2.2 动物细胞工程 （教师版）-高二生物同步精品讲义（人教版2019选择性必修3）

这是一份2.2 动物细胞工程 （教师版）-高二生物同步精品讲义（人教版2019选择性必修3），共38页。
2.2 动物细胞工程
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教学目标
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目标解读
动物细胞工程包括细胞培养、核移植、细胞融合和干细胞的应用等技术。
1. 阐明动物细胞培养是从动物体获得相关组织，分散成单个细胞后，在适宜的培养条件下让细胞生长和增殖的过程。动物细胞培养是动物细胞工程的基础。
2. 阐明动物细胞核移植一般是将体细胞核移入一个去核的卵母细胞中，并使重组细胞发育成新胚胎，继而发育成动物个体的过程。
3. 阐明动物细胞融合是指通过物理、化学或生物学等手段，使两个或多个动物细胞结合成一个细胞的过程。
4. 概述细胞融合技术是单克隆抗体制备的重要技术。
5. 简述干细胞在生物医学工程中有广泛的应用价值。
1. 阐明动物细胞培养的条件和过程。
2. 简述干细胞在生物医学工程中有广泛的应用价值。
3. 阐明利用动物细胞融合技术制备单克隆抗体的过程，认同单克隆抗体在临床上有重要的应用价值。
4. 阐明利用动物体细胞核移植技术克隆动物的过程和该技术的应用前景。
教学重点
1. 动物细胞培养的条件和过程。
2. 干细胞在生物医学工程中的应用。
3. 单克隆抗体的制备和应用。
4. 用动物体细胞核移植技术克隆动物的过程。
教学难点
1. 单克隆抗体的制备过程。
2. 用动物体细胞核移植技术克隆动物的过程。

知识精讲


知识点01 动物细胞工程
动物细胞工程是应用细胞学的方法，按照我们人类的需要和预定的设计，有目的、有计划地保存、改变动物细胞和创造新的动物细胞，进而培育成新的物种或者品种的一门科学技术。


知识点02 动物细胞培养
概念：从动物机体中取出相关组织，将它们分散成单个细胞，然后放在适宜的培养基中，让这些细胞生长和增殖的技术。
原理：细胞增殖
基本条件：

过程：

几个有关概念：
原代培养：从机体取出后立即培养的细胞为原代细胞。培养的第1代细胞与传10代以内的细胞称为原代细胞培养。（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。）
传代培养：将原代细胞从培养瓶中取出，配制成细胞悬浮液，分装到两个或两个以上的培养瓶中继续培养，称为传代培养。
细胞株：原代细胞一般传至10代左右细胞生长停滞，大部分细胞衰老死亡，少数细胞存活到40~50代，这种传代细胞为细胞株。
细胞系：细胞株传代至50代后又出现细胞生长停滞状态，只有部分细胞由于遗传物质的改变，使其在培养条件下可以无限制传代，这种传代细胞为细胞系。
细胞株和细胞系的区别： 细胞系的遗传物质改变，具有癌细胞的特点，失去接触抑制，容易传代培养。
细胞贴壁：在培养瓶悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上，称为细胞贴壁。
接触抑制：当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时,细胞就会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的接触抑制。
应用：
1.蛋白质生物制品的生产：酶、生长因子、疫苗、单克隆抗体等
2.应用于基因工程：主要用于受体细胞
3.检测有毒物质，判断某种物质的毒性
4.细胞的生理、药理、病理研究

知识点03 干细胞培养及其应用
一、干细胞
概念：是来自于胚胎、胎儿或成人体内具有在一定条件下无限制自我更新与增殖分化能力的一类细胞，能够产生表现型与基因型和自己完全相同的子细胞，也能产生组成机体组织、器官的已特化的细胞，同时还能分化为祖细胞。
存在：存在于早期胚胎、骨髓和脐带等多种组织和器官中。
分类：
干细胞特征：通过有丝分裂，完成自我更新；在特定的生理条件下或实验条件下，可以分化成其他类型的细胞。
干细胞主要用途：
（1）通过造血干细胞的移植可以治疗白血病、遗传性血液病（如地中海贫血、血液再生障碍性贫血、镰刀状细胞贫血）等疾病。
（2）自体器官移植
科学家正在研究用胚胎干细胞治疗神经退行性疾病（如帕金森病、阿尔茨海默病等）、糖尿病、心肌坏死等疾病。
（3）神经干细胞可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）。
（4）揭示细胞分化和细胞凋亡的机理。
（5）用于对哺乳动物个体发生和发育规律的研究。
二、胚胎干细胞
特点：(1)形态上：体积小、细胞核大、核仁明显。
(2)功能上：具有发育的全能性,可分化为成年动物体内任何一种组织细胞。
(3)在体外培养的条件下，可以只增殖，而不分化。可以冷冻保存，也可以进行遗传改造。
来源：由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞，简称ES或EK细胞。
用于研究的胚胎干细胞的来源：一是从自然胚胎中获取；二是从通过细胞核移植技术克隆得到的胚胎中获取（主要途径）。
主要用途：
（1）治疗人类的某些顽症。
（2）培育出人造组织器官，用于器官移植。
（3）ES细胞也是研究体外细胞分化的理想材料。
三、诱导多功能干细胞（iPS细胞）
概念：是由一些多功能遗传基因导入皮肤等受体细胞中通过基因重新编排方法，“诱导”普通细胞回到最原始的胚胎发育状态，能够像胚胎干细胞一样进行分化。
应用前景：
1.用于器官移植。
2.建立疾病模型，了解发病机理。
3.治疗某些遗传病。
如：患有镰刀型贫血症的小鼠皮肤成纤维细胞建立了IPSc，并将其移植到小鼠体内，小鼠的症状得以缓解。

知识点04 动物细胞融合技术
概念：指用自然或人工方法使两个或多个不同的动物细胞融合成一个细胞的过程的技术。
诱导动物细胞融合的方法：化学法：PEG（聚乙二醇）融合法
物理法：电融合法、离心
生物法：灭活病毒诱导法
意义：
1.突破有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能，在种间、属间、科间，甚至动物与植物间的细胞融合已获成功。如：鼠-鸡、鼠-兔、鼠-猴、人-鼠、人-兔、人-鸡、人-蛙、酵母菌-鸡、人-胡萝卜等。
2.成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和生物新品种培育等的重要手段。
3.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新途径。

知识点05 单克隆抗体的制备
概念：由单个B淋巴细胞经过无性繁殖（克隆），形成基因型相同的细胞群，这一细胞群所产生的化学性质单一、特异性强的抗体称为单克隆抗体。
单克隆抗体制备过程：

单克隆抗体的应用：
1.用作体外诊断试剂。
2.运载药物。
3.用于治疗疾病。

知识点06 动物细胞核移植技术
概念：是将动物一个细胞的细胞核移入到去核的卵母细胞中，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。用核移植方法得到的动物称为克隆动物。
原理：动物细胞核具有全能性
动物细胞核移植分类：

体细胞核移植的过程：

核移植的意义：
①为遗传疾病的治疗提供了重要途径。
②优化物种、保存濒危动物、克服杂交障碍、创造新物种和以及基因动物的扩群也有重要意义。
③可以降低畜牧业的成本，缩短育种年限，提高生产效率。
④对研究胚胎发育过程中的细胞分化、基因调控、核质关系等生物学基础理论问题也有重要价值。
⑤解决器官移植中存在的器官来源紧缺和免疫排斥的问题。
应用前景：
（1）加速家畜遗传改良进程、促进优育畜群繁育。
（2）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）转基因克隆动物的细胞、组织和器官可以作为异种移植。
（4）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。
（5）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。
（6）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。
（7）克隆特定疾病模型的动物，还能为研究该疾病的致病机制和开发相应的药物提供帮助。
（8）克隆特定疾病模型的动物，还能为研究该疾病的致病机制和开发相应的药物提供帮助。
存在的问题：
(1)成功率非常低。
(2)克隆动物存在健康问题。
许多克隆动物表现出遗传和生理缺陷，如异常肥胖、发育困难、脏器缺陷、免疫失调等。
(3)克隆动物食品的安全性存在争议等。
(4)克隆动物的各个环节有待改进。

能力拓展

考点01 动物细胞培养、干细胞的培养和应用
一、动物细胞培养
动物细胞培养是从动物机体中取出相关的组织，将它用胰蛋白酶或胶原蛋白酶分散成单个细胞，再放在适宜的培养基中，让细胞生长和增殖。
体外细胞培养所需营养物质与体内基本相同，所用的培养基称为合成培养基，还需要加入动物血清、血浆等一些天然成分以提供一个类似生物体内的环境。
将处理后的细胞移入培养基中配成一定浓度的细胞悬浮液。所以，合成培养基从物理性质上看是液体培养基。悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上。当贴壁细胞分裂生长到互相接触时，细胞就会停止分裂增殖，出现接触抑制。此时将出现接触抑制的细胞重新使用胰蛋白酶处理，再配成一定浓度的细胞悬浮液，将其稀释分装成多瓶，细胞才能继续生长，这一过程就叫传代。从原代培养物或细胞系中获得的具有特殊性质的细胞称为细胞株。当培养超过50代时，大多数的细胞已经衰老死亡，但仍有部分细胞发生了遗传物质的改变出现了无限传代的特性，即癌变。此时的细胞被称为细胞系。
动物细胞培养与植物细胞培养相比：
培养基不同：植物细胞培养（固体培养基），动物细胞培养（液体培养基）。
培养基的成分不同：动物细胞培养必须利用动物血清，植物组织培养则不需要，而需要加入植物激素。
产物不同：植物组织培养一般得到的是个体，而动物细胞培养得到的是细胞系（或者叫细胞群）。
原理不同：植物组织培养的原理为植物细胞的全能性，动物细胞培养的原理为细胞增殖。
过程不同：植物组织培养的过程为脱分化和再分化，动物细胞培养的过程为原代培养和传代培养。
二、 干细胞的培养和应用
干细胞是一种未充分分化的、不成熟的，是一类具有自我复制能力的多潜能细胞，在一定条件下，它可以分化成多种功能细胞，医学界称为“万用细胞”。根据干细胞所处的发育阶段分为胚胎干细胞和成体干细胞。根据发育潜能分为全能干细胞、多能干细胞和单能干细胞。
干细胞研究受到科学家的广泛关注，在细胞修复、发育生物学、药物学等领域有着极为广阔的应用前景 。如：作为细胞治疗与组织器官替代治疗的种子细胞、探讨胚胎发育的调控机制、作为疾病基因治疗的载体、体外整合外源基因，研究基因功能、药物筛选平台的建立，药理研究与新药开发等。
【典例1】下列关于动物细胞培养的叙述，正确的是（　　）
A. 培养液可以不需要更换，因为细胞代谢产物不会对细胞造成危害
B. 原代培养的细胞传至10代左右时，极少数细胞衰老死亡
C. 二倍体细胞的传代培养次数通常是无限的
D. 恶性细胞系的细胞可进行传代培养
【答案】D
【解析】解：A、动物细胞培养过程中，定期更换培养液可以防止代谢产物的积累对细胞造成危害，A错误；
B、原代培养细胞传至10代左右就不容易传下去，细胞生长停滞，大部分细胞衰老死亡，B错误；
C、二倍体细胞的传代培养次数通常是有限的，C错误；
D、恶性细胞系的细胞可进行无限传代培养，D正确。
故选：D。
1、细胞的接触抑制：细胞表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖。（癌细胞无接触抑制）
2、原代培养：从机体取出后立即培养的细胞为原代细胞，初次培养称为原代细胞培养。
3、传代培养：将原代细胞从培养瓶中取出，配制成细胞悬浮液，分装到两个或两个以上的培养瓶中继续培养，称为传代培养。
本题考查动物细胞培养的相关知识，比较基础，要求考生识记动物细胞培养的原理、过程及条件等基础知识，能结合所学的知识准确答题。
【典例2】如图是胚胎干细胞分离途径示意图。下列说法不正确的是（　　）

A. 图中A所示细胞将来能够发育成胎膜和胎盘
B. 胚胎干细胞体积大，细胞核小，具有发育的全能性
C. 在体外培养条件下，胚胎千细胞可以只增殖而不发生分化
D. 利用胚胎干细胞培养的人造器官正在大规模应用
【答案】C
【解析】解：A、图中A所示细胞为内细胞团细胞，将来能够发育成胎儿的各种组织，A错误；
B、胚胎干细胞的体积小，细胞核大，B错误；
C、在体外培养的条件下，胚胎干细胞可以增殖而不发生分化，C正确；
D、利用胚胎干细胞培育的人造器官，还正在临床试验阶段，D错误。
故选：C。
1、哺乳动物的胚胎干细胞简称ES或EK细胞，来源于早期胚胎或从原始性腺中分离出来。
2、具有胚胎细胞的特性，在形态上表现为体积小，细胞核大，核仁明显；在功能上，具有发育的全能性，可分化为成年动物体内任何一种组织细胞。另外，在体外培养的条件下，可以增殖而不发生分化，可进行冷冻保存，也可进行遗传改造。
3、胚胎干细胞可用于治疗人类的某些顽症，如帕金森综合症。还可培育出人造器官，解决目前临床上存在的供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题。
本题主要考查胚胎干细胞的特点，意在考查学生对知识的记忆和理解能力。

考点02 动物细胞融合和单克隆抗体的制备
一、 动物细胞融合
动物细胞融合也称细胞杂交，是指在一定的条件下将两个或多个动物细胞融合为一个细胞的过程，融合后形成的具有原来两个或多个细胞遗传信息的单核细胞，称为杂交细胞。
诱导动物细胞融合的方法有三种：生物方法（病毒）、化学方法（聚乙二醇PEG）、物理方法（离心，震动，电刺激）。某些病毒如：仙台病毒、副流感病毒和新城鸡瘟病毒的被膜中有融合蛋白，可介导病毒同宿主细胞融合，也可介导细胞与细胞的融合，因此可以用紫外线灭活的此类病毒诱导细胞融合。化学和物理方法可造成膜脂分子排列的改变，去掉作用因素之后，质膜恢复原有的有序结构，在恢复过程中便可诱导相接触的细胞发生融合。动物细胞融合技术最重要的用途是制备单克隆抗体。
二、 单克隆抗体的制备
单克隆抗体是由单一B细胞克隆产生的高度均一、仅针对某一特定抗原表位的抗体。通常采用杂交瘤技术来制备，杂交瘤抗体技术是在细胞融合技术的基础上，将具有分泌特异性抗体能力的致敏B细胞和具有无限繁殖能力的骨髓瘤细胞融合为B细胞杂交瘤。
在制备单抗过程中，要进行杂交瘤细胞的筛选。在HAT培养基中生长的杂交瘤细胞，只有少数是分泌特异性单克隆抗体的细胞。因此，必须进行筛选和克隆化。通常采用有限稀释法进行杂交瘤细胞的克隆化培养。采用灵敏、快速、特异的免疫学方法，筛选出能产生所需单克隆抗体的阳性杂交瘤细胞，并进行克隆扩增。经过全面鉴定其所分泌单克隆抗体的免疫球蛋白类型、亚类、特异性、亲和力、识别抗原的表位及其分子量后，再及时进行冻存。
单克隆抗体的大量制备主要采用体外培养法和动物体内诱生法。
克隆化的细胞在体外进行大量培养，离心去除细胞及其碎片，收集上清液，而获得大量的单一的克隆化抗体。不过体外培养法得到的单克隆抗体有限，其不能超过特定的细胞浓度，且每天要换培养液。
而体内杂交瘤细胞繁殖可以克服这些限制。杂交瘤细胞具有从亲代淋巴细胞得来的肿瘤细胞的遗传特性。如接种到组织相容性的同系小鼠或不能排斥杂交瘤的小鼠（无胸腺的裸鼠），杂交瘤细胞就开始无限地繁殖，直至宿主死亡。约1-2周，可见产生肿瘤细胞的小鼠腹部膨大，用注射器抽取腹水，即可获得大量的杂交瘤细胞分泌的单克隆抗体。
【典例1】诱导动物体细胞融合的方法中，一般不用于植物的是（　　）
A. 电刺激 B. 离心 C. 聚乙二醇 D. 病毒
【答案】D
【解析】解：诱导植物原生质体融合的方法包括物理法（离心、振动、电激等）和化学法（聚乙二醇），而诱导动物细胞融合的方法包括物理法（离心、振动、电激等）、化学法（聚乙二醇）和生物法（灭活的病毒）．因此，诱导动物体细胞融合的方法中，一般不用于植物的是灭活的病毒．
故选：D．
植物体细胞杂交和动物细胞融合的比较：
项目
细胞融合原理
细胞融合方法
诱导手段
用途
植物体细胞杂交
细胞膜的流动性，（细胞的全能性）
去除细胞壁后诱导原生质体融合
离心、电刺激、聚乙二醇等试剂诱导
克服远缘杂交不亲和，获得杂交植株
动物细胞融合
细胞膜的流动性
使细胞分散后，诱导细胞融合
离心、电刺激、聚乙二醇、灭活病毒等试剂诱导
制备单克隆抗体的技术之一
本题考查细胞融合的概念及方法，要求考生识记诱导原生质体融合的方法及诱导动物细胞融合的方法，能对两者进行比较，再根据题干要求做出准确的判断．
【典例2】下列是应用动物细胞工程技术获取单克隆抗X抗体的具体操作步骤，其中对单克隆抗体制备的相关叙述中不正确的是（　　）
①从患骨髓瘤的小鼠体内获取骨髓瘤细胞
②将X抗原注入小鼠体内，获得能产生抗X抗体的B淋巴细胞
③将杂交瘤细胞注入小鼠腹腔培养
④筛选出能产生抗X抗体的杂交瘤细胞
⑤利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞
⑥从腹水中提取抗体
⑦利用促细胞融合因子使两种细胞发生融合。
A. 利用细胞融合生产单克隆抗体过程中通常要经过两次筛选
B. ③过程中产生的多个杂交瘤细胞称为克隆
C. 实验顺序应当是①②⑦⑤④③⑥
D. ⑦过程获得的细胞均可无限增殖
【答案】D
【解析】解：A、利用细胞融合生产单克隆抗体过程中通常要经过两次筛选，筛选得到杂交瘤细胞和筛选出能够产生特异性抗体的细胞群；故A正确。
B、③过程进行有丝分裂产生多个杂交瘤细胞，保持了亲本的遗传性状，属于广义上的克隆；故B正确。
C、单克隆抗体的制备流程为：细胞融合→细胞筛选→细胞培养→提取单克隆抗体，顺序应当是①②⑦⑤④⑥；故C正确。
D、⑦过程利用促融合因子使两种细胞发生融合，得到B淋巴细胞自身融合细胞、骨髓瘤细胞自身融合细胞和杂交瘤细胞，其中B淋巴细胞相互融合的杂种细胞不能无限增殖的，故D错误。
故选：D。
单克隆抗体的制备过程：

1、细胞来源：B淋巴细胞：能产生特异性抗体，在体外不能无限繁殖；骨髓瘤细胞：不产生专一性抗体，体外能无限繁殖。
2、杂交瘤细胞的特点：既能大量增殖，又能产生特异性抗体。
3、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。
4、提取单克隆抗体：从培养液或小鼠腹水中提取。
本题考查单克隆抗体制备的相关知识，意在考查考生获取信息的能力，理解所学知识要点，把握知识间的内在联系的能力，形成知识的网络结构，难度不大。

考点03 动物体细胞核移植技术和克隆动物
动物体细胞核移植又称体细胞克隆，把体细胞核移入去核卵母细胞中，使其发生再程序化并发育为新的胚胎，这个胚胎最终发育为新的动物个体。因不经过有性生殖过程，所以新个体的遗传特性与细胞核供体基本相同，用核移植方法获得的动物称为克隆动物。由于体细胞高度分化，恢复全能性困难，但细胞核仍具有全能性，所以动物体细胞核移植的原理是动物细胞核的全能性。
核移植技术可用于：
1. 加速家畜的遗传改良进程，促进优良种群繁育。
2. 转基因克隆动物做生物反应器，生产珍贵的医用蛋白。
3. 克隆动物的组织、器官做移植的供体。
4.研究克隆动物和克隆细胞可使人类更深入地了解胚胎发育及衰老过程。
5.在保护濒危物种方面，渴望利用该技术增加这些动物的存活数量。
但体细胞克隆仍存在一些问题：
1.在供体细胞核和受体细胞质同步化上的分岐。
2.克隆动物是否早衰。
3.克隆动物发育的缺陷。
4.在供体核细胞代数上的争议。
【典例1】下列对动物核移植技术的描述中，错误的是（　　）
A. 哺乳动物核移植包括胚胎细胞核移植和体细胞核移植
B. 体细胞核移植的过程中可通过显微操作去除卵母细胞中的核
C. 体细胞核移植过程中通常采用减数第二次分裂中期的卵母细胞作为受体细胞
D. 通过体细胞核移植方法生产的克隆动物是对供核动物进行了100%的复制
【答案】D
【解析】解：A、哺乳动物核移植包括胚胎细胞核移植和体细胞核移植，A正确；
B、体细胞核移植时通常用去核的卵母细胞做受体细胞，去除卵母细胞核时，可采用显微操作法，B正确；
C、体细胞核移植过程中通常采用去核的MⅡ期卵母细胞作为受体细胞，C正确；
D、通过体细胞核移植方法生产的克隆动物不是对供体细胞动物的完全复制，因为克隆动物还有一部分遗传物质来自受体的细胞质，D错误。
故选：D。
动物核移植是指将动物的一个细胞的细胞核移入一个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为动物个体。核移植得到的动物称克隆动物，克隆动物的核基因完全来自供体动物，而细胞质基因来自受体细胞；核移植包括体细胞核移植和胚胎细胞核移植，其中体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植，因为体细胞的全能性低于胚胎细胞。
本题考查核移植的相关知识，意在考查考生的识记能力和理解所学知识要点，把握知识间内在联系，形成知识网络结构的能力；能运用所学知识，对生物学问题作出准确的判断和得出正确的结论。
【典例2】中国社会科学院生命伦理专家邱仁宗表示，“禁止克隆人并不意味着禁止克隆技术．科学技术从来就是双刃剑，各国都应加强克隆技术的规范和管理．”如图所示为人类“治疗性克隆”的大概过程，以下说法正确的是（　　）

A. “治疗性克隆”的过程中涉及到转基因、核移植、细胞培养、胚胎移植等现代生物技术
B. “治疗性克隆”的结果说明动物细胞具全能性
C. “治疗性克隆“的过程中有细胞的分裂和分化
D. “治疗性克隆”的器官在移植方面的主要优点是其遗传物质与患者完全相同，没有免疫排斥反应
【答案】C
【解析】解：A、治疗性克隆主要涉及核移植，细胞培养等，不涉及转基因技术，A错误；
B、治疗性克隆过程没有新个体的产生不能说明动物细胞具有全能性，B错误；
C、克隆过程中胚胎干细胞经过细胞的分裂和分化形成各种组织，C正确；
D、治疗性克隆器官遗传物质和患者不完全相同，去核卵细胞也有部分遗传物质，D错误．
故选：C．
分析题图：图示所示为人类“治疗性克隆”的大概过程，从患者身体上提取一个体细胞核，移植到去核的卵细胞，形成重组细胞，形成胚胎干细胞，分裂分化形成各种组织和器官，供患者本人移植用．
本题结合人类“治疗性克隆”的大概过程图解，考查动物体细胞核移植技术、治疗性克隆等知识，提升学生分析问题和解决问题的能力，属于中档题．






分层提分


题组A 基础过关练
单项选择题
1.下列关于动物细胞工程的说法错误的是（）
A. 动物细胞培养瓶内表面要光滑、无毒、易于贴附
B. 胚胎细胞核的移植成功率远高于体细胞核移植
C. 动物细胞融合标志着动物细胞全能性的实现
D. 单克隆抗体的最主要优点是特异性强，灵敏度高，能够大量制备
【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查动物细胞工程的相关内容，意在考查学生识记和理解能力，要求考生具有扎实的基础知识和一定的判断能力，能构建一定的知识网络。
【解答】
A.动物细胞培养时，细胞要能够贴附于底物上才能生长增殖，这就要求培养瓶或培养皿的内表面光滑、无毒、易于贴附，A正确；
B.动物胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性相对容易，而动物体细胞分化程度高，恢复其全能性十分困难，因此，动物胚胎细胞核的移植成功率远高于体细胞核移植，B正确；
C.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，融合后形成的具有原来两个或多个细胞遗传信息的单核细胞，动物细胞融合标志着形成了杂交动物细胞，并不实现全能性，C错误；
D.单克隆抗体的最主要优点是特异性强，灵敏度高，能够大量制备，D正确。
故选C。  
2.下图所示为几项生物工程技术综合实验研究的流程图。下列相关叙述，不正确的是（）
A. 整个流程运用的生物技术有动物细胞培养以及细胞融合等
B. 过程①是诱导干细胞中基因选择性表达的结果
C. 过程②得到的Z细胞还需要进行克隆化培养和抗体检测及多次筛选
D. ②过程中需用纤维素酶处理
【答案】D
【解析】
【分析】
本题考查动物细胞的相关知识，意在考查考生的识记能力和理解所学知识要点，把握知识间内在联系，形成知识网络结构的能力；能运用所学知识，对生物学问题作出准确判断的能力。
分析题图：该图为动物体细胞核移植过程，其中①表示分化过程，②表示动物细胞融合，③表示动物细胞培养。
【解答】
A.分析图题可知：该过程中用到的动物细胞工程技术有动物细胞培养、动物细胞融合等，A正确；
B.过程①表示细胞分化，是诱导干细胞中基因选择性表达的结果，B正确；
C.过程②表示细胞融合，得到的Z细胞后，还需要进行克隆化培养和抗体检测及多次筛选，C正确；
D.②过程中不需用纤维素酶处理，需要用灭活的病毒诱导X、Y细胞融合，D错误。
故选D。 
3.下列关于动物细胞培养的叙述中，错误的是（　　）
A. 用于培养的细胞大多取自胚胎或幼龄动物的器官或组织
B. 将所取的组织先用胶原蛋白酶等进行处理使其分散成单个细胞
C. 在培养瓶中要定期用胰蛋白酶使细胞从瓶壁上脱离，制成悬浮液
D. 动物细胞培养只能传50代左右，所培养的细胞都会衰老死亡
【答案】D
【解析】解：A、用于培养的细胞大多取自胚胎或幼龄动物的器官或组织，因为这些细胞生命力旺盛，细胞分裂能力强，A正确；
B、将所取的组织先用胰蛋白酶或胶原蛋白酶等进行处理使其分散成单个细胞，B正确；
C、因为正常细胞存在接触抑制，因此在培养瓶中要定期用胰蛋白酶使细胞从瓶壁上脱离，制成悬浮液，C正确；
D、细胞株传到50代左右不能再继续传代，部分细胞遗传物质改变，具有癌变细胞的特点，可以在培养条件下无限制的传代下去，D错误。
故选：D。
动物细胞培养
1、定义：就是从动物机体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后，在适宜的培养基中，让这些细胞生长和增殖。
2、原理：细胞增殖
3、过程：

注意：
①10代以内细胞保持正常的二倍体核型，无突变发生，常用于实践或冷冻保存。
②超过50代，极少数细胞突破自然寿命极限，突变成癌细胞，具有无限增殖能力；若超过50代，细胞不再增殖，全部死亡，则说明细胞没有发生癌变。
③分瓶之前，称原代培养；出现接触抑制用胰蛋白酶处理，再分瓶培养为传代培养。
本题考查动物细胞与组织培养的相关知识，要求考生识记动物细胞培养的具体过程，能结合所学的知识准确判断各选项，属于考纲识记和理解层次的考查。
4.一般来说，动物细胞体外培养需要满足以下条件( )
①无毒的环境    ②无菌的环境    ③合成培养基需加血清
④温度与动物体温相近    ⑤需要O2，不需要CO2
A. ①②③④⑤ B. ①②③④ C. ①③④⑤ D. ①②④⑤
【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查动物细胞培养条件等知识，意在考查考生理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系，形成知识网络结构的能力。
【解答】
动物细胞体外培养需要满足以下条件：无毒、无菌的环境；培养液中加入动物血清、血浆；温度和pH适宜；气体环境：充入95%的空气和5%的CO2，5%CO2是调节培养液pH的。综上所述，B正确，ACD错误。
故选B。
5.下列关于细胞工程的叙述，不正确的是（     ）
A. 电刺激可诱导植物原生质体融合或动物细胞融合
B. 去除植物细胞壁和将动物组织分散成单个细胞均需酶处理
C. 小鼠骨髓瘤细胞和经抗原免疫的B淋巴细胞融合可制备单克隆抗体
D. 动植物细胞培养都需要经过脱分化处理
【答案】D
【解析】
【分析】
本题考查细胞工程的相关内容，答题关键是识记相应知识点，并理解应用。
【解答】
A.电刺激可诱导植物原生质体融合或动物细胞融合，A正确；
B.用纤维素酶、果胶酶可去除植物细胞壁，用胰蛋白酶可将动物组织分散成单个细胞，B正确；
C.小鼠骨髓瘤细胞和经抗原免疫的B淋巴细胞融合可制备单克隆抗体，C正确；
D.植物组织培养需要经过脱分化处理，动物细胞培养不需要经过脱分化处理，D错误；
​故选D。  
6.如图是单克隆抗体制备流程的简明示意图。下列有关叙述，正确的是（）

A. ①是从已免疫的小鼠脾脏中获得的效应T淋巴细胞
B. ②中使用胰蛋白酶有利于杂交瘤细胞的形成
C. ③同时具有脾脏细胞和鼠骨髓瘤细胞的特性
D. ④是经筛选培养获得的能分泌特异性抗体的细胞群
【答案】D
【解析】①是从已免疫的小鼠脾脏中获得的浆细胞，用来和骨髓瘤细胞融合形成杂交瘤细胞，A错。诱导动物细胞融合的方法有生物方法（灭活的病毒）、化学方法（PEG）、物理方法（离心、振动、电刺激），B错。只有③中的杂交瘤细胞同时具有浆细胞和骨髓瘤细胞的特点，C错。经过筛选培养获得的④是既能大量增殖又能分泌特异性抗体的杂交瘤细胞群，D正确。
7.下列对动物细胞核移植技术的描述，不正确的是（　　）
A. 动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞
B. 体细胞核移植的过程中可通过显微操作去除卵母细胞中的核
C. 体细胞核移植过程中通常采用MⅡ期卵母细胞作为受体细胞
D. 培养重组细胞时为了创造无菌、无毒的环境，通常添加一定量的血清
【答案】D
【解析】解：A、体细胞的全能性低于胚胎细胞，所以哺乳动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植，A正确；
B、体细胞核移植时通常用去核的卵母细胞做受体细胞，去除卵母细胞核时，可采用显微操作法，B正确；
C、减数第二次分裂中期的卵母细胞已经成熟，可以作为核移植的受体细胞，C正确；
D、培养重组细胞时为了创造无菌、无毒的环境，通常添加一定量的抗生素，D错误。
故选：D。
动物核移植是指将动物的一个细胞的细胞核移入一个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，这个新的胚胎经过胚胎移植最终发育为动物个体。核移植得到的动物称克隆动物。该过程中采用显微操作去核法去除卵母细胞中细胞核。
本题考查核移植的相关知识，意在考查考生的识记能力和理解所学知识要点，把握知识间内在联系，形成知识网络结构的能力；能运用所学知识，对生物学问题作出准确的判断和得出正确的结论。
8.用于核移植的供体细胞一般都选用（）
A. 受精卵
B. 10代以内的细胞
C. 传代10~50代以内的细胞
D. 处于减数分裂第二次分裂中期的卵母细胞
【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查动物体细胞核移植、动物细胞培养等知识，要求考生识记动物体细胞核移植的概念，明确核移植时的供体细胞是体细胞，受体细胞是去核卵母细胞；识记动物细胞培养的过程，明确细胞在传代10代以内时能保持细胞正常的二倍体核型。
【解答】
A.核移植的供体细胞一般是分化的体细胞，A错误；
B.正常细胞在传代10代以内时能保持细胞正常的二倍体核型，适宜用于核移植的供体细胞，B正确；
C.细胞传至10-50代左右时，增殖会逐渐缓慢，甚至于完全停止，且此时部分的细胞核型可能会发生变化，所以不适宜用于核移植的供体细胞，C错误；
D.处于减数分裂第二次分裂中期的次级卵母细胞是核移植的受体细胞，D错误。
故选B。
9.2017年11月27日，世界上首个体细胞克隆猴在上海诞生。如图是克隆过程，下列相关叙述错误的是（　　）

A. a细胞是卵细胞 B. 克隆猴的性状与乙相同
C. 重组细胞具有全能性 D. ①过程运用了细胞核移植技术
【答案】B
【解析】
【分析】
细胞核移植技术，也叫克隆技术，就是将供体细胞核移入除去核的卵母细胞中，使后者不经过精子穿透等有性过程即无性繁殖即可被激活、分裂并发育成新个体，使得核供体的基因得到完全复制。以供体核的来源不同可分为胚细胞核移植与体细胞核移植两种。细胞核移植，就是将一个细胞核用显微注射的方法放进另一个细胞里去。前者为供体，可以是胚胎的干细胞核，也可以是体细胞的核，受体大多是动物的卵子。发育产生的后代因其遗传物质绝大部分来自于细胞核，所以性状更像提供细胞核的个体。
本题主要考查对细胞核移植技术过程的掌握情况，细胞核移植是现代生物技术的热点问题，应用前景十分广阔，学习中对这种问题要格外注意。
【解答】
A．由题图可知a是卵细胞，A正确；
B．克隆猴的遗传物质绝大部分来自于甲，性状与甲相同，B错误；
C．重组细胞因为可以发育成克隆猴，因此具有全能性，C正确；
D．①过程是把细胞核移入去核卵细胞中，运用了细胞核移植技术，D正确。
故选：B。  
10.下图表示治疗性克隆的相关过程，下列说法正确的是 (    )

A. 图示过程利用了动物细胞培养和动物细胞融合技术
B. 图中的脏器组织细胞等进行移植可降低免疫排斥反应
C. 图中①过程的细胞学基础是细胞的增殖和分化
D. 图中②需要在培养液中不断补充细胞所需要的ATP
【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查治疗性克隆、器官移植的相关知识，意在考查学生的识图能力和判断治疗性克隆的过程，运用所学知识综合分析问题的能力。
【解答】
A.图示过程利用了动物细胞培养和细胞核移植技术，A错误；
B.图中的脏器组织细胞等进行移植可降低免疫排斥反应，B正确；
C.图中①过程的细胞学基础是细胞的增殖，C错误；
D.图中②不需要在培养液中补充细胞所需要的ATP，因为细胞所需的ATP可由细胞自己产生，D错误。  

题组B 能力提升练
一、单项选择题
1.下列叙述，不正确的是（）
A. 每一个B淋巴细胞只能分泌一种特异性抗体
B. 在动物细胞培养过程中，贴壁细胞会出现细胞的接触抑制现象
C. 哺乳动物细胞核移植可分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植
D. 植物组织培养、动物细胞培养、植物体细胞杂交和动物细胞融合得到的都只是细胞或杂交（种）细胞
【答案】D
【解析】
【分析】
本题考查生物技术的相关知识，意在考查学生对知识的理解和记忆能力。
​【解答】
A.每一个B淋巴细胞只能分泌一种特异性抗体，A正确；
B.在动物细胞培养过程中，贴壁细胞会出现细胞的接触抑制现象，B正确；
C.哺乳动物细胞核移植可分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植，C正确；
D.植物组织培养、植物体细胞杂交得到的是完整植株，D错误。
故选D。  
2.下面两幅图分别是单克隆抗体制备过程和克隆羊培育过程示意图，错误的是（    ）

A. 图甲和图乙所示的过程中，都必须用到的动物细胞工程技术手段是动物细胞培养
B. ②③过程中至少涉及两次筛选,第一次筛选只是利用了选择性培养基进行筛选，第二次筛选只经过专一抗体检测就能筛选出足量的既能大量增殖，又能产生单一性抗体的杂交瘤细胞
C. 单克隆抗体结合上抗癌药物能定向攻击癌细胞，这一应用主要体现了单抗在运载药物治疗疾病方面可以发挥功能
D. 图乙过程的技术可以有选择地繁殖某一性别的家畜也可以用于保存物种，但是不能改变动物的核基因
【答案】B
【解析】
【分析】
本题主要考查单克隆抗体与克隆动物的相关知识，意在考查学生对所学知识的理解与运用。
【解答】
A.图甲是单克隆抗体制备过程，图乙是克隆羊培育过程，都必须用到的动物细胞工程技术手段是动物细胞培养，A正确；
B.②③过程中至少涉及两次筛选,第一次筛选只是利用了选择性培养基进行筛选，第二次筛选利用了克隆化培养和专一抗体检测的方法筛选出足量的既能大量增殖，又能产生单一性抗体的杂交瘤细胞，B错误；
C.单克隆抗体结合上抗癌药物能定向攻击癌细胞，这一应用主要体现了单抗在运载药物治疗疾病方面可以发挥功能，C正确；
D.克隆羊的性别与核供体性别一样，图乙过程的技术可以有选择地繁殖某一性别的家畜也可以用于保存物种，但是不能改变动物的核基因，D正确。
故选B。  
3.治疗性克隆有希望最终解决供体器官的短缺和器官移植出现的排斥反应。下图表示治疗性克隆的过程，下列说法正确的是（      ）

A. 图示过程利用了动物细胞培养和动物体细胞融合技术
B. 图示过程实现了动物细胞的全能性，其优点是用上述方式获得的各种脏器组织细胞、神经细胞等进行移植降低了免疫排斥反应
C. ①过程的细胞学基础是细胞的增殖和分化
D. ①②过程需要进行DNA复制和蛋白质合成，同时还需要在培养液中不断补充细胞所需ATP
【答案】C
【解析】A.上述过程涉及到细胞核移植、动物细胞培养和胚胎移植等技术，A错误;
B.上述过程涉及到核移植技术，体现了动物细胞的细胞核具有全能性，B错误；
C.①过程胚胎干细胞具有全能性，可分化成脏器组织干细胞、神经组织干细胞等，同时伴有细胞分裂使细胞数目增多，C正确;
D.①、②是细胞分裂分化过程，此过程中涉及到了DNA的自我复制和蛋白质的合成，由细胞自身提供ATP，D错误。
故选C。

4.某同学在学习“细胞工程”时，列表比较了动植物细胞工程的有关内容，你认为不正确的是（）
选项
比较项目
植物细胞工程
动物细胞工程
A
技术手段
植物组织培养、
植物体细胞杂交
动物细胞培养和融合、核移植、
单克隆抗体的制备
B
特殊处理
机械法去除细胞壁
胰蛋白酶处理，制成细胞悬液
C
融合方法
物理方法、化学方法
物理方法、化学方法、生物方法
D
培养基区别
生长素和细胞分裂素影响愈伤组织的生长和分化
通常加入动物血清
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查植物细胞工程和动物细胞工程，要求考生识记植物细胞工程和动物细胞工程的技术、方法、应用等基础知识，能对两者进行比较，再结合所学的知识准确判断各选项，属于考纲识记和理解层次的考查。
【解答】
A.技术手段：植物细胞工程的技术手段有植物组织培养和植物体细胞杂交；动物细胞工程技术有动物细胞培养、动物细胞融合、动物细胞核移植、单克隆抗体的制备等，A正确；
B.特殊处理：植物体细胞杂交时，采用酶解法（纤维素酶和果胶酶）去除细胞壁；动物细胞培养时，需要采用胰蛋白酶处理，制成细胞悬液，B错误；
C.融合方法：诱导植物细胞融合的方法有物理（离心、振动和电激等）和化学方法（聚乙二醇）；诱导动物细胞融合的方法有物理、化学和生物方法（灭活的病毒），C正确；
D.培养基：植物细胞工程中的培养基中需要用生长素和细胞分裂素以影响愈伤组织的生长和分化；动物细胞工程的培养液中需要加入动物血清、血浆等天然成分，D正确。
故选B。  
5.下列是动物细胞工程常用的技术手段与相关应用的搭配，不合理的是(       )
A. 体细胞克隆技术——保护濒危物种
B. 杂交瘤技术——制备单克隆抗体
C. 细胞培养技术——促进优良畜群繁育
D. 细胞培养技术——获取自体健康皮肤
【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查了动物细胞工程原理以及应用，准确识记相关知识点是解题的关键。
【解答】
A.体细胞克隆技术可以应用于保护濒危物种，A正确；     
B.可通过杂交瘤技术制备单克隆抗体，B正确；
C.胚胎移植技术可以促进优良畜群繁育，C错误；    
D.通过细胞培养技术可以获取自体健康皮肤，D正确。
故选C。  
6.下图为某生物技术的操作过程，有关叙述错误的是（    ）

A. 甲细胞可来自经免疫处理小鼠的脾脏中
B. ①中可加入乙二醇以促进细胞融合过程
C. ④可置于CO2培养箱中进行培养
D. 该技术可用于研发相应的诊断试剂盒
【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查了单克隆抗体的相关知识，意在考查学生对知识的理解和记忆能力。
​【解答】
A.甲细胞为经免疫处理小鼠的脾细胞，A正确；
B.①中可加入聚乙二醇以促进细胞融合过程，B错误；
C.④应置于CO2培养箱中以提高细胞克隆率，C正确；
D.该技术可用于研发相应的诊断试剂盒，D正确。  
7.下列各项中属于克隆技术是（　　）
A. 把鲤鱼胚胎细胞的细胞核移到去核鲫鱼成熟卵中
B. 体外培养基底层干细胞来培植皮肤用于植皮手术
C. 将小鼠的骨髓瘤细胞与脾细胞结合成杂交瘤细胞
D. 将人工授精的受精卵体外培养形成胚胎
【答案】B
【解析】
【分析】
本体考查了克隆技术的相关知识，意在考查考生能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系，形成知识网络结构的能力。
【解答】
A.把鲤鱼胚胎细胞的细胞核移到去核鲫鱼成熟卵中属于核移植，A错误；
B.体外培养基底层干细胞来培植皮肤用于植皮手术属于克隆技术，B正确；
C.将小鼠的骨髓瘤细胞与脾细胞结合成杂交瘤细胞属于细胞工程，C错误；
D.将人工授精的受精卵体外培养形成胚胎，属于有性生殖，D错误。
故选B。
二、填空题
8.图甲和图乙分别是单克隆抗体制备过程和克隆羊培养过程示意图，请回答下列问题。
（1）图甲和图乙所示的过程中，都必须用到动物细胞工程技术手段是__________________。
（2）图甲中②过程常用的方法有________________________。
（3）过程④表示在_____________中培养杂交瘤细胞，从而获得单克隆抗体。单克隆抗体和传统的血清抗体相比具有_________________等优点。用单克隆抗体与治疗癌症的药物相结合的“生物导弹”能定向攻击癌细胞，主要是利用其能与癌细胞____________的特点。
（4）关于图乙过程，下列表示不正确的是___________。
A、克隆羊的性别由白面绵羊决定
B、“多莉”的性状与黑面和白面绵羊都有关系
C、重组细胞实现全能性，说明乳腺细胞分化程度低
D、构建重组细胞的操作是在体外无菌条件下进行的
（5）下列哪一项不属于图乙过程的用途_________。
A、有选择地繁殖某一性别的家畜          B、繁殖家畜中的优良个体
C、用于保存物种                        D、改变动物的染色体数目
（6）在目前现有技术条件下，还不能将从动物体内分离出来的成熟的体细胞直接培养成一个新个体。而是必须将体细胞的细胞核移植到去核的卵细胞内，才能发育成新个体。你认为最可能的原因是____      ___。
A、卵细胞大，便于操作       
B、卵细胞含有的营养物质多
C、重组细胞才具有全能性
D、卵细胞的细胞质可使体细胞细胞核全能性得到表达
【答案】(1) 动物细胞培养   
(2) 聚乙二醇（或灭活的病毒） 
(3) 小鼠腹水内;特异性强，灵敏度高，并可大量制备；特异性结合   
(4) C   
(5) D    
(6) D
【解析】
【分析】
本题考查了单克隆抗体制备过程、应用，动物细胞培养，核移植的过程和应用等知识，要求考生就一定的获取图示信息能力、审题能力以及分析能力。
图甲为单克隆抗体制备过程，图中①表示给小鼠注射特定的抗原蛋白，②表示B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合，③表示筛选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞，④表示杂交瘤细胞的体内培养。
图乙表示克隆羊培育过程，图中a表示细胞核移植，b表示胚胎移植技术。
【解答】
（1）图甲单克隆抗体制备过程，图乙克隆羊培育过程，都必须用到的动物细胞工程技术手段是动物细胞培养。
（2）诱导动物细胞融合最常用的诱导方法是聚乙二醇（或灭活的病毒、物理方法如离心、振动、电刺激也可）。
（3）④体内培养杂交瘤细胞，在动物的腹水中获取单克隆抗体，单克隆抗体和传统的血清抗体相比，具有特异性强、灵敏度高、可大量制备等优点。用单克隆抗体与治疗癌症的药物结合的“生物导弹”能定向攻击癌细胞，主要是利用其能与癌细胞特异性结合的特点。
（4）A、生物的性别由性染色体决定，染色体位于细胞核，克隆羊的性别由供核方-白面绵羊决定，A正确；
B、若不考虑环境因素影响，克隆羊的性状不是全部像白面绵羊，因为卵细胞细胞质中的线粒体遗传物质也能控制某些性状。B正确；
C、重组细胞实现了全能性说明高的分化的动物细胞的细胞核也具有全能性，C错误；
D、构建重组细胞的操作是在体外无菌条件下进行的，以避免微生物污染，D正确。
故选C。
（5）动物体细胞核移植技术的应用：①加速家畜遗传改良进程，促进良畜群繁育；②保护濒危物种，增大存活数量；③生产珍贵的医用蛋白；④作为异种移植的供体，而改变动物的染色体数目，只通过核移植实现不了，ABC正确；D错误。
故选D。
（6）由于卵细胞的细胞质可使体细胞胞核全能性得到表达，所以选择卵细胞作为核移植的供体细胞。D正确。
故选D。  

题组C 培优拔尖练
一、 单项选择题
1.下列有关病毒在生物学和医学领域应用的叙述，错误的是（　　）
A. 灭活的病毒可用于诱导动物细胞融合
B. 用特定的病毒免疫小鼠可制备单克隆抗体
C. 基因工程中常用噬菌体转化植物细胞
D. 经灭活或减毒处理的病毒可用于免疫预防
【答案】C
【解析】解：A、促进动物细胞的融合除了物理方法和化学方法外，还可以采用灭活的病毒，A正确；
B、病毒作为抗原可刺激机体发生特异性免疫，产生抗体，用特定的病毒免疫小鼠可制备单克隆抗体，B正确；
C、基因工程中常用农杆菌转化植物细胞，农杆菌的特点是其细胞内的Ti质粒上的T-DNA片段能够转移至受体细胞，并整合到受体细胞的染色体上，C错误：
D、经过灭活或减毒处理的病毒可以作为免疫学中的疫苗，用于免疫预防，D正确。
故选：C。
1、病毒是非细胞生物，只能寄生在活细胞中进行生命活动。病毒依据宿主细胞的种类可分为植物病毒、动物病毒和噬菌体据遗传物质来分，分为DNA病毒和RNA病毒；病毒由核酸和蛋白质组成。
2、疫苗是将病原微生物（如细菌、立克次氏体、病毒等）及其代谢产物，经过人工减毒、灭活或利用转基因等方法制成的用预防传染肉的自动免疫制剂。应用转基因技术生产的疫苗，主要成分是病毒的表面抗原蛋白，接种后能刺激机体免疫细胞产生抵抗病毒的抗体。
本题考查病毒的相关知识，要求考生识记病毒的结构，明确病毒只能寄生在活细胞中，并且特种病毒只感染特定生物；识记病毒在基因工程和细胞工程中的应用，并能运用所学的知识准确判断各选项，属于考纲识记层次的考查。
2.下列有关细胞工程的叙述，正确的是（　　）
A. PEG是促细胞融合剂，可直接诱导植物细胞融合
B. 用原生质体制备人工种子，要防止细胞破裂
C. 骨髓瘤细胞经免疫处理，可直接获得单克隆抗体
D. 核移植克隆的动物，线粒体DNA其来自供卵母体
【答案】D
【解析】
【分析】
本题考查植物体细胞杂交技术、核移植等技术及应用，意在考查考生的识记能力和理解所学知识要点，把握知识间内在联系，形成知识网络结构的能力；能运用所学知识，对生物学问题作出准确判断的能力。
【解答】
A.PEG是促细胞融合剂，但是不能直接诱导植物细胞融合，植物细胞需要先去除细胞壁形成原生质体才能融合，A错误；
B.制备人工种子，需要用完整植物细胞，借助于植物组织培养技术来实现，不需用原生质体，B错误；
C.能产生抗体的是浆细胞，骨髓瘤细胞不能产生抗体，C错误；
D.核移植克隆的动物，需要供核一方和供质一方（一般用处于减数第二次分裂中期的卵细胞的细胞质），其线粒体DNA来自供卵母体，D正确。
1、植物体细胞杂交和动物细胞融合的比较：
项目
细胞融合原理
细胞融合方法
诱导手段
用途
植物体细胞杂交
细胞膜的流动性，（细胞的全能性）
用酶解法去除细胞壁后诱导原生质体融合
离心、电刺激、聚乙二醇等试剂诱导
克服远缘杂交不亲和，获得杂交植株
动物细胞融合
细胞膜的流动性
用胰蛋白酶处理使细胞分散后，诱导细胞融合
离心、电刺激、聚乙二醇、灭活病毒等试剂诱导
制备单克隆抗体的技术之一
2、杂交瘤细胞的特点：既能大量增殖，又能产生特异性抗体。
3、体细胞核移植：又称体细胞克隆，作为动物细胞工程技术的常用技术手段，即把体细胞移入去核卵母细胞中，使其重组并能发育为新的胚胎，这个胚胎最终发育为动物个体。用核移植方法获得的动物称为克隆动物。  
3.如图是利用体细胞核移植技术克隆优质奶牛的简易流程图，有关叙述正确的是（　　）

A. 后代丁的遗传性状由甲和丙的遗传物质共同决定
B. 过程①需要提供95%空气和5%CO2的混合气体
C. 过程②常使用显微操作去核法对受精卵进行处理
D. 过程③将激活后的重组细胞培养至原肠胚后移植
【答案】B
【解析】解：A、丙只是代孕母牛，丁的遗传性状与丙无关，A错误；
B、细胞培养中需提供95%的空气和5%CO2，其中CO2可以维持培养液的pH，B正确；
C、过程②常使用显微操作去核法卵母细胞进行处理，C错误；
D、过程③将激活后的重组细胞培养至桑椹胚或囊胚后移植，D错误。
故选：B。
题图分析：图示为利用体细胞核移植技术克隆优质奶牛的简易流程图，其中①是供体细胞培养，②是将乙牛的卵母细胞去核，③是将重组细胞激活并培养。
本题结合图解，考查细胞核移植技术、动物细胞培养、胚胎移植等知识，要求考生识记动物细胞培养的条件；识记胚胎移植过程；识记细胞核移植技术的具体过程，能正确分析题图，再结合所学的知识准确答题。
4.在克隆哺乳动物过程中，通常作为核移植受体细胞的是去核的（　　）
A. 卵原细胞 B. 初级卵母细胞 C. 次级卵母细胞 D. 卵细胞
【答案】C
【解析】
【解答】
通常作为核移植受体细胞的是去核的卵母细胞处于减数第二次分裂中期，即为次级卵母细胞。
故选：C。
【分析】
1、动物核移植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为动物个体。核移植得到的动物称克隆动物。
2、选用去核卵母细胞的原因：卵母细胞大，容易操作；卵母细胞质多，营养丰富；含有促使细胞全能性表达的物质。
本题考查动物细胞核移植技术，要求考生识记动物细胞核移植技术的概念、过程等基础知识，属于考纲识记层次的考查。  
5.关于现代生物技术应用的叙述，错误的是( )
A. 蛋白质工程可合成自然界中不存在的蛋白质
B. 体细胞杂交技术可用于克隆动物和制备单克隆抗体
C. 植物组织培养技术可用于植物茎尖脱毒
D. 动物细胞培养技术可用于转基因动物的培育
【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查动物细胞工程和基因工程相关知识，意在考查学生的识记能力和分析问题解决问题的能力。
【解答】
A.蛋白质工程可合成自然界中不存在的蛋白质，A正确；
B.克隆动物用到的生物技术有细胞核移植和胚胎移植等，无体细胞杂交技术，B错误；
C.植物组织培养技术可用于植物茎尖脱毒，C正确；
D.动物细胞培养技术可用于转基因动物的培育，D正确。
​故选B。  
6.如图为动物成纤维细胞的培养过程示意图。下列叙述正确的是（　　）

A. 步骤①的操作不需要在无菌环境中进行
B. 步骤②中用盐酸溶解细胞间物质使细胞分离
C. 步骤③到④的分瓶操作前常用胰蛋白酶处理
D. 步骤④培养过程中不会发生细胞转化
【答案】C
【解析】解：A、动物细胞培养过程需要在无菌操作，故步骤①的操作需要在无菌环境中进行，A错误；
B、动物细胞培养过程需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理动物组织，分散成单个细胞，制成细胞悬液，B错误；
C、传代培养时需要用胰蛋白酶处理贴壁生长的细胞，使之分散成单个细胞，再分瓶培养，C正确；
D、步骤④为传代培养过程，该过程中部分细胞可能发生细胞转化，核型改变，D错误。
故选：C。
动物细胞培养过程：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。
本题考查动物细胞与组织培养过程，意在考察考生识图分析的能力，对生物学知识的理解能力和综合分析能力，难度适中。
7.下列关于人体造血干细胞的叙述，错误的是（　　）
A. 造血干细胞比胚胎干细胞的分化程度高
B. 造血干细胞分化产生的B细胞在胸腺中发育成熟
C. 造血干细胞可不断增殖和分化，捐献造血干细胞不影响人体健康
D. 造血干细胞移植是治疗白血病的有效手段
【答案】B
【解析】解：A、造血干细胞可以分化成红细胞、白细胞和血小板，胚胎干细胞可以分化为任何一种组织细胞，所以造血干细胞分化程度更高，A正确；
B、造血干细胞分化产生的T细胞在胸腺中发育成熟，B细胞在骨髓中成熟，B错误；
C、骨髓中的造血干细胞可不断增殖和分化，不断产生红细胞、白细胞和血小板，补充到血液中去，所以捐献造血干细胞不影响人体健康，C正确；
D、造血干细胞移植可以取代白血病患者病变的造血干细胞，是治疗白血病的有效手段，D正确。
故选：B。
动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞，这些细胞叫做干细胞。哺乳动物的胚胎干细胞是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞。在功能上具有发育的全能性，即可以分化为成年动物体内任何一种组织细胞。人的骨髓中有许多的造血干细胞，它们能够增殖和分化，不断产生红细胞、白细胞和血小板，补充到血液中去。
本题主要考查细胞分化、干细胞的应用的相关知识，掌握造血干细胞分化产生的B细胞在骨髓中成熟，而T细胞迁移到胸腺中发育成熟这一知识点是解题的关键。
8.下列关于动物细胞培养的叙述，正确的是（　　）
A. 连续细胞系的细胞大多具有二倍体核型
B. 某些癌细胞在合适条件下能逆转为正常细胞
C. 由多个祖细胞培养形成的细胞群为一个克隆
D. 未经克隆化培养的细胞系细胞具有相同的性状
【答案】B
【解析】解：A、连续细胞系的细胞一般都培养了多次，二倍体核型发生了改变，故A选项错误；
B、细胞癌变是基因突变引起的，如细胞在一定条件下发生基因突变，有可能使癌细胞恢复成正常细胞，故B选项正确；
C、一个克隆是指1个细胞经培养形成的细胞群，故C选项错误；
D、未经克隆化培养的细胞系可能是由多个能无限增殖的细胞增殖来的，不一定具有相同的性状，故D选项错误。
故选：B。
本题考查动物细胞培养的相关知识。
1、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→用胰蛋白酶或胶原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或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞继续传代培养。
2、细胞贴壁和接触抑制：悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上，称为细胞贴壁。细胞数目不断增多，当贴壁细胞分裂生长到表面相互抑制时，细胞就会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的接触抑制。
本题主要考查学生对知识的理解和分析能力。细胞株传至50代后，不能再传下去，但有部分存活的细胞一般能够传到40～50代，这种传代细胞叫做细胞株。细胞株细胞的遗传物质没有发生改变。当细胞株传至50代以后又会出现“危机”，不能再传下去。但是有部分细胞的遗传物质发生了改变，而且带有癌变的特点，有可能在培养条件下无限制地传代下去，这种传代细胞成为细胞系。
二、填空题
9.M基因编码的M蛋白在动物A的肝细胞中特异性表达。现设计实验，将外源DNA片段F插入M基因的特定位置，再通过核移植、胚胎培养和胚胎移植等技术获得M基因失活的转基因克隆动物A，流程如图所示。回答下列问题：

（1）在构建含有片段F的重组质粒过程中，切割质粒DNA的工具酶是 ______ ，这类酶能将特定部位的两个核苷酸之间的 ______ 断开。
（2）在无菌、无毒等适宜环境中进行动物A成纤维细胞的原代和传代培养时，需要定期更换培养液，目的是 ______ 。
（3）与胚胎细胞核移植技术相比，体细胞核移植技术的成功率更低，原因是 ______ 。从早期胚胎中分离获得的胚胎干细胞，在形态上表现为 ______ （答出两点即可），功能上具有 ______ 。
（4）鉴定转基因动物：以免疫小鼠的 ______ 淋巴细胞与骨髓瘤细胞进行融合，筛选融合杂种细胞，制备M蛋白的单克隆抗体。简要写出利用此抗体确定克隆动物A中M基因是否失活的实验思路 ______ 。
【答案】（1）限制性核酸内切酶（限制酶）；磷酸二酯键
（2）清除代谢产物，防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害
（3）动物胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性相对容易，动物体细胞分化程度高，恢复其全能性十分困难；  细胞体积小，细胞核大，核仁明显；  发育的全能性
（4）B；  用特定抗原刺激小鼠，然后取出已免疫的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，看筛选出杂交瘤细胞能否产生M蛋白的单克隆抗体，如果不能产生，说明M基因在克隆动物A中已失活
【解析】解：（1）基因工程中切割DNA的工具酶是限制性核酸内切酶（限制酶），故在构建含有片段F的重组质粒过程中，切割质粒DNA的工具酶是限制性核酸内切酶（限制酶）。限制性内切核酸内切酶是作用于其所识别序列中两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键。不同的限制酶可以获得不同的末端，主要分为黏性末端和平末端。
（2）在无菌、无毒等适宜环境中进行动物A成纤维细胞的原代和传代培养时，需要定期更换培养液，目的是清除代谢产物，防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害。
（3）由于动物胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性相对容易，动物体细胞分化程度高，恢复其全能性十分困难，故与胚胎细胞核移植技术相比，体细胞核移植技术的成功率低。胚胎干细胞在形态上表现为细胞体积小，细胞核大，核仁明显；在功能上具有发育的全能性，可分化为成年动物体内任何一种组织细胞。另外，在体外培养的条件下，可以增殖而不发生分化，可进行冷冻保存，也可进行遗传改造。
（4）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，制备M蛋白的单克隆抗体；若要利用此抗体确定克隆动物A中M基因是否失活，如果M基因已经失活，则克隆动物A中无法产生M蛋白的单克隆抗体，则可利用抗原—抗体杂交技术进行检测。用特定抗原刺激小鼠，然后取出已免疫的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，看筛选出杂交瘤细胞能否产生M蛋白的单克隆抗体，如果不能产生，说明M基因在克隆动物A中已失活。
基因工程技术的基本步骤：
（1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。
（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。
（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。
（4）目的基因的检测与鉴定：分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术，个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
本题结合图示考查基因工程、核移植、胚胎移植、单克隆抗体的相关知识，涉及知识点较多，但难度不大，要求考生掌握基础知识，属于考纲中识记与理解层次。
10.如图表示通过核移植等技术获得某种克隆哺乳动物（二倍体）的流程。

回答下列问题：
（1）图中A表示正常细胞核，染色体数为2n，则其性染色体的组成可为______．
过程①表示去除细胞核，该过程一般要在卵母细胞培养至适当时期再进行，去核时常采用______的方法。②代表的过程是______．
（2）经过多次传代后，供体细胞中______的稳定性会降低。因此，选材时必须关注传代次数。
（3）若获得的克隆动物与供体动物性状不完全相同，从遗传物质的角度分析其原因是______．
（4）与克隆羊“多莉（利）”培养成功一样，其他克隆动物的成功获得也证明了______．
【答案】XX或XY；显微操作；胚胎移植；遗传物质；卵母细胞的细胞质中的遗传物质会对克隆动物的性状产生影响；动物已分化体细胞的细胞核具有全能性
【解析】解：（1）由题意知，该动物体的性染色体组成为XX或XY，过程①表示去除细胞核，该过程一般要在卵母细胞培养至适当时期再进行，去核时常采用显微操作去核法。②代表的过程是胚胎移植。
（2）动物细胞培养时，多次传代后，供体细胞遗传物质稳定性会降低，故选材时必须注意传代次数。
（3）克隆动物与供体动物性状不完全相同，从遗传物质的角度来说，是因为卵母细胞的细胞质中的遗传物质会对克隆动物的性状产生影响。
（4）克隆动物证明了已经分化的动物体细胞细胞核具有全能性。
故答案为：（1）XX或XY  显微操作去核法  胚胎移植
（2）遗传物质或核型
（3）卵母细胞的细胞质中的遗传物质会对克隆动物的性状产生影响
（4）动物已分化体细胞的细胞核具有全能性
分析题图：①表示去除细胞核；．②代表的过程胚胎移植，概念为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。
本题难度不大，只需识记细胞核移植及克隆的相关知识，把握知识间内在联系的能力。
11.为研制抗病毒A的单克隆抗体，某同学以小鼠甲为实验材料设计了以下实验流程。

回答下列问题：
（1）上述实验前必须给小鼠甲注射病毒A，该处理的目的是_________________。
（2）写出以小鼠甲的脾脏为材料制备单细胞悬液的主要实验步骤：_________________。
（3）为了得到能产生抗病毒A的单克隆抗体的杂交瘤细胞，需要进行筛选。图中筛选1所采用的培养基属于_________________，使用该培养基进行细胞培养的结果是_________________。图中筛选2含多次筛选，筛选所依据的基本原理是_________________。
（4）若要使能产生抗病毒A的单克隆抗体的杂交瘤细胞大量增殖，可采用的方法有________________（答出2点即可）。
【答案】（1）诱导小鼠甲产生能够分泌抗病毒A抗体的B淋巴细胞
（2）取小鼠脾脏组织剪碎，用胰蛋白酶处理分散成单个细胞，加入培养液制成单细胞悬液。
（3）选择性培养基；只有杂交瘤细胞能够生存；抗原与抗体的反应具有特异性
（4）将杂交瘤细胞注射到小鼠腹腔内增殖、将杂交瘤细胞在体外培养
【解析】
【试题解析】
【分析】
本题考查选修三单克隆抗体的相关知识，识记相关知识点并正确提取题干信息是解题关键，意在考查学生识记理解能力。
【解答】
（1）实验前必须给小鼠甲注射病毒A，该处理的目的诱导小鼠甲产生能够分泌抗病毒A抗体的B淋巴细胞。
（2）以小鼠甲的脾脏为材料制备单细胞悬液的主要实验步骤：取小鼠脾脏组织剪碎，用胰蛋白酶处理分散成单个细胞，加入培养液制成单细胞悬液。
（3）图中筛选1所采用的培养基属于选择性培养基，使用该培养基进行细胞培养的结果是只有杂交瘤细胞能够生存。图中筛选2含多次筛选，筛选所依据的基本原理是抗原与抗体的反应具有特异性。
（4）若要使能产生抗病毒A的单克隆抗体的杂交瘤细胞大量增殖，可采用的方法有将杂交瘤细胞注射到小鼠腹腔内增殖、将杂交瘤细胞在体外培养。
故答案为：
（1）诱导小鼠甲产生能够分泌抗病毒A抗体的B淋巴细胞
（2）取小鼠脾脏组织剪碎，用胰蛋白酶处理分散成单个细胞，加入培养液制成单细胞悬液。
（3）选择性培养基；只有杂交瘤细胞能够生存；抗原与抗体的反应具有特异性
（4）将杂交瘤细胞注射到小鼠腹腔内增殖、将杂交瘤细胞在体外培养