資源簡介

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第4課時
動物細胞工程
課標要求
1.闡明動物細胞核移植和動物細胞培養(yǎng)及應用。
2.闡明動物細胞融合、單克隆抗體制備及干細胞應用技術。
考點一　動物細胞核移植技術及其應用
考點二　動物細胞培養(yǎng)及干細胞技術
考點三　動物細胞融合技術和單克隆抗體
內(nèi)容索引
重溫高考 真題演練
課時精練
考點一
動物細胞核移植技術及其應用
1.動物細胞核移植技術
(1)概念分析
①供體：動物一個細胞的 。
②受體：去除細胞核的成熟 。
③結果：重新組合的細胞發(fā)育成 ，繼而發(fā)育成動物新個體。
④原理： 。
(2)哺乳動物核移植類型： 細胞核移植和體細胞核移植。
歸納 夯實必備知識
細胞核
卵母細胞
新的胚胎
動物體細胞核具有全能性
胚胎
2.體細胞核移植的過程
細胞培養(yǎng)
重組細胞
去核
供體
思考討論
(1)動物核移植技術的理論基礎(原理)是什么？克隆動物屬于有性生殖還是無性繁殖？
提示　動物細胞核的全能性。克隆動物屬于無性繁殖。
(2)為什么體細胞核移植較胚胎細胞核移植更困難？
提示　由于動物胚胎細胞分化程度低，表現(xiàn)全能性相對容易；而動物體細胞分化程度高，表現(xiàn)全能性十分困難。因此動物體細胞核移植的難度就明顯高于胚胎細胞核移植。
思考討論
(3)受體細胞為什么選用卵母細胞？
提示　體積大，易操作；去核時易于同時吸走第一極體；含有激發(fā)細胞核全能性的物質。
(4)為什么不是取供體細胞核進行核移植操作，而是將供體細胞整個注入去核卵母細胞中？
提示　保證供核不被破壞，使克隆動物更像供體動物，操作也方便。
思考討論
(5)在體細胞的細胞核移植到受體卵母細胞之前，為什么必須先去掉受體卵母細胞的核？
提示　為使核移植的胚胎或動物的核遺傳物質全部來自有重要利用價值的動物提供的體細胞，在供體細胞的細胞核移至受體細胞之前，必須將受體細胞的核遺傳物質去掉或將其破壞。
思考討論
(6)克隆動物是對體細胞供體動物100%的復制嗎？為什么？
提示　不是；克隆動物細胞核中的遺傳物質來自供體動物，但細胞質中的遺傳物質同時來自供體細胞和受體卵母細胞。此外，生物性狀還受環(huán)境因素的影響。
3.應用
動物體細胞核移植技術應用非常廣泛，對促進畜牧業(yè)的發(fā)展、培育優(yōu)良
、生產(chǎn)實驗動物和 動物、拯救 、保護動物資源都具有一定的應用價值。
畜種
轉基因
瀕危動物
考向　動物體細胞核移植技術和克隆動物
1.2018年1月國際頂尖學術期刊《Cell》雜志報道，我國科學家以一只雌性獼猴胎兒成纖維細胞為核供體成功克隆兩只獼猴，成為全球首例體細胞克隆靈長類動物。下列相關敘述錯誤的是
A.這項技術證明高度分化的動物體細胞具有全能性
B.研究中需要使用成熟卵母細胞作為核移植的受體
C.培育出的兩只雌性獼猴的基因組成幾乎完全相同
D.克隆獼猴的成功為大量培育靈長類遺傳病模型動物提供了可能
突破 強化關鍵能力
√
因為克隆的兩只獼猴是以一只雌性獼猴胎兒成纖維細胞為核供體發(fā)育而來的，該過程經(jīng)過了細胞核移植，只能說明分化的動物體細胞的細胞核具有全能性，A項錯誤。
2.(多選)“中中”和“華華”是兩只在我國出生的克隆獼猴，它們也是國際上首例利用體細胞克隆技術獲得的非人靈長類動物。如圖表示培育“中中”和“華華”的流程。下列相關敘述正確的是
A.圖示過程中利用的技術有核
移植和干細胞移植技術等
B.這兩只克隆獼猴是由同一受
精卵發(fā)育而成的雙胞胎
C.融合細胞的培養(yǎng)過程需要無菌、無毒的環(huán)境和營養(yǎng)等條件
D.利用A猴的胚胎干細胞核移植獲得克隆獼猴的難度要小些
√
√
圖示過程包括核移植、動物細胞培養(yǎng)、胚胎移植等技術，沒有干細胞移植技術，A錯誤；
這兩只克隆獼猴是通過體細胞核移植、胚胎移植產(chǎn)生的，沒有用到受精卵，B錯誤。
考點二
動物細胞培養(yǎng)及干細胞技術
歸納 夯實必備知識
1.動物細胞培養(yǎng)
(1)動物細胞的培養(yǎng)過程
無菌
胰蛋
白酶
懸
浮細胞
接種
原代
一層
新培
養(yǎng)液
傳代
(2)動物細胞培養(yǎng)需要嚴格的環(huán)境條件，包括溫度、pH、合適的_____
和營養(yǎng)物質(葡萄糖、氨基酸、無機鹽、維生素、 因子、微量元素)等，此外通常還需加入 等一些天然成分。
氣體
促生長
血清
深度思考
(1)為什么對動物細胞進行培養(yǎng)時通常要添加血清？
提示　血清中含有多種未知的促細胞生長因子等營養(yǎng)物質，這是細胞生長和增殖所必需的。
(2)培養(yǎng)前為什么分散成單個細胞？
提示　①成塊組織中細胞與細胞靠在一起，彼此限制了生長與增殖；
②利于與培養(yǎng)液充分接觸，保證O2與營養(yǎng)供應和代謝物及時排出。
深度思考
(3)將組織分散成單個細胞時為什么要用胰蛋白酶(或膠原蛋白酶)處理？胃蛋白酶可以嗎？
提示　胰蛋白酶可以將動物組織細胞間的蛋白質成分酶解，使細胞分散開，獲得單個細胞。胃蛋白酶的最適pH為1.5，當pH大于6時，胃蛋白酶就會失去活性。多數(shù)動物細胞培養(yǎng)的適宜pH為7.1～7.3，胃蛋白酶在此環(huán)境中沒有活性，所以不可以用胃蛋白酶。
深度思考
(4)定期更換培養(yǎng)基的目的是什么？
提示　以便清除代謝物，防止細胞代謝物積累對細胞自身造成危害。
(5)幼齡動物的細胞與老齡動物的細胞比較，分化程度低的細胞與分化程度高的細胞比較，哪些細胞更易于培養(yǎng)？為什么？
提示　幼齡動物的細胞和分化程度低的細胞更易培養(yǎng)，原因是這些細胞分裂能力強。
深度思考
(6)如何區(qū)分原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)？
提示　關鍵看用胰蛋白酶處理的對象和是否分瓶，分瓶前，第一次用胰蛋白酶對動物組織進行處理后的培養(yǎng)為原代培養(yǎng)；而用胰蛋白酶處理將貼壁生長的細胞從瓶壁脫離下來，分瓶后的培養(yǎng)為傳代培養(yǎng)。
歸納總結
動物細胞培養(yǎng)和植物組織培養(yǎng)的比較
項目 動物細胞培養(yǎng) 植物組織培養(yǎng)
理論基礎 _________ ________________
培養(yǎng)前處理 無菌；用機械的方法或胰蛋白酶、膠原蛋白酶等處理，使組織分散成單個細胞 無菌、離體
取材 動物胚胎或出生不久的幼齡動物的器官或組織 植物幼嫩的部位或花藥等
培養(yǎng)基性質 _____ _____
細胞增殖
植物細胞的全能性
液體
固體
歸納總結
培養(yǎng)基成分 _________________________________________________________________ ____________________________________________
結果 ____________________________________ _____________
動物細胞培養(yǎng)和植物組織培養(yǎng)的比較
葡萄糖、氨基酸、無機鹽、微量元素、促生長因子、維生素和動物血清等
水、礦質元素、蔗糖、維生素、植物激素和瓊脂等
細胞培養(yǎng)產(chǎn)生大量細胞，不形成新個體
可產(chǎn)生新個體
歸納總結
應用 人造皮膚的構建、動物分泌蛋白的規(guī)模化生產(chǎn) 快速繁殖、作物脫毒、細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)和單倍體育種等
相同點 ①都需人工條件下的無菌操作；②都需要適宜的溫度、pH等條件；③都進行有絲分裂，都不涉及減數(shù)分裂
動物細胞培養(yǎng)和植物組織培養(yǎng)的比較
2.干細胞技術
(1)干細胞
①概念：動物(包括人)胚胎及某些器官中同時具有 和______
的細胞。
②分類：單能干細胞、 、全能干細胞。
(2)應用
干細胞技術應用于 、新藥研制和開發(fā)。
自我更新
分化
能力
多能干細胞
疾病治療
考向一　動物細胞培養(yǎng)
3.為了初步檢測藥物X和Y的抗癌活性，在細胞培養(yǎng)板的每個孔中加入相同數(shù)量的肝癌細胞，使其貼壁生長，實驗組加入等體積相同濃度的溶于二甲基亞砜(溶劑)的藥物X或Y，培養(yǎng)過程及結果如右圖所示。下列有關敘述錯誤的是
突破 強化關鍵能力
A.細胞培養(yǎng)液中通常需要加入血清
B.可用胰蛋白酶處理使肝癌細胞脫落下來
并進行計數(shù)
C.對照組中應加入等體積的無菌蒸餾水
D.根據(jù)實驗結果，可以初步判斷藥物X的
抗癌效果較好
√
實驗組加入等體積相同濃度的溶于二甲基亞砜(溶劑)的藥物X或Y，故對照組中應加入等體積的二甲基亞砜(溶劑)，C錯誤；
分析實驗結果可知，添加藥物X的實驗組肝癌細胞數(shù)目最少，可以初步判斷藥物X的抗癌效果較好，D正確。
4.(2023·江蘇淮安高三模擬)對某種動物的肝腫瘤細胞進行細胞培養(yǎng)，下列說法錯誤的是
A.在利用肝組織塊制備細胞懸液時，可用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理
B.動物細胞培養(yǎng)應在含5%CO2的CO2培養(yǎng)箱中進行，CO2的作用維持
培養(yǎng)液的pH
C.為了防止動物細胞培養(yǎng)過程中受污染，可向培養(yǎng)液中加入適量的干
擾素
D.在合成培養(yǎng)基中，通常需加入血清等一些天然成分
√
在利用肝組織塊制備細胞懸液時，可用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理，以分解組織細胞間的蛋白質，得到單個細胞，A正確；
為防止動物細胞培養(yǎng)過程中雜菌的污染，可向培養(yǎng)液中加入適量的抗生素，C錯誤；
使用合成培養(yǎng)基培養(yǎng)動物細胞時，通常要加入血清等一些天然成分，以利于動物細胞生長，D正確。
考向二　干細胞技術
5.動物和人體內(nèi)具有分裂和分化能力的細胞稱為干細胞。對下圖的相關敘述中，錯誤的是
A.a過程可表示干細胞的自我更新
B.b、c過程表示干細胞具有分化能力
C.a、b、c過程中細胞的遺傳信息表達情況不同
D.a、b、c過程中遺傳物質發(fā)生了定向改變
√
a過程可表示干細胞的自我更新，干細胞通過細胞分裂產(chǎn)生新的干細胞，A正確；
b、c過程表示干細胞具有分化能力，可以分化出特定功能的細胞，B正確；
a、b、c過程中細胞的遺傳信息表達情況不同，即發(fā)生了基因的選擇性表達，C正確；
a、b、c過程中遺傳物質未發(fā)生改變，D錯誤。
6.(多選)(2023·江蘇海安高三檢測)有研究表明“漸凍癥”是由突變的基因導致運動神經(jīng)元合成了某種毒蛋白，從而阻礙了軸突內(nèi)營養(yǎng)物質的流動。也有最新研究結果表明，利用誘導多功能干細胞(iPS細胞)制作前驅細胞，然后移植給漸凍癥實驗鼠，能延長其壽命。下列相關描述正確的是
A.iPS細胞分化成的多種細胞中所有核酸相同，蛋白質卻不完全相同
B.iPS細胞分化的實質是基因的選擇性表達，細胞種類增多
C.若控制運動神經(jīng)元合成毒蛋白的基因替換，則可以起到良好的治療作用
D.植入神經(jīng)干細胞，恢復受損的運動功能，也許會在一定程度上使“漸凍癥”
病情改善
√
√
√
細胞分化的實質是基因的選擇性表達，因此iPS細胞分化成的多種細胞中DNA相同，RNA和蛋白質不完全相同，A錯誤；
細胞分化的結果是形成形態(tài)、結構和生理功能不同的細胞，使細胞的種類增多，B正確；
若控制運動神經(jīng)元合成毒蛋白的基因替換，則無法合成該毒蛋白，所以可以起到治療該病的作用，C正確；
植入神經(jīng)干細胞，誘導分化成前驅細胞，恢復受損的運動功能，也許會在一定程度上使“漸凍癥”病情改善，D正確。
考點三
動物細胞融合技術和單克隆抗體
歸納 夯實必備知識
1.動物細胞融合技術
(1)概念：在一定的條件下將 個或 個動物細胞通過物理、化學或生物方法結合形成 個細胞的技術。
(2)條件：常用的促融方法有生物方法(如 融合法)、化學方法(如 誘導融合法)、物理方法(如 誘導融合法)。
(3)原理： 。
(4)結果：形成具有原來兩個或多個細胞遺傳信息的單核細胞，稱為______
。
兩
多
一
病毒誘導
聚乙二醇
電場
細胞質膜的流動性
雜種
細胞
2.單克隆抗體的制備
(1)制備原理
①漿細胞特點：漿細胞只分泌 種特定抗體。
②骨髓瘤細胞特點：能在體外 。
③雜交細胞的特點：既能 ，又能產(chǎn)生足夠數(shù)量的 。
一
大量增殖
大量增殖
特定抗體
(2)制備過程
能產(chǎn)生特定
抗體
①圖中給小鼠注射特定的抗原蛋白，其目的是什么？
提示　刺激機體發(fā)生免疫應答，從而產(chǎn)生特定的漿細胞。
②若僅考慮細胞的兩兩融合，在獲取雜交細胞的過程中，淘汰的細胞有幾種類型？為什么？
提示　有未融合的細胞和同種細胞融合后形成的細胞兩種類型。出現(xiàn)不同類型是因為細胞融合不是100%的，且是隨機的。
③應用
制備單克隆抗體靶向制劑是單克隆抗體在臨床上實際應用的一方面；由于單克隆抗體可以 地識別抗原，在疾病診斷上也有一定的臨床價值。
高度特異性
考向　動物細胞融合和單克隆抗體
7.在利用細胞融合技術生產(chǎn)單克隆抗體的過程中，不需要考慮
A.B淋巴細胞和骨髓瘤細胞之間的免疫排斥
B.注射特定抗原蛋白，對實驗小鼠進行免疫
C.向細胞培養(yǎng)液中加入促融劑的種類和處理時間
D.選擇特定試劑篩選能產(chǎn)生特定抗體的雜交細胞
√
突破 強化關鍵能力
制備單克隆抗體過程中，要對實驗小鼠注射特定的抗原，抗原進入機體后刺激機體產(chǎn)生特異性免疫反應從而產(chǎn)生相應的B淋巴細胞，B不符合題意；
向細胞培養(yǎng)液中加入促融劑的種類和處理時間會影響細胞的融合，C不符合題意；
選擇特定試劑篩選能產(chǎn)生特定抗體的雜交細胞需要考慮，否則會影響單克隆抗體的產(chǎn)量或得到單克隆抗體的特異性差，D不符合題意。
8.右圖表示利用經(jīng)抗原免疫后的B淋巴細胞與小鼠的骨髓瘤細胞進行雜交，制備單克隆抗體的過程，請據(jù)圖回答下列問題：
(1)在單克隆抗體的制備過程中，
應用了細胞工程中的_____________和_____________兩大技術。
(2)將特定的抗原注入小鼠，需在一定時間內(nèi)間隔注射3次，其目的是___________________________________。
動物細胞融合
動物細胞培養(yǎng)
加強免疫刺激小鼠產(chǎn)生更多的淋巴細胞
(3)培養(yǎng)雜交細胞的培養(yǎng)基中需加入動物血清，原因是_________________
________________，植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基與該培養(yǎng)基在物理性質方面相比，需要添加_____，雜交細胞體外培養(yǎng)過程中，為避免細胞代謝產(chǎn)物積累對細胞自身造成危害，常采取的措施是_______________。
補充細胞生長所需
的未知營養(yǎng)物質
瓊脂
定期更換培養(yǎng)液
(4)對篩選出來的雜交細胞應盡早進行克隆化，克隆化的方法最常用的是有限稀釋法，即稀釋細胞到3～10個細胞/mL，每孔加入細胞稀釋液_____(填“0.1”或“10”)mL，
0.1
使每個孔內(nèi)不多于一個細胞，達到單克隆培養(yǎng)的目的。
由于稀釋后密度是3～10個細胞/mL，要使每個孔內(nèi)不多于一個細胞，則每孔應該加入細胞稀釋液為0.1 mL，這樣可以達到單克隆培養(yǎng)的目的。
(5)單克隆抗體注入體內(nèi)后可以自動追蹤抗原(如癌變細胞等)并與之結合，而不攻擊正常細胞，故可制成“生物導彈”，這是利用了___________________________。
抗原與抗體能高度特異性結合
由于抗體能夠與抗原特異性結合，因此將單克隆抗體制成“生物導彈”，可以保證將藥物定向帶到癌變部位，達到定向治療的目的，同時也不攻擊正常細胞。
四
重溫高考 真題演練
1.(多選)(2022·江蘇，19)右圖表示利用細胞融合技術進行基因定位的過程，在人－鼠雜種細胞中人的染色體會以隨機方式丟失，通過分析基因產(chǎn)物進行基因定位。現(xiàn)檢測細胞Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中人的4種酶活性，只有Ⅱ具有芳烴羥化酶活性，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均有乳酸脫氫酶活性。下列相關敘述正確的有
1
2
3
4
5
A.加入滅活仙臺病毒的作用是促進細
胞融合
B.細胞Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分別為人－人、人－
鼠、鼠－鼠融合細胞
C.芳烴羥化酶基因位于2號染色體上，
乳酸脫氫酶基因位于11號染色體上
D.胸苷激酶基因位于17號染色體上，
磷酸甘油酸激酶基因位于X染色體上
√
√
√
1
2
3
4
5
動物細胞融合過程中，可以利用滅活的仙臺病毒或聚乙二醇作誘導劑促進細胞融合，A正確；
細胞Ⅲ中保留了人的X、11、17號染色體，故不會是鼠－鼠融合細胞，B錯誤；
根據(jù)題意和題圖分析可知，芳烴羥化酶基因位于2號染色體上，乳酸脫氫酶基因
位于11號染色體上，胸苷激酶基因位于17號染色體上，磷酸甘油酸激酶基因位于X染色體上，C、D正確。
1
2
3
4
5
2.(2021·浙江1月選考，18改編)下圖為動物成纖維細胞的培養(yǎng)過程示意圖。下列敘述正確的是
A.步驟①的操作不需要在無菌環(huán)境中進行
B.步驟②中用鹽酸溶解細胞間物質使細胞分離
C.步驟③到④的分瓶操作前常用胰蛋白酶處理
D.步驟④培養(yǎng)過程中不會發(fā)生癌變
√
1
2
3
4
5
1
2
3
4
5
步驟①的操作需要在無菌環(huán)境下進行，A錯誤；
在制備動物細胞懸液時用機械的方法或用胰蛋白酶等處理，使組織塊分散成單個細胞，B錯誤，C正確。
3.(多選)(2019·江蘇，23)如圖為雜交細胞制備示意圖。骨髓瘤細胞由于缺乏次黃嘌呤磷酸核糖轉移酶(HGPRT－)，在HAT篩選培養(yǎng)液中不能正常合成DNA，無法生長。下列敘述正確的是
A.可用滅活的仙臺病毒誘導細胞融合
B.兩兩融合的細胞都能在HAT培養(yǎng)液中
生長
C.雜交細胞需進一步篩選才能用于生產(chǎn)
D.細胞質膜的流動性是細胞融合的基礎
1
2
3
4
5
√
√
√
動物細胞融合可以用滅活的仙臺病毒、聚乙二醇(PEG)、電場等進行誘導，A正確；
兩兩融合的細胞包括：免疫B細胞與免疫B細胞的融合細胞、骨髓瘤細胞與骨髓瘤細胞
的融合細胞、雜交細胞，據(jù)題干信息骨髓瘤細胞在HAT篩選培養(yǎng)液中無法生長，因此骨髓瘤細胞與骨髓瘤細胞的融合細胞在HAT培養(yǎng)液中無法生長，而免疫B細胞與免疫B細胞的融合細胞不能無限增殖，故不能生長，雜交細胞可以在HAT培養(yǎng)液中生長，B錯誤；
1
2
3
4
5
融合后產(chǎn)生的雜交細胞并不是都能表達產(chǎn)生所需的單克隆抗體，還需要進一步篩選才能用于生產(chǎn)，C正確；
動物細胞融合依據(jù)的原理是細胞質膜的流動性，D正確。
1
2
3
4
5
4.(2020·江蘇，28)新型冠狀病毒可通過表面的刺突蛋白(S蛋白)與人呼吸道黏膜上皮細胞的ACE2受體結合，侵入人體，引起感染。圖1為病毒侵入后，人體內(nèi)發(fā)生的部分免疫反應示意圖。單克隆抗體可阻斷病毒的黏附或入侵，故抗體藥物的研發(fā)已成為治療新冠感染的研究熱點之一。圖2為篩選、制備抗S蛋白單克隆抗體的示意圖。請據(jù)圖回答下列問題：
(1)圖1中人體內(nèi)抗原呈遞細胞吞噬病毒，并將病毒的抗原暴露在細胞表面，被____細胞表面的受體識別后激活該細胞。
1
2
3
4
5
T
1
2
3
4
5
病毒可作為引起免疫反應的抗原，其侵入人體后，首先會被抗原呈遞細胞吞噬處理，將其特有的抗原暴露，從而被T細胞表面的受體識別并激活T細胞。
1
2
3
4
5
(2)B細胞識別入侵的病毒后，在細胞因子作用下，經(jīng)過細胞的____________，形成______________細胞。
增殖、分化
漿細胞和記憶
B細胞識別入侵的病毒后，在細胞因子的作用下，會增殖、分化形成漿細胞和記憶細胞。
(3)為判斷疑似患者是否為新型冠狀病毒感染者，采集鼻咽拭子主要用于病原學檢查，檢測病毒的_____；采集血液樣本主要用于血清學檢查，檢測___________________。
核酸
抗新型冠狀病毒抗體
判斷疑似患者是否為新型冠狀病毒感染者時，若采集鼻咽拭子進行病原學檢查，則檢測的是病毒的核酸；若病人感染了該病毒，則血清中會存在相應的抗體，因此若采集血液樣本進行血清學檢查，則檢測的是抗新型冠狀病毒抗體。
1
2
3
4
5
1
2
3
4
5
(4)據(jù)圖2所示，研制抗S蛋白單克隆抗體，需先注射__________________免疫小鼠以激活小鼠的免疫細胞，再提取激活的B淋巴細胞與骨髓瘤細胞融合，用HAT培養(yǎng)基篩選獲得_______細胞。因為同一種抗原可能激活___________細胞，還需繼續(xù)篩選才能獲得分泌單克隆抗體的細胞株。
刺突蛋白(或S蛋白)
雜交
多種B淋巴
1
2
3
4
5
要研制抗S蛋白單克隆抗體，需先給小鼠注射刺突蛋白(S蛋白)作為抗原，以獲得激活的小鼠B淋巴細胞。激活的B淋巴細胞與骨髓瘤細胞融合時，會出現(xiàn)B—B細胞、瘤—瘤細胞以及雜交細胞(只考慮2個細胞的融合)，所以應
先用HAT培養(yǎng)基篩選獲得雜交細胞。又因為同一種抗原可能激活多種B淋巴細胞，所以對獲得的雜交細胞還需繼續(xù)進行克隆化培養(yǎng)和專一抗體的陽性檢測，以獲得能分泌單克隆抗體的細胞株。
5.(2020·全國Ⅰ，38)為研制抗病毒A的單克隆抗體，某同學以小鼠甲為實驗材料設計了以下實驗流程。
回答下列問題：
(1)上述實驗前必須給小鼠甲注射病毒A，該處理的目的是_____________
__________________________________。
誘導小鼠甲產(chǎn)
生能夠分泌抗病毒A抗體的B淋巴細胞
1
2
3
4
5
1
2
3
4
5
利用小鼠甲制備單克隆抗體時，先要給小鼠甲注射相應的抗原，目的是獲得經(jīng)免疫的、能產(chǎn)生相應抗體的漿細胞。
1
2
3
4
5
(2)寫出以小鼠甲的脾臟為材料制備單細胞懸液的主要實驗步驟：_______
________________________________________________________________________。
取小鼠
甲脾臟剪碎，用胰蛋白酶處理使其分散成單個細胞，加入培養(yǎng)液制成單細胞懸液
1
2
3
4
5
利用小鼠甲的脾臟制備單細胞懸液的主要步驟是①取小鼠甲的脾臟并剪碎；
②用胰蛋白酶處理使其分散成單個細胞；
③利用培養(yǎng)液將分散的細胞制成細胞懸液。
(3)為了得到能產(chǎn)生抗病毒A的單克隆抗體的雜交細胞，需要進行篩選。圖中篩選1所采用的培養(yǎng)基屬于___________，使用該培養(yǎng)基進行細胞培養(yǎng)的結果是______________________。圖中篩選2含多次篩選，篩選所依據(jù)的基本原理是____________________________。
選擇培養(yǎng)基
只有雜交細胞能夠生存
抗原與抗體的反應具有特異性
1
2
3
4
5
1
2
3
4
5
為了得到所需要的雜交細胞，在細胞培養(yǎng)過程中要進行篩選。第一次篩選(篩選1)是利用選擇培養(yǎng)基進行篩選，在選擇培養(yǎng)基上
只有融合的雜種細胞才能生長，未融合的、同種細胞融合的細胞都不能存活。后續(xù)過程還需要利用抗原與抗體的反應具有特異性的原理進行多次篩選(篩選2)，目的是得到能產(chǎn)生所需要的抗體并能無限增殖的雜交細胞。
1
2
3
4
5
(4)若要使能產(chǎn)生抗病毒A的單克隆抗體的雜交細胞大量增殖，可采用的方法有______________________
_____________________________________(答出2點即可)。
將雜交細胞注射到小鼠
腹腔內(nèi)增殖；將雜交瘤細胞在體外培養(yǎng)
若要將得到的雜交細胞進行大量培養(yǎng)，可以在體外條件下進行大規(guī)模培養(yǎng)或將其注射到小鼠腹腔內(nèi)增殖。
一、易錯辨析
1.制備肝細胞懸液時先用剪刀剪碎肝組織，再用胃蛋白酶處理(　　)
2.動物細胞培養(yǎng)時，O2是細胞代謝所必需的，CO2的主要作用是維持培養(yǎng)液的pH(　　)
3.制備單克隆抗體時，要選用已免疫的B細胞和骨髓瘤細胞融合形成雜交細胞(　　)
4.滅活的病毒能促進動物細胞融合，但不能促進植物細胞融合(　　)
5.克隆動物都只具備一個親本的遺傳特性(　　)
6.克隆動物的制備屬于有性繁殖(　　)
五分鐘　查落實
×
√
√
√
×
×
二、填空默寫
1.(選擇性必修3 P64)動物細胞核移植技術：_________________________
______________________________________________________________
。
2.(選擇性必修3 P65)動物細胞培養(yǎng)技術：指_________________________
______________________________________________________________
。
3.(選擇性必修3 P66)原代培養(yǎng)：指_________________________________
。
指把一個動物細胞的細胞核
移植到一個已經(jīng)去除細胞核的成熟卵母細胞中，并使重組細胞發(fā)育為
一個新的胚胎，繼而發(fā)育為動物新個體的技術
從動物體內(nèi)獲得相關組織，
分散成單個細胞后，模擬體內(nèi)環(huán)境，在溫度適宜、營養(yǎng)充足、無菌等
條件下培養(yǎng)，使其繼續(xù)生長、增殖的技術
從供體獲取細胞或組織后進行的初次
培養(yǎng)
4.(選擇性必修3 P66)傳代培養(yǎng)：___________________________________
。
5.(選擇性必修3 P66)動物細胞融合技術指___________________________
的技術。
6.(選擇性必修3 P67)單克隆抗體：利用單克隆抗體制備技術產(chǎn)生的_____
的抗體。
7.(選擇性必修3 P69)干細胞：指動物(包括人)胚胎及某些器官中同時具有
的細胞。
將原代培養(yǎng)的細胞繼續(xù)轉接到新的培養(yǎng)
基上繼續(xù)培養(yǎng)的過程
在一定的條件下將兩個或多個
動物細胞，通過物理、化學、或生物方法，結合形成一個細胞
化學
性質單一、特異性強
自我更新和分化能力
五
課時精練
一、單項選擇題
1.下列關于細胞工程的敘述，不正確的是
A.將胚胎或幼齡動物組織制成單細胞后需去除胰蛋白酶
B.細胞質膜外表面糖蛋白是培養(yǎng)細胞發(fā)生貼壁的重要因素
C.植物組織培養(yǎng)過程中通常需要進行更換培養(yǎng)基的操作
D.宜在低滲溶液中用酶解法處理植物細胞獲得原生質體
√
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2.下圖是某動物細胞培養(yǎng)時，培養(yǎng)液中活細胞和死亡細胞密度統(tǒng)計結果。下列相關敘述不正確的是
A.實驗中要控制胃蛋白酶溶液濃度和處理
時間，以免損傷細胞
B.培養(yǎng)液中應適當加入青霉素、鏈霉素，
以避免雜菌污染
C.曲線bc段產(chǎn)生的主要原因是培養(yǎng)液中營養(yǎng)物質不足及有害代謝產(chǎn)物積累等
D.為獲得更多的該動物細胞，最好在第6天進行分瓶培養(yǎng)
√
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動物細胞培養(yǎng)時，需要用胰蛋白酶處理，因此實驗中要控制胰蛋白酶溶液濃度和處理時間，以免損傷細胞，A錯誤；
動物細胞培養(yǎng)需要無菌環(huán)境，因此培養(yǎng)液
中應適當加入青霉素、鏈霉素等抗生素，以避免雜菌污染，B正確；
曲線bc段表示活細胞密度減少而死細胞密度增加，產(chǎn)生的主要原因是培養(yǎng)液中營養(yǎng)物質不足及有害代謝產(chǎn)物積累等，C正確；
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圖示第6天時，活細胞由于營養(yǎng)物質不足等原因而出現(xiàn)了下降現(xiàn)象，因此為獲得更多的該動物細胞，最好在第6天進行分瓶培養(yǎng)，D正確。
3.(2023·江蘇南京高三模擬)某學術期刊發(fā)表論文稱，利用人類多能干細胞培養(yǎng)的皮膚類器官在培養(yǎng)4～5個月后，形成了多層皮膚組織，包含毛囊、皮脂腺和神經(jīng)元回路，是迄今最逼真的人皮膚類器官。下列相關敘述正確的是
A.多能干細胞形成多層皮膚組織的過程中，遺傳物質通常會發(fā)生改變
B.多能干細胞培養(yǎng)形成多層皮膚組織，說明動物的體細胞具有全能性
C.給燒傷病人移植自身多能干細胞培養(yǎng)成的皮膚類器官可減弱免疫排斥
反應
D.該項研究結果表明多能干細胞可以分化成為人體內(nèi)所需的各種組織和
器官
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多能干細胞形成多層皮膚組織的過程中，遺傳物質并未發(fā)生改變，只是基因的選擇性表達，A錯誤；
多能干細胞培養(yǎng)形成多層皮膚組織，未分化成各種細胞或發(fā)育成完整個體，不能體現(xiàn)動物體細胞的全能性，B錯誤；
研究結果表明，多能干細胞能形成多層皮膚組織，包含毛囊、皮脂腺和神經(jīng)元回路，但不能說明其能分化成各種組織和器官，D錯誤。
4.(2023·江蘇連云港高三模擬)新冠變異毒株“奧密克戎”表面的刺突蛋白(S蛋白)存在30多處改變，使其與細胞質膜上的受體結合更緊密，逃避抗體結合的能力增強。下列說法不正確的是
A.新冠病毒變異的根本原因是控制S蛋白合成的基因發(fā)生了突變
B.生產(chǎn)滅活疫苗需先培養(yǎng)病毒宿主細胞
C.毒株“奧密克戎”抗原檢測利用了抗原－抗體特異性結合的原理，需要
設計多種引物
D.大規(guī)模人群免疫接種，群體免疫力增強，新冠病毒無癥狀感染者比例
也會上升
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毒株“奧密克戎”抗原檢測利用了抗原－抗體特異性結合的原理，該過程不需要設計引物，C錯誤。
14
5.如圖為體細胞克隆猴“中中”和“華華”的培育流程，其為建立人類疾病的動物模型、研究疾病機理帶來光明前景。下列敘述正確的是
A.過程①將成纖維細胞注射到去核
的卵母細胞中，體現(xiàn)了細胞質膜
的選擇透過性
B.過程②在培養(yǎng)基中加入的動物血
清含有激發(fā)成纖維細胞核全能性表達的物質
C.過程③進行同期發(fā)情處理，可降低代孕母猴對“中中”“華華”的免疫
排斥反應
D.與模型小鼠相比，模型猴更適合于研究人類疾病的發(fā)病機理、研發(fā)診治
藥物
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過程①將成纖維細胞注射到去核的卵母細胞中，未體現(xiàn)細胞質膜的選擇透過性，A錯誤；
在培養(yǎng)細胞時需在培養(yǎng)基中加入一定量的動物血清，作用是模擬內(nèi)環(huán)境和補充未知的缺少的營養(yǎng)物質，激發(fā)成纖維細胞核的全能性的是卵母細胞的細胞質中的物質，B錯誤；
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過程③進行同期發(fā)情處理，是為了為胚胎移入受體提供相同的生理環(huán)境，C錯誤；
猴子與人類的親緣關系比小鼠近，與模型小鼠相比，模型猴更適合于研究人類疾病的發(fā)病機理、研發(fā)診治藥物，D正確。
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6.將人、鼠細胞懸液混合并誘導細胞融合(只考慮細胞兩兩融合)后，在HAT培養(yǎng)基上，同時含有T、H基因(獨立遺傳)的細胞才能存活和增殖。增殖過程中，細胞內(nèi)人染色體隨機丟失，只殘留一條或幾條。對處于分裂中期細胞的鏡檢結果如表。下列相關敘述正確的是
細胞 融合細胞
人 鼠 細胞樣編號 殘留人染色體編號
ttHH TThh ① 17
② 10、10、17
③ 17、X
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A.在HAT培養(yǎng)基上，融合細胞均能存活和增殖
B.可以確定①的基因組成為TTTTHHhhhh
C.可以確定①②③的相關基因組成相同
D.可以將T(t)基因定位于人第17號染色體
細胞 融合細胞
人 鼠 細胞樣編號 殘留人染色體編號
ttHH TThh ① 17
② 10、10、17
③ 17、X
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融合細胞有多種，由題意知，在HAT培養(yǎng)基上，同時含有T、H基因(獨立遺傳)的細胞才能存活和增殖，A錯誤；
由表格信息可知，①細胞含有一條人體染色體，由細胞同時具有T、H基因才能存活，因此該染色體上含有H基因，由于有絲分裂中期一條染色體上含有2個染色單體，因此此時細胞中含有HH基因，鼠染色體上的基因型是TTTThhhh，所以融合細胞①的基因型是TTTTHHhhhh，B正確；
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由于“增殖過程中，細胞內(nèi)人染色體隨機丟失”，故②③基因型不能確定，C錯誤；
據(jù)表格信息可知，殘留人染色體編號均含有17號染色體，而①細胞含有一條人體染色體，由細胞同時具有T、H基因才能存活，因此該染色體上含有H基因，故可將H(h)基因定位于17號染色體上，D錯誤。
7.南京農(nóng)業(yè)大學的科研人員用動物干細胞研發(fā)出我國第一塊肌肉干細胞培養(yǎng)肉，該團隊使用第六代豬肌肉干細胞，經(jīng)過約20天培養(yǎng)得到重達5克的培養(yǎng)肉。下列有關敘述錯誤的是
A.培養(yǎng)豬肌肉干細胞，通常需要用胰蛋白酶分散成單個細胞
B.在培養(yǎng)過程中通常要通入5%的CO2，以刺激細胞呼吸
C.培養(yǎng)肉往往使用添加了糖、氨基酸等多種營養(yǎng)物質的培養(yǎng)液
D.培養(yǎng)肉作為食品上市還要經(jīng)過產(chǎn)品安全性等相關性能的評估
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培養(yǎng)豬肌肉干細胞，通常需要用胰蛋白酶分散成單個細胞，A正確；
培養(yǎng)過程中加入CO2是為了維持培養(yǎng)液pH的相對穩(wěn)定，B錯誤；
培養(yǎng)肉的培養(yǎng)液中需要添加糖、氨基酸等多種營養(yǎng)物質，C正確；
培養(yǎng)肉作為食品上市還要經(jīng)過產(chǎn)品安全性等相關性能的評估，D正確。
14
二、多項選擇題
8.如圖為科學家培育克隆猴的基本步驟，下列相關敘述正確的是
A.所需猴卵母細胞需發(fā)育至減數(shù)
第二次分裂的中期
B.對A猴卵母細胞去核是為保證
克隆猴的核遺傳物質都來自B猴
C.必須將重組細胞培養(yǎng)至桑椹胚或原腸胚時才能移植入代孕受體
D.A猴的卵母細胞質中含有促進B猴體細胞核全能性表達的物質
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應選用桑椹胚或囊胚期的早期胚胎進行胚胎移植，C錯誤；
卵母細胞的細胞質中含有促進細胞核全能性表達的物質，故體細胞的細胞核需移植到去核卵母細胞后才能表現(xiàn)出全能性，D正確。
9.人乳頭瘤病毒(HPV)是一種DNA病毒，可誘發(fā)細胞癌變。抗HPV的單克隆抗體可以準確檢測出HPV，從而及時監(jiān)控宮頸癌的發(fā)生。以HPV衣殼蛋白為抗原制備出單克隆抗體的過程如圖所示。下列敘述正確的是
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A.在HAT培養(yǎng)基上存活的雜交細胞
既能無限增殖又可以分泌抗體
B.單克隆抗體的特點是靈敏度高、
特異性強，可以大量制備
C.可用HPV衣殼蛋白檢測篩選出能
產(chǎn)生特異性抗體的雜交細胞
D.單克隆抗體制備過程涉及的生物學
原理有細胞增殖和細胞質膜的選擇透過性
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單克隆抗體的制備過程主要運用的細胞工程技術包括動物細胞培養(yǎng)和動物細胞融合，原理依次是細胞增殖、細胞質膜的流動性，D錯誤。
10.下列關于動物細胞培養(yǎng)的敘述，錯誤的是
A.動物細胞培養(yǎng)所需的營養(yǎng)物質與植物細胞培養(yǎng)不同
B.傳代培養(yǎng)時需要用胃蛋白酶處理貼壁生長的細胞
C.癌細胞在培養(yǎng)瓶中培養(yǎng)會出現(xiàn)接觸抑制現(xiàn)象
D.動物細胞培養(yǎng)時需要添加抗生素以防止雜菌污染
√
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動物細胞培養(yǎng)需要血清等天然成分，植物細胞培養(yǎng)需要蔗糖等，A正確；
傳代培養(yǎng)時需要用胰蛋白酶等處理貼壁生長的細胞，不然會因為接觸抑制而無法繼續(xù)分裂，B錯誤；
癌細胞質膜表面的糖蛋白減少，細胞間信息交流受到限制，在培養(yǎng)瓶中培養(yǎng)不會出現(xiàn)接觸抑制現(xiàn)象，C錯誤。
11.下圖是一種“生物導彈”的作用原理示意圖，沒有與腫瘤細胞結合的“生物導彈”一段時間后被機體清除。阿霉素是一種抗腫瘤藥，可抑制DNA和RNA的合成，對正常細胞也有一定毒性。下列相關說法正確的是
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A.單克隆抗體是由雜交細胞合成和分泌的
B.活化阿霉素能抑制細胞中的DNA復制和轉錄過程
C.在治療中，應先注射非活化的磷酸酶，再注射生物導彈
D.單克隆抗體特異性強，能減輕阿霉素對正常細胞的傷害
√
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三、非選擇題
12.研究發(fā)現(xiàn)，新冠病毒外殼中的S蛋白具有很強的抗原性，可利用其制備單克隆抗體，制備流程設計如下圖。請分析回答下列問題：
(1)人體內(nèi)，分泌抗體的細胞可來自______________細胞的增殖分化。
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B細胞或記憶B
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(2)根據(jù)病毒的結構，圖中①過程常用______酶處理，完成②過程需要的酶是__________。
(3)檢測④過程是否獲得成功的方法是____________________，
蛋白
逆轉錄酶
抗原－抗體雜交技術
⑥過程常用的方法是_____________。
顯微注射技術
(4)細胞Y的特點是_______________________________________________
_______。
能無限增殖且能合成并分泌與S蛋白發(fā)生特異性結合
的抗體
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(5)為克服鼠源性單抗的異源性反應，科研人員通過人工改造鼠源性單抗獲得了嵌合抗體。分析下圖，你認為最符合臨床要求的嵌合抗體是A～D中的_____。嵌合抗體的研制屬于____________這一科技范疇。
D
蛋白質工程
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13.科學家們發(fā)現(xiàn)，在核移植過程中，卵母細胞通過表達一些特異因子“修補”了體細胞核中缺失的端粒酶基因，最終成功地從端粒酶雜合缺失的小鼠體細胞中得到多能干細胞，該多能干細胞的端粒長度被有效延長，功能得以恢復。通過核移植后形成的多能干細胞，能分化發(fā)育成身體內(nèi)多種細胞，可用于自身組織修復，并具有安全性。這一成果從實驗和理論層面都表明人類“返老還童”不再是夢想。請回答下列問題：
(1)動物體細胞核移植所用的受體細胞通常是_________________，選擇該細胞的主要原因是_________________________________________。
去核的卵母細胞
卵細胞內(nèi)含有激發(fā)體細胞核全能性表達的成分
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(2)目前動物核移植技術中普遍使用的去核方法是____________。哺乳動物的核移植可以分為________________和體細胞核移植，其中移植成功率較高的是________________。
(3)端粒學說認為，細胞衰老的原因是染色體上的端粒結構縮短，而端粒酶能夠修復縮短的端粒，從而延緩細胞衰老。由此分析，題干中核移植小鼠的端粒酶活性應較正常小鼠的____。
(4)早期胚胎最終要通過__________技術才能發(fā)育成一個完整的個體。
顯微操作法
胚胎細胞核移植
胚胎細胞核移植
高
胚胎移植
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14.體細胞克隆猴的培育過程如圖所示。請分析回答問題：
(1)據(jù)圖可知，克隆猴培育過程用到了_____________、_________
_________和胚胎移植等技術。體細胞核移植技術的難度明顯高于胚胎細胞核移植技術，原因是____________________________
_________。
動物細胞培養(yǎng)
動物體細
胞核移植
體細胞分化程度高，表達全能性十分困難
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據(jù)圖可知，克隆猴培育過程用到了動物細胞培養(yǎng)、胚胎移植、動物細胞核移植技術。
(2)題述實驗核移植的受體一般選用A猴處于減數(shù)第二次分裂中期的_________，原因是該細胞體積大、易操作、營養(yǎng)物質豐富且含有促進_____________表達的物質。
卵母細胞
細胞核全能性
上述實驗核移植的受體一般選用A猴減數(shù)第二次分裂中期的(次級)卵母細胞，原因是卵母細胞體積大、易操作、營養(yǎng)物質豐富且含有促進細胞核全能性表達的物質。
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(3)目前核移植技術中普遍使用的去核方法是_________________。
顯微操作(去核法)
(4)克隆猴的成功培育為阿爾茨海默病、自閉癥等腦疾病以及免疫缺陷病、腫瘤等疾病的機理研究、干預、診治帶來前所未有的光明前景。與以往用普通猴子做實驗相比，克隆猴作為實驗動物模型的優(yōu)勢是__________________________
_____________________________________________________________________________________________________________________(答出一點即可)。
體細胞克隆猴遺傳背景相同，
可避免個體間差異對實驗的干擾，大大減少實驗動物的使用數(shù)量；體細胞克隆猴制備時間縮短，基因編輯等可在體外培養(yǎng)的細胞中進行
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與以往用普通猴子做實驗相比，克隆猴作為實驗動物模型的兩大優(yōu)勢是體細胞克隆猴遺傳背景相同，可避免個體間差異對實驗的干擾，大大減少實驗動物的使用數(shù)量；體細胞克隆猴制備時間縮短，基因編輯等可在體外培養(yǎng)的細胞中進行。第4課時　動物細胞工程
課標要求　1.闡明動物細胞核移植和動物細胞培養(yǎng)及應用。2.闡明動物細胞融合、單克隆抗體制備及干細胞應用技術。
考點一　動物細胞核移植技術及其應用
1．動物細胞核移植技術
(1)概念分析
①供體：動物一個細胞的細胞核。
②受體：去除細胞核的成熟卵母細胞。
③結果：重新組合的細胞發(fā)育成新的胚胎，繼而發(fā)育成動物新個體。
④原理：動物體細胞核具有全能性。
(2)哺乳動物核移植類型：胚胎細胞核移植和體細胞核移植。
2．體細胞核移植的過程
思考討論
(1)動物核移植技術的理論基礎(原理)是什么？克隆動物屬于有性生殖還是無性繁殖？
提示　動物細胞核的全能性。克隆動物屬于無性繁殖。
(2)為什么體細胞核移植較胚胎細胞核移植更困難？
提示　由于動物胚胎細胞分化程度低，表現(xiàn)全能性相對容易；而動物體細胞分化程度高，表現(xiàn)全能性十分困難。因此動物體細胞核移植的難度就明顯高于胚胎細胞核移植。
(3)受體細胞為什么選用卵母細胞？
提示　體積大，易操作；去核時易于同時吸走第一極體；含有激發(fā)細胞核全能性的物質。
(4)為什么不是取供體細胞核進行核移植操作，而是將供體細胞整個注入去核卵母細胞中？
提示　保證供核不被破壞，使克隆動物更像供體動物，操作也方便。
(5)在體細胞的細胞核移植到受體卵母細胞之前，為什么必須先去掉受體卵母細胞的核？
提示　為使核移植的胚胎或動物的核遺傳物質全部來自有重要利用價值的動物提供的體細胞，在供體細胞的細胞核移至受體細胞之前，必須將受體細胞的核遺傳物質去掉或將其破壞。
(6)克隆動物是對體細胞供體動物100%的復制嗎？為什么？
提示　不是；克隆動物細胞核中的遺傳物質來自供體動物，但細胞質中的遺傳物質同時來自供體細胞和受體卵母細胞。此外，生物性狀還受環(huán)境因素的影響。
3．應用
動物體細胞核移植技術應用非常廣泛，對促進畜牧業(yè)的發(fā)展、培育優(yōu)良畜種、生產(chǎn)實驗動物和轉基因動物、拯救瀕危動物、保護動物資源都具有一定的應用價值。
考向　動物體細胞核移植技術和克隆動物
1．2018年1月國際頂尖學術期刊《Cell》雜志報道，我國科學家以一只雌性獼猴胎兒成纖維細胞為核供體成功克隆兩只獼猴，成為全球首例體細胞克隆靈長類動物。下列相關敘述錯誤的是(　　)
A．這項技術證明高度分化的動物體細胞具有全能性
B．研究中需要使用成熟卵母細胞作為核移植的受體
C．培育出的兩只雌性獼猴的基因組成幾乎完全相同
D．克隆獼猴的成功為大量培育靈長類遺傳病模型動物提供了可能
答案　A
解析　因為克隆的兩只獼猴是以一只雌性獼猴胎兒成纖維細胞為核供體發(fā)育而來的，該過程經(jīng)過了細胞核移植，只能說明分化的動物體細胞的細胞核具有全能性，A項錯誤。
2．(多選)“中中”和“華華”是兩只在我國出生的克隆獼猴，它們也是國際上首例利用體細胞克隆技術獲得的非人靈長類動物。如圖表示培育“中中”和“華華”的流程。下列相關敘述正確的是(　　)
A．圖示過程中利用的技術有核移植和干細胞移植技術等
B．這兩只克隆獼猴是由同一受精卵發(fā)育而成的雙胞胎
C．融合細胞的培養(yǎng)過程需要無菌、無毒的環(huán)境和營養(yǎng)等條件
D．利用A猴的胚胎干細胞核移植獲得克隆獼猴的難度要小些
答案　CD
解析　圖示過程包括核移植、動物細胞培養(yǎng)、胚胎移植等技術，沒有干細胞移植技術，A錯誤；這兩只克隆獼猴是通過體細胞核移植、胚胎移植產(chǎn)生的，沒有用到受精卵，B錯誤。
考點二　動物細胞培養(yǎng)及干細胞技術
1．動物細胞培養(yǎng)
(1)動物細胞的培養(yǎng)過程
(2)動物細胞培養(yǎng)需要嚴格的環(huán)境條件，包括溫度、pH、合適的氣體和營養(yǎng)物質(葡萄糖、氨基酸、無機鹽、維生素、促生長因子、微量元素)等，此外通常還需加入血清等一些天然成分。
深度思考
(1)為什么對動物細胞進行培養(yǎng)時通常要添加血清？
提示　血清中含有多種未知的促細胞生長因子等營養(yǎng)物質，這是細胞生長和增殖所必需的。
(2)培養(yǎng)前為什么分散成單個細胞？
提示　①成塊組織中細胞與細胞靠在一起，彼此限制了生長與增殖；②利于與培養(yǎng)液充分接觸，保證O2與營養(yǎng)供應和代謝物及時排出。
(3)將組織分散成單個細胞時為什么要用胰蛋白酶(或膠原蛋白酶)處理？胃蛋白酶可以嗎？
提示　胰蛋白酶可以將動物組織細胞間的蛋白質成分酶解，使細胞分散開，獲得單個細胞。胃蛋白酶的最適pH為1.5，當pH大于6時，胃蛋白酶就會失去活性。多數(shù)動物細胞培養(yǎng)的適宜pH為7.1～7.3，胃蛋白酶在此環(huán)境中沒有活性，所以不可以用胃蛋白酶。
(4)定期更換培養(yǎng)基的目的是什么？
提示　以便清除代謝物，防止細胞代謝物積累對細胞自身造成危害。
(5)幼齡動物的細胞與老齡動物的細胞比較，分化程度低的細胞與分化程度高的細胞比較，哪些細胞更易于培養(yǎng)？為什么？
提示　幼齡動物的細胞和分化程度低的細胞更易培養(yǎng)，原因是這些細胞分裂能力強。
(6)如何區(qū)分原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)？
提示　關鍵看用胰蛋白酶處理的對象和是否分瓶，分瓶前，第一次用胰蛋白酶對動物組織進行處理后的培養(yǎng)為原代培養(yǎng)；而用胰蛋白酶處理將貼壁生長的細胞從瓶壁脫離下來，分瓶后的培養(yǎng)為傳代培養(yǎng)。
歸納總結　動物細胞培養(yǎng)和植物組織培養(yǎng)的比較
項目 動物細胞培養(yǎng) 植物組織培養(yǎng)
理論基礎 細胞增殖 植物細胞的全能性
培養(yǎng)前處理 無菌；用機械的方法或胰蛋白酶、膠原蛋白酶等處理，使組織分散成單個細胞 無菌、離體
取材 動物胚胎或出生不久的幼齡動物的器官或組織 植物幼嫩的部位或花藥等
培養(yǎng)基性質 液體 固體
培養(yǎng)基成分 葡萄糖、氨基酸、無機鹽、微量元素、促生長因子、維生素和動物血清等 水、礦質元素、蔗糖、維生素、植物激素和瓊脂等
結果 細胞培養(yǎng)產(chǎn)生大量細胞，不形成新個體 可產(chǎn)生新個體
應用 人造皮膚的構建、動物分泌蛋白的規(guī)模化生產(chǎn) 快速繁殖、作物脫毒、細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)和單倍體育種等
相同點 ①都需人工條件下的無菌操作；②都需要適宜的溫度、pH等條件；③都進行有絲分裂，都不涉及減數(shù)分裂
2.干細胞技術
(1)干細胞
①概念：動物(包括人)胚胎及某些器官中同時具有自我更新和分化能力的細胞。
②分類：單能干細胞、多能干細胞、全能干細胞。
(2)應用
干細胞技術應用于疾病治療、新藥研制和開發(fā)。
考向一　動物細胞培養(yǎng)
3．為了初步檢測藥物X和Y的抗癌活性，在細胞培養(yǎng)板的每個孔中加入相同數(shù)量的肝癌細胞，使其貼壁生長，實驗組加入等體積相同濃度的溶于二甲基亞砜(溶劑)的藥物X或Y，培養(yǎng)過程及結果如下圖所示。下列有關敘述錯誤的是(　　)
A．細胞培養(yǎng)液中通常需要加入血清
B．可用胰蛋白酶處理使肝癌細胞脫落下來并進行計數(shù)
C．對照組中應加入等體積的無菌蒸餾水
D．根據(jù)實驗結果，可以初步判斷藥物X的抗癌效果較好
答案　C
解析　實驗組加入等體積相同濃度的溶于二甲基亞砜(溶劑)的藥物X或Y，故對照組中應加入等體積的二甲基亞砜(溶劑)，C錯誤；分析實驗結果可知，添加藥物X的實驗組肝癌細胞數(shù)目最少，可以初步判斷藥物X的抗癌效果較好，D正確。
4．(2023·江蘇淮安高三模擬)對某種動物的肝腫瘤細胞進行細胞培養(yǎng)，下列說法錯誤的是(　　)
A．在利用肝組織塊制備細胞懸液時，可用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理
B．動物細胞培養(yǎng)應在含5%CO2的CO2培養(yǎng)箱中進行，CO2的作用維持培養(yǎng)液的pH
C．為了防止動物細胞培養(yǎng)過程中受污染，可向培養(yǎng)液中加入適量的干擾素
D．在合成培養(yǎng)基中，通常需加入血清等一些天然成分
答案　C
解析　在利用肝組織塊制備細胞懸液時，可用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理，以分解組織細胞間的蛋白質，得到單個細胞，A正確；為防止動物細胞培養(yǎng)過程中雜菌的污染，可向培養(yǎng)液中加入適量的抗生素，C錯誤；使用合成培養(yǎng)基培養(yǎng)動物細胞時，通常要加入血清等一些天然成分，以利于動物細胞生長，D正確。
考向二　干細胞技術
5．動物和人體內(nèi)具有分裂和分化能力的細胞稱為干細胞。對下圖的相關敘述中，錯誤的是(　　)
A．a(chǎn)過程可表示干細胞的自我更新
B．b、c過程表示干細胞具有分化能力
C．a(chǎn)、b、c過程中細胞的遺傳信息表達情況不同
D．a(chǎn)、b、c過程中遺傳物質發(fā)生了定向改變
答案　D
解析　a過程可表示干細胞的自我更新，干細胞通過細胞分裂產(chǎn)生新的干細胞，A正確；b、c過程表示干細胞具有分化能力，可以分化出特定功能的細胞，B正確；a、b、c過程中細胞的遺傳信息表達情況不同，即發(fā)生了基因的選擇性表達，C正確；a、b、c過程中遺傳物質未發(fā)生改變，D錯誤。
6．(多選)(2023·江蘇海安高三檢測)有研究表明“漸凍癥”是由突變的基因導致運動神經(jīng)元合成了某種毒蛋白，從而阻礙了軸突內(nèi)營養(yǎng)物質的流動。也有最新研究結果表明，利用誘導多功能干細胞(iPS細胞)制作前驅細胞，然后移植給漸凍癥實驗鼠，能延長其壽命。下列相關描述正確的是(　　)
A．iPS細胞分化成的多種細胞中所有核酸相同，蛋白質卻不完全相同
B．iPS細胞分化的實質是基因的選擇性表達，細胞種類增多
C．若控制運動神經(jīng)元合成毒蛋白的基因替換，則可以起到良好的治療作用
D．植入神經(jīng)干細胞，恢復受損的運動功能，也許會在一定程度上使“漸凍癥”病情改善
答案　BCD
解析　細胞分化的實質是基因的選擇性表達，因此iPS細胞分化成的多種細胞中DNA相同，RNA和蛋白質不完全相同，A錯誤；細胞分化的結果是形成形態(tài)、結構和生理功能不同的細胞，使細胞的種類增多，B正確；若控制運動神經(jīng)元合成毒蛋白的基因替換，則無法合成該毒蛋白，所以可以起到治療該病的作用，C正確；植入神經(jīng)干細胞，誘導分化成前驅細胞，恢復受損的運動功能，也許會在一定程度上使“漸凍癥”病情改善，D正確。
考點三　動物細胞融合技術和單克隆抗體
1．動物細胞融合技術
(1)概念：在一定的條件下將兩個或多個動物細胞通過物理、化學或生物方法結合形成一個細胞的技術。
(2)條件：常用的促融方法有生物方法(如病毒誘導融合法)、化學方法(如聚乙二醇誘導融合法)、物理方法(如電場誘導融合法)。
(3)原理：細胞質膜的流動性。
(4)結果：形成具有原來兩個或多個細胞遺傳信息的單核細胞，稱為雜種細胞。
2．單克隆抗體的制備
(1)制備原理
①漿細胞特點：漿細胞只分泌一種特定抗體。
②骨髓瘤細胞特點：能在體外大量增殖。
③雜交細胞的特點：既能大量增殖，又能產(chǎn)生足夠數(shù)量的特定抗體。
(2)制備過程
①圖中給小鼠注射特定的抗原蛋白，其目的是什么？
提示　刺激機體發(fā)生免疫應答，從而產(chǎn)生特定的漿細胞。
②若僅考慮細胞的兩兩融合，在獲取雜交細胞的過程中，淘汰的細胞有幾種類型？為什么？
提示　有未融合的細胞和同種細胞融合后形成的細胞兩種類型。出現(xiàn)不同類型是因為細胞融合不是100%的，且是隨機的。
③應用
制備單克隆抗體靶向制劑是單克隆抗體在臨床上實際應用的一方面；由于單克隆抗體可以高度特異性地識別抗原，在疾病診斷上也有一定的臨床價值。
考向　動物細胞融合和單克隆抗體
7．在利用細胞融合技術生產(chǎn)單克隆抗體的過程中，不需要考慮(　　)
A．B淋巴細胞和骨髓瘤細胞之間的免疫排斥
B．注射特定抗原蛋白，對實驗小鼠進行免疫
C．向細胞培養(yǎng)液中加入促融劑的種類和處理時間
D．選擇特定試劑篩選能產(chǎn)生特定抗體的雜交細胞
答案　A
解析　制備單克隆抗體過程中，要對實驗小鼠注射特定的抗原，抗原進入機體后刺激機體產(chǎn)生特異性免疫反應從而產(chǎn)生相應的B淋巴細胞，B不符合題意；向細胞培養(yǎng)液中加入促融劑的種類和處理時間會影響細胞的融合，C不符合題意；選擇特定試劑篩選能產(chǎn)生特定抗體的雜交細胞需要考慮，否則會影響單克隆抗體的產(chǎn)量或得到單克隆抗體的特異性差，D不符合題意。
8．下圖表示利用經(jīng)抗原免疫后的B淋巴細胞與小鼠的骨髓瘤細胞進行雜交，制備單克隆抗體的過程，請據(jù)圖回答下列問題：
(1)在單克隆抗體的制備過程中，應用了細胞工程中的__________和__________兩大技術。
(2)將特定的抗原注入小鼠，需在一定時間內(nèi)間隔注射3次，其目的是________________。
(3)培養(yǎng)雜交細胞的培養(yǎng)基中需加入動物血清，原因是____________________________，植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基與該培養(yǎng)基在物理性質方面相比，需要添加____________，雜交細胞體外培養(yǎng)過程中，為避免細胞代謝產(chǎn)物積累對細胞自身造成危害，常采取的措施是________________________________。
(4)對篩選出來的雜交細胞應盡早進行克隆化，克隆化的方法最常用的是有限稀釋法，即稀釋細胞到3～10個細胞/mL，每孔加入細胞稀釋液______(填“0.1”或“10”)mL，使每個孔內(nèi)不多于一個細胞，達到單克隆培養(yǎng)的目的。
(5)單克隆抗體注入體內(nèi)后可以自動追蹤抗原(如癌變細胞等)并與之結合，而不攻擊正常細胞，故可制成“生物導彈”，這是利用了________________________________________。
答案　(1)動物細胞融合　動物細胞培養(yǎng)　(2)加強免疫刺激小鼠產(chǎn)生更多的淋巴細胞　(3)補充細胞生長所需的未知營養(yǎng)物質　瓊脂　定期更換培養(yǎng)液　(4)0.1　(5)抗原與抗體能高度特異性結合
解析　(4)由于稀釋后密度是3～10個細胞/mL，要使每個孔內(nèi)不多于一個細胞，則每孔應該加入細胞稀釋液為0.1 mL，這樣可以達到單克隆培養(yǎng)的目的。(5)由于抗體能夠與抗原特異性結合，因此將單克隆抗體制成“生物導彈”，可以保證將藥物定向帶到癌變部位，達到定向治療的目的，同時也不攻擊正常細胞。
1．(多選)(2022·江蘇，19)下圖表示利用細胞融合技術進行基因定位的過程，在人－鼠雜種細胞中人的染色體會以隨機方式丟失，通過分析基因產(chǎn)物進行基因定位。現(xiàn)檢測細胞Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中人的4種酶活性，只有Ⅱ具有芳烴羥化酶活性，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均有乳酸脫氫酶活性。下列相關敘述正確的有(　　)
A．加入滅活仙臺病毒的作用是促進細胞融合
B．細胞Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分別為人－人、人－鼠、鼠－鼠融合細胞
C．芳烴羥化酶基因位于2號染色體上，乳酸脫氫酶基因位于11號染色體上
D．胸苷激酶基因位于17號染色體上，磷酸甘油酸激酶基因位于X染色體上
答案　ACD
解析　動物細胞融合過程中，可以利用滅活的仙臺病毒或聚乙二醇作誘導劑促進細胞融合，A正確；細胞Ⅲ中保留了人的X、11、17號染色體，故不會是鼠－鼠融合細胞，B錯誤；根據(jù)題意和題圖分析可知，芳烴羥化酶基因位于2號染色體上，乳酸脫氫酶基因位于11號染色體上，胸苷激酶基因位于17號染色體上，磷酸甘油酸激酶基因位于X染色體上，C、D正確。
2．(2021·浙江1月選考，18改編)下圖為動物成纖維細胞的培養(yǎng)過程示意圖。下列敘述正確的是(　　)
A．步驟①的操作不需要在無菌環(huán)境中進行
B．步驟②中用鹽酸溶解細胞間物質使細胞分離
C．步驟③到④的分瓶操作前常用胰蛋白酶處理
D．步驟④培養(yǎng)過程中不會發(fā)生癌變
答案　C
解析　步驟①的操作需要在無菌環(huán)境下進行，A錯誤；在制備動物細胞懸液時用機械的方法或用胰蛋白酶等處理，使組織塊分散成單個細胞，B錯誤，C正確。
3．(多選)(2019·江蘇，23)如圖為雜交細胞制備示意圖。骨髓瘤細胞由于缺乏次黃嘌呤磷酸核糖轉移酶(HGPRT－)，在HAT篩選培養(yǎng)液中不能正常合成DNA，無法生長。下列敘述正確的是(　　)
A．可用滅活的仙臺病毒誘導細胞融合
B．兩兩融合的細胞都能在HAT培養(yǎng)液中生長
C．雜交細胞需進一步篩選才能用于生產(chǎn)
D．細胞質膜的流動性是細胞融合的基礎
答案　ACD
解析　動物細胞融合可以用滅活的仙臺病毒、聚乙二醇(PEG)、電場等進行誘導，A正確；兩兩融合的細胞包括：免疫B細胞與免疫B細胞的融合細胞、骨髓瘤細胞與骨髓瘤細胞的融合細胞、雜交細胞，據(jù)題干信息骨髓瘤細胞在HAT篩選培養(yǎng)液中無法生長，因此骨髓瘤細胞與骨髓瘤細胞的融合細胞在HAT培養(yǎng)液中無法生長，而免疫B細胞與免疫B細胞的融合細胞不能無限增殖，故不能生長，雜交細胞可以在HAT培養(yǎng)液中生長，B錯誤；融合后產(chǎn)生的雜交細胞并不是都能表達產(chǎn)生所需的單克隆抗體，還需要進一步篩選才能用于生產(chǎn)，C正確；動物細胞融合依據(jù)的原理是細胞質膜的流動性，D正確。
4．(2020·江蘇，28)新型冠狀病毒可通過表面的刺突蛋白(S蛋白)與人呼吸道黏膜上皮細胞的ACE2受體結合，侵入人體，引起感染。圖1為病毒侵入后，人體內(nèi)發(fā)生的部分免疫反應示意圖。單克隆抗體可阻斷病毒的黏附或入侵，故抗體藥物的研發(fā)已成為治療新冠感染的研究熱點之一。圖2為篩選、制備抗S蛋白單克隆抗體的示意圖。請據(jù)圖回答下列問題：
(1)圖1中人體內(nèi)抗原呈遞細胞吞噬病毒，并將病毒的抗原暴露在細胞表面，被________細胞表面的受體識別后激活該細胞。
(2)B細胞識別入侵的病毒后，在細胞因子作用下，經(jīng)過細胞的____________，形成______________細胞。
(3)為判斷疑似患者是否為新型冠狀病毒感染者，采集鼻咽拭子主要用于病原學檢查，檢測病毒的__________；采集血液樣本主要用于血清學檢查，檢測______________________。
(4)據(jù)圖2所示，研制抗S蛋白單克隆抗體，需先注射____________免疫小鼠以激活小鼠的免疫細胞，再提取激活的B淋巴細胞與骨髓瘤細胞融合，用HAT培養(yǎng)基篩選獲得________細胞。因為同一種抗原可能激活____________細胞，還需繼續(xù)篩選才能獲得分泌單克隆抗體的細胞株。
答案　(1)T　(2)增殖、分化　漿細胞和記憶　(3)核酸　抗新型冠狀病毒抗體　(4)刺突蛋白(或S蛋白)　雜交　多種B淋巴
解析　(1)病毒可作為引起免疫反應的抗原，其侵入人體后，首先會被抗原呈遞細胞吞噬處理，將其特有的抗原暴露，從而被T細胞表面的受體識別并激活T細胞。(2)B細胞識別入侵的病毒后，在細胞因子的作用下，會增殖、分化形成漿細胞和記憶細胞。(3)判斷疑似患者是否為新型冠狀病毒感染者時，若采集鼻咽拭子進行病原學檢查，則檢測的是病毒的核酸；若病人感染了該病毒，則血清中會存在相應的抗體，因此若采集血液樣本進行血清學檢查，則檢測的是抗新型冠狀病毒抗體。(4)要研制抗S蛋白單克隆抗體，需先給小鼠注射刺突蛋白(S蛋白)作為抗原，以獲得激活的小鼠B淋巴細胞。激活的B淋巴細胞與骨髓瘤細胞融合時，會出現(xiàn)B—B細胞、瘤—瘤細胞以及雜交細胞(只考慮2個細胞的融合)，所以應先用HAT培養(yǎng)基篩選獲得雜交細胞。又因為同一種抗原可能激活多種B淋巴細胞，所以對獲得的雜交細胞還需繼續(xù)進行克隆化培養(yǎng)和專一抗體的陽性檢測，以獲得能分泌單克隆抗體的細胞株。
5．(2020·全國Ⅰ，38)為研制抗病毒A的單克隆抗體，某同學以小鼠甲為實驗材料設計了以下實驗流程。
回答下列問題：
(1)上述實驗前必須給小鼠甲注射病毒A，該處理的目的是______________________。
(2)寫出以小鼠甲的脾臟為材料制備單細胞懸液的主要實驗步驟：________________
________________________________________________________________________。
(3)為了得到能產(chǎn)生抗病毒A的單克隆抗體的雜交細胞，需要進行篩選。圖中篩選1所采用的培養(yǎng)基屬于______________，使用該培養(yǎng)基進行細胞培養(yǎng)的結果是______________。
圖中篩選2含多次篩選，篩選所依據(jù)的基本原理是____________________________
________________________________________________________________________。
(4)若要使能產(chǎn)生抗病毒A的單克隆抗體的雜交細胞大量增殖，可采用的方法有__________________________________________________________(答出2點即可)。
答案　(1)誘導小鼠甲產(chǎn)生能夠分泌抗病毒A抗體的B淋巴細胞　(2)取小鼠甲脾臟剪碎，用胰蛋白酶處理使其分散成單個細胞，加入培養(yǎng)液制成單細胞懸液　(3)選擇培養(yǎng)基　只有雜交細胞能夠生存　抗原與抗體的反應具有特異性　(4)將雜交細胞注射到小鼠腹腔內(nèi)增殖；將雜交瘤細胞在體外培養(yǎng)
解析　(1)利用小鼠甲制備單克隆抗體時，先要給小鼠甲注射相應的抗原，目的是獲得經(jīng)免疫的、能產(chǎn)生相應抗體的漿細胞。(2)利用小鼠甲的脾臟制備單細胞懸液的主要步驟是①取小鼠甲的脾臟并剪碎；②用胰蛋白酶處理使其分散成單個細胞；③利用培養(yǎng)液將分散的細胞制成細胞懸液。(3)為了得到所需要的雜交細胞，在細胞培養(yǎng)過程中要進行篩選。第一次篩選(篩選1)是利用選擇培養(yǎng)基進行篩選，在選擇培養(yǎng)基上只有融合的雜種細胞才能生長，未融合的、同種細胞融合的細胞都不能存活。后續(xù)過程還需要利用抗原與抗體的反應具有特異性的原理進行多次篩選(篩選2)，目的是得到能產(chǎn)生所需要的抗體并能無限增殖的雜交細胞。(4)若要將得到的雜交細胞進行大量培養(yǎng)，可以在體外條件下進行大規(guī)模培養(yǎng)或將其注射到小鼠腹腔內(nèi)增殖。
一、易錯辨析
1．制備肝細胞懸液時先用剪刀剪碎肝組織，再用胃蛋白酶處理(　×　)
2．動物細胞培養(yǎng)時，O2是細胞代謝所必需的，CO2的主要作用是維持培養(yǎng)液的pH(　√　)
3．制備單克隆抗體時，要選用已免疫的B細胞和骨髓瘤細胞融合形成雜交細胞(　√　)
4．滅活的病毒能促進動物細胞融合，但不能促進植物細胞融合(　√　)
5．克隆動物都只具備一個親本的遺傳特性(　×　)
6．克隆動物的制備屬于有性繁殖(　×　)
二、填空默寫
1．(選擇性必修3 P64)動物細胞核移植技術：指把一個動物細胞的細胞核移植到一個已經(jīng)去除細胞核的成熟卵母細胞中，并使重組細胞發(fā)育為一個新的胚胎，繼而發(fā)育為動物新個體的技術。
2．(選擇性必修3 P65)動物細胞培養(yǎng)技術：指從動物體內(nèi)獲得相關組織，分散成單個細胞后，模擬體內(nèi)環(huán)境，在溫度適宜、營養(yǎng)充足、無菌等條件下培養(yǎng)，使其繼續(xù)生長、增殖的技術。
3．(選擇性必修3 P66)原代培養(yǎng)：指從供體獲取細胞或組織后進行的初次培養(yǎng)。
4．(選擇性必修3 P66)傳代培養(yǎng)：將原代培養(yǎng)的細胞繼續(xù)轉接到新的培養(yǎng)基上繼續(xù)培養(yǎng)的過程。
5．(選擇性必修3 P66)動物細胞融合技術指在一定的條件下將兩個或多個動物細胞，通過物理、化學、或生物方法，結合形成一個細胞的技術。
6．(選擇性必修3 P67)單克隆抗體：利用單克隆抗體制備技術產(chǎn)生的化學性質單一、特異性強的抗體。
7．(選擇性必修3 P69)干細胞：指動物(包括人)胚胎及某些器官中同時具有自我更新和分化能力的細胞。
課時精練
一、單項選擇題
1．下列關于細胞工程的敘述，不正確的是(　　)
A．將胚胎或幼齡動物組織制成單細胞后需去除胰蛋白酶
B．細胞質膜外表面糖蛋白是培養(yǎng)細胞發(fā)生貼壁的重要因素
C．植物組織培養(yǎng)過程中通常需要進行更換培養(yǎng)基的操作
D．宜在低滲溶液中用酶解法處理植物細胞獲得原生質體
答案　D
2．下圖是某動物細胞培養(yǎng)時，培養(yǎng)液中活細胞和死亡細胞密度統(tǒng)計結果。下列相關敘述不正確的是(　　)
A．實驗中要控制胃蛋白酶溶液濃度和處理時間，以免損傷細胞
B．培養(yǎng)液中應適當加入青霉素、鏈霉素，以避免雜菌污染
C．曲線bc段產(chǎn)生的主要原因是培養(yǎng)液中營養(yǎng)物質不足及有害代謝產(chǎn)物積累等
D．為獲得更多的該動物細胞，最好在第6天進行分瓶培養(yǎng)
答案　A
解析　動物細胞培養(yǎng)時，需要用胰蛋白酶處理，因此實驗中要控制胰蛋白酶溶液濃度和處理時間，以免損傷細胞，A錯誤；動物細胞培養(yǎng)需要無菌環(huán)境，因此培養(yǎng)液中應適當加入青霉素、鏈霉素等抗生素，以避免雜菌污染，B正確；曲線bc段表示活細胞密度減少而死細胞密度增加，產(chǎn)生的主要原因是培養(yǎng)液中營養(yǎng)物質不足及有害代謝產(chǎn)物積累等，C正確；圖示第6天時，活細胞由于營養(yǎng)物質不足等原因而出現(xiàn)了下降現(xiàn)象，因此為獲得更多的該動物細胞，最好在第6天進行分瓶培養(yǎng)，D正確。
3．(2023·江蘇南京高三模擬)某學術期刊發(fā)表論文稱，利用人類多能干細胞培養(yǎng)的皮膚類器官在培養(yǎng)4～5個月后，形成了多層皮膚組織，包含毛囊、皮脂腺和神經(jīng)元回路，是迄今最逼真的人皮膚類器官。下列相關敘述正確的是(　　)
A．多能干細胞形成多層皮膚組織的過程中，遺傳物質通常會發(fā)生改變
B．多能干細胞培養(yǎng)形成多層皮膚組織，說明動物的體細胞具有全能性
C．給燒傷病人移植自身多能干細胞培養(yǎng)成的皮膚類器官可減弱免疫排斥反應
D．該項研究結果表明多能干細胞可以分化成為人體內(nèi)所需的各種組織和器官
答案　C
解析　多能干細胞形成多層皮膚組織的過程中，遺傳物質并未發(fā)生改變，只是基因的選擇性表達，A錯誤；多能干細胞培養(yǎng)形成多層皮膚組織，未分化成各種細胞或發(fā)育成完整個體，不能體現(xiàn)動物體細胞的全能性，B錯誤；研究結果表明，多能干細胞能形成多層皮膚組織，包含毛囊、皮脂腺和神經(jīng)元回路，但不能說明其能分化成各種組織和器官，D錯誤。
4．(2023·江蘇連云港高三模擬)新冠變異毒株“奧密克戎”表面的刺突蛋白(S蛋白)存在30多處改變，使其與細胞質膜上的受體結合更緊密，逃避抗體結合的能力增強。下列說法不正確的是(　　)
A．新冠病毒變異的根本原因是控制S蛋白合成的基因發(fā)生了突變
B．生產(chǎn)滅活疫苗需先培養(yǎng)病毒宿主細胞
C．毒株“奧密克戎”抗原檢測利用了抗原－抗體特異性結合的原理，需要設計多種引物
D．大規(guī)模人群免疫接種，群體免疫力增強，新冠病毒無癥狀感染者比例也會上升
答案　C
解析　毒株“奧密克戎”抗原檢測利用了抗原－抗體特異性結合的原理，該過程不需要設計引物，C錯誤。
5．如圖為體細胞克隆猴“中中”和“華華”的培育流程，其為建立人類疾病的動物模型、研究疾病機理帶來光明前景。下列敘述正確的是(　　)
A．過程①將成纖維細胞注射到去核的卵母細胞中，體現(xiàn)了細胞質膜的選擇透過性
B．過程②在培養(yǎng)基中加入的動物血清含有激發(fā)成纖維細胞核全能性表達的物質
C．過程③進行同期發(fā)情處理，可降低代孕母猴對“中中”“華華”的免疫排斥反應
D．與模型小鼠相比，模型猴更適合于研究人類疾病的發(fā)病機理、研發(fā)診治藥物
答案　D
解析　過程①將成纖維細胞注射到去核的卵母細胞中，未體現(xiàn)細胞質膜的選擇透過性，A錯誤；在培養(yǎng)細胞時需在培養(yǎng)基中加入一定量的動物血清，作用是模擬內(nèi)環(huán)境和補充未知的缺少的營養(yǎng)物質，激發(fā)成纖維細胞核的全能性的是卵母細胞的細胞質中的物質，B錯誤；過程③進行同期發(fā)情處理，是為了為胚胎移入受體提供相同的生理環(huán)境，C錯誤；猴子與人類的親緣關系比小鼠近，與模型小鼠相比，模型猴更適合于研究人類疾病的發(fā)病機理、研發(fā)診治藥物，D正確。
6．將人、鼠細胞懸液混合并誘導細胞融合(只考慮細胞兩兩融合)后，在HAT培養(yǎng)基上，同時含有T、H基因(獨立遺傳)的細胞才能存活和增殖。增殖過程中，細胞內(nèi)人染色體隨機丟失，只殘留一條或幾條。對處于分裂中期細胞的鏡檢結果如表。下列相關敘述正確的是(　　)
細胞 融合細胞
人 鼠 細胞樣編號 殘留人染色體編號
ttHH TThh ① 17
② 10、10、17
③ 17、X
A．在HAT培養(yǎng)基上，融合細胞均能存活和增殖
B．可以確定①的基因組成為TTTTHHhhhh
C．可以確定①②③的相關基因組成相同
D．可以將T(t)基因定位于人第17號染色體
答案　B
解析　融合細胞有多種，由題意知，在HAT培養(yǎng)基上，同時含有T、H基因(獨立遺傳)的細胞才能存活和增殖，A錯誤；由表格信息可知，①細胞含有一條人體染色體，由細胞同時具有T、H基因才能存活，因此該染色體上含有H基因，由于有絲分裂中期一條染色體上含有2個染色單體，因此此時細胞中含有HH基因，鼠染色體上的基因型是TTTThhhh，所以融合細胞①的基因型是TTTTHHhhhh，B正確；由于“增殖過程中，細胞內(nèi)人染色體隨機丟失”，故②③基因型不能確定，C錯誤；據(jù)表格信息可知，殘留人染色體編號均含有17號染色體，而①細胞含有一條人體染色體，由細胞同時具有T、H基因才能存活，因此該染色體上含有H基因，故可將H(h)基因定位于17號染色體上，D錯誤。
7．南京農(nóng)業(yè)大學的科研人員用動物干細胞研發(fā)出我國第一塊肌肉干細胞培養(yǎng)肉，該團隊使用第六代豬肌肉干細胞，經(jīng)過約20天培養(yǎng)得到重達5克的培養(yǎng)肉。下列有關敘述錯誤的是(　　)
A．培養(yǎng)豬肌肉干細胞，通常需要用胰蛋白酶分散成單個細胞
B．在培養(yǎng)過程中通常要通入5%的CO2，以刺激細胞呼吸
C．培養(yǎng)肉往往使用添加了糖、氨基酸等多種營養(yǎng)物質的培養(yǎng)液
D．培養(yǎng)肉作為食品上市還要經(jīng)過產(chǎn)品安全性等相關性能的評估
答案　B
解析　培養(yǎng)豬肌肉干細胞，通常需要用胰蛋白酶分散成單個細胞，A正確；培養(yǎng)過程中加入CO2是為了維持培養(yǎng)液pH的相對穩(wěn)定，B錯誤；培養(yǎng)肉的培養(yǎng)液中需要添加糖、氨基酸等多種營養(yǎng)物質，C正確；培養(yǎng)肉作為食品上市還要經(jīng)過產(chǎn)品安全性等相關性能的評估，D正確。
二、多項選擇題
8．如圖為科學家培育克隆猴的基本步驟，下列相關敘述正確的是(　　)
A．所需猴卵母細胞需發(fā)育至減數(shù)第二次分裂的中期
B．對A猴卵母細胞去核是為保證克隆猴的核遺傳物質都來自B猴
C．必須將重組細胞培養(yǎng)至桑椹胚或原腸胚時才能移植入代孕受體
D．A猴的卵母細胞質中含有促進B猴體細胞核全能性表達的物質
答案　ABD
解析　應選用桑椹胚或囊胚期的早期胚胎進行胚胎移植，C錯誤；卵母細胞的細胞質中含有促進細胞核全能性表達的物質，故體細胞的細胞核需移植到去核卵母細胞后才能表現(xiàn)出全能性，D正確。
9．人乳頭瘤病毒(HPV)是一種DNA病毒，可誘發(fā)細胞癌變。抗HPV的單克隆抗體可以準確檢測出HPV，從而及時監(jiān)控宮頸癌的發(fā)生。以HPV衣殼蛋白為抗原制備出單克隆抗體的過程如圖所示。下列敘述正確的是(　　)
A．在HAT培養(yǎng)基上存活的雜交細胞既能無限增殖又可以分泌抗體
B．單克隆抗體的特點是靈敏度高、特異性強，可以大量制備
C．可用HPV衣殼蛋白檢測篩選出能產(chǎn)生特異性抗體的雜交細胞
D．單克隆抗體制備過程涉及的生物學原理有細胞增殖和細胞質膜的選擇透過性
答案　ABC
解析　單克隆抗體的制備過程主要運用的細胞工程技術包括動物細胞培養(yǎng)和動物細胞融合，原理依次是細胞增殖、細胞質膜的流動性，D錯誤。
10．下列關于動物細胞培養(yǎng)的敘述，錯誤的是(　　)
A．動物細胞培養(yǎng)所需的營養(yǎng)物質與植物細胞培養(yǎng)不同
B．傳代培養(yǎng)時需要用胃蛋白酶處理貼壁生長的細胞
C．癌細胞在培養(yǎng)瓶中培養(yǎng)會出現(xiàn)接觸抑制現(xiàn)象
D．動物細胞培養(yǎng)時需要添加抗生素以防止雜菌污染
答案　BC
解析　動物細胞培養(yǎng)需要血清等天然成分，植物細胞培養(yǎng)需要蔗糖等，A正確；傳代培養(yǎng)時需要用胰蛋白酶等處理貼壁生長的細胞，不然會因為接觸抑制而無法繼續(xù)分裂，B錯誤；癌細胞質膜表面的糖蛋白減少，細胞間信息交流受到限制，在培養(yǎng)瓶中培養(yǎng)不會出現(xiàn)接觸抑制現(xiàn)象，C錯誤。
11．下圖是一種“生物導彈”的作用原理示意圖，沒有與腫瘤細胞結合的“生物導彈”一段時間后被機體清除。阿霉素是一種抗腫瘤藥，可抑制DNA和RNA的合成，對正常細胞也有一定毒性。下列相關說法正確的是(　　)
A．單克隆抗體是由雜交細胞合成和分泌的
B．活化阿霉素能抑制細胞中的DNA復制和轉錄過程
C．在治療中，應先注射非活化的磷酸酶，再注射生物導彈
D．單克隆抗體特異性強，能減輕阿霉素對正常細胞的傷害
答案　ABD
三、非選擇題
12．研究發(fā)現(xiàn)，新冠病毒外殼中的S蛋白具有很強的抗原性，可利用其制備單克隆抗體，制備流程設計如下圖。請分析回答下列問題：
(1)人體內(nèi)，分泌抗體的細胞可來自_______________________________細胞的增殖分化。
(2)根據(jù)病毒的結構，圖中①過程常用__________酶處理，完成②過程需要的酶是______________。
(3)檢測④過程是否獲得成功的方法是____________，⑥過程常用的方法是_______________。
(4)細胞Y的特點是________________________________________________。
(5)為克服鼠源性單抗的異源性反應，科研人員通過人工改造鼠源性單抗獲得了嵌合抗體。分析下圖，你認為最符合臨床要求的嵌合抗體是A～D中的________。嵌合抗體的研制屬于________________這一科技范疇。
答案　(1)B細胞或記憶B　(2)蛋白　逆轉錄酶　(3)抗原－抗體雜交技術　顯微注射技術　
(4)能無限增殖且能合成并分泌與S蛋白發(fā)生特異性結合的抗體　(5)D　蛋白質工程
13．科學家們發(fā)現(xiàn)，在核移植過程中，卵母細胞通過表達一些特異因子“修補”了體細胞核中缺失的端粒酶基因，最終成功地從端粒酶雜合缺失的小鼠體細胞中得到多能干細胞，該多能干細胞的端粒長度被有效延長，功能得以恢復。通過核移植后形成的多能干細胞，能分化發(fā)育成身體內(nèi)多種細胞，可用于自身組織修復，并具有安全性。這一成果從實驗和理論層面都表明人類“返老還童”不再是夢想。請回答下列問題：
(1)動物體細胞核移植所用的受體細胞通常是__________________________，選擇該細胞的主要原因是_________________________________________________________________。
(2)目前動物核移植技術中普遍使用的去核方法是____________。哺乳動物的核移植可以分為__________________和體細胞核移植，其中移植成功率較高的是____________________。
(3)端粒學說認為，細胞衰老的原因是染色體上的端粒結構縮短，而端粒酶能夠修復縮短的端粒，從而延緩細胞衰老。由此分析，題干中核移植小鼠的端粒酶活性應較正常小鼠的____________。
(4)早期胚胎最終要通過____________技術才能發(fā)育成一個完整的個體。
答案　(1)去核的卵母細胞　卵細胞內(nèi)含有激發(fā)體細胞核全能性表達的成分　(2)顯微操作法　胚胎細胞核移植　胚胎細胞核移植　(3)高　(4)胚胎移植
14．體細胞克隆猴的培育過程如圖所示。請分析回答問題：
(1)據(jù)圖可知，克隆猴培育過程用到了__________、________________和胚胎移植等技術。體細胞核移植技術的難度明顯高于胚胎細胞核移植技術，原因是_____________________。
(2)上述實驗核移植的受體一般選用A猴處于減數(shù)第二次分裂中期的__________，原因是該細胞體積大、易操作、營養(yǎng)物質豐富且含有促進__________表達的物質。
(3)目前核移植技術中普遍使用的去核方法是__________________________________
________________________________________________________________________。
(4)克隆猴的成功培育為阿爾茨海默病、自閉癥等腦疾病以及免疫缺陷病、腫瘤等疾病的機理研究、干預、診治帶來前所未有的光明前景。與以往用普通猴子做實驗相比，克隆猴作為實驗動物模型的優(yōu)勢是___________________________________________(答出一點即可)。
答案　(1)動物細胞培養(yǎng)　動物體細胞核移植　體細胞分化程度高，表達全能性十分困難　
(2)卵母細胞　細胞核全能性　(3)顯微操作(去核法)　(4)體細胞克隆猴遺傳背景相同，可避免個體間差異對實驗的干擾，大大減少實驗動物的使用數(shù)量；體細胞克隆猴制備時間縮短，基因編輯等可在體外培養(yǎng)的細胞中進行
解析　(1)據(jù)圖可知，克隆猴培育過程用到了動物細胞培養(yǎng)、胚胎移植、動物細胞核移植技術。(2)上述實驗核移植的受體一般選用A猴減數(shù)第二次分裂中期的(次級)卵母細胞，原因是卵母細胞體積大、易操作、營養(yǎng)物質豐富且含有促進細胞核全能性表達的物質。(4)與以往用普通猴子做實驗相比，克隆猴作為實驗動物模型的兩大優(yōu)勢是體細胞克隆猴遺傳背景相同，可避免個體間差異對實驗的干擾，大大減少實驗動物的使用數(shù)量；體細胞克隆猴制備時間縮短，基因編輯等可在體外培養(yǎng)的細胞中進行。

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