第41講動物細胞工程高考總復習優(yōu)化設計GAOKAOZONGFUXIYOUHUASHEJI2026素養(yǎng)目標考點一動物細胞培養(yǎng)夯實基礎?精研教材1.動物細胞培養(yǎng)的地位動物細胞工程常用的技術手段有動物細胞培養(yǎng)、動物細胞核移植、

等。

動物細胞融合2.動物細胞培養(yǎng)的條件

血清培養(yǎng)液36.5±0.57.2~7.4

維持培養(yǎng)液的pH3.動物細胞培養(yǎng)(1)生長特點①細胞貼壁:將細胞懸液放入培養(yǎng)瓶內(nèi),置于適宜環(huán)境中培養(yǎng),懸液中分散的細胞很快就

上,稱為細胞貼壁。

②接觸抑制:當貼壁細胞分裂生長到表面

時,細胞

的現(xiàn)象稱為細胞的接觸抑制。

貼附在瓶壁相互接觸停止分裂增殖(2)過程

胰蛋白膠原蛋白單個細胞細胞懸液原代懸浮貼壁分裂受阻或停止傳代培養(yǎng)4.動物細胞培養(yǎng)與植物組織培養(yǎng)的比較

5.干細胞的培養(yǎng)及其應用(1)概念:干細胞是一類具有自我更新和分化潛能的細胞,與組織、器官的發(fā)育、再生和修復密切相關。(2)三種干細胞比較骨髓任何一種類型成體神經(jīng)干細胞特定的細胞或組織胚胎干細胞教材深挖1.(選擇性必修3

P44正文)“在使用合成培養(yǎng)基時,通常需要加入血清等一些天然成分。”血清中含有哪些促進細胞代謝和生長的物質(zhì)?2.(選擇性必修3

P44旁欄思考)進行動物細胞培養(yǎng)時常用胰蛋白酶分散細胞,這說明細胞間的物質(zhì)主要是什么?不能用胃蛋白酶的原因是什么?蛋白質(zhì)、氨基酸、未知的促生長因子等

蛋白質(zhì)。胃蛋白酶作用的適宜pH為1.5左右,而動物細胞培養(yǎng)的適宜pH為7.2~7.4,胃蛋白酶在此環(huán)境中沒有活性4.(選擇性必修3

P46相關信息延伸思考)科學家已嘗試采用多種方法來制備iPS細胞:借助載體將特定基因?qū)爰毎?直接將特定蛋白導入細胞中或者用小分子化合物等誘導形成iPS細胞。iPS細胞最初是由成纖維細胞轉(zhuǎn)化而來的,后來發(fā)現(xiàn)已分化的T細胞、B細胞等也能被誘導為iPS細胞。3.(選擇性必修3

P45正文)動物細胞培養(yǎng)過程中,用胰蛋白酶、膠原蛋白酶處理組織塊,使組織分散成單個細胞的目的是什么?使細胞與培養(yǎng)液充分接觸,保證細胞所需氧氣和營養(yǎng)的供應;保證細胞內(nèi)代謝物及時排出易錯排查1.用胰蛋白酶將囊胚內(nèi)細胞團的膜蛋白消化后可獲得分散的胚胎干細胞。(

)2.胚胎干細胞和誘導出的各種細胞都需在CO2培養(yǎng)箱中進行培養(yǎng)。(

)3.動物細胞的傳代培養(yǎng)次數(shù)通常是無限的。(

)4.自體干細胞移植通常不會引起免疫排斥反應。

(

)5.胚胎干細胞在體外培養(yǎng)能增殖但不能被誘導分化。(

)6.造血干細胞具有分化出多種血細胞的能力,可用于治療白血病。(

)7.動物細胞培養(yǎng)技術可用于轉(zhuǎn)基因動物的培育。(

)×√×√×√√考法練透?素養(yǎng)提升考法一

動物細胞培養(yǎng)1.(2022·湖北卷)某興趣小組開展小鼠原代神經(jīng)元培養(yǎng)的研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn)其培養(yǎng)的原代神經(jīng)元生長緩慢,其原因不可能是(

)A.實驗材料取自小鼠胚胎的腦組織B.為了防止污染將培養(yǎng)瓶瓶口密封C.血清經(jīng)過高溫處理后加入培養(yǎng)基D.所使用的培養(yǎng)基呈弱酸性A解析

小鼠胚胎腦組織中含有豐富的原代神經(jīng)元,細胞增殖能力強,不會導致細胞生長緩慢,A項符合題意;培養(yǎng)瓶瓶口密封會使培養(yǎng)液中缺氧,影響細胞的有氧呼吸,造成供能不足,可能導致細胞生長緩慢,B項不符合題意;血清經(jīng)過高溫處理后,其中活性成分變性,失去原有功能,細胞的生存環(huán)境嚴重惡化,可能導致細胞生長緩慢,C項不符合題意;小鼠的內(nèi)環(huán)境為弱堿性,若所使用的培養(yǎng)基呈弱酸性,會導致細胞的生存環(huán)境惡劣,可能導致細胞生長緩慢,D項不符合題意。考法二

干細胞的培養(yǎng)及應用2.(不定項)(2025·湖南名校聯(lián)考入學考試)下圖為iPS細胞的培養(yǎng)和利用過程。下列敘述正確的是(

)A.iPS細胞是由體細胞經(jīng)體外誘導產(chǎn)生的多能干細胞B.患者的成纖維細胞培養(yǎng)成的iPS細胞分化成的組織細胞移植后不會發(fā)生免疫排斥反應C.由于iPS細胞的全能性低于胚胎干細胞,所以iPS細胞的應用前景低于胚胎干細胞D.由于iPS細胞可以分化成多種組織細胞,所以可以將iPS細胞體外培養(yǎng)成個體AB解析

成纖維細胞屬于體細胞,iPS細胞是由成纖維細胞經(jīng)人工誘導后形成的類似于胚胎干細胞的多能干細胞,A項正確;由于產(chǎn)生iPS細胞的成纖維細胞來自病人自身,所以iPS細胞分化成的組織細胞移植后不會發(fā)生免疫排斥反應,B項正確;雖然iPS細胞的全能性低于胚胎干細胞,但因為誘導過程無需破壞胚胎,而且iPS細胞可以來源于病人自身的體細胞,將它移植回病人體內(nèi)后,理論上可以避免免疫排斥反應,所以iPS細胞的應用前景優(yōu)于胚胎干細胞,C項錯誤;iPS細胞可以分化成多種組織細胞,但不能培養(yǎng)成一個個體,D項錯誤。考點二動物細胞融合技術與單克隆抗體夯實基礎?精研教材1.動物細胞融合技術

PEG融合電融合一定的流動性有性雜交2.植物體細胞雜交和動物細胞融合的比較

比較項目植物體細胞雜交動物細胞融合原理細胞膜的流動性、植物細胞的全能性細胞膜的流動性、細胞增殖融合前處理除去細胞壁使細胞分散開相關酶纖維素酶和果膠酶胰蛋白酶和膠原蛋白酶比較項目植物體細胞雜交動物細胞融合誘導方法物理法:電融合法、離心法等;化學法:聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2+—高pH融合法等聚乙二醇(PEG)融合法、電融合法、滅活病毒誘導法等結(jié)果雜種植株雜交細胞應用培育植物新品種等主要用于制備單克隆抗體意義突破遠緣雜交不親和的障礙,打破了生殖隔離,擴展了雜交的親本組合3.單克隆抗體(1)原理:一個B淋巴細胞只分泌一種特異性抗體,B淋巴細胞在體外

無限增殖;骨髓瘤細胞能

;B淋巴細胞與骨髓瘤細胞融合得到

細胞,既能無限增殖,又能產(chǎn)生特異性抗體。

不能無限增殖雜交瘤(2)制備過程

B淋巴細胞選擇培養(yǎng)基雜交瘤細胞圖解說明圖解說明(3)優(yōu)點①能準確地識別

的細微差異。

②與特定

發(fā)生特異性結(jié)合。

③可以大量制備。(4)應用①作為診斷試劑,可與特定抗原發(fā)生特異性結(jié)合,并且可大量制備。②用于治療疾病和

,形成抗體—藥物偶聯(lián)物(ADC),實現(xiàn)對腫瘤細胞的

殺傷。

抗原抗原運載藥物選擇性易錯排查1.有的病毒經(jīng)滅活處理后,可用于細胞工程中介導動物細胞的融合。(

)2.雜交瘤細胞需進一步篩選才能用于生產(chǎn)。(

)3.融合細胞c將同時表達a細胞和b細胞中的所有基因。(

)4.產(chǎn)生抗人白細胞介素-8抗體的雜交瘤細胞的篩選必須通過分子檢測。(

)5.細胞融合時使用胰蛋白酶有利于雜交瘤細胞的形成。(

)6.雜交瘤細胞經(jīng)篩選培養(yǎng)能獲得分泌特異性抗體的細胞群。(

)√√×√×√考法練透?素養(yǎng)提升考法一

動物細胞融合1.(2025·廣東揭陽模擬)某一生物工程技術過程中出現(xiàn)細胞融合的操作,下列敘述正確的是(

)A.若為植物體細胞雜交技術,則用聚乙二醇處理兩種植物細胞后會直接出現(xiàn)膜融合B.若為單克隆抗體的制備技術,融合得到的細胞分別經(jīng)過特定選擇培養(yǎng)基篩選、克隆化培養(yǎng)和抗體檢測就可得到大量的單克隆抗體C.若為體外受精技術,細胞融合時可在顯微鏡下觀察到雌、雄原核或兩個極體D.若為動物體細胞核移植技術,融合得到的細胞可直接移植到受體母牛子宮內(nèi)獲得克隆牛C解析

若植物體細胞雜交,首先用酶解法去壁,一般使用纖維素酶和果膠酶處理,再進行細胞融合,A項錯誤;若為單克隆抗體的制備技術,融合得到的細胞分別經(jīng)過特定選擇培養(yǎng)基篩選、克隆化培養(yǎng)和抗體檢測,然后將雜交瘤細胞大量培養(yǎng),可得到大量的單克隆抗體,B項錯誤;若為體外受精技術,細胞融合時可在顯微鏡下觀察到雌、雄原核或透明帶和卵細胞膜之間的兩個極體,C項正確;若為動物體細胞核移植技術,融合得到的細胞需培養(yǎng)到桑葚胚或囊胚,然后移植到受體母牛子宮內(nèi)獲得克隆牛,D項錯誤。考法二

單克隆抗體及應用2.(2025·河北唐山開學模擬)在某藥物研發(fā)過程中,需制備抗細胞膜蛋白N的抗體,流程如圖所示。下列敘述錯誤的是(

)A.取脾組織之前應用蛋白N對健康小鼠進行免疫B.將培養(yǎng)B淋巴細胞的培養(yǎng)瓶置于培養(yǎng)箱并通入無菌氧氣C.將雜交瘤細胞轉(zhuǎn)入96孔板時,每個孔中盡量只接種一個細胞D.將藥物與抗蛋白N的單克隆抗體結(jié)合,可實現(xiàn)特異性治療B解析

取脾組織之前應用蛋白N對健康小鼠進行免疫,其目的是獲得能產(chǎn)生相應抗體的B淋巴細胞,A項正確;將培養(yǎng)B淋巴細胞的培養(yǎng)瓶置于二氧化碳培養(yǎng)箱中進行培養(yǎng),其中存在氧氣,不需要專門通入無菌氧氣,B項錯誤;將雜交瘤細胞轉(zhuǎn)入96孔板時,每個孔中盡量只接種一個細胞,這樣可以保證每個孔板中只有一種細胞,便于篩選出能產(chǎn)生特定抗體的雜交瘤細胞,C項正確;將藥物與抗蛋白N的單克隆抗體結(jié)合,可實現(xiàn)特異性治療,該過程中藥物起到治療作用,單克隆抗體能將藥物帶到病灶部位,D項正確。3.(2024·江西臨川模擬)抗體藥物偶聯(lián)物(ADC)是采用特定技術將具有生物活性的小分子藥物連接到單克隆抗體上,實現(xiàn)對腫瘤細胞精準的選擇性殺傷。ADC的結(jié)構及其發(fā)揮作用的機理如下圖,有關敘述錯誤的是(

)A.ADC實現(xiàn)精準殺傷腫瘤細胞的基礎是抗體與抗原特異性結(jié)合B.該腫瘤細胞死亡是在ADC誘導下細胞自動死亡的過程C.將特定抗原注射到小鼠體內(nèi),可以從小鼠血清中獲得單克隆抗體D.對特定抗原篩選出的雜交瘤細胞進行克隆化培養(yǎng)可獲得單克隆抗體C解析

由于單克隆抗體的特異性強,能特異性識別抗原,因此可以把抗腫瘤細胞的單克隆抗體與藥物等相結(jié)合,借助單克隆抗體的定位導向作用將藥物定向帶到腫瘤細胞,故ADC實現(xiàn)精準殺傷腫瘤細胞的基礎是抗體與抗原特異性結(jié)合,A項正確;ADC進入細胞后,溶酶體使其裂解,釋放藥物,導致細胞凋亡,腫瘤細胞凋亡是細胞自動死亡的過程,B項正確;將特定抗原注射到小鼠體內(nèi),可以從小鼠血清中獲得抗體,獲得的抗體可能有多種,不是單克隆抗體,C項錯誤;對特定抗原篩選出的雜交瘤細胞進行克隆化培養(yǎng)可獲得單克隆抗體,該種細胞的特點是既能迅速大量增殖,又能產(chǎn)生所需抗體,D項正確。考點三動物體細胞核移植技術和克隆動物夯實基礎?精研教材1.動物體細胞核移植和克隆動物

屬于無性繁殖(1)原理

,即動物細胞核中具有該種動物全套的遺傳信息。

(2)類型(3)涉及技術動物細胞培養(yǎng)技術、

、核移植技術、

等。其中,核移植是核心技術。

細胞核的全能性動物胚胎細胞分化程度低動物細胞融合技術胚胎移植技術(4)過程

10代以內(nèi)的2.體細胞核移植技術的應用前景及存在的問題

遺傳改良生物反應器轉(zhuǎn)基因克隆動物胚胎干細胞非常低健康遺傳和生理缺陷3.細胞工程的各種技術手段及其原理總結(jié)

教材深挖1.(選擇性必修3

P52相關信息)減數(shù)分裂Ⅱ中期(MⅡ期)卵母細胞中的“核”其實是

。文中所說的“去核”是去除該復合物。

2.(選擇性必修3

P54思考·討論)(1)體細胞核移植技術中必須先去掉受體卵母細胞的細胞核的原因是

。

(2)通過體細胞核移植方法生產(chǎn)的克隆動物,不是對體細胞供體動物進行了100%的復制,原因是____________________________________________

。

紡錘體—染色體復合物保證核移植動物的核遺傳物質(zhì)全部來自供體細胞少部分DNA(如線粒體DNA)來自受體卵母細胞克隆動物絕大部分DNA來自供體細胞核,但核外還有3.(選擇性必修3

P54相關信息)目前動物細胞核移植技術中普遍使用的去核方法是

。也有人采用梯度離心、

短時間照射和化學物質(zhì)處理等方法。這些方法是在沒有穿透卵母細胞透明帶的情況下去核或使其中的

。

顯微操作法紫外線DNA變性易錯排查1.在克隆哺乳動物過程中,通常作為核移植受體細胞的是去核的次級卵母細胞。(

)2.體細胞雜交技術可用于克隆動物和制備單克隆抗體。(

)√×思維探究?考教銜接(根據(jù)2018·全國Ⅲ卷、2016·全國Ⅱ卷、2014·福建卷、2015·安徽卷、2013·山東卷情境設計)2018年《細胞》期刊報道,中國科學家率先成功地應用體細胞對非人靈長類動物進行克隆,獲得兩只克隆猴——“中中”和“華華”。回答下列問題。(1)“中中”和“華華”的獲得涉及核移植過程,核移植是指

。

在核移植之前,必須先去掉受體卵母細胞的核,目的是_________________

;去核時常采用

法,受體應選用

期的卵母細胞。

(2)哺乳動物的核移植可以分為胚胎細胞核移植和體細胞核移植,胚胎細胞核移植獲得克隆動物的難度

(填“大于”或“小于”)體細胞核移植,其原因是

。將動物一個細胞的細胞核,移入一個已去核的卵母細胞保證核遺傳物質(zhì)來自供體細胞顯微操作去核MⅡ小于胚胎細胞分化程度低,恢復全能性相對容易

(3)圖中A表示正常細胞核,染色體數(shù)為2n,則其性染色體的組成可為

。通過核移植方法獲得的克隆猴,與核供體相比,克隆猴體細胞的染色體數(shù)目

(填“減半”“加倍”或“不變”)。在哺乳動物核移植的過程中,若分別以雌性個體和雄性個體的體細胞作為核供體,通常,所得到的兩個克隆動物體細胞的常染色體數(shù)目

(填“相同”或“不相同”),性染色體組合

(填“相同”或“不相同”)。

(4)與克隆羊“多莉”培養(yǎng)成功一樣,兩只克隆猴——“中中”和“華華”的成功獲得也證明了

。

XX或XY不變相同不相同已經(jīng)分化的動物體細胞的細胞核具有全能性考法練透?素養(yǎng)提升1.(2025·河南開學模擬)水牛克隆技術在農(nóng)業(yè)領域中的應用主要是針對水牛的繁殖、育種及經(jīng)濟價值方面。其基本流程包括體細胞的采集、受體卵母細胞的獲得和去核、體細胞核的移植、細胞融合和激活、重構胚的培養(yǎng)與發(fā)育、胚胎移植等步驟。下列相關敘述正確的是(

)A.克隆動物與試管動物的生殖方式均為無性繁殖B.卵母細胞的去核方法有梯度離心、Ca2+載體等C.進行胚胎移植前需對受體母牛進行同期發(fā)情處理D.該過程涉及多項技術,如體外受精、核移植技術等C解析

克隆動物的生殖方式為無性繁殖,試管動物的生殖方式為有性生殖,A項錯誤;卵母細胞的去核方法有顯微操作法、梯度離心、紫外線短時間照射和化學物質(zhì)處理等,Ca2+載體是激活重構胚的方法,B項錯誤;胚胎移植的實質(zhì)是早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移,胚胎移植時,受體母牛需要和供體處于相同的生理狀態(tài),C項正確;水牛克隆過程涉及的技術有核移植、細胞融合和激活、早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植等,沒有體外受精,D項錯誤。2.我國研究人員經(jīng)體細胞核移植技術培育出第一批靈長類動物——食蟹猴,流程如圖所示,①~⑥表示過程,該動物可作為研究癌癥等人類疾病的動物模型。下列說法錯誤的是(

)A.過程①用含血清的液體培養(yǎng)基,置于95%空氣和5%CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)B.過程②表示的卵母細胞去核,實際去除的是紡錘體—染色體復合物C.可用Ca2+載體或乙醇激活重構胚,使其完成分裂和發(fā)育進程D.代孕母猴分娩的食蟹猴性狀表現(xiàn)與提供卵母細胞的雌性食蟹猴無關D解析

過程①用含血清的液體培養(yǎng)基,置于95%空氣和5%CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng),這是常見的動物細胞培養(yǎng)條件,A項正確;過程②表示的卵母細胞去核,實際去除的是紡錘體—染色體復合物,這是核移植技術中去核的關鍵操作,B項正確;可用Ca2+載體或乙醇激活重構胚,使其完成分裂和發(fā)育進程,這是激活重構胚的常見方法,C項正確;由雌性食蟹猴提供的卵母細胞中含有細胞質(zhì)基因,也會遺傳給食蟹猴,因此食蟹猴性狀表現(xiàn)和提供卵母細胞的雌性食蟹猴有關,D項錯誤。聚焦表達?回扣落實1.(原