第37讲 动物细胞工程(高考考情+3大核心知识+2大题型必刷)(专项训练)(黑吉辽蒙专用)2027年高考生物一轮复习讲练测
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内容正文:
第37讲 动物细胞工程
第一部分 五年考情·精准定向
黑吉辽蒙考情概览 黑吉辽蒙热点情境 黑吉辽蒙备考策略
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01 动物细胞培养
核心02 动物细胞融合技术和单克隆抗体
核心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(全国视野,2大题型)
一年重难·创新题(侧重黑吉辽蒙,辐射全国,单选+不定项+非选择题)
三年真题·压轴题(侧重黑吉辽蒙,辐射全国,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.考查细胞结构与功能的适配性。
2.通过技术流程推导考查逻辑思维,借助流程图、示意图考查建模能力,要求学生理解“核移植技术中供体细胞与受体细胞的选择逻辑”。
3.以实验情境考查探究能力,结合技术改进考查创新思维,如“如何优化动物细胞培养的培养基成分以提高细胞存活率”,引导学生基于现有技术提出合理创新方案。
2026·福建·动物细胞融合与单克隆抗体
2026·江苏·动物细胞融合与单克隆抗体
2026·湖北·干细胞工程、动物细胞培养
2026·湖南·动物细胞融合与单克隆抗体
2026·浙江·动物细胞培养技术
2026·甘肃·动物细胞培养技术
2026·广西·动物细胞工程
2026·黑吉辽蒙·动物细胞培养技术
2024·黑吉辽蒙·动物细胞培养技术
2023·黑吉辽蒙·动物细胞培养技术
1. 考查频次:近5年黑吉辽蒙新高考中,考查频率较高,多数以单项选择题形式出现,非选择题较少。
2.考查要点:考查内容聚焦板块:
(1)注重实验与探究能力考查:可能会给出实验目的、材料和部分实验步骤,让学生设计实验方案、预测实验结果或分析实验现象;
(2)考查知识的综合运用:将动物细胞工程与其他知识点,如细胞的结构和功能、细胞的生命历程、基因工程等相结合,考查学生对生物学知识的整体把握和综合运用能力。
热点情境
本地情境素材:
情境1 前沿科研与医学应用:
例如,利用干细胞培养、类器官培育、核移植(克隆)技术等进行疾病研究或抗衰老研究等。
情境2 生物制药与生产实践:
以单克隆抗体的制备和应用为核心,如针对特定病毒(如新型冠状病毒)研制抗体药物。
情境3 教材实验变式与探究:
基于动物细胞培养、细胞融合等教材基础实验进行拓展,设计探究性实验,考查学生对实验原理、步骤和结果分析的能力。
核心考点:主要围绕动物细胞培养的条件与过程、单克隆抗体的制备流程、动物细胞核移植技术及其应用等核心知识。
选择题:侧重考查对基础概念、原理和流程的辨析,例如动物细胞培养的条件、细胞融合的方法等。
非选择题:常以流程图、实验设计或科研背景材料的形式出现,要求考生分析技术流程、解释实验现象、评价实验方案或预测结果。
备考策略
1. 构建“技术流程”思维导图
动物细胞工程的核心在于流程的逻辑性。不要孤立地记忆知识点,而要画出四大核心技术(动物细胞培养、核移植、细胞融合、单抗制备)的流程图。
重点动作:在复习时,尝试合上书本,在白纸上默写“单克隆抗体制备”和“核移植”的完整步骤,标注出每一步的目的(如:为什么要用胰蛋白酶?为什么要去核?)。
2. 死磕教材中的“易错细节”
新高考非常喜欢考查教材中的旁栏思考、课后习题以及实验操作的细微之处。
高频陷阱:
酶的选择:分散动物细胞常用胰蛋白酶或胶原蛋白酶,严禁使用胃蛋白酶(因为适宜pH不符)。
气体环境:95%空气+5%CO₂,其中CO₂的作用是维持培养液pH,而非刺激细胞呼吸。
培养条件:血清通常不能高温灭菌(会失活),需过滤除菌;贴壁细胞出现接触抑制后,需用胰蛋白酶处理进行传代。
3. 强化“图文转换”能力
真题常以科研流程图、电镜图或曲线图的形式呈现。你需要训练将图形语言转化为文字表述的能力。
训练方法:针对“动物细胞培养曲线图”,要能分析出原代培养与传代培养的界限、接触抑制出现的时期(平台期);针对“核移植图”,要能识别供体细胞、受体卵母细胞(MⅡ期)及重构胚的激活过程。
4. 聚焦“前沿情境”与热点应用
命题常将基础知识嵌入到最新的科研成果中,考查知识迁移能力。
关注热点:
iPS细胞:诱导多能干细胞的制备原理、优势(避免免疫排斥、伦理争议少)及应用。
ADC药物:抗体-药物偶联物,理解其“靶向运输”的原理(抗原-抗体特异性结合)。
类器官与干细胞治疗:理解干细胞的分化潜能及其在疾病治疗中的逻辑。
5. 掌握“对比辨析”法
通过表格对比,理清相似技术的异同,避免概念混淆。
必做对比:
动物细胞培养 vs 植物组织培养:原理(增殖vs全能性)、培养基(液体加血清vs固体)、结果(细胞群vs完整个体)。
动物细胞融合 vs 植物体细胞杂交:诱导方法(灭活病毒是动物特有)、原生质体制备(酶解法vs去壁)。
ES细胞 vs iPS细胞 vs 成体干细胞:来源、分化潜能及应用区别。
6. 规范“非选择题”答题术语
在解答实验分析题时,语言的规范性直接决定得分率。
表达模板:
原因解释:采用“原理+条件+结果”的三段式结构。例如解释CO₂作用时,应表述为“CO₂参与形成碳酸氢盐缓冲体系,从而维持培养液的pH相对稳定”。
第二部分 三大核心·主干速记
内容速览:动物细胞培养、动物细胞融合技术和单克隆抗体、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 动物细胞培养
考点1: 动物细胞的培养条件和过程
一、动物细胞培养
1.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。
2.一般来说,动物细胞培养需要满足以下条件。
3.在体外培养细胞时,必须保证环境是无菌、无毒的,即需要对培养液和所有培养用具进行灭菌处理以及在无菌环境下进行操作。培养液还需要定期更换,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。
4.动物细胞培养所需气体主要有O2和CO2。O2是细胞代谢所必需的,CO2的主要作用是维持培养液的pH。在进行细胞培养时,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。
5.动物细胞培养时细胞往往贴附在培养瓶的瓶壁上,这种现象称为细胞贴壁。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。贴壁细胞在生长增殖时,除受上述因素的影响外,还会发生接触抑制现象,即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。
6.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原代培养,将分瓶后的细胞培养称为传代培养。在进行传代培养时,悬浮培养的细胞直接用离心法收集;贴壁细胞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(如图)。
动物细胞培养过程示意图
考点2:干细胞培养及其应用
1.在一定条件下,干细胞可以分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,包括胚胎干细胞和成体干细胞等。
2.2006年,科学家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,将它称为诱导多能干细胞(简称iPS细胞),并用iPS细胞治疗了小鼠的镰状细胞贫血。
3.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。
iPS细胞用于治疗人类疾病示意图
考点3:植物组织培养和动物细胞培养的比较
1.植物组织培养与动物细胞培养的比较
项目
植物组织培养
动物细胞培养
区别
原理
植物细胞的全能性
细胞增殖
培养基
固体或半固体培养基,含有矿质元素、蔗糖、维生素、琼脂、植物激素等
液体培养基,含有无机盐、糖类、维生素、氨基酸、血清等
过程
结果
形成完整的植株,可以体现植物细胞的全能性
形成新的细胞群,不形成个体,不体现动物细胞的全能性
相同点
①培养过程中细胞都进行有丝分裂,都不涉及减数分裂;②均需无菌操作,需要适宜的温度、pH等条件
2.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。
3.O2是细胞代谢所必需的,CO2的主要作用是维持培养液的pH。
4.细胞在培养过程中会出现细胞贴壁和接触抑制现象。
5.区分原代培养和传代培养的关键是看用胰蛋白酶处理的对象和是否分瓶。分瓶前,第一次用胰蛋白酶对动物组织进行处理后的培养是原代培养;第二次用胰蛋白酶处理,使细胞从瓶壁上脱离下来,分瓶后的细胞培养为传代培养。
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.动物细胞融合技术(cell fusion technique)就是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.动物细胞融合与植物原生质体融合的基本原理相同。诱导动物细胞融合的常用方法有PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法等。
3.结果:形成的_杂交细胞__具有__原来两个或多个细胞的遗传信息_。
4.融合实质及完成的标志:_细胞核的融合___。
5.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。
6.制备单克隆抗体需要的技术手段:动物细胞融合和动物细胞培养。制备单克隆抗体的原理:细胞膜的流动性和细胞增殖。
考点2: 单克隆抗体及其应用
1.单克隆抗体制备过程示意图。
米尔斯坦和科勒制备单克隆抗体过程的示意图
2.第一次筛选的目的是筛选出杂交瘤细胞,方法是用特定的选择性培养基培养。经过筛选后未融合的细胞或者融合后具有同种核型的细胞都会死亡,只有融合的杂交瘤细胞才能生长。
3.第二次筛选的目的是筛选出能产生所需抗体的杂交瘤细胞,方法是专一抗体检验。
4.抗体——药物偶联物(ADC)通过将细胞毒素与能特异性识别肿瘤抗原的单克隆抗体结合,实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤。
易错提醒
1.动物细胞融合是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。
2.诱导动物细胞融合常用的方法有PEG融合法、电融合法、灭活病毒诱导法等。
3.杂交瘤细胞是由经免疫的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合而成的,具有既能迅速大量增殖又能产生足够数量的特定抗体的能力。
4.抗体—药物偶联物(ADC)通过将细胞毒素与能特异性识别肿瘤抗原的单克隆抗体结合,实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤。ADC通常由抗体、接头和药物三部分组成。
5.灭活病毒诱导法是诱导动物细胞融合特有的方法。
核心知识3 动物体细胞核移植技术和克隆动物
考点1: 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是将动物一个细胞的细胞核移入去核的卵母细胞中,并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。
2.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。
3.哺乳动物核移植可以分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植。由于动物胚胎细胞分化程度低,表现全能性相对容易,而动物体细胞分化程度高,表现全能性十分困难,因此动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植。
4.下面以克隆高产奶牛为例,来说明体细胞核移植的大致过程(如图)。
5. 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。
易错提醒
1.克隆动物的性状与供体不完全相同的原因:①克隆动物细胞质中的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,还受环境影响。
2.克隆动物的基因型与供体相同:核移植过程中细胞核只来自供体,因此克隆动物的核遗传物质是对供体核遗传物质的100%复制,其基因型与供体相同。
3.动物细胞核移植技术是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。
4.通过显微操作去核后,将供体细胞注入去核的卵母细胞。
5.用物理或化学方法(如电刺激、Ca2+载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等)激活重构胚,使其完成细胞分裂和发育进程。
6.克隆动物与供体动物的遗传物质基本相同。
第三部分 分层专练·靶向攻关
题型专攻·基础题(全国视野,2大题型)
考查重点:动物细胞培养、动物细胞融合技术和单克隆抗体、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高三上·河南·专题练习)“肺芯片”是在微流控芯片上培养人体细胞的微型系统:多孔薄膜一侧培养人肺泡上皮细胞并通入空气,另一侧培养同一供体的血管内皮细胞并持续流过培养液以模拟血流。用其检测药物肺毒性,与人体实际反应的吻合度高于动物实验。下列叙述正确的是( )
A.持续流过的培养液对芯片中细胞的作用类似于内环境
B.构建该芯片所用的两种细胞,需先用胃蛋白酶处理组织使其分散
C.由于薄膜的隔离,芯片中两种细胞不能进行信息交流
D.该芯片中的细胞取自人体,故其检测结果可反映药物对人体各器官的毒性
【答案】A
【详解】A、持续流过的培养液为细胞提供营养和O2、带走代谢废物,并维持温度、pH、渗透压相对稳定,与内环境作为细胞生活的液体环境、进行物质交换的功能相类似,A正确;
B、动物细胞培养中,将组织分散成单个细胞所用的是胰蛋白酶或胶原蛋白酶。胃蛋白酶的最适pH约为2,在中性的组织处理条件下几乎无活性,且会水解细胞自身的蛋白质,不能用于分散动物组织,B错误;
C、芯片中多孔薄膜的孔径允许小分子和可溶性信号分子通过,两侧细胞可将各自分泌的化学物质经小孔扩散至对侧,与对侧细胞膜上的相应受体结合,从而实现信息交流。这正是设置多孔薄膜而非无孔隔膜的目的——若两侧完全隔绝,芯片就无法模拟肺泡与毛细血管之间的相互作用,C错误;
D、该芯片中只培养了肺泡上皮细胞和血管内皮细胞两种细胞,没有免疫细胞、神经细胞和肝细胞,既检测不出药物引起的免疫损伤,也无法反映神经-体液调节和肝脏代谢等系统性因素的影响。故其结果只能反映药物对肺组织的直接毒性,不能反映对人体各器官的毒性,D错误。
2.(26-27高三上·四川成都·阶段检测)对贴壁生长的动物细胞进行传代培养,图示为操作简易流程。下列相关叙述错误的是( )
A.步骤①中的消化液通常含有胰蛋白酶
B.步骤②中及时终止消化可防止消化过度损伤细胞
C.步骤③中对细胞进行计数可用血细胞计数板
D.步骤④中培养瓶无需灭菌即可直接分装细胞悬液
【答案】D
【详解】A、贴壁生长的动物细胞间存在蛋白质类的黏连成分,传代时常用含胰蛋白酶的消化液处理使细胞分散,A正确;
B、胰蛋白酶作用时间过长会过度分解细胞表面蛋白,损伤细胞活性,因此及时加入含血清的培养液终止消化可避免该问题,B正确;
C、动物细胞计数的常用工具为血细胞计数板,C正确;
D、动物细胞培养全程需要严格的无菌环境,培养瓶必须经过灭菌处理才能分装细胞悬液,否则杂菌污染会导致细胞培养失败,D错误。
3.(2026·四川雅安·二模)异体器官移植中,猪GGTA1基因表达产物是引发超急性排斥反应的关键。敲除猪成纤维细胞GGTA1基因,通过体细胞核移植获得克隆猪,将该克隆猪的肾脏移植给猴,移植后未发生超急性排斥反应,但后期移植肾出现抗体大量沉积和巨噬细胞浸润,移植肾失功。下列相关叙述正确的是( )
A.敲除GGTA1基因的原理是诱导碱基对替换
B.将供体细胞注入去核的MⅡ期卵母细胞的透明带,经电融合获得重构胚
C.在95%O2和5%CO2混合气体中,利用添加了抗生素的液体培养基培养成纤维细胞
D.移植后期的排斥由抗体与巨噬细胞共同参与,说明该过程只依赖体液免疫
【答案】B
【详解】A、敲除基因是使目标基因的序列整体被破坏或移除,并非仅诱导碱基对替换,碱基对替换属于点突变,无法实现基因敲除,A错误;
B、体细胞核移植的标准操作是将供体成纤维细胞注入去核的MⅡ期卵母细胞的透明带和卵黄膜之间,再通过电融合等方式使两细胞融合,获得重构胚,B正确;
C、动物细胞培养的气体环境是95%空气(保证细胞有氧呼吸的氧气需求)加5%CO₂(维持培养液pH),C错误;
D、分析题意,后期移植肾出现抗体大量沉积和巨噬细胞浸润,巨噬细胞可参与细胞免疫等过程,而抗体参与体液免疫,故该过程是体液免疫和细胞免疫共同参与,D错误。
题型二:动物细胞融合技术和单克隆抗体
4.(2026·四川南充·一模)HPV(人乳头瘤病毒)是一种DNA病毒,可以引发女性患宫颈癌。科研人员通过制备抗HPV单克隆抗体为宫颈癌的诊断和治疗提供新方案。制备抗HPV单克隆抗体的过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A.该过程注射的特定抗原为HPV的DNA
B.骨髓瘤细胞的培养需通入95%空气和5%O2
C.细胞融合可以采用灭活的仙台病毒进行诱导
D.经HAT培养基筛选获得的杂交瘤细胞均可分泌抗HPV抗体
【答案】C
【详解】A、制备抗HPV单克隆抗体时,注射的特定抗原应为HPV的蛋白质类抗原,才能刺激小鼠产生可分泌抗HPV抗体的B淋巴细胞,注射HPV的DNA无法直接诱导产生对应抗体,A错误;
B、动物细胞培养的气体环境为95%空气和5%CO2,其中CO2的作用是维持培养液的pH,B错误;
C、诱导动物细胞融合的方法包括灭活病毒诱导、PEG诱导、电融合等,C正确;
D、HAT培养基筛选获得的仅为杂交瘤细胞,这类细胞不一定能分泌抗HPV抗体,还需经过抗体阳性检测才能筛选出可分泌目标抗体的杂交瘤细胞,D错误。
5.(2026·江苏淮安·模拟预测)利用单克隆抗体制备技术获得牛冠状病毒N蛋白单克隆抗体,下列叙述正确的是( )
A.该过程中需提供一定浓度CO2以促进细胞进行有氧呼吸
B.利用灭活病毒诱导已免疫的B细胞与骨髓瘤细胞的融合
C.用特定培养基筛选得到的杂交瘤细胞,均能分泌N蛋白抗体
D.传代培养时,悬浮培养的杂交瘤细胞需用胰蛋白酶处理后收集
【答案】B
【详解】A、动物细胞培养过程中提供一定浓度CO2的作用是维持培养液的pH,A错误;
B、诱导已免疫的B细胞与骨髓瘤细胞融合的常用方法包括灭活病毒诱导法、聚乙二醇融合法、电融合法等,B正确;
C、用特定选择培养基筛选得到的杂交瘤细胞,仅保证是同时具备无限增殖能力和产抗体能力的融合细胞,不一定能分泌针对牛冠状病毒N蛋白的特异性抗体,还需经过克隆化培养和专一抗体检测的进一步筛选,C错误;
D、只有贴壁生长的细胞传代培养时需要用胰蛋白酶处理使细胞从瓶壁脱离,悬浮培养的杂交瘤细胞无需胰蛋白酶处理即可直接收集,D错误。
6.(26-27高三上·重庆·阶段检测)现已建立一种简便快捷、适用于诺如病毒常见流行株的胶体金免疫层析检测方法。即用常见流行株GII.4型诺如病毒的衣壳蛋白P颗粒作为抗原利用小鼠制备单克隆抗体1B10(浓度为5 mg/mL)和1D6(浓度2.2 mg/mL)。利用羊制备羊抗鼠抗体作为质控线组装成胶体金试纸条(见图)。下列说法正确的是( )
A.单克隆抗体1B10和单克隆抗体1D6特异性识别同一种抗原
B.胶体金试纸条上使用的三种抗体由同一种杂交瘤细胞合成并分泌
C.需要对提取到的B细胞作抗原—抗体检测后再与骨髓瘤细胞融合制备杂交瘤细胞
D.胶体金试纸条可以用来检测所有类型诺如病毒感染导致的胃肠炎
【答案】A
【详解】A、单克隆抗体1B10和1D6均是针对GII.4型诺如病毒的衣壳蛋白P颗粒制备的,双抗体夹心法中二者识别该抗原的不同表位,属于特异性识别同一种抗原,A正确;
B、三种抗体中1B10、1D6是鼠源的不同单克隆抗体,来自不同的杂交瘤细胞,羊抗鼠抗体是羊产生的抗体,不可能由同一种杂交瘤细胞合成并分泌,B错误;
C、单克隆抗体制备过程中,先将免疫后的B细胞与骨髓瘤细胞融合,再对融合得到的杂交瘤细胞进行抗原-抗体检测筛选,无需提前对提取的B细胞做抗原-抗体检测,C错误;
D、该胶体金试纸条仅针对GII.4型等诺如病毒常见流行株,无法检测所有类型的诺如病毒感染,D错误。
题型三:动物体细胞核移植技术和克隆动物
7.(25-26高三·广东茂名·期中)细胞工程在农业、医药、生物技术等领域均有广泛应用。下列叙述正确的是( )
A.外植体用化学试剂消毒后需经蒸馏水冲洗才可用于接种
B.植物体细胞杂交——用胰蛋白酶处理细胞以获得原生质体
C.单克隆抗体制备技术和植物体细胞杂交技术均依据细胞的全能性原理
D.核移植技术可用于转基因动物的克隆,以保持转基因动物的优良性状
【答案】D
【详解】A、外植体消毒后需用无菌水冲洗,而非普通蒸馏水,否则可能引入微生物导致污染,A错误;
B、植物体细胞杂交——用纤维素酶和果胶酶处理细胞以获得原生质体,B错误;
C、单克隆抗体制备依赖细胞融合和增殖,不涉及细胞全能性;植物体细胞杂交需通过细胞全能性的原理形成完整的植株,C错误;
D、核移植技术是无性生殖技术,可保留供核个体的遗传性状,D正确。
8.(25-26高三·陕西榆林·期中)下图是利用体细胞核移植技术克隆优质奶牛的简易流程图。下列叙述错误的是( )
A.实现动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植
B.过程②常使用显微操作法对卵母细胞进行处理
C.过程③需激活重构胚促使其完成细胞分裂和发育进程
D.后代丁的遗传性状由甲和丙的遗传物质共同决定
【答案】D
【详解】A、动物体细胞分化程度远高于胚胎细胞,全能性更难表达,因此体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植,A正确;
B、过程②为卵母细胞去核操作,常使用显微操作法对卵母细胞进行处理去除细胞核,B正确;
C、融合获得的重构胚需要通过物理或化学方法激活,才能完成细胞分裂和发育进程,发育为早期胚胎,C正确;
D、代孕丙牛仅为胚胎发育提供发育场所和营养,不提供遗传物质,丁的细胞核遗传物质来自甲牛,细胞质遗传物质来自乙牛,遗传性状由甲和乙的遗传物质共同决定,D错误。
9.(26-27高三上·河南周口·开学考试)受精卵通过有序的细胞分化增加细胞的类型,不同类型的细胞构成组织、器官、系统,执行不同的功能,并构建精密而复杂的多细胞生物体。下列叙述正确的是( )
①细胞分化的本质是基因的选择性表达,结果是使细胞的功能趋向专门化
②人体造血干细胞可分化出红细胞、白细胞、血小板,该过程是不可逆的
③受精卵是未分化的细胞,其发育成完整个体的过程不能体现细胞的全能性
④胡萝卜韧皮部细胞经离体培养可形成植株,本质是遗传物质的定向改变
⑤克隆猴“中中”和“华华”的实例体现了已分化的动物体细胞核具有全能性
⑥一粒成熟的玉米种子在适宜条件下发育成植株,体现了植物细胞具有全能性
A.①②⑤ B.①③⑥ C.②③⑤ D.②⑤⑥
【答案】A
【详解】①细胞分化的本质是基因的选择性表达,结果使细胞的形态、结构、功能发生稳定性差异,功能趋向专门化,①正确;
②生物体内的细胞分化具有不可逆性,造血干细胞分化为红细胞、白细胞、血小板的过程在自然状态下无法反向进行,②正确;
③受精卵全能性最高,其发育为完整个体的过程可以体现细胞的全能性,③错误;
④胡萝卜韧皮部细胞经离体培养形成植株的原理是植物细胞的全能性,培育过程遗传物质未发生改变,④错误;
⑤克隆猴通过体细胞核移植技术培育得到,体现了已分化的动物体细胞核具有全能性,⑤正确;
⑥玉米种子属于植物器官,种子萌发为植株是个体发育的正常过程,不是单个分化细胞发育为完整个体,不能体现植物细胞全能性,⑥错误。
A符合题意,BCD不符合题意。
10.(25-26高三·辽宁葫芦岛·期末)某生物技术公司利用一只雄性爪哇野牛的冷冻皮肤细胞,克隆出了爪哇野牛。如图是克隆技术的部分过程。下列相关叙述正确的是( )
A.皮肤细胞所处的周期不同,诱导融合成重构胚的概率相同
B.卵母细胞去核的唯一方法是将细胞核从卵母细胞中吸出
C.融合后形成的重构胚可以直接进行细胞的分裂和分化
D.事实上即使是克隆技术也无法克隆出一模一样的动物
【答案】D
【详解】A、皮肤细胞所处的周期不同,诱导融合成重构胚的概率是不同的,A错误;
B、去核的方式有很多种,可以是将细胞核从卵母细胞中吸出,形成无核细胞,也可以采用紫外线照射的方法让DNA变性,也可用化学法处理,B错误;
C、重构胚形成后还需激活才可以发育成克隆动物,C错误;
D、因为有细胞质基因的控制以及环境的影响,克隆技术也无法克隆出一模一样的动物,D正确。
一年重难·创新题(侧重黑吉辽蒙,辐射全国,单选+不定项+非选择题)
设题创新:基因编辑单倍体胚胎干细胞、制备抗cTnI单克隆抗体、早早孕诊断试剂盒
1.【基因编辑单倍体胚胎干细胞】(26-27高三上·广西柳州·阶段检测)小鼠的类精子单倍体胚胎干细胞(haESCs)只含有一套染色体,可在体外无限增殖,并可进行基因编辑。将编辑后的haESCs注入去核MII期卵母细胞,激活后可发育为携带被编辑基因的后代。下列有关说法正确的是( )
A.注入去核卵母细胞的haESCs需先进行获能处理,以获得受精能力
B.haESCs与卵母细胞结合形成的细胞中线粒体DNA全部来自haESCs
C.该后代更容易显现被编辑基因控制的性状
D.可用电刺激、聚乙二醇(PEG)、高Ca2+-高PH融合法激活重构胚
【答案】C
【详解】A、获能处理是精子获得受精能力的特有操作,haESCs是单倍体胚胎干细胞,不属于精子,无需进行获能处理,A错误;
B、去核MII期卵母细胞仅移除了细胞核,保留了含线粒体的细胞质,因此重组细胞的线粒体DNA主要来自卵母细胞,并非全部来自haESCs,B错误;
C、haESCs只含有一套染色体,被编辑的基因不存在等位基因的显隐性掩盖,且重构胚的核基因全部来自编辑后的haESCs,因此后代更容易显现被编辑基因控制的性状,C正确;
D、聚乙二醇(PEG)和高Ca2+-高pH法是诱导细胞融合,不用于重构胚的激活,仅电刺激可用于激活重构胚,D错误。
2.【不定项】(26-27高三上·黑龙江七台河·阶段检测)下图为动物细胞培养过程的示意图。下列叙述正确的是( )
A.步骤①往往选用幼龄动物的组织,是因为其全能性高
B.步骤③是原代培养,细胞会因细胞密度过大、有害代谢物积累等因素只分裂一次
C.步骤④是传代培养,某类细胞可直接用离心法收集
D.为防止培养过程中杂菌污染,除对培养液严格灭菌外可向其中加入适量的抗生素
【答案】CD
【详解】A、步骤①选用幼龄动物组织,是因为其细胞分裂能力强、增殖旺盛,动物细胞培养的目的是获得细胞或细胞产物,不需要体现细胞全能性,且高度分化的动物体细胞全能性受到限制,A错误;
B、步骤③是原代培养,细胞会因细胞密度过大、有害代谢物积累、营养消耗等出现接触抑制而停止增殖,该过程中细胞可分裂多次,并非只分裂一次,B错误;
C、步骤④是传代培养,对于悬浮生长的细胞,无需使用胰蛋白酶处理,可直接用离心法收集,C正确;
D、抗生素可抑制杂菌繁殖,因此为防止培养过程中杂菌污染,除对培养液严格灭菌外,可向其中加入适量的抗生素,D正确。
3.【制备抗cTnI单克隆抗体】(不定项)(26-27高三上·江苏扬州·阶段检测)人心肌细胞中产生的肌钙蛋白cTnI在血液中含量上升是心肌损伤的特异性指标。为制备抗cTnI单克隆抗体,科研人员完成了图示过程。下列有关叙述正确的是( )
A.动物细胞培养应在含5%空气和95%CO2的混合气体的恒温培养箱中进行
B.过程①可使用选择培养基筛选出杂交瘤细胞,排除未融合细胞和同种融合细胞
C.甲、乙、丙中,只含抗cTnI单克隆抗体的杂交瘤细胞是乙和丙
D.诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合的方法有电融合法、灭活病毒诱导法等
【答案】BD
【详解】A、动物细胞培养的气体环境应为95%空气和5%CO2,其中5%CO2的作用是维持培养液的pH,选项中气体比例颠倒,A错误;
B、过程①是用选择培养基筛选,未融合的细胞、同种融合的细胞都无法在该选择培养基上存活,只有B细胞和骨髓瘤细胞融合形成的杂交瘤细胞可以存活,因此可排除其他细胞,筛选出杂交瘤细胞,B正确;
C、乙是经选择培养基筛选得到的杂交瘤细胞,但这类细胞不一定都能产生抗cTnI的抗体,还需要经过过程②的克隆化培养和抗体检测,得到的丙才是能分泌抗cTnI单克隆抗体的杂交瘤细胞,C错误;
D、诱导动物细胞融合的方法有电融合法、灭活病毒诱导法、聚乙二醇(PEG)融合法等,D正确。
4.【早早孕诊断试剂盒】(不定项)(26-27高三上·湖南·开学考试)科学家利用单克隆抗体技术制备了“早早孕诊断试剂盒”。如图1所示,X细胞取自经人绒毛膜促性腺激素(HCG)免疫的小鼠脾脏,Y细胞为骨髓瘤细胞,Z为杂交瘤细胞。图2中抗体1与抗体2是能与HCG不同位点特异性结合的单克隆抗体,抗体3能特异性识别并结合抗体1.胶体金标记的抗体1(大量聚集会显示红色)会随着溶液向右移动,下列说法正确的是( )
A.Z细胞体外培养时,添加血清的培养液置于CO2恒温培养箱中,CO2可维持培养液pH稳定
B.若检测结果T线红色而C线无色说明检测结果无效
C.若待测样品中存在HCG,检测过程中共发生2次特异性结合
D.在①过程中可用的方法有电融合法、PEG融合法以及灭活病毒诱导法
【答案】ABD
【详解】A、Z为杂交瘤细胞,体外培养属于动物细胞培养,培养液需添加血清等天然成分,CO2恒温培养箱中的CO2可维持培养液pH稳定,A正确;
B、质控线(C线)为对照,只要试纸正常,无论样品是否含HCG,游离的抗体1都会移动到C线与抗体3结合使C线显红色,若C线无色说明试纸失效,检测结果无效,B正确;
C、若待测样品存在HCG,共发生3次特异性结合:胶体金标记的抗体1与HCG结合、HCG与T线固定的抗体2结合、游离的抗体1与C线固定的抗体3结合,C错误;
D、①为动物细胞融合过程,常用诱导方法有电融合法、PEG(聚乙二醇)融合法、灭活病毒诱导法,D正确。
5.【丙型肝炎】(不定项)(26-27高三上·湖南衡阳·开学考试)丙肝病毒引起的丙型肝炎可导致肝脏慢性炎症、坏死和纤维化,部分患者可能发展为肝硬化甚至肝癌。为研制丙肝病毒的单克隆抗体,某研究者以小鼠为实验材料设计了以下实验流程。下列相关叙述正确的是( )
A.图中的B淋巴细胞是在小鼠甲产生丙肝病毒免疫后从其脾细胞中获得的
B.体外培养杂交瘤细胞时,需要给细胞提供95%的O2和5%的CO2
C.体外培养杂交瘤细胞时,培养基中一般会加入血清等天然成分
D.筛选1是用特定的选择培养基进行筛选,筛选2是进行克隆化培养和抗体检测
【答案】ACD
【详解】A、制备抗丙肝病毒单克隆抗体,需先用丙肝病毒免疫小鼠甲,刺激小鼠脾脏B淋巴细胞增殖分化为能分泌特异性抗体的浆细胞,脾脏是B淋巴细胞富集部位,从中获取B淋巴细胞,A正确;
B、动物细胞体外培养气体环境标准配比:95%空气(提供细胞有氧呼吸所需O2)+5%CO2(维持培养液pH稳定),B错误;
C、人工合成培养基无法完全满足动物细胞生长需求,血清、血浆等天然成分含有未知生长因子、激素、营养物质,培养基中必须添加,C正确;
D、筛选1使用选择培养基,淘汰未融合细胞、同种融合细胞,仅保留B细胞-骨髓瘤杂交瘤细胞;筛选2进行克隆化培养+抗体阳性检测,筛选出专一分泌抗丙肝病毒抗体的杂交瘤细胞,D正确。
6.【iPS细胞】(不定项)(26高三·江苏无锡·阶段检测)体外诱导小鼠成纤维细胞可获得诱导多能干细胞(简称iPS细胞),iPS细胞增殖分化后可形成多种组织细胞,用于多种疾病的治疗,如图为该技术的实验示意图。下列相关叙述错误的有( )
A.体外培养细胞时,加入抗生素可防止杂菌和病毒污染
B.选取的小鼠成纤维组织需经胃蛋白酶或胶原蛋白酶处理
C.iPS细胞用于疾病治疗时存在分化为肿瘤细胞的风险
D.若iPS细胞由病人细胞制备,理论上可以避免免疫排斥反应
【答案】AB
【详解】A、抗生素仅能抑制或杀灭细菌等杂菌,对病毒无杀伤作用,因此加入抗生素无法防止病毒污染,A错误;
B、动物细胞培养的适宜pH为中性偏碱,胃蛋白酶的最适pH为酸性,在该培养环境下会失活,因此分散动物组织可使用胰蛋白酶或胶原蛋白酶,不能使用胃蛋白酶,B错误;
C、iPS细胞增殖能力较强,若诱导分化过程调控不当,存在异常分化为肿瘤细胞的风险,C正确;
D、由病人自身细胞制备的iPS细胞,遗传物质与病人体细胞一致,细胞表面抗原相同,理论上可以避免免疫排斥反应,D正确。
7.【体细胞克隆猴的培育】(不定项)(26高三·内蒙古呼和浩特·期末)体细胞克隆猴的培育流程如图所示,为提高胚胎的发育和妊娠率,用组蛋白去甲基化酶(Kdm4d)的mRNA和组蛋白脱乙酰酶抑制剂TSA处理重构胚。下列叙述正确的是( )
A.用灭活的病毒短暂处理体细胞,是为了诱导细胞融合
B.组蛋白去甲基化和增加乙酰化有利于重构胚的发育
C.克隆猴的成功培育体现了动物细胞具有全能性
D.克隆小猴的遗传性状由图中的胎猴以及环境共同决定
【答案】AB
【详解】A、灭活的仙台病毒是诱导动物细胞融合的常用生物试剂,短暂处理体细胞后,可介导体细胞与去核卵母细胞发生融合,A正确;
B、题干表明用组蛋白去甲基化酶的mRNA(可使组蛋白去甲基化)和组蛋白脱乙酰酶抑制剂(可抑制组蛋白脱乙酰,提高组蛋白乙酰化水平)处理重构胚,能提高胚胎发育和妊娠率,说明组蛋白去甲基化和增加乙酰化有利于重构胚发育,B正确;
C、克隆猴的培育利用的是体细胞核移植技术,最终发育为完整个体体现的是动物细胞核的全能性,C错误;
D、克隆小猴的核遗传物质来自胎猴,细胞质遗传物质来自提供卵母细胞的母猴,其性状是核遗传物质、细胞质遗传物质和环境共同作用的结果,并非仅由胎猴和环境决定,D错误。
8.【抗CD47的单克隆抗体】(26-27高三上·四川眉山·阶段检测)多种肿瘤细胞表面的CD47(一种蛋白质)含量比正常细胞高1.6~5倍,导致巨噬细胞对肿瘤细胞的清除效果减弱。为解除CD47对巨噬细胞的抑制作用,研究人员按如图1流程制备了抗CD47的单克隆抗体。回答下列问题:
(1)CD47的单克隆抗体制备中涉及的动物细胞融合与动物细胞培养技术对应的原理分别是___________________________________________________________________________________。
(2)图中①步骤注射CD47的目的是______________________________。取一定稀释倍数的杂交瘤细胞悬液加入96多孔板中,适宜条件下培养并进行阳性检测,阳性检测的原理是___________________________________________________________________________________。
(3)临床发现,抗CD47抗体对黑色素瘤等多种肿瘤疾病均表现出良好疗效,但对前列腺癌基本无效。为了探究其原因,科研人员进行了系列研究。
①科研人员检测了前列腺癌细胞和黑色素瘤细胞中CD47mRNA和蛋白含量,结果如图2。据图可知,前列腺癌细胞CD47基因的__________水平显著高于黑色素瘤细胞,而二者细胞中CD47蛋白的含量_______________。
②研究人员将正常小鼠分成两组,分别接种野生型和突变型前列腺癌细胞,其中突变型癌细胞的生存和增殖能力均不受影响,接种后观察小鼠的成瘤情况及生存状态,实验流程结果如图3。野生型的前列腺癌细胞通过外泌体(细胞分泌的具膜小泡)将CD47蛋白分泌到细胞外,而外泌体CD47能抑制T细胞的活化。
结合①和本实验结果,直接接种野生型前列腺癌细胞组小鼠死亡的原因是________________________________________。第二组小鼠接种野生型前列腺癌细胞后依然存活,请针对此现象给出一个合理的解释__________________________________________________________________________________。
【答案】(1)细胞膜具有一定的流动性、细胞增殖
(2) 刺激小鼠产生免疫B淋巴细胞 抗原与抗体特异性结合
(3) 转录 无显著差异##基本相同 外泌体CD47抑制T细胞活化,导致小鼠成瘤而死亡 小鼠接种突变型前列腺癌细胞,不能抑制T细胞的活化,T细胞识别癌细胞表面抗原后正常活化并产生相应的记忆细胞,当再接种野生型前列腺癌细胞后,记忆细胞迅速增殖分化产生大量的细胞毒性T细胞从而杀伤癌细胞,小鼠存活
【详解】(1)动物细胞融合依赖细胞膜的流动性,动物细胞培养的原理是细胞增殖。
(2)给小鼠注射CD47(抗原)的目的是诱导小鼠发生免疫反应,产生能分泌抗CD47抗体的B淋巴细胞;筛选能产生目标抗体的杂交瘤细胞(阳性检测)的原理是抗原与抗体的特异性结合。
(3) ①mRNA是基因转录的产物,图2显示前列腺癌细胞CD47mRNA远高于黑色素瘤细胞,说明其CD47基因的转录水平显著更高;而二者CD47蛋白含量柱高相近,说明没有明显差异。 ②已知外泌体CD47能抑制T细胞活化,野生型前列腺癌细胞可分泌该物质:接种野生型后,外泌体CD47抑制T细胞活化,机体无法清除癌细胞,癌细胞大量增殖导致小鼠死亡;第二组小鼠接种突变型前列腺癌细胞,不能抑制T细胞的活化,T细胞识别癌细胞表面抗原后正常活化并产生相应的记忆细胞,当再接种野生型前列腺癌细胞后,记忆细胞迅速增殖分化产生大量的细胞毒性T细胞从而杀伤癌细胞,小鼠存活。
三年真题·压轴题(侧重黑吉辽蒙,辐射全国)
高频考点:动物细胞培养、动物细胞融合技术和单克隆抗体、动物体细胞核移植技术和克隆动物
1.(2026·福建·高考真题)流感病毒威胁人类健康。科研人员抽取经流感疫苗免疫后的人体血液,分离获得相应的浆细胞,利用相关技术快速制备抗流感病毒的人源单克隆抗体,该抗体可用于流感重症患者的应急治疗。部分实验流程如下:
下列叙述正确的是( )
A.该技术是利用蛋白质工程原理制备人源单克隆抗体
B.步骤②中分离的血液淋巴细胞都可以用于抗体基因序列的获取
C.将步骤③中的单细胞注射到小鼠腹腔中也可获得大量的单克隆抗体
D.步骤⑤中单克隆抗体的表达和生产都不依赖于B细胞
【答案】D
【详解】A、该技术是从已免疫的浆细胞中获取天然的抗流感抗体的基因序列,通过基因工程构建重组载体实现抗体表达,并未对抗体的基因/蛋白质结构进行定向改造,不属于蛋白质工程的原理,A错误;
B、步骤②分离的血液淋巴细胞包含T细胞、未免疫的B细胞等多种类型,只有能产生抗流感抗体的浆细胞才含有对应的抗体基因序列转录出的mRNA,并非所有淋巴细胞都可用于获取目标抗体基因,B错误;
C、步骤③的单细胞是人体的浆细胞,浆细胞是高度分化的细胞,不能无限增殖,注射到小鼠腹腔无法大量增殖,也就不能获得大量单克隆抗体;只有能无限增殖的杂交瘤细胞注射到小鼠腹腔才能制备腹水型单克隆抗体,C错误;
D、步骤⑤是将抗体基因构建到重组载体中,导入工程细胞完成抗体的表达与生产,整个过程不需要依赖B细胞的参与,D正确。
2.(2026·浙江·高考真题)为解决移植供体短缺的问题,科研人员以胚胎干细胞为材料,通过微流控装置提供营养、气体交换及机械刺激等条件,开发了一种新型“微型组织”构建技术,如图所示。
下列叙述错误的是( )
A.过程①加入不同诱导因子,分别获得3种细胞
B.过程②需维持培养环境的pH为弱碱性
C.过程③利用细胞融合技术构建微型组织
D.微流控装置可模拟内环境,维持微型组织功能稳定
【答案】C
【详解】A、过程①是胚胎干细胞分化为不同功能细胞的过程,加入不同诱导因子可诱导胚胎干细胞向不同方向分化,获得3种功能不同的细胞,A正确;
B、动物细胞培养的适宜pH为7.2~7.4,呈弱碱性,过程②属于动物细胞培养范畴,需维持培养环境pH为弱碱性,B正确;
C、过程③是不同类型细胞有序组装形成具有特定结构的微型组织的过程,并未使用细胞融合技术,细胞融合是指多个细胞融合形成一个杂种细胞的技术,与该过程不符,C错误;
D、由题干信息可知,微流控装置可提供营养、气体交换及机械刺激等条件,能够模拟内环境的组成和功能,维持微型组织功能稳定,D正确。
3.(2026·甘肃·高考真题)支原体是动物细胞培养中常见的污染物,可附着于动物细胞表面或侵入细胞内部,通过争夺培养液中的养分,使细胞因营养缺乏而生长迟缓,形态异常,甚至死亡。下列叙述正确的是( )
A.支原体是目前已经发现的最小、最简单的单细胞真核生物
B.培养动物细胞时,需要适宜的温度、气体环境及光照强度
C.培养液中的葡萄糖通过协助扩散进入动物细胞被氧化分解
D.定期更换细胞培养液,是清除支原体污染的有效手段之一
【答案】C
【详解】A、支原体属于原核生物,不是真核生物,是目前发现的最小、最简单的原核生物,A错误;
B、动物细胞培养需要适宜的温度、pH、气体环境,不需要光照,动物细胞不能进行光合作用,B错误;
C、培养液中的葡萄糖顺浓度通过协助扩散进入动物细胞被氧化分解,C正确;
D、支原体附着于动物细胞表面或侵入细胞内部,通过争夺培养液中的养分定期更换培养液,定期更换细胞培养液,不能清除支原体污染,D错误。
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·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。
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·黑吉辽蒙卷·高考真题)人端粒酶催化亚基(hTERT)能维持端粒DNA序列长度。将间充质干细胞分为两组并进行贴壁培养:a组导入空载体;b组导入hTERT基因并持续表达。下列叙述错误的是( )
A.细胞培养过程中,培养液需要定期更换
B.传代培养时,可用纤维素酶处理使贴壁细胞分散
C.a组细胞端粒DNA序列会随分裂次数增加而逐渐缩短
D.与a组细胞相比,b组细胞可分裂的次数会明显增加
【答案】B
【详解】A、动物细胞培养过程中,细胞代谢会积累有害代谢产物,同时会消耗营养物质,因此需要定期更换培养液以清除代谢废物、补充营养,A正确;
B、动物细胞没有细胞壁,传代培养时需用胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)处理使贴壁细胞分散,B错误;
C、a组导入空载体,无hTERT表达,不能维持端粒DNA长度,根据端粒学说,细胞每分裂一次端粒DNA就会缩短一截,因此a组细胞端粒DNA序列会随分裂次数增加逐渐缩短,C正确;
D、b组导入hTERT基因且持续表达,可维持端粒DNA序列长度,避免端粒过短导致细胞分裂停止,因此与a组相比,b组细胞可分裂的次数明显增加,D正确。
8.(2026·河南·高考真题)利用细胞融合技术将小鼠骨髓瘤细胞和烟草叶肉细胞融合,拟通过观察细胞器确认杂种细胞,下列能作为确认依据的细胞器组合是( )
A.线粒体和液泡 B.叶绿体和中心体
C.叶绿体和线粒体 D.内质网和高尔基体
【答案】B
【详解】A、线粒体是动物细胞和植物细胞共有的细胞器,无法证明细胞中含有小鼠骨髓瘤细胞的成分,A错误;
B、叶绿体是烟草叶肉细胞特有的细胞器,小鼠骨髓瘤细胞不含叶绿体;中心体是动物细胞特有的细胞器,烟草是高等植物,细胞不含中心体,若融合细胞同时含有这两种细胞器,即可证明是两种细胞融合得到的杂种细胞,B正确;
C、线粒体是两种细胞共有的细胞器,仅能通过叶绿体证明含有烟草叶肉细胞的成分,无法证明含有小鼠骨髓瘤细胞的成分,C错误;
D、内质网和高尔基体是动物细胞和植物细胞共有的细胞器,无法区分两种细胞的成分,D错误。
9.(2024·辽宁·高考真题)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
【分析】动物细胞培养的流程:取动物组织块(动物胚胎或幼龄动物的器官或组织)→剪碎→用胰蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养瓶中进行原代培养→贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶处理分散成单个细胞继续传代培养。动物细胞培养需要的条件有:①无菌、无毒的环境;②营养;③温度和pH;④气体环境:95%空气+5%CO2;动物细胞培养技术主要应用在:制备病毒疫苗、制备单克隆抗体、检测有毒物质等。
【详解】A、传代培养时培养器皿容许内部气体和培养箱中的气体进行交换,A错误;
B、选取②的细胞进行传代培养比①更合理,②时细胞增长开始变得缓慢,B错误;
C、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;
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。
故选D。
10.(2023·辽宁·高考真题)大量悬浮培养产流感病毒的单克隆细胞,可用于流感疫苗的生产。下列叙述错误的是( )
A.悬浮培养单克隆细胞可有效避免接触抑制
B.用于培养单克隆细胞的培养基通常需加血清
C.当病毒达到一定数量时会影响细胞的增殖
D.培养基pH不会影响单克隆细胞的病毒产量
【答案】D
【分析】培养动物细胞使用合成培养基时需要加入血清等一些天然成分,必须保证环境是无菌、无毒的,培养液还需要定期更换。O2是细胞代谢所必需的,CO2主要作用是维持培养液的pH。细胞贴附在培养瓶的瓶壁上称为细胞贴壁,贴壁细胞在生长增殖时会发生接触抑制的现象。
【详解】A、悬浮培养单克隆细胞,可以保证足够的气体交换,通过振荡或转动装置使细胞始终处于分散悬浮于培养液内,可有效避免接触抑制,A正确;
B、由于细胞的生长是比较复杂的过程,血清中含有一些必需的因子,用于培养单克隆细胞的培养基通常需加血清,B正确;
C、病毒借助于细胞进行繁殖,利用了活细胞的物质、能量、酶等,当病毒达到一定数量时细胞的生命活动受到影响,会影响细胞的增殖,C正确;
D、细胞的正常生命活动需要适宜的pH,培养基pH会影响细胞代谢,进而影响单克隆细胞的病毒产量,D错误。
故选D。
11.(2022·辽宁·高考真题)二甲基亚砜(DMSO)易与水分子结合,常用作细胞冻存的渗透性保护剂。干细胞冻存复苏后指标检测结果见下表。下列叙述错误的是( )
冻存剂 指标
合成培养基+DMSO
合成培养基+DMSO+血清
G1期细胞数百分比(%)
65.78
79.85
活细胞数百分比(%)
15.29
41.33
注:细胞分裂间期分为G1期、S期(DNA复制期)和G2期
A.冻存复苏后的干细胞可以用于治疗人类某些疾病
B.G1期细胞数百分比上升,导致更多干细胞直接进入分裂期
C.血清中的天然成分影响G1期,增加干细胞复苏后的活细胞数百分比
D.DMSO的作用是使干细胞中自由水转化为结合水
【答案】B
【分析】细胞冻存及复苏的基本原则是慢冻快融,实验证明这样可以最大限度的保存细胞活力。目前细胞冻存多采用甘油或二甲基亚矾作保护剂,这两种物质能提高细胞膜对水的通透性,加上缓慢冷冻可使细胞内的水分渗出细胞外,减少细胞内冰晶的形成,从而减少由于冰晶形成造成的细胞损伤。复苏细胞应采用快速融化的方法,这样可以保证细胞外结晶在很短的时间内即融化,避免由于缓慢融化使水分渗入细胞内形成胞内再结晶对细胞造成损伤。
【详解】A、冻存复苏后的干细胞可以经诱导分裂分化形成多种组织器官,用于治疗人类某些疾病,A正确;
B、G1期细胞数百分比上升,说明细胞进入分裂间期,但不会导致干细胞直接进入分裂期,还需经过S和G2期,B错误;
C、分析表格可知,血清中的天然成分影响G1期(该期细胞数百分比增大),能增加干细胞复苏后的活细胞数百分比,C正确;
D、二甲基亚砜(DMSO)易与水分子结合,可以使干细胞中自由水转化为结合水,D正确。
故选B。
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学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
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第37讲 动物细胞工程
第一部分 五年考情·精准定向
黑吉辽蒙考情概览 黑吉辽蒙热点情境 黑吉辽蒙备考策略
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01 动物细胞培养
核心02 动物细胞融合技术和单克隆抗体
核心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(全国视野,2大题型)
一年重难·创新题(侧重黑吉辽蒙,辐射全国,单选+不定项+非选择题)
三年真题·压轴题(侧重黑吉辽蒙,辐射全国,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.考查细胞结构与功能的适配性。
2.通过技术流程推导考查逻辑思维,借助流程图、示意图考查建模能力,要求学生理解“核移植技术中供体细胞与受体细胞的选择逻辑”。
3.以实验情境考查探究能力,结合技术改进考查创新思维,如“如何优化动物细胞培养的培养基成分以提高细胞存活率”,引导学生基于现有技术提出合理创新方案。
2026·福建·动物细胞融合与单克隆抗体
2026·江苏·动物细胞融合与单克隆抗体
2026·湖北·干细胞工程、动物细胞培养
2026·湖南·动物细胞融合与单克隆抗体
2026·浙江·动物细胞培养技术
2026·甘肃·动物细胞培养技术
2026·广西·动物细胞工程
2026·黑吉辽蒙·动物细胞培养技术
2024·黑吉辽蒙·动物细胞培养技术
2023·黑吉辽蒙·动物细胞培养技术
1. 考查频次:近5年黑吉辽蒙新高考中,考查频率较高,多数以单项选择题形式出现,非选择题较少。
2.考查要点:查内容聚焦板块:
(1)注重实验与探究能力考查:可能会给出实验目的、材料和部分实验步骤,让学生设计实验方案、预测实验结果或分析实验现象;
(2)考查知识的综合运用:将动物细胞工程与其他知识点,如细胞的结构和功能、细胞的生命历程、基因工程等相结合,考查学生对生物学知识的整体把握和综合运用能力。
热点情境
本地情境素材:
情境1 前沿科研与医学应用:
例如,利用干细胞培养、类器官培育、核移植(克隆)技术等进行疾病研究或抗衰老研究等。
情境2 生物制药与生产实践:
以单克隆抗体的制备和应用为核心,如针对特定病毒(如新型冠状病毒)研制抗体药物。
情境3 教材实验变式与探究:
基于动物细胞培养、细胞融合等教材基础实验进行拓展,设计探究性实验,考查学生对实验原理、步骤和结果分析的能力。
核心考点:主要围绕动物细胞培养的条件与过程、单克隆抗体的制备流程、动物细胞核移植技术及其应用等核心知识。
选择题:侧重考查对基础概念、原理和流程的辨析,例如动物细胞培养的条件、细胞融合的方法等。
非选择题:常以流程图、实验设计或科研背景材料的形式出现,要求考生分析技术流程、解释实验现象、评价实验方案或预测结果。
备考策略
1. 构建“技术流程”思维导图
动物细胞工程的核心在于流程的逻辑性。不要孤立地记忆知识点,而要画出四大核心技术(动物细胞培养、核移植、细胞融合、单抗制备)的流程图。
重点动作:在复习时,尝试合上书本,在白纸上默写“单克隆抗体制备”和“核移植”的完整步骤,标注出每一步的目的(如:为什么要用胰蛋白酶?为什么要去核?)。
2. 死磕教材中的“易错细节”
新高考非常喜欢考查教材中的旁栏思考、课后习题以及实验操作的细微之处。
高频陷阱:
酶的选择:分散动物细胞常用胰蛋白酶或胶原蛋白酶,严禁使用胃蛋白酶(因为适宜pH不符)。
气体环境:95%空气+5%CO₂,其中CO₂的作用是维持培养液pH,而非刺激细胞呼吸。
培养条件:血清通常不能高温灭菌(会失活),需过滤除菌;贴壁细胞出现接触抑制后,需用胰蛋白酶处理进行传代。
3. 强化“图文转换”能力
真题常以科研流程图、电镜图或曲线图的形式呈现。你需要训练将图形语言转化为文字表述的能力。
训练方法:针对“动物细胞培养曲线图”,要能分析出原代培养与传代培养的界限、接触抑制出现的时期(平台期);针对“核移植图”,要能识别供体细胞、受体卵母细胞(MⅡ期)及重构胚的激活过程。
4. 聚焦“前沿情境”与热点应用
命题常将基础知识嵌入到最新的科研成果中,考查知识迁移能力。
关注热点:
iPS细胞:诱导多能干细胞的制备原理、优势(避免免疫排斥、伦理争议少)及应用。
ADC药物:抗体-药物偶联物,理解其“靶向运输”的原理(抗原-抗体特异性结合)。
类器官与干细胞治疗:理解干细胞的分化潜能及其在疾病治疗中的逻辑。
5. 掌握“对比辨析”法
通过表格对比,理清相似技术的异同,避免概念混淆。
必做对比:
动物细胞培养 vs 植物组织培养:原理(增殖vs全能性)、培养基(液体加血清vs固体)、结果(细胞群vs完整个体)。
动物细胞融合 vs 植物体细胞杂交:诱导方法(灭活病毒是动物特有)、原生质体制备(酶解法vs去壁)。
ES细胞 vs iPS细胞 vs 成体干细胞:来源、分化潜能及应用区别。
6. 规范“非选择题”答题术语
在解答实验分析题时,语言的规范性直接决定得分率。
表达模板:
原因解释:采用“原理+条件+结果”的三段式结构。例如解释CO₂作用时,应表述为“CO₂参与形成碳酸氢盐缓冲体系,从而维持培养液的pH相对稳定”。
第二部分 三大核心·主干速记
内容速览:动物细胞培养、动物细胞融合技术和单克隆抗体、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 动物细胞培养
考点1: 动物细胞的培养条件和过程
一、动物细胞培养
1.动物细胞培养是指___________________________________________________________________。
2.一般来说,动物细胞培养需要满足以下条件。
3.在体外培养细胞时,必须保证环境是________________的,即需要对培养液和所有培养用具进行_______处理以及在__________环境下进行操作。培养液还需要________更换,以便清除_________,防止________________。
4.动物细胞培养所需气体主要有__________。O2是_________________,CO2的主要作用是_______________。在进行细胞培养时,通常采用培养皿或松盖培养瓶,并将它们置于含有___________________的混合气体的CO2培养箱中进行培养。
5.动物细胞培养时细胞往往贴附在培养瓶的瓶壁上,这种现象称为______________。悬浮培养的细胞会因_______________、_____________________和__________________等因素而分裂受阻。贴壁细胞在生长增殖时,除受上述因素的影响外,还会发生______________现象,即________________________________________。
6.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。在进行传代培养时,悬浮培养的细胞直接用离心法收集;贴壁细胞需要重新用______________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(如图)。
动物细胞培养过程示意图
考点2:干细胞培养及其应用
1.在一定条件下,干细胞可以分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,包括_________干细胞和________干细胞等。
2.2006年,科学家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,将它称为________干细胞(简称iPS细胞),并用iPS细胞治疗了小鼠的镰状细胞贫血。
3.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__________导入细胞中,直接将_______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________细胞转化而来的,后来发现已分化的____________、____________等也能被诱导为iPS细胞。
iPS细胞用于治疗人类疾病示意图
考点3:植物组织培养和动物细胞培养的比较
1.植物组织培养与动物细胞培养的比较
项目
植物组织培养
动物细胞培养
区别
原理
植物细胞的全能性
细胞增殖
培养基
固体或半固体培养基,含有矿质元素、蔗糖、维生素、琼脂、植物激素等
液体培养基,含有无机盐、糖类、维生素、氨基酸、血清等
过程
结果
形成完整的植株,可以体现植物细胞的全能性
形成新的细胞群,不形成个体,不体现动物细胞的全能性
相同点
①培养过程中细胞都进行有丝分裂,都不涉及减数分裂;②均需无菌操作,需要适宜的温度、pH等条件
2.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。
3.O2是细胞代谢所必需的,CO2的主要作用是维持培养液的pH。
4.细胞在培养过程中会出现细胞贴壁和接触抑制现象。
5.区分原代培养和传代培养的关键是看用胰蛋白酶处理的对象和是否分瓶。分瓶前,第一次用胰蛋白酶对动物组织进行处理后的培养是原代培养;第二次用胰蛋白酶处理,使细胞从瓶壁上脱离下来,分瓶后的细胞培养为传代培养。
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.动物细胞融合技术(cell fusion technique)就是__________________________。融合后形成的杂交细胞具有原来两个或多个细胞的________________。
2.动物细胞融合与植物原生质体融合的基本原理相同。诱导动物细胞融合的常用方法有___________融合法、________融合法和________________法等。
3.结果:形成的_________________具有________________________。
4.融合实质及完成的标志:_____________________。
5.细胞融合技术突破了有性杂交的局限,使_________杂交成为可能。
6.制备单克隆抗体需要的技术手段:____________和____________。制备单克隆抗体的原理:____________和_________________。
考点2: 单克隆抗体及其应用
1.单克隆抗体制备过程示意图。
米尔斯坦和科勒制备单克隆抗体过程的示意图
2.第一次筛选的目的是_____________,方法是_____________________。经过____________后未融合的细胞或者融合后具有同种核型的细胞都会____________,只有融合的___________________才能生长。
3.第二次筛选的目的是____________________________,方法是_________________。
4.抗体——药物偶联物(ADC)通过将细胞毒素与能特异性识别肿瘤抗原的___________________结合,实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤。
易错提醒
1.动物细胞融合是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。
2.诱导动物细胞融合常用的方法有PEG融合法、电融合法、灭活病毒诱导法等。
3.杂交瘤细胞是由经免疫的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合而成的,具有既能迅速大量增殖又能产生足够数量的特定抗体的能力。
4.抗体—药物偶联物(ADC)通过将细胞毒素与能特异性识别肿瘤抗原的单克隆抗体结合,实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤。ADC通常由抗体、接头和药物三部分组成。
5.灭活病毒诱导法是诱导动物细胞融合特有的方法。
核心知识3 动物体细胞核移植技术和克隆动物
考点1: 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是_____________________________________________________________。
2.减数分裂Ⅱ中期(MⅡ期)卵母细胞中的“核”其实是_____________复合物。文中所说的“去核”是去除该复合物。
3.哺乳动物核移植可以分为__________细胞核移植和_____________细胞核移植。由于动物胚胎细胞分化程度________,表现全能性相对__________,而动物体细胞分化程度_________,表现全能性___________,因此动物体细胞核移植的难度明显_________胚胎细胞核移植。
4.下面以克隆高产奶牛为例,来说明体细胞核移植的大致过程(如图)。
5. 目前动物细胞核移植技术中普遍使用的去核方法是___________。也有人采用_____________、_____________和_______________等方法。这些方法是在_______________________的情况下去核或使其中的___________变性。
易错提醒
1.克隆动物的性状与供体不完全相同的原因:①克隆动物细胞质中的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,还受环境影响。
2.克隆动物的基因型与供体相同:核移植过程中细胞核只来自供体,因此克隆动物的核遗传物质是对供体核遗传物质的100%复制,其基因型与供体相同。
3.动物细胞核移植技术是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。
4.通过显微操作去核后,将供体细胞注入去核的卵母细胞。
5.用物理或化学方法(如电刺激、Ca2+载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等)激活重构胚,使其完成细胞分裂和发育进程。
6.克隆动物与供体动物的遗传物质基本相同。
第三部分 分层专练·靶向攻关
题型专攻·基础题(全国视野,2大题型)
考查重点:动物细胞培养、动物细胞融合技术和单克隆抗体、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高三上·河南·专题练习)“肺芯片”是在微流控芯片上培养人体细胞的微型系统:多孔薄膜一侧培养人肺泡上皮细胞并通入空气,另一侧培养同一供体的血管内皮细胞并持续流过培养液以模拟血流。用其检测药物肺毒性,与人体实际反应的吻合度高于动物实验。下列叙述正确的是( )
A.持续流过的培养液对芯片中细胞的作用类似于内环境
B.构建该芯片所用的两种细胞,需先用胃蛋白酶处理组织使其分散
C.由于薄膜的隔离,芯片中两种细胞不能进行信息交流
D.该芯片中的细胞取自人体,故其检测结果可反映药物对人体各器官的毒性
2.(26-27高三上·四川成都·阶段检测)对贴壁生长的动物细胞进行传代培养,图示为操作简易流程。下列相关叙述错误的是( )
A.步骤①中的消化液通常含有胰蛋白酶
B.步骤②中及时终止消化可防止消化过度损伤细胞
C.步骤③中对细胞进行计数可用血细胞计数板
D.步骤④中培养瓶无需灭菌即可直接分装细胞悬液
3.(2026·四川雅安·二模)异体器官移植中,猪GGTA1基因表达产物是引发超急性排斥反应的关键。敲除猪成纤维细胞GGTA1基因,通过体细胞核移植获得克隆猪,将该克隆猪的肾脏移植给猴,移植后未发生超急性排斥反应,但后期移植肾出现抗体大量沉积和巨噬细胞浸润,移植肾失功。下列相关叙述正确的是( )
A.敲除GGTA1基因的原理是诱导碱基对替换
B.将供体细胞注入去核的MⅡ期卵母细胞的透明带,经电融合获得重构胚
C.在95%O2和5%CO2混合气体中,利用添加了抗生素的液体培养基培养成纤维细胞
D.移植后期的排斥由抗体与巨噬细胞共同参与,说明该过程只依赖体液免疫
题型二:动物细胞融合技术和单克隆抗体
4.(2026·四川南充·一模)HPV(人乳头瘤病毒)是一种DNA病毒,可以引发女性患宫颈癌。科研人员通过制备抗HPV单克隆抗体为宫颈癌的诊断和治疗提供新方案。制备抗HPV单克隆抗体的过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A.该过程注射的特定抗原为HPV的DNA
B.骨髓瘤细胞的培养需通入95%空气和5%O2
C.细胞融合可以采用灭活的仙台病毒进行诱导
D.经HAT培养基筛选获得的杂交瘤细胞均可分泌抗HPV抗体
5.(2026·江苏淮安·模拟预测)利用单克隆抗体制备技术获得牛冠状病毒N蛋白单克隆抗体,下列叙述正确的是( )
A.该过程中需提供一定浓度CO2以促进细胞进行有氧呼吸
B.利用灭活病毒诱导已免疫的B细胞与骨髓瘤细胞的融合
C.用特定培养基筛选得到的杂交瘤细胞,均能分泌N蛋白抗体
D.传代培养时,悬浮培养的杂交瘤细胞需用胰蛋白酶处理后收集
6.(26-27高三上·重庆·阶段检测)现已建立一种简便快捷、适用于诺如病毒常见流行株的胶体金免疫层析检测方法。即用常见流行株GII.4型诺如病毒的衣壳蛋白P颗粒作为抗原利用小鼠制备单克隆抗体1B10(浓度为5 mg/mL)和1D6(浓度2.2 mg/mL)。利用羊制备羊抗鼠抗体作为质控线组装成胶体金试纸条(见图)。下列说法正确的是( )
A.单克隆抗体1B10和单克隆抗体1D6特异性识别同一种抗原
B.胶体金试纸条上使用的三种抗体由同一种杂交瘤细胞合成并分泌
C.需要对提取到的B细胞作抗原—抗体检测后再与骨髓瘤细胞融合制备杂交瘤细胞
D.胶体金试纸条可以用来检测所有类型诺如病毒感染导致的胃肠炎
题型三:动物体细胞核移植技术和克隆动物
7.(25-26高三·广东茂名·期中)细胞工程在农业、医药、生物技术等领域均有广泛应用。下列叙述正确的是( )
A.外植体用化学试剂消毒后需经蒸馏水冲洗才可用于接种
B.植物体细胞杂交——用胰蛋白酶处理细胞以获得原生质体
C.单克隆抗体制备技术和植物体细胞杂交技术均依据细胞的全能性原理
D.核移植技术可用于转基因动物的克隆,以保持转基因动物的优良性状
8.(25-26高三·陕西榆林·期中)下图是利用体细胞核移植技术克隆优质奶牛的简易流程图。下列叙述错误的是( )
A.实现动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植
B.过程②常使用显微操作法对卵母细胞进行处理
C.过程③需激活重构胚促使其完成细胞分裂和发育进程
D.后代丁的遗传性状由甲和丙的遗传物质共同决定
9.(26-27高三上·河南周口·开学考试)受精卵通过有序的细胞分化增加细胞的类型,不同类型的细胞构成组织、器官、系统,执行不同的功能,并构建精密而复杂的多细胞生物体。下列叙述正确的是( )
①细胞分化的本质是基因的选择性表达,结果是使细胞的功能趋向专门化
②人体造血干细胞可分化出红细胞、白细胞、血小板,该过程是不可逆的
③受精卵是未分化的细胞,其发育成完整个体的过程不能体现细胞的全能性
④胡萝卜韧皮部细胞经离体培养可形成植株,本质是遗传物质的定向改变
⑤克隆猴“中中”和“华华”的实例体现了已分化的动物体细胞核具有全能性
⑥一粒成熟的玉米种子在适宜条件下发育成植株,体现了植物细胞具有全能性
A.①②⑤ B.①③⑥ C.②③⑤ D.②⑤⑥
10.(25-26高三·辽宁葫芦岛·期末)某生物技术公司利用一只雄性爪哇野牛的冷冻皮肤细胞,克隆出了爪哇野牛。如图是克隆技术的部分过程。下列相关叙述正确的是( )
A.皮肤细胞所处的周期不同,诱导融合成重构胚的概率相同
B.卵母细胞去核的唯一方法是将细胞核从卵母细胞中吸出
C.融合后形成的重构胚可以直接进行细胞的分裂和分化
D.事实上即使是克隆技术也无法克隆出一模一样的动物
一年重难·创新题(侧重黑吉辽蒙,辐射全国,单选+不定项+非选择题)
设题创新:基因编辑单倍体胚胎干细胞、制备抗cTnI单克隆抗体、早早孕诊断试剂盒
1.【基因编辑单倍体胚胎干细胞】(26-27高三上·广西柳州·阶段检测)小鼠的类精子单倍体胚胎干细胞(haESCs)只含有一套染色体,可在体外无限增殖,并可进行基因编辑。将编辑后的haESCs注入去核MII期卵母细胞,激活后可发育为携带被编辑基因的后代。下列有关说法正确的是( )
A.注入去核卵母细胞的haESCs需先进行获能处理,以获得受精能力
B.haESCs与卵母细胞结合形成的细胞中线粒体DNA全部来自haESCs
C.该后代更容易显现被编辑基因控制的性状
D.可用电刺激、聚乙二醇(PEG)、高Ca2+-高PH融合法激活重构胚
2.【不定项】(26-27高三上·黑龙江七台河·阶段检测)下图为动物细胞培养过程的示意图。下列叙述正确的是( )
A.步骤①往往选用幼龄动物的组织,是因为其全能性高
B.步骤③是原代培养,细胞会因细胞密度过大、有害代谢物积累等因素只分裂一次
C.步骤④是传代培养,某类细胞可直接用离心法收集
D.为防止培养过程中杂菌污染,除对培养液严格灭菌外可向其中加入适量的抗生素
3.【制备抗cTnI单克隆抗体】(不定项)(26-27高三上·江苏扬州·阶段检测)人心肌细胞中产生的肌钙蛋白cTnI在血液中含量上升是心肌损伤的特异性指标。为制备抗cTnI单克隆抗体,科研人员完成了图示过程。下列有关叙述正确的是( )
A.动物细胞培养应在含5%空气和95%CO2的混合气体的恒温培养箱中进行
B.过程①可使用选择培养基筛选出杂交瘤细胞,排除未融合细胞和同种融合细胞
C.甲、乙、丙中,只含抗cTnI单克隆抗体的杂交瘤细胞是乙和丙
D.诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合的方法有电融合法、灭活病毒诱导法等
4.【早早孕诊断试剂盒】(不定项)(26-27高三上·湖南·开学考试)科学家利用单克隆抗体技术制备了“早早孕诊断试剂盒”。如图1所示,X细胞取自经人绒毛膜促性腺激素(HCG)免疫的小鼠脾脏,Y细胞为骨髓瘤细胞,Z为杂交瘤细胞。图2中抗体1与抗体2是能与HCG不同位点特异性结合的单克隆抗体,抗体3能特异性识别并结合抗体1.胶体金标记的抗体1(大量聚集会显示红色)会随着溶液向右移动,下列说法正确的是( )
A.Z细胞体外培养时,添加血清的培养液置于CO2恒温培养箱中,CO2可维持培养液pH稳定
B.若检测结果T线红色而C线无色说明检测结果无效
C.若待测样品中存在HCG,检测过程中共发生2次特异性结合
D.在①过程中可用的方法有电融合法、PEG融合法以及灭活病毒诱导法
5.【丙型肝炎】(不定项)(26-27高三上·湖南衡阳·开学考试)丙肝病毒引起的丙型肝炎可导致肝脏慢性炎症、坏死和纤维化,部分患者可能发展为肝硬化甚至肝癌。为研制丙肝病毒的单克隆抗体,某研究者以小鼠为实验材料设计了以下实验流程。下列相关叙述正确的是( )
A.图中的B淋巴细胞是在小鼠甲产生丙肝病毒免疫后从其脾细胞中获得的
B.体外培养杂交瘤细胞时,需要给细胞提供95%的O2和5%的CO2
C.体外培养杂交瘤细胞时,培养基中一般会加入血清等天然成分
D.筛选1是用特定的选择培养基进行筛选,筛选2是进行克隆化培养和抗体检测
6.【iPS细胞】(不定项)(26高三·江苏无锡·阶段检测)体外诱导小鼠成纤维细胞可获得诱导多能干细胞(简称iPS细胞),iPS细胞增殖分化后可形成多种组织细胞,用于多种疾病的治疗,如图为该技术的实验示意图。下列相关叙述错误的有( )
A.体外培养细胞时,加入抗生素可防止杂菌和病毒污染
B.选取的小鼠成纤维组织需经胃蛋白酶或胶原蛋白酶处理
C.iPS细胞用于疾病治疗时存在分化为肿瘤细胞的风险
D.若iPS细胞由病人细胞制备,理论上可以避免免疫排斥反应
7.【体细胞克隆猴的培育】(不定项)(26高三·内蒙古呼和浩特·期末)体细胞克隆猴的培育流程如图所示,为提高胚胎的发育和妊娠率,用组蛋白去甲基化酶(Kdm4d)的mRNA和组蛋白脱乙酰酶抑制剂TSA处理重构胚。下列叙述正确的是( )
A.用灭活的病毒短暂处理体细胞,是为了诱导细胞融合
B.组蛋白去甲基化和增加乙酰化有利于重构胚的发育
C.克隆猴的成功培育体现了动物细胞具有全能性
D.克隆小猴的遗传性状由图中的胎猴以及环境共同决定
8.【抗CD47的单克隆抗体】(26-27高三上·四川眉山·阶段检测)多种肿瘤细胞表面的CD47(一种蛋白质)含量比正常细胞高1.6~5倍,导致巨噬细胞对肿瘤细胞的清除效果减弱。为解除CD47对巨噬细胞的抑制作用,研究人员按如图1流程制备了抗CD47的单克隆抗体。回答下列问题:
(1)CD47的单克隆抗体制备中涉及的动物细胞融合与动物细胞培养技术对应的原理分别是___________________________________________________________________________________。
(2)图中①步骤注射CD47的目的是______________________________。取一定稀释倍数的杂交瘤细胞悬液加入96多孔板中,适宜条件下培养并进行阳性检测,阳性检测的原理是___________________________________________________________________________________。
(3)临床发现,抗CD47抗体对黑色素瘤等多种肿瘤疾病均表现出良好疗效,但对前列腺癌基本无效。为了探究其原因,科研人员进行了系列研究。
①科研人员检测了前列腺癌细胞和黑色素瘤细胞中CD47mRNA和蛋白含量,结果如图2。据图可知,前列腺癌细胞CD47基因的__________水平显著高于黑色素瘤细胞,而二者细胞中CD47蛋白的含量_______________。
②研究人员将正常小鼠分成两组,分别接种野生型和突变型前列腺癌细胞,其中突变型癌细胞的生存和增殖能力均不受影响,接种后观察小鼠的成瘤情况及生存状态,实验流程结果如图3。野生型的前列腺癌细胞通过外泌体(细胞分泌的具膜小泡)将CD47蛋白分泌到细胞外,而外泌体CD47能抑制T细胞的活化。
结合①和本实验结果,直接接种野生型前列腺癌细胞组小鼠死亡的原因是________________________________________。第二组小鼠接种野生型前列腺癌细胞后依然存活,请针对此现象给出一个合理的解释__________________________________________________________________________________。
三年真题·压轴题(侧重黑吉辽蒙,辐射全国)
高频考点:动物细胞培养、动物细胞融合技术和单克隆抗体、动物体细胞核移植技术和克隆动物
1.(2026·福建·高考真题)流感病毒威胁人类健康。科研人员抽取经流感疫苗免疫后的人体血液,分离获得相应的浆细胞,利用相关技术快速制备抗流感病毒的人源单克隆抗体,该抗体可用于流感重症患者的应急治疗。部分实验流程如下:
下列叙述正确的是( )
A.该技术是利用蛋白质工程原理制备人源单克隆抗体
B.步骤②中分离的血液淋巴细胞都可以用于抗体基因序列的获取
C.将步骤③中的单细胞注射到小鼠腹腔中也可获得大量的单克隆抗体
D.步骤⑤中单克隆抗体的表达和生产都不依赖于B细胞
2.(2026·浙江·高考真题)为解决移植供体短缺的问题,科研人员以胚胎干细胞为材料,通过微流控装置提供营养、气体交换及机械刺激等条件,开发了一种新型“微型组织”构建技术,如图所示。
下列叙述错误的是( )
A.过程①加入不同诱导因子,分别获得3种细胞
B.过程②需维持培养环境的pH为弱碱性
C.过程③利用细胞融合技术构建微型组织
D.微流控装置可模拟内环境,维持微型组织功能稳定
3.(2026·甘肃·高考真题)支原体是动物细胞培养中常见的污染物,可附着于动物细胞表面或侵入细胞内部,通过争夺培养液中的养分,使细胞因营养缺乏而生长迟缓,形态异常,甚至死亡。下列叙述正确的是( )
A.支原体是目前已经发现的最小、最简单的单细胞真核生物
B.培养动物细胞时,需要适宜的温度、气体环境及光照强度
C.培养液中的葡萄糖通过协助扩散进入动物细胞被氧化分解
D.定期更换细胞培养液,是清除支原体污染的有效手段之一
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·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
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·黑吉辽蒙卷·高考真题)人端粒酶催化亚基(hTERT)能维持端粒DNA序列长度。将间充质干细胞分为两组并进行贴壁培养:a组导入空载体;b组导入hTERT基因并持续表达。下列叙述错误的是( )
A.细胞培养过程中,培养液需要定期更换
B.传代培养时,可用纤维素酶处理使贴壁细胞分散
C.a组细胞端粒DNA序列会随分裂次数增加而逐渐缩短
D.与a组细胞相比,b组细胞可分裂的次数会明显增加
8.(2026·河南·高考真题)利用细胞融合技术将小鼠骨髓瘤细胞和烟草叶肉细胞融合,拟通过观察细胞器确认杂种细胞,下列能作为确认依据的细胞器组合是( )
A.线粒体和液泡 B.叶绿体和中心体
C.叶绿体和线粒体 D.内质网和高尔基体
9.(2024·辽宁·高考真题)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
10.(2023·辽宁·高考真题)大量悬浮培养产流感病毒的单克隆细胞,可用于流感疫苗的生产。下列叙述错误的是( )
A.悬浮培养单克隆细胞可有效避免接触抑制
B.用于培养单克隆细胞的培养基通常需加血清
C.当病毒达到一定数量时会影响细胞的增殖
D.培养基pH不会影响单克隆细胞的病毒产量
11.(2022·辽宁·高考真题)二甲基亚砜(DMSO)易与水分子结合,常用作细胞冻存的渗透性保护剂。干细胞冻存复苏后指标检测结果见下表。下列叙述错误的是( )
冻存剂 指标
合成培养基+DMSO
合成培养基+DMSO+血清
G1期细胞数百分比(%)
65.78
79.85
活细胞数百分比(%)
15.29
41.33
注:细胞分裂间期分为G1期、S期(DNA复制期)和G2期
A.冻存复苏后的干细胞可以用于治疗人类某些疾病
B.G1期细胞数百分比上升,导致更多干细胞直接进入分裂期
C.血清中的天然成分影响G1期,增加干细胞复苏后的活细胞数百分比
D.DMSO的作用是使干细胞中自由水转化为结合水
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第37讲 动物细胞工程
题型专攻·基础题(全国视野,2大题型)
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
A
D
B
C
B
A
D
D
A
D
一年重难·创新题(侧重黑吉辽蒙,辐射全国,单选+不定项+非选择题)
题号
1
2
3
4
5
6
7
答案
C
CD
BD
ABD
ACD
AB
AB
8【答案】(1)细胞膜具有一定的流动性、细胞增殖
(2) 刺激小鼠产生免疫B淋巴细胞 抗原与抗体特异性结合
(3) 转录 无显著差异##基本相同 外泌体CD47抑制T细胞活化,导致小鼠成瘤而死亡 小鼠接种突变型前列腺癌细胞,不能抑制T细胞的活化,T细胞识别癌细胞表面抗原后正常活化并产生相应的记忆细胞,当再接种野生型前列腺癌细胞后,记忆细胞迅速增殖分化产生大量的细胞毒性T细胞从而杀伤癌细胞,小鼠存活
三年真题·压轴题(侧重黑吉辽蒙,辐射全国,单选+多选+非选择题)
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案
D
C
C
A
C
A
B
B
D
D
B
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