新教材生物一轮复习课件：第10单元 生物技术与工程 第4讲　动物细胞工程(共95张PPT)

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第4讲动物细胞工程

新教材生物一轮复习

01

考点研析·重难突破

考点一动物细胞培养

1.动物细胞培养的概念：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。

单个细

胞

生长和增殖

2.动物细胞培养的条件

3.动物细胞培养的过程

4.干细胞的培养及其应用

（1）功能：干细胞是一类具有自我更新和分化潜能的细胞，与组织、器官的发育、再生和修复密切相关。

（2）来源：早期胚胎、骨髓和脐带血等。

自我更新和分化潜能

骨髓

（3）分类：包括胚胎干细胞和成体干细胞等。

胚胎

成体

1.体外培养的动物细胞一类能悬浮在培养液中生长增殖，另一类需要贴附于某些基质表面才能生长增殖。（选择性必修3P44正文）（×）

2.进行动物细胞培养时常用胃蛋白酶分散成单个细胞。（选择性必修3P44旁栏思考）（×）

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。（选择性必修3P45思考·讨论）（√）

4.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。（选择性必修3P46正文）（√）

5.可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。（选择性必修3P46相关信息）（√）

√

×

√

√

√

1.（选择性必修3P44正文）动物细胞培养时，要将动物组织分散成单个细胞的原因是什么？

提示：①保证细胞所需要的营养供应；②保证细胞内有害代谢物的及时排出；③防止细胞与细胞靠在一起限制彼此的生长和增殖。

2.（选择性必修3P46正文）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。

通过动物细胞培养过程的分析，

考查理解能力

1.实验小鼠皮肤细胞培养的基本过程如下所示，下列叙述错误的是（）

实验小鼠皮肤组织皮肤细胞培养细胞1培养细胞2

A.甲过程表示从实验小鼠体内取出组织块

B.乙过程可用胰蛋白酶处理皮肤组织，使之分散成单个细胞

C.丙过程得到的细胞大多具有异常二倍体核型

D.丁过程得到的部分细胞失去黏附性

解析：C甲过程表示获取实验小鼠的组织细胞，A正确；动物组织细胞间有蛋白质粘连，乙过程可以用胰蛋白酶处理，使皮肤组织块分散成单个细胞，B正确；丙过程表示原代培养，该过程形成的细胞遗传物质没有发生改变，具有正常的二倍体核型，C错误；丁过程是传代培养过程，该过程部分细胞遗传物质发生了变化，从而失去黏附性，D正确。

2.为了初步检测药物X和Y的抗癌活性，在细胞培养板的每个孔中加入相同数量的肝癌细胞，使其贴壁生长，实验组加入等体积相同浓度的溶于二甲基亚矾（溶剂）的药物X或Y，培养过程及结果如图所示。下列有关叙述正确的是（）

实验结果组别细胞个数（个/孔）

对照7.8×104

药物X6.7×104

药物Y5.3×105

A.对照组中应加入与实验组等体积的无菌蒸馏水

B.细胞培养液中通常需要加入血清等天然成分

C.可用胃蛋白酶处理，使肝癌细胞脱落下来并进行计数

D.根据实验结果，可以初步判断药物Y的抗癌效果较好

解析：B该实验目的是初步检测药物X和Y的抗癌活性，自变量是药物X和Y，因变量是细胞数量。根据单一变量原则可知，对照组中加入的溶液是和实验组等体积的无菌二甲基亚矾，以排除溶剂对实验结果的干扰，A错误；动物细胞培养，培养液中的营养除正常的有机和无机营养外，还需加入血清、血浆等一些天然成分，B正确；动物细胞培养的pH一般为7.2～7.4，胃蛋白酶在该pH下失活，故可用胰蛋白酶处理，使肝癌细胞间的蛋白质被分解，破坏细胞间的连接，获得游离的肝癌细胞并计数，C错误；根据实验结果可知，最终细胞的数量：药物Y实验组（5.3×105）＞对照组（7.8×104）＞药物X实验组（6.7×104），说明加入药物X的实验组存活的癌细胞数是最少的，即可以初步判断药物X的抗癌效果较好，D错误。

（1）原代培养和传代培养

①原代培养：动物组织经处理后的初次培养。

②传代培养：原代培养过程中，贴满瓶壁的细胞需要重新用胰蛋白酶处理，然后分瓶培养（或液态细胞悬液的分瓶培养），让细胞继续增殖。

（2）区分原代培养和传代培养的关键是看用胰蛋白酶处理的对象

①第一次：用胰蛋白酶对剪碎的动物组织进行处理，使其分散成单个细胞后进行培养，为原代培养。

②第二次：细胞培养过程中出现接触抑制，用胰蛋白酶使其从瓶壁上脱离下来，然后，将其分散到多个培养瓶中继续培养，为传代培养。

通过干细胞培养及其应用的分析，

考查生命观念和社会责任

3.帕金森病（PD）是由于多巴胺（DA）神经元变性导致多巴胺分泌减少，从而引起一系列神经功能障碍。研究发现，人的诱导多能干细胞（iPS细胞）经定向诱导后能分化为有功能的DA神经元，可用于治疗患PD的大鼠，有望应用于对人类PD的治疗。下列叙述错误的是（）

A.与胚胎干细胞相比，诱导获得iPS细胞的过程无须破坏胚胎，不涉及伦理问题

B.iPS细胞可来源于病人自身细胞，将它移植回病人体内理论上可避免免疫排斥反应

C.有自我更新能力及分化潜能的干细胞，可放心应用于临床治疗

D.推测植入神经干细胞也能修复部分DA神经元，缓解PD的症状

解析：C诱导获得iPS细胞的过程无须破坏胚胎，不存在早期生命的破坏或抛弃，不涉及伦理问题，A正确；用自身iPS细胞进行治疗的病人，一般不会发生免疫排斥反应，B正确；有自我更新能力及分化潜能的干细胞，需要经过体外实验后才可放心应用于临床治疗，C错误；分析题意可知，PD是由于DA神经元变性导致多巴胺分泌减少，从而引起一系列的神经功能障碍，而iPS细胞经定向诱导后能分化为有功能的DA神经元，可用于治疗患PD的大鼠，据此推测植入神经干细胞也能修复部分DA神经元，可缓解PD的症状，D正确。

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

2.单克隆抗体及其应用

（1）制备原理

①B淋巴细胞特点：一种B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体。

②骨髓瘤细胞特点：能在体外大量增殖。

一种特异性抗体

③杂交瘤细胞的特点：既能大量增殖，又能产生足够数量的特定抗体。

大量增殖

大量增殖

特定抗

体

（2）制备过程

（3）单克隆抗体的特点和应用

1.灭活的病毒能促进动物细胞融合，但不能促进植物细胞融合。（选择性必修3P37、48正文）（√）

2.灭活是用物理或化学手段杀灭细菌或病毒，使其各种结构都失去相应的功能。（选择性必修3P48相关信息）（×）

3.多种B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合筛选后，还需经克隆化培养和抗体检测，才能获得足够数量的能分泌所需抗体的杂交瘤细胞。（选择性必修3P48～49图2－16）（√）

4.单克隆抗体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，并且可以大量制备。（选择性必修3P50正文）（√）

√

×

√

√

1.（选择性必修3P48相关信息拓展）动物细胞融合过程中为什么未灭活的病毒不能作诱导剂？

提示：未灭活的病毒会感染细胞，因而不能诱导细胞融合。

2.（选择性必修3P49图2－16）制备单克隆抗体时，不直接用经过免疫的B淋巴细胞来获得单克隆抗体的原因是什么？

提示：用于获得杂交瘤细胞的B淋巴细胞为浆细胞，是高度分化的动物细胞，培养时很难恢复分裂能力，不能进行无限增殖，难以获得足够数量的单克隆抗体。

1.植物体细胞杂交和动物细胞融合的比较

2.单克隆抗体制备过程中两次筛选的原因、方法及目的

项目第一次筛选第二次筛选

筛选原因诱导融合后会得到多种杂交细胞，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，所以经选择性培养获得的杂交瘤细胞中有能产生其他抗体的细胞

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（“B—B”细胞、“瘤—瘤”细胞）都会死亡，只有杂交瘤细胞（“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

围绕动物细胞融合，考查理解能力

1.关于动物细胞融合的说法，不正确的是（）

A.动物细胞融合也称细胞杂交，是指两个或多个细胞结合形成一个细胞的过程

B.细胞融合后形成的具有原来两个或多个动物细胞遗传信息的单核细胞称为杂交细胞

C.细胞融合技术突破了有性杂交的局限，使远缘杂交成为可能

D.常用的诱导动物细胞融合的方法有PEG融合法、电融合法、灭活病毒诱导法和紫外线照射等

解析：D常用的诱导动物细胞融合的方法有PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法等，紫外线照射不是诱导动物细胞融合的方法。

2.（2022·江苏高考改编）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。下列相关叙述错误的有（）

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：B分析题干信息：Ⅰ保留X、11号染色体，Ⅱ保留2、11号染色体，具有芳烃羟化酶活性，Ⅲ保留X、11、17号染色体具有胸苷激酶活性，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。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；根据分析可知，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号染色上，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，C、D正确。

结合单克隆抗体制备过程，

考查科学探究能力

3.人绒毛膜促性腺激素（HCG）是女性怀孕后胎盘滋养层细胞分泌的一种糖蛋白，制备抗HCG单克隆抗体可用于早孕的诊断。下面是抗HCG单克隆抗体制备流程示意图。有关分析错误的是（）

A.体外培养单个B淋巴细胞也可以获得大量抗HCG的单克隆抗体

B.过程③培养后的细胞均能产生特定抗体

C.图中细胞集落a可用于大规模培养，生产抗HCG单克隆抗体

D.图中能产生单克隆抗体的细胞在培养过程中不会出现接触抑制的现象

解析：A体外培养的单个B淋巴细胞无法无限增殖，故不能获得大量抗HCG的单克隆抗体，A错误；过程③是经过多孔玻璃板筛选后的杂交瘤细胞，均能产生特定抗体，B正确；据图可知，图中细胞集落a能够产生阳性反应，故可用于大规模培养，生产抗HCG单克隆抗体，C正确；由于杂交瘤细胞既保留了鼠瘤细胞无限增殖的特点，又有B淋巴细胞产生特异性抗体的作用，所以图中能产生单克隆抗体的细胞在培养过程中不会出现接触抑制的现象，D正确。

4.细胞合成DNA通常有2条途径：第1条途径是利用糖和氨基酸合成核苷酸，进而合成DNA；第2条途径是通过HGPRT利用核苷酸的前体合成核苷酸，进而合成DNA。HAT培养基是基本培养基添加了次黄嘌呤（H）、甲氨蝶呤（A）和胸腺嘧啶核苷（T）制成的，A可以阻断DNA合成的第1条途径，H和T则是第2条途径中合成核苷酸的原料。HAT培养基可以作为单克隆抗体制备杂交瘤细胞的选择培养基，小鼠骨髓瘤细胞是一类HGPRT代谢缺陷型细胞。下列说法正确的是（）

A.小鼠免疫B细胞和骨髓瘤细胞融合后，培养基上会有3种类型的细胞

B.HAT培养基中未融合的骨髓瘤细胞在A的阻遏下因不能合成DNA而死亡

C.HAT培养基中未融合的免疫B细胞仍具有增殖能力而持续进行细胞分裂

D.HAT培养基中选择出的杂交瘤细胞都能无限增殖和产生单克隆抗体

解析：B根据题意分析可知，小鼠免疫B细胞和骨髓瘤细胞融合后，设A为免疫B细胞，B为骨髓瘤细胞，则培养基上会有A、B、AA、AB、BB5种类型的细胞，但最终生存下来的只有杂交瘤细胞，A错误；由于小鼠骨髓瘤细胞是一类HGPRT代谢缺陷型细胞，因此骨髓瘤细胞合成DNA只有第1条途径，但是A可以阻断DNA合成的第1条途径，所以HAT培养基中未融合的骨髓瘤细胞在A的阻遏下因不能合成DNA而死亡，B正确；免疫B细胞属于高度分化的细胞，不再增殖，C错误；HAT培养基中选择出的杂交瘤细胞都能无限增殖，但不是都能产生单克隆抗体，D错误。

围绕单克隆抗体制备的应用，

考查社会责任

5.（2022·山东高考）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

解析：D双抗同时含有抗体1和抗体2的部分结构，可同时与2种抗原结合，A正确；根据抗体与抗原特异性结合的特点，利用双抗可以将蛋白类药物运送至靶细胞，B正确；筛选双抗时需使用制备单克隆抗体时所使用的2种抗原，才能刺激B细胞产生2种抗体，C正确；双抗是在体外解偶联后重新偶联获得的，同时注射2种抗原可刺激B细胞分化产生抗体1和抗体2的浆细胞，但不能产生双抗，D错误。

6.科学家将能特异性识别肿瘤抗原的单克隆抗体与药物结合，制成了抗体—药物偶联物（ADC），实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤，机理如图所示。下列相关叙述不正确的是（）

A.ADC可与肿瘤细胞表面受体特异性结合

B.单克隆抗体可特异性的杀伤肿瘤细胞

C.杂交瘤细胞需进行克隆化培养和抗体检测

D.除ADC外，单克隆抗体在临床上还可作为诊断试剂

解析：BADC中的抗体可与肿瘤细胞表面受体特异性结合，将药物带到肿瘤细胞，A正确；单克隆抗体只是起导向作用，不能直接杀伤肿瘤细胞，B错误；制备单克隆抗体时，获得的杂交瘤细胞需进行克隆化培养和抗体检测，C正确；利用抗原—抗体杂交的特异性，单克隆抗体还可以作为诊断试剂，D正确。

考点三动物体细胞核移植技术和克隆动物

1.概念、原理及类型

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

前景畜牧业加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育

保护濒危物种医药卫生①作为生物反应器生产医用蛋白；②转基因克隆动物的细胞、组织或器官可用于异种移植；③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，移植给患者可避免发生免疫排斥反应问题成功率非常低克隆动物存在健康问题，表现出遗传和生理缺陷遗传改良

生物反应器

转基因克隆动物

胚胎干细胞

非常低

健康

1.动物体细胞核移植的受体细胞必须是卵细胞。（选择性必修3P52正文）（×）

2.减数分裂Ⅱ中期（MⅡ期）卵母细胞中的“核”其实是纺锤体—染色体复合物。（选择性必修3P52相关信息）（√）

3.重构胚的激活可用Ca2＋载体、蛋白酶合成抑制剂等方法。（选择性必修3P53图2－18）（√）

4.重构胚是天然形成的胚胎，具有发育成完整个体的能力。（选择性必修3P53相关信息）（×）

5.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。（选择性必修3P54相关信息）（√）

×

√

√

×

√

1.（选择性必修3P53图2－18拓展）动物体细胞核移植属于有性生殖还是无性生殖？并分析原因。

提示：动物体细胞核移植得到的个体的细胞核遗传物质完全来自供体细胞核，不是经精卵受精得到的，因此属于无性生殖。

2.（选择性必修3P55概念检测）三亲婴儿的培育技术能（填“能”或“不能”）避免母亲的线粒体遗传病基因传递给后代，而不能（填“能”或“不能”）避免母亲的红绿色盲基因传递给后代。“三亲婴儿”同时拥有自己父亲、母亲及卵母细胞捐献者的部分基因。

能

不能

自

己父亲、母亲及卵母细胞捐献者

围绕动物体细胞核移植操作原理和

过程，考查理解能力

1.（2023·辽宁高考）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，下列有关叙述正确的是（）

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：B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于乙，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。

借助克隆动物及其应用，考查社会责任

2.科研人员利用核移植技术获得的患者自体胚胎干细胞可用于治疗某些疾病，部分过程如图所示。下列分析错误的是（）

A.将体细胞注入去核卵母细胞即可得到重组细胞

B.选择MⅡ中期的卵母细胞有利于细胞核全能性恢复

C.重组细胞形成囊胚的过程进行了有丝分裂和细胞分化

D.用该方法获得的自体胚胎干细胞治疗疾病可避免发生免疫排斥反应

解析：A从卵巢中获取的卵母细胞应培养至MⅡ中期，再将体细胞注入去核卵母细胞经过电刺激等诱导融合后得到重组细胞，A错误；卵母细胞中含激发细胞核全能性的物质，核移植过程中选择MⅡ中期的卵母细胞有利于细胞核全能性恢复，B正确；重组细胞经过有丝分裂和细胞分化形成囊胚，C正确；用该方法获得的自体胚胎干细胞治疗疾病，机体不会将其识别为异物，可避免发生免疫排斥反应，D正确。

3.中国科学家宣布克隆出了五只有节律缺陷的基因编辑猴。本次克隆猴所用的核供体细胞来自一只成年猴。此供体猴是几年前，科学家通过向猴受精卵中注射CRISPR/Cas9的方法得到的基因敲除猴，它生来就缺少控制动物节律的核心基因——BMAL1基因，因此从小就患有睡眠障碍症。科学家从供体猴体内提取一些细胞，然后以这些细胞为核供体培养出了五只BMAL1基因敲除克隆猴。以下说法错误的是（）

A.克隆猴患有睡眠障碍，说明已分化细胞的细胞核不具有全能性

B.将供体猴的体细胞核导入去核卵母细胞中，一般采用显微注射技术

C.核供体猴与基因敲除克隆猴的培育过程中繁殖方式不同

D.受环境因素的影响，五只克隆猴的表型可能出现差异

解析：A克隆猴患有睡眠障碍是由于核供体中BMAL1基因被敲除，克隆猴的成功培育说明已分化的动物细胞的细胞核具有全能性，A错误；克隆动物培育过程中需将供体猴的体细胞核导入去核卵母细胞中，一般采用显微注射技术，B正确；根据题干信息可知，核供体猴是通过受精卵培育而成，属于有性生殖，克隆猴属于无性生殖，因此繁殖方式不同，C正确；生物的表型由基因型和环境因素共同决定，五只克隆猴的基因型相同，但是表型受环境因素的影响可能出现差异，D正确。

02

真题体验·感悟高考

从社会责任角度，考查核移植

和克隆动物

1.（2023·浙江6月选考）将蝌蚪肠细胞的细胞核移植到去核的蛙卵中，形成重建的“合子”。有些“合子”发育成正常的蝌蚪，而单独培养肠细胞却不能发育成蝌蚪。下列叙述错误的是（）

A.肠细胞不能表达全能性是受某些物质的限制

B.“合子”第一次分裂后形成的细胞已失去全能性

C.“合子”发育成正常蝌蚪的过程中伴随着细胞分化

D.细胞核具有全能性是由于其含有该物种的全套基因

解析：B已分化的肠细胞不能表达全能性是受某些物质（调节因子）的限制，A正确；细胞的全能性是指已经分化的细胞仍然具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能，“合子”第一次分裂后形成的细胞仍具有全能性，B错误；细胞分化发生在“合子”发育成正常蝌蚪的过程中，C正确；细胞核具有全能性是由于其含有该物种的全套基因，D正确。

2.（2023·天津高考）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

解析：C克隆哺乳动物时，一般将动物的一个体细胞的细胞核移入一个发育到MⅡ中期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。通常作为核移植受体细胞的是去核的次级卵母细胞。

从科学思维角度，考查动物细胞融合

和单克隆抗体

3.（2023·山东高考）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

解析：D单抗是通过培养特定杂交瘤细胞而获取，与抗原纯度无直接关系，而从小鼠血清中直接分离出的多抗则是由抗原直接刺激机体免疫系统产生的，受抗原纯度影响大，A错误；单克隆抗体制备过程中通常是利用从小鼠脾脏中获得B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，B淋巴细胞有多种，浆细胞只占一部分，并未将浆细胞单独分离出来，B错误；由题意可知，非洲猪瘟病毒衣壳蛋白p72含有多个不同的抗原决定簇，因此可以利用该小鼠制备多种抗p72的单抗，C错误；非洲猪瘟病毒衣壳蛋白p72含有多个不同的抗原决定簇，若p72部分结构改变，相应的单抗会失效，而多抗仍可能对其他未改变的抗原决定簇起作用，D正确。

4.（2022·辽宁高考）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。

Ⅰ.N蛋白胞外段抗原制备，流程如图1

（1）构建重组慢病毒质粒时，选用氨苄青霉素抗性基因作为标记基因，目的是。用脂质体将重组慢病毒质粒与辅助质粒导入病毒包装细胞，质粒被包在脂质体（填“双分子层中”或“两层磷脂分子之间”）。

解析：（1）构建重组慢病毒质粒时，为检测目的基因是否成功导入受体细胞，常选用氨苄青霉素抗性基因作为标记基因。重组慢病毒质粒与辅助质粒导入病毒包装细胞需要依赖膜融合，故质粒被包在脂质体双分子层中（即磷脂双分子层）。

答案：（1）检测目的基因是否成功导入受体细胞双分子层中

（2）质粒在包装细胞内组装出由组成的慢病毒，用慢病毒感染海拉细胞进而表达并分离、纯化N蛋白胞外段。

解析：（2）由于目的基因为N蛋白胞外段基因，在包装细胞内组装出由蛋白质外壳和含有N蛋白胞外段基因的核酸组成的慢病毒，用慢病毒感染海拉细胞进而表达并分离、纯化N蛋白胞外段。

答案：（2）蛋白质外壳和含N蛋白胞外段基因的核酸

Ⅱ.N蛋白胞外段单克隆抗体制备，流程如图2

（3）用N蛋白胞外段作为抗原对小鼠进行免疫后，取小鼠脾组织用酶处理，制成细胞悬液，置于含有混合气体的中培养，离心收集小鼠的B淋巴细胞，与骨髓瘤细胞进行融合。

解析：（3）进行动物细胞培养时，需要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95%空气和5%的CO2混合气体的CO2培养箱中培养。

答案：（3）胰蛋白酶或胶原蛋白CO2培养箱

（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，进行培养。用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，提取单克隆抗体。

解析：（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，进行克隆化培养和抗体检测。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。

答案：（4）克隆化抗原—抗体杂交细胞培养液

（5）利用N蛋白胞外段抗体与药物结合，形成，实现特异性治疗。

解析：（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。

答案：（5）抗体—药物偶联物（ADC）

5.（2023·全国Ⅰ卷）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。

解析：（1）实验前给小鼠甲注射病毒A，其目的是刺激机体发生免疫反应，从而产生能够分泌抗病毒A抗体的B淋巴细胞。

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）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：。

解析：（2）制备单细胞悬液的主要实验步骤：从健康动物体内取出组织块，剪碎，用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理一段时间，这样组织就会分散成单个细胞，然后用培养液将分散的细胞稀释制成单细胞悬液。

答案：（2）取小鼠甲脾脏剪碎，用胰蛋白酶（或胶原蛋白酶）处理使其分散成单个细胞，加入培养液制成单细胞悬液

（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。

解析：（3）图中筛选1采用特定的选择培养基，在该培养基上，未融合的细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡，只有融合的杂种细胞（杂交瘤细胞）才能生存。图中筛选2含多次筛选，利用抗原与抗体的反应具有特异性的原理，就可获得能分泌所需抗体的杂交瘤细胞。

答案：（3）选择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）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）。

解析：（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，可将杂交瘤细胞在体外条件下做大规模培养，或注射到小鼠腹腔内增殖。

答案：（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

从科学探究和社会责任角度，

考查干细胞的应用

6.（2022·海南高考）以我国科学家为主的科研团队将OSNL（即4个基因Oct4/Sox2/Nanog/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处理。动物细胞培养通常需要在合成培养基中添加等天然成分，以满足细胞对某些细胞因子的需求。

解析：（1）动物细胞培养时，动物组织剪碎后需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶等处理一段时间，以便获得单个细胞。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。

答案：（1）胰蛋白酶或胶原蛋白酶等血清

（2）体外获取OSNL的方法有（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，还须有启动子和等。启动子是识别和结合的部位，有了它才能驱动。

解析：（2）体外获取目的基因的方法有多种，如基因文库法、PCR技术、人工合成法。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。

答案：（2）基因文库法、PCR技术、人工合成法（任答1种）终止子RNA聚合酶目的基因转录出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。

解析：（3）iPGCs细胞是由iPS细胞增殖、分化而来的，两者在形态、结构和功能方面不同的根本原因是基因的选择性表达。

答案：（3）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。

解析：（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。

答案：（4）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（答出2点即可）。

解析：（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、动物细胞培养等技术。

答案：（5）基因工程、动物细胞培养

03

课后作业·巩固提升

一、选择题

1.下列关于动物细胞工程的说法，错误的是（）

A.细胞融合打破了有性杂交的界限，甚至动物细胞和植物细胞之间都可以融合

B.核移植过程中，可以使用梯度离心、紫外线短时间照射等方法进行去核

C.动物细胞培养的原理是动物细胞具有全能性

D.哺乳动物核移植时一般使用胚胎细胞核，因为其分化程度相对较低

解析：C细胞融合打破了有性杂交的界限，克服了远缘杂交不亲和的困难，甚至动物细胞和植物细胞之间都可以融合，A正确；核移植过程中，可以使用梯度离心、紫外线短时间照射等方法进行去核，B正确；在进行动物细胞的体外培养时，所运用的原理是细胞增殖，C错误；动物胚胎细胞分化程度低，表现全能性相对容易，所以进行哺乳动物核移植时一般使用胚胎细胞核，D正确。

2.Rag基因缺失小鼠不能产生成熟的淋巴细胞。科研人员通过诱导Rag基因缺失小鼠的体细胞获得诱导多能干细胞（iPS细胞），然后将Rag基因导入iPS细胞并诱导使其分化为造血干细胞，再移植到Rag基因缺失小鼠体内进行治疗。下列分析错误的是（）

A.诱导获得iPS细胞时需要在体细胞中表达一些关键基因

B.培养iPS细胞时需提供95%空气和5%CO2的混合气体环境

C.利用显微注射技术可以将Rag基因直接注入到iPS细胞

D.利用iPS细胞进行治疗存在导致小鼠发生肿瘤的风险

解析：C诱导获得iPS细胞时是脱分化的过程，根本原因也是基因的选择性表达，需要在体细胞中表达一些关键基因，A正确；培养iPS细胞时需提供95%空气（提供氧气，有助于细胞呼吸）和5%CO2（有助于维持培养液的pH）的混合气体环境，B正确；直接注射基因容易导致基因丢失，一般需要将Rag基因和载体连接形成重组DNA分子再显微注射到iPS细胞，C错误；iPS细胞为多能干细胞，可以诱导其进行不同方向的分化，利用iPS细胞并诱导使其分化为造血干细胞，进行治疗，造血干细胞分裂旺盛，存在导致小鼠发生肿瘤的风险，D正确。

3.猪繁殖与呼吸综合征是一种由PRRSV病毒引发的传染病，为诊断和治疗猪繁殖与呼吸综合征，科学家制备出抗PRRSV－GP3蛋白的单克隆抗体，制备过程如图所示，下列叙述正确的是（）

A.若小鼠血清中出现抗GP3蛋白抗体，则说明小鼠产生了相应的细胞免疫

B.①过程中可通过PEG融合法、电融合法诱导细胞甲和sp20细胞融合

C.第2次筛选无需克隆培养细胞丙，可直接通过抗体检验筛选出细胞丁

D.细胞丁扩大培养后得到的抗体是一群识别不同抗原的抗体混合物

解析：B对小鼠注射GP3蛋白，小鼠发生体液免疫并产生相应的抗GP3蛋白抗体，A错误；①过程是将细胞甲和sp20细胞融合，诱导动物细胞融合的常用方法有PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法等，B正确；融合后的细胞至少需要经过两次筛选，第二次筛选需进行克隆培养和抗体检验，C错误；由一个B淋巴细胞增殖形成的细胞群所产生的单一型抗体分子就称为单克隆抗体，D错误。

4.如图表示抗人体胃癌的单克隆抗体的制备过程。下列有关叙述错误的是（）

A.实验小鼠注射的甲能与抗胃癌单克隆抗体特异结合

B.与B淋巴细胞相比骨髓瘤细胞代谢更旺盛

C.利用灭活的病毒等可诱导细胞融合以获得乙

D.将B淋巴细胞与骨髓瘤细胞进行诱导融合，培养液中融合后的细胞即为杂交瘤细胞

解析：D实验小鼠注射的甲为抗原，能引起机体产生特异性免疫，该抗原能与抗胃癌单克隆抗体特异性结合，A正确；骨髓瘤细胞具有无限增殖的特性，B淋巴细胞没有增殖能力，因此与B淋巴细胞相比骨髓瘤细胞代谢更旺盛，B正确；利用灭活的病毒、PEG等可诱导动物细胞融合，进而获得乙，C正确；将骨髓瘤细胞和B淋巴细胞混合，经诱导后融合的细胞为杂交瘤细胞、骨髓瘤细胞与骨髓瘤细胞融合细胞，B淋巴细胞与B淋巴细胞融合细胞，D错误。

5.我国科学家成功建立了源自小鼠的孤雄单倍体胚胎干细胞（拥有类似于正常胚胎干细胞特性的细胞类群）。他们将Oct4－EGFP转基因小鼠的单倍体精子的头部转移到移除了细胞核的卵母细胞中，通过Hoechst染色可以发现精子的头部发生了解聚化，约有21%的细胞形成了囊胚期细胞。下列相关说法错误的是（）

A.实验中用到了动物细胞核移植技术

B.Hoechst染色可能是一种染色体染色法

C.孤雄单倍体胚胎干细胞有自我更新的能力，没有分化的潜能

D.孤雄单倍体胚胎干细胞中只有一个染色体组，利于研究一些未知的隐性表型基因

解析：C由题意可知，该实验将Oct4－EGFP转基因小鼠的单倍体精子的头部转移到移除了细胞核的卵母细胞中，用到了核移植技术，A正确；由题意可知，通过Hoechst染色可以发现精子的头部发生了解聚化，Hoechst染色可能是一种染色体染色法，B正确；分裂是分化的基础，孤雄单倍体胚胎干细胞有自我更新的能力，也有分化的潜能，C错误；孤雄单倍体是单倍体精子发育而来，其胚胎干细胞中只有一个染色体组，利于研究一些未知的隐性表型基因，D正确。

6.单个细胞繁殖形成的细胞群体称为克隆细胞。在动物细胞培养过程中，形成克隆细胞的细胞必为有增殖活力的细胞，这一特点可用于测定动物细胞的增殖能力，大致流程如图。下列叙述正确的是（）

A.培养环境中需要氧气，不需要二氧化碳

B.胰蛋白酶可使动物细胞分散成单层利于计数

C.可通过染色法筛选并统计活细胞数以测定细胞的增殖活力

D.单个植物细胞经培养获得的愈伤组织不是克隆细胞

解析：C培养环境中需要95%空气和5%二氧化碳的混合气体，空气中的氧气是细胞正常代谢所必需的，二氧化碳能够维持细胞培养液的pH，A错误；胰蛋白酶可使动物细胞分散成单个，有利于计数，B错误；可通过染色法筛选并统计活细胞数以测定细胞的增殖活力，数目越多，增殖活力越强，C正确；克隆细胞是指单个细胞繁殖形成的细胞群，所以单个植物细胞经培养获得的愈伤组织是克隆细胞，D错误。

7.糖类抗原19-9（CA19-9）是一种糖蛋白，可作为肿瘤标志物。制备出的抗CA19-9单克隆抗体，可用于定量检测该抗原含量。医学上常用双抗体夹心法定量检测CA19-9抗原，该检测方法的基本原理如图，下列有关叙述不正确的是（）

A.经CA19-9免疫处理过的小鼠B淋巴细胞与骨髓瘤细胞可通过灭活病毒诱导融合

B.制备该抗体需要利用动物细胞融合和动物细胞培养等技术手段

C.在该检测方法中，酶标抗体的作用是通过催化指示底物反应来判断抗原量

D.固相抗体和CA19-9抗原的结合部位应与酶标抗体和CA19-9抗原的结合部位相同

解析：D诱导动物细胞融合可以用灭活病毒，A正确；单克隆抗体利用免疫的B细胞和骨髓瘤通过细胞融合，形成杂交瘤细胞，在经过筛选获得所需的杂交瘤细胞，再进行细胞培养，获得单克隆抗体，显然该过程中涉及的技术手段有动物细胞融合和动物细胞培养等技术，B正确；分析图中过程可知，两种抗体与检测的抗原均能结合，但结合部位是不同的，而酶标抗体可以与待测抗原结合，催化抗原分解，所以通过检测其分解产物多少就可确定抗原的含量，C正确；因为抗体与抗原的结合具有特异性，固相抗体和酶标抗体均能与CA19-9抗原结合，这是由于不同抗体与CA19-9抗原表面的不同部位结合，因此固相抗体和CA19-9抗原的结合部位应与酶标抗体和CA19-9抗原的结合部位不同，D错误。

8.（不定项）对某种动物的肝肿瘤细胞进行细胞培养，下列说法错误的是（）

A.在利用肝组织块制备细胞悬液时，可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理

B.动物细胞培养应在含5%CO2的恒温培养箱中进行，CO2的作用维持培养液的pH

C.为了防止动物细胞培养过程中的污染，可向培养液中加入适量的干扰素

D.培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞

解析：CD在利用肝组织块制备细胞悬液时，可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理，以分解组织细胞间的蛋白质，得到单个细胞，A正确；动物细胞培养应在含5%CO2的恒温培养箱中进行，CO2的作用是维持培养液的pH，B正确；为防止动物细胞培养过程中杂菌的污染，可向培养液中加入适量的抗生素，C错误；培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成单层细胞，不能形成多层细胞，D错误。

二、非选择题

9.吴茱萸是一种中药，其主要成分为吴茱萸碱（EVO）。为研究EVO对人胃癌细胞增殖的影响，科研人员做了以下实验。请回答问题。

（1）癌细胞具有的能力，能在体外不断传代培养。将胃癌细胞加入到含有少量血清的动物细胞培养液中进行动物细胞培养，动物细胞培养利用的原理是。在进行细胞培养时，通常采用培养皿或松盖培养瓶，并将它们置于含有95%空气和5%CO2的混合气体的中进行培养。

解析：（1）癌细胞是不受机体控制的恶性增殖的细胞，即癌细胞具有无限增殖的能力，能在体外不断传代培养。将胃癌细胞加入到含有少量血清的动物细胞培养液中进行动物细胞培养，动物细胞培养是利用细胞增殖的原理设计的。在进行细胞培养时，通常采用培养皿或松盖培养瓶，并将它们置于含有95%空气和5%CO2的混合气体的CO2培养箱（或恒温培养箱）中进行培养，这里CO2的作用是维持培养液的pH。

答案：（1）无限增殖细胞增殖CO2培养箱（或恒温培养箱）

（2）将胃癌细胞制成细胞悬液进行实验，本实验需要设置对照组和实验组，每组中都需要先加入，实验组依次加入等量相应浓度的EVO溶液，同时对照组加入。

解析：（2）将胃癌细胞制成细胞悬液进