程度低,增殖能力强,容易培养。
2.制成细胞悬液
(1)将细胞分散成单个细胞。
①机械的方法。
②用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理一段时间。
原因:①从动物体取出的成块组织中,细胞与细胞靠在一起,彼此限制了生长和增殖;②能使细胞与培养液充分接触,更易进行物质交换。
(2)用培养液将细胞制成细胞悬液。
3.进行原代培养
(1)操作过程:将细胞悬液放入培养皿或培养瓶内,置于适宜环境中培养。
原代培养: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原代培养。
(2)体外培养的动物细胞类型
①悬浮生长类:能够悬浮在培养液中生长增殖。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。
②贴壁生长类:需要贴附于某些基质表面才能生长增殖(细胞贴壁),大多数细胞属于此类。除受密度、有害代谢物、营养物质影响外,还会发生接触抑制现象。
③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。
【知识拓展】接触抑制
(1)由于接触抑制,正常动物细胞在培养瓶壁上只能形成单层细胞;癌变细胞没有接触抑制现象,可以在培养瓶中形成多层细胞。
(2)正常细胞增殖到相互接触时,糖蛋白识别了这种信息,就会使细胞停止继续增殖,出现接触抑制的现象。癌细胞细胞膜表面糖蛋白等物质显著减少,失去接触抑制,适宜条件下可以无限增殖。
4.分瓶、进行传代培养
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等因素而分裂受阻,贴壁细胞在生长增殖时,除受上述因素影响外,还会发生接触抑制现象。这时就需要对细胞进行分瓶培养,让细胞继续增殖。传代培养:将分瓶后的细胞培养称为传代培养。
(1)悬浮生长类:直接用离心法收集。
(2)贴壁生长类:需要重新用胰蛋白酶等处理,使之分散成单个细胞,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。
【易错提醒】动物细胞培养时注意的问题
(1)选取幼龄动物的组织、器官作为培养材料,因为幼龄动物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)不能用胃蛋白酶分散细胞,因为胃蛋白酶的最适pH为1.5,而多数动物细胞培养的适宜pH为7.2~7.4,胃蛋白酶在此环境中没有活性。
(3)使用胰蛋白酶时,要控制好作用时间。因为胰蛋白酶不仅能分解细胞间的蛋白质,长时间作用还会分解细胞膜蛋白等,对细胞造成损伤。
(4)取供体动物的体细胞培养,一般选用10代以内的细胞,因为这些细胞一般能保持正常的二倍体核型,保证了供体细胞正常的遗传基础。
考点3:干细胞培养及其应用
1.干细胞
(1)概念:动物和人体内仍保留的少数具有分裂和分化能力的细胞。在一定条件下,干细胞可以分化成其他类型的细胞。
(2)分布:存在于早期胚胎、骨髓和脐带血等多种组织和器官中。
(3)分类:包括胚胎干细胞和成体干细胞等。
①胚胎干细胞(简称ES细胞):也叫全能干细胞,存在于早期胚胎中,具有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所有组织和器官甚至个体的潜能。
②成体干细胞:是成体组织或器官内的干细胞,包括骨髓中的造血干细胞(多能干细胞)、神经系统中的神经干细胞和睾丸中的精原干细胞(专能干细胞)等。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,不具有发育成完整个体的能力。
应用最成熟的成体干细胞:造血干细胞,主要存在于成体的骨髓、外周血和脐带血中。
2.诱导多能干细胞(iPS细胞)
(1)概念:通过体外诱导小鼠成纤维细胞,获得了类似胚胎干细胞的一种细胞,称为诱导多能干细胞,简称iPS细胞。
(2)获取方法:①将特定基因或特定蛋白导入细胞;②用小分子化合物诱导形成。
(3)诱导多能干细胞优点:
①诱导过程无须破坏胚胎;
②iPS细胞可以来源于病人自身的体细胞,将它移植回病人体内后,理论上可以避免免疫排斥反应。
3.干细胞的应用
有着自我更新能力及分化潜能的干细胞,与组织、器官的发育、再生和修复等密切相关。
类型
应用
造血干细胞
治疗白血病及一些恶性肿瘤放疗或化疗后引起的造血系统、免疫系统功能障碍等疾病
神经干细胞
治疗神经组织损伤和神经系统退行性疾病(如帕金森病、阿尔茨海默病等)
诱导多能干细胞(iPS细胞)
可治疗小鼠的镰状细胞贫血症,在治疗阿尔兹海默病、心血管疾病等领域的研究也取得了新进展
核心知识2 动物细胞融合技术与单克隆抗体
考点1: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。融合后形成的杂交细胞具有原来两个或多个细胞的遗传信息。
2.原理:细胞膜具有一定的流动性。
3.诱导融合的常用方法:PEG融合法、电融合法、灭活病毒诱导法。
4.意义:突破了有性杂交的局限,使远缘杂交成为可能。
5.应用:(1)细胞融合技术已经成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和培育生物新品种等的重要手段。
(2)利用动物细胞融合技术发展起来的杂交瘤技术,为制造单克隆抗体开辟了新途径。
6.植物组织培养与动物细胞培养的比较
比较项目
植物组织培养
动物细胞培养
理论基础
植物细胞全能性
细胞增殖
区
别
培养基
类型
固体或半固体培养基
液体 培养基
成分
水、矿质元素、维生素、植物激素、蔗糖、氨基酸、琼脂等
葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、促生长因子、动物血清等
取材
离体植物器官、组织、细胞
动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织
关键环节
细胞的脱分化和再分化
细胞增殖和癌变
结果
新的组织或植株个体,可以体现全能性
新的细胞系或细胞株,不形成个体,不体现全能性
应用
①植株快速繁殖;②脱毒植株的培育;
③人工种子;④生产药物、杀虫剂等;
⑤转基因植物的培育
①蛋白质生物制品的生产;②皮肤移植材料的培育;③检测有毒物质;④生理、病理、药理等方面的研究
相同点
两种技术手段培养过程中细胞都进行有丝分裂,都是无性繁殖,都可称克隆,都不涉及减数分裂;②均为无菌操作,需要适宜的温度、pH等条件
考点2:单克隆抗体及其应用
1.传统抗体制备方法及缺陷
(1)制备方法:向动物体内反复注射某种抗原,使动物产生抗体,然后从动物血清中分离所需抗体。
(2)缺陷:产量低、纯度低,而且特异性差。
2.单克隆抗体的制备
(1)单克隆抗体:由单一B淋巴细胞克隆产生的特异性抗体。
(2)制备原理
①B淋巴细胞特点:一种B淋巴细胞只分泌1种特异性抗体。
②骨髓瘤细胞特点:能在体外大量增殖。
③杂交瘤细胞的特点:既能大量增殖,又能产生足够数量的特定抗体。
(3)制备过程
【问题】①图中给小鼠注射特定的抗原蛋白,其目的是什么?
【答案】刺激机体发生免疫应答,从而产生特定的B淋巴细胞。
【问题】②若仅考虑细胞的两两融合,在获取杂交瘤细胞的过程中,筛选淘汰的细胞有几种类型?为什么?
【答案】有未融合的细胞和同种细胞融合后形成的细胞(B-B融合细胞、瘤-瘤融合细胞)两种类型。出现不同类型是因为细胞融合不是100%的,且是随机的。
【问题】③单克隆抗体的特点是什么?
【答案】特异性强,灵敏度高,可大量制备。
(4)第一次筛选
特定的选择性培养基(HAT培养基)的筛选原理
①细胞合成DNA有两条途径,正常细胞内两种途径都有,若全合成途径被阻断,可以通过补救合成途径合成DNA;
②骨髓瘤细胞不能合成转化酶和激酶,因此只能进行全合成途径;
③全合成途径能被氨基蝶呤(A)阻断;
④次黄嘌呤(H)、胸腺嘧啶(T)是补救合成途径的原料;
⑤无增殖能力的细胞在培养基中存活仅5~7天。
(5)将诱导融合后的细胞接种于HAT培养基后两周,则细胞生存状况及原因为:
①B细胞和B-B细胞死亡,能进行补救合成途径,但是无增殖能力;
②骨髓瘤细胞和瘤-瘤细胞死亡,两种途径均无法进行,无法合成DNA并增殖;
③杂交瘤细胞存活,能进行补救合成途径,能合成DNA并大量增殖。
(6)第二次筛选
3.单克隆抗体的应用
(1)作为诊断试剂
(2)运载药物
(3)作为药物治疗疾病
核心知识3 动物体细胞核移植技术和克隆动物
考点1:体细胞核移植
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。用动物体细胞核移植技术得到的动物称为克隆动物。
2.原理:动物细胞核的全能性。
3.类型:
(1)胚胎细胞核移植:胚胎细胞分化程度低,表现全能性相对容易。
(2)体细胞核移植:体细胞分化程度高,表现全能性十分困难。因此动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植。
4.非人灵长类动物体细胞核移植的困难原因:
(1)供体细胞的细胞核在去核卵母细胞中不能完全恢复其分化前的功能状态,这导致了胚胎发育率低。
(2)对非人灵长类动物胚胎进行操作的技术尚不完善。
【易错提醒】
1.去核的实质和方法
(1)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。“去核”是去除该复合物。
(2)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。
2.操作注意事项
(1)采集的卵母细胞应培养至MⅡ中期(减数分裂Ⅱ中期)。
(2)选择MⅡ中期卵母细胞的原因:卵母细胞体积大,易操作,含有促使细胞核表达全能性的物质和营养条件。
(3)卵母细胞去核:方法为显微操作(去核)法。通常是显微操作去除纺锤体-染色体复合物。也可以采用梯度离心、紫外线短时间照射和化学物质处理等方法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。
(4)将供体细胞整个注入去核卵母细胞中的原因:保证供核不被破坏,操作也更方便。
(5)诱导细胞融合的方法:电融合法,形成重构胚。
(6)激活重构胚的方法:物理(电刺激)或化学(Ca2+载体、乙醇和蛋白酶合成抑制剂等)方法。
(7)克隆动物的培养并非全在体外,还需在代孕个体子宫内孕育。
3.克隆动物的遗传特点
(1)克隆动物核内遗传物质全部来自供体细胞,受细胞质遗传物质、环境等的影响,克隆动物与体细胞核供体的性状基本相同,而不是完全相同。
(2)代孕母体没有为克隆动物提供遗传物质,克隆动物的性状与代孕母体没有直接关系。
(3)从生殖方式的角度看,动物体细胞核移植技术(克隆)属于无性生殖,需要动物细胞培养和胚胎工程技术的支持。
考点2:体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题
1.应用前景:
(1)畜牧生产:加速家畜遗传改良进程,促进优良畜群繁育。
(2)医药卫生:转基因克隆动物可以作为生物反应器,生产许多珍贵的医用蛋白。
(3)治疗人类疾病:①转基因克隆动物的细胞、组织或器官可以作为异种移植的供体;②以患者作为供体培育的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,将它们移植给患者时可以避免免疫排斥反应。
(4)科研: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,还能为研究该疾病机制和开发相应的药物提供帮助。
(5)保护濒危动物:有望增加濒危物种的存活数量。
2.存在的问题:
(1)该技术的成功率非常低,各个技术环节有待进一步改进。
(2)相对于技术研究,核移植的理论研究较为滞后,需要与发育生物学、细胞生物学和分子遗传学等学科更深层次的理论研究相结合。
(3)绝大多数克隆动物存在健康问题,表现出遗传和生理缺陷,如体型过大、异常肥胖、发育困难、脏器缺陷和免疫失调等。
第三部分 分层专练·靶向攻关
题型专攻·基础题(北京视野,单选,3大题型)
考查重点:动物细胞培养;动物细胞融合技术与单克隆抗体;动物体细胞核移植技术和克隆动物
题型一:动物细胞培养
1.(2026·北京石景山·二模)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,结果见下图。下列叙述不正确的是( )
A.在配制培养基时通常需要加入适量血清
B.选取①的细胞进行传代培养比②更合理
C.不能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接触抑制有关
【答案】B
【详解】A、动物细胞培养配制培养基时,由于人们对细胞所需的全部营养物质尚未完全搞清楚,通常需要加入血清、血浆等天然成分,A正确;
B、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;
C、本题中细胞为贴壁培养,细胞贴附在培养容器壁上,需要先用胰蛋白酶处理使细胞分散脱离容器壁,才能收集,不能直接用离心法收集,C正确;
D、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.(2026·北京西城·二模)先体外培养脂肪细胞,然后去除细胞获得脂肪条件培养基(ACM)。用ACM培养前列腺癌细胞,48h后检测细胞数量,结果如图。下列说法错误的是( )
A.用胰蛋白酶处理脂肪组织获得分散的脂肪细胞
B.对照组应该用无菌水培养前列腺癌细胞
C.ACM可能促进前列腺癌细胞的增殖
D.肥胖可能会加重前列腺癌患者病情
【答案】B
【详解】A、进行动物细胞体外培养时,需要用胰蛋白酶处理动物组织,使组织细胞分散为单个细胞,A正确;
B、本实验探究ACM对前列腺癌细胞的影响,对照组需遵循单一变量原则,应使用不含ACM的普通动物细胞培养基培养前列腺癌细胞;若用无菌水培养,前列腺癌细胞会因低渗吸水死亡,不符合细胞培养要求,B错误;
C、由柱形图可知,随着ACM浓度升高,前列腺癌细胞的相对数量逐渐升高,说明ACM可以促进前列腺癌细胞增殖,C正确;
D、脂肪细胞产生的 ACM 能促进前列腺癌细胞增殖,而肥胖患者体内脂肪细胞数量更多,产生的 ACM 也更多,因此可能会加重前列腺癌患者的病情,D正确。
3.(25-26高三下·北京海淀·期中)研究者将早期胚胎不同位置的两种细胞a和b置于相同培养液中进行独立培养或混合培养,结果如下图。下列叙述错误的是( )
A.培养液中通常应加入动物血清 B.细胞a和b来自滋养层细胞
C.独立培养后细胞a和b出现稳定性差异 D.细胞的“命运”可被环境信号改变
【答案】B
【详解】A、动物细胞培养时,培养液中通常应加入动物血清以提供必要的生长因子和营养物质,A正确;
B、细胞a和b是早期胚胎中具有分化潜能的细胞,根据其分化方向(肌细胞、神经细胞),它们应来自内细胞团(内细胞团将来发育成胎儿的各种组织),而非滋养层细胞(滋养层将来发育成胎膜和胎盘),B错误;
C、在独立培养条件下,细胞a发育为肌肉细胞,细胞b发育为神经细胞,二者出现了形态、功能上的稳定性差异,C正确;
D、混合培养时,细胞a的分化方向发生改变(可发育为神经细胞),说明细胞的 “命运” 可被环境信号改变,D正确。
4.四倍体胚胎补偿技术是制备ES(胚胎干细胞)小鼠的重要技术。将小鼠正常2细胞时期的胚胎经过处理后形成四倍体胚胎。四倍体胚胎存在发育缺陷,只能分化为滋养层细胞进而发育为胎盘和胎膜。将ES细胞团注入四倍体囊胚腔后,两者聚合形成重构胚,经胚胎移植后可发育成完整的ES小鼠。下列相关说法错误的是( )
A.ES细胞是一种干细胞,存在于早期胚胎中
B.可采用动物细胞融合技术获得四倍体胚胎
C.胚胎移植前可获取滋养层细胞对ES小鼠进行遗传学诊断
D.四倍体胚胎补偿技术涉及动物细胞培养、胚胎移植等技术
【答案】C
【详解】A、ES是胚胎干细胞,存在于早期胚胎中,A正确;
B、四倍体胚胎中含有四个染色体组,可用动物细胞融合技术将两个小鼠细胞融合,使细胞染色体数目加倍,B正确;
C、ES小鼠是由ES细胞发育而成的,而滋养层细胞来自四倍体胚胎,两者细胞不同,无法利用滋养层细胞对ES小鼠进行遗传学诊断,C错误;
D、四倍体胚胎补偿技术中需要动物细胞培养技术培养ES细胞,获得的重构胚需要用胚胎移植技术获得ES小鼠,D正确。
故选C。
5.(25-26高三上·北京丰台·期末)iPS细胞(诱导多能干细胞)可在体外被诱导至减数分裂Ⅰ前期。下列叙述错误的是( )
A.培养iPS细胞时需加入血清等成分
B.该过程涉及相关基因的选择性表达
C.此时可观察到染色体的着丝粒分裂
D.该研究可以为治疗少精症提供思路
【答案】C
【详解】A、培养iPS细胞属于动物细胞培养,需在培养基中加入血清(提供生长因子等天然成分)以维持细胞生长,A正确;
B、iPS细胞被诱导至减数分裂Ⅰ前期是分化的过程,分化本质是基因的选择性表达,B正确;
C、减数分裂Ⅰ前期为联会期,主要发生同源染色体联会、交叉互换,着丝粒分裂发生在减数分裂Ⅱ后期(姐妹染色单体分离),此时观察不到着丝粒分裂,C错误;
D.减数分裂是精子形成的关键步骤,研究iPS细胞减数分裂可为少精症(精子缺乏症)的病理机制及治疗提供理论依据,D正确。
故选C。
6.(25-26高三上·北京石景山·期末)研究者利用多种小分子化合物协同诱导成纤维细胞,获得诱导多能干细胞(iPS细胞)。下列叙述不正确的是( )
A.成纤维细胞形成iPS细胞的过程属于细胞分化
B.小分子化合物改变了成纤维细胞的基因表达
C.利用胰蛋白酶处理某些组织可获得分散的成纤维细胞
D.培养成纤维细胞和iPS细胞时需提供一定浓度的CO2
【答案】A
【详解】A、细胞分化的本质是细胞从低分化状态向更特化、功能更专一的方向发展(例如干细胞分化为肌细胞、神经细胞)。 而成纤维细胞是已经高度分化的体细胞,诱导形成iPS细胞的过程是细胞重编程(去分化 / 逆分化),即从 “高度分化的体细胞” 回到 “具有多能性的干细胞” 状态,与细胞分化的方向完全相反,A错误;
B、诱导iPS细胞的核心原理,就是通过小分子化合物、转录因子等调控细胞的基因表达:激活多能性相关基因,同时抑制分化相关基因,从而让体细胞重编程为多能干细胞,B正确;
C、在动物细胞培养中,胰蛋白酶可以分解细胞间的蛋白质,使致密的组织分散为单个细胞。成纤维细胞属于结缔组织细胞,用胰蛋白酶处理相关组织即可获得分散的成纤维细胞,C正确;
D、动物细胞培养的标准条件之一,就是在含5% CO₂的培养箱中培养。CO₂的作用是维持培养液的pH稳定(培养液中的碳酸氢盐缓冲系统会通过 CO₂浓度来调节 pH),D正确。
故选A。
7.(25-26高三上·北京海淀·期末)科学家将鼠的肾单位祖细胞(NPC)和输尿管祖细胞(UPC)共培养,构建出具有部分功能的类器官,过程如下图。下列相关叙述错误的是( )
A.①过程需在CO2培养箱中进行
B.①过程通常需在培养基中加入血清
C.①②过程有细胞分裂也有细胞分化
D.NPC和UPC的子代细胞随机分布
【答案】D
【详解】A、动物细胞培养需要放在CO2培养箱中进行,故①过程需在CO2培养箱中进行,A正确;
B、研究者对动物细胞培养所需的营养物质尚未研究清楚,故培养动物细胞需要在培养基中加入血清,①过程通常需在培养基中加入血清,B正确;
C、动物细胞培养的原理是细胞增殖(有丝分裂),分析题图可知,①②过程有细胞分裂也有细胞分化,C正确;
D、题图可知,UPC的子代细胞会自发聚集于中心并分支最终形成集合管,而NPC的子代细胞围绕着集合管的外围分布最终形成了肾单位,可见NPC和UPC的子代细胞不是随机分布而是有规律分布,D错误。
故选D。
8.(25-26高三上·北京朝阳·期末)K562细胞系源自人慢性髓性白血病,在体外悬浮培养时不贴壁,也无接触抑制现象。但细胞密度过高时,其增殖也会停止,即密度抑制。此时需将细胞接种至新鲜培养基中进行传代培养。下列相关说法正确的是( )
A.密度抑制可能与培养液中营养物质消耗及代谢废物积累有关
B.传代时需先用胰蛋白酶处理,使细胞分散成单个后再接种
C.培养液中需添加葡萄糖、胎牛血清和抗生素等营养成分
D.细胞培养瓶应置于恒温且含95%CO2的培养箱中
【答案】A
【详解】A、密度抑制是由于细胞密度过高导致培养液中营养物质消耗和代谢废物积累,影响细胞正常增殖,A正确;
B、K562细胞系为悬浮培养,细胞自然分散,无需使用胰蛋白酶处理(胰蛋白酶用于贴壁细胞的消化),B错误;
C、葡萄糖和胎牛血清属于营养成分,但抗生素用于抑制细菌污染,并非营养成分,C错误;
D、动物细胞培养时应置于含有95%空气和5%CO2的混合气体的CO2培养箱中进行培养,D错误。
故选A。
9.(2026·北京西城·一模)我国科研人员开发的通用型iPS衍生帕金森病细胞治疗产品(多巴胺能神经前体细胞)已进入临床阶段。相关叙述错误的是( )
A.诱导形成iPS细胞过程中不存在基因选择性表达
B.iPS细胞具有自我更新能力和多向分化的潜能
C.应用iPS细胞避免了胚胎干细胞涉及的伦理问题
D.通用型iPS衍生细胞治疗产品具有即时供应的优势
【答案】A
【详解】A、诱导iPS细胞是将高度分化的体细胞重编程为多能干细胞的过程,该过程会开启多能性相关基因的表达、关闭体细胞特异性基因的表达,存在基因选择性表达,A错误;
B、iPS细胞属于诱导多能干细胞,具备干细胞的特性,既能够自我更新维持细胞群体数量,也具有多向分化的潜能,可分化为多种功能细胞,B正确;
C、胚胎干细胞需从早期胚胎中获取,涉及胚胎伦理争议,iPS细胞由普通体细胞诱导获得,不需要使用胚胎,避免了胚胎干细胞涉及的伦理问题,C正确;
D、通用型iPS衍生细胞治疗产品可预先规模化制备,无需针对患者单独定制,因此具有即时供应的优势,D正确。
10.在进行动物细胞培养时,需要( )
A.提供5%CO2和95%O2的气体环境
B.充入5%CO2以刺激细胞正常呼吸
C.加入经高压蒸汽灭菌的血清以提供营养
D.定期更换培养液以清除代谢物
【答案】D
【分析】动物细胞培养的过程:取动物组织块→剪碎组织→用胰蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养液中(原代培养)→放入二氧化碳培养箱培养→贴满瓶壁的细胞用酶分散为单个细胞,制成细胞悬液→转入培养液(传代培养)→放入二氧化碳培养箱培养。
【详解】A、动物细胞培养所需气体环境是95%空气和5% CO2,A错误;
B、充入5% CO2的主要作用是维持培养液的pH,B错误;
C、加入血清为动物细胞提供营养,高压蒸汽灭菌会破坏血清中的活性成分,C错误;
D、定期更换培养液以清除代谢物,防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害,D正确。
故选D。
题型二:动物细胞融合技术与单克隆抗体
11.(2026·北京大兴·三模)治疗性克隆有望解决供体器官短缺和免疫排斥等问题。下图表示治疗性克隆的过程。下列说法错误的是( )
A.细胞A为去核卵母细胞
B.动物细胞培养基中需加入抗生素
C.胚胎干细胞分化为多种体细胞是基因选择性表达的结果
D.该过程应用了核移植、动物细胞培养和胚胎移植等技术
【答案】D
【详解】A、治疗性克隆的核移植操作中,需将患者正常体细胞核移入去核卵母细胞中构建重组细胞,因此细胞A为去核卵母细胞,A正确;
B、动物细胞培养时为避免杂菌污染,需要在培养基中加入抗生素,B正确;
C、细胞分化的实质是基因的选择性表达,胚胎干细胞分化为多种功能不同的体细胞,是基因选择性表达的结果,C正确;
D、该过程应用了核移植、动物细胞培养、胚胎干细胞诱导分化技术,没有将早期胚胎移植到受体子宫的操作,不涉及胚胎移植技术,D错误。
12.用SIX1基因缺陷的猪胎儿成纤维细胞和猪去核卵母细胞构建重构胚,敲除SALL1基因后形成早期胚胎,其中一组注入人源干细胞,再植入代孕母猪,最后可得到肾脏缺陷或人源肾脏嵌合胚胎,操作过程如图所示。下列叙述错误的是( )
A.图中猪的去核卵细胞不能用去核体细胞替代
B.人源肾脏嵌合胚胎中肾脏的遗传物质完全来自人源干细胞
C.SIX1基因和SALL1基因与肾脏的形成有关
D.该项研究有助于解决肾脏移植中的器官短缺及自身排斥反应问题
【答案】B
【分析】核移植技术指的是将动物的一个细胞的细胞核移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中,使其重组并发育成一个新的胚胎,这个新的胚胎最终发育成动物个体;用核移植的方法得到的动物称为克隆动物,原理是动物细胞核的全能性;动物细胞核移植可分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植。
【详解】A、卵母细胞体积大、易操作,且细胞质中含有促进细胞核全能性表达的物质,去核体细胞不具备这些特性,不能替代去核卵母细胞,A正确;
B、人源肾脏嵌合胚胎是在猪的早期胚胎基础上注入人源干细胞形成的,所以肾脏的遗传物质不完全来自人源干细胞,还包含猪的部分遗传物质,B错误;
C、由图可知,最终形成的胚胎出现肾脏缺陷或能培育出人源肾脏嵌合胚胎,说明这两个基因与肾脏的形成有关,C正确;
D、该研究能培育出含人源肾脏的嵌合胚胎,有望为肾脏移植提供更多的器官来源,且人源肾脏可降低自身排斥反应,有助于解决自身排斥问题,D正确。
故选B。
13.PD-1是人体T细胞膜上的一种受体,而肿瘤细胞表达的PD-L1蛋白能与PD-1结合,使T细胞无法识别和杀灭肿瘤细胞。以下相关叙述不正确的是( )
A.PD-1和PD-L1蛋白的结构和功能并不相同
B.PD-1与PD-L1结合使机体完全丧失特异性免疫
C.肿瘤细胞可能通过产生PD-L1蛋白进行“免疫逃逸”
D.制备的PD-1单克隆抗体可能会成为一种抗肿瘤药物
【答案】B
【详解】A、PD-1和PD-L1分别是T细胞和肿瘤细胞两种不同的蛋白,二者由不同基因控制完成,故其结构和功能不相同,A正确;
B、PD-1与PD-L1结合仅会抑制T细胞对肿瘤细胞的识别和杀伤作用,并不会使机体完全丧失特异性免疫,机体仍可对其他病原体产生特异性免疫应答,B错误;
C、肿瘤细胞产生PD-L1蛋白,通过与PD-1结合躲避T细胞的杀伤,属于肿瘤细胞的“免疫逃逸”机制,C正确;
D、PD-1单克隆抗体可与T细胞表面的PD-1结合,阻断PD-L1和PD-1的结合途径,使T细胞恢复识别、杀伤肿瘤细胞的功能,因此可能成为抗肿瘤药物,D正确。
14.(25-26高三上·北京·阶段检测)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,制备流程如下图。下列叙述不正确的是( )
A.上述过程用到的B淋巴细胞是从小鼠脾脏中获得的
B.②含未融合细胞、同种核及异种核融合细胞
C.③用特定培养基筛选得到具有增殖能力的杂交瘤细胞
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】D
【详解】A、给小鼠注射TNF-α抗原后,免疫小鼠的脾脏中存在可产生TNF-α抗体的B淋巴细胞,因此制备所用B淋巴细胞可从小鼠脾脏中获得,A正确;
B、细胞融合具有随机性,因此②融合后的体系中包含未融合的B淋巴细胞、未融合的骨髓瘤细胞、同种细胞融合的细胞(同种核融合)、B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合的杂交瘤细胞(异种核融合),B正确;
C、③过程使用特定的选择培养基筛选,该培养基上未融合细胞、同种核融合的细胞均无法存活,仅异种核融合的杂交瘤细胞可存活且具备增殖能力,C正确;
D、④过程是对杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测,目的是筛选出能分泌特异性TNF-α抗体的目标杂交瘤细胞,该过程需在96孔培养板中完成;体外培养或注入小鼠腹腔是筛选得到目标杂交瘤后,进行大规模增殖获取抗体的方法,D错误。
15.(2026·北京海淀·二模)双特异性抗体可以同时识别两种不同的抗原。研究者用过氧化物酶免疫大鼠,取其脾脏细胞与骨髓瘤细胞融合获得杂交瘤细胞(甲细胞),用生长抑素免疫同品系大鼠,获得脾脏细胞(乙细胞)。将甲、乙细胞融合获得杂交-杂交瘤细胞,筛选获得分泌双特异性抗体的细胞株,流程如下图。
下列选项错误的是( )
A.①过程可用PEG或灭活的病毒诱导细胞融合
B.②过程中未融合的乙细胞不能长时间存活并增殖
C.③过程需在单一培养孔中接种多个杂交-杂交瘤细胞
D.④过程需筛选过氧化物酶和生长抑素阳性反应细胞
【答案】C
【详解】A、动物细胞融合的常用诱导方法包括:化学法PEG(聚乙二醇),生物法灭活的仙台病毒,A 正确;
B、乙细胞是已免疫的B淋巴细胞,体外培养条件下无法无限增殖,会很快衰老死亡,B正确;
C、③是克隆化培养,目的是获得能分泌单一抗体的细胞株,因此需要在单一培养孔中接种单个杂交 - 杂交瘤细胞,C错误;
D、我们需要的是能同时识别两种抗原的双特异性抗体,因此④过程需要筛选出同时对过氧化物酶和生长抑素都呈阳性反应的细胞株,D正确。
16.(2026·北京东城·一模)某种IL-17A单抗能够阻断IL-17A与IL-17A受体结合,抑制强直性脊柱炎的炎症发生和发展。有关单抗制备过程叙述不正确的是( )
A.需要利用动物细胞培养及动物细胞融合技术
B.从IL-17A免疫的小鼠中获取骨髓瘤细胞和B细胞
C.使用PEG、灭活病毒均可诱导骨髓瘤细胞和B细胞融合
D.将抗体检测阳性的杂交瘤细胞注入小鼠腹腔大量生产单抗
【答案】B
【详解】A、单克隆抗体制备过程中,需要先诱导B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合,再对筛选得到的杂交瘤细胞进行克隆化培养,涉及动物细胞融合和动物细胞培养技术,A正确;
B、制备IL-17A单抗时,用IL-17A免疫小鼠的目的是从小鼠脾脏中获取能产生特异性抗体的B淋巴细胞,骨髓瘤细胞是具有无限增殖能力的小鼠肿瘤细胞,不需要从免疫后的小鼠中获取,B错误;
C、诱导动物细胞融合的常用方法包括化学法(PEG即聚乙二醇)、生物法(灭活病毒)等,二者均可诱导骨髓瘤细胞和B细胞融合,C正确;
D、大量生产单克隆抗体的方法包括体外培养杂交瘤细胞、或将抗体检测阳性的杂交瘤细胞注入小鼠腹腔增殖,从小鼠腹水中提取单抗,D正确。
17.(2026·北京房山·一模)医院常用核酸检测和血清抗体检测来诊断是否感染支原体。下列叙述正确的是( )
A.该核酸检测中使用的分子探针可用于其他病原体检测
B.PCR体系中需加入耐高温的DNA连接酶
C.抗体检测阳性而核酸检测阴性,提示可能为既往感染
D.利用单克隆抗体药物靶向治疗支原体感染,属于细胞免疫
【答案】C
【详解】A、核酸检测的分子探针是与支原体特定核酸序列互补的单链核酸片段,具有物种特异性,仅能识别支原体的核酸,无法用于其他病原体检测,A错误;
B、PCR体系中需要耐高温的DNA聚合酶(Taq酶)催化子链合成,DNA连接酶的作用是连接两个DNA片段,不是PCR的必需原料,B错误;
C、抗体检测阳性说明机体曾感染支原体并产生了特异性抗体,核酸检测阴性说明当前体内无支原体存在,因此提示为既往感染,C正确;
D、细胞免疫依靠效应T细胞裂解靶细胞发挥作用,单克隆抗体属于体液免疫的免疫活性物质,利用抗体治疗不属于细胞免疫,D错误。
18.(2026·北京丰台·一模)诺如病毒(NV)是引起非细菌性流行性胃肠炎的主要病原体。科学家以NV的核衣壳蛋白VP1为抗原,制备出了单克隆抗体。下列叙述错误的是( )
A.对小鼠反复注射VP1,能从小鼠脾中得到产生VP1抗体的B淋巴细胞
B.将B淋巴细胞和骨髓瘤细胞混合,经诱导后融合的细胞即为杂交瘤细胞
C.对杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测,多次筛选可获得特定的杂交瘤细胞
D.制备出该单克隆抗体,有利于进一步开发快速检测诊断试剂,控制疾病传播
【答案】B
【详解】A、VP1作为抗原反复注射小鼠,可刺激小鼠发生体液免疫,脾脏中会产生能分泌抗VP1抗体的B淋巴细胞,A正确;
B、诱导B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合后,融合细胞有三类:B淋巴细胞自身融合细胞、骨髓瘤细胞自身融合细胞、B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合形成的杂交瘤细胞,因此诱导融合后的细胞不都是杂交瘤细胞,还需进一步筛选,B错误;
C、获得杂交瘤细胞后,需进行克隆化培养和专一抗体检测,经过多次筛选才能获得既能无限增殖又能产生所需抗VP1抗体的特定杂交瘤细胞,C正确;
D、单克隆抗体具有特异性强、灵敏度高的特点,制备出抗VP1的单克隆抗体可用于开发诺如病毒快速检测试剂,便于早发现早防控,控制疾病传播,D正确。
19.(25-26高三上·北京通州·期末)CY21基因在肺癌组织中高表达,研究者制备单克隆抗体用于早期肺癌诊断,有关制备过程的叙述错误的是( )
A.需要使用动物细胞培养的技术
B.需制备用CY21蛋白免疫的小鼠
C.经抗原抗体杂交筛选特异性杂交瘤细胞
D.筛选能分泌多种抗体的单个杂交瘤细胞
【答案】D
【详解】A、单克隆抗体制备需多次进行动物细胞培养(如骨髓瘤细胞培养、杂交瘤细胞扩增),A正确;
B、制备时需用特定抗原(CY21蛋白)免疫小鼠,使其B淋巴细胞产生相应抗体,B正确;
C、需利用抗原抗体杂交技术筛选能产生抗CY21抗体的杂交瘤细胞,保证抗体特异性,C正确;
D、单克隆抗体要求单个杂交瘤细胞只分泌一种特异性抗体(针对CY21抗原),D错误。
故选D。
20.(25-26高三上·北京房山·期末)下图为某同学设计的单克隆抗体制备流程示意图,下列叙述正确的是( )
A.步骤①注射抗体以激活小鼠的免疫细胞
B.步骤③融合的过程利用了细胞膜选择透过性原理
C.步骤④筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞
D.步骤⑤利用抗原抗体杂交法筛选出抗体阳性的细胞
【答案】D
【详解】A、步骤①应注射抗原以激活小鼠的免疫细胞,使小鼠产生已免疫的B淋巴细胞,而不是注射抗体,A错误;
B、步骤②细胞融合的过程利用了细胞膜的流动性原理,而不是选择透过性原理,B错误;
C、步骤④是用选择培养基进行筛选,其目的是筛选出杂交瘤细胞(即骨髓瘤细胞和B淋巴细胞融合形成的细胞),而不是直接筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞,C错误;
D、步骤⑤利用抗原-抗体杂交法筛选出抗体阳性的细胞,即能产生所需特异性抗体的杂交瘤细胞,D正确。
故选D。
题型三:动物体细胞核移植技术和克隆动物
21.(25-26高三上·北京海淀·阶段检测)体外培养发现绝大多数的克隆胚胎在囊胚阶段出现发育阻滞。Wnt信号通路抑制剂处理克隆囊胚后,供体的核移植胚胎出生率可大幅提高。下列相关叙述不正确的是( )
A.胚胎发育早期依次经历卵裂、囊胚和桑葚胚
B.动物克隆需用到动物细胞培养、核移植和胚胎移植等技术
C.可利用上述原理,敲除人类胚胎的Wnt基因以提高出生率
D.推测胚胎发育过程中,Wnt信号可能减少异常胎儿的出生
【答案】A
【分析】胚胎移植的基本程序主要包括:①对供、受体的选择和处理(选择遗传特性和生产性能优秀的供体,具有健康的体质和正常繁殖能力的受体。用激素进行同期发情处理,用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理);②配种或人工授精;③对胚胎的收集、检查、培养或保存(对胚胎进行质量检查,此时的胚胎应发育到桑椹或胚囊胚阶段);④对胚胎进行移植;⑤移植后的检查。
【详解】A、胚胎发育早期依次经历卵裂、桑葚胚和囊胚,A错误;
B、动物克隆的过程确实需要用到动物细胞培养来培养细胞,核移植技术将体细胞核移入去核卵母细胞,胚胎移植技术将重组胚胎移入代孕母体,B正确;
C、由题干信息可知,Wnt信号通路抑制剂处理克隆囊胚后,供体的核移植胚胎出生率可大幅提高,所以敲除人类胚胎的Wnt基因可以提高出生率,C正确;
D、由题干信息可知,体外培养发现绝大多数的克隆胚胎在囊胚阶段出现发育阻滞,当使用Wnt信号通路抑制剂处理克隆囊胚后(Wnt信号阻断),供体的核移植胚胎出生率可大幅提高,因此推测胚胎发育过程中,Wnt信号可能减少异常胎儿的出生,从而比Wnt信号阻断后胚胎出生率更低,D正确。
故选A。
22.克隆技术可用于生殖性克隆和治疗性克隆,相关叙述正确的是( )
A.生殖性克隆动物与其供核亲本的遗传物质组成和性状完全相同
B.生殖性克隆人严重地违反了人类伦理道德,是克隆技术的滥用
C.生殖性克隆和治疗性克隆都应用了体细胞核移植和胚胎移植技术
D.取自体的细胞核进行治疗性克隆,可治疗镰状细胞贫血等遗传病
【答案】B
【分析】治疗性克隆:指利用克隆技术产生特定细胞和组织用于治疗性移植。生殖性克隆:指将克隆技术用于生育,即用于产生 人类个体。
【详解】A、生殖性克隆动物的部分遗传物质来自供细胞质的亲本,A错误;
B、生殖性克隆人严重地违反了人类伦理道德,是克隆技术的滥用, 所以我国禁止生殖性克隆,B正确;
C、治疗性克隆不需要进行胚胎移植,C错误;
D、自体的细胞核含有与镰状细胞贫血有关的基因,不能取自体的细胞核进行治疗性克隆来治疗镰状细胞贫血等遗传病,D错误。
故选B。
23.(2024·北京海淀·二模)体外培养发现绝大多数的克隆胚胎在囊胚阶段出现发育阻滞。Wnt通路抑制剂处理克隆囊胚后,供体的核移植胚胎出生率可大幅提高。下列相关叙述不正确的是( )
A.胚胎发育早期依次经历卵裂、囊胚和桑葚胚
B.动物克隆需用到动物细胞培养、核移植和胚胎移植等技术
C.Wnt信号通路持续异常激活可阻碍克隆胚胎发育过程
D.胚胎发育过程中部分细胞的凋亡是基因选择性表达的结果
【答案】A
【分析】胚胎移植的基本程序主要包括:①对供、受体的选择和处理(选择遗传特性和生产性能优秀的供体,具有健康的体质和正常繁殖能力的受体。用激素进行同期发情处理,用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理);②配种或人工授精;③对胚胎的收集、检查、培养或保存(对胚胎进行质量检查,此时的胚胎应发育到桑椹或胚囊胚阶段);④对胚胎进行移植;⑤移植后的检查。
【详解】A、胚胎发育早期依次经历卵裂、桑葚胚和囊胚,A错误;
B、动物克隆需用到动物细胞培养、核移植和胚胎移植等技术,B正确;
C、Wnt通路抑制剂处理克隆囊胚后,供体的核移植胚胎出生率可大幅提高,因此Wnt信号通路持续异常激活可阻碍克隆胚胎发育过程,C正确;
D、胚胎发育过程中部分细胞的凋亡是基因选择性表达的结果,是基因控制的主动死亡的结果,D正确。
故选A。
24.(2023·北京东城·一模)2017年,我国科学家培育出轰动世界的体细胞克隆猴“中中”和“华华”,下图为其培育流程。下列叙述错误的是( )
A.过程①是将成纤维细胞注射到去核的卵母细胞中
B.过程②通常需在液体培养基中加入血清等天然成分
C.图中过程需用到体外受精、细胞培养、胚胎移植等技术
D.克隆猴用于医学研究可最大限度排除基因差异的干扰
【答案】C
【分析】图示的是动物细胞核移植技术,①代表利用显微注射将成纤维细胞注射到去核的卵母细胞中,②代表体外早期胚胎培养,③代表胚胎移植。
【详解】A、图示的是动物细胞核移植技术,①代表利用显微注射将成纤维细胞注射到去核的卵母细胞中,A正确;
B、进行体外动物细胞培养需要在培养基中添加血清等天然成分,B正确;
C、图中过程需用到细胞培养、胚胎移植等技术,没用到体外受精技术,C错误;
D、图示两只克隆猴的基因完全相同,因此用于医学研究可最大限度排除基因差异的干扰,D正确。
故选C。
25.(22-23高三上·北京朝阳·期末)如图是培育“试管婴儿”的主要过程。2012年中国首例“设计试管婴儿”诞生,该女婴出生目的是挽救患有重度致命贫血病的14岁姐姐。
下列叙述错误的是( )
A.“设计试管婴儿”需在②时进行遗传学诊断
B.“试管婴儿”“设计试管婴儿”均属有性生殖
C.“设计试管婴儿”的技术不属于“治疗性克隆”
D.该女婴造血干细胞不能挽救其他贫血病患者
【答案】D
【分析】试管婴儿技术是指通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精,并通过培养发育为早期胚胎后,再经移植后产生后代的技术。设计试管婴儿技术是通过体外受精获得许多胚胎,然后从中选择符合要求的胚胎,再经移植后产生后代的技术。
【详解】A、“设计试管婴儿”的目的是用于治疗某些疾病,需在②胚胎移植前进行遗传学诊断,A正确;
B、“试管婴儿”和“设计试管婴儿”均涉及精卵细胞在体外受精,所以均属有性生殖,B正确;
C、“设计试管婴儿”也是利用体外受精和胚胎移植的方法,培育新生命,属于有性生殖,不属于克隆,C正确;
D、只要供者和受者的主要HLA有一半以上相同,即可进行器官移植,因此该女婴造血干细胞也能挽救其他贫血病患者,D错误。
故选D。
26.(22-23高三上·北京朝阳·期末)下图是利用猪唾液腺生产大量高纯度人神经生长因子(hNGF)的流程,相关说法错误的是( )
A.培养猪细胞A和重构胚胎通常需在培养液中加入血清
B.培育转基因猪D的过程涉及核移植、胚胎移植等技术
C.转基因猪D的遗传性状由A和C的遗传物质决定
D.猪唾液腺作为生物反应器具有不受性别限制的特点
【答案】C
【分析】图示是利用了基因工程、细胞核移植和胚胎移植等技术生产人神经生长因子(hNGF)。
【详解】A、血清中含有多种未知的促进细胞生长的物质,因此培养猪细胞A和重构胚胎通常需在培养液中加入血清,A正确;
B、图示将经过转基因的猪的成纤维细胞核导入去核的卵母细胞,采用了细胞核移植技术,形成的重构胚发育到桑椹胚或囊胚后经胚胎移植导入代孕猪C子宫内,该过程采用了胚胎移植技术,B正确;
C、据图可知,转基因猪的遗传物质来自卵细胞B的细胞质和成纤维细胞A的细胞核以及人的hNGF基因,代孕猪C没有为其提供遗传物质,C错误;
D、雌雄动物体的唾液腺都可以合成分泌物,因此猪唾液腺作为生物反应器具有不受性别限制的特点,D正确。
故选C。
27.早在2018年,当最后一头雄性北白犀离世那天起,地球上就只剩下2头雌性北白犀。下列利用现代科技帮助它们产生后代的方案中不可行的是( )
A.将北白犀的体细胞与去核卵母细胞融合,利用胚胎移植等技术培育出新个体
B.将北白犀的卵细胞与保存的精细胞体外受精,通过胚胎分割技术培育更多个体
C.将北白犀的体细胞与骨髓瘤细胞融合,利用动物细胞培养技术培育出新个体
D.将北白犀的体细胞诱导成多能干细胞,进而诱导出生殖细胞再繁衍培育新个体
【答案】C
【分析】核移植技术指的是将动物的一个细胞的细胞核移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中,使其重组并发育成一个新的胚胎,这个新的胚胎最终发育成动物个体;用核移植的方法得到的动物称为克隆动物,原理是动物细胞核的全能性。
【详解】A、将北白犀的体细胞与去核卵母细胞融合,利用胚胎移植等技术培育出新个体,该过程属于克隆,方案可行,A正确;
B、将北白犀的卵细胞与保存的精细胞体外受精,培养到桑椹胚(桑葚胚)或囊胚阶段后,通过胚胎分割技术培育更多个体,方案可行,B正确;
C、动物细胞全能性受限制,现有技术无法将动物细胞直接培育为完整个体,C错误;
D、将北白犀的体细胞诱导成多能干细胞,进而诱导出生殖细胞,由生殖细胞再繁衍培育新个体属于干细胞技术的应用,该方案可行,D正确。
故选C。
28.克隆技术可用于生殖性克隆和治疗性克隆,下列相关叙述错误的是( )
A.过程①选用的“未受精的卵”一般为减数分裂Ⅱ中期的卵母细胞
B.过程②需要向发育培养液中加入抗生素和动物血清
C.过程③需将胚胎移入经同期发情处理的受体母牛子宫内
D.细胞培养中需提供5%CO2,目的是调节培养液的渗透压
【答案】D
【分析】题图分析,图中①是将未受精的卵细胞去核,②是动物细胞培养的过程,③是将早期胚胎进行繁殖性克隆,④是进行治疗性克隆的过程。
【详解】A.过程①选用的“未受精的卵”一般为MⅡ中期的次级卵母细胞,对其去核操作,作为体细胞核移植中细胞核的受体,A正确;
B.过程②为早期胚胎培养,属于动物细胞培养的过程,加入抗生素可以防止杂菌污染,加入动物血清可提供营养物质,B正确;
C.过程③需将胚胎移入经同期发情处理的受体母牛子宫内 ,为供体胚胎提供几乎相同的生理环境,保证移植胚胎正常着床,C正确;
D.细胞培养中需提供95%的空气和5%CO2,其中二氧化碳的作用是维持培养液的pH,D错误。
故答案为D。
29.(2022·北京房山·二模)为了加快优良种牛的繁殖速度,科学家采用了以下两种方法,下列说法错误的是( )
A.试管牛和克隆牛都是通过无性繁殖获得的
B.促进B牛多排卵的激素可能是促性腺激素
C.产生F牛的理论依据是动物细胞核的全能性
D.E牛和F牛的培育过程中均用到动物细胞培养和胚胎移植技术
【答案】A
【分析】分析题图:图示为加快优良种牛繁殖速度的两种方法,方法Ⅰ采用了体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植技术,产生的试管牛E属于有性生殖的产物;方法Ⅱ采用了体细胞核移植、早期胚胎培养和胚胎移植技术,产生的克隆牛F属于无性生殖的产物。
【详解】A、试管牛是体外受精而来,属于有性生殖,A错误;
B、用来促进B牛多排卵的激素可能是垂体分泌的促性腺激素,B正确;
C、F牛是克隆牛,其产生主要采用了核移植技术,该技术的理论基础是细胞核的全能性,C正确;
D、方法Ⅰ采用了体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植技术,产生的试管牛E属于有性生殖的产物;方法Ⅱ采用了体细胞核移植、早期胚胎培养和胚胎移植技术,产生的克隆牛F属于无性生殖的产物,即E牛和F牛的培育过程中均用到动物细胞培养和胚胎移植技术,D正确。
故选A。
30.在体细胞克隆猴培育过程中,为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,同时用组蛋白脱乙酰酶抑制剂(TSA)处理,具体培育流程如下图所示。下列说法正确的是( )
A.去核时使用的差速离心、紫外线长时间照射和化学物质处理等方法都没有穿透卵母细胞的透明带
B.卵母细胞在去核环节实际操作中被去除的不是核膜包被的细胞核,而是纺锤体-染色体复合物
C.组蛋白甲基化和乙酰化的表观遗传修饰都不利于重构胚的分裂和发育
D.为得到遗传背景相同的克隆猴用于科研,可用机械方法将早期胚胎随机切割成2份或4份后再进行胚胎移植
【答案】B
【分析】细胞核移植概念:将动物的一个细胞的细胞核移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中,使其重组并发育成一个新的胚胎,这个新的胚胎最终发育成动物个体。用核移植的方法得到的动物称为克隆动物。
目前核移植技术中普遍使用的去核方法是显微直接去除法还有人采用密度梯度离心,紫外光短时间照射、化学物质处理等方法。
【详解】A、目前核移植技术中普遍使用的去核方法是密度梯度离心,紫外光短时间照射、化学物质处理,A错误;
B、将卵母细胞培养到中期Ⅱ后进行去核操作,此时细胞核退化,出现的是纺锤体和染色体复合物,去核事实上是去除卵母细胞的纺锤体和染色体结构,B正确;
C、科学家将组蛋白去甲基化酶Kdm4d的mRNA注入重构胚,同时用组蛋白脱乙酰酶抑制剂处理重构胚,这样可降低组蛋白的甲基化水平,提高组蛋白的乙酰化水平,从而改变组蛋白的表观遗传修饰来调控基因表达,C错误;
D、为得到遗传背景相同的克隆猴用于科研,可用机械方法将早期胚胎均匀切割成2份或4份后再进行胚胎移植,D错误。
故选B。
两年重难·情境题(主要北京模拟,单选、非选择题)
设题创新:“异体通用型”药品,考察动物细胞培养,器官移植(T1);外泌体,考查动物细胞的培养(T2);克隆猪,考查细胞核移植,克隆动物(T4);嵌合抗原受体T细胞,考查单克隆抗体的制备(T13)
1.我国自主研发的全球首款“异体通用型”药品,含人异体诱导多能干细胞(iPS)再生的脊髓神经祖细胞注射液,可改善脊髓损伤患者的运动功能。下列叙述正确的是( )
A.制备阶段需将iPS细胞表面的主要组织相容性抗原“敲除”或屏蔽
B.该药研发过程不涉及调控基因的选择性表达
C.已分化的T细胞、B细胞不能被诱导为iPS细胞
D.iPS细胞培养过程要放在95%氧气和5%CO2的培养箱
【答案】A
【详解】A、异体移植时,供体细胞表面的主要组织相容性抗原会引发受体的免疫排斥反应,制备“异体通用型”细胞注射液时,敲除或屏蔽iPS细胞表面的主要组织相容性抗原,可避免免疫排斥,A正确;
B、iPS细胞分化为脊髓神经祖细胞的实质是基因的选择性表达,该药研发过程需要调控相关基因的选择性表达以实现定向分化,B错误;
C、已分化的T细胞、B细胞仍含有该物种全套的遗传物质,可通过导入诱导因子等方式被重编程为iPS细胞,C错误;
D、动物细胞培养的气体环境为95%空气和5%CO2,D错误。
2.外泌体是活细胞分泌的膜性囊泡,一般内含核酸和特异蛋白质等。某研究团队利用植物细胞培养技术,大规模生产此类外泌体。下列相关叙述错误的是( )
A.通常以目标代谢产物相对含量较高的植物及器官作为材料,进行愈伤组织的诱导
B.大规模培养时,需调控通气量和搅拌速度来维持适宜溶氧量,以促进细胞代谢
C.植物外泌体不能作为动物基因或细胞治疗中的传送递质
D.来自动物细胞的外泌体可作为癌症、免疫性疾病等早期诊断的生物学标志物
【答案】C
【详解】A、要提高外泌体的生产效率,通常选择目标产物(外泌体)相对含量较高的植物及器官作为材料诱导愈伤组织,A正确;
B、植物细胞代谢需要有氧呼吸提供能量,大规模培养时调控通气量和搅拌速度可保证适宜溶氧量,促进细胞代谢,B正确;
C、植物外泌体是磷脂双分子层构成的膜性囊泡,和动物细胞膜结构具有相似性,可携带核酸、特异蛋白等物质,能够作为动物基因或细胞治疗中的传送递质,C错误;
D、发生癌变、免疫功能异常的动物细胞分泌的外泌体,其携带的核酸、特异蛋白和正常细胞存在差异,因此外泌体可作为相关疾病早期诊断的生物学标志物,D正确。
3.通过动物细胞工程技术,可以利用患者自身的细胞在体外诱导发育成特定的组织器官,然后再移植回患者体内。图1和图2表示利用自身细胞进行器官移植的两种方法,其中诱导多能干细胞(iPS细胞)类似于人类的胚胎干细胞。下列叙述正确的是( )
A.两种方法均需进行动物细胞培养,动物细胞培养时会出现细胞贴壁生长现象,原代培养结束后用胃蛋白酶处理后,才能进行传代培养
B.利用两种方法所获得的组织器官的遗传物质均与患者的完全相同,因此移植后不会发生免疫排斥反应
C.可利用农杆菌转化法或显微注射法将Oct3/4基因、Sox基因、c-Myc基因和Klf基因导入成纤维细胞
D.图2中卵母细胞去核实际去除的是纺锤体—染色体复合物,核移植时供体细胞不用去核,可整个注入去核的卵母细胞中
【答案】D
【详解】A、动物细胞培养的适宜pH为7.2~7.4,胃蛋白酶在该pH环境下会失活,原代培养结束后需用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理使细胞分散,才能进行传代培养,A错误;
B、图1方法中向成纤维细胞导入了外源基因,所得组织器官的遗传物质和患者不完全相同;图2为体细胞核移植技术,所得组织器官的细胞质遗传物质来自卵母细胞,遗传物质也和患者不完全相同,B错误;
C、农杆菌转化法是将目的基因导入植物细胞的常用方法,不能用于将目的基因导入动物细胞,导入动物细胞常用显微注射法,C错误;
D、处于减数第二次分裂中期的卵母细胞的染色体与纺锤体结合,去核实际去除的是纺锤体—染色体复合物;核移植时可以不用单独取出供体细胞的细胞核,直接将整个供体细胞注入去核的卵母细胞中,之后诱导细胞融合即可让供体核进入卵母细胞,D正确。
4.2025年我国科学家首次利用冻存5年的体细胞成功克隆,获得了纯种仙居花猪。如图表示克隆猪的培育过程。下列叙述错误的是( )
注:Kdm4d是一种染色体组蛋白去甲基化酶。
A.①是对MⅡ期的卵母细胞进行去核操作
B.②是将体细胞注入去核卵母细胞形成重构胚
C.胚胎移植前需要对代孕母猪注射免疫抑制剂
D.可利用胚胎分割获得更多遗传背景相同的克隆猪
【答案】C
【详解】A、动物体细胞核移植时,通常选取MⅡ期的卵母细胞进行去核操作,该时期的卵母细胞具备诱导体细胞核全能性表达的条件,A正确;
B、过程②是将供体体细胞注入去核卵母细胞,后续经过融合、激活可形成重构胚,属于核移植的操作步骤,B正确;
C、胚胎移植的生理学基础之一是受体子宫对外来胚胎基本不发生免疫排斥反应,因此不需要对代孕母猪注射免疫抑制剂,C错误;
D、胚胎分割得到的多个胚胎来自同一个早期胚胎,遗传物质完全相同,因此可利用胚胎分割获得更多遗传背景相同的克隆猪,D正确。
5.CHO细胞(中国仓鼠卵巢细胞)可大量繁殖,药品工业中常转入胰岛素基因用于生产重组胰岛素。但传统CHO细胞常常贴壁生长,限制产量,通过驯化可获得悬浮生长的CHO细胞。下列叙述错误的是( )
A.培养CHO细胞需要加入葡萄糖、氨基酸、血清等营养成分
B.悬浮生长的CHO细胞进行传代前需用胰蛋白酶处理一定时间
C.利用CHO细胞进行胰岛素生产时可通过离心从上清液中收集产物
D.与大肠杆菌相比CHO细胞产生的胰岛素具有生物活性
【答案】B
【详解】A、动物细胞培养的培养基需要添加葡萄糖(碳源、能源物质)、氨基酸(氮源)等营养成分,还需要加入血清提供细胞生长所需的未知生长因子,A正确;
B、仅贴壁生长的细胞传代前需要用胰蛋白酶处理,使细胞脱离瓶壁并分散为单个细胞,悬浮生长的细胞本身游离在培养液中,无需胰蛋白酶处理即可进行传代操作,B错误;
C、胰岛素属于分泌蛋白,会被CHO细胞分泌到细胞外的培养液中,离心后细胞沉降到下层,上清液中含有胰岛素产物,可从上清液中收集产物,C正确;
D、大肠杆菌是原核生物,无内质网、高尔基体等细胞器,无法对胰岛素前体进行加工,产生的胰岛素无生物活性;CHO细胞是真核细胞,具备蛋白质加工的细胞器,产生的胰岛素经过加工后具有生物活性,D正确。
6.双特异性抗体(BsAb)是一种能同时结合两种不同抗原的人工抗体,在疾病免疫治疗中具有重要应用。乙肝病毒(HBV)中的主要抗原为HBsAg,细胞毒性T细胞表面有受体CD3,用于识别和激活T细胞。科研人员制备抗HBsAg/CD3双特异性抗体的流程如图所示,下列叙述正确的是( )
A.可从小鼠的脾中获得能产生抗HBsAg抗体的B淋巴细胞
B.双杂交瘤细胞需要同时识别HBsAg、CD3后,才能产生双特异性抗体
C.抗HBsAg/CD3双特异性抗体一般可招募靶细胞移至细胞毒性T细胞
D.过程②通过特定的选择培养基即可筛选出产生抗HBsAg抗体的单克隆杂交瘤细胞
【答案】A
【详解】A、向小鼠注射HBsAg后,小鼠发生特异性免疫反应,脾脏中可获得能产生抗HBsAg抗体的已免疫B淋巴细胞,A正确;
B、双杂交瘤细胞产生双特异性抗体是自身基因选择性表达的结果,不需要识别HBsAg、CD3的刺激,B错误;
C、该双特异性抗体可同时结合靶细胞的HBsAg和细胞毒性T细胞的CD3,作用是招募细胞毒性T细胞移至靶细胞处,发挥杀伤作用,而非招募靶细胞移至细胞毒性T细胞,C错误;
D、过程②中特定选择培养基仅能筛选出杂交瘤细胞,要得到能产生抗HBsAg抗体的单克隆杂交瘤细胞,还需进行克隆化培养和专一抗体检测,D错误。
7.在肿瘤生长的微环境中,CD39-腺苷通路和TGF-β通路活化后会协同抑制免疫细胞的活性,使肿瘤发生免疫逃逸。ES014是双特异性单克隆抗体,可同时靶向调节上述两条信号通路,重塑机体的抗肿瘤免疫。制备ES014的过程见下图。下列分析错误的是( )
A.需要向小鼠多次注射TGF-β,以便后续获得杂交瘤细胞a
B.可用灭活的仙台病毒诱导杂交瘤细胞a和细胞b相互融合
C.用选择培养基可从融合体系中筛选出用于生产的双杂交瘤细胞
D.ES014同时阻断CD39-腺苷和TGF-β通路,恢复免疫监视功能
【答案】C
【详解】A、杂交瘤细胞a需要产生靶向TGF-β通路的抗体,因此需多次向小鼠注射TGF-β抗原,刺激小鼠产生相应的已免疫B细胞,再进一步制备得到杂交瘤细胞a,A正确;
B、灭活的仙台病毒是诱导动物细胞融合的常用生物方法,可用于诱导杂交瘤细胞a和细胞b的融合,B正确;
C、选择培养基仅能筛选出融合的杂交瘤细胞,淘汰未融合细胞、同种融合的细胞,若要获得可生产所需双特异性抗体的双杂交瘤细胞,还需要进行克隆化培养和抗体阳性检测,经多次筛选才能得到,C错误;
D、CD39-腺苷通路和TGF-β通路活化会抑制免疫细胞活性,导致肿瘤免疫逃逸,ES014阻断这两条通路,可解除免疫抑制,恢复机体免疫监视功能,D正确。
8.药物雷公藤红素(TRI)能抑制肝癌细胞生长,科研人员利用肝癌细胞表面标志物甲胎蛋白等,研发了肝癌细胞的单克隆抗体—TRI的偶联物(ADC)治疗肝癌。下列叙述错误的是( )
A.体外培养肝癌细胞时需要提供O2和CO2,其中CO2的主要作用是刺激细胞呼吸
B.单克隆抗体制备过程中可用甲胎蛋白筛选出特定的杂交瘤细胞
C.利用单克隆抗体技术制备的杂交瘤细胞既能大量增殖又能产生抗体
D.用ADC治疗肝癌与用普通的TRI相比,可减少对健康细胞的伤害
【答案】A
【详解】A、体外培养动物细胞时,需要的气体环境为95%空气和5%CO2,其中CO2的主要作用是维持培养液的pH,A错误;
B、甲胎蛋白是肝癌细胞的表面标志物,可作为抗原,筛选出能分泌抗甲胎蛋白抗体的特定杂交瘤细胞,B正确;
C、杂交瘤细胞由B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合形成,既能大量增殖又能产生抗体,C正确;
D、ADC中的单克隆抗体可特异性识别肝癌细胞,从而TRI在肝癌细胞处发挥作用,相比普通TRI无差别作用于细胞,可显著减少对健康细胞的伤害,D正确。
9.为缓解器官移植时器官供应不足的现状,科学家将4个关键基因移植入已分化的肌细胞中,使该细胞成为诱导多能干细胞(iPS细胞),再用iPS细胞诱导成多种组织细胞,如图为该实验示意图。下列有关叙述正确的是( )
A.iPS细胞可以诱导分化出肝脏细胞,但不能体现细胞的全能性
B.从肌肉细胞诱导为iPS细胞的过程中,细胞中的核苷酸、核酸、蛋白质种类均不发生改变
C.iPS细胞分化为各种功能不同细胞的根本原因是表达的蛋白质种类不同
D.将iPS细胞诱导分化成其他类型的组织细胞后,这些组织细胞均由于高度分化而失去增殖能力
【答案】A
【详解】A、细胞全能性的体现需要细胞最终发育为完整个体(或分化出机体所有类型的细胞),iPS细胞仅诱导分化出肝脏细胞,无法体现细胞全能性,A正确;
B、该过程将4个外源关键基因导入肌肉细胞,细胞的DNA(核酸)种类发生改变,关键基因表达会产生新的mRNA(核酸)和对应的蛋白质,因此核酸、蛋白质种类均会改变,B错误;
C、细胞分化的根本原因是基因的选择性表达,蛋白质种类不同是细胞分化的直接原因,C错误;
D、部分高度分化的组织细胞仍保留增殖能力,如肝脏细胞在肝脏受损时可恢复增殖能力,并非所有诱导得到的组织细胞都失去增殖能力,D错误。
10.近年来,干细胞技术在疑难疾病治疗中取得革命性突破。2026年3月,中国科学家利用自体或异体细胞经诱导获得内胚层干细胞后,体外再造胰岛,成功让1型糖尿病患者脱离外源胰岛素并维持血糖平稳。下列相关叙述正确的是( )
A.干细胞未分化,具有较强的分裂、分化能力
B.内胚层干细胞获得胰岛细胞,体现了动物细胞的全能性
C.细胞进行体外培养时需要在CO2培养箱中通入95%的O2和5%的CO2
D.利用该技术获得胰岛的过程中,会发生基因的选择性表达
【答案】D
【详解】A、干细胞是分化程度较低的细胞,并非完全未分化,A错误;
B、动物细胞全能性的体现需要已分化的细胞发育为完整个体,内胚层干细胞仅分化为胰岛细胞,未形成完整个体,不能体现动物细胞的全能性,B错误;
C、动物细胞体外培养的气体环境为95%的空气和5%的CO2,并非95%的O2,C错误;
D、内胚层干细胞分化为胰岛细胞的过程本质是基因的选择性表达,D正确。
11.(2026·北京·模拟预测)肺癌是目前全球发病率和死亡率均排名第一的癌症。治疗已转移肺癌的主要方法是化疗,但化疗是对全身用药,副作用较大。科研人员尝试在单克隆抗体技术的基础上,构建抗体—药物偶联物(ADC)来对肺癌患者进行治疗,过程如图1所示。回答下列问题:
(1)在体外进行动物细胞培养时为了维持培养液的pH,应该将细胞置于含有________的混合气体的培养箱中培养,同时为了防止有害代谢物的积累,可采用________________的方法,以便清除代谢物。
(2)本实验中,小鼠注射的特定抗原应取自人的________细胞。①过程诱导融合时,与植物体细胞杂交相比特有的诱导方法是________。单克隆抗体的制备过程中需要进行两次筛选,步骤②是利用________进行筛选;步骤③将步骤②筛选得到的细胞,进行多倍稀释,接种在多孔细胞培养板上,使每孔细胞不超过1个,通过培养让其增殖,然后利用________________原理检测各孔上清液中细胞分泌的抗体,检测结果为阳性的细胞即为杂交瘤细胞,其具有________________的特点。
(3)通过步骤④将获得的单克隆抗体和化疗药物通过接头结合在一起,获得ADC。研究发现,ADC在患者体内的作用如图2所示。ADC能降低化疗的副作用,原因是________________________________________。
【答案】(1) 95%空气和 定期更换培养液
(2) 肺癌 灭活的病毒诱导法 特定的选择培养基 抗原—抗体杂交 既能无限增殖,又能产生特异性抗体
(3)ADC能准确识别并定位癌细胞,减少对正常细胞的杀伤
【详解】(1)动物细胞培养需要一定的气体环境,即在含有95%空气和5%CO2的混合气体的CO2培养箱中进行。在动物细胞培养的过程中,为防止有害代谢物的积累,要定期更换培养液。
(2)要生产肺癌的单克隆抗体,应该选择肺癌细胞上特定的抗原对小鼠进行免疫处理,使小鼠产生针对肺癌细胞特异抗原的B淋巴细胞。在诱导细胞融合时不同于诱导植物原生质体融合的诱导因素是灭活的病毒。两次筛选,第一次利用的是选择培养基,第二次进行克隆化培养、抗体检测,检测抗体利用的是抗原—抗体杂交原理。经过两次筛选可以得到既能无限增殖,又能产生特异性抗体的杂交瘤细胞。
(3)ADC中的单克隆抗体能精确地定位肺癌细胞,让药物作用于肺癌细胞,而不是正常的细胞,可以降低肺癌治疗药物的副作用
12.(2026·北京昌平·二模)牛多能性拓展干细胞(bEPSCs)是育种、培育优质牛肉等应用的核心材料,为建立可长期自我更新的bEPSCs系,科研人员开展系列实验。
(1)bEPSCs可从牛囊胚的______中分离获取,培养过程中需定期更换培养液的目的是补充营养物质、______。
(2)培养的bEPSCs呈致密、饱满的圆顶状克隆生长,细胞克隆边界清晰、结构规整。取部分bEPSCs均分为2组,第1组加入CHIR和XAV试剂,第2组仅添加CHIR。在相同适宜条件下培养一段时间,观察早期传代细胞,第1组细胞呈致密圆顶状克隆,边缘整齐,第2组细胞由致密变扁平、克隆松散。结果表明______。
(3)bEPSCs建系过程中,研究人员比较不同培养条件对长期传代细胞的影响,结果如下表。
组别
培养基成分
POU5F1基因表达
SOX2基因表达
对照组
CHIR+XAV
++
++
A
CHIR
++++
++++
B
iCRT3
+++
+++
C
CHIR+iCRT3
+++++
+++++
注:“+”数量表示相对表达量;POU5F1和SOX2表达量越高,干细胞特性保持越好
①结果表明CHIR与iCRT3对bEPSCs分化的作用是______关系。
②Wnt和β-catenin是调控干细胞分化关键通路的信号分子,XAV抑制Wnt/β-catenin通路。TCF1和TCF4均为功能性蛋白,iCRT3特异性破坏β-catenin-TCF1蛋白复合物形成。下图为bEPSCs的Wnt/β-catenin调控机制。
Ⅰ.写出早期传代调节过程中表示调控效应的关键词:
第1组:【Ⅰ+Ⅱ】(调节平衡)→Ⅲ→Ⅴ(b1______)→Ⅶ(c1______)
第2组:【Ⅰ】(a1______)→Ⅲ→Ⅴ(b1______)→Ⅶ(e1______)
Ⅱ.写出晚期传代C组实验调节过程中表示调控效应的关键词:d______,b2______,c2______。
(a1和d选填“促进”、“抑制”或“无影响”,b1和b2选填“上调”、“下调”或“不变”,c1和c2选填“维持”或“脱离”)。
【答案】(1) 内细胞团 及时清除代谢废物
(2)单独使用CHIR会诱导早期传代bEPSCs分化,而加入XAV后可逆转这一效应,维持细胞的干细胞特性
(3) 协同 下调 维持 促进 下调 脱离 抑制 上调 维持
【详解】(1)bEPSCs可从牛囊胚的内细胞团分离获取,内细胞团细胞具有发育的全能性,可分化为胎儿的各种组织。动物细胞培养过程中,细胞会不断产生乳酸、氨等代谢废物,这些物质积累会毒害细胞。定期更换培养液既能补充消耗的营养物质,又能及时清除代谢废物,维持细胞正常的生存环境。
(2)本实验的自变量是XAV的有无,因变量是bEPSCs的克隆形态(反映分化状态)。第1组(CHIR+XAV):细胞呈致密圆顶状、边缘整齐,这是未分化干细胞的典型形态。第2组(仅CHIR):细胞变扁平、克隆松散,说明细胞发生了分化。对比可知,单独使用CHIR会诱导早期传代bEPSCs分化,而加入XAV后可逆转这一效应,维持细胞的干细胞特性。
(3)①分析表格数据:单独使用 CHIR(A 组)或 iCRT3(B 组),POU5F1 和 SOX2 的表达量均高于对照组(CHIR+XAV)。两者联合使用(C 组)时,表达量显著高于单独使用的任何一组,且达到最高水平。由于 POU5F1 和 SOX2 表达量越高,干细胞特性保持越好(即抑制分化的效果越强),说明 CHIR 和 iCRT3 在抑制 bEPSCs 分化、维持干细胞特性方面具有协同作用(共同作用效果大于单独作用之和)。
②早期传代 bEPSCs 主要通过β-catenin-TCF1 通路调控,晚期传代主要通过β-catenin-TCF4 通路调控。CHIR:促进Wnt/β-catenin 通路激活,增加细胞内 β-catenin 的含量。XAV:抑制Wnt/β-catenin 通路激活,减少细胞内 β-catenin 的含量。iCRT3:特异性抑制β-catenin 与 TCF1 的结合(破坏 β-catenin-TCF1 复合物形成)。β-catenin-TCF1 复合物:下调POU5F1 和 SOX2 的表达(促进分化)。β-catenin-TCF4 复合物:上调POU5F1 和 SOX2 的表达(维持干细胞特性)。
Ⅰ. 早期传代调节过程
第 1 组(CHIR+XAV):β-catenin-TCF1 复合物的固有作用是抑制(下调)多能性基因的表达。CHIR(促进通路)与 XAV(抑制通路)达到平衡,β-catenin-TCF1 复合物含量适中,多能性基因表达量足以维持干细胞特性,细胞不分化。
第 2 组(仅 CHIR):CHIR 的作用是激活(促进)Wnt/β-catenin 通路,使细胞内 β-catenin 含量显著升高。与第 1 组相同,β-catenin-TCF1 复合物仍发挥下调多能性基因的作用。β-catenin 含量升高导致 β-catenin-TCF1 复合物大量积累,多能性基因表达被显著抑制,细胞丧失干细胞特性,发生分化。
Ⅱ. 晚期传代 C 组(CHIR+iCRT3)调节过程
iCRT3 的特异性作用是抑制 β-catenin 与 TCF1 的结合,阻断 β-catenin-TCF1 通路。CHIR 使 β-catenin 含量升高,同时 iCRT3 阻断了 TCF1 通路,因此大量 β-catenin 转向与 TCF4 结合,形成 β-catenin-TCF4 复合物,该复合物显著上调多能性基因的表达。多能性基因表达量达到最高水平,干细胞特性得到最有效的维持,细胞可长期自我更新。
13.(23-24高三上·北京丰台·期末)嵌合抗原受体T细胞(CAR-T)疗法作为肿瘤免疫治疗的新型精准靶向治疗,是目前恶性肿瘤治疗中最具潜力的疗法之一。
(1)CAR-T疗法是通过基因工程手段将CAR蛋白基因导入T细胞,经体外培养筛选后回输到病人的体内,利用CAR蛋白识别肿瘤细胞特异性抗原(如HER2蛋白)。
①CAR-T制备过程中培养基常添加抗生素,目的是_______,置于______中培养。
②用于治疗的T细胞可以来自患者自身,也可以来自其他健康人,如果用其他健康人的T细胞则需要首先敲除一些编码T细胞表面特异性蛋白的基因,再导入CAR蛋白基因,原因是_______。
(2)临床研究发现,正常组织细胞表面也有低表达的HER2蛋白,导致治疗时会杀伤自身正常组织细胞。已知L蛋白对HER2亲和力低,CAR蛋白对HER2亲和力高,受此启发,科学家在传统CAR-T细胞的基础上做了进一步的改造,为CAR蛋白安装一个分子开关,如下图所示。
由图可知,抗原与L蛋白结合后会激活TF,后者进入细胞核激活______的表达,进而定位到细胞膜上结合抗原,使T细胞对肿瘤的杀伤能力_____。改造后的CAR-T与传统CAR-T疗法相比,其优势是_______。
(3)为验证此细胞对肿瘤抗原的作用,应以在小鼠尾部注射未改造的T细胞组为对照进行实验。
实验组别
实验处理
0天
7天
10天
实验组1
向小鼠臀部左右两侧分别注射
① 和②
向小鼠尾部注射
③
实验组2
向小鼠尾部注射
④
①-④处理所需的实验材料应分别选用 。(填字母)
A.生理盐水
B.HER2低表达肿瘤细胞
C.HER2高表达肿瘤细胞
D.传统CAR-T细胞
E.改造后的CAR-T细胞
F.未经改造的T细胞
【答案】(1) 防止杂菌污染 CO2培养箱 防止T细胞表面的特异性蛋白作为抗原引起免疫排斥反应
(2) CAR(蛋白)基因 增强 只杀伤高表达蛋白的肿瘤细胞,不杀伤低表达的正常细胞
(3)BCED
【分析】癌细胞的特点:(1)适宜条件下能够无限增殖;(2)形态结构发生显著变化;(3)细胞膜上的糖蛋白等物质减少,使得细胞彼此之间的黏着性减小。
【详解】(1)①CAR-T制备过程中所使用的培养基常添加抗生素,其目的是防止杂菌污染,并将其置于CO2培养箱中进行培养。
②编码T细胞表面特异性蛋白的基因会通过基因的表达合成具有特异性识别功能的蛋白质,参与细胞免疫,将该基因敲除后,就可以防止T细胞表面的特异性蛋白作为抗原引起免疫排斥反应。
(2)依据题干信息,L蛋白对HER2亲和力低,CAR蛋白对HER2亲和力高,根据图示,抗原与L蛋白结合后会激活TF,后者进入细胞核激活CAR(蛋白)基因的表达,进而定位到细胞膜上结合抗原,使T细胞对肿瘤的杀伤能力增强。改造后的CAR-T与传统CAR-T疗法相比,其优势是只杀伤高表达蛋白的肿瘤细胞,防止杀伤低表达的正常细胞
(3)为了验证该细胞对肿瘤抗原的作用,应以在小鼠尾部注射未改造的T细胞组为对照进行实验。以是否经过改造的CAR-T细胞作为自变量,依据实验结果,实验组1,7天后注射改造后的CAR-T细胞;实验组2,7天后注射传统的CAR-T细胞。为了进行实验对比,结合实验结果,实验开始时,还应向小鼠臀部左右两侧分别注射HER2低表达肿瘤细胞和HER2低表达肿瘤细胞。故①-④处理所需的实验材料应分别选用BCED。
14.(2023·北京东城·一模)癌症的免疫疗法通过重新激活抗肿瘤的免疫细胞,克服肿瘤的免疫逃逸,在癌症治疗方法中取得越来越突出的地位,科研人员在不断研究中发现多种免疫治疗方法的结合是提高治疗效果的途径之一。
(1)癌细胞由于______突变导致其表面物质发生改变,如某些种类癌细胞表面高表达膜蛋白PSMA和PD-L1,如图PD-L1能抑制T细胞的活化,使癌细胞发生免疫逃逸。临床上可利用PD-1的单克隆抗体进行癌症治疗,根据图1推测,其原因是______。但此种方法对一些肿瘤无效。
(2)CD28是T细胞表面受体,T细胞的有效激活依赖于CD28在癌细胞与T细胞结合部位的聚集。因此,科研人员尝试构建既能结合PSMA,还能结合CD28的双特异性抗体PSMA×CD28,诱导T细胞定向杀伤癌细胞,如下图2。
制备过程为:先将______分别注射到小鼠体内,分离出B淋巴细胞,诱导其与小鼠的______细胞融合,筛选得到两种杂交瘤细胞,再诱导两种细胞融合。成功融合的细胞会表达两种L链和两种H链,由于______而产生多种抗体,因此还需进行筛选才能获得所需的双特异性抗体PSMA×CD28。
(3)科研人员将癌细胞和T细胞共同培养,加入不同抗体,比较不同抗体对T细胞活化的作用。实验各组由活化T细胞产生的细胞因子IL-2含量如下图3,结果说明______。
(4)共同培养癌细胞和T细胞,经处理形成图4所示的细胞结合部位,再均分为两组,A组中加入非阻断性PD-1单抗(与PD-1结合后,PD-1仍可和PD-L1结合),B组加入正常PD-1单抗,两组均加入蓝色荧光标记的CD28单抗,观察荧光分布,结果如下图4。请据此实验解释(3)中双特异性抗体PSMA×CD28与PD-1单抗联合使用对T细胞激活的影响______。
【答案】(1) 原癌基因和抑癌基因 PD-1单抗与PD-1的结合,阻断了PD-1和PD-L1结合,避免抑制T细胞活化
(2) PSMA、CD28 骨髓瘤 L链和H链的随机组合
(3)PSMA×CD28和PD-1单抗联合使用能够显著激活T细胞,且随PSMA×CD28浓度增加激活作用增强;单独使用PSMA×CD28或PD-1单抗,都不能显著激活T细胞
(4)PD-1单抗能避免PD-1与PD-L1结合,使CD28可以分布到T细胞和癌细胞的细胞结合部位,PSMA×CD28能更好地实现T细胞与癌细胞的有效结合,显著激活T细胞。
【分析】癌细胞表面蛋白PD-L1与T细胞表面的受体PD-1结合后,会抑制T细胞的激活,若阻止PD-L1与T细胞表面的受体PD-1的结合,则可以解除对T细胞的抑制,有利于T细胞通过细胞免疫清除癌细胞。
【详解】(1)癌细胞是由于原癌基因和抑癌基因改变,导致细胞可以无限分裂;从图中可以看出,癌细胞通过PD-L1与T细胞上的PD-1结合,如果利用PD-1的单克隆抗体,PD-1单抗与PD-1的结合,阻断了PD-1和PD-L1结合,避免抑制T细胞活化。
(2)科学家的目的是构建既能结合PSMA,还能结合CD28的双特异性抗体PSMA×CD28,所以PSMA和CD28相当于抗原,需要先注入小鼠体内,获得B淋巴细胞,将B细胞和小鼠的骨髓瘤细胞融合,成功融合的细胞会表达两种L链和两种H链,但L链和H链可以随机组合,所以能够产生多种抗体,因此还需进行筛选才能获得所需的双特异性抗体PSMA×CD28。
(3)结合图3可以明显看出PSMA×CD28和PD-1单抗联合使用能够显著提高细胞因子IL-2的含量,说明其可以显著激活T细胞,且随PSMA×CD28浓度增加激活作用增强;单独使用PSMA×CD28或PD-1单抗,都不能显著激活T细胞。
(4)从图4中看出,蓝色荧光主要分布在T细胞和癌细胞的细胞结合部位,说明PD-1单抗能避免PD-1与PD-L1结合,使CD28可以分布到T细胞和癌细胞的细胞结合部位,而比较上图和下图可以得出,PSMA×CD28能更好地实现T细胞与癌细胞的有效结合,显著激活T细胞。
15.(2025·北京朝阳·二模)哺乳动物的脂肪组织包含白色脂肪组织(WAT)和棕色脂肪组织(BAT)。研究者研究了BAT对癌细胞的影响。
(1)糖酵解是癌细胞获得能量的重要途径。糖酵解是有氧呼吸的第一阶段,该途径将葡萄糖分解为_______,同时产生H+,H+被转运到胞外,引起细胞外酸化。
(2)细胞外酸化速率(ECAR)反映细胞糖酵解能力。检测体外培养的乳腺癌细胞的ECAR,结果如图1。
①加入寡霉素后,ECAR继续上升的原因是细胞有氧呼吸受抑制,_______,糖酵解加快。
②加入葡萄糖和寡霉素后,ECAR值的变化均来源于糖酵解的速率变化而非其它产H+途径的变化,证据是_______。
(3)BAT在成年动物体内量很少。研究者向WAT中导入特定基因表达载体,使其转化为BAT,利用图2所示装置共培养BAT和乳腺癌细胞3天后,分离癌细胞,测定其数量和糖酵解能力。
①与直接将两种细胞混合培养相比,图2装置可排除BAT细胞通过________影响癌细胞的可能。
②该实验设两组对照,对照组1为癌细胞单独培养,对照组2为________。
(4)实验结果显示,两个对照组间无显著差异,而实验组与对照组差异显著,表明BAT对癌细胞的增殖和糖酵解能力有抑制作用。请在ECAR检测结果图中补充绘制实验组曲线。
【答案】(1)丙酮酸、[H]
(2) 细胞依赖无氧呼吸产生ATP以保证能量供应 加入2-脱氧葡萄糖后,ECAR值降至初始水平
(3) 直接接触 癌细胞与导入空载体的WAT用图2装置共培养
(4)
【分析】有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H],合成少量ATP;第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H],合成少量ATP;第三阶段是氧气和[H]反应生成水,合成大量ATP。
【详解】(1)有氧呼吸的第一阶段是将葡萄糖分解为丙酮酸、[H],同时产生H+,H+被转运到胞外,引起细胞外酸化。
(2)①分析题意可知,寡霉素可抑制线粒体中ATP中合成酶的功能,而线粒体是有氧呼吸的主要场所,故加入寡霉素后,能够抑制有氧呼吸,ECAR继续上升的原因是细胞有氧呼吸受抑制,细胞依赖无氧呼吸产生ATP以保证能量供应,糖酵解加快。
②葡萄糖是糖酵解的直接底物,寡霉素抑制有氧呼吸后,细胞只能依赖糖酵解产生能量,因此,ECAR的变化直接反映了糖酵解速率的变化,排除了其他产H+途径的干扰,即加入2-脱氧葡萄糖后,ECAR值降至初始水平,说明ECAR值的变化均来源于糖酵解的速率变化而非其它产H+途径的变化。
(3)①图2所示的装置通过物理隔离的方式,使得BAT细胞和乳腺癌细胞无法直接接触,从而排除了BAT细胞通过直接接触影响癌细胞的可能性。
②对照组1是癌细胞单独培养,用于观察癌细胞在无其他细胞影响下的生长和代谢情况,对照组2是癌细胞与导入空载体的WAT用图2装置共同培养,用于观察WAT细胞对癌细胞的影响,从而与BAT细胞的影响进行对比。
(4)根据实验结果,BAT对癌细胞的增殖和糖酵解能力有抑制作用,因此在ECAR检测结果图中,实验组的曲线应低于对照组1和对照组2的曲线,表明BAT的存在降低了癌细胞的糖酵解速率,可绘制图形如下:
五年真题·压轴题(主要北京视野,单选、非选择题)
高频考点:动物细胞培养;单克隆抗体的制备;细胞核移植
1.(2025·北京·高考真题)动物细胞培养基一般呈淡红色。某次实验时,调控pH的CO2耗尽,培养基转为黄色。由此推断使培养基呈淡红色的是( )
A.必需氨基酸 B.抗生素
C.酸碱指示剂 D.血清
【答案】C
【分析】适宜大多数细胞生长的培养基pH在7.0-7.4之间,pH7.4的环境适合大多数的哺乳动物细胞系。酚红在培养基中被用来作为pH值的指示剂,用以持续监测培养液的酸碱度,在低pH值时酚红使培养液呈黄色,而较高的pH值时使培养液呈紫色,pH值7.2-7.4时为红色,最适合细胞培养。
【详解】A、必需氨基酸是细胞生长的营养成分,不参与指示pH变化,A错误;
B、抗生素用于抑制微生物污染,与培养基颜色无关,B错误;
C、酸碱指示剂在培养基中用于显示pH变化,C正确;
D、血清提供生长因子,不直接导致颜色变化,D错误。
故选C。
2.(2023·北京·高考真题)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
【答案】D
【分析】单克隆抗体制备流程:先给小鼠注射特定抗原使之发生免疫反应,之后从小鼠脾脏中获取已经免疫的B淋巴细胞,诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合,利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞;进行抗体检测,筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞;进行克隆化培养,即用培养基培养和注入小鼠腹腔中培养;最后从培养液或小鼠腹水中获取单克隆抗体。
【详解】A、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;
B、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;
C、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;
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。
故选D。
3.(2020·北京·高考真题)人体感染新冠病毒后,机体会产生多种特异性抗体。我国科学家从康复者的浆细胞中克隆出针对病毒表面抗原的抗体基因相关序列,构建表达载体并在相应系统中表达,可制备出全人源单克隆抗体。以下表述错误的是( )
A.该单抗可直接用于新冠病毒的核酸检测
B.在该单抗制备过程中利用了基因工程技术
C.该单抗可与新冠病毒相应蛋白特异性结合
D.可用抗原-抗体反应检测抗体基因表达产物
【答案】A
【分析】1、单克隆抗体制备流程:先给小鼠注射特定抗原使之发生免疫反应,之后从小鼠脾脏中获取已经免疫的B淋巴细胞;诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合,利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞;进行抗体检测,筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞;进行克隆化培养,即用培养基培养和注入小鼠腹腔中培养;最后从培养液或小鼠腹水中获取单克隆抗体。
2、两次筛选:①筛选得到杂交瘤细胞(去掉未杂交的细胞以及自身融合的细胞);②筛选出能够产生特异性抗体的细胞群。杂交瘤细胞的特点:既能大量增殖,又能产生特异性抗体。
【详解】A、单抗检测病毒是否存在的原理是抗原―抗体杂交,检测病毒蛋白;直接检测新冠病毒核酸是分子杂交,检测是否含有病毒的核酸,所以抗体不能直接检测核酸,A错误;
B、题意显示,我国科学家从康复者的浆细胞中克隆出针对病毒表面抗原的抗体基因相关序列,构建表达载体并在相应系统中表达,制备出全人源单克隆抗体。据此可推测,在该单抗制备过程中利用了基因工程技术,B正确;
C、针对新冠病毒表面抗原制备出的单抗,可与新冠病毒相应蛋白特异性结合,C正确;
D、抗体基因表达产物检测的方法是采用抗原―抗体杂交反应,若呈阳性,则说明已翻译出相应的蛋白质,D正确。
故选A。
4.(2026·湖北·高考真题)类器官是体外培养的由干细胞分化形成的微型器官样结构。我国科学家培育出胰岛类器官、肾类器官等,能模拟真实器官部分结构与功能。下列叙述错误的是( )
A.体外培养基质中的钾离子浓度高于胞内钾离子浓度
B.多种类器官的成功培育,为体外研究器官间相互作用奠定了基础
C.若要使胰岛类器官分泌更多胰岛素,可诱导更多干细胞向胰岛B细胞定向分化
D.若要初步判断肾类器官的培育是否成功,可检测其对水、无机盐平衡的调节能力
【答案】A
【详解】A、动物细胞内钾离子浓度远高于细胞外,体外培养基质属于细胞生活的外界环境,钾离子浓度应低于胞内钾离子浓度,A错误;
B、多种类器官能分别模拟对应真实器官的部分结构与功能,因此其成功培育可为体外研究不同器官间的相互作用提供实验材料,奠定研究基础,B正确;
C、胰岛素是由胰岛B细胞合成分泌的,因此诱导更多干细胞向胰岛B细胞定向分化,可使胰岛类器官分泌更多胰岛素,C正确;
D、肾脏的核心功能之一是调节水、无机盐平衡,因此检测该调节能力可初步判断肾类器官培育是否成功,D正确。
5.(2026·江西·高考真题)植物生物反应器是一种新兴的重组蛋白表达系统,研究人员按图示流程制备抗蛋白F的抗体。下列叙述错误的是( )
A.制备杂交瘤细胞需将免疫小鼠的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合
B.利用F免疫的小鼠能制备出多种抗F的单克隆抗体
C.单克隆抗体阳性克隆培养液中通常需要添加血清
D.可用PCR检测植物叶片中是否含有抗F的抗体
【答案】D
【详解】A、制备杂交瘤细胞的核心操作就是将免疫小鼠的B淋巴细胞(可分泌特异性抗体)与骨髓瘤细胞(可无限增殖)融合,符合单克隆抗体制备的流程,A正确;
B、抗原蛋白F上存在多个不同的抗原决定簇,可刺激小鼠产生多种分泌抗F抗体的B淋巴细胞,因此可制备多种抗F的单克隆抗体,B正确;
C、单克隆抗体阳性克隆的培养属于动物细胞培养,目前人类未完全掌握动物细胞所需的全部营养物质,因此培养液中通常需要添加血清等天然成分补充未知营养,C正确;
D、PCR是扩增和检测核酸的技术,抗F抗体的本质是蛋白质,无法用PCR检测,检测抗体需要使用抗原-抗体杂交技术,D错误。
6.(2026·江西·高考真题)为探究从冰冻多年的组织细胞中“复活”基因组的可能性,研究人员将-20℃冷冻后的实验小鼠解冻,检测发现细胞均死亡,细胞膜受损;提取不同组织细胞的细胞核,分别注入去核卵母细胞进行克隆,结果如表。下列叙述合理的是( )
细胞核来源
激活的重构胚数量(个)
发育至桑葚胚的比例(%)
成功构建核移植胚胎干细胞系(ntES)的比例(%)
脑
109
39.4
10.1
胰腺
85
15.3
1.2
心脏
82
6.1
0
A.利用差速离心法可从解冻组织匀浆液中获得细胞核
B.细胞核注入去核卵母细胞后还需采用电融合法将两者融合
C.利用心脏来源的细胞核未能成功构建ntES,说明其没有全能性
D.利用胰腺细胞的核成功构建ntES的比例比脑低,说明此分化程度更高
【答案】A
【详解】A、差速离心法通过控制不同的离心速率,可将质量不同的细胞组分分离,细胞核质量大,会在较低转速下最先沉淀,因此可从解冻组织匀浆液中获得细胞核,A正确;
B、电融合法是用于诱导供体细胞与去核卵母细胞的细胞膜融合的操作,若已经直接将提取的细胞核注入去核卵母细胞的细胞质中,无需再进行电融合,只需进行激活处理即可,B错误;
C、细胞核全能性是指细胞核含有发育为完整个体的全套遗传物质,具有发育成完整个体的潜能,利用心脏来源的细胞核未成功构建ntES是受当前实验条件限制,不能说明其细胞核本身不具有全能性,C错误;
D、核移植的成功比例受冷冻对不同组织细胞核的损伤程度、操作误差等多种因素影响,不能仅根据成功率更低就直接判定胰腺细胞分化程度更高,且神经细胞属于高度分化的终末细胞,分化程度高于多数胰腺细胞,D错误。
7.(2026·广东·高考真题)中华鲟和长江鲟均为国家重点保护动物,其性成熟时间分别约为20年和5年。如图示我国科学家运用鱼类生殖干细胞移植技术成功繁殖中华鲟的过程,该技术显著缩短了繁殖周期。下列分析错误的是( )
A.①示从供体中华鲟分离性腺组织
B.②使用胰蛋白酶处理,获取生殖干细胞
C.③示干细胞移植过程,应在无菌环境中操作
D.④示体外受精,受精卵基因组均与中华鲟的相同
【答案】D
【详解】A、本技术的目的是繁殖中华鲟,生殖干细胞存在于性腺组织中,因此①是从供体中华鲟分离性腺组织,A正确;
B、动物组织细胞间通过蛋白质类物质连接,用胰蛋白酶处理可分解胞间连接物质,将性腺组织分散为单个生殖干细胞,B正确;
C、细胞移植操作需要在无菌环境中进行,避免杂菌污染导致移植失败,因此③干细胞移植过程应保持无菌环境,C正确;
D、④表示体外受精作用;题干信息是将从中华鲟性腺组织获得的生殖干细胞移植到了长江鲟仔鱼(未移除性腺),待该长江鲟仔鱼性成熟后,雌雄长江鲟分别产生卵细胞和精细胞进行体外受精作用,再通过胚胎发育获得中华鲟后代,由于该过程中长江鲟仔鱼没有移除性腺,获得的受精卵基因组可能来自长江鲟,D错误。
8.(2025·山东·高考真题)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
【分析】动物细胞培养的条件(1)营养条件。(2)无菌、无毒的环境:培养液和培养用具灭菌处理、无菌环境下操作、定期更换培养液。(3)适宜的温度、pH和渗透压。(4)气体环境:95%空气和5%CO2。
【详解】A、对牛乙注射促性腺激素进行超数排卵,目的是收集更多数量的卵母细胞,以便后续进行核移植操作,A正确;
B、卵母细胞去核应在其减数分裂Ⅱ中期进行,B错误;
C、在培养动物体细胞时,需要定期更换培养液,防止细胞代谢产物的积累对细胞自身造成危害,C正确;
D、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。
故选B。
9.(2026·湖南·高考真题)大规模生产治疗性单克隆抗体时,常采用悬浮细胞表达系统。下列叙述错误的是( )
A.该类抗体在细胞中的翻译起始于游离在细胞质基质中的核糖体
B.该类抗体在细胞的内质网和高尔基体中修饰加工
C.悬浮细胞在培养过程中出现增殖能力下降的原因是接触抑制
D.一种治疗性单克隆抗体一般只能与一种抗原结合
【答案】C
【详解】A、抗体属于分泌蛋白,分泌蛋白的翻译起始于细胞质基质中游离的核糖体,合成一段信号肽后才转移至附着在内质网的核糖体上继续合成,A正确;
B、抗体作为分泌蛋白,需要先在内质网中完成折叠、初步糖基化等加工,再进入高尔基体完成进一步的修饰加工,才具备生物活性,B正确;
C、接触抑制是贴壁生长的动物细胞特有的现象,即贴壁细胞增殖到细胞间相互接触时就会停止分裂增殖,悬浮培养的细胞不需要贴壁生长,不会出现接触抑制,其增殖能力下降与接触抑制无关,C错误;
D、单克隆抗体具有特异性强的特点,一种单克隆抗体只能识别一种抗原的特定抗原表位,因此一般只能与一种抗原结合,D正确。
10.(2026·陕晋青宁卷·高考真题)将人类免疫球蛋白(Ig)基因导入小鼠胚胎干细胞后,经核移植技术获得的转基因小鼠可用于制备单克隆抗体。下列叙述正确的是( )
A.核移植受体卵母细胞培养成熟的标志是排出第二极体
B.人Ig基因在小鼠胚胎干细胞不表达是因为未接受抗原刺激
C.免疫的B淋巴细胞无需克隆化培养即可与小鼠骨髓瘤细胞融合
D.将选择培养基上存活的杂交瘤细胞注入小鼠腹腔培养获得单克隆抗体
【答案】C
【详解】A、核移植的受体卵母细胞需培养至减数第二次分裂中期,第二极体是卵母细胞完成受精的标志之一,A错误;
B、人Ig基因在小鼠胚胎干细胞中不表达是基因选择性表达的结果,胚胎干细胞为未分化细胞,缺乏表达Ig基因的相关调控条件,与是否接受抗原刺激无关,B错误;
C、单克隆抗体制备流程中,获取免疫后的B淋巴细胞后,直接即可与骨髓瘤细胞融合;克隆化培养是融合筛选得到杂交瘤细胞之后的步骤,且B淋巴细胞是高度分化的细胞,无法在融合前进行克隆化培养,因此免疫B淋巴细胞无需克隆化培养即可融合,C正确;
D、选择培养基上存活的仅为杂交瘤细胞,还未经过抗体阳性检测,不一定能产生所需的特异性抗体,需筛选出可产生目标抗体的杂交瘤细胞后,才能注入小鼠腹腔培养获得单克隆抗体,D错误。
11.(2026·云南·高考真题)活化的T细胞表面的PD-1与正常细胞表面的PD-L1结合,不触发免疫反应,而肿瘤细胞会过量表达PD-L1以逃避机体免疫系统的“追杀”。回答下列问题:
(1)细胞毒性T细胞(CTL)是机体抗肿瘤免疫的核心细胞,其活化过程需要________(答出2点即可)等细胞参与,CTL可以________肿瘤细胞使其死亡。
(2)肿瘤细胞过量表达PD-L1与CTL表面的PD-1结合,从而实现________。
(3)临床上,可用PD-L1抗体治疗肿瘤。制备该抗体时,可将编码PD-L1抗体基因导入受体细胞,筛选出能稳定分泌PD-L1抗体的细胞,筛选的原理是________。
(4)目前PD-L1抗体、化疗药物A和PD-L1抗体—化疗药物A偶联物(ADC)已用于肿瘤治疗,科研小组为比较三者的抗肿瘤效果,用肿瘤小鼠进行以下实验。
组别
注射药剂
甲
生理盐水
乙
PD-L1抗体
丙
化疗药物A
丁
ADC
①预期结果:与甲组相比,乙、丙、丁三组肿瘤生长均受到抑制,抑制效果最优的是________组,理由是________。
②实验中发现,丁组小鼠出现正常细胞受损,可能的原因是________。
【答案】(1) 辅助性T细胞、抗原呈递细胞(答出两点,合理即可) 与肿瘤细胞密切接触,裂解
(2)抑制CTL的活化,使肿瘤细胞逃避免疫系统的杀伤
(3)抗原与抗体的特异性结合
(4) 丁 ADC既可以通过PD−L1抗体特异性结合肿瘤细胞,解除PD−L1对CTL的抑制,恢复免疫系统对肿瘤的杀伤,又能将化疗药物A定向运输到肿瘤部位增强杀伤效果,效果优于单一用药
正常细胞表面也表达PD−L1,ADC可结合正常细胞的PD−L1,导致化疗药物A杀伤正常细胞
【详解】(1)细胞免疫中,细胞毒性T细胞的活化需要抗原呈递细胞处理呈递抗原,还需要辅助性T细胞提供活化信号、分泌细胞因子,因此活化过程需要这两类细胞参与;活化后的细胞毒性T细胞可与肿瘤靶细胞密切接触,诱导靶细胞裂解死亡。
(2)结合题干信息,PD-1与PD-L1结合后不会触发免疫反应,肿瘤细胞过量表达PD-L1后,会结合CTL表面的PD-1,抑制CTL的活化,使肿瘤细胞逃避免疫系统的杀伤 。
(3)筛选能分泌特异性PD-L1抗体的细胞,原理是抗原与抗体可以发生特异性结合,只有成功表达目的抗体的细胞能出现特异性结合反应。
(4)ADC既可以通过PD−L1抗体特异性结合肿瘤细胞,解除PD−L1对CTL的抑制,恢复免疫系统对肿瘤的杀伤,又能将化疗药物A定向运输到肿瘤部位增强杀伤效果,效果优于单一用药,所以抑制效果最优的是丁组;但正常细胞表面本身也存在PD-L1,ADC会非特异性结合正常细胞,导致化疗药物误杀伤正常组织,因此丁组会出现正常细胞受损。
12.(2016·北京·高考真题)人感染埃博拉病毒(EV)会引起致命的出血热。为了寻找治疗EV病的有效方法,中外科学家进行了系列研究。
(1)EV表面的糖蛋白(EV-GP)作为_______刺激机体产生_______性免疫反应。
(2)科学家采集了多年前感染EV并已康复的甲、乙两人的血液,检测抗EV-GP抗体的水平。据图1,应选取_______的血液分离记忆B细胞用以制备单克隆抗体(单抗)。
(3)将制备的多种单抗分别与病毒混合,然后检测病毒对宿主细胞的感染率。据图2,抑制效果最好的两种单抗是_____________。
(4)EV-GP具有多个与抗体结合的位点。为了研究上述两种单抗(分别称为A、B)与EV-GP结合的位点是否相同,可按图3所示简要流程进行实验。
①请将图3中应使用的抗体填入下表i、ii、iii、iv处(填“A”或“B”或“无关抗体”),完成实验方案(一种即可)。
i_________,ii_________,iii_________,iv_________。
②若A、B与EV-GP结合的位点不同,与对照组1、2分别比较,实验组的荧光值应_________。
(5)中国科学家用分子结构成像技术证实了A、B与EV-GP结合的位点不同。基于上述系列研究,请你为治疗EV病提供两种思路________________。
【答案】(1) 抗原 特异
(2)甲
(3)Ⅲ和V
(4) i B ii A iii 无关抗体 iv A(方案二:i A,ii B,iii 无关抗体,iv B) 与对照组1基本相同,且明显高于对照组2
(5)思路一:单独或共同使用A、B进行治疗
思路二:利用单抗制成靶向药物
思路三:针对EV-GP与抗体结合位点的结构研制新型药物(答出两种思路即可)
【分析】研究两种单抗A、B与EV-GP结合的位点是否相同,因此结合题设可知该实验的自变量是A、B两种单抗及无关抗体,因变量是荧光强度。在分析时,可以做出的假设有两种:一种是两种单抗A、B与EV-GP结合的位点相同,另一种是两种单抗A、B与EV-GP结合的位点不相同。依据抗体与抗原特异性结合的原理进行分析即可。
【详解】(1)EV表面的糖蛋白(EV-GP)属于抗原,抗原刺激机体产生特异性免疫。
(2)由图1可知随着血浆稀释度的增大,抗体浓度逐渐下降,但甲组血浆中抗体的浓度明显大于对照组和乙组,且乙组血浆中的抗体浓度与对照组无明显差异,因此选用甲的血液分离记忆B细胞用以制备单克隆抗体(单抗)。
(3)由图2分析可知,III和V两种单抗与病毒混合,病毒对宿主细胞的感染率最小,说明这两种单抗对病毒的抑制效果最好。
(4)①为检测两种单抗(分别称为A、B)与EV-GP结合的位点是否相同,设计实验。注意实验设计时要注意单一变量原则和对照原则.实验组加未标记抗体A和荧光标记抗体B,对照组1加未标记的无关抗体和荧光标记抗体B,对照组2加未标记抗体B和荧光标记抗体B。因此
②标记抗体已占据结合位点,当相同的荧光标记抗体在加入时已经没有位点可结合,故与对照组1基本相同,且明显高于对照组2。
(5)一个抗原的表面它不只有一个抗体结合位点,可能有多种,目的就是让抗原最终和抗体结合形成沉淀,被吞噬细胞分解最后病就好了。因此三种思路,思路一:单独或共同使用A、B进行治疗;思路二:利用单抗制成靶向药物;思路三:针对EV-GP与抗体结合位点的结构研制新型药物。
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第40讲 动物细胞工程
分层专练·靶向攻关
题型专攻·基础题
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
B
B
B
C
C
A
D
A
A
D
题号
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
答案
D
B
B
D
C
B
C
B
D
D
题号
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
答案
A
B
A
C
D
C
C
D
A
B
二年重难·情境题
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
A
C
D
C
B
A
C
A
A
D
11.(1) 95%空气和 定期更换培养液
(2) 肺癌 灭活的病毒诱导法 特定的选择培养基 抗原—抗体杂交 既能无限增殖,又能产生特异性抗体
(3)ADC能准确识别并定位癌细胞,减少对正常细胞的杀伤
12.(1) 内细胞团 及时清除代谢废物
(2)单独使用CHIR会诱导早期传代bEPSCs分化,而加入XAV后可逆转这一效应,维持细胞的干细胞特性
(3) 协同 下调 维持 促进 下调 脱离 抑制 上调 维持
13.(1) 防止杂菌污染 CO2培养箱 防止T细胞表面的特异性蛋白作为抗原引起免疫排斥反应
(2) CAR(蛋白)基因 增强 只杀伤高表达蛋白的肿瘤细胞,不杀伤低表达的正常细胞
(3)BCED
14.(1) 原癌基因和抑癌基因 PD-1单抗与PD-1的结合,阻断了PD-1和PD-L1结合,避免抑制T细胞活化
(2) PSMA、CD28 骨髓瘤 L链和H链的随机组合
(3)PSMA×CD28和PD-1单抗联合使用能够显著激活T细胞,且随PSMA×CD28浓度增加激活作用增强;单独使用PSMA×CD28或PD-1单抗,都不能显著激活T细胞
(4)PD-1单抗能避免PD-1与PD-L1结合,使CD28可以分布到T细胞和癌细胞的细胞结合部位,PSMA×CD28能更好地实现T细胞与癌细胞的有效结合,显著激活T细胞。
15.(1)丙酮酸、[H]
(2) 细胞依赖无氧呼吸产生ATP以保证能量供应 加入2-脱氧葡萄糖后,ECAR值降至初始水平
(3) 直接接触 癌细胞与导入空载体的WAT用图2装置共培养
(4)
五年真题·压轴题
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
D
A
A
D
A
D
B
C
C
11.(1) 辅助性T细胞、抗原呈递细胞(答出两点,合理即可) 与肿瘤细胞密切接触,裂解
(2)抑制CTL的活化,使肿瘤细胞逃避免疫系统的杀伤
(3)抗原与抗体的特异性结合
(4) 丁 ADC既可以通过PD−L1抗体特异性结合肿瘤细胞,解除PD−L1对CTL的抑制,恢复免疫系统对肿瘤的杀伤,又能将化疗药物A定向运输到肿瘤部位增强杀伤效果,效果优于单一用药
正常细胞表面也表达PD−L1,ADC可结合正常细胞的PD−L1,导致化疗药物A杀伤正常细胞
12.(1) 抗原 特异
(2)甲
(3)Ⅲ和V
(4) i B ii A iii 无关抗体 iv A(方案二:i A,ii B,iii 无关抗体,iv B) 与对照组1基本相同,且明显高于对照组2
(5)思路一:单独或共同使用A、B进行治疗
思路二:利用单抗制成靶向药物
思路三:针对EV-GP与抗体结合位点的结构研制新型药物(答出两种思路即可)
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第40讲 动物细胞工程
第一部分 五年考情·精准定向
北京考情概览 北京热点情境 北京备考策略
第二部分 三大核心·主干速记
一图串联·核心梳理·易错辨析
核心知识01 动物细胞培养
核心知识02 动物细胞融合技术与单克隆抗体
核心知识03 动物体细胞核移植技术和克隆动物
第三部分 分层专练·靶向攻关
题型专攻·基础题(北京视野,单选,3大题型)
两年重难·情境题(北京模拟,单选、非选择题)
五年真题·压轴题(北京视野,单选、非选择题,含2026年高考真题)
第一部分 五年考情·精准定向
考情概览
新课标要求
考题统计
1. 动物细胞培养需要哪些基本条件?
2. 动物细胞培养的基本操作过程是什么?
3. 怎样客观分析干细胞在临床上的应用所产生的效益与风险?
4. 什么是动物细胞融合技术?
5. 单克隆抗体是如何制备的?在临床上有哪些应用?
6. 什么是动物细胞核移植技术?
7. 动物体细胞核移植的基本过程是什么?
8. 体细胞核移植技术的应用前景有哪些?
9. 怎样理性看待体细胞核移植技术存在的问题?
2025年北京卷,动物细胞培养技术;
2023年北京卷,动物细胞融合和单克隆抗体技术;
2020年北京卷,动物细胞融合和单克隆抗体技术;
1.考查频次:该专题是高频考点,近5年北京高考,有三年对该知识点考查。该专题内容在高考中主要以选择题的形式考查对知识点的识记和理解。
2.考查要点:考查内容聚焦三大板块:一是动物细胞培养;二是动物细胞融合和单克隆抗体技术;三是动物细胞核移植技术。
热点情境
情境1:中科院北京某研究所,利用人多能干细胞体外构建肾脏类器官。将人多能干细胞在添加细胞因子的培养基中培养,定向诱导分化为肾单位祖细胞(NPC)和输尿管祖细胞(UPC);两种祖细胞共培养,在体外自组装形成具有肾小管、肾小球样结构的微型肾脏类器官。类器官可用于肾病发病机制研究、药物肾毒性筛选,减少动物实验。培养体系置于 CO₂培养箱,培养基添加血清、葡萄糖、无机盐,添加少量抗生素抑制杂菌污染。
对应知识点:动物细胞培养技术。
情境2:北京生物研究所制备靶向肿瘤抗原的单克隆抗体,将单抗与细胞毒性药物偶联,制备抗体药物偶联物 ADC。流程:肿瘤抗原免疫小鼠→脾 B 细胞与骨髓瘤融合→筛选杂交瘤细胞→体外大规模悬浮培养杂交瘤细胞,收集上清纯化单抗;将毒素连接到单抗上。ADC 依靠单抗特异性识别肿瘤细胞,定向释放药物杀伤癌细胞,降低化疗药物对正常细胞损伤。
对应知识点:动物细胞融合技术;单克隆抗体的制备。
备考策略
1.清零概念误区,筑牢精准基础
聚焦北京卷高频易混点,点对点辨析核心技术差异,精准记忆细胞培养、单抗筛选、干细胞模型、核移植技术的核心原理与操作细节,摒弃模糊笼统的碎片化记忆,彻底规避选择、填空基础失分。
2.拆解本土情境,建立去情境化思维
针对北京特色科研素材(类器官、单抗药物、克隆育种、干细胞模型),训练“陌生题干→锁定核心技术→对接教材考点”的快速解码能力,不深究前沿机制,只落实教材原理迁移应用。
3.固化答题范式,实现主观题满分规范
针对操作目的、实验条件、技术局限、伦理评价四类高频设问,摒弃口水化套话,熟记北京卷标准精准答题话术,形成固定答题逻辑,解决表述不严谨、得分点缺失问题。
4.定向刷题复盘,闭环补齐短板
专攻北京真题、海淀西城模考优质题型,拒绝题海训练。错题复盘聚焦情境解读偏差、概念辨析漏洞、答题规范问题,形成“刷题—纠错—补知识点—固化思维”的完整备考闭环。
第二部分 三大核心·主干速记
内容速览:动物细胞培养;动物细胞融合技术与单克隆抗体;动物体细胞核移植技术和克隆动物
一图串联
核心梳理
核心知识1 动物细胞工程
考点1:动物细胞培养的条件
1.概念:动物细胞培养是指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.地位:动物细胞培养是动物细胞工程的基础。
3.原理:细胞增殖(有丝分裂)。
4.条件:
(1)营养
①已知成分:将细胞所需的营养物质(糖类、氨基酸、无机盐、维生素等)按其种类和所需量严格配制而成的培养基,称为合成培养基。
②未知成分:使用合成培养基时,通常需加入血清等一些天然成分。
③培养基的物理性质:培养动物细胞一般使用液体培养基,也称为培养液。
(2)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
①适宜的温度:哺乳动物细胞培养的温度多以36.5±0.5℃为宜。
②适宜的pH:多数动物细胞生存的适宜pH为7.2-7.4。
③适宜的渗透压:维持细胞正常的形态和功能。
(4)气体环境
通常采用培养皿或松盖培养瓶。并将它们置于含有95%空气和5%CO2的混合气体的CO2培养箱中进行培养。
①O2:细胞代谢所必需的。
②CO2:主要作用是维持培养液的pH。
考点2:动物细胞培养的过程
1.取动物组织
一般取材于动物胚胎或幼龄动物的组织、器官。因为这些细胞分化程度低,增殖能力强,容易培养。
2.制成细胞悬液
(1)将细胞分散成单个细胞。
①机械的方法。
②用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理一段时间。
原因:①从动物体取出的成块组织中,细胞与细胞靠在一起,彼此限制了生长和增殖;②能使细胞与培养液充分接触,更易进行物质交换。
(2)用培养液将细胞制成细胞悬液。
3.进行原代培养
(1)操作过程:将细胞悬液放入培养皿或培养瓶内,置于适宜环境中培养。
原代培养: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原代培养。
(2)体外培养的动物细胞类型
①悬浮生长类:能够悬浮在培养液中生长增殖。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。
②贴壁生长类:需要贴附于某些基质表面才能生长增殖(细胞贴壁),大多数细胞属于此类。除受密度、有害代谢物、营养物质影响外,还会发生接触抑制现象。
③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。
【知识拓展】接触抑制
(1)由于接触抑制,正常动物细胞在培养瓶壁上只能形成单层细胞;癌变细胞没有接触抑制现象,可以在培养瓶中形成多层细胞。
(2)正常细胞增殖到相互接触时,糖蛋白识别了这种信息,就会使细胞停止继续增殖,出现接触抑制的现象。癌细胞细胞膜表面糖蛋白等物质显著减少,失去接触抑制,适宜条件下可以无限增殖。
4.分瓶、进行传代培养
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等因素而分裂受阻,贴壁细胞在生长增殖时,除受上述因素影响外,还会发生接触抑制现象。这时就需要对细胞进行分瓶培养,让细胞继续增殖。传代培养:将分瓶后的细胞培养称为传代培养。
(1)悬浮生长类:直接用离心法收集。
(2)贴壁生长类:需要重新用胰蛋白酶等处理,使之分散成单个细胞,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。
【易错提醒】动物细胞培养时注意的问题
(1)选取幼龄动物的组织、器官作为培养材料,因为幼龄动物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)不能用胃蛋白酶分散细胞,因为胃蛋白酶的最适pH为1.5,而多数动物细胞培养的适宜pH为7.2~7.4,胃蛋白酶在此环境中没有活性。
(3)使用胰蛋白酶时,要控制好作用时间。因为胰蛋白酶不仅能分解细胞间的蛋白质,长时间作用还会分解细胞膜蛋白等,对细胞造成损伤。
(4)取供体动物的体细胞培养,一般选用10代以内的细胞,因为这些细胞一般能保持正常的二倍体核型,保证了供体细胞正常的遗传基础。
考点3:干细胞培养及其应用
1.干细胞
(1)概念:动物和人体内仍保留的少数具有分裂和分化能力的细胞。在一定条件下,干细胞可以分化成其他类型的细胞。
(2)分布:存在于早期胚胎、骨髓和脐带血等多种组织和器官中。
(3)分类:包括胚胎干细胞和成体干细胞等。
①胚胎干细胞(简称ES细胞):也叫全能干细胞,存在于早期胚胎中,具有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所有组织和器官甚至个体的潜能。
②成体干细胞:是成体组织或器官内的干细胞,包括骨髓中的造血干细胞(多能干细胞)、神经系统中的神经干细胞和睾丸中的精原干细胞(专能干细胞)等。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,不具有发育成完整个体的能力。
应用最成熟的成体干细胞:造血干细胞,主要存在于成体的骨髓、外周血和脐带血中。
2.诱导多能干细胞(iPS细胞)
(1)概念:通过体外诱导小鼠成纤维细胞,获得了类似胚胎干细胞的一种细胞,称为诱导多能干细胞,简称iPS细胞。
(2)获取方法:①将特定基因或特定蛋白导入细胞;②用小分子化合物诱导形成。
(3)诱导多能干细胞优点:
①诱导过程无须破坏胚胎;
②iPS细胞可以来源于病人自身的体细胞,将它移植回病人体内后,理论上可以避免免疫排斥反应。
3.干细胞的应用
有着自我更新能力及分化潜能的干细胞,与组织、器官的发育、再生和修复等密切相关。
类型
应用
造血干细胞
治疗白血病及一些恶性肿瘤放疗或化疗后引起的造血系统、免疫系统功能障碍等疾病
神经干细胞
治疗神经组织损伤和神经系统退行性疾病(如帕金森病、阿尔茨海默病等)
诱导多能干细胞(iPS细胞)
可治疗小鼠的镰状细胞贫血症,在治疗阿尔兹海默病、心血管疾病等领域的研究也取得了新进展
核心知识2 动物细胞融合技术与单克隆抗体
考点1: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。融合后形成的杂交细胞具有原来两个或多个细胞的遗传信息。
2.原理:细胞膜具有一定的流动性。
3.诱导融合的常用方法:PEG融合法、电融合法、灭活病毒诱导法。
4.意义:突破了有性杂交的局限,使远缘杂交成为可能。
5.应用:(1)细胞融合技术已经成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和培育生物新品种等的重要手段。
(2)利用动物细胞融合技术发展起来的杂交瘤技术,为制造单克隆抗体开辟了新途径。
6.植物组织培养与动物细胞培养的比较
比较项目
植物组织培养
动物细胞培养
理论基础
植物细胞全能性
细胞增殖
区
别
培养基
类型
固体或半固体培养基
液体 培养基
成分
水、矿质元素、维生素、植物激素、蔗糖、氨基酸、琼脂等
葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、促生长因子、动物血清等
取材
离体植物器官、组织、细胞
动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织
关键环节
细胞的脱分化和再分化
细胞增殖和癌变
结果
新的组织或植株个体,可以体现全能性
新的细胞系或细胞株,不形成个体,不体现全能性
应用
①植株快速繁殖;②脱毒植株的培育;
③人工种子;④生产药物、杀虫剂等;
⑤转基因植物的培育
①蛋白质生物制品的生产;②皮肤移植材料的培育;③检测有毒物质;④生理、病理、药理等方面的研究
相同点
两种技术手段培养过程中细胞都进行有丝分裂,都是无性繁殖,都可称克隆,都不涉及减数分裂;②均为无菌操作,需要适宜的温度、pH等条件
考点2:单克隆抗体及其应用
1.传统抗体制备方法及缺陷
(1)制备方法:向动物体内反复注射某种抗原,使动物产生抗体,然后从动物血清中分离所需抗体。
(2)缺陷:产量低、纯度低,而且特异性差。
2.单克隆抗体的制备
(1)单克隆抗体:由单一B淋巴细胞克隆产生的特异性抗体。
(2)制备原理
①B淋巴细胞特点:一种B淋巴细胞只分泌1种特异性抗体。
②骨髓瘤细胞特点:能在体外大量增殖。
③杂交瘤细胞的特点:既能大量增殖,又能产生足够数量的特定抗体。
(3)制备过程
【问题】①图中给小鼠注射特定的抗原蛋白,其目的是什么?
【答案】刺激机体发生免疫应答,从而产生特定的B淋巴细胞。
【问题】②若仅考虑细胞的两两融合,在获取杂交瘤细胞的过程中,筛选淘汰的细胞有几种类型?为什么?
【答案】有未融合的细胞和同种细胞融合后形成的细胞(B-B融合细胞、瘤-瘤融合细胞)两种类型。出现不同类型是因为细胞融合不是100%的,且是随机的。
【问题】③单克隆抗体的特点是什么?
【答案】特异性强,灵敏度高,可大量制备。
(4)第一次筛选
特定的选择性培养基(HAT培养基)的筛选原理
①细胞合成DNA有两条途径,正常细胞内两种途径都有,若全合成途径被阻断,可以通过补救合成途径合成DNA;
②骨髓瘤细胞不能合成转化酶和激酶,因此只能进行全合成途径;
③全合成途径能被氨基蝶呤(A)阻断;
④次黄嘌呤(H)、胸腺嘧啶(T)是补救合成途径的原料;
⑤无增殖能力的细胞在培养基中存活仅5~7天。
(5)将诱导融合后的细胞接种于HAT培养基后两周,则细胞生存状况及原因为:
①B细胞和B-B细胞死亡,能进行补救合成途径,但是无增殖能力;
②骨髓瘤细胞和瘤-瘤细胞死亡,两种途径均无法进行,无法合成DNA并增殖;
③杂交瘤细胞存活,能进行补救合成途径,能合成DNA并大量增殖。
(6)第二次筛选
3.单克隆抗体的应用
(1)作为诊断试剂
(2)运载药物
(3)作为药物治疗疾病
核心知识3 动物体细胞核移植技术和克隆动物
考点1:体细胞核移植
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。用动物体细胞核移植技术得到的动物称为克隆动物。
2.原理:动物细胞核的全能性。
3.类型:
(1)胚胎细胞核移植:胚胎细胞分化程度低,表现全能性相对容易。
(2)体细胞核移植:体细胞分化程度高,表现全能性十分困难。因此动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植。
4.非人灵长类动物体细胞核移植的困难原因:
(1)供体细胞的细胞核在去核卵母细胞中不能完全恢复其分化前的功能状态,这导致了胚胎发育率低。
(2)对非人灵长类动物胚胎进行操作的技术尚不完善。
【易错提醒】
1.去核的实质和方法
(1)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。“去核”是去除该复合物。
(2)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。
2.操作注意事项
(1)采集的卵母细胞应培养至MⅡ中期(减数分裂Ⅱ中期)。
(2)选择MⅡ中期卵母细胞的原因:卵母细胞体积大,易操作,含有促使细胞核表达全能性的物质和营养条件。
(3)卵母细胞去核:方法为显微操作(去核)法。通常是显微操作去除纺锤体-染色体复合物。也可以采用梯度离心、紫外线短时间照射和化学物质处理等方法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。
(4)将供体细胞整个注入去核卵母细胞中的原因:保证供核不被破坏,操作也更方便。
(5)诱导细胞融合的方法:电融合法,形成重构胚。
(6)激活重构胚的方法:物理(电刺激)或化学(Ca2+载体、乙醇和蛋白酶合成抑制剂等)方法。
(7)克隆动物的培养并非全在体外,还需在代孕个体子宫内孕育。
3.克隆动物的遗传特点
(1)克隆动物核内遗传物质全部来自供体细胞,受细胞质遗传物质、环境等的影响,克隆动物与体细胞核供体的性状基本相同,而不是完全相同。
(2)代孕母体没有为克隆动物提供遗传物质,克隆动物的性状与代孕母体没有直接关系。
(3)从生殖方式的角度看,动物体细胞核移植技术(克隆)属于无性生殖,需要动物细胞培养和胚胎工程技术的支持。
考点2:体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题
1.应用前景:
(1)畜牧生产:加速家畜遗传改良进程,促进优良畜群繁育。
(2)医药卫生:转基因克隆动物可以作为生物反应器,生产许多珍贵的医用蛋白。
(3)治疗人类疾病:①转基因克隆动物的细胞、组织或器官可以作为异种移植的供体;②以患者作为供体培育的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,将它们移植给患者时可以避免免疫排斥反应。
(4)科研: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,还能为研究该疾病机制和开发相应的药物提供帮助。
(5)保护濒危动物:有望增加濒危物种的存活数量。
2.存在的问题:
(1)该技术的成功率非常低,各个技术环节有待进一步改进。
(2)相对于技术研究,核移植的理论研究较为滞后,需要与发育生物学、细胞生物学和分子遗传学等学科更深层次的理论研究相结合。
(3)绝大多数克隆动物存在健康问题,表现出遗传和生理缺陷,如体型过大、异常肥胖、发育困难、脏器缺陷和免疫失调等。
第三部分 分层专练·靶向攻关
题型专攻·基础题(北京视野,单选,3大题型)
考查重点:动物细胞培养;动物细胞融合技术与单克隆抗体;动物体细胞核移植技术和克隆动物
题型一:动物细胞培养
1.(2026·北京石景山·二模)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,结果见下图。下列叙述不正确的是( )
A.在配制培养基时通常需要加入适量血清
B.选取①的细胞进行传代培养比②更合理
C.不能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接触抑制有关
2.(2026·北京西城·二模)先体外培养脂肪细胞,然后去除细胞获得脂肪条件培养基(ACM)。用ACM培养前列腺癌细胞,48h后检测细胞数量,结果如图。下列说法错误的是( )
A.用胰蛋白酶处理脂肪组织获得分散的脂肪细胞
B.对照组应该用无菌水培养前列腺癌细胞
C.ACM可能促进前列腺癌细胞的增殖
D.肥胖可能会加重前列腺癌患者病情
3.(25-26高三下·北京海淀·期中)研究者将早期胚胎不同位置的两种细胞a和b置于相同培养液中进行独立培养或混合培养,结果如下图。下列叙述错误的是( )
A.培养液中通常应加入动物血清 B.细胞a和b来自滋养层细胞
C.独立培养后细胞a和b出现稳定性差异 D.细胞的“命运”可被环境信号改变
4.四倍体胚胎补偿技术是制备ES(胚胎干细胞)小鼠的重要技术。将小鼠正常2细胞时期的胚胎经过处理后形成四倍体胚胎。四倍体胚胎存在发育缺陷,只能分化为滋养层细胞进而发育为胎盘和胎膜。将ES细胞团注入四倍体囊胚腔后,两者聚合形成重构胚,经胚胎移植后可发育成完整的ES小鼠。下列相关说法错误的是( )
A.ES细胞是一种干细胞,存在于早期胚胎中
B.可采用动物细胞融合技术获得四倍体胚胎
C.胚胎移植前可获取滋养层细胞对ES小鼠进行遗传学诊断
D.四倍体胚胎补偿技术涉及动物细胞培养、胚胎移植等技术
5.(25-26高三上·北京丰台·期末)iPS细胞(诱导多能干细胞)可在体外被诱导至减数分裂Ⅰ前期。下列叙述错误的是( )
A.培养iPS细胞时需加入血清等成分
B.该过程涉及相关基因的选择性表达
C.此时可观察到染色体的着丝粒分裂
D.该研究可以为治疗少精症提供思路
6.(25-26高三上·北京石景山·期末)研究者利用多种小分子化合物协同诱导成纤维细胞,获得诱导多能干细胞(iPS细胞)。下列叙述不正确的是( )
A.成纤维细胞形成iPS细胞的过程属于细胞分化
B.小分子化合物改变了成纤维细胞的基因表达
C.利用胰蛋白酶处理某些组织可获得分散的成纤维细胞
D.培养成纤维细胞和iPS细胞时需提供一定浓度的CO2
7.(25-26高三上·北京海淀·期末)科学家将鼠的肾单位祖细胞(NPC)和输尿管祖细胞(UPC)共培养,构建出具有部分功能的类器官,过程如下图。下列相关叙述错误的是( )
A.①过程需在CO2培养箱中进行
B.①过程通常需在培养基中加入血清
C.①②过程有细胞分裂也有细胞分化
D.NPC和UPC的子代细胞随机分布
8.(25-26高三上·北京朝阳·期末)K562细胞系源自人慢性髓性白血病,在体外悬浮培养时不贴壁,也无接触抑制现象。但细胞密度过高时,其增殖也会停止,即密度抑制。此时需将细胞接种至新鲜培养基中进行传代培养。下列相关说法正确的是( )
A.密度抑制可能与培养液中营养物质消耗及代谢废物积累有关
B.传代时需先用胰蛋白酶处理,使细胞分散成单个后再接种
C.培养液中需添加葡萄糖、胎牛血清和抗生素等营养成分
D.细胞培养瓶应置于恒温且含95%CO2的培养箱中
9.(2026·北京西城·一模)我国科研人员开发的通用型iPS衍生帕金森病细胞治疗产品(多巴胺能神经前体细胞)已进入临床阶段。相关叙述错误的是( )
A.诱导形成iPS细胞过程中不存在基因选择性表达
B.iPS细胞具有自我更新能力和多向分化的潜能
C.应用iPS细胞避免了胚胎干细胞涉及的伦理问题
D.通用型iPS衍生细胞治疗产品具有即时供应的优势
10.在进行动物细胞培养时,需要( )
A.提供5%CO2和95%O2的气体环境
B.充入5%CO2以刺激细胞正常呼吸
C.加入经高压蒸汽灭菌的血清以提供营养
D.定期更换培养液以清除代谢物
题型二:动物细胞融合技术与单克隆抗体
11.(2026·北京大兴·三模)治疗性克隆有望解决供体器官短缺和免疫排斥等问题。下图表示治疗性克隆的过程。下列说法错误的是( )
A.细胞A为去核卵母细胞
B.动物细胞培养基中需加入抗生素
C.胚胎干细胞分化为多种体细胞是基因选择性表达的结果
D.该过程应用了核移植、动物细胞培养和胚胎移植等技术
12.用SIX1基因缺陷的猪胎儿成纤维细胞和猪去核卵母细胞构建重构胚,敲除SALL1基因后形成早期胚胎,其中一组注入人源干细胞,再植入代孕母猪,最后可得到肾脏缺陷或人源肾脏嵌合胚胎,操作过程如图所示。下列叙述错误的是( )
A.图中猪的去核卵细胞不能用去核体细胞替代
B.人源肾脏嵌合胚胎中肾脏的遗传物质完全来自人源干细胞
C.SIX1基因和SALL1基因与肾脏的形成有关
D.该项研究有助于解决肾脏移植中的器官短缺及自身排斥反应问题
13.PD-1是人体T细胞膜上的一种受体,而肿瘤细胞表达的PD-L1蛋白能与PD-1结合,使T细胞无法识别和杀灭肿瘤细胞。以下相关叙述不正确的是( )
A.PD-1和PD-L1蛋白的结构和功能并不相同
B.PD-1与PD-L1结合使机体完全丧失特异性免疫
C.肿瘤细胞可能通过产生PD-L1蛋白进行“免疫逃逸”
D.制备的PD-1单克隆抗体可能会成为一种抗肿瘤药物
14.(25-26高三上·北京·阶段检测)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,制备流程如下图。下列叙述不正确的是( )
A.上述过程用到的B淋巴细胞是从小鼠脾脏中获得的
B.②含未融合细胞、同种核及异种核融合细胞
C.③用特定培养基筛选得到具有增殖能力的杂交瘤细胞
D.④需在体外或小鼠腹腔进行克隆化培养和抗体检测
15.(2026·北京海淀·二模)双特异性抗体可以同时识别两种不同的抗原。研究者用过氧化物酶免疫大鼠,取其脾脏细胞与骨髓瘤细胞融合获得杂交瘤细胞(甲细胞),用生长抑素免疫同品系大鼠,获得脾脏细胞(乙细胞)。将甲、乙细胞融合获得杂交-杂交瘤细胞,筛选获得分泌双特异性抗体的细胞株,流程如下图。
下列选项错误的是( )
A.①过程可用PEG或灭活的病毒诱导细胞融合
B.②过程中未融合的乙细胞不能长时间存活并增殖
C.③过程需在单一培养孔中接种多个杂交-杂交瘤细胞
D.④过程需筛选过氧化物酶和生长抑素阳性反应细胞
16.(2026·北京东城·一模)某种IL-17A单抗能够阻断IL-17A与IL-17A受体结合,抑制强直性脊柱炎的炎症发生和发展。有关单抗制备过程叙述不正确的是( )
A.需要利用动物细胞培养及动物细胞融合技术
B.从IL-17A免疫的小鼠中获取骨髓瘤细胞和B细胞
C.使用PEG、灭活病毒均可诱导骨髓瘤细胞和B细胞融合
D.将抗体检测阳性的杂交瘤细胞注入小鼠腹腔大量生产单抗
17.(2026·北京房山·一模)医院常用核酸检测和血清抗体检测来诊断是否感染支原体。下列叙述正确的是( )
A.该核酸检测中使用的分子探针可用于其他病原体检测
B.PCR体系中需加入耐高温的DNA连接酶
C.抗体检测阳性而核酸检测阴性,提示可能为既往感染
D.利用单克隆抗体药物靶向治疗支原体感染,属于细胞免疫
18.(2026·北京丰台·一模)诺如病毒(NV)是引起非细菌性流行性胃肠炎的主要病原体。科学家以NV的核衣壳蛋白VP1为抗原,制备出了单克隆抗体。下列叙述错误的是( )
A.对小鼠反复注射VP1,能从小鼠脾中得到产生VP1抗体的B淋巴细胞
B.将B淋巴细胞和骨髓瘤细胞混合,经诱导后融合的细胞即为杂交瘤细胞
C.对杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测,多次筛选可获得特定的杂交瘤细胞
D.制备出该单克隆抗体,有利于进一步开发快速检测诊断试剂,控制疾病传播
19.(25-26高三上·北京通州·期末)CY21基因在肺癌组织中高表达,研究者制备单克隆抗体用于早期肺癌诊断,有关制备过程的叙述错误的是( )
A.需要使用动物细胞培养的技术
B.需制备用CY21蛋白免疫的小鼠
C.经抗原抗体杂交筛选特异性杂交瘤细胞
D.筛选能分泌多种抗体的单个杂交瘤细胞
20.(25-26高三上·北京房山·期末)下图为某同学设计的单克隆抗体制备流程示意图,下列叙述正确的是( )
A.步骤①注射抗体以激活小鼠的免疫细胞
B.步骤③融合的过程利用了细胞膜选择透过性原理
C.步骤④筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞
D.步骤⑤利用抗原抗体杂交法筛选出抗体阳性的细胞
题型三:动物体细胞核移植技术和克隆动物
21.(25-26高三上·北京海淀·阶段检测)体外培养发现绝大多数的克隆胚胎在囊胚阶段出现发育阻滞。Wnt信号通路抑制剂处理克隆囊胚后,供体的核移植胚胎出生率可大幅提高。下列相关叙述不正确的是( )
A.胚胎发育早期依次经历卵裂、囊胚和桑葚胚
B.动物克隆需用到动物细胞培养、核移植和胚胎移植等技术
C.可利用上述原理,敲除人类胚胎的Wnt基因以提高出生率
D.推测胚胎发育过程中,Wnt信号可能减少异常胎儿的出生
22.克隆技术可用于生殖性克隆和治疗性克隆,相关叙述正确的是( )
A.生殖性克隆动物与其供核亲本的遗传物质组成和性状完全相同
B.生殖性克隆人严重地违反了人类伦理道德,是克隆技术的滥用
C.生殖性克隆和治疗性克隆都应用了体细胞核移植和胚胎移植技术
D.取自体的细胞核进行治疗性克隆,可治疗镰状细胞贫血等遗传病
23.(2024·北京海淀·二模)体外培养发现绝大多数的克隆胚胎在囊胚阶段出现发育阻滞。Wnt通路抑制剂处理克隆囊胚后,供体的核移植胚胎出生率可大幅提高。下列相关叙述不正确的是( )
A.胚胎发育早期依次经历卵裂、囊胚和桑葚胚
B.动物克隆需用到动物细胞培养、核移植和胚胎移植等技术
C.Wnt信号通路持续异常激活可阻碍克隆胚胎发育过程
D.胚胎发育过程中部分细胞的凋亡是基因选择性表达的结果
24.(2023·北京东城·一模)2017年,我国科学家培育出轰动世界的体细胞克隆猴“中中”和“华华”,下图为其培育流程。下列叙述错误的是( )
A.过程①是将成纤维细胞注射到去核的卵母细胞中
B.过程②通常需在液体培养基中加入血清等天然成分
C.图中过程需用到体外受精、细胞培养、胚胎移植等技术
D.克隆猴用于医学研究可最大限度排除基因差异的干扰
25.(22-23高三上·北京朝阳·期末)如图是培育“试管婴儿”的主要过程。2012年中国首例“设计试管婴儿”诞生,该女婴出生目的是挽救患有重度致命贫血病的14岁姐姐。
下列叙述错误的是( )
A.“设计试管婴儿”需在②时进行遗传学诊断
B.“试管婴儿”“设计试管婴儿”均属有性生殖
C.“设计试管婴儿”的技术不属于“治疗性克隆”
D.该女婴造血干细胞不能挽救其他贫血病患者
26.(22-23高三上·北京朝阳·期末)下图是利用猪唾液腺生产大量高纯度人神经生长因子(hNGF)的流程,相关说法错误的是( )
A.培养猪细胞A和重构胚胎通常需在培养液中加入血清
B.培育转基因猪D的过程涉及核移植、胚胎移植等技术
C.转基因猪D的遗传性状由A和C的遗传物质决定
D.猪唾液腺作为生物反应器具有不受性别限制的特点
27.早在2018年,当最后一头雄性北白犀离世那天起,地球上就只剩下2头雌性北白犀。下列利用现代科技帮助它们产生后代的方案中不可行的是( )
A.将北白犀的体细胞与去核卵母细胞融合,利用胚胎移植等技术培育出新个体
B.将北白犀的卵细胞与保存的精细胞体外受精,通过胚胎分割技术培育更多个体
C.将北白犀的体细胞与骨髓瘤细胞融合,利用动物细胞培养技术培育出新个体
D.将北白犀的体细胞诱导成多能干细胞,进而诱导出生殖细胞再繁衍培育新个体
28.克隆技术可用于生殖性克隆和治疗性克隆,下列相关叙述错误的是( )
A.过程①选用的“未受精的卵”一般为减数分裂Ⅱ中期的卵母细胞
B.过程②需要向发育培养液中加入抗生素和动物血清
C.过程③需将胚胎移入经同期发情处理的受体母牛子宫内
D.细胞培养中需提供5%CO2,目的是调节培养液的渗透压
29.(2022·北京房山·二模)为了加快优良种牛的繁殖速度,科学家采用了以下两种方法,下列说法错误的是( )
A.试管牛和克隆牛都是通过无性繁殖获得的
B.促进B牛多排卵的激素可能是促性腺激素
C.产生F牛的理论依据是动物细胞核的全能性
D.E牛和F牛的培育过程中均用到动物细胞培养和胚胎移植技术
30.在体细胞克隆猴培育过程中,为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,同时用组蛋白脱乙酰酶抑制剂(TSA)处理,具体培育流程如下图所示。下列说法正确的是( )
A.去核时使用的差速离心、紫外线长时间照射和化学物质处理等方法都没有穿透卵母细胞的透明带
B.卵母细胞在去核环节实际操作中被去除的不是核膜包被的细胞核,而是纺锤体-染色体复合物
C.组蛋白甲基化和乙酰化的表观遗传修饰都不利于重构胚的分裂和发育
D.为得到遗传背景相同的克隆猴用于科研,可用机械方法将早期胚胎随机切割成2份或4份后再进行胚胎移植
两年重难·情境题(主要北京模拟,单选、非选择题)
设题创新:“异体通用型”药品,考察动物细胞培养,器官移植(T1);外泌体,考查动物细胞的培养(T2);克隆猪,考查细胞核移植,克隆动物(T4);嵌合抗原受体T细胞,考查单克隆抗体的制备(T13)
1.我国自主研发的全球首款“异体通用型”药品,含人异体诱导多能干细胞(iPS)再生的脊髓神经祖细胞注射液,可改善脊髓损伤患者的运动功能。下列叙述正确的是( )
A.制备阶段需将iPS细胞表面的主要组织相容性抗原“敲除”或屏蔽
B.该药研发过程不涉及调控基因的选择性表达
C.已分化的T细胞、B细胞不能被诱导为iPS细胞
D.iPS细胞培养过程要放在95%氧气和5%CO2的培养箱
2.外泌体是活细胞分泌的膜性囊泡,一般内含核酸和特异蛋白质等。某研究团队利用植物细胞培养技术,大规模生产此类外泌体。下列相关叙述错误的是( )
A.通常以目标代谢产物相对含量较高的植物及器官作为材料,进行愈伤组织的诱导
B.大规模培养时,需调控通气量和搅拌速度来维持适宜溶氧量,以促进细胞代谢
C.植物外泌体不能作为动物基因或细胞治疗中的传送递质
D.来自动物细胞的外泌体可作为癌症、免疫性疾病等早期诊断的生物学标志物
3.通过动物细胞工程技术,可以利用患者自身的细胞在体外诱导发育成特定的组织器官,然后再移植回患者体内。图1和图2表示利用自身细胞进行器官移植的两种方法,其中诱导多能干细胞(iPS细胞)类似于人类的胚胎干细胞。下列叙述正确的是( )
A.两种方法均需进行动物细胞培养,动物细胞培养时会出现细胞贴壁生长现象,原代培养结束后用胃蛋白酶处理后,才能进行传代培养
B.利用两种方法所获得的组织器官的遗传物质均与患者的完全相同,因此移植后不会发生免疫排斥反应
C.可利用农杆菌转化法或显微注射法将Oct3/4基因、Sox基因、c-Myc基因和Klf基因导入成纤维细胞
D.图2中卵母细胞去核实际去除的是纺锤体—染色体复合物,核移植时供体细胞不用去核,可整个注入去核的卵母细胞中
4.2025年我国科学家首次利用冻存5年的体细胞成功克隆,获得了纯种仙居花猪。如图表示克隆猪的培育过程。下列叙述错误的是( )
注:Kdm4d是一种染色体组蛋白去甲基化酶。
A.①是对MⅡ期的卵母细胞进行去核操作
B.②是将体细胞注入去核卵母细胞形成重构胚
C.胚胎移植前需要对代孕母猪注射免疫抑制剂
D.可利用胚胎分割获得更多遗传背景相同的克隆猪
5.CHO细胞(中国仓鼠卵巢细胞)可大量繁殖,药品工业中常转入胰岛素基因用于生产重组胰岛素。但传统CHO细胞常常贴壁生长,限制产量,通过驯化可获得悬浮生长的CHO细胞。下列叙述错误的是( )
A.培养CHO细胞需要加入葡萄糖、氨基酸、血清等营养成分
B.悬浮生长的CHO细胞进行传代前需用胰蛋白酶处理一定时间
C.利用CHO细胞进行胰岛素生产时可通过离心从上清液中收集产物
D.与大肠杆菌相比CHO细胞产生的胰岛素具有生物活性
6.双特异性抗体(BsAb)是一种能同时结合两种不同抗原的人工抗体,在疾病免疫治疗中具有重要应用。乙肝病毒(HBV)中的主要抗原为HBsAg,细胞毒性T细胞表面有受体CD3,用于识别和激活T细胞。科研人员制备抗HBsAg/CD3双特异性抗体的流程如图所示,下列叙述正确的是( )
A.可从小鼠的脾中获得能产生抗HBsAg抗体的B淋巴细胞
B.双杂交瘤细胞需要同时识别HBsAg、CD3后,才能产生双特异性抗体
C.抗HBsAg/CD3双特异性抗体一般可招募靶细胞移至细胞毒性T细胞
D.过程②通过特定的选择培养基即可筛选出产生抗HBsAg抗体的单克隆杂交瘤细胞
7.在肿瘤生长的微环境中,CD39-腺苷通路和TGF-β通路活化后会协同抑制免疫细胞的活性,使肿瘤发生免疫逃逸。ES014是双特异性单克隆抗体,可同时靶向调节上述两条信号通路,重塑机体的抗肿瘤免疫。制备ES014的过程见下图。下列分析错误的是( )
A.需要向小鼠多次注射TGF-β,以便后续获得杂交瘤细胞a
B.可用灭活的仙台病毒诱导杂交瘤细胞a和细胞b相互融合
C.用选择培养基可从融合体系中筛选出用于生产的双杂交瘤细胞
D.ES014同时阻断CD39-腺苷和TGF-β通路,恢复免疫监视功能
8.药物雷公藤红素(TRI)能抑制肝癌细胞生长,科研人员利用肝癌细胞表面标志物甲胎蛋白等,研发了肝癌细胞的单克隆抗体—TRI的偶联物(ADC)治疗肝癌。下列叙述错误的是( )
A.体外培养肝癌细胞时需要提供O2和CO2,其中CO2的主要作用是刺激细胞呼吸
B.单克隆抗体制备过程中可用甲胎蛋白筛选出特定的杂交瘤细胞
C.利用单克隆抗体技术制备的杂交瘤细胞既能大量增殖又能产生抗体
D.用ADC治疗肝癌与用普通的TRI相比,可减少对健康细胞的伤害
9.为缓解器官移植时器官供应不足的现状,科学家将4个关键基因移植入已分化的肌细胞中,使该细胞成为诱导多能干细胞(iPS细胞),再用iPS细胞诱导成多种组织细胞,如图为该实验示意图。下列有关叙述正确的是( )
A.iPS细胞可以诱导分化出肝脏细胞,但不能体现细胞的全能性
B.从肌肉细胞诱导为iPS细胞的过程中,细胞中的核苷酸、核酸、蛋白质种类均不发生改变
C.iPS细胞分化为各种功能不同细胞的根本原因是表达的蛋白质种类不同
D.将iPS细胞诱导分化成其他类型的组织细胞后,这些组织细胞均由于高度分化而失去增殖能力
10.近年来,干细胞技术在疑难疾病治疗中取得革命性突破。2026年3月,中国科学家利用自体或异体细胞经诱导获得内胚层干细胞后,体外再造胰岛,成功让1型糖尿病患者脱离外源胰岛素并维持血糖平稳。下列相关叙述正确的是( )
A.干细胞未分化,具有较强的分裂、分化能力
B.内胚层干细胞获得胰岛细胞,体现了动物细胞的全能性
C.细胞进行体外培养时需要在CO2培养箱中通入95%的O2和5%的CO2
D.利用该技术获得胰岛的过程中,会发生基因的选择性表达
11.(2026·北京·模拟预测)肺癌是目前全球发病率和死亡率均排名第一的癌症。治疗已转移肺癌的主要方法是化疗,但化疗是对全身用药,副作用较大。科研人员尝试在单克隆抗体技术的基础上,构建抗体—药物偶联物(ADC)来对肺癌患者进行治疗,过程如图1所示。回答下列问题:
(1)在体外进行动物细胞培养时为了维持培养液的pH,应该将细胞置于含有________的混合气体的培养箱中培养,同时为了防止有害代谢物的积累,可采用________________的方法,以便清除代谢物。
(2)本实验中,小鼠注射的特定抗原应取自人的________细胞。①过程诱导融合时,与植物体细胞杂交相比特有的诱导方法是________。单克隆抗体的制备过程中需要进行两次筛选,步骤②是利用________进行筛选;步骤③将步骤②筛选得到的细胞,进行多倍稀释,接种在多孔细胞培养板上,使每孔细胞不超过1个,通过培养让其增殖,然后利用________________原理检测各孔上清液中细胞分泌的抗体,检测结果为阳性的细胞即为杂交瘤细胞,其具有________________的特点。
(3)通过步骤④将获得的单克隆抗体和化疗药物通过接头结合在一起,获得ADC。研究发现,ADC在患者体内的作用如图2所示。ADC能降低化疗的副作用,原因是________________________________________。
12.(2026·北京昌平·二模)牛多能性拓展干细胞(bEPSCs)是育种、培育优质牛肉等应用的核心材料,为建立可长期自我更新的bEPSCs系,科研人员开展系列实验。
(1)bEPSCs可从牛囊胚的______中分离获取,培养过程中需定期更换培养液的目的是补充营养物质、______。
(2)培养的bEPSCs呈致密、饱满的圆顶状克隆生长,细胞克隆边界清晰、结构规整。取部分bEPSCs均分为2组,第1组加入CHIR和XAV试剂,第2组仅添加CHIR。在相同适宜条件下培养一段时间,观察早期传代细胞,第1组细胞呈致密圆顶状克隆,边缘整齐,第2组细胞由致密变扁平、克隆松散。结果表明______。
(3)bEPSCs建系过程中,研究人员比较不同培养条件对长期传代细胞的影响,结果如下表。
组别
培养基成分
POU5F1基因表达
SOX2基因表达
对照组
CHIR+XAV
++
++
A
CHIR
++++
++++
B
iCRT3
+++
+++
C
CHIR+iCRT3
+++++
+++++
注:“+”数量表示相对表达量;POU5F1和SOX2表达量越高,干细胞特性保持越好
①结果表明CHIR与iCRT3对bEPSCs分化的作用是______关系。
②Wnt和β-catenin是调控干细胞分化关键通路的信号分子,XAV抑制Wnt/β-catenin通路。TCF1和TCF4均为功能性蛋白,iCRT3特异性破坏β-catenin-TCF1蛋白复合物形成。下图为bEPSCs的Wnt/β-catenin调控机制。
Ⅰ.写出早期传代调节过程中表示调控效应的关键词:
第1组:【Ⅰ+Ⅱ】(调节平衡)→Ⅲ→Ⅴ(b1______)→Ⅶ(c1______)
第2组:【Ⅰ】(a1______)→Ⅲ→Ⅴ(b1______)→Ⅶ(e1______)
Ⅱ.写出晚期传代C组实验调节过程中表示调控效应的关键词:d______,b2______,c2______。
(a1和d选填“促进”、“抑制”或“无影响”,b1和b2选填“上调”、“下调”或“不变”,c1和c2选填“维持”或“脱离”)。
13.(23-24高三上·北京丰台·期末)嵌合抗原受体T细胞(CAR-T)疗法作为肿瘤免疫治疗的新型精准靶向治疗,是目前恶性肿瘤治疗中最具潜力的疗法之一。
(1)CAR-T疗法是通过基因工程手段将CAR蛋白基因导入T细胞,经体外培养筛选后回输到病人的体内,利用CAR蛋白识别肿瘤细胞特异性抗原(如HER2蛋白)。
①CAR-T制备过程中培养基常添加抗生素,目的是_______,置于______中培养。
②用于治疗的T细胞可以来自患者自身,也可以来自其他健康人,如果用其他健康人的T细胞则需要首先敲除一些编码T细胞表面特异性蛋白的基因,再导入CAR蛋白基因,原因是_______。
(2)临床研究发现,正常组织细胞表面也有低表达的HER2蛋白,导致治疗时会杀伤自身正常组织细胞。已知L蛋白对HER2亲和力低,CAR蛋白对HER2亲和力高,受此启发,科学家在传统CAR-T细胞的基础上做了进一步的改造,为CAR蛋白安装一个分子开关,如下图所示。
由图可知,抗原与L蛋白结合后会激活TF,后者进入细胞核激活______的表达,进而定位到细胞膜上结合抗原,使T细胞对肿瘤的杀伤能力_____。改造后的CAR-T与传统CAR-T疗法相比,其优势是_______。
(3)为验证此细胞对肿瘤抗原的作用,应以在小鼠尾部注射未改造的T细胞组为对照进行实验。
实验组别
实验处理
0天
7天
10天
实验组1
向小鼠臀部左右两侧分别注射
① 和②
向小鼠尾部注射
③
实验组2
向小鼠尾部注射
④
①-④处理所需的实验材料应分别选用 。(填字母)
A.生理盐水
B.HER2低表达肿瘤细胞
C.HER2高表达肿瘤细胞
D.传统CAR-T细胞
E.改造后的CAR-T细胞
F.未经改造的T细胞
14.(2023·北京东城·一模)癌症的免疫疗法通过重新激活抗肿瘤的免疫细胞,克服肿瘤的免疫逃逸,在癌症治疗方法中取得越来越突出的地位,科研人员在不断研究中发现多种免疫治疗方法的结合是提高治疗效果的途径之一。
(1)癌细胞由于______突变导致其表面物质发生改变,如某些种类癌细胞表面高表达膜蛋白PSMA和PD-L1,如图PD-L1能抑制T细胞的活化,使癌细胞发生免疫逃逸。临床上可利用PD-1的单克隆抗体进行癌症治疗,根据图1推测,其原因是______。但此种方法对一些肿瘤无效。
(2)CD28是T细胞表面受体,T细胞的有效激活依赖于CD28在癌细胞与T细胞结合部位的聚集。因此,科研人员尝试构建既能结合PSMA,还能结合CD28的双特异性抗体PSMA×CD28,诱导T细胞定向杀伤癌细胞,如下图2。
制备过程为:先将______分别注射到小鼠体内,分离出B淋巴细胞,诱导其与小鼠的______细胞融合,筛选得到两种杂交瘤细胞,再诱导两种细胞融合。成功融合的细胞会表达两种L链和两种H链,由于______而产生多种抗体,因此还需进行筛选才能获得所需的双特异性抗体PSMA×CD28。
(3)科研人员将癌细胞和T细胞共同培养,加入不同抗体,比较不同抗体对T细胞活化的作用。实验各组由活化T细胞产生的细胞因子IL-2含量如下图3,结果说明______。
(4)共同培养癌细胞和T细胞,经处理形成图4所示的细胞结合部位,再均分为两组,A组中加入非阻断性PD-1单抗(与PD-1结合后,PD-1仍可和PD-L1结合),B组加入正常PD-1单抗,两组均加入蓝色荧光标记的CD28单抗,观察荧光分布,结果如下图4。请据此实验解释(3)中双特异性抗体PSMA×CD28与PD-1单抗联合使用对T细胞激活的影响______。
15.(2025·北京朝阳·二模)哺乳动物的脂肪组织包含白色脂肪组织(WAT)和棕色脂肪组织(BAT)。研究者研究了BAT对癌细胞的影响。
(1)糖酵解是癌细胞获得能量的重要途径。糖酵解是有氧呼吸的第一阶段,该途径将葡萄糖分解为_______,同时产生H+,H+被转运到胞外,引起细胞外酸化。
(2)细胞外酸化速率(ECAR)反映细胞糖酵解能力。检测体外培养的乳腺癌细胞的ECAR,结果如图1。
①加入寡霉素后,ECAR继续上升的原因是细胞有氧呼吸受抑制,_______,糖酵解加快。
②加入葡萄糖和寡霉素后,ECAR值的变化均来源于糖酵解的速率变化而非其它产H+途径的变化,证据是_______。
(3)BAT在成年动物体内量很少。研究者向WAT中导入特定基因表达载体,使其转化为BAT,利用图2所示装置共培养BAT和乳腺癌细胞3天后,分离癌细胞,测定其数量和糖酵解能力。
①与直接将两种细胞混合培养相比,图2装置可排除BAT细胞通过________影响癌细胞的可能。
②该实验设两组对照,对照组1为癌细胞单独培养,对照组2为________。
(4)实验结果显示,两个对照组间无显著差异,而实验组与对照组差异显著,表明BAT对癌细胞的增殖和糖酵解能力有抑制作用。请在ECAR检测结果图中补充绘制实验组曲线。
五年真题·压轴题(主要北京视野,单选、非选择题)
高频考点:动物细胞培养;单克隆抗体的制备;细胞核移植
1.(2025·北京·高考真题)动物细胞培养基一般呈淡红色。某次实验时,调控pH的CO2耗尽,培养基转为黄色。由此推断使培养基呈淡红色的是( )
A.必需氨基酸 B.抗生素
C.酸碱指示剂 D.血清
2.(2023·北京·高考真题)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
3.(2020·北京·高考真题)人体感染新冠病毒后,机体会产生多种特异性抗体。我国科学家从康复者的浆细胞中克隆出针对病毒表面抗原的抗体基因相关序列,构建表达载体并在相应系统中表达,可制备出全人源单克隆抗体。以下表述错误的是( )
A.该单抗可直接用于新冠病毒的核酸检测
B.在该单抗制备过程中利用了基因工程技术
C.该单抗可与新冠病毒相应蛋白特异性结合
D.可用抗原-抗体反应检测抗体基因表达产物
4.(2026·湖北·高考真题)类器官是体外培养的由干细胞分化形成的微型器官样结构。我国科学家培育出胰岛类器官、肾类器官等,能模拟真实器官部分结构与功能。下列叙述错误的是( )
A.体外培养基质中的钾离子浓度高于胞内钾离子浓度
B.多种类器官的成功培育,为体外研究器官间相互作用奠定了基础
C.若要使胰岛类器官分泌更多胰岛素,可诱导更多干细胞向胰岛B细胞定向分化
D.若要初步判断肾类器官的培育是否成功,可检测其对水、无机盐平衡的调节能力
5.(2026·江西·高考真题)植物生物反应器是一种新兴的重组蛋白表达系统,研究人员按图示流程制备抗蛋白F的抗体。下列叙述错误的是( )
A.制备杂交瘤细胞需将免疫小鼠的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合
B.利用F免疫的小鼠能制备出多种抗F的单克隆抗体
C.单克隆抗体阳性克隆培养液中通常需要添加血清
D.可用PCR检测植物叶片中是否含有抗F的抗体
6.(2026·江西·高考真题)为探究从冰冻多年的组织细胞中“复活”基因组的可能性,研究人员将-20℃冷冻后的实验小鼠解冻,检测发现细胞均死亡,细胞膜受损;提取不同组织细胞的细胞核,分别注入去核卵母细胞进行克隆,结果如表。下列叙述合理的是( )
细胞核来源
激活的重构胚数量(个)
发育至桑葚胚的比例(%)
成功构建核移植胚胎干细胞系(ntES)的比例(%)
脑
109
39.4
10.1
胰腺
85
15.3
1.2
心脏
82
6.1
0
A.利用差速离心法可从解冻组织匀浆液中获得细胞核
B.细胞核注入去核卵母细胞后还需采用电融合法将两者融合
C.利用心脏来源的细胞核未能成功构建ntES,说明其没有全能性
D.利用胰腺细胞的核成功构建ntES的比例比脑低,说明此分化程度更高
7.(2026·广东·高考真题)中华鲟和长江鲟均为国家重点保护动物,其性成熟时间分别约为20年和5年。如图示我国科学家运用鱼类生殖干细胞移植技术成功繁殖中华鲟的过程,该技术显著缩短了繁殖周期。下列分析错误的是( )
A.①示从供体中华鲟分离性腺组织
B.②使用胰蛋白酶处理,获取生殖干细胞
C.③示干细胞移植过程,应在无菌环境中操作
D.④示体外受精,受精卵基因组均与中华鲟的相同
8.(2025·山东·高考真题)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
9.(2026·湖南·高考真题)大规模生产治疗性单克隆抗体时,常采用悬浮细胞表达系统。下列叙述错误的是( )
A.该类抗体在细胞中的翻译起始于游离在细胞质基质中的核糖体
B.该类抗体在细胞的内质网和高尔基体中修饰加工
C.悬浮细胞在培养过程中出现增殖能力下降的原因是接触抑制
D.一种治疗性单克隆抗体一般只能与一种抗原结合
10.(2026·陕晋青宁卷·高考真题)将人类免疫球蛋白(Ig)基因导入小鼠胚胎干细胞后,经核移植技术获得的转基因小鼠可用于制备单克隆抗体。下列叙述正确的是( )
A.核移植受体卵母细胞培养成熟的标志是排出第二极体
B.人Ig基因在小鼠胚胎干细胞不表达是因为未接受抗原刺激
C.免疫的B淋巴细胞无需克隆化培养即可与小鼠骨髓瘤细胞融合
D.将选择培养基上存活的杂交瘤细胞注入小鼠腹腔培养获得单克隆抗体
11.(2026·云南·高考真题)活化的T细胞表面的PD-1与正常细胞表面的PD-L1结合,不触发免疫反应,而肿瘤细胞会过量表达PD-L1以逃避机体免疫系统的“追杀”。回答下列问题:
(1)细胞毒性T细胞(CTL)是机体抗肿瘤免疫的核心细胞,其活化过程需要________(答出2点即可)等细胞参与,CTL可以________肿瘤细胞使其死亡。
(2)肿瘤细胞过量表达PD-L1与CTL表面的PD-1结合,从而实现________。
(3)临床上,可用PD-L1抗体治疗肿瘤。制备该抗体时,可将编码PD-L1抗体基因导入受体细胞,筛选出能稳定分泌PD-L1抗体的细胞,筛选的原理是________。
(4)目前PD-L1抗体、化疗药物A和PD-L1抗体—化疗药物A偶联物(ADC)已用于肿瘤治疗,科研小组为比较三者的抗肿瘤效果,用肿瘤小鼠进行以下实验。
组别
注射药剂
甲
生理盐水
乙
PD-L1抗体
丙
化疗药物A
丁
ADC
①预期结果:与甲组相比,乙、丙、丁三组肿瘤生长均受到抑制,抑制效果最优的是________组,理由是________。
②实验中发现,丁组小鼠出现正常细胞受损,可能的原因是________。
12.(2016·北京·高考真题)人感染埃博拉病毒(EV)会引起致命的出血热。为了寻找治疗EV病的有效方法,中外科学家进行了系列研究。
(1)EV表面的糖蛋白(EV-GP)作为_______刺激机体产生_______性免疫反应。
(2)科学家采集了多年前感染EV并已康复的甲、乙两人的血液,检测抗EV-GP抗体的水平。据图1,应选取_______的血液分离记忆B细胞用以制备单克隆抗体(单抗)。
(3)将制备的多种单抗分别与病毒混合,然后检测病毒对宿主细胞的感染率。据图2,抑制效果最好的两种单抗是_____________。
(4)EV-GP具有多个与抗体结合的位点。为了研究上述两种单抗(分别称为A、B)与EV-GP结合的位点是否相同,可按图3所示简要流程进行实验。
①请将图3中应使用的抗体填入下表i、ii、iii、iv处(填“A”或“B”或“无关抗体”),完成实验方案(一种即可)。
i_________,ii_________,iii_________,iv_________。
②若A、B与EV-GP结合的位点不同,与对照组1、2分别比较,实验组的荧光值应_________。
(5)中国科学家用分子结构成像技术证实了A、B与EV-GP结合的位点不同。基于上述系列研究,请你为治疗EV病提供两种思路________________。
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