2025年人教版高二生物寒假学习讲义：动物细胞工程（解析版）

第05讲动物细胞工程

目标】

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。

ag【基础知识】

一、动物细胞工程

1.动物细胞培养的条件

①无机物：无机盐等。

营养

②有机物：糖类、氨基酸、维生素、血清等。

无菌、①对培养液和所有培养用具进行灭菌处理。

无毒②在无菌环境下进行操作。

环境③定期更换培养液，以便清除代谢物。

①温度：哺乳动物细胞多以36.5±0.5℃为宜。

温度、pH和

渗透压

②pH：多数动物细胞生存的适宜pH为7.2〜7.4。

①95%的空气和5%的CCh混合气体。

气体环境②保证细胞代谢所必须的氧气。

③维持培养液的pH值。

2.动物细胞培养的过程

(1)原代培养的过程

取动物组织块

知地旺胰蛋白酶或

机械法］胶原蛋白醐

分散成单个细胞

加入

培养液

制成细胞悬液

装瓶

原代培养

3.传代培养的过程

①吸掉或倒掉培养瓶内旧培养液。

②向瓶内加入胰蛋白酶液和EDTA混合液少量。以能覆盖培养瓶底为宜。

③置37℃孵箱或室温(25℃温度)下进行消化，2~5min后把培养瓶放在倒置显微镜下进行观察，当发现

胞质回缩、细胞间隙增大后，应立即中止消化。

④吸出消化液，向瓶内加入Hanks液少量，轻轻转动培养瓶，把残留消化液冲掉，然后再加培养液。如果

仅使用胰蛋白酶消化，在吸除胰蛋白液后，可直接加入少量含血清的培养液，终止消化。

⑤使用弯头吸管，吸取瓶内培养液，按顺序反复轻轻吹打瓶壁细胞，使之从瓶壁脱离形成细胞悬液。吹打

时动作要轻柔，以防用力过猛损伤细胞。

⑥用计数板计数后，分别接种于新的培养瓶中，置C02培养箱中进行培养。

⑦细胞培养换液时间应根据细胞生长的状态和实验要求来确定。一般2〜3d后应换一次生长液。待细胞铺

满器皿底面，即可使用；也可继续传代扩大培养或换成维持液。

归纳总结

1.原代培养:

原代培养:即第一次培养，是指将培养物放置在体外生长环境中持续培养，中途不分割培养物的培养过程。

有几方面含义：

①培养物一经接种到培养器皿（瓶）中就不再分割，任其生长繁殖；

②原代培养中的”代”并非细胞的"代”数，因为培养过程中细胞经多次分裂已经产生多代子细胞；

③原代培养过程中不分割培养物不等于不更换培养液，也不等于不更换培养器皿。

2.传代培养也是一种将细胞种保存下去的方法。同时也是利用培养细胞进行各种实验的必经过程。悬浮型细

胞直接分瓶就可以，而贴壁细胞需经消化后才能分瓶。为了保持细胞正常的二倍体核型，传代培养一般只

培养到10代。

3.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瓶壁生长的现象；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打破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。

4.掌握好细胞消化的时间，消化时间过短时，细胞不宜从瓶壁脱落，过长的消化会导致细胞脱落、损伤。

5.掌握好消化浓度，当消化液浓度过高时，消化时间应缩短，过低时细胞消化时间相对延长。

6.动物细胞培养和植物组织培养的比较

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

培养前处理无菌；用机械的方法或胰蛋白酶、胶原蛋无菌、离体

白酶等处理，使组织分散成单个细胞。

取材动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官植物幼嫩的部位或花药等

或组织。

培养基性质液体培养基固体培养基

培养基成分糖类、氨基酸、无机盐、维生素和动物血水、矿质元素、蔗糖、维生素、植物激素和琼

清等。脂等。

结果细胞培养产生大量细胞，不形成新个体。可产生大量的细胞，也可产生新个体

应用人造皮肤的构建、动物分泌蛋白的规模化快速繁殖、作物脱毒、细胞产物的工厂化生产

生产。和单倍体育种等。

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。

二、干细胞培养及其应用

1.干细胞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。根据干细胞

所处的发育阶段分为胚胎干细胞（ES细胞）和成体干细胞。根据干细胞的发育潜能分为三类:全能干细胞

（TSC）、多能干细胞和单能干细胞（专能干细胞）。干细胞（StemCell）一种未充分分化，尚不成熟的细胞，具有

再生各种组织器官和人体的潜在功能。

2.干细胞的培养和应用

早期胚胎干细胞骨髓、脐带血干细胞等体细胞（如成纤维细胞等）

具有分化为成年动物体内的任何一种具有组织特异性，只能分化成特定

能诱导分化成类似胚胎干细胞

类型的细胞，并进一步形成机体的所的细胞或组织，不具有发育成完整

的细胞

有组织或器官甚至个体的潜能。个体的能力

造血干细胞用于治疗白血病，神经

分化成心肌细胞、神经元和造血干细治疗镰状细胞贫血、阿尔茨海默

干细胞用于治疗帕金森病、阿尔茨

胞等病、心血管疾病等

海默病等

3.胚胎干细胞的应用

体外诱导小鼠成纤维细胞一诱导多能干细胞一定向诱导一多种体细胞一临床治疗多种疾病。

三、动物细胞融合技术

概念使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术

方法聚乙二醇法、电融合法、灭活病毒诱导融合法等

原理细胞膜具有一定的流动性

结果形成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

突破了有性杂交的局限，使远缘杂交成为可能。成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和培育生物

意义

新品种等的重要手段，为制造单克隆抗体开辟了新途径

四、单克隆抗体及其应用

1.单克隆抗体制备的原理

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。

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。

2.单克隆抗体的制备过程

给小鼠注射特定的抗原蛋白

B淋巴细胞（免疫）骨髓瘤细胞

动

既能大量繁殖又物

诱导融合能产生专一抗体细

Y胞

杂交细胞融

合

选择培养基第一次筛选

杂交瘤细胞

克隆化培养，

第二次筛选动

专一抗体检验

物

能分泌所需抗体细

的杂交瘤细胞胞

特异性理培

体外培养或小

养

鼠腹腔内增殖J灵敏度高

A可大量制备y

单克隆抗，

3.单克隆抗体的应用

①作为诊断试剂诊断疾病：

②作为载体运载药物；

③作为药物治疗疾病。

归纳总结

1图中给小鼠注射特定的抗原蛋白，其目的是刺激机体发生免疫应答，从而产生特定的B淋巴细胞。

2.若仅考虑细胞的两两融合，在获取杂交瘤细胞的过程中，筛选淘汰的细胞有未融合的细胞和同种细胞融合

后形成的细胞（B—B融合细胞、瘤一瘤融合细胞）两种类型。出现不同类型是因为细胞融合不是100%的，且

是随机的。

3.单克隆抗体的特点是特异性强，灵敏度高，可大量制备。

4.第一次筛选的目的是获得杂交瘤细胞

①筛选的方法是在培养基中加入氨基喋吟。

②筛选的原理是：B淋巴细胞及同型融合细胞不能增殖、死亡；骨髓瘤细胞及同型融合细胞不能增殖、死亡;

杂交瘤细胞能增殖、生长。

③细胞合成DNA有D和S两条途径，其中D途径能被氨基喋吟阻断。

④人淋巴细胞中有这两种DNA的合成途径，但不能分裂增殖。

⑤鼠骨髓瘤细胞中只有D途径，没有S途径，但能不断分裂增殖。

⑥第二次筛选的目的是获得能产生单一抗体的杂交瘤细胞。

五、动物体细胞核移植技术和克隆动物

1.原理：

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初期胚胎，继而

概念

发育成动物个体的技术。用核移植的方法得到的动物称为克隆动物

原理动物细胞的细胞核具有全能性

分类胚胎细胞核移植；体细胞核移植

2.体细胞核移植的过程

细胞培养

取供体细胞-------------＞供体细胞

细胞

注入融合

■重构胚胎

采集卵培养MH中期卵去核去核卵激活

母细胞母细胞母细胞

发育

克隆动物」遮受体（代孕母体）厘A早期胚胎

3.克隆高产奶牛的过程

①收集牛卵巢，采集卵母细胞

②通过显微操作去核

③从供体高产奶牛身体的某一部分取体细胞，进行培养

④将供体细胞注入去核的卵母细胞

⑤通过电融合法使两细胞融合，供体核进入卵母细胞形成重构胚

⑥将胚胎移入受体（代孕）母牛体内

⑦生出与供体奶牛遗传物质相同的犊牛

【考点剖析】

考点一：动物细胞培养

、例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

①切取组织②制备细胞悬浮液③原代培养④传代培养

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：步骤①和细胞培养过程都需要在无菌环境中进行，A错误；步骤②需要胰蛋白酶处理使细胞分离，

盐酸会杀死细胞，B错误；步骤④传代培养过程中，细胞的形态和功能可能会发生变化，从而使细胞发生转

化，D错误。

考点二：动物细胞培养

一、例2.下列有关动物细胞培养的表述，正确的是（）

A.培养环境中需要氧气，不需要二氧化碳

B.培养的细胞有两类：悬浮生长和贴壁生长，都需定期用胰蛋白酶处理，分瓶后才能继续增殖

C.干细胞是从胚胎中分离提取的细胞

D.幼龄动物细胞比老龄动物细胞更易于培养

【答案】D

【解析】动物细胞培养过程既需要02,也需要C02,A错误；动物细胞培养中，细胞具有贴壁生长以及接

触抑制的特点，因此在培养中需要用胰蛋白酶处理贴壁的细胞并进行分瓶培养，B错误；胚胎干细胞是从早

期胚胎或原始性腺中分离提取的细胞，干细胞不一定来自胚胎，如造血干细胞，C错误；幼龄动物组织细胞

分裂能力强，因此选择幼龄动物的组织细胞更易于培养，D正确。

考点三、动物细胞融合

3.动物细胞融合属于动物细胞工程的技术手段之一，下列有关动物细胞融合的叙述正确的是

()

A.动物细胞融合产生的细胞称为重组细胞

B.融合后形成的细胞为单核或多核细胞

C.常用的诱导融合的生物诱导剂是聚乙二醇、灭活的病毒等

D.也称细胞杂交，可由两个或多个动物细胞结合成一个细胞

【答案】D

【解析】动物细胞融合产生的细胞称为杂交细胞，核移植产生的细胞称为重组细胞，A错误；融合后形成

具有两个或多个细胞遗传信息的单核细胞，B错误；诱导动物细胞融合的生物诱导剂是灭活的病毒，聚乙二

醇属于化学诱导剂，C错误；动物细胞融合也称细胞杂交，是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过

程，D正确。

考点四、单克隆抗体的制备

ij4.如图表示抗人体胃癌的单克隆抗体的制备过程。下列叙述错误的是()

由注射।臼B淋巴选择专一抗

中―"小鼠-加山一］抗胃癌

细胞融合，培养工体检泅十分泌M士.

一乙一"内*--T--—--*单克隆

骨髓.

抗体

痛细胞

A.反复给小鼠注射甲的目的是让小鼠体内产生更多的抗体

B.人工诱导细胞融合获得乙的常用方法是用灭活的病毒

C.丁细胞既能无限增殖又能产生抗甲抗原的抗体

D.制备的单克隆抗体可以早期诊断人体胃癌的发生情况

【答案】A

【解析】甲为抗原，反复给小鼠注射甲的目的是对小鼠进行免疫，以便产生更多的能分泌相应抗体的浆细

胞，A错误；人工诱导动物细胞融合的常用方法是用灭活的病毒，还可以用聚乙二醇、电激，B正确；丁细

胞为筛选出来的杂交瘤细胞，杂交瘤细胞既能无限增殖又能产生抗甲抗原的特异性抗体，C正确；单克隆抗

体特异性强，灵敏度高，可以在早期检测出人体胃癌的发生情况，D正确。

考点五、单克隆抗体的应用

5使用高效的细胞毒素类药物进行化疗可以有效杀伤肿瘤细胞。临床上运用抗体一药物偶联物

（ADC）将药物与抗体结合，实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤。ADC通常由抗体、接头和药物（如细胞毒素）

三部分组成。下列叙述错误的是（）

A.ADC中的抗体主要是发挥治疗效应

B.ADC中的抗体能特异性识别肿瘤抗原

C.ADC中的抗体可以通过杂交瘤技术大量制备

D.可以将ADC中的药物换成放射性同位素，标记单克隆抗体进行靶向放疗

【答案】A

【解析】ADC中抗体的作用是特异性识别肿瘤细胞表面的抗原并与之结合，A错误；抗体能特异性识别抗

原并与其结合，题中ADC中的抗体能特异性识别肿瘤抗原，B正确；杂交瘤细胞可以大量制备单克隆抗体,

C正确；用放射性同位素标记的单克隆抗体可对肿瘤进行靶向治疗，D正确。

考点六、动物体细胞核移植技术和克隆动物

6下列关于体细胞核移植技术应用的叙述，错误的是（)

A.利用体细胞核移植技术可以加速家畜遗传改良进程

B.利用体细胞核移植技术培育的转基因克隆动物，可以作为生物反应器生产许多珍贵的医用蛋白

C.转基因克隆动物不能作为异种移植的供体进行器官移植，因为会发生免疫排斥反应

D.利用体细胞核移植技术培育后代可以避免细胞核供体的线粒体遗传病基因传递给后代

【答案】C

解析:利用体细胞核移植技术已展示出广阔的应用前景，可以快速繁殖具有优良品质的家畜，可以加速家畜

遗传改良进程，A正确；利用体细胞核移植技术培育的转基因克隆动物可以作为生物反应器，生产珍贵的

医用蛋白，如乳腺生物反应器、膀胱生物反应器等，B正确；设法去除猪抗原决定基因，再结合克隆技术,

培育出没有免疫排斥反应的转基因克隆猪器官，可作为异种移植的供体进行器官移植，C错误；利用体细胞

核移植技术培育后代由于细胞质来自卵细胞的供体，可以避免细胞核供体的线粒体遗传病基因传递给后代,

D正确。

【真题演练】

1.（2022•江苏高考，14）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

【答案】B

【解析】动物细胞培养的过程：取动物组织块-剪碎组织-用胰蛋白酶处理分散成单个细胞一制成细胞悬

液一转入培养液中（原代培养）一放入二氧化碳培养箱培养一贴满瓶壁的细胞用酶分散为单个细胞，制成

细胞悬液一转入培养液（传代培养）一放入二氧化碳培养箱培养。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

2222随意的，在神经细胞释放的神经递质的支配下跳动，D错误。

2.（2022・湖北高考，7）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

【答案】A

【解析】小鼠原代神经元培养属于动物细胞培养，需要在无菌无毒和培养液提供类似内环境的条件下进行。

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，不会造成生长缓慢，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。

3.（2022・山东高考，15）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（）

¥LR

抗体1抗体2抗体3

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

【答案】D

【解析】单克隆抗体的制备过程：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；进行抗体检测，

筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞；进行克隆化培养，即用培养基培养和注入小鼠腹腔中培养；最后从

培养液或小鼠腹水中获取单克隆抗体。根据抗原和抗体发生特异性结合的原理推测，双抗可同时与2种抗

原结合，A正确；根据抗原与抗体能够发生特异性结合的特性，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；由于双抗是在两种不同的抗原刺激下，B细胞增殖、分化产生不同的

浆细胞分泌形成的，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；同时注射2种抗原可刺激B细胞分化形成不同的浆细胞，而不是分化成

产双抗的浆细胞，D错误。

4.（2022•江苏高考，19）（多选）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具有芳烧羟化酶活性，只有m具有胸背激酶活性，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（）

保留的人111m

音色体X,H2,IIX,II

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.芳烽羟化酶基因位于2号染色体上，乳酸脱氢酶基因位于11号染色上

D.胸背激酶基因位于17号染色体上，磷酸甘油酸激酶基因位于X染色体上

【答案】ACD

【解析】分析题干信息：I保留X、11号染色体，II保留2、11号染色体，具有芳烧羟化酶活性，III,保

留X、11、17号染色体具有胸背激酶活性，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，所以支配芳煌羟化酶合成的基因位于2号染色体上，支配胸背激酶合成的基因位于17号染色体上；

支配磷酸甘油酸激合成的基因位于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，芳煌羟化酶基因位于2号染色

体上，乳酸脱氢酶基因位于11号染色上，胸背激酶基因位于17号染色体上，磷酸甘油酸激酶基因位于X

染色体上，CD正确。

5.（2022•海南高考，20）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。

（供体）

（支体）

白QSN建A党科啜瞟严

加11瓶的裳］

4诲导多能「细则

晨注射到受体IGPS）

（Jy.炉肝力2中的则加躺的

（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。

（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。

（3）iPS细胞和iPGCs细胞的形态、结构和功能不同的根本原因是=

（4）诱导iPS细胞的技术与体细胞核移植技术的主要区别是。

（5）该实验流程中用到的生物技术有（答出2点即可）。

【答案】（1）①.胰蛋白酶、胶原蛋白酶等②.动物血清

（2）①.PCR技术、人工合成法②.终止子③.RNA聚合酶④.目的基因转录出mRNA,

最终表达出所需要的蛋白质

(3)基因的选择性表达

(4)诱导iPS细胞的技术是将已经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，而细胞核移植技术是将动物的一个细胞的细胞核移入去核的卵母细

胞内，使这个重组的细胞发育为胚胎，继而发育为动物个体的技术

(5)基因工程、动物细胞培养

【解析】胚胎干细胞(ES细胞)具有自我更新及多向分化潜能，为发育学、遗传学、人类疾病的发病机理

与替代治疗等研究提供非常宝贵的资源。iPS细胞技术是借助基因导入技术将某些特定因子基因导入动物或

人的体细胞，以将其重编程或诱导为ES细胞样的细胞，即iPS细胞。

(1)动物细胞培养时，鸡胚组织剪碎后需用胰蛋白酶处理，以获得单细胞悬液。动物细胞培养时一般需要

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)OSNL为目的基因，体外获取目的基因可通过PCR技术大量扩增或通过人工合成法来合成。基因表达

载体中除目的基因外，还必须有启动子、终止子、复制原点和标记基因等。启动子是一段有特殊结构的DNA

片段，位于基因的首端，它是RNA聚合酶识别和结合的部位，有了它才能驱动基因转录出mRNA,最终获

得所需要的蛋白质。

(3)据图可知，由iPS细胞诱导形成iPGCs细胞经过了细胞分化，该过程遗传物质没有改变，导致其细胞

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细胞的技术是将已经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，而细胞核移植技术是将动物的一个细胞的细胞核移入去核的卵母细

胞内，使这个重组的细胞发育为胚胎，继而发育为动物个体的技术。

(5)由图可知，该实验流程中将OSNL基因导入鸡胚成纤维细胞利用了基因工程技术，诱导多能干细胞过

程利用了动物细胞培养的技术。

6.(2022・辽宁高考，24)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

N蛋白胞外段基因脂质体病毒包|组装|收集|感染海拉细里N蛋白胞外段

重组慢病毒质粒导入*蓑血胞|释放|席金|表达、纯化

图1

(1)构建重组慢病毒质粒时，选用氨茶青霉素抗性基因作为标记基因，目的是O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”）。

（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。

II.N蛋白胞外段单克隆抗体制备，流程如图2

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。

（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。

（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。

【答案】（1）①.检测目的基因是否成功导入受体细胞②.双分子层中

（2）蛋白质外壳和含N蛋白胞外段基因的核酸

（3）①.胰蛋白酶或胶原蛋白②.C02培养箱

（4）①.克隆化②.抗原抗体杂交③.细胞培养液

（5）抗体-药物偶联物##ADC

【解析】单克隆抗体制备流程：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；进行抗体检测，筛

选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞；进行克隆化培养，即用培养基培养和注入小鼠腹腔中培养；最后从培

养液或小鼠腹水中获取单克隆抗体。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。杂交瘤细胞的特点：既能大量增殖，又能产生特异性

抗体。

（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，常选用氨苇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）。

（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。

（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。

（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。

（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。

【过关检测】

1.植物体细胞杂交与动物细胞工程中所用技术与原理不相符的是（）

A.纤维素酶、果胶酶处理和胰蛋白酶处理一酶的专一性

B.植物细胞培养和动物细胞培养——细胞的全能性

C.原生质体融合和动物细胞融合——生物膜的流动性

D.紫草细胞培养和杂交瘤细胞的培养——细胞分裂

【答案】B

【解析】用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁获得原生质体和用胰蛋白酶处理动物组织得到单个细胞都采用了

酶的专一性原理。诱导原生质体融合和动物细胞融合都采用了生物膜的流动性原理。植物组织培养的原理

是细胞的全能性。动物细胞培养的原理是细胞增殖。细胞工程中，利用酶的专一性原理，用纤维素酶和果

胶酶去除细胞壁获得原生质体，用胰蛋白酶处理动物组织得到单个细胞，A正确；植物组织培养的原理是

细胞的全能性，而动物细胞培养的原理是细胞增殖，B错误；利用生物膜的流动性原理，采用诱导技术可以

诱导原生质体融合和动物细胞融合,C正确;紫草细胞培养和杂交瘤细胞的培养的原理都是细胞增殖（分裂），

D正确。

2.中国科学院动物研究所将大熊猫的体细胞核放入兔子的去核卵母细胞之中，并使其成功发育成囊胚，标

志着异种核质相容的问题得到解决，异种克隆大熊猫迈过了第一道“坎”;然后至关重要的是选择一种合适的”

代孕母体”。下图是该研究的理论流程图。下列说法正确的是（）

A.步骤甲、乙分别是指大熊猫体细胞核移植、胚胎收集

B.诱导超数排卵所注射的激素只能作用于特定细胞

C.重组细胞发育成早期胚胎所需营养主要来源于营养液

D.步骤甲和步骤乙中的供体和受体需要同期发情处理

【答案】B

【解析】步骤甲、乙分别指的是核质融合、胚胎移植，A错误；诱导超数排卵所注射的激素是促性腺激素,

只能作用于性腺，B正确；重组细胞发育成早期胚胎所需营养主要来源于卵细胞，C错误；步骤甲是细胞核

移植，供体是提供细胞核的个体，其供体和受体不需要同期发情处理，D错误。

3.下列关于动物细胞培养的叙述不正确的是

A.动物细胞培养技术的原理是细胞的全能性

B.传代培养时需要用胰蛋白酶处理贴壁生长的细胞

C.癌细胞在培养瓶中不会出现接触抑制现象

D.动物细胞培养一般需要使用C02培养箱

【答案】A

【解析】动物细胞培养技术的原理是细胞增殖，A错误；传代培养时需要用胰蛋白酶处理贴壁生长的细胞,

使其分散培养，B正确；癌细胞在培养瓶中不会出现接触抑制现象，能无限增殖，C正确；动物细胞培养一

般需要使用C02培养箱，以维持培养液pH值，D正确。

4.体细胞核移植技术在畜牧业，医药卫生以及其他领域有着广泛的应用前景。下列关于体细胞核移植技术

的应用前景及存在问题的叙述，错误的是（）

A.利用体细胞核移植技术培育的转基因克隆动物可以作为生物反应器，生产珍贵的医用蛋白

B.以患者作为供体培育的人核移植胚胎干细胞诱导形成的组织、器官等，可避免免疫排斥反应

C.体细胞核移植技术发展到今天，已经相当成熟，成功率较高

D.有研究者指出，绝大多数克隆动物存在健康问题，如体型过大、脏器缺陷，免疫失调等

【答案】C

【解析】利用体细胞核移植技术培育的转基因克隆动物可以作为生物反应器，生产珍贵的医用蛋白，A正

确；以患者作为供体培育的人核移植胚胎干细胞诱导形成的组织、器官等，可避免免疫排斥反应，B正确；

尽管通过体细胞核移植技术已经获得了多种克隆动物，但该技术的成功率仍然非常低，各个技术环节也有

待进一步改进，C错误；有研究者指出，绝大多数克隆动物存在健康问题，如体型过大、脏器缺陷，免疫失

调等，D正确。

5.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.作物脱毒依据的原理是植物顶端成熟区附近几乎无病毒

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，其线粒体DNA来自供卵母体

【答案】D

【解析】诱导植物细胞融合前需要先去除细胞壁获得原生质体，然后才能能用PEG等方法诱导原生质体融

合，A错误；作物脱毒依据的原理是植物顶端分生区附近几乎无病毒，B错误；骨髓瘤细胞经免疫处理也不

能产生抗体，需要筛选出杂交瘤细胞才能获得单克隆抗体，C错误；核移植克隆的动物，其线粒体DNA来

自供细胞质的供体，即供卵母体，D正确。

6.下列关于动物细胞工程的叙述，正确的是（）

A.PEG诱导动物细胞融合形成的杂种细胞，经动物细胞培养能得到优良动物个体

B.使用冷冻保存的正常细胞通常为10代以内，以保持细胞正常的二倍体核型

C.在高倍显微镜下观察发生基因突变的细胞比例可推知某化学药品的毒性

D.用胰蛋白酶处理动物组织后，可用无菌水稀释制成细胞悬浮液

【答案】B

【解析】本题主要动物细胞的组织培养及细胞融合。细胞全能性是指已经分化的细胞，仍然具有发育成个

体的潜能。动物细胞的培育过程是用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理组织细胞一段时间，使组织分散成单个细

胞，再用培养液将分散的细胞稀释制成细胞悬液进行培养，由于动物细胞结构和功能复杂，目前仅证实动

物细胞核具有全能性，动物体细胞的全能性还有待技术发展。目前为止，人们还没有成功将单个分化的动

物体细胞培养成个体，动物细胞的全能性受到限制，动物细胞融合形成的杂种细胞不能培育成动物，A错

误；目前使用的或冷冻保存的正常细胞通常为10代以内，以保持细胞正常的二倍体核型，B正确；基因突

变是碱基对增添、缺失或替换，碱基对的改变在光学显微镜下无法观察到，C错误；用胰蛋白酶或胶原蛋白

酶处理动物组织会使组织就会分散成单个细胞，再用培养液将分散的细胞稀释制成细胞悬液，而不是无菌

水，D错误。

7.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，你认为有几处错误（）

植物细胞工程动物细胞工程

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

特殊处理酶解法去除细胞壁胰蛋白酶处理制备细胞悬浮液

融合方法物理方法化学方法物理方法化学方法生物方法

典型应用人工种子微型繁殖单克隆抗体的制备等

培养液区别植物激素诱导脱分化和再分化动物血清或血浆

A.0处B.1处C.2处D.3处

【答案】A

【解析】细胞工程包括植物细胞过程和动物细胞工程，植物细胞过程包括植物组织培养和植物体细胞杂交

技术；动物细胞工程包括动物细胞培养和核移植技术、动物细胞融合和单克隆抗体的制备。技术手段：植

物细胞过程包括植物组织培养和植物体细胞杂交；动物细胞工程包括动物细胞培养、动物细胞融合等，正

确；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，正确；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），正确；植物细胞工程技术

可应用于制备人工种子、微型繁殖等；动物细胞工程中的动物细胞融合技术可以用于制备单克隆抗体，正

确；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，正确。因此，以上说法都是正确的。

8.为了解决杂交瘤细胞在传代培养中出现来自B细胞染色体丢失的问题，研究者在单克隆抗体的制备过程

中增加了一个步骤，如下图所示。除了抗原刺激之外，用EBV（一种病毒颗粒）感染动物B细胞，使其染

色体核型更稳定。这样的细胞能够在HAT培养基中存活，但对乌本甘（Oua）敏感。下列相关分析错误的

是（）

抗原晅动物一度田胞

EBV骨髓瘤细胞

61-T-®

EB\转化细胞PEGSja

HAT1吾养基-Oua筛选

EB*专化细胞骨髓瘤细胞

死亡瘤翠胞死亡

A.杂交瘤细胞具有持续产生抗EBV抗体的能力

B.杂交瘤细胞染色体丢失可能导致抗体产生能力下降

C.图中B细胞取自于抗原刺激后动物的脾脏等

D.骨髓瘤细胞应该无法在HAT选择培养基中存活

【答案】A

【解析】题图分析：图示为单克隆抗体制备过程，除了抗原刺激之外，还用EBV（一种病毒颗粒）感染动

物B淋巴细胞，使其染色体核型更稳定，不易发生变异，该细胞株能够在HAT培养基中存活。本实验中

EBV的作用是使B细胞染色体核型更稳定，而不是刺激B细胞分化成浆细胞产生抗体，所以该杂交瘤细胞

不能产生抗EBV的抗体，A错误；杂交瘤细胞染色体丢失可能导致细胞发生变异，从而导致抗体产生能力

下降，B正确；B细胞分布在脾脏和淋巴结等免疫器官中，所以在单克隆抗体制备过程中，B细胞取自于抗

原刺激后动物的淋巴结或脾脏等，C正确；据图可知，骨髓瘤细胞在HAT选择培养基中死亡，D正确。

9.2019年1月24日，我国科学家宣布世界首批疾病克隆猴一5只生物节律紊乱体细胞克隆猴在中国诞

生，开启了克隆猴模型应用于生命科学研究的“春天”。科学家采集了一只一岁半的、睡眠紊乱最明显的

BMAL1（生物节律基因）敲除猴A6的体细胞，通过体细胞核移植技术，获得了5只克隆猴——这是国际

上首次成功构建一批遗传背景一致的生物节律紊乱舜猴模型。下列相关叙述错误的是（）

A.体细胞核移植技术的原理是动物细胞（核）的全能性

B.5只克隆舜猴细胞核基因型与核供体细胞完全一致

C.体细胞核移植需用取自新鲜卵巢的卵母细胞直接做受体细胞

D.该研究可弥补实验舜猴繁殖周期长、单胎数量少的不足

【答案】C

【解析】动物体细胞核移植：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克隆动物。克隆动物具备双亲的遗传特性，因为其细胞核

基因来自提供细胞核的生物，而细胞质基因来自提供细胞质的生物，但其性状主要与提供细胞核的生物相

似。动物细胞核移植获得克隆动物所依据的原理是动物细胞核具有全能性，A正确；5只克隆雅猴是通过体

细胞核移植技术获得的，其细胞核基因型与核供体细胞完全一致，B正确；取自卵巢的卵母细胞需要培养到

Mil中期时，才可进行核移植，C错误；体细胞核移植时供核的供体可不受年龄影响，且体细胞数量多，所

以该研究可弥补实验彳弥猴繁殖周期长、单胎数量少的不足，D正确。

10.牛雄性胚胎中存在特异性H-Y抗原，可在牛早期胚胎培养液中添加H-Y单克隆抗体，筛选胚胎进行

移植，以利用乳腺生物反应器进行生物制药。下列相关叙述正确的是（）

A.H-Y单克隆抗体由骨髓瘤细胞分泌B.应选用原肠胚做雌雄鉴别

C.鉴别后的雄性胚胎可直接做胚胎移植D.用H-Y抗原刺激母牛可获得相应抗体

【答案】D

【解析】效应B细胞能够分泌抗体，但是不具有增殖能力，而骨髓瘤细胞具有无线增殖的能力，因此利用

动物细胞融合技术将效应B细胞和骨髓瘤细胞融合成杂交瘤细胞，利用该细胞制备单克隆抗体。该杂交瘤

细胞既能无限增殖，又能产生特异性抗体，并且单克隆抗体具有特异性强、灵敏度高、可大量制备等特点。

单克隆抗体由杂交瘤细胞分泌的，A错误；做雌雄性别鉴别应选择囊胚期的滋养层细胞，B错误；由于是利

用乳腺生物反应器进行生物制药，则鉴别后的雌性胚胎可直接做胚胎移植，雄性胚胎没有意义，C错误；

H-Y抗原免疫母牛，使其体内产生体液免疫，产生相应的浆细胞，获得相应抗体，D正确。

11.下列关于生物工程的叙述，错误的是（）

A.可利用植物组织培养技术实现紫草素的工厂化生产

B.由根尖细胞形成愈伤组织的过程中，可能会发生基因突变

C.动物细胞融合与植物体细胞杂交所依据的原理相同，都能形成杂种个体

D.试管动物技术可以充分发挥优良动物的繁殖潜力

【答案】C

【解析】胚胎工程是指对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术。包括体外受精、胚胎移

植、胚胎分割移植、胚胎干细胞培养等技术。“试管动物”与“试管婴儿”一样，是将哺乳动物的卵子和精子，

在体外条件下完成受精过程，并培养成胚胎，移植入雌性动物生殖道内而获得后代。可利用植物组织培养

技术获得愈伤组织，实现紫草素的工厂化生产，A正确；由根尖细胞形成愈伤组织的过程中，可能会发生

基因突变，B正确；动物细胞融合与植物体细胞杂交相比，诱导融合的方法、所用的技术手段、所依据的原

理均不完全相同，动物细胞融合不能形成杂种个体，而植物细胞融合能形成杂种个体，但两者都能形成杂

种细胞，C错误；试管动物技术是进行体外受精，可以充分发挥优良动物的繁殖潜力，D正确。

12.“筛选”是生物中常用的技术手段，下列相关叙述中正确的是（）

A.制备单克隆抗体过程中，第一次从细胞水平筛选出杂交瘤细胞，第二次从分子水平筛选出产生所需抗体

的杂交瘤细胞

B.单倍体育种中需对F1的花药进行筛选

C.为了快速繁殖无子西瓜，需筛选出特定的体细胞才能进行组织培养

D.通过显微镜观察染色体数目诊断先天愚型是分子水平的检测

【答案】A

【解析】单克隆抗体制备过程中，第一次从细胞水平筛选出杂交瘤细胞，第二次从分子水平筛选出既能无

限增殖又能产生特定抗体的杂交瘤细胞，A正确；单倍体育种中，不需要对F1的花药进行筛选，可直接根

据单倍体的性状进行筛选，B错误；三倍体无籽西瓜的体细胞的染色体组数都是3个，不需要筛选，不过需

用分化程度低的体细胞进行组织培养，C