第52課時動物細胞工程

1.闡明動物細胞培養的條件和過程。2.闡明動物細胞核移植的原理和過程。3.闡明動物

課標

細胞融合的概念。4.概述細胞融合技術是單克隆抗體制備的重要技術。5.簡述干細胞

要求

在生物醫學工程中有廣泛的應用價值。

1.動物細胞培

2024?黑吉遼?T142023?遼寧-T72022?江蘇-T142022?湖北-T6

養技術

2.動物細胞融

考情2024?江西-T162023?北京-T122023?湖北-T222022?山東-T15

合和單克隆抗

分析2022?福建-T132022?遼寧?T24

體的制備

3.動物細胞核

2023?天津-T72021?遼寧1132020?天津-T1

移植技術

考點一動物細胞培養

■整合必備知識

1.動物細胞培養的概念

從動物體中取出相關的組織，將它分散成,然后在適宜的培養條件下，讓這些細胞

________________的技術。

2.動物細胞培養的條件

營養條件：糖類、氨基酸、無機鹽、維生

一素、促生長因子、微量元素等營養物質,

此外通常還需等一些天然成分

進行滅菌

處理

無菌、無＜在無菌環境下操作

毒的環境'

培定期更換，以便清除

養代謝物，防止細胞代謝物積

條累對細胞自身造成傷害

件

溫度、pH和滲透壓：哺乳動物細胞培養

—*的溫度多以(36.5±0.5)t為宜，多數動

物細胞生存的適宜pH為

「95%的空氣：其中0?是細胞

代謝所必需的

氣體環境＜

15%的CO?：

［提醒］動物細胞培養一般用液體培養基，植物組織培養一般用固體培養基。

3.動物細胞培養的過程

取動物組織

分散成_____________

加入

培養液

制成_______________

|放人培養瓶或培養皿

(1)細胞貼壁：體外培養的大多數動物細胞往往_______在培養瓶的瓶壁上。

(2)接觸抑制：當貼壁細胞分裂生長到表面__________________時，細胞通常會停止

(3)原代培養：之前的細胞培養，即動物組織經處理后的。

(4)傳代培養：后的細胞培養。

4.干細胞培養及其應用

種類胚胎干細胞成體干細胞誘導多能干細胞

來源骨髓、臍帶血和外周血體細胞(如成纖維細胞等)

能分化為成年動物體內的任何

能誘導分化成類似______

特點一種類型的細胞，并進一步形分化成____________

的細胞

成機體的組織和器官甚至—

造血干細胞用于治療

治療小鼠的鐮狀細胞貧

分化成心肌細胞、神經元和造白血病等；神經干細胞

應用血、阿爾茨海默病、心血

血干細胞等用于治療帕金森病、阿

管疾病等

爾茨海默病等

［教材隱性知識］源于選擇性必修3P46“相關信息”科學家已嘗試采用多種方法來制備iPS細胞，包括借助

載體將導入細胞中，直接將特定蛋白導入細胞中或者用等來誘導形成

iPS細胞。iPS細胞最初是由成纖維細胞轉化而來的，后來發現已分化的T細胞、B細胞等也能被誘導為iPS

細胞。

Z判斷正誤

(1)營養供應充足時，傳代培養的胚胎干細胞不會發生接觸抑制(2023?海南，7A)()

(2)進行動物細胞培養時，血清應經過高溫處理后加入培養基(2022?湖北，6C)()

(3)培養心肌細胞的時候既需要氧氣也需要二氧化碳(2022?江蘇，14B)()

.評價遷移應用

考向一動物細胞培養

1.(2024?黑吉遼，14)從小鼠胚胎中分離獲取胚胎成纖維細胞進行貼壁培養，在傳代后的不同時間點檢測細

胞數目，結果如圖。下列敘述正確的是()

指數增長期,平臺期

To5

1②/

elw

)

延

、

皿

4遲

刈

O期

—

國-①

用)

012345

時間/d

A.傳代培養時，培養皿需密封防止污染

B.選取①的細胞進行傳代培養比②更合理

C.直接用離心法收集細胞進行傳代培養

D.細胞增長進入平臺期可能與細胞密度過大有關

2.（2025?福州一中模擬）干眼癥是由淚液分泌減少導致的眼睛干澀的病癥。將有關基因導入已分化的體細胞

獲得誘導多能干細胞（iPS細胞），進而培養得到眼結膜組織，可分泌淚液成分“黏液素”，有望治療干眼癥。

下列相關說法錯誤的是（）

A.導入的基因能促使已分化的體細胞恢復分裂能力

B.利用iPS細胞獲得眼結膜組織時應加入分化誘導因子

C.iPS細胞核移植比體細胞核移植更容易表現全能性

D.利用ES細胞治療人類疾病的前景優于iPS細胞

考點二動物細胞融合技術與單克隆抗體

■整合必備知識

1.動物細胞融合技術

概念：使兩個或多個動物細胞結合形成一

個細胞的技術

方法：______________________________

動

物

細一結構基礎：______________________

胞

融一結果：形成具有原來兩個或多個細胞遺傳

合信息的雜交細胞

技

■①突破了有性雜交的局限，使遠緣

術

雜交成為可能；②成為研究細胞

一意義《遺傳、細胞免疫、腫瘤和培育生物

新品種等的重要手段，為制造單克

〔隆抗體開辟了新途徑

2.單克隆抗體的制備

⑴傳統抗體的獲得

①方法

②缺點：產量低、低、__________________差。

（2）單克隆抗體的制備及優點

①制備過程

注射特定'培養骨髓瘤細胞

交細徜〈66匈⑥自身融合細胞

用特定的—寤兼贏淳］未贏合金南種融合的細胞死亡

??______________

I克隆上述雜交細胞

鍛一專一抗體檢測陽性

將不同種雜交細胞分開，1并克隆專一抗體檢測呈陽性的細胞

統

注射到體外培養

小鼠腹唾7

腔內??

W2單克隆抗體斡八單克隆抗體

②單克隆抗體的優點

a.能準確地識別抗原的細微差異，與特定抗原發生____________結合(特異性強、靈敏度高)。

b.可以制備。

⑶單克隆抗體的應用

①被廣泛用作試劑，在多種疾病的診斷和病原體鑒定中發揮重要的作用。

②運載，形成抗體一藥物偶聯物，實現對腫瘤細胞的殺傷。

③用于。

Z判斷正誤

(1)有的病毒經滅活處理后，可用于細胞工程中介導動物細胞的融合(2020?浙江6月選考，15AX)

(2)將骨髓瘤細胞和B淋巴細胞混合，經誘導后融合的細胞即為雜交瘤細胞(2021?江蘇，11D)()

(3)甲狀旁腺激素(PTH)水平是人類多種疾病的重要診斷指標。研究者制備單克隆抗體用于快速檢測PTH,判

斷有關制備過程的敘述是否正確：

①利用抗原一抗體結合的原理篩選雜交瘤細胞(2023?北京，12C)()

②篩選能分泌多種抗體的單個雜交瘤細胞(2023?北京，12D)()

(4)我國科研團隊研制出全球首個以尿液中的抗原為靶標的戊肝診斷試劑盒，該試劑盒還可用于其他類型病

毒性肝炎的檢測()

■提升關鍵能力

理解單克隆抗體的制備過程及應用

長春新堿(VCR)能夠干擾腫瘤細胞的有絲分裂，也會影響正常細胞的增殖和分裂，導致藥物副作用的發生。

H18雜交瘤細胞產生的抗人肝癌單克隆抗體HAbl8對于人體肝癌的診斷和靶向治療具有重要的意義。回答

下列問題：

⑴抗人肝癌單克隆抗體HAbl8的制備過程中，需要向小鼠體內注射肝癌細胞懸液，其目的是

(2)單克隆抗體被廣泛用作診斷試劑的原因是

(3)資料：①細胞合成DNA包括D和S兩條途徑，其中D途徑能被氨基蝶吟阻斷。

②免疫的B淋巴細胞中有這兩種DNA的合成途徑，但它不能分裂增殖，其本身也不能在體外長期存活。

③鼠骨髓瘤細胞中只有D途徑，沒有S途徑，但它能不斷分裂增殖。如果它的D途徑被阻斷的話，它會因

不能合成DNA而死亡。

根據上述資料，利用特定的選擇培養基篩選雜交瘤細胞的具體方法是在培養基中加入

進行培養，一段時間后收集存活細胞。原理是可以阻斷DNA的D合

成途徑，所以未融合的骨髓瘤細胞及融合的骨髓瘤細胞和骨髓瘤細胞不能在該培養基生長，而未融合的B

淋巴細胞及融合的B淋巴細胞和B淋巴細胞不能長期存活，只有的細胞才可以

在培養基中長期存活與繁殖。

(4)將VCR與抗人肝癌單克隆抗體HAbl8通過接頭連接形成抗體一藥物偶聯物(ADC),可實現對肝癌細胞

的特異性殺傷，ADC的作用機制如圖。據圖分析，ADC的抗體可以

；藥物VCR通過從而

，阻斷肝癌細胞分裂，誘導肝癌細胞凋亡。

■評價遷移應用

考向二動物細胞融合技術與單克隆抗體

3.(2021?山東，15)一個抗原往往有多個不同的抗原決定簇，一個抗原決定簇只能刺激機體產生一種抗體，

由同一抗原刺激產生的不同抗體統稱為多抗。將非洲豬瘟病毒衣殼蛋白p72注入小鼠體內，可利用該小鼠

的免疫細胞制備抗p72的單抗，也可以從該小鼠的血清中直接分離出多抗。下列說法正確的是()

A.注入小鼠體內的抗原純度對單抗純度的影響比對多抗純度的影響大

B.單抗制備過程中通常將分離出的漿細胞與骨髓瘤細胞融合

C.利用該小鼠只能制備出一種抗p72的單抗

D.p72部分結構改變后會出現原單抗失效而多抗仍有效的情況

4.（2023?湖北，22節選）某病毒對動物養殖業危害十分嚴重。我國學者擬以該病毒外殼蛋白A為抗原來制備

單克隆抗體，以期快速檢測該病毒，其主要技術路線如圖所示。

疫

免

轉基離體培養的

脾

基蛋免疫的

因工小鼠骨髓瘤

胞

因細

A小鼠

A程菌A細胞

誘導融合

［單克隆抗體篩選I雜交瘤細胞篩選）

回答下列問題：

（1）與小鼠骨髓瘤細胞融合前，已免疫的脾細胞（含漿細胞）（填“需要”或“不需要”）通過原代培養

擴大細胞數量；添加脂溶性物質PEG可促進細胞融合，該過程中PEG對細胞膜的作用是

⑵在雜交瘤細胞篩選過程中，常使用特定的選擇培養基（如HAT培養基），該培養基對

和___________________生長具有抑制作用o

（3）單克隆抗體篩選中，將抗體與該病毒外殼蛋白進行雜交，其目的是

考點三動物體細胞核移植技術和克隆動物

■整合必備知識

1.動物細胞核移植技術的概念和類型

⑴概念

將動物一個細胞的移入去核的中，使這個重新組合的細胞發育成

,繼而發育為的技術。

（2）原理：-

⑶類型：哺乳動物核移植可分為核移植和核移植，其中

核移植較易成功。

2.體細胞核移植的過程

［提醒］目前動物細胞核移植技術中普遍使用的去核方法是顯微操作法。也有人采用梯度離心、紫外線短時

間照射和化學物質處理等方法。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DNA變

性。

3.體細胞核移植技術的應用前景和存在的問題

畜牧業加速家畜__________進程、促進優良畜群繁育

①作為_______生產醫用蛋白；

②_______________的細胞、組織或器官可以用于異種移植；

醫藥衛生

③人核移植_______經過誘導分化形成相應的細胞、組織或器

官，可用于器官移植

前景

①研究克隆動物可使人類更深入地了解________及衰老過程；

②克隆一批遺傳背景相同的動物，可以通過它們之間的對比來

科學研究

分析________;③克隆特定疾病模型的動物，為研究________

和開發相應的藥物提供幫助

保護瀕危物種增加瀕危物種的存活數量

問題①成功率________;②絕大多數克隆動物存在________問題，表現出_________

■提升關鍵能力

理解動物體細胞核移植的過程及應用

培育克隆猴的流程如圖所示。請結合圖示回答問題:

用滅活的仙臺

(1)在將體細胞的核移植到卵母細胞之前，必須先對卵母細胞進行去核操作的原因是什么？

(2)上述體細胞核移植技術培育的克隆猴沒有實現對體細胞供體動物進行100%的復制，其原因是克隆動物絕

大部分DNA來自體細胞供體(核供體)動物的細胞核，但其線粒體中的DNA同時來自核供體細胞和

o所以，克隆猴不是對核供體動物進行完全相同的復制。此外，即便動物的遺傳

基礎完全相同，但動物的發育及一些行為、習性的形成與__________________也有很大關系。

(3)在此過程中，滅活的仙臺病毒所起的作用是。

(4)為了調節相關基因的表達，提高胚胎的發育率和妊娠率，研究人員將組蛋白去甲基化酶Kdm4d的mRNA

注入了重構胚，Kdm4d的mRNA翻譯的組蛋白去甲基化酶能；同時用組蛋白脫乙酰酶抑制劑

TSA處理了它，TSA可以抑制組蛋白脫乙酰酶的作用，從而

■評價遷移應用

考向三動物體細胞核移植技術和克隆動物

5.(2021?遼寧，13)如圖是利用體細胞核移植技術克隆優質奶牛的簡易流程圖，有關敘述正確的是()

甲注射

牛一、激活并重

移

組

代

孕

融培養一

牛

胚

植

蒼東

胎

乙生

重組細胞

牛代

A.后代丁的遺傳性狀由甲和丙的遺傳物質共同決定

B.過程①需要提供95%空氣和5%CC)2的混合氣體

C.過程②常使用顯微操作去核法對受精卵進行處理

D.過程③將激活后的重組細胞培養至原腸胚后移植

6.（2024?武漢模擬）如圖為體細胞克隆猴“中中”和“華華”的培育流程，為建立動物模型、研究疾病機理

帶來光明前景。下列敘述錯誤的是（）

體外培養成

纖維細胞

A.過程①將成纖維細胞注射到去核的卵母細胞中，說明細胞膜的控制作用是相對的

B.卵子細胞質中含有促使成纖維細胞核全能性表達的物質

C.中中、華華的性別由成纖維細胞的遺傳物質決定

D.“去核”去除的是紡錘體一染色體復合物

-查落實固基礎?

一、過教材

1.實驗小鼠皮膚成纖維細胞培養的基本過程如圖所示。科學家通過體外誘導小鼠成纖維細胞獲得一種類似

胚胎干細胞的細胞，稱為誘導多能干細胞（簡稱iPS細胞）。下列敘述正確的是（）

A.應使用加入血清等一些天然成分的液體培養基來培養皮膚細胞

B.培養液需要定期更換，以便提供營養和清除代謝廢物

C.應在95%的02和5%的CO2培養箱中培養，培養液中的CO2用于維持pH

D.圖中丙和丁分別表示的是原代培養和傳代培養，其培養原理不同

E.體外培養的細胞既能貼壁生長又能懸浮生長，都會發生接觸抑制現象

F.傳代培養時，懸浮培養的細胞直接用離心法收集，不需要再用酶處理

G.iPS細胞是只能由成纖維細胞誘導形成的類似胚胎干細胞的一種細胞

H.利用iPS細胞分化形成的器官進行自體移植后將引發機體產生細胞免疫

I.iPS細胞較傳統胚胎干細胞，具有細胞來源廣泛、較少涉及倫理道德問題等優點

2.下列關于動物細胞融合、單克隆抗體的制備及應用的敘述中，不正確的是（）

A.動物細胞融合過程中既有細胞膜融合也有核膜的融合

B.用滅活的病毒誘導融合利用了細胞膜的流動性

C.單克隆抗體可對目的基因是否成功表達進行檢測與鑒定

D.單抗制備時至少需要2次篩選，第2次篩選常用選擇培養基進行

E.雜交瘤細胞在培養過程中有接觸抑制現象，需要用胰蛋白酶處理

F.可以從細胞培養液或小鼠腹水中獲取大量的單克隆抗體

G.單克隆抗體與常規抗體相比，特異性強，靈敏度高，產量高

H.抗體一藥物偶聯物可定向清除腫瘤細胞，發揮殺傷作用的主要是單克隆抗體

3.下列關于動物細胞核移植技術的敘述，正確的是（）

A.哺乳動物體細胞核移植的難度明顯高于胚胎細胞核移植

B.卵母細胞需要培養至MII期再去核

C.卵母細胞去核的實質是去除細胞中的紡錘體一染色體復合物

D.梯度離心是在沒有穿透卵母細胞透明帶的情況下去核的

E.用物理或化學方法激活重構胚，使其完成分裂和發育進程

F.克隆動物的遺傳物質全部來自供體的體細胞核

G.用體細胞核移植技術克隆出大熊貓，體現了動物細胞核具有全能性

H.核移植技術培育動物可在保持優良性狀的同時提高遺傳的多樣性

二、過高考

（2020?全國I,38節選）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。

篩選1篩選2

制備單細胞懸液

(

雜能產生抗

（小鼠甲%（B淋巴細胞卜融交病毒A的

合瘤

扁單克隆抗

（骨髓瘤細胞卜細

胞胞體的雜交

)瘤細胞

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）為了得到能產生抗病毒A的單克隆抗體的雜交瘤細胞，需要進行篩選。圖中篩選1所采用的培養基屬于

，使用該培養基進行細胞培養的結果是。圖中篩選2含多次篩選，

篩選所依據的基本原理是。

答案精析

考點一整合

1.單個細胞生長和增殖

2.血清培養液和培養用具培養液7.2?7.4維持培養液的pH

3.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（1）貼附

（2）相互接觸分裂增殖（3）分瓶初次培養（4）分瓶

4.早期胚胎個體特定的細胞或組織胚胎干細胞

教材隱性知識特定基因小分子化合物

判斷正誤

(l)x［傳代培養的胚胎干細胞會發生接觸抑制。］

(2)X［血清經過高溫處理后，其中的活性成分變性，失去原有功能。］

(3)7

評價

1.D［傳代培養時需要營造無菌、無毒以及95%空氣+5%CO2的氣體環境，而非密封，A錯誤；①的細胞

還未快速增長，此時進行傳代培養沒有意義，應選②的細胞進行傳代培養，B錯誤；對于貼壁生長的細胞

進行傳代培養時，先需要用胰蛋白酶等處理，使之分散為單個細胞，然后再用離心法收集，之后，將收集

的細胞制成細胞懸液，分瓶培養，C錯誤。］

2.D［因為誘導過程不需要破壞胚胎，不涉及倫理問題，而且iPS細胞來自病人自身的體細胞，還可以避

免免疫排斥，故利用iPS細胞治療人類疾病的前景優于ES細胞，D錯誤。］

考點二整合

1.PEG融合法、電融合法和滅活病毒誘導法細胞膜的流動性

2.(1)①抗體血清②純度特異性(2)①B淋巴細胞選擇雜交瘤細胞②a.特異性b.大量(3)①

診斷②藥物選擇性③治療疾病

判斷正誤

⑴J

(2)X［若僅考慮細胞兩兩融合的情況，將骨髓瘤細胞和B淋巴細胞混合，經誘導融合后的細胞不都是雜交

瘤細胞，還有B細胞自身融合的細胞、骨髓瘤細胞自身融合的細胞等。］

⑶①J

②X［由于一個B細胞經分化后只能分泌一種抗體，故篩選出的單個雜交瘤細胞也只能產生一種抗體。］

(4)X［抗體具有特異性，所以戊肝診斷試劑盒只能用于戊肝的檢測，不能用于其他類型病毒性肝炎的檢測。］

提升

(1)刺激機體發生免疫應答，從而得到能產生特定抗體的B淋巴細胞

(2)單克隆抗體能準確地識別抗原的細微差異，與特定抗原發生特異性結合，并且可以大量制備

(3)氨基蝶吟氨基蝶吟B淋巴細胞和骨髓瘤細胞融合

(4)發揮靶向運輸作用，攜帶VCR與肝癌細胞特異性結合抑制微管蛋白聚合抑制紡錘體的形成

評價

3.D［單抗的制作需要篩選，而多抗不需要篩選，抗原純度越高，產生的多抗純度越高，因此抗原純度對

單抗純度的影響比對多抗純度的影響小，A錯誤；單抗制備過程中通常是免疫后將脾臟破碎，然后用離心

法將脾臟細胞(包含各種產生或不產生抗體的B細胞)和紅細胞分開，然后用脾細胞與骨髓瘤細胞融合，而不

能直接分離出漿細胞，B錯誤；非洲豬瘟病毒衣殼蛋白p72上有多種抗原決定簇，一個抗原決定簇只能刺

激機體產生一種抗體，所以向小鼠體內注入p72后，可以刺激小鼠產生多種抗p72的單抗，C錯誤；p72部

分結構改變只改變了部分抗原決定簇，因此由這部分抗原決定簇產生的抗體失效，但由于還存在由其他抗

原決定簇刺激機體產生的抗體，所以多抗仍有效，D正確。］

4.（1）不需要使細胞接觸處的磷脂分子重新排布，細胞膜打開，細胞發生融合（2）未融合的親本細胞融

合的