备战2025年高考生物精品教案第十一章生物技术与工程课时4动物细胞工程（Word版附解析）

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考点1 动物细胞培养和干细胞的应用
学生用书P333
1.动物细胞培养
（1）动物细胞培养的原理、条件和过程
辨析 细胞贴壁和接触抑制
（1）细胞贴壁是指体外培养的细胞贴附在培养瓶的瓶壁上生长的现象；接触抑制是指当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞通常会停止分裂增殖的现象。
（2）细胞贴壁生长对培养瓶的要求：培养瓶或培养皿的内表面光滑、无毒、易于贴附。
（3）应对接触抑制现象的方法是将贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶等处理，然后分瓶继续培养，让细胞继续增殖。
（2）动物细胞培养和植物组织培养
2.干细胞的类型及其应用
（1）干细胞的类型
（2）干细胞的应用
基础自测
1.动物细胞培养选用的培养材料大多为动物的受精卵。（ × ）
2.多数动物细胞培养过程中，其培养液所需的适宜pH为6.8～7.0。（ × ）
3.幼龄动物的细胞比老龄动物的细胞更容易进行动物细胞培养。（ √ ）
4.动物细胞培养技术的原理是动物细胞的全能性。（ × ）
5.培养动物细胞的第一代（即第一次细胞增殖）被称为原代培养。（ × ）
6.肝细胞培养过程中通常在培养液中通入5％的CO2刺激细胞呼吸。（ × ）
7.在一定条件下，胚胎干细胞能分化成成年动物体内任何一种类型的细胞。（ √ ）
8.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。（ √ ）
情境应用
自身皮肤移植是治疗创伤、烧伤及其他因素所致皮肤缺损的常用方法。这种治疗方式，需要先取患者自身细胞，经体外培养获得自体健康皮肤，再移植到创面上。培养自身细胞时，需要进行原代培养和传代培养，进行传代培养的原因是什么？
提示 贴壁细胞在生长增殖时会发生接触抑制现象，因此需要进行传代培养。
深度思考
1.在动物细胞培养过程中，合成培养基中加入血清的原因是什么？用胰蛋白酶处理组织块使其分散成单个细胞的目的是什么？
提示 加入血清的原因是血清中含有多种未知的促细胞生长因子以及其他活性物质，可以补充合成培养基中缺乏的物质。用胰蛋白酶处理组织块使其分散成单个细胞，可以使细胞与培养液充分接触，保证细胞所需的营养供应，以及细胞内代谢物及时排出。
2.传代培养时为什么不选用胃蛋白酶分散细胞？
提示 多数动物细胞培养的适宜pH为7.2～7.4，此环境下胃蛋白酶失去活性。
3.为什么说iPS细胞的应用前景要优于ES细胞？
提示 ES细胞必须从胚胎中获取，涉及伦理问题，限制了其在医学上的应用。iPS细胞的诱导过程无须破坏胚胎，而且iPS细胞可以来自病人自身的体细胞，将它移植回病人体内后，理论上可以避免免疫排斥反应。
4.科学家已尝试采用多种方法来制备iPS细胞，尝试说出几种获取iPS细胞的方法。
提示 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。
学生用书P335
命题点1 动物细胞培养的应用
1.[2022湖北]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，其原因不可能是（ A ）
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
解析 小鼠胚胎的脑组织中含有丰富的神经元，这些神经元增殖能力强，在体外培养的条件下一般不会生长缓慢，A符合题意；将培养瓶瓶口密封会使培养液中缺氧，影响细胞进行有氧呼吸，从而造成供能不足，可能会使原代神经元生长缓慢甚至死亡，B不符合题意；血清经过高温处理后，其活性成分会因变性而失去原有功能，因此，将血清经过高温处理后加入培养基，可能会使原代神经元生长缓慢，C不符合题意；小鼠内环境呈弱碱性，若使用呈弱酸性的培养基培养小鼠原代神经元，可能会导致原代神经元生长缓慢，D不符合题意。
2.[2021浙江1月改编]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（ C ）
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培养过程中遗传物质不会发生改变
解析 为避免杂菌污染，步骤①的切取组织操作需要在无菌、无毒的环境条件下进行，A错误。步骤②需要用胰蛋白酶处理，使细胞分离，B错误。步骤③到④的分瓶操作前常用胰蛋白酶处理贴壁细胞，使细胞分离，以便分瓶进行传代培养，C正确。步骤④为传代培养过程，该过程中部分细胞的遗传物质会发生改变，D错误。
命题点2 干细胞的培养和应用分析
3.[2023海南]某团队通过多代细胞培养，将小鼠胚胎干细胞的Y染色体去除，获得XO胚胎干细胞，再经过一系列处理，使之转变为有功能的卵母细胞。下列有关叙述错误的是（ A ）
A.营养供应充足时，传代培养的胚胎干细胞不会发生接触抑制
B.获得XO胚胎干细胞的过程发生了染色体数目变异
C.XO胚胎干细胞转变为有功能的卵母细胞的过程发生了细胞分化
D.若某濒危哺乳动物仅存雄性个体，可用该法获得有功能的卵母细胞用于繁育
解析 营养供应充足时，传代培养的胚胎干细胞分裂生长到一定程度时会发生接触抑制，A错误；据题干“将小鼠胚胎干细胞……XO胚胎干细胞”可知，获得XO胚胎干细胞的过程发生了染色体数目变异，B正确；依据细胞分化的概念可知，XO胚胎干细胞转变为有功能的卵母细胞的过程发生了细胞分化，C正确；若某濒危哺乳动物仅存雄性个体，可以通过一系列处理获得有功能的卵母细胞，用于繁育，D正确。
4.[2024大庆质检]诱导多能干细胞（iPS细胞）在许多方面类似于胚胎干细胞（ES细胞），科学家直接将特定蛋白导入成年体细胞诱导出iPS细胞，如图所示。下列说法正确的是（ B ）
A.人工诱导细胞核重编程过程中细胞中的遗传物质会发生改变
B.iPS细胞分化产生多种细胞的实质是基因的选择性表达
C.人体的骨髓造血干细胞属于iPS细胞的一种
D.表皮细胞衰老时，其细胞核体积变小，呼吸速率减慢
解析 人工诱导细胞核重编程过程导致细胞分化，形成iPS细胞，细胞分化是基因选择性表达的结果，细胞中的遗传物质没有发生改变，因此，人工诱导细胞核重编程过程中细胞中的遗传物质不会发生改变，A错误；细胞分化是基因选择性表达的结果，iPS细胞分化产生多种细胞的实质是基因的选择性表达，B正确；人体的骨髓造血干细胞不是全能干细胞，其分裂和分化只能形成血细胞、淋巴细胞等，而iPS细胞类似于胚胎干细胞，可以分化出各种细胞，故人体的骨髓造血干细胞不属于iPS细胞的一种，C错误；表皮细胞衰老时，其细胞核体积变大，D错误。
考点2 动物细胞融合技术和单克隆抗体
学生用书P336
1.动物细胞融合技术
（1）动物细胞融合
（2）辨析动物细胞融合和植物体细胞杂交
2.单克隆抗体及其应用
基础自测
1.动物细胞融合过程中既有细胞膜融合也有核的融合。（ √ ）
2.动物细胞融合的结果是形成单核的杂种细胞，植物体细胞杂交的结果是得到杂种植株。（ √ ）
3.用特定的抗原对小鼠进行免疫后，从小鼠脾脏中只能得到一种B淋巴细胞。（ × ）
4.单克隆抗体是单个B淋巴细胞增殖并产生的抗体。（ × ）
5.单克隆抗体制备过程中的两次筛选目的相同。（ × ）
6.杂交瘤细胞进行体内培养，是为了获得能产生单克隆抗体的胚胎。（ × ）
深度思考
1.为什么诱导动物细胞融合时要用灭活的病毒，而不用活病毒？诱导细胞融合的原理是什么？
提示 活病毒可能会感染细胞，而灭活的病毒不会感染细胞。诱导细胞融合的原理是病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能够与细胞膜上的糖蛋白发生作用，使细胞互相凝聚，细胞膜上的蛋白质分子和脂质分子重新排布，细胞膜打开，细胞发生融合。
2.ADC在临床应用上的作用机理是什么？
提示 其作用机理是通过单克隆抗体的靶向作用特异性地识别并结合肿瘤细胞表面的抗原，然后利用细胞本身具备的内吞作用使化学药物进入肿瘤细胞内发挥作用，从而达到杀死肿瘤细胞的目的。
学生用书P337
命题点1 动物细胞融合的过程分析
1.细胞融合技术是研究细胞遗传、细胞免疫等的重要手段，如图A、B表示两种动物细胞。下列有关说法错误的是（ D ）
A.图示过程与植物原生质体融合的基本原理相同
B.仙台病毒需要用紫外线等灭活使其失去感染能力
C.图中C细胞进行的细胞分裂方式为有丝分裂
D.将A、B细胞等量混合诱导得到的融合细胞即为杂交细胞
解析 图示过程为动物细胞的融合，该过程与植物原生质体融合的基本原理相同，都依赖于细胞膜的流动性，A正确；用来诱导动物细胞融合的病毒，需要用紫外线等灭活使其失去感染能力，B正确；图中C细胞进行的细胞分裂方式为有丝分裂，C正确；将A、B细胞等量混合诱导得到的融合细胞可能有三种类型：AA型、BB型、AB型（杂交细胞），D错误。
2.[2022江苏，多选]如图表示利用细胞融合技术进行基因定位的过程，在人—鼠杂种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。下列相关叙述正确的有（ ACD ）
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
解析 加入灭活仙台病毒的作用是促进细胞融合，A正确。细胞Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均是在选择培养基上进行筛选过的细胞，所以均是人—鼠杂交细胞，B错误。由题意可知，只有Ⅱ具有芳烃羟化酶活性，分析题图可知，相关基因位于2号染色体上；Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均有乳酸脱氢酶活性，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均含有11号染色体，故乳酸脱氢酶基因位于11号染色体上，C正确。只有Ⅲ具有胸苷激酶活性，Ⅲ含有17号染色体，而Ⅰ、Ⅱ不含有17号染色体，故相关基因位于17号染色体上；Ⅰ、Ⅲ都有X染色体和11号染色体，都有磷酸甘油酸激酶活性，而Ⅱ不具有磷酸甘油酸激酶活性，故磷酸甘油酸激酶基因位于X染色体上，D正确。
命题点2 单克隆抗体的制备和应用分析
3.[2023北京]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（ D ）
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
解析 在单克隆抗体制备过程中需要用到动物细胞培养技术，还需要制备用PTH 免疫的小鼠，A、B正确；若要筛选能产生特异性抗体的杂交瘤细胞，需要利用抗原—抗体结合的原理进行筛选，C正确；一般来说，单个杂交瘤细胞只能分泌一种抗体，D错误。
4.[2023湖北节选，11分]某病毒对动物养殖业危害十分严重。我国学者拟以该病毒外壳蛋白A为抗原来制备单克隆抗体，以期快速检测该病毒，其主要技术路线如图所示。
回答下列问题：
（1）添加脂溶性物质PEG可促进细胞融合，该过程中PEG对细胞膜的作用是 改变细胞膜结构（使两个细胞接触处质膜的脂类分子发生疏散和重组） 。
（2）在杂交瘤细胞筛选过程中，常使用特定的选择培养基（如HAT培养基），该培养基对 未融合的（亲本）细胞 和 融合的具有同种核的细胞 生长具有抑制作用。
（3）单克隆抗体筛选中，将抗体与该病毒外壳蛋白进行杂交，其目的是 筛选能分泌与该病毒外壳蛋白A特异性结合的抗体的杂交瘤细胞 。
解析 （1）聚乙二醇（PEG）分子能改变膜结构，使两个细胞接触处质膜的脂类分子发生疏散和重组，从而导致质膜相互亲和、融合。（2）淋巴细胞和骨髓瘤细胞混合后，有的细胞未融合，有的细胞已融合；融合细胞中有的是具有同种核的细胞，有的是具有不同种核的细胞（杂交瘤细胞）。使用选择培养基的目的是筛选出能分泌特定抗体的杂交瘤细胞；在该培养基上，未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞的生长受到抑制，只有融合的杂交瘤细胞才能生长。（3）将抗体与该病毒外壳蛋白进行杂交的目的是从杂交瘤细胞中筛选出能分泌特定抗体的杂交瘤细胞。
考点3 动物体细胞核移植技术和克隆动物
学生用书P338
1.动物体细胞核移植技术
（1）[选必3 P52“相关信息”]减数分裂Ⅱ中期（MⅡ期）卵母细胞中的“核”其实是纺锤体—染色体复合物。文中所说的“去核”是去除该复合物。
（2）[选必3 P54“相关信息”]目前动物细胞核移植技术中普遍使用的去核方法是显微操作法。也有人采用梯度离心、紫外线短时间照射和化学物质处理等方法。这些方法是在没有穿透卵母细胞透明带的情况下去核或使其中的DNA变性。
2.应用前景及存在的问题
基础自测
1.动物细胞核移植的受体细胞必须是卵母细胞。（ × ）
2.经体细胞核移植培育出的新个体只有一个亲本的遗传性状。（ × ）
3.克隆动物的产生体现了动物体细胞的细胞核具有全能性。（ √ ）
4.重构胚的激活可用Ca2＋载体、蛋白酶合成抑制剂等方法。（ √ ）
5.克隆特定疾病模型的动物可用于疾病的研究和药物开发。（ √ ）
6.动物体细胞核移植技术中普遍使用的去核方法是显微操作法。（ √ ）
7.克隆牛技术涉及体细胞核移植、动物细胞培养、胚胎移植等过程[2022江苏，T4C]。（ √ ）
深度思考
1.动物体细胞核移植过程中为什么选择MⅡ期的卵母细胞作为受体细胞？
提示 ①细胞大，易于操作；②卵黄多，营养丰富，为胚胎发育提供充足的营养；③此时具备受精能力，细胞质中含有促使细胞核表现全能性的物质。
2.通过核移植技术获得的克隆动物为什么与供核动物的性状不完全相同？
提示 ①克隆动物绝大部分DNA来自供核细胞的细胞核，但其细胞质中的DNA主要来自去核的卵母细胞。②性状是基因与环境共同作用的结果，供核动物生活的环境与克隆动物生活的环境不完全相同，其性状也可能和供核动物不完全相同。③克隆动物在个体发育过程中有可能发生基因突变，产生供核动物没有的性状。
学生用书P338
命题点1 动物体细胞核移植的原理和过程分析
1.[2023天津]根据图分析，下列说法正确的是（ D ）
A.子代动物遗传性状和受体动物完全一致
B.过程1需要MⅡ期去核卵母细胞
C.过程2可以大幅改良动物性状
D.过程2为过程3提供了量产方式，过程3为过程1、2提供了改良性状的方式
解析 子代动物的遗传性状与受体动物（只提供子宫）基本无关，A错误。过程1是培育试管动物，该过程需要将获能的精子与培养至MⅡ期的卵母细胞（不去核）进行体外受精，B错误。通过过程2得到克隆动物的过程属于无性生殖，无性生殖不能大幅改良动物性状，C错误。通过过程2可得到大量同种个体，为过程3提供了量产方式；过程3运用了转基因技术，利用转基因技术可以改变动物性状，培育新品种，故过程3为过程1、2提供了改良性状的方式，D正确。
2.[2021辽宁]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（ B ）
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
解析 据图可知，后代丁的遗传物质来自甲牛和乙牛，丙牛只提供了胚胎发育的场所，并未提供遗传物质，故后代丁的遗传性状由甲和乙的遗传物质共同决定，A错误；进行动物细胞培养时，通常采用培养皿或培养瓶，将其置于含有95％空气和5％CO2的混合气体的培养箱中进行培养，B正确；过程②常使用显微操作去核法对处于MⅡ期的卵母细胞进行处理，C错误；通常情况下，过程③将激活后的重组细胞培养至桑葚胚或囊胚阶段后移植，D错误。
命题变式
[设问拓展型]（1）必须先对卵母细胞进行去核操作，其目的是 使核移植后得到的胚胎或动物的遗传物质绝大部分来自有重要利用价值的动物提供的细胞核 。
（2）哺乳动物的核移植可以分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植，通过胚胎细胞核移植获得克隆动物的难度 小于 （填“大于”或“小于”）体细胞核移植，其原因是 胚胎细胞分化程度相对较低，恢复全能性相对容易 。
（3）核移植过程中用物理或化学方法（如电刺激、乙醇和蛋白酶合成抑制剂等）激活重构胚，其目的是 使其完成细胞分裂和发育进程 。
命题点2 克隆动物的培育和应用分析
3.[2024南京调研]世界上首个体细胞克隆猴“中中”在中国诞生。如图是克隆“中中”的相关示意图。下列叙述错误的是（ C ）
A.动物细胞核的全能性是通过体细胞核移植获得克隆动物成功的基础
B.去核卵子可以为重组细胞全能性的表达提供所需的物质条件
C.代孕猴对早期胚胎不发生免疫排斥，为胚胎收集提供了可能
D.克隆猴比鼠更适合作为人类疾病研究和药物实验的模型动物
解析 通过体细胞核移植技术得到克隆动物的原理是动物细胞核具有全能性，A正确；去核卵子含有丰富的营养物质，可以为重组细胞全能性的表达提供所需的物质条件，B正确；受体对外来胚胎不发生免疫排斥反应，这为胚胎在受体内的存活提供了可能，C错误；猴与人在进化上亲缘关系比鼠与人近，因此，与鼠相比，克隆猴比鼠更适合作为人类疾病研究和药物实验的模型动物，D正确。
4.根据体细胞核移植技术的特点进行推断，体细胞核移植技术可以用来（ D ）
①扩大濒危动物种群数量，有效提高生物多样性
②提高某些良种家畜自然繁殖率 ③解决人体器官移植供体来源短缺的问题 ④为科学研究提供实验动物 ⑤构建转基因克隆动物，作为生物反应器，大规模生产珍贵的医用蛋白
A.①②④⑤B.①②③
C.②③④⑤D.③④⑤
解析 利用体细胞核移植技术，只能增加动物的个体数量，不能提高生物多样性，①错误；核移植技术不能提高良种家畜自然繁殖率，自然繁殖率主要是由生物的基因决定的，②错误。故选D。
1.[2022江苏]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（ B ）
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
解析 培养心肌细胞的器具需要用高压蒸汽灭菌法灭菌，但是部分培养心肌细胞所用试剂（如动物血清）不能用高压蒸汽灭菌法灭菌，A错误；培养心肌细胞的时候既需要氧气（有助于心肌细胞进行有氧呼吸）也需要二氧化碳（有助于维持培养液的pH），B正确；在体外培养条件下，心肌细胞通过有丝分裂进行增殖，但细胞增殖一段时间后会出现接触抑制等现象，因此不会不断增殖，C错误；心肌细胞在神经细胞释放的神经递质的支配下跳动，D错误。
2.[2021山东]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（ D ）
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
解析 由题中信息“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”可知，由同一抗原刺激机体可以产生多抗，说明多抗与一个抗原的多个不同的抗原决定簇有关，抗原纯度对多抗纯度的影响大，单抗理论上与抗原纯度无关，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；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，由同一抗原刺激可产生多种不同的抗体，因此利用该小鼠能制备出多种抗p72的单抗，C错误；p72部分结构改变会导致部分抗原决定簇改变，原单抗会失效，而多抗仍有效，D正确。
3.[2022海南，13分]以我国科学家为主的科研团队将OSNL（即4个基因Oct4/Sx2/Nang/Lin28A的缩写）导入黑羽鸡胚成纤维细胞（CEFs），诱导其重编程为诱导多能干细胞（iPS），再诱导iPS分化为诱导原始生殖细胞（iPGCs），然后将iPGCs注射到孵化2.5天的白羽鸡胚血管中，最终获得具有黑羽鸡遗传特性的后代，实验流程如图。回答下列问题。
（1）CEFs是从孵化9天的黑羽鸡胚中分离获得的，为了获得单细胞悬液，鸡胚组织剪碎后需用 胰蛋白酶、胶原蛋白酶等 处理。动物细胞培养通常需要在合成培养基中添加 血清 等天然成分，以满足细胞对某些细胞因子的需求。
（2）体外获取OSNL的方法有 基因文库法、PCR、人工合成法 （答出1种即可）。若要在CEFs中表达外源基因的蛋白，需构建基因表达载体，载体中除含有目的基因和标记基因外，还须有启动子和 终止子 等。启动子是 RNA聚合酶 识别和结合的部位，有了它才能驱动 目的基因转录出mRNA，最终表达出所需要的蛋白质 。
（3）iPS细胞和iPGCs细胞的形态、结构和功能不同的根本原因是 基因的选择性表达 。
（4）诱导iPS细胞的技术与体细胞核移植技术的主要区别是 诱导iPS细胞的技术是将已分化的细胞诱导为类似胚胎干细胞的一种细胞（iPS），再诱导iPS分化为诱导原始生殖细胞（iPGCs）的技术；体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 。
（5）该实验流程中用到的生物技术有 基因工程、动物细胞培养 （答出2点即可）。
解析 （1）进行动物细胞培养时，动物组织剪碎后需要用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理，以获得单细胞悬液。使用合成培养基培养动物细胞时，通常需要添加血清等天然成分，以满足细胞对某些细胞因子的需求。（2）体外获取目的基因的方法有多种，如基因文库法、PCR、人工合成法等。基因表达载体的组成包括目的基因、标记基因、启动子、终止子等结构，启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位，有了启动子才能驱动目的基因转录出mRNA，最终表达出所需要的蛋白质。（3）iPGCs细胞是由iPS细胞分化而来的，两者的遗传物质相同，两者的形态、结构和功能不同的根本原因是基因的选择性表达。（4）诱导iPS细胞的技术与体细胞核移植技术存在明显的区别，主要表现在诱导iPS细胞的技术是将已分化的细胞诱导为类似胚胎干细胞的一种细胞（iPS），再诱导iPS分化为诱导原始生殖细胞（iPGCs）的技术；而体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。（5）分析题意可知，该实验流程中用到的生物技术有基因工程、动物细胞培养等。
4.[2022辽宁节选，6分]某抗膜蛋白治疗性抗体药物研发过程中，需要表达N蛋白胞外段，制备相应的单克隆抗体，增加其对N蛋白胞外段特异性结合的能力。Ⅱ.N蛋白胞外段单克隆抗体制备，流程如图。
（3）用N蛋白胞外段作为抗原对小鼠进行免疫后，取小鼠脾组织用 胰蛋白酶或胶原蛋白 酶处理，制成细胞悬液，置于含有混合气体的 CO2培养箱 中培养，离心收集小鼠的B淋巴细胞，与骨髓瘤细胞进行融合。
（4）用选择性培养基对融合后的细胞进行筛选，获得杂交瘤细胞，将其接种到96孔板，进行 克隆化 培养。用 抗原—抗体杂交 技术检测每孔中的抗体，筛选既能产生N蛋白胞外段抗体，又能大量增殖的单克隆杂交瘤细胞株，经体外扩大培养，收集 细胞培养液 ，提取单克隆抗体。
（5）利用N蛋白胞外段抗体与药物结合，形成 抗体—药物偶联物（ADC） ，实现特异性治疗。
解析 （3）用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理小鼠脾组织，可使组织分散成单个细胞，制成细胞悬液，可将细胞悬液置于含有95％空气和5％CO2的混合气体的CO2培养箱中进行培养。（4）使用选择性培养基筛选出杂交瘤细胞后，将其接种到96孔板，进行克隆化培养。用抗原—抗体杂交技术检测每孔中的抗体，最终获得既能产生N蛋白胞外段抗体，又能大量增殖的单克隆杂交瘤细胞株，经扩大培养可获得大量的单克隆抗体。扩大培养的方式有两种：体外培养和注射到小鼠腹腔内增殖，前者可以从细胞培养液中获取单克隆抗体，后者可以从小鼠腹水中获取单克隆抗体。（5）利用N蛋白胞外段抗体（可特异性识别N蛋白胞外段）与药物结合，形成抗体—药物偶联物（ADC），可实现特异性治疗。
学生用书·练习帮P525
一、选择题
1.[2023辽宁]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（ D ）
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
解析 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状态悬浮于培养液内，可有效避免接触抑制，A正确；由于细胞的生长是比较复杂的过程，血清中含有一些细胞生存的必要成分，用于培养单克隆细胞的培养基通常需加血清，B正确；病毒借助于细胞进行繁殖，利用了宿主细胞的物质、能量等，当病毒达到一定数量时细胞的生命活动会受到影响，进而影响细胞的增殖，C正确；细胞的正常生命活动需要适宜的pH，培养基的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。
2.[2024牡丹江一模]实验小鼠皮肤细胞进行贴壁生长培养的基本过程如图所示。下列叙述错误的是（ D ）
A.甲过程需要在无菌条件下进行
B.乙过程需要用机械的方法或用胰蛋白酶等处理皮肤组织
C.丙过程是原代培养，可能出现接触抑制现象
D.丁过程可以直接离心来进行传代培养
解析 甲过程表示取实验小鼠的组织细胞，离体动物细胞培养需要无菌、无毒的环境，因此甲过程需要在无菌条件下进行，A正确；乙过程表示用机械的方法或用胰蛋白酶等处理皮肤组织，使其分散成单个皮肤细胞，B正确；丙过程表示原代培养，会出现接触抑制现象，C正确；丁过程表示传代培养，该过程也需要用胰蛋白酶等处理细胞，使贴壁细胞分散成单个皮肤细胞，再进行离心，D错误。
3.[2023湖南九校联考]使用细胞核移植技术培育“三亲婴儿”过程可选用如下技术路线。下列相关叙述错误的是（ D ）
A.“三亲婴儿”的遗传物质来自捐献者、母亲及提供精子的男子
B.图中的精子在参与受精前需要进行获能处理
C.该项技术的细胞学原理是动物细胞核具有全能性
D.图中捐献者和母亲的卵母细胞取自卵巢或输卵管
解析 由题图分析可知，“三亲婴儿”的遗传物质来自捐献者、母亲及提供精子的男子，A正确；图中的精子参与受精前需经过获能处理才具有受精能力，B正确；题图所示为动物细胞核移植技术，其细胞学原理是动物细胞核具有全能性，C正确；从题图可以看出，重组后的卵母细胞需要在体外培养至MⅡ期，说明卵母细胞不是来自输卵管，因为来自输卵管的卵母细胞已经进入了MⅡ期，D错误。
4.[2024浙江联考]抗原决定簇是决定抗原特异性的特殊化学基团，大多存在于抗原物质的表面，一个天然抗原可以有多种和多个抗原决定簇。如图是某种RNA病毒的结构蛋白M表面的两种抗原决定簇及这两种抗原决定簇与相应抗体结合的示意图，将蛋白M注入小鼠体内一段时间后，提取该小鼠的血清和免疫细胞，并利用免疫细胞制备单克隆抗体。下列有关叙述错误的是（ B ）
A.抗体与抗原的结合实质是抗体与抗原决定簇的结合
B.制备单克隆抗体时需要先将分离出的免疫细胞进行克隆化培养
C.利用该小鼠能制备不止一种抗蛋白M的单克隆抗体
D.该蛋白M可用于制备针对该RNA病毒的疫苗
解析 单克隆抗体制备过程中需要先将分离出的免疫细胞与骨髓瘤细胞融合，不需要先将免疫细胞进行克隆化培养，B错误。
二、非选择题
5.[2023长沙模拟，10分]随着基因工程等现代生物技术的发展，动物细胞工程的理论和应用均获得了突破性的进展。如图为动物细胞工程涉及的主要技术领域。
回答下列问题：
（1）在进行动物细胞培养时，将成块的组织中的细胞分散成单个细胞的方法是 用机械的方法或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理 。
在培养过程中，要向培养液中加入一定量的 抗生素 ，以防止微生物的污染；还需要向培养液中加入 血清 等一些天然成分，以保证细胞所需的营养。
（2）与植物细胞不同，动物细胞的全能性会随着 细胞分化程度的提高 而逐渐受到限制，因此，到目前为止，用动物体细胞克隆的动物，实际是通过图中所示的 核移植 技术实现的。采用图中的 细胞融合 技术，可使两个或多个动物细胞结合形成一个 单核 （填“单核”或“多核”）的杂交细胞。
解析 （1）在进行动物细胞培养时，需用机械的方法或用胰蛋白酶或胶原蛋白酶等处理组织块，使其分散成单个细胞。在细胞培养过程中，要向培养液中加入一定量的抗生素，以防止微生物的污染；需要向培养液中加入血清等一些天然成分，以保证细胞所需的营养。（2）动物细胞的全能性会随着细胞分化程度的提高而逐渐受到限制，因此，用动物体细胞克隆的动物，实际是通过核移植技术实现的。细胞融合技术可使两个或多个动物细胞结合形成一个单核的杂交细胞。
一、选择题
6.[2024山西联考]我国科学家成功用iPS细胞克隆出了活体小鼠，部分流程如图所示，其中Kdm4d为组蛋白去甲基化酶，TSA为组蛋白脱乙酰酶抑制剂。下列说法正确的是（ A ）
A.推测组蛋白乙酰化和去甲基化有利于重构胚后续的胚胎发育过程
B.①过程的小分子化合物可诱导小鼠成纤维细胞突变为iPS细胞
C.③过程中使用有活性的病毒处理的目的是诱导细胞融合
D.图示流程未运用胚胎移植等技术
解析 结合题图可知，在重构胚中注入Kdm4d的mRNA，并用TSA处理后，重构胚发育成克隆鼠，而Kdm4d的mRNA的翻译产物为组蛋白去甲基化酶，可以使组蛋白去甲基化，TSA为组蛋白脱乙酰酶抑制剂，可抑制组蛋白脱乙酰酶的作用，组蛋白可发生正常的乙酰化修饰，故推测组蛋白乙酰化和去甲基化有利于重构胚后续的胚胎发育过程，A正确；①过程的小分子化合物可诱导小鼠成纤维细胞形成iPS细胞，而不是突变为iPS细胞，B错误；③为动物细胞融合的过程，诱导动物细胞融合所用的病毒是灭活的病毒，C错误；图示流程运用了体细胞核移植、胚胎移植等技术，D错误。
7.[2024安徽六校联考]研究人员利用CD14蛋白制备抗CD14单克隆抗体的流程如图所示，下列选项错误的是（ A ）
A.步骤②可直接将从小鼠脾脏中分离出的能分泌抗CD14抗体的浆细胞与骨髓瘤细胞诱导融合
B.步骤③中的特定培养基属于选择培养基
C.步骤⑤除图中所示途径外还可以将筛选出的杂交瘤细胞置于动物细胞培养液中培养
D.图中步骤⑥能从小鼠的腹水中提取与CD14蛋白特异性结合的抗CD14单克隆抗体
解析 步骤②无法将能分泌抗CD14抗体的浆细胞与其他B淋巴细胞分离开，因此应先将从小鼠脾脏中分离出的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞诱导融合，之后再进行筛选，A错误；步骤③为用选择培养基进行培养，以筛选出杂交瘤细胞，步骤④为通过克隆化培养和专一抗体检测进行进一步筛选，以筛选出既能大量增殖，又能产生所需抗体的杂交瘤细胞，B正确；筛选出的杂交瘤细胞既可以注射到小鼠腹腔内增殖，也可以在动物细胞培养液中培养，其中注射到小鼠腹腔内增殖时，可从小鼠腹水中提取相应单克隆抗体，C、D正确。
8.[2023宿迁检测]6－磷酸葡萄糖脱氢酶（G-6PD）有F和S两种类型，分别由一对等位基因XF和XS编码。基因型为XFXS的女性体细胞中的两条X染色体会有一条随机失活，且这个细胞的后代相应的X染色体均会发生同样的变化。将基因型为XFXS的女性皮肤组织用胰蛋白酶处理后先进行细胞的原代培养，再对不同的单细胞分别进行单克隆培养。分别对原代培养和单克隆培养的细胞进行G-6PD蛋白电泳检测，结果如图所示。有关叙述错误的是（ D ）
A.动物细胞培养是其他动物细胞工程技术的基础
B.用胰蛋白酶处理皮肤组织可使其分散成单个细胞
C.原代培养的细胞电泳图有2个条带是因为同时检测了不止一个细胞
D.单克隆培养的细胞1、2、4、5、8、9与3、6、7所含基因不同
解析 动物细胞核移植技术、动物细胞融合技术、单克隆抗体的制备等都需要用到动物细胞培养，故动物细胞培养是其他动物细胞工程技术的基础，A正确；用胰蛋白酶或胶原蛋白酶等处理皮肤组织，可使其分散成单个细胞，B正确；由题干信息可知，基因型为XFXS的女性体细胞中的两条X染色体会有一条随机失活，且这个细胞的后代相应的X染色体均会发生同样的变化，故对一个细胞进行G-6PD蛋白电泳检测后只显示1个条带，原代培养的细胞电泳图有2个条带是因为同时检测了不止一个细胞，C正确；单克隆培养的细胞，是通过有丝分裂增殖得到的细胞，故单克隆培养的细胞1、2、4、5、8、9与3、6、7所含基因相同，表达的基因不一定相同，D错误。
二、非选择题
9.[2023西安检测，15分]非洲猪瘟是由ASFV（一种双链DNA病毒）感染猪引起的烈性传染病。某研究小组将ASFV外壳蛋白基因导入猪体细胞中，利用核移植技术培育转基因猪，从而得到自动产生ASFV抗体的个体，其过程如图所示。回答下列问题：
（1）图中步骤①采用的技术手段是 细胞核移植 ，结构乙处于胚胎发育过程的 囊胚 期。进行步骤③时，受体C猪子宫对外来胚胎基本上 不发生免疫排斥反应 ，从而为来自供体的胚胎在受体内的存活提供了可能。
（2）B猪体细胞在培养瓶中培养时，除必须保证环境是无菌、无毒的之外，还必须定期 更换培养液 ，以防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害。培养到一定程度后，需要分瓶继续培养，分瓶后的培养过程称为 传代培养 。
（3）若要将目的基因导入受体细胞，需要构建 基因表达载体 ，该过程采用双酶切法处理含目的基因的DNA片段和质粒，其优点是 保证目的基因和载体定向连接 。
（4）利用抗原—抗体杂交技术判断D猪是否产生ASFV抗体时，使用的抗原物质最好是 ASFV外壳蛋白 。该抗体也可以使用杂交瘤技术来制备，利用杂交瘤技术制备该抗体时，杂交瘤细胞是由骨髓瘤细胞和 经ASFV外壳蛋白免疫后的B淋巴 细胞融合获得的。
解析 （1）步骤③表示胚胎移植，进行胚胎移植时，要对受体进行同期发情处理，受体子宫对外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，这为来自供体的胚胎在受体内的存活提供了可能。（2）进行动物细胞培养时，必须保证环境是无菌、无毒的，此外，还要定期更换培养液，以防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害。培养到一定程度后，需要分瓶继续培养，分瓶后的培养过程称为传代培养。（3）将目的基因导入受体细胞需要构建基因表达载体。（4）ASFV抗体可以和ASFV外壳蛋白特异性结合，因此利用抗原—抗体杂交技术判断D猪是否产生ASFV抗体时，使用的抗原物质最好是ASFV外壳蛋白。若要使用杂交瘤技术制备ASFV抗体，需要将骨髓瘤细胞和经ASFV外壳蛋白免疫后的B淋巴细胞融合，以获得杂交瘤细胞。课标要求
核心考点
五年考情
核心素养对接
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形成一个细胞的过程；
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
动物细胞培养和干细胞的应用
2023：辽宁T7、海南T7、湖南T21（4）；
2022：海南T20（1）（3）（4）、湖北T7、江苏T14；
2021：湖南T22（2）、重庆T5、浙江1月T18；
2020：江苏T23
1.生命观念——深入理解动物细胞核移植和克隆技术，理解生命的发生、发展过程。
2.科学思维——分析动物细胞培养的条件、细胞融合和单克隆抗体制备的原理，形成科学思维的习惯。
3.科学探究——通过动物细胞培养操作，培养科学探究能力。
4.社会责任——了解生物工程技术在生产上的应用，认同生物技术对社会发展的影响，承担应有的社会责任
动物细胞融合技术和单克隆抗体
2023：北京T12、湖北T22（1）（2）（3）；
2022：浙江1月T29（二）（3）、辽宁T24Ⅱ、江苏T19、山东T15；
2021：山东T15；
2020：江苏T28（4）、全国ⅠT38；
2019：江苏T23
动物体细胞核移植技术和克隆动物
2023：天津T7；
2021：辽宁T13、湖南T22（3）；
2020：天津T1
命题分析预测
1.高考对本部分的考查常以生产或科研实践为情境，也可以图为载体，主要考查动物细胞培养、动植物细胞融合的异同、单克隆抗体的制备等，既有选择题，也有非选择题。
2.预计2025年高考仍可能延续往年的考查形式及特点，与基因工程、胚胎工程等其他知识相结合进行命题
比较项目
动物细胞培养
植物组织培养
理论基础
细胞增殖
植物细胞的全能性
取材
新鲜的组织
植物的器官、组织或细胞
培养基状态
[10] 液体
固体
培养基成分
糖、氨基酸、无机盐、维生素、动物血清等
矿质元素、蔗糖、维生素、植物激素等
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
贴壁生长、接触抑制
脱分化形成愈伤组织，再分化形成根、芽等
结果
[11] 子代细胞
产生新个体
相同点
①都需人工条件下的无菌操作；②都需要适宜的温度、pH等条件；③都进行有丝分裂，都不涉及减数分裂
类型
胚胎干细胞（ES细胞）
成体干细胞
诱导多能干细胞（iPS细胞）
分布或
来源
[12] 早期胚胎
成体组织或器官中，包括造血干细胞、神经干细胞、精原干细胞等
最初通过体外诱导小鼠成纤维细胞获得，也可诱导已分化的B细胞、T细胞产生
特点
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[13] 个体 的潜能
具有组织特异性，只能分化为
[14] 特定的细胞或组织 ，不具有发育成完整个体的能力
不涉及伦理问题，可以避免免疫排斥反应
分化程度
胚胎干细胞（ES细胞）＜成体干细胞＜诱导多能干细胞（iPS细胞）
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
治疗小鼠的镰状细胞贫血，在治疗阿尔茨海默病、心血管疾病等领域的研究也取得新进展
项目
动物细胞融合
植物体细胞杂交
原理
细胞膜的流动性、细胞增殖
细胞膜的流动性、细胞的全能性
前处理
使细胞分散开
除去细胞壁
相关酶
胰蛋白酶和胶原蛋白酶
纤维素酶和果胶酶
诱导方法
物理法：电融合法；化学法：PEG融合法；生物法：灭活病毒诱导法
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
目的
获得杂交细胞
获得杂种植株
意义和用途
制备单克隆抗体，诊断、治疗、预防疾病
打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，培育植物新品种
技术手段
动物细胞融合和动物细胞培养
原理
细胞膜的流动性和细胞增殖
制备流程
筛选目的
第一次：获得[6] 杂交瘤细胞 ；第二次：获得能产生所需抗体的杂交瘤细胞
特点
杂交瘤细胞：既能迅速大量增殖，又能产生[7] 特异性抗体
单克隆抗体：能准确地识别抗原的细微差别，与特定抗原发生特异性结合，并且可以大量制备
应用
①作为诊断试剂：利用同位素或荧光标记的单克隆抗体可定位诊断肿瘤、心血管畸形等疾病。②运载药物[如抗体—药物偶联物（ADC）]。③用于治疗疾病
应用前景
畜牧生产
加速家畜[6] 遗传改良 进程，促进优良畜群繁育
医药卫生
转基因克隆动物可作为生物反应器，生产珍贵的医用蛋白
治疗人类疾病
[7] 转基因克隆动物 的细胞、组织、器官可作为异种移植的供体
科研
使人类更深入地了解胚胎发育及衰老过程；克隆动物分析致病基因，为研究疾病的致病机制和开发相应药物提供帮助
保护濒危物种
有望增加濒危物种的存活数量
存在的问题
体细胞核移植成功率[8] 非常低 ；绝大多数克隆动物存在[9] 健康 问题，许多克隆动物表现出遗传和生理缺陷