2024届高考生物一轮复习第10单元第38课动物细胞工程学案

这是一份2024届高考生物一轮复习第10单元第38课动物细胞工程学案，共29页。学案主要包含了教材细节命题，易错提醒，命题动态等内容，欢迎下载使用。
第38课　动物细胞工程
►学业质量水平要求◄
1．结合具体实例，说出动物细胞工程的技术原理。(生命观念、科学思维)
2．针对生产生活中的实际问题，从动物细胞工程出发，尝试提出解决方案并进行设计。(生命观念、科学探究)

考点一　动物细胞培养

1．动物细胞培养及其条件
(1)动物细胞培养：从动物体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后在适宜的培养条件下，让这些细胞生长和增殖的技术。
(2)动物细胞培养的条件
①营养：除糖类、氨基酸、无机盐、维生素之外，通常还需加入血清等一些天然成分。
②无菌、无毒环境培养液和培养用具进行灭菌处理及在无菌环境下操作定期更换培养液，清除代谢物
③温度、pH和渗透压
适宜的温度：36.5±0.5 ℃；适宜的pH：7.2～7.4；渗透压也是需要考虑的一个重要环境参数。
④气体环境95%的空气：其中O2为细胞代谢必需的5%的CO2：维持培养液的pH
2．动物细胞培养的过程
(1)过程

(2)体外培养的动物细胞类型
①一类细胞能够悬浮于培养液中生长增殖。
②另一类则需要贴附于某些基质表面才能生长繁殖，而且还会发生接触抑制现象，从而使细胞停止分裂增殖。
(3)生长特点
①细胞贴壁：将细胞悬液放入培养瓶内，置于适宜环境中培养，悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上，称为细胞贴壁。
②接触抑制：当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞停止分裂增殖的现象称为细胞的接触抑制。
(4)原代培养和传代培养
①原代培养：通常指分瓶之前的细胞培养，即动物组织经处理后的初次培养。
②传代培养：指分瓶之后的细胞培养。
3．干细胞培养及其应用
(1)分布：存在于早期胚胎、骨髓和脐带血等多种组织和器官中。
(2)类型：胚胎干细胞和成体干细胞等。
(3)胚胎干细胞：简称ES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。
(4)成体干细胞
①分布：成体组织或器官内。
②类型：骨髓中的造血干细胞、神经系统中的神经干细胞和睾丸中的精原干细胞等。
③特性：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。
(5)应用
①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，因而在医学上有着广泛的应用。
②胚胎干细胞必须从胚胎中获取，这涉及伦理问题，因而限制了它在医学上的应用。
③诱导多能干细胞
a．概念：通过体外诱导成纤维细胞，所获得的类似胚胎干细胞的一种细胞，简称iPS细胞。
b．优点：不涉及伦理问题；理论上可以避免免疫排斥反应。

1．动物细胞培养是动物细胞工程的基础。 (√)
2．体外培养动物细胞，只需给予充足的营养即可。 (×)
3．在进行细胞培养时，需置于含有95%O2和5%CO2的混合气体环境中。 (×)
4．进行传代培养的动物细胞均可直接用离心法收集。 (×)
5．已分化的T细胞、B细胞等也能被诱导为iPS细胞。 (√)
【教材细节命题】
1．(选择性必修3 P44旁栏思考)进行动物细胞培养时常用胰蛋白酶分散细胞，这说明细胞间的物质主要是蛋白质。用胃蛋白酶行吗？胃蛋白酶作用的适宜pH约为2，当pH大于6时，胃蛋白酶就会失去活性。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，所以用胃蛋白酶不行。
2．(选择性必修3 P44正文)细胞在培养过程中分裂受阻的原因是悬浮培养的细胞会因细胞密度过大、有害代谢物积累和培养液中营养物质缺乏等因素而分裂受阻；对于贴壁细胞来说，除上述因素外，还会因为接触抑制而停止分裂增殖。

动物细胞培养与植物组织培养的比较
比较项目
动物细胞培养
植物组织培养
生物学原理
细胞增殖
细胞全能性
培养基性质
液体
固体
培养结果
子代细胞
新的植株
应用
是动物细胞
工程的基础
①快速繁殖；
②培育作物新品种；
③细胞产物的工厂化生产；
④作物脱毒
培养条件
无菌、适宜的温度和pH、营养等
取材
新鲜的动物组织
离体的植物器官、组织或细胞
培养对象
分散的单个细胞
离体的植物器官、组织或细胞
过程
原代培养、传代培养
脱分化、再分化
细胞分裂、
生长、分化
特点
①贴壁生长；
②接触抑制
①脱分化形成愈伤组织；
②再分化形成根、芽等

考向1| 动物细胞培养的过程分析
1．下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
C　解析：动物细胞培养过程中需要无菌操作，故步骤①的操作需要在无菌环境中进行，A错误；动物细胞培养过程需要用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理动物组织，分散成单个细胞，制成细胞悬液，B错误；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；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。
2．(2022·江苏卷)航天员叶光富和王亚平在天宫课堂上展示了培养的心肌细胞跳动的视频。下列相关叙述正确的是(　　)
A．培养心肌细胞的器具和试剂都要先进行高压蒸汽灭菌
B．培养心肌细胞的时候既需要氧气也需要二氧化碳
C．心肌细胞在培养容器中通过有丝分裂不断增殖
D．心肌细胞在神经细胞发出的神经冲动的支配下跳动
B　解析：培养心肌细胞的器具要先进行高压蒸汽灭菌，但是试剂并不都需要灭菌，如动物血清不能进行高压蒸汽灭菌，否则会使其中的成分失活，A错误；培养心肌细胞的时候既需要氧气(有助于进行有氧呼吸)也需要二氧化碳(有助于维持培养液的pH)，B正确；心肌细胞高度分化，不能进行有丝分裂，C错误；心肌细胞节律性收缩，受植物性神经的支配，是不随意的，在神经细胞释放的神经递质的支配下跳动，D错误。
考向2| 干细胞培养及其应用的分析
3．现在有一个婴儿在出生后医院为他保留了脐带血，在他以后生长发育过程中如果出现了某种难治疗的疾病，就可以通过血液中的干细胞来为他治病，关于这个实例说法正确的是(　　)
A．用干细胞培育出人体需要的器官用来移植治病，需要激发细胞的所有全能性
B．用脐带血中的干细胞能够治疗这个孩子所有的疾病
C．如果要移植用他的干细胞培育出的器官，需要用到细胞培养技术
D．如果要移植用他的干细胞培育出的器官，应该长期给他使用免疫抑制药物
C　解析：用干细胞培育出人体需要的器官用来移植治疗，只要诱导细胞分化成该组织、器官即可，不需激发其所有全能性，A错误；脐带血中含有大量未成熟的造血干细胞，将脐带血细胞移植，对白血病、再生障碍性贫血等恶性血液病的治疗具有疗效，B错误；脐带血移植属自体移植，基本不会发生免疫排斥反应，不需要长期给他使用免疫抑制药物，D错误。
考点二　动物细胞融合技术与单克隆抗体

1．动物细胞融合技术
(1)概念：使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术。
(2)结果：形成杂交细胞，且具有原来两个或多个细胞的遗传信息。
(3)诱导方法：PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法等。
(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是研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和培育生物新品种等的重要手段。
②杂交瘤技术为制造单克隆抗体开辟了新途径。
2．单克隆抗体及其应用
(1)单克隆抗体的制备
①制备原理
a．B淋巴细胞特点：每个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体。
b．骨髓瘤细胞特点：能在体外大量增殖。
c．杂交瘤细胞的特点：既能大量增殖，又能产生特定抗体。
②制备过程


(2)单克隆抗体的应用
①作诊断试剂，在多种疾病的诊断和病原体鉴定中发挥重要作用。
②用于运载药物和治疗疾病。

1．动物体细胞融合后的杂交细胞仍然是二倍体细胞。 (×)
2．与植物原生质体融合相比，动物细胞融合特有的诱导因素有灭活的病毒。
(√)
3．单克隆抗体的制备可从未经免疫的小鼠体内提取B淋巴细胞。 (×)
4．单克隆抗体制备过程中的两次筛选目的相同。 (×)
【教材细节命题】
1．(选择性必修3 P48相关信息)病毒灭活的含义是灭活是指用物理或化学手段使病毒或细菌失去感染能力，但是并不破坏这些病原体的抗原结构。
2．(选择性必修3 P49图2-16拓展)B淋巴细胞、骨髓瘤细胞和杂交瘤细胞各有何特点？免疫的B淋巴细胞：能产生单一抗体，但不能无限增殖。骨髓瘤细胞：能无限增殖，不能产生抗体。杂交瘤细胞：既能产生特定的抗体，又能在培养条件下进行无限增殖。
3．(选择性必修3 P50思考·讨论拓展)抗体—药物偶联物中真正起治疗作用的物质是相关药物。是单克隆抗体吗？为什么？不是，单克隆抗体所起的作用是将药物定向带到靶细胞所在位置，借助其导向作用，在原位杀死癌细胞，这样既不损伤正常细胞，又减少了用药剂量。

1．植物体细胞杂交和动物细胞融合的比较
项目
植物体细胞杂交
动物细胞融合
原理
细胞膜的流动性和植物细胞的全能性
细胞膜的流动性
步骤
酶解法去掉细胞壁后，诱导原生质体融合，形成杂种体细胞，再经过植物组织培养形成杂种植株
分散成单个细胞后诱导细胞融合
诱导方法
物理法：电融合法、离心法等；化学法：PEG融合法、高Ca2+—高pH融合法等
PEG融合法、电融合法、灭活病毒诱导法等
结果
形成杂种植株
形成杂种细胞
2．单克隆抗体制备的两次筛选
项目
第一次筛选
第二次筛选
筛选原因
诱导融合后得到多种杂交细胞，另外还有未融合的细胞
由于小鼠在生活中还受到其他抗原的刺激，所以需经过选择性培养
筛选方法
用特定的选择培养基筛选：未融合的细胞和同种细胞融合后形成的细胞(“BB”细胞、“瘤瘤”细胞)都会死亡，只有融合的杂交瘤细胞(“B瘤”细胞)才能生长
用多孔培养皿培养，在每个孔只有一个杂交瘤细胞的情况下开始克隆化培养和抗体检测，经多次筛选得到能产生特异性抗体的细胞群
筛选目的
得到杂交瘤细胞
得到能分泌所需抗体的杂交瘤细胞

考向1| 动物细胞融合分析
1．下图为动物细胞融合示意图，相关叙述错误的是(　　)

A．图中C为灭活的病毒，此外还可用物理或化学方法诱导细胞融合
B．图中过程①发生了细胞膜的融合，体现了细胞膜的选择透过性
C．图中过程②表示有丝分裂
D．动物细胞融合技术可用于制备单克隆抗体
B　解析：图中C为灭活的病毒，此外还可用物理或化学方法诱导细胞融合，A正确；图中过程①发生了细胞膜的融合，体现了细胞膜的流动性，B错误；图中过程②表示有丝分裂，C正确；利用动物细胞融合技术可获得杂交瘤细胞，进而制备单克隆抗体，D正确。
2．(2022·江苏卷改编)下图表示利用细胞融合技术进行基因定位的过程，在人—鼠杂交细胞中人的染色体会以随机方式丢失，通过分析基因产物进行基因定位。现检测细胞Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中人的4种酶活性，只有Ⅱ具有芳烃羟化酶活性，只有Ⅲ具有胸苷激酶活性，Ⅰ、Ⅲ都有磷酸甘油酸激酶活性，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均有乳酸脱氢酶活性。下列相关叙述错误的是(　　)

A．加入灭活仙台病毒的作用是促进细胞融合
B．细胞Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别为人—人、人—鼠、鼠—鼠融合细胞
C．芳烃羟化酶基因位于2号染色体上，乳酸脱氢酶基因位于11号染色体上
D．胸苷激酶基因位于17号染色体上，磷酸甘油酸激酶基因位于X染色体上
B　解析：动物细胞融合过程中，可以利用灭活的仙台病毒或聚乙二醇作诱导剂促进细胞融合，A正确；细胞Ⅲ中保留了人的X、11、17号染色体，故不会是鼠—鼠融合细胞，B错误；Ⅰ保留X、11号染色体，Ⅱ保留2、11号染色体，Ⅲ保留X、11、17号染色体，只有Ⅱ具有芳烃羟化酶活性，只有Ⅲ具有胸苷激酶活性，Ⅰ、Ⅲ都有磷酸甘油酸激酶活性，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均有乳酸脱氢酶活性，所以支配芳烃羟化酶合成的基因位于2号染色体上，支配胸苷激酶合成的基因位于17号染色体上，支配磷酸甘油酸激酶合成的基因位于X号染色体上，支配乳酸脱氢酶合成的基因位于11号染色体上，C、D正确。
【易错提醒】(1)灭活的病毒能使细胞膜上的蛋白质分子和脂质分子重新排布，细胞膜打开，细胞发生融合。
(2)就目前常用的细胞融合方法来看，不管是用物理方法、化学方法，还是生物方法，其融合率都未达到100%。若仅用两个细胞融合，其效率太低，不一定能得到融合细胞。而且，即使两个细胞已发生融合，也并不一定是研究者期望得到的细胞类型。
考向2| 单克隆抗体的制备过程、特点及其应用的分析
3．(2021·山东卷)一个抗原往往有多个不同的抗原决定簇，一个抗原决定簇只能刺激机体产生一种抗体，由同一抗原刺激产生的不同抗体统称为多抗。将非洲猪瘟病毒衣壳蛋白p72注入小鼠体内，可利用该小鼠的免疫细胞制备抗p72的单抗，也可以从该小鼠的血清中直接分离出多抗。下列说法正确的是(　　)
A．注入小鼠体内的抗原纯度对单抗纯度的影响比对多抗纯度的影响大
B．单抗制备过程中通常将分离出的浆细胞与骨髓瘤细胞融合
C．利用该小鼠只能制备出一种抗p72的单抗
D．p72部分结构改变后会出现原单抗失效而多抗仍有效的情况
D　解析：单抗的制作需要筛选，而多抗不需要筛选，抗原纯度越高，产生的多抗纯度越高，因此抗原纯度对单抗纯度的影响比对多抗纯度的影响小，A错误；单抗制备过程中通常将分离出的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，B错误；非洲猪瘟病毒衣壳蛋白p72上有多种抗原决定簇，一个抗原决定簇只能刺激机体产生一种抗体，所以向小鼠体内注入p72后，可以刺激小鼠产生多种抗p72的单抗，C错误；p72部分结构改变只改变了部分抗原决定簇，因此由这部分抗原决定簇产生的抗体失效，但由其他抗原决定簇刺激机体产生的抗体有效，所以多抗仍有效，D正确。
4．(2023·山东聊城模拟)下图是一种“抗体—药物偶联物”(ADC)的作用原理示意图，没有与肿瘤细胞结合的“抗体—药物偶联物”一段时间后被机体清除。阿霉素是一种抗肿瘤药，可抑制DNA和RNA的合成，对正常细胞也有一定毒性。下列说法不正确的是(　　)

A．单克隆抗体是由杂交瘤细胞合成和分泌的
B．活化阿霉素能抑制细胞中的DNA复制和转录过程
C．在治疗中，应先注射非活化磷酸阿霉素再注射“抗体—药物偶联物”
D．单克隆抗体能与特定抗原发生特异性结合，能减轻阿霉素对正常细胞的伤害
C　解析：单克隆抗体是由骨髓瘤细胞和B淋巴细胞融合形成的杂交瘤细胞合成和分泌的，A正确；活化阿霉素抑制DNA和RNA的合成，DNA合成要经过DNA的复制，RNA的合成要经过DNA的转录，B正确；根据题图中信息可知，阿霉素的活化需要抗体—药物偶联物携带的碱性磷酸酶，所以在治疗中，应先注射抗体—药物偶联物再注射非活化磷酸阿霉素，但不能间隔时间太长，因为没有与肿瘤细胞结合的“抗体—药物偶联物”一段时间后会被机体清除，C错误；单克隆抗体具有“能准确地识别抗原的细微差异，与特定抗原发生特异性结合，且可大量制备”的特点，根据“能与特定抗原发生特异性结合”这一特点，在该过程中是针对肿瘤细胞的，所以能减轻阿霉素对正常细胞的伤害，D正确。
考点三　动物体细胞核移植技术和克隆动物

1．动物细胞核移植技术的概念和类型
(1)概念
①供体：动物一个细胞的细胞核。
②受体：去掉细胞核的卵母细胞。
③结果：重新组合的细胞发育成新胚胎，继而发育成动物个体。
(2)类型
哺乳动物核移植可分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植。
2．体细胞核移植的过程

3．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畜牧生产中：加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育。
②医药卫生领域：转基因克隆动物作为生物反应器，生产医用蛋白。
③治疗人类疾病：转基因克隆动物细胞、组织和器官作为异种移植等。
④使人类更深入地了解胚胎发育及衰老过程。
⑤保护濒危物种方面：增加动物的存活数量。
(2)存在问题
①体细胞核移植技术的成功率非常低。
②研究相对落后。
③克隆动物存在健康问题，表现出遗传和生理缺陷等。

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。
(√)
2．动物细胞核移植技术中利用显微操作法去核没有穿透卵母细胞透明带。 (×)
3．动物细胞核移植技术中实际上移入的是整个供体细胞。 (√)
4．体细胞核移植流程中重构胚的形成与激活操作方法没有区别。 (×)
【教材细节命题】
1．(选择性必修3 P52正文)在动物体细胞核移植中，非人灵长类动物的体细胞核移植非常困难的主要原因是一方面是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；另一方面是对非人灵长类动物胚胎进行操作的技术尚不完善。
2．(选择性必修3 P54思考·讨论)核移植技术中必须先去掉受体卵母细胞的细胞核的原因是保证核移植动物的核遗传物质全部来自供体细胞。

1．动物体细胞核移植过程分析
(1)原理：动物体细胞的细胞核具有全能性。
(2)受体细胞：MⅡ期的卵母细胞。选用该细胞的原因：
①卵母细胞的细胞质内存在激发细胞核全能性表现的物质。
②卵母细胞体积大，便于操作。
③卵母细胞内卵黄多，营养物质丰富。
(3)将供体细胞注入去核的卵母细胞
①细胞核移植技术中注入去核卵母细胞中的不是供体细胞核，而是整个细胞，伴随着两细胞融合，体现出细胞膜具有一定的流动性的结构特点。
②核移植时，一般先用电融合法使供体和受体细胞融合形成重构胚，再用物理或化学方法激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育进程。
(4)涉及的生物技术：动物细胞培养技术、动物细胞融合技术、核移植技术、胚胎移植技术等。其中，核移植是核心技术。
2．克隆动物的遗传特点
克隆动物的亲本有3个，即体细胞核供体、卵母细胞细胞质供体和代孕母体。
(1)体细胞核供体：克隆动物细胞核基因来自体细胞核供体，克隆动物的性状与体细胞核供体基本相同。
(2)卵母细胞细胞质供体：克隆动物的细胞质基因来自卵母细胞，克隆动物的性状与卵母细胞供体部分相同。
(3)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。

1．(2023·广东东莞模拟)常用的核移植方法主要有细胞质内注射法和透明带下注射法两种。前者是用微型注射针将供体细胞的细胞核吸出注入去核卵母细胞质内；后者是直接将供体细胞注入去核卵母细胞透明带内，然后促使两个细胞融合，从而具有发育的全能性。我国科学家于2017年底培育出的体细胞克隆猴“中中”和“华华”采用的就是后者。下列有关叙述正确的是(　　)
A．供体细胞注入卵母细胞透明带内后，就可自行进入卵母细胞
B．“中中”和“华华”的性状由多个亲本共同决定，属于有性生殖
C．相比之下，透明带下注射法对供体细胞核和卵母细胞的损伤更小
D．“中中”和“华华”核DNA均来自供体细胞，质DNA均来自去核卵母细胞
C　解析：供体细胞注入卵母细胞透明带内后，还需要用电融合法诱导才能使供体细胞进入卵母细胞形成重构胚，A错误；体细胞克隆猴“中中”和“华华”的形成属于无性繁殖，B错误；微型注射针将供体细胞的细胞核吸出可能会破坏细胞核，而透明带下注射法是直接将供体细胞注入去核卵母细胞透明带内，对供体细胞核和卵母细胞的损伤更小，C正确；“中中”和“华华”是由透明带下注射法形成的，核DNA均来自供体细胞，但质DNA来自去核卵母细胞和供体细胞，D错误。
2．(2021·辽宁卷)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，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
B　解析：后代丁的细胞核的遗传物质来自甲，细胞质的遗传物质来自乙，则丁的遗传性状由甲和乙的遗传物质共同决定，A错误；动物细胞培养中需要提供95%空气(保证细胞的有氧呼吸)和5%CO2(维持培养液的pH)的混合气体，B正确；过程②常使用显微操作去核法对卵母细胞进行处理，C错误；过程③将激活后的重组细胞培养至囊胚或桑葚胚后移植，D错误。

【命题动态】针对人们生产或生活的某一需求，考查动物细胞的培养条件及过程，考查单克隆抗体的制备及应用，考查体细胞核移植及克隆动物。难度中档，呈现形式为选择题或非选择题。

1．(2022·湖北卷)某兴趣小组开展小鼠原代神经元培养的研究，结果发现其培养的原代神经元生长缓慢，其原因不可能的是(　　)
A．实验材料取自小鼠胚胎的脑组织
B．为了防止污染将培养瓶瓶口密封
C．血清经过高温处理后加入培养基
D．所使用的培养基呈弱酸性
A　解析：小鼠胚胎脑组织中含有丰富的原代神经元，细胞增殖能力强，不会生长缓慢，A符合题意；培养瓶瓶口密封会使培养液中缺氧，影响细胞有氧呼吸，造成供能不足，可能使细胞生长缓慢，B不符合题意；血清经过高温处理后，其中活性成分变性，失去原有功能，细胞生存环境严重恶化，可能使细胞生长缓慢，C不符合题意；小鼠内环境为弱碱性，所使用的培养基呈弱酸性，使细胞生存环境恶劣，可能造成细胞生长缓慢，D不符合题意。
2．(2022·山东卷)如图所示，将由2种不同的抗原分别制备的单克隆抗体分子，在体外解偶联后重新偶联可制备双特异性抗体，简称双抗。下列说法错误的是(　　)

A．双抗可同时与2种抗原结合
B．利用双抗可以将蛋白类药物运送至靶细胞
C．筛选双抗时需使用制备单克隆抗体时所使用的2种抗原
D．同时注射2种抗原可刺激B细胞分化为产双抗的浆细胞
D　解析：根据抗原和抗体能够发生特异性结合的特性推测，双抗的两个抗原区可分别结合1种抗原，即双抗可同时与2种抗原结合，A正确；利用双抗可以将蛋白类药物运送至靶细胞，从而使药物发挥相应的作用，B正确；在2种不同的抗原刺激下，B细胞增殖、分化产生不同的浆细胞，分泌形成2种单克隆抗体，进而可制备双抗，因此，筛选双抗时需使用制备单克隆抗体时所使用的2种抗原来进行抗原—抗体检测，从而实现对双抗的筛选，C正确；1种浆细胞只能产生1种抗体，同时注射2种抗原可刺激B细胞分化形成2种浆细胞，而不是分化成产双抗的浆细胞，D错误。

1．(生命科学史情境)抗PD-L1单克隆抗体能与癌细胞膜表面的PD-L1特异性结合，因而具有治疗某些癌症的作用。下图是制备抗PD-L1单克隆抗体的示意图，下列叙述错误的是(　　)

A．提取的B淋巴细胞有多种，是因为一种病原体可以诱导产生多种B淋巴细胞
B．多孔玻璃板中的细胞为B淋巴细胞和鼠瘤细胞的融合细胞
C．图中细胞集落a～d既能大量繁殖，又能产生抗体
D．图中细胞集落a可用于扩大化培养生产抗PD-L1单克隆抗体
B　解析：一种病原体上一般会有多个抗原位点，机体进行体液免疫时会产生多种B淋巴细胞，A正确；多孔玻璃板中的细胞有三种融合细胞，即B淋巴细胞和鼠瘤细胞的融合细胞、B淋巴细胞和B淋巴细胞的融合细胞，鼠瘤细胞和鼠瘤细胞的融合细胞，B错误；图中a～d是经过筛选的杂交瘤细胞，所以既能大量繁殖，又能产生抗体，C正确；图中细胞集落a与PD-L1抗原反应呈阳性，说明能够产生特异性抗体，可以用于扩大化培养生产抗PD-L1单克隆抗体，D正确。
2．(生命科学史情境)我国科学家利用基因编辑技术获得一只彻底敲除BMAL1基因(控制生物节律的核心基因之一)的猕猴甲，发现其出现睡眠紊乱的症状。将该猕猴的体细胞核植入去核的卵母细胞中得到重组细胞，然后培育重组细胞得到了五只具有睡眠紊乱症状的克隆猴。相关叙述错误的是(　　)
A．五只具有睡眠紊乱症状的克隆猴DNA完全相同
B．克隆猴的胚胎发育过程中会发生细胞凋亡
C．重构细胞需要物理或化学方法激活，使其完成细胞分裂和发育过程
D．通过上述技术可批量制备疾病动物模型用于科学研究
A　解析：五只克隆猴由同一个重组细胞发育而来，但细胞发育过程中可能发生基因突变等情况，故五只克隆猴的DNA不完全相同，A错误；在克隆猴的胚胎发育过程中，指间细胞会发生细胞凋亡，B正确；通过核移植获得的重构细胞，需要物理或化学方法激活，使其完成细胞分裂和发育过程，C正确；利用基因编辑技术获得的猕猴甲，因彻底敲除BMAL1基因而出现睡眠紊乱的症状，可用于研究BMAL1基因的功能及睡眠的调节，故通过上述技术可批量制备疾病动物模型用于科学研究，D正确。
课时质量评价(三十八)
(建议用时：40分钟)
一、选择题：每小题给出的四个选项中只有一个符合题目要求。
1．(2023·广东东莞期末)一种杂交瘤细胞只能产一种抗体，抗体由两条相同的重链和两条相同的轻链构成。科学家通过动物细胞融合技术，将两株不同的杂交瘤细胞(A和B)融合形成双杂交瘤细胞AB。双杂交瘤细胞能够悬浮在培养基中生长繁殖，产生的双特异性抗体AB如下图所示。下列相关说法错误的是(　　)

A．将杂交瘤细胞A、B混合并诱导融合后，利用选择培养基无法筛选出双杂交瘤细胞AB
B．双杂交瘤细胞同时识别α、β抗原后，才能产生双特异性抗体
C．对培养到一定密度的双杂交瘤细胞进行传代培养时，无需使用胰蛋白酶处理
D．将杂交瘤细胞注射到小鼠腹腔，腹水能为细胞提供糖类、氨基酸、无机盐、维生素等营养条件
B　解析：单克隆抗体制备过程中，杂交瘤细胞需要进行两次筛选，第一次利用选择培养基筛选出能在特定培养基上生长且能无限增殖的杂交瘤细胞，第二次筛选可用抗原—抗体杂交的方法筛选出产生特异性抗体的杂交瘤细胞，双杂交瘤细胞本身就是由两个杂交瘤细胞融合而成，无需使用选择培养基筛选，A正确；杂交瘤细胞是由已免疫的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合产生的，无需接触抗原就能产生抗体，B错误；杂交瘤细胞是悬浮培养的细胞，细胞之间并未接触，若要传代培养，细胞培养液直接离心，去除上清液培养基，加入新鲜培养基即可，C正确；将杂交瘤细胞注射到小鼠腹水中培养，腹水作为天然培养基，为细胞提供各种生长条件，D正确。
2．如下图所示，核苷酸合成有两条途径，物质A可以阻断其中的全合成途径。正常细胞内含有补救合成途径所必需的转化酶和激酶，制备单克隆抗体时选用的骨髓瘤细胞中缺乏转化酶。现用加入H、A、T三种物质的“HAT培养基”来筛选特定的杂交瘤细胞。下列相关叙述正确的是(　　)

A．B淋巴细胞及其自身融合细胞因含有转化酶可在HAT培养基上大量增殖
B．杂交瘤细胞因为可以进行上述两个途径所以能在HAT培养基上大量增殖
C．HAT培养基上筛选出的杂交瘤细胞都能分泌针对同一种抗原的抗体
D．利用杂交瘤细胞制备的单抗可作为特异性探针研究相应抗原蛋白的结构
D　解析：B淋巴细胞及其自身融合细胞因均属于成熟细胞，不能增殖，A错误；杂交瘤细胞因为可以进行补救合成途径，所以能够在HAT培养基上大量增殖，B错误；HAT培养基上筛选出的杂交瘤细胞能大量增殖，也能产生抗体，但不一定产生针对同一种抗原的抗体，C错误；单克隆抗体的作用之一是采用抗原—抗体杂交技术，利用抗体作为特异性探针，研究相应的抗原蛋白的结构，D正确。
3．(2023·湖北武汉模拟)核移植后，从克隆胚胎中分离、培育而成的干细胞称为核移植胚胎干细胞(NTESC)，这种细胞对于胚胎嵌合研究和细胞治疗研究均具有重要的意义。有关说法正确的是(　　)
A．重组细胞进行体外培养时，气体环境中CO2的主要作用是促进呼吸作用
B．NTESC在饲养层细胞上或在添加抑制因子的溶液中，能够迅速增殖分化
C．将小鼠NTESC注入猪囊胚时须注入滋养层处才能获得猪—鼠嵌合胚胎
D．NTESC分化成的组织器官，移植给供核个体，发生免疫排斥可能性小
D　解析：重组细胞进行体外培养时，气体环境中CO2的主要作用是维持培养液的pH，A错误；NTESC细胞在饲养层细胞上或在添加抑制因子的培养基中，能够使细胞维持不分化的状态，在此过程中，饲养层提供干细胞增殖所需的营养物质，B错误；滋养层细胞将来发育成胎膜、胎盘，内细胞团将来发育为胚胎的各种组织、器官，故应将小鼠NTESC注入猪囊胚的内细胞团处才能获得猪—鼠嵌合胚胎，C错误；由于NTESC分化成的组织器官中细胞核内的遗传物质与核供体相同，故获得的组织器官移植给供核个体，发生免疫排斥可能性小，D正确。
4．青蒿素主要用于恶性疟疾的症状控制以及耐氯喹虫株的治疗。为了快速检测青蒿素，科研人员利用细胞工程技术制备了抗青蒿素的单克隆抗体，其基本操作过程如图。以下相关叙述错误的是(　　)

A．过程②体现了细胞膜的流动性，过程⑤若在体内进行则操作更简单
B．过程③常使用选择培养基，过程④常使用抗原—抗体杂交技术
C．若细胞乙均由细胞两两融合而成，则细胞乙、丙、丁的染色体组数一定相同
D．骨髓瘤细胞通常是从小鼠脾脏中提取的，其表面糖蛋白减少，培养时失去接触抑制
D　解析：过程②为将具有免疫能力的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合，体现了细胞膜的流动性，过程⑤若在体内进行则操作更简单，A正确；过程③是筛选杂交瘤细胞，常使用选择培养基，过程④用抗体检测和克隆培养得到能产生特定抗体的杂交瘤细胞，常使用抗原—抗体杂交技术，B正确；若细胞乙均由细胞两两融合而成，则细胞乙、丙、丁的染色体组数一定相同，C正确；骨髓瘤细胞是从小鼠的骨髓中提取的，脾脏中无骨髓瘤细胞，D错误。
5．(2022·山东日照三模)2021年6月，我国首个原创性抗体偶联药物(ADC)获批上市。该药采用人源化抗HER2抗体，通过可切割的接头与高效毒性分子MMAE偶联。ADC被肿瘤细胞内吞后，载荷MMAE被释放到细胞质中后，可抑制细胞中微管蛋白聚合，进而影响纺锤体的形成。下列叙述错误的是(　　)
A．传统鼠源性单抗可能会引起人体产生相应抗体进而影响ADC的效果
B．ADC中接头稳定性偏低会导致药物分子脱落而对正常细胞造成损伤
C．连接抗体和MMAE的接头可能在肿瘤细胞溶酶体中被蛋白酶破坏
D．MMAE可能抑制肿瘤细胞内着丝粒分裂从而使其停滞在分裂中期
D　解析：传统鼠源性单抗对人体来说是抗原，可能会引起人体产生相应抗体，引起严重的不良反应，进而影响ADC的效果，而人源化单抗能够避免单抗分子被免疫系统当作异源蛋白而被快速清除，提高单抗药物的药效，A正确；抗体偶联药物(ADC)是采用人源化抗HER2抗体，通过可切割的接头与高效毒性分子MMAE偶联，因此ADC中接头稳定性偏低会导致药物分子脱落而对正常细胞造成损伤，造成“脱靶毒性”，B正确；抗体的化学本质是蛋白质，连接抗体和MMAE的接头是蛋白质，因此可能在肿瘤细胞溶酶体中被蛋白酶破坏，C正确；据题意可知，ADC被肿瘤细胞内吞后，可抑制细胞中微管蛋白聚合，进而影响纺锤体的形成，进而影响纺锤丝牵拉染色体移向两极，不影响着丝粒的分裂，D错误。
6．阿霉素是一种抗肿瘤抗生素，可抑制RNA和DNA的合成。阿霉素没有特异性，在杀伤肿瘤细胞的同时还会对机体其他细胞造成伤害。科研人员将阿霉素与能特异性识别肿瘤抗原的单克隆抗体结合制成抗体—药物偶联物(ADC)，ADC通常由抗体、接头和药物三部分组成，作用机制如下图所示。下列有关叙述错误的是(　　)

A．阿霉素对肿瘤细胞和已经分化的组织细胞都有杀伤作用
B．将肿瘤抗原反复注射到小鼠体内，从小鼠的血清中分离出的抗体为单克隆抗体
C．ADC的制成实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤
D．利用同位素标记的单克隆抗体在特定组织中的成像技术，可定位诊断肿瘤
B　解析：由题干信息可知，阿霉素没有特异性，在杀伤肿瘤细胞的同时还会对机体其他细胞造成伤害，所以阿霉素对肿瘤细胞和已经分化的组织细胞都有杀伤作用，A正确；将肿瘤抗原反复注射到小鼠体内，从小鼠的血清中分离出的抗体为血清抗体，单克隆抗体由杂交瘤细胞分泌，特异性强，B错误；阿霉素与能特异性识别肿瘤抗原的单克隆抗体结合制成抗体—药物偶联物(ADC)，所以ADC的制成实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤，C正确；单克隆抗体特异性强，利用同位素标记的单克隆抗体在特定组织中的成像技术，可定位诊断肿瘤，D正确。
7．哺乳动物的单倍体胚胎干细胞(haESCs)是指只含有一套染色体(性染色体只含X染色体)、拥有类似于正常胚胎干细胞特性的细胞类群，可分为孤雌单倍体胚胎干细胞和孤雄单倍体胚胎干细胞两种类型，在研究隐性基因突变、表观遗传修饰和配子发育中具有独特的优势。下列说法错误的是(　　)
A．在体外培养条件下，haESCs可以只增殖而不发生细胞分化
B．推测仅携带Y染色体的早期单倍体胚胎可能难以发育到囊胚阶段
C．haESCs与成体干细胞类似，可诱导分化成各种功能的细胞、组织和器官
D．haESCs中通常不含等位基因，为获取遗传操作的动物模型提供了新思路
C　解析：单倍体胚胎干细胞是拥有类似于正常胚胎干细胞特性的细胞类群，在体外培养条件下，单倍体胚胎干细胞同样具有胚胎干细胞的特点，也可只增殖而不发生细胞分化，A正确；由单倍体胚胎干细胞性染色体只含X染色体推测，仅携带Y染色体的早期单倍体胚胎可能难以发育到囊胚阶段，B正确；单倍体胚胎干细胞类似于正常胚胎干细胞，具有发育的全能性，可诱导分化成各种功能的细胞、组织和器官，而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，C错误；单倍体胚胎干细胞中不含等位基因，动物细胞核具有全能性，需要核移植技术才能培育成单倍体动物，为获取遗传操作的动物模型提供了新思路，D正确。
8．生物活性绷带能够加速人的伤口愈合，其制作过程是：从患者身上采集一些细胞样本，让其在特殊的膜片上增殖，5至7天后，将这种特殊膜片敷在患者的伤口上，膜片会将其中细胞逐渐“释放”到伤口。下列相关叙述正确的是(　　)
A．在生物活性绷带上增殖的细胞不会产生接触抑制
B．特殊膜片上含有细胞分裂素等调节生命活动的物质
C．膜片释放到伤口的细胞一般不会引起机体发生免疫排斥
D．生物活性绷带可以源源不断地为伤口提供新的细胞
C　解析：在生物活性绷带上增殖的细胞，进行有丝分裂，数量不断增多，当贴壁生长的细胞相互接触时，细胞就会停止分裂增殖，出现细胞的接触抑制，A错误；细胞分裂素是植物激素，不会调节动物细胞生命活动，B错误；自身的细胞增殖后再回到自身，不会引起机体的免疫排斥反应，C正确；生物活性绷带只能逐渐为伤口提供细胞，而不是源源不断地为伤口提供新的细胞，D错误。
9．NRP-1是人体血管内皮生长因子的受体，在肿瘤新生血管形成与肿瘤细胞迁移、黏附、侵袭等方面起重要调控作用。为探究NRP-1MAb(NRP-1的单克隆抗体)对乳腺癌的治疗作用，研究人员以兔子为实验材料进行相关实验，得到以下数据如图所示。下列叙述错误的是(　　)

A．据图推测，NRP-1MAb能够有效降低肿瘤的体积，中、高剂量抗体的降低效果比低剂量的效果更显著
B．NRP-1MAb的制备过程中利用灭活的病毒诱导两细胞融合，其原理是利用了病毒表面的糖蛋白和相关酶与细胞膜表面的糖蛋白发生作用
C．将NRP-1反复给兔子注射，提取已免疫的B细胞与骨髓瘤细胞融合，再经选择性培养基筛选获得的杂交瘤细胞都能产生NRP-1MAb
D．治疗机理可能为NRP-1MAb与NRP-1特异性结合，阻止了NRP-1与血管内皮生长因子的结合，从而抑制了肿瘤血管的生成和肿瘤细胞的分散转移
C　解析：由曲线图可知，NRP-1MAb能够有效降低肿瘤的体积，中、高剂量抗体的降低效果比低剂量的效果更显著，A正确；灭活病毒诱导细胞融合的原理是病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能够与细胞膜上的糖蛋白发生作用，使细胞互相凝集，细胞膜上的蛋白质分子和脂质分子重新排布，细胞膜打开，细胞发生融合，B正确；经过选择培养基筛选的杂交瘤细胞并不能产生单一的抗体，还需要进行克隆化培养和抗体阳性检测，最终筛选到只能产生NRP-1MAb的杂交瘤细胞，C错误；根据题干信息“NRP-1是人体血管内皮生长因子的受体，在肿瘤新生血管形成与肿瘤细胞迁移、黏附、侵袭等方面起重要调控作用”，由此可推测，NRP-1MAb可能与NRP-1特异性结合，阻止了NRP-1与血管内皮生长因子的结合，从而抑制了肿瘤血管的生成和肿瘤细胞的分散转移，D正确。
10．DNA甲基化指生物体在DNA甲基转移酶的作用下，将甲基基团加到DNA模板链的胞嘧啶上的过程，多数情况下可抑制基因的表达。我国科学家首次成功培育出体细胞克隆猴“中中”和“华华”，体细胞克隆技术的难点在于将体细胞的细胞核转移到去核的卵细胞后，由于DNA甲基化修饰，某些生长因子基因无法正常表达，从而使重组细胞无法正常发育。下列相关叙述错误的是(　　)
A．克隆猴体细胞的细胞核中的染色体数目与受精卵的细胞核中的相同
B．与DNA未甲基化相比，DNA甲基化后，基因表达情况可不同，导致性状有所差异
C．DNA甲基化使某些生长因子基因无法正常表达的根本原因是基因突变
D．克隆猴的诞生说明已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性
C　解析：克隆猴体细胞的细胞核中的染色体数目与受精卵的细胞核中的相同，A正确；与DNA未甲基化相比，DNA甲基化后基因表达情况可不同，导致性状有所差异，B正确；DNA甲基化是指生物体在DNA甲基转移酶的作用下，将甲基基团加到DNA模板链的胞嘧啶上的过程，此过程中DNA的碱基序列并未发生改变，因此不会导致基因突变，C错误；克隆猴的诞生说明已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性，D正确。
二、非选择题
11．胚胎干细胞必须从胚胎中获取，但这涉及伦理问题，因而限制了它在医学上的应用。科学家通过体外诱导成纤维细胞，获得了类似于胚胎干细胞的一种细胞，称为诱导多能干细胞(简称iPS细胞)。因为诱导过程无须破坏胚胎，而且iPS细胞可来源于病人自身的体细胞，因此iPS细胞的应用前景优于胚胎干细胞。下图为iPS细胞的获得及用其培育不同种细胞的示意图(c-Myc、Klf4、So2和Oct-3/4等基因与细胞的脱分化有关)。回答下列问题。

(1)在对成纤维细胞进行培养时，常用胰蛋白酶处理使之分散成单个细胞，这说明细胞间的物质为________。________(填“能”或“不能”)用胃蛋白酶处理成纤维细胞，原因是____________________________________________________
___________________________________________________________________。
(2)在培养iPS细胞的过程中，培养基中应含有细胞所需的各种营养物质，并定期更换培养液。定期更换培养液的目的是________________________________
___________________________________________________________________。
(3)过程③④为iPS细胞提供的条件不同，分化得到的细胞不同，可知细胞分化是______________的结果。若iPS细胞来源于病人自身体细胞的诱导，再将其分化出的细胞移入患者体内的优势是___________________________________。
(4)如果诱导iPS细胞定向分化为原始生殖细胞，该技术可能的应用是___________________________________________________________________。
解析：(1)在对成纤维细胞进行培养时，常用胰蛋白酶处理使之分散成单个细胞，用胰蛋白酶分散细胞，说明细胞间的物质主要是蛋白质。胃蛋白酶作用的适宜pH约为2，当pH大于6时，胃蛋白酶就会失去活性。胰蛋白酶作用的适宜环境pH为7.2～8.4。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，而胰蛋白酶在此环境中活性较高，因此胰蛋白酶适用于细胞培养。(2)在培养iPS细胞的过程中，培养基中应含有细胞所需的各种营养物质，并定期更换培养液。定期更换培养液的目的是清除代谢废物，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害。(3)细胞分化是基因选择性表达的结果。若iPS细胞来源于病人自身体细胞的诱导，再将其分化出的细胞移入患者体内，与自身体细胞组织相容性抗原相同，故可以避免发生免疫排斥。(4)如果诱导iPS细胞定向分化为原始生殖细胞，可以用该技术解决不育问题。
答案：(1)蛋白质　不能　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失活变性　(2)清除代谢废物，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害　(3)基因的选择性表达　避免了免疫排斥问题　(4)解决不育问题
12．小鼠体细胞中有20对同源染色体，是生物实验和科学研究中最常用的一种小型哺乳动物。回答下列问题。
(1)培养小鼠细胞时，从体内取出组织块，剪碎，用胰蛋白酶处理，使其分散成单个细胞，制成细胞悬液，放入培养瓶内进行________(填“传代”或“原代”)培养，该培养需要的条件有______________________________________________
____________________________________________________________(答3点)。
(2)若用小鼠来制备抗新冠病毒的单克隆抗体，制作过程中需向小鼠注入的抗原是____________________，一段时间后，提取B细胞和小鼠骨髓瘤细胞进行融合，通过选择性培养筛选得到杂交瘤细胞，进行________培养和抗体检测，获得能无限增殖又能产生所需抗体的杂交瘤细胞，该细胞分裂中期有核DNA分子________个，通过体外或体内培养该细胞，从中提取抗新冠病毒的单克隆抗体。
(3)为探究血清对动物细胞培养的影响，实验的设计思路为_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
解析：(1)原代培养是指动物组织经处理后的初次培养，培养小鼠细胞时，从体内取出组织块，剪碎，用胰蛋白酶处理，使其分散成单个细胞，制成细胞悬液，放入培养瓶内进行原代培养，该培养需要的条件有无毒、无菌的环境，适宜温度和pH、气体环境，适宜的营养物质。(2)若用小鼠来制备抗新冠病毒的单克隆抗体，制作过程中需向小鼠注入的抗原是新冠病毒，一段时间后，提取B淋巴细胞和小鼠骨髓瘤细胞进行融合，通过选择性培养筛选得到杂交瘤细胞，进行克隆化培养和抗体检测，获得能无限增殖又能产生所需抗体的杂交瘤细胞。杂交瘤细胞是小鼠的B淋巴细胞和小鼠骨髓瘤细胞融合后形成的，共有染色体80条，且该细胞通过有丝分裂增加细胞数目，故分裂中期有核DNA分子160个，通过体外或体内培养该细胞，从中提取抗新冠病毒的单克隆抗体。(3)探究血清对动物细胞培养的影响时，实验的变量是有无血清，故实验的设计思路为将配制好的基本培养基均分成甲、乙两组，乙组加入适量的血清，甲组加入等量的生理盐水，然后将等量的动物细胞分别放入甲、乙两组培养基中，在相同且适宜的条件下培养，观察细胞的生长发育状况。
答案：(1)原代　无毒、无菌的环境(无菌操作)，适宜温度和pH、气体环境，适宜的营养物质　(2)新冠病毒(或灭活的新冠病毒)　克隆化　160　(3)将配制好的基本培养基均分成甲、乙两组，乙组加入适量的血清，甲组加入等量的生理盐水，然后将等量的动物细胞分别放入甲、乙两组培养基中，在相同适宜的条件下培养，观察细胞的生长发育状况