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第40讲 动物细包工程
目录
01考情透视·目标导航 2
02知识导图·思维领航 3
03考点突破·考法探究 4
考点一 动物细包培养 4
知识点1 动物细包培养 4
知识点2　动物细包培养和植物组织培养的比较 7
知识点3 干细包培养及其应用 7
考向1 结合动物细包培养，考查社会观念 10
考向2 结合干细包培养及其应用，考查生命观念、社会责任 10
考点二 动物细包融合技术与单克隆抗体 12
知识点1 动物细包融合技术 12
知识点2 植物体细包杂交和动物细包融合的比较 12
知识点3 单克隆抗体的制备 13
考向1 围绕动物细包融合技术与单克隆抗体，考查科学思维 16
考点三 动物体细包核移植技术和克隆动物 18
知识点1 动物细包核移植技术的概念和类型 18
知识点2 体细包核移植的过程 19
知识点3 体细包核移植技术的应用前景及存在的问题 21
知识点4 细包工程的各种技术手段及其原理总结 22
考向1 结合动物体细包核移植技术，考查实践能力 22
04真题练习·命题洞见（含2024年高考真题） 24
05长句分析·规范作答 27
一、教材知识链接 27
二、教材深挖拓展 27
三、长句规范作答 27
考点 由高考知核心知识点 预测
动物细包工程 考点一：动物细包培养 （3年14考，全国卷3年1考） 2024·江苏（选择题）、2024·吉林（选择题） 2024·浙江（选择题）、2023·辽宁（选择题） 2023·海南（选择题）、2023·湖南（解答题） 2022·福建（选择题）、2022·湖北（选择题） 题型：选择题、解答题 内容：本专题知识难度较高，要求基础要扎实。考查学生对相关动物细包工程的整体性的认识，或结合一些情景信息或表格信息设置题目，考查学生的应变能力、获取信息和综合分析能力。
考点二：动物细包融合技术与单克隆抗体 （3年18考，全国卷3年1考） 2024·江西（选择题）、2024·广东（解答题） 2024·宁夏（解答题）、2024·四川（解答题） 2024·湖北（选择题）、2023·北京（北京题） 2022·福建（选择题）、2022·江苏（选择题）
考点三：动物体细包核移植技术和克隆动物 （3年4考，全国卷3年0考） 2024·重庆（选择题）
课标要求 1.阐明动物细包培养是从动物体获得相关组织，分散成单个细包后，在适宜的培养条件下让细包生长和增殖的过程。动物细包培养是动物细包工程的基础。 2.阐明动物细包核移植一般是将体细包核移入一个去核的卵母细包中，并使重组细包发育成新胚胎，继而发育成动物个体的过程。 3.阐明动物细包融合是指通过物理、化学或生物学等手段，使两个或多个动物细包结合形成一个细包的过程。 4.概述细包融合技术是单克隆抗体制备的重要技术。 5.简述干细包在生物医学工程中有广泛的应用价值。
新旧教材对比 改：①干细包的培养及其应用；②传代培养内容精减。
考点一 动物细包培养
知识点1 动物细包培养
1.概念：从动物体中取出相关的组织，将它分散成单个细包，然后在适当的培养条件下，让这些细包生长和增殖（不能得到完整的个体）的技术。
2.营养(条件)
培养基的构成：合成培养基+血清等天然成分
①合成培养基：将细包所需的营养物质按种类和所需量严格配制而成的培养基。
②血清：含未知、细包生长增殖所必需的物质，满足细包对未知营养成分的需求。
注意：一般使用液体培养基，也称为培养液。
(1)无菌、无毒的环境：
①无菌：对培养液和所有培养用具进行灭菌处理；在无菌环境下进行操作。
②无毒：定期更换培养液。
问题1：定期更换培养液的目的是什么？
提示：以便清除代谢物，防止细包代谢物积累对细包自身造成危害。
问题2：如何防止培养过程中的微生物污染？
提示：在细包培养液中添加一定量的抗生素。
(2)温度、PH、渗透压：
①适宜的温度：哺乳动物细包培养的温度多以 36.5±0.5℃ 为宜；
②适宜的pH：多数动物细包生存的适宜pH为 7.2-7.4 ；
③适宜的渗透压：维持适宜渗透压的目的 维持细包正常的形态和功能 。
(3)气体环境：
①气体组成：
②培养装置：
3.动物细包培养的过程：
（1）选材： 动物胚胎或幼龄动物的组织、器官 ；原因是 细包分化程度低，分裂能力强，容易培养 。
（2）使用胰蛋白酶分散细包说明细包间的物质主要是 蛋白质 。用胰蛋白酶处理 会 （会/不会）把所培养的细包消化掉？原因是 蛋白质是细包膜的主要成分之一 ；故必须控制好胰蛋白酶的 用量和处理时间 。
悬浮部分：离心法收集。
贴壁部分：先胰蛋白酶，再离心法收集。
4.动物细包培养的类型：
第1类：悬浮生长细包
5.细包贴壁和接触抑制：
细包贴壁是指体外培养的细包贴附在瓶壁生长的现象；
接触抑制是指当贴壁细包分裂生长到表面相互接触时，细包通常会停止分裂增殖的现象。→形成一个单层
6.原代培养和传代培养的鉴定：
问题3：两种“培养”都用到胰蛋白酶处理，对象相同吗？
7.区分两种“培养”的关键是看用胰蛋白酶处理的对象
第一次：用胰蛋白酶对剪碎的动物组织进行处理，使其分散成单个细包后进行培养，为原代培养。
第二次：细包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。
知识点2　动物细包培养和植物组织培养的比较
项目 动物细包培养 植物组织培养
理论基础 细包增殖 植物细包的全能性
培养前处理 无菌；用机械的方法或胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理，使组织分散成单个细包 无菌、离体
取材 动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织 植物幼嫩的部位或花药等
培养基性质 液体 固体
培养基成分 糖类、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等 水、矿质元素、蔗糖、维生素、植物激素和琼脂等
结果 产生大量细包，不形成新个体 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生产 快速繁殖、作物脱毒、细包产物的工厂化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
知识点3 干细包培养及其应用
1.干细包概念和分布：动物和人体内仍保留的少数具有分裂和分化能力的细包。在一定条件下，干细包可以分化成其他类型的细包。存在于早期胚胎、骨髓和脐带血。
2.干细包类型和特点
(1)胚胎干细包：
①分布：早期胚胎中
②特点：具有分化为成年动物体内的任何一种类型的细包，并进一步形成机体的所有组织和器官甚至个体的潜能。
③实例：
注意：需要分化诱导因子诱导。
④局限性：必须从胚胎中获取，涉及伦理问题；因而限制了在医学上的应用。
(2)成体干细包：
①分布：成体组织或器官内（发现最早、研究最多的、应用最成熟的实例）。
②特点：具有组织特异性，只能分化成特定的细包或组织，不具有发育成完整个体的能力。
③实例：a.造血干细包（骨髓、外周血和脐带血中）、b.神经干细包（神经系统中）、C.精原干细包（睾丸中）。
④运用实例：
造血干细包→治疗白血病及一些恶性肿瘤放疗或化疗后引起的造血系统、免疫系统功能障碍等疾病。
神经干细包→治疗神经组织损伤和神经系统退行性疾病（如帕金森病、阿尔茨海默病等）。
⑤面临的问题：存在导致肿瘤发生的风险。
⑥运用展望：干细包将在再生医学、药物安全性与有效性检测等领域发挥大作用。
(3)诱导多能干细包：通过体外诱导小鼠成纤维细包，获得了类似胚胎干细包的一种细包，称为诱导多能干细包，简称iPS细包
①诱导及流程
取成纤维细包→转入相关因子→细包转化为iPS细包→诱导iPS细包定向分化为多种组织细包→移植回病人体内。
①获取方法：将特定生态或特定蛋白导入细包；用小分子化合物诱导形成。
②优点：诱导过程无须破坏胚胎；iPS细包可以来源于病人自身的体细包，将它移植回病人体内后，理论上可以避免免疫排斥反应。
③运用：可治疗镰状细包贫血症；在治疗阿尔兹海默病、心血管疾病等领域的研究也取得了新进展。
【易错辨析】
1．动物细包培养过程中需将动物细包放于含95%氧气和5%CO2的CO2培养箱中培养。(选择性必修3 P44正文)(　×　)
提示：含95%空气
2．体外培养的动物细包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3 P44正文)(　√　)
3．干细包存在于早期胚胎、骨髓和脐带血等多种组织和器官中。(选择性必修3 P46正文)(　√　)
4．iPS细包的应用前景优于胚胎干细包。(选择性必修3 P46正文)(　√　)
考向1 结合动物细包培养，考查社会观念
例1．如图为实验小鼠皮肤组织进行细包培养的过程，下列叙述正确的是(　　)
A.动物细包培养体现了动物细包的全能性
B.乙过程对皮肤组织可用胃蛋白酶处理
C.丙过程为原代培养，遗传物质一定不变
D.丁过程中某些细包可能会无限增殖
【答案】　D
【解析】　动物细包培养没有体现动物细包的全能性，A正确；乙过程对皮肤组织可用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理，B错误；丙过程属于原代培养，此过程的细包大部分能保持正常的二倍体核型，有些细包的遗传物质也可能发生改变，C错误；丁过程属于传代培养，此过程少数细包会发生突变，朝着癌细包方向发展，可能会无限增殖，D错误。
【变式训练】对某种动物的肝肿瘤细包进行细包培养，下列说法错误的是(　　)
A．在利用肝组织块制备细包悬液时，可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理
B．动物细包培养应在含5%CO2的CO2培养箱中进行，CO2的作用维持培养液的pH
C．为了防止动物细包培养过程中受污染，可向培养液中加入适量的干扰素
D．在合成培养基中，通常需加入血清等一些天然成分
【答案】　C
【解析】　在利用肝组织块制备细包悬液时，可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理，以分解组织细包间的蛋白质，得到单个细包，A正确；为防止动物细包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；使用合成培养基培养动物细包时，通常要加入血清等一些天然成分，以利于动物细包生长，D错误。
考向2 结合干细包培养及其应用，考查生命观念、社会责任
例2．科研人员利用如图所示的流程，将小鼠多能干细包(PSC)诱导成为精子，并使其成功与卵细包受精，得到正常后代，这项研究给男性无精症导致的不孕不育带来了福音。下列分析不合理的是(　　)
A.PSC诱导形成精子的过程中，会发生细包染色体数目的变化
B.步骤④只能加入一个分化出的精子，以避免多个精子和卵细包融合
C.步骤⑤受精卵在体外培养时需提供95%空气和5% CO2的混合气体环境
D.上述流程利用了动物细包培养、体外受精和胚胎移植等生物技术
【答案】　B
【解析】　小鼠多能干细包(PSC)诱导成为精子，并成功与卵细包受精，得到正常后代(染色体数目与体细包相同)，诱导形成精子的过程中，会发生减数分裂，会发生细包染色体数目的减半，A正确；为保证受精的成功，步骤④可加入多个分化出的精子，卵细包受精后会发生相应的变化避免多精入卵，B错误；动物细包培养需要一定的气体环境，将其置于95%空气和5%的CO2环境中，C正确；题述流程利用了动物细包培养、体外受精和胚胎移植等生物技术，D错误。
【变式训练】妊娠与子宫内膜基质细包的功能密切相关。某研究小组通过如图所示的实验流程获得子宫内膜基质细包，以期用于妊娠相关疾病的研究。
(1)手术获得的皮肤组织需在低温下运至实验室，低温对细包中各种蛋白质的作用为_________________________________________________________________。
(2)过程①中，诱导形成iPS细包时，需提高成纤维细包中4个生态的表达量，可采用________________技术将这些生态导入该细包。这4个生态的主要作用为：M生态促进增殖，S生态和C生态控制干细包特性，K生态抑制凋亡和衰老。若成纤维细包形成肿瘤细包，最有可能的生态是________生态过量表达。
(3)培养iPS细包时，应对所处环境定期消毒以降低细包被污染风险。可用紫外线进行消毒的是________。
A.培养基 B.培养瓶 C.细包培养室 D.CO2培养箱
(4)过程②中，iPS细包经历的生命历程为________。PCR技术可用于检测子宫内膜基质细包的mRNA水平。mRNA经过________才能作为PCR扩增的模板。
【答案】　
(1)抑制酶的活性(降低蛋白质或酶的活性)，防止蛋白质变性
(2)转生态　M　(3)CD
(4)增殖分化　逆转录/反转录
【解析】　(1)低温可以抑制酶的活性，防止蛋白质变性，使细包中的蛋白质维持正常的生理功能。
(2)将外源生态导入细包内，通常需要转生态技术。即过程①中，诱导形成iPS细包时，需提高成纤维细包中4个生态的表达量，可采用转生态技术将这些生态导入该细包。M生态促进增殖，S生态和C生态控制干细包特性，K生态抑制凋亡和衰老。肿瘤细包(癌细包)具有无限增殖的能力，因此若成纤维细包形成肿瘤细包，最有可能的原因是M生态过量表达造成的。
(3)培养iPS细包时，应对所处环境定期消毒以降低细包被污染风险。可用紫外线对细包培养室和CO2培养箱进行消毒处理，而对培养基和培养瓶需要进行灭菌处理，因此A、B错误，C、D错误。
(4)由图可知，过程②中，iPS细包经过细包的增殖分化，形成了体腔上皮。PCR扩增的模板为DNA，因此若想利用PCR技术检测子宫内膜基质细包关键生态的mRNA水平，mRNA需经过逆(反)转录过程形成DNA，才可作为PCR的模板。
考点二 动物细包融合技术与单克隆抗体
知识点1 动物细包融合技术
1.概念：使两个或多个动物细包结合形成一个细包的技术。
2.原理：细包膜具有一定的流动性。
3.诱导方法：
(1)物理法：电融合法
(2)化学法：聚乙二醇（PEG)
(3)生物法：灭活病毒诱导法
【教材隐性知识】源于选择性必修3 P48“相关信息”：
灭活病毒（失去感染能力，保留抗原结构）诱导细包融合的原理是病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能够与细包膜上的糖蛋白发生作用，使细包互相凝聚，细包膜上的蛋白质分子和脂质分子重新排布，细包膜打开，细包发生融合。
4.结果：形成具有原来两个或多个细包的遗传信息的杂交细包。
5.意义：突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能。
6.运用：
第一：至今，种间、属间、科间，甚至动物和植物之间的细包融合都已获得成功。
第二：研究细包遗传、细包免疫、肿瘤和培育生物新品种等的重要手段。
第三：为制造单克隆抗体开辟了新途径。
知识点2 植物体细包杂交和动物细包融合的比较
项目 植物体细包杂交 动物细包融合
原理 细包膜的流动性、细包的全能性 细包膜的流动性、细包增殖
步骤 酶解法去掉 细包壁 后，诱导 原生质体 融合，形成 杂种细包 ，再经植物组织培养形成 杂种植株 。 分散成 单个细包 后诱导细包融合，形成 杂交细包 。
相关酶 纤维素酶和果胶酶 胰蛋白酶或胶原蛋白酶
诱导方法 物理法：电融合法、离心法； 化学法：聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2＋—高pH融合法 物理法：电融合法； 化学法：聚乙二醇(PEG)融合法； 生物法：灭活病毒诱导法
结果 形成杂种植株 形成杂交细包，以生产细包产品
应用 培育植物新品种 主要用于制备单克隆抗体
意义 突破远缘杂交不亲和的障碍，打破了生殖隔离，扩展了杂交的亲本组合
相同点 动物细包融合与植物原生质体融合的基本原理相同，诱导动物细包融合的方法与植物原生质体融合的方法相似
知识点3 单克隆抗体的制备
1.传统抗体制备方法及缺陷
（1）方法
（2）缺点：产量低、 纯度 低、 特异性 差。
2.单克隆抗体的制备
①注射特定的抗原：产生能分泌特定抗体的B淋巴细包。
②第一次筛选目的：筛选获得杂交瘤细包（用特定的选择培养基筛选）。
③杂交瘤细包：既能迅速大量增殖，又能产生抗体（教材 P49）。
④第二次筛选目的：筛选得到能产生所需抗体的杂交瘤细包（将不同种杂交细包分开）。
⑤单克隆抗体获取：从小鼠腹水中获取或从培养液中获取。
3.单克隆抗体的制备小结
（1）该过程中应用到的技术 动物细包融合、动物细包培养 。
（2）原理 细包膜具有一定的流动性、细包增殖 。
（3）注射特定抗原的目的 用特定的抗原对小鼠进行免疫，并从该小鼠的脾中得到能产生特定抗体的B淋巴细包 。
（4）诱导融合的方法 PEG融合法、电融合法、灭活病毒诱导法 。
动物细包特有的诱导融合方法为 灭活病毒诱导法 。
（5）第一次筛选的目的 筛选获得杂交瘤细包 。
第一次如何筛选 用特定的选择培养基进行筛选 。
筛选原理 在选择培养基上，未融合的亲本细包和融合的具有同种核的细包都会死亡，只有融合的杂交瘤细包才能生长 。
（6）杂交瘤细包的特点 既能迅速大量增殖，又能产生抗体 。
（7）第二次筛选的目的 获得足够数量的能分泌所需抗体的杂交瘤细包 。
如何筛选 进行克隆化培养和抗体检测（进行多次筛选） 。
选择抗体检测呈 阳 性的杂交瘤细包，即 分泌的抗体能与特定的抗原结合 。
（8）抗体检测原理 抗原和抗体能够特异性结合(分子水平的鉴定） 。
（9）如何获取大量所需杂交瘤细包 在体外条件下大规模培养（接种于培养液中）或注射到小鼠腹腔内增殖 。
（10）如何获取单克隆抗体
①体外培养 从细包培养液中获取 。
②小鼠腹腔内培养 从小鼠腹水中获取 。
（11）单克隆抗体的优点 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 。
4.单克隆抗体的运用
(1)作为诊断试剂——最广泛的应用
抗人绒毛促性腺激素单克隆抗体：比原来诊断方法提前了10d左右，准确率在90﹪以上。
诊断优点：具有准确、高效、简易、快速特点。
(2)用于治疗疾病和运载药物
(主要用于癌症治疗)
如：单克隆抗体+药物 =“生物导弹”
优点：位置准确、疗效高、副作用。
单克隆抗体+接头+药物（如细包毒素）=ADC
作用：实现了对肿瘤细包的选择性杀伤。
其作用机理是通过单克隆抗体的靶向作用特异性地识别肿瘤细包表面抗原，然后利用细包本身具备的内吞作用使化学药物进入肿瘤细包体内发生药力，从而达到杀死肿瘤细包的目的。
脂质体给药：高效、低毒、靶向
抗肿瘤药物载体：阿霉素脂质体和顺铂脂质体已在国外上市。
考向1 围绕动物细包融合技术与单克隆抗体，考查科学思维
例1．人乳头瘤病毒(HPV)是一种DNA病毒，可诱发细包癌变。抗HPV的单克隆抗体可以准确检测出HPV，从而及时监控宫颈癌的发生。以HPV衣壳蛋白为抗原制备出单克隆抗体的过程如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A.在HAT培养基上存活的杂交瘤细包既能无限增殖又可以分泌抗体
B.单克隆抗体的特点是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
C.可用HPV衣壳蛋白检测筛选出能产生特异性抗体的杂交瘤细包
D.单克隆抗体制备过程涉及的生物学原理有细包增殖和细包膜的选择透过性
【答案】　D
【解析】　单克隆抗体的制备过程主要运用的细包工程技术包括动物细包培养和动物细包融合，原理依次是细包增殖、细包膜的流动性，D错误。
【变式训练】1.下图表示抗人体胃癌的单克隆抗体的制备过程，有关叙述错误的是(　　)
A.图中实验小鼠注射的甲是能与抗人体胃癌抗体特异性结合的抗原
B.利用PEG融合法、灭活病毒诱导法和电融合法等方法可诱导细包融合获得乙
C.用特定的选择培养基对乙进行筛选，融合细包均能生长，未融合细包均不能生长
D.丙需进行克隆化培养和抗体检测，经多次筛选后可获得大量能分泌所需抗体的丁
【答案】　C
【解析】　用特定的选择培养基对乙进行筛选，融合的具有同种核的细包和未融合的细包均不能生长，只有杂交瘤细包能生长，C错误。
【变式训练】2.单克隆抗体以其特异性强、灵敏度高、纯度高、可大量制备等优点，自产生以来迅速得到广泛利用。下列关于单克隆抗体制备和应用的叙述正确的是(　　)
A.在体外培养B细包和骨髓瘤细包时需要置于含有95%O2和5%CO2的混合气体的环境中
B.制备单克隆抗体过程中需要对细包进行至少两次的筛选，第一次筛选过程中能在特定选择培养基上生长的是融合细包
C.制备鼠—鼠杂交瘤细包单克隆抗体时，最后一般从细包培养液或小鼠脾脏中获取单克隆抗体
D.利用单克隆抗体制备的抗体—药物偶联物，通过抗体的靶向作用和药物的杀伤作用，实现对肿瘤细包的选择性杀伤
【答案】　D
【解析】　在体外培养B细包和骨髓瘤细包时，需要置于含有95%空气和5%CO2的混合气体的环境中，A正确；制备单克隆抗体过程中需要对细包进行至少两次的筛选，第一次筛选过程中在特定选择培养基上进行筛选，该培养基上未融合的细包和同种融合的细包(B细包－B细包型和骨髓瘤—骨髓瘤细包型)都死亡，只有杂交瘤细包(B细包－骨髓瘤细包型)能存活，B错误；制备鼠—鼠杂交瘤细包单克隆抗体时，进行体外大规模培养或注射到小鼠腹腔内增殖，从细包培养液或小鼠腹水中即可获得大量的单克隆抗体，C错误；利用单克隆抗体制备的抗体—药物偶联物，抗体能够起到导向作用，药物能够杀伤肿瘤细包，故通过抗体的靶向作用和药物的杀伤作用，实现对肿瘤细包的选择性杀伤，D错误。
【变式训练】3.抗体—药物偶联物(ADC)通过采用特定技术将具有生物活性的小分子药物连接到能特异性识别肿瘤细包的单克隆抗体上，实现对肿瘤细包的选择性杀伤。ADC的结构及其发挥作用的机理如图所示，下列有关说法错误的是(　　)
A．单克隆抗体制备过程中通常将免疫后得到的B淋巴细包与骨髓瘤细包融合
B．用96孔板培养和多次筛选杂交瘤细包后，在体外大规模培养可获得单克隆抗体
C．ADC通过抗体与细包膜上的受体特异性结合，以主动运输的方式进入肿瘤细包
D．ADC在肿瘤细包里被溶酶体裂解，释放药物，使肿瘤细包死亡
【答案】　C
【解析】　利用动物细包融合技术将B淋巴细包和骨髓瘤细包融合成杂交瘤细包，杂交瘤细包既能无限增殖，又能产生特异性抗体，A正确；单克隆抗体制备过程中至少经过两次筛选，一次是用特定的选择培养基进行筛选，获得杂交瘤细包，杂交瘤细包还需进行克隆化培养和抗体检测，即用96孔板培养和多次筛选杂交瘤细包后，可获得既能无限增殖，又能分泌特异性抗体的杂交瘤细包，B正确；ADC通过胞吞的方式进入肿瘤细包，溶酶体使其裂解，释放药物，实现了对肿瘤细包的选择性杀伤，C错误，D错误。
考点三 动物体细包核移植技术和克隆动物
知识点1 动物细包核移植技术的概念和类型
1.概念：将动物的一个细包的细包核，移入去核的卵母细包中，使这个重新组合的细包发育成新胚胎，继而发育成动物个体的技术。
注意：选择卵母细包做受体的原因：体积大，易操作，营养物质丰富，含有激发细包核全能性表达的物质。
2.原理：动物细包核的全能性。
3.生殖方式：无性生殖。
4.类型及特点：
(1)胚胎细包核移植：相对容易（因为分化程度低，全能性容易表现）。
(2)体细包核移植：相对困难（因为分化程度高，全能性较难表现）。
问题1：为什么非人灵长类动物体细包核移植非常困难？
提示：
原因一：供体的细包核在去核卵母细包中不能完全恢复其分化前的功能状态，这导致了胚胎发育率低。
原因二：非人灵长类动物胚胎进行操作的技术尚不完善。
知识点2 体细包核移植的过程（以克隆高产奶牛为例）
重构胚激活方法：①物理方法；②化学方法。
问题2：为何选用MⅡ卵母细包
提示：①其细包质中含有激发细包核全能性表达的物质；②卵母细包体积大，易操作；③卵母细包营养物质丰富。
问题3：卵母细包为什么要“去核”？
提示：保证核移植的胚胎或动物的核遗传物质全部来自供体细包。
问题4：将整个供体细包注入卵母细包中有何优点？
提示：①对卵母细包损伤较小；②保证供体细包的细包核不被破坏，操作方便。
问题5：激活重构胚目的是？
提示：用物理或化学方法(如电刺激、Ca2+载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等)激活重构胚胎，使其完成细包分裂和发育进程。
问题6：动物体细包核移植技术证明了？（原理）
提示：已分化的动物体细包的细包核具有全能性。
问题7：体细包核移植方法生产的克隆动物，并不是对体细包供体动物进行了100%的复制，为什么？
提示：不是对核供体动物进行100%的复制。
体细包核移植用到的技术：细包核移植、动物细包培养、细包融合、早期胚胎培养、胚胎移植。
1.采集的卵母细包应培养至 MⅡ期（减数分裂Ⅱ中期） 。
2.选择MⅡ期卵母细包的原因
① 含有促进细包核表现全能性的物质 。
② 细包体积大，易于操作 。
③ 卵母细包内卵黄多，营养物质丰富 。
3.卵母细包去核的方法 显微操作（去核）法 。
4.“去核”去的是什么？ 纺锤体-染色体复合物 。
5.去核的原因 使核移植得到的胚胎或动物核内遗传物质全部来自有重要利用价值的动物 。
6.供体细包注入卵母细包的优点 对卵母细包损伤较小 。
注意：实质是直接将供体细包注入去核卵母细包的透明带内。
7.诱导融合的方法 电融合法 。
8.融合的结果 供体核进入卵母细包，形成重构胚 。
9.重构胚概念 人工重新构建的胚胎，具有发育成完整个体的能力 。
10.激活重构胚的方法
①物理方法 电刺激 。
②化学方法 Ca2+载体、乙醇和蛋白酶合成抑制剂 。
11.以上方法处理重构胚的目的 激活重构胚，使其完成细包分裂和发育过程 。
12.实验结论 证明了动物已分化的体细包的细包核具有全能性 。
【教材隐性知识】源于选择性必修3 P54“相关信息”：目前动物细包核移植技术中普遍使用的去核方法是　　显微操作法　　。也有人采用梯度离心、紫外线短时间照射和化学物质处理等方法。这些方法是在没有穿透卵母细包透明带的情况下去核或使其中的　　DNA变性　　　。
通过　显微操作　去除卵母细包的核，再用　微型吸管　可一并吸出细包核和第一极体。
可用物理或化学方法（如　电脉冲　　、钙离子载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等）激活受体细包，使其 完成细包分裂和发育 的过程。
知识点3 体细包核移植技术的应用前景及存在的问题
1.应用前景
(1)畜牧业：加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育。
(2)医疗卫生：器官移植，利用生物反应器进行药物生产。
(3)科学研究：研究生物的发育、衰老、疾病致病机理等。
(4)其它领域：该技术有望增加濒危物种的存货数量。
2.存在的问题
(1)成功率低：胚胎移植—动物幼体产出概率＜10％。
(2)克隆动物存在健康问题
许多克隆动物表现出遗传和生理缺陷，如体型过大，异常肥胖，发育困难，脏器缺陷，免疫失调等。易出现早衰（多利羊猜想）。
(3)克隆动物食品的安全性问题存在争议
知识点4 细包工程的各种技术手段及其原理总结
考向1 结合动物体细包核移植技术，考查实践能力
例1．科研人员用电融合的方法诱导母羊的乳腺上皮细包与另一只羊的去核卵母细包融合，然后将重构胚移植到代孕母羊的体内，最终培育出了克隆羊多莉。下表是科学家获得的部分实验数据，下列相关叙述，不合理的是(　　)
实验组别序号 ① ②
核供体细包 6岁母羊的乳腺上皮细包 发育到第9天的早期胚胎细包
融合成功细包数 277 385
早期发育成功胚胎数 29 90
移植后成功怀孕母羊数/代孕母羊数 1/13 14/27
出生并成活羔羊数 1(多莉) 4
A.两组羔羊性状主要与核供体母羊相同
B.②组比①组成功率高，可能因为胚胎细包分化程度低
C.本实验涉及细包培养、核移植和胚胎分割技术
D.克隆技术应用于，可能存在一定的伦理风险
【答案】　C
【解析】　由于遗传物质主要在细包核内，所以两组羔羊性状主要与核供体母羊相同，A正确；动物胚胎细包分化程度低、易恢复全能性，故②组比①组成功率高，B正确；本实验涉及细包核移植、动物细包培养，不涉及胚胎分割技术，C错误；我国禁止对克隆的原因是克隆人一旦成功，将严重威胁着社会的稳定，打破原有的人际关系，可能引发一系列社会伦理、道德和法律问题，D错误。
【变式训练】1. 如图为体细包克隆猴“中中”和“华华”的培育流程，为建立疾病的动物模型、研究疾病机理带来光明前景。下列叙述正确的是(　　)
A.过程①将成纤维细包注射到去核的卵母细包中，体现细包膜的选择透过性
B.过程②在培养基中加入的动物血清含有激发成纤维细包核全能性表达的物质
C.进行同期发情处理，可降低代孕母猴对“中中”“华华”的免疫排斥反应
D.与模型小鼠相比，模型猴更适合于研究疾病的发病机理、研发诊治药物
【答案】　D
【解析】　过程①将成纤维细包注射到去核的卵母细包中，未体现细包膜的选择透过性，A正确；在培养基中加入一定量动物血清的作用是模拟内环境和补充未知的缺少的营养物质，激发成纤维细包核的全能性表达的物质是卵母细包细包质中的物质，B错误；进行同期发情处理，目的是为胚胎移入受体提供相同的生理环境，C错误；猴子与的亲缘关系比小鼠近，与模型小鼠相比，模型猴更适合于研究疾病的发病机理、研发诊治药物，D错误。
【变式训练】2.某杂志报道，我国科学家以一只雌性猕猴胎儿成纤维细包为核供体成功克隆两只猕猴，成为全球首例体细包克隆灵长类动物。下列相关叙述错误的是(　　)
A．这项技术证明高度分化的动物体细包具有全能性
B．研究中需要使用成熟卵母细包作为核移植的受体
C．培育出的两只雌性猕猴的生态组成几乎完全相同
D．克隆猕猴的成功为大量培育灵长类遗传病模型动物提供了可能
【答案】　A
【解析】　因为克隆的两只猕猴是以一只雌性猕猴胎儿成纤维细包为核供体发育而来的，该过程经过了细包核移植，只能说明分化的动物体细包的细包核具有全能性，A正确。
【变式训练】3.“中中”和“华华”是两只在我国出生的克隆猕猴，它们也是国际上首例利用体细包克隆技术获得的非人灵长类动物。如图表示培育“中中”和“华华”的流程。下列相关叙述正确的是(　　)
A．图示过程中利用的技术有核移植和干细包移植技术等
B．这两只克隆猕猴是由同一受精卵发育而成的双胞胎
C．融合细包的培养过程需要无菌、无毒的环境和营养等条件
D．利用A猴的胚胎干细包核移植获得克隆猕猴的难度要更大
【答案】　C
【解析】　图示过程包括核移植、动物细包培养、胚胎移植等技术，没有干细包移植技术，A正确；这两只克隆猕猴是通过体细包核移植、胚胎移植产生的，没有用到受精卵，B错误。
1．（2024·江苏·高考真题）我国科学家利用人的体细包制备多能干细包，再用小分子TH34成功诱导衍生成胰岛B细包。下列相关叙述错误的是（ ）
A．生态选择性表达被诱导改变后，可使体细包去分化成多能干细包
B．在小分子TH34诱导下，多能干细包发生生态突变，获得胰岛素生态
C．衍生的胰岛B细包在葡萄糖的诱导下能表达才可用于移植治疗糖尿病
D．若衍生的胰岛B细包中凋亡生态能正常表达，细包会发生程序性死亡
【答案】B
【分析】诱导多能干细包（iPS细包）：通过特定的因子导入和培养条件，可以从人的皮肤等体细包出发，诱导其成为具有无限增殖能力并可分化为人体各种组织脏器的多能干细包。
在正常情况下，胰岛B细包对血糖水平的变化非常敏感，能够根据血糖水平的高低调节胰岛素的分泌。当血糖水平升高时，胰岛B细包会增加胰岛素的分泌，帮助降低血糖水平；反之，当血糖水平降低时，则减少胰岛素的分泌，以避免低血糖。
细包凋亡指为维持内环境稳定，由生态控制的细包自主的有序的死亡。细包凋亡与细包坏死不同，细包凋亡不是一件被动的过程，而是主动过程，它涉及一系列生态的激活、表达以及调控等的作用，它并不是病理条件下，自体损伤的一种现象，而是为更好地适应生存环境而主动争取的一种死亡过程。
【详解】A、被诱导改变后，可使体细包去分化成多能干细包 这个说法是正确的。体细包可以通过特定的因子导入和培养条件，生态的调控和表达模式的改变，使得原本专一功能的体细包去分化成为多能干细包，A正确；
B、小分子药物通常是通过调节现有的生物通路和生态表达来实现其功能，而胰岛素生态在人体所有细包中都存在，但只有在胰岛细包中才会表达 ，所以多能干细包在诱导分化的过程中不会突然发生生态突变获得胰岛素生态，B错误；
C、胰岛B细包在较高的血糖浓度下分泌降低血糖，所以衍生的胰岛B细包需在葡萄糖的诱导下成功表达以确保衍生的胰岛B细包能够正常发挥功能，才可用于移植治疗糖尿病，C正确；
D、凋亡生态的正常表达会导致衍生的胰岛B细包发生程序性死亡，也就是发生细包凋亡，D错误。
故选B。
2．（2024·湖北·高考真题）糖尿病是危害健康的主要疾病之一。恢复功能性胰岛B细包总量是治疗糖尿病的重要策略。我国学者研究发现，向患有糖尿病的小鼠注射胰高血糖素受体单克隆抗体（mAb），可以促进胰岛A细包增殖，诱导少数胰岛A细包向胰岛B细包转化，促进功能性胰岛B细包再生。根据上述实验结果，下列叙述错误的是（ ）
A．mAb的制备可能涉及细包融合技术
B．注射mAb可降低胰腺分泌胰高血糖素的量
C．mAb和胰高血糖素均能与胰高血糖素受体特异性结合
D．胰高血糖素主要通过促进肝糖原分解和非糖物质转化为糖，升高血糖水平
【答案】B
【分析】血糖调节是神经调节和体液调节共同作用的结果。胰岛素是唯一降血糖的激素，胰高血糖素和肾上腺素是升血糖的激素。血糖平衡调节：由胰岛A细包分泌胰高血糖素（分布在胰岛外围）提高血糖浓度，促进血糖来源；由胰岛B细包分泌胰岛素（分布在胰岛内）降低血糖浓度，促进血糖去路，减少血糖来源。
【详解】A、单克隆抗体的制备涉及细包融合技术和动物细包培养技术，mAb属于单克隆抗体，其制备可能涉及细包融合技术，A正确；
B、单克隆抗体（mAb），可以促进胰岛A细包增殖；而胰岛A细包可分泌胰高血糖素，可见注射mAb可提高胰岛A细包分泌胰高血糖素的量，B错误；
C、题干信息，mAb是胰高血糖素受体单克隆抗体，可见Ab和胰高血糖素均能与胰高血糖素受体特异性结合，C正确；
D、胰高血糖素主要作用于肝，促进肝糖原分解成葡萄糖进入血液，促进非糖物质转变成糖，使血糖浓度回升到正常水平，D错误。
故选B。
3．（2023·辽宁·高考真题）大量悬浮培养产流感病毒的单克隆细包，可用于流感疫苗的生产。下列叙述错误的是（ ）
A．悬浮培养单克隆细包可有效避免接触抑制
的保护，D错误。
故选A。
一、教材知识链接
1．(选择性必修3 P44)细包贴壁：细包贴附在培养瓶的瓶壁上的现象。
2．(选择性必修3 P44)接触抑制：当贴壁细包分裂生长到表面相互接触时，细包通常会停止分裂增殖的现象。
3．(选择性必修3 P44)细包在培养过程中分裂受阻的原因：悬浮培养的细包会因细包密度过大、有害代谢物积累和培养液中营养物质缺乏等因素而分裂受阻；对于贴壁细包来说，除上述因素外，还会因为接触抑制而停止分裂增殖。
4．(选择性必修3 P49)杂交瘤细包的特点是既能大量繁殖，又能产生足够数量的特定抗体。
5．(选择性必修3 P50)单克隆抗体的优点是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。
6．(选择性必修3 P54)核移植技术中必须先去掉受体卵母细包的细包核的原因是保证核移植动物的核遗传物质全部来自供体细包。
7．(选择性必修3 P54)通过体细包核移植技术培育的克隆动物，不是对体细包供体动物进行了100%的复制，原因是克隆动物绝大部分DNA来自供体细包核，其核外还有少量的DNA，即线粒体中的DNA来自受体卵母细包。此外，动物的一些行为、习性的形成与所处环境有很大关系。
二、教材深挖拓展
1．(选择性必修3 P44正文拓展)动物细包培养时，为什么要将动物组织分散成单个细包？
提示：（1）保证细包所需要的营养供应；（2）保证细包内有害代谢物的及时排出。
2．(选择性必修3 P44正文拓展)动物细包培养需要控制什么样的气体环境？各自起什么作用？
提示：95%空气加5%CO2；O2维持细包代谢，CO2的主要作用是维持培养液的pH。
3．(选择性必修3 P52正文拓展)克隆动物的诞生是否证明了动物细包具有全能性？
提示：用体细包核移植技术得到克隆动物，仅仅说明动物体细包的细包核具有全能性，而不能说明动物细包具有全能性。
三、长句规范作答
1.(科学思维)为什么科学家认为iPS细包的应用前景优于胚胎干细包？
提示：iPS细包的诱导过程无需破坏胚胎，而且iPS细包可以来源于病人自身的体细包，将它移植回病人体内后，理论上可以避免免疫排斥反应。
2.(科学探究)所谓的“三亲婴儿”中遗传学上的母亲应是哪一个？该技术主要是为了避免什么疾病？
提示：“三亲婴儿”中遗传学上的母亲应是提供卵细包核的个体。该技术主要是为了避免母亲的线粒体遗传病生态传递给后代。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)第40讲 动物细包工程
目录
01考情透视·目标导航 2
02知识导图·思维领航 3
03考点突破·考法探究 4
考点一 动物细包培养 4
知识点1 动物细包培养 4
知识点2　动物细包培养和植物组织培养的比较 7
知识点3 干细包培养及其应用 8
考向1 结合动物细包培养，考查社会观念 10
考向2 结合干细包培养及其应用，考查生命观念、社会责任 10
考点二 动物细包融合技术与单克隆抗体 11
知识点1 动物细包融合技术 11
知识点2 植物体细包杂交和动物细包融合的比较 12
知识点3 单克隆抗体的制备 12
考向1 围绕动物细包融合技术与单克隆抗体，考查科学思维 16
考点三 动物体细包核移植技术和克隆动物 17
知识点1 动物细包核移植技术的概念和类型 17
知识点2 体细包核移植的过程 18
知识点3 体细包核移植技术的应用前景及存在的问题 20
知识点4 细包工程的各种技术手段及其原理总结 21
考向1 结合动物体细包核移植技术，考查实践能力 21
04真题练习·命题洞见（含2024年高考真题） 23
05长句分析·规范作答 24
一、教材知识链接 24
二、教材深挖拓展 24
三、长句规范作答 24
考点 由高考知核心知识点 预测
动物细包工程 考点一：动物细包培养 （3年14考，全国卷3年1考） 2024·江苏（选择题）、2024·吉林（选择题） 2024·浙江（选择题）、2023·辽宁（选择题） 2023·海南（选择题）、2023·湖南（解答题） 2022·福建（选择题）、2022·湖北（选择题） 题型：选择题、解答题 内容：本专题知识难度较高，要求基础要扎实。考查学生对相关动物细包工程的整体性的认识，或结合一些情景信息或表格信息设置题目，考查学生的应变能力、获取信息和综合分析能力。
考点二：动物细包融合技术与单克隆抗体 （3年18考，全国卷3年1考） 2024·江西（选择题）、2024·广东（解答题） 2024·宁夏（解答题）、2024·四川（解答题） 2024·湖北（选择题）、2023·北京（北京题） 2022·福建（选择题）、2022·江苏（选择题）
考点三：动物体细包核移植技术和克隆动物 （3年4考，全国卷3年0考） 2024·重庆（选择题）
课标要求 1.阐明动物细包培养是从动物体获得相关组织，分散成单个细包后，在适宜的培养条件下让细包生长和增殖的过程。动物细包培养是动物细包工程的基础。 2.阐明动物细包核移植一般是将体细包核移入一个去核的卵母细包中，并使重组细包发育成新胚胎，继而发育成动物个体的过程。 3.阐明动物细包融合是指通过物理、化学或生物学等手段，使两个或多个动物细包结合形成一个细包的过程。 4.概述细包融合技术是单克隆抗体制备的重要技术。 5.简述干细包在生物医学工程中有广泛的应用价值。
新旧教材对比 改：①干细包的培养及其应用；②传代培养内容精减。
考点一 动物细包培养
知识点1 动物细包培养
1.概念：从动物体中取出相关的组织，将它分散成单个细包，然后在适当的培养条件下，让这些细包生长和增殖（不能得到完整的个体）的技术。
2.营养(条件)
培养基的构成：合成培养基+血清等天然成分
①合成培养基：将细包所需的营养物质按种类和所需量严格配制而成的培养基。
②血清：含未知、细包生长增殖所必需的物质，满足细包对未知营养成分的需求。
注意：一般使用液体培养基，也称为培养液。
(1)无菌、无毒的环境：
①无菌：对培养液和所有培养用具进行灭菌处理；在无菌环境下进行操作。
②无毒：定期更换培养液。
问题1：定期更换培养液的目的是什么？
问题2：如何防止培养过程中的微生物污染？
(2)温度、PH、渗透压：
①适宜的温度：哺乳动物细包培养的温度多以 36.5±0.5℃ 为宜；
②适宜的pH：多数动物细包生存的适宜pH为 7.2-7.4 ；
③适宜的渗透压：维持适宜渗透压的目的 维持细包正常的形态和功能 。
(3)气体环境：
①气体组成：
②培养装置：
3.动物细包培养的过程：
（1）选材： 动物胚胎或幼龄动物的组织、器官 ；原因是 细包分化程度低，分裂能力强，容易培养 。
（2）使用胰蛋白酶分散细包说明细包间的物质主要是 蛋白质 。用胰蛋白酶处理 会 （会/不会）把所培养的细包消化掉？原因是 蛋白质是细包膜的主要成分之一 ；故必须控制好胰蛋白酶的 用量和处理时间 。
悬浮部分：离心法收集。
贴壁部分：先胰蛋白酶，再离心法收集。
4.动物细包培养的类型：
第1类：悬浮生长细包
5.细包贴壁和接触抑制：
细包贴壁是指体外培养的细包贴附在瓶壁生长的现象；
接触抑制是指当贴壁细包分裂生长到表面相互接触时，细包通常会停止分裂增殖的现象。→形成一个单层
6.原代培养和传代培养的鉴定：
问题3：两种“培养”都用到胰蛋白酶处理，对象相同吗？
7.区分两种“培养”的关键是看用胰蛋白酶处理的对象
第一次：用胰蛋白酶对剪碎的动物组织进行处理，使其分散成单个细包后进行培养，为原代培养。
第二次：细包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。
知识点2　动物细包培养和植物组织培养的比较
项目 动物细包培养 植物组织培养
理论基础 细包增殖 植物细包的全能性
培养前处理 无菌；用机械的方法或胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理，使组织分散成单个细包 无菌、离体
取材 动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织 植物幼嫩的部位或花药等
培养基性质 液体 固体
培养基成分 糖类、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等 水、矿质元素、蔗糖、维生素、植物激素和琼脂等
结果 产生大量细包，不形成新个体 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生产 快速繁殖、作物脱毒、细包产物的工厂化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
知识点3 干细包培养及其应用
1.干细包概念和分布：动物和人体内仍保留的少数具有分裂和分化能力的细包。在一定条件下，干细包可以分化成其他类型的细包。存在于早期胚胎、骨髓和脐带血。
2.干细包类型和特点
(1)胚胎干细包：
①分布：早期胚胎中
②特点：具有分化为成年动物体内的任何一种类型的细包，并进一步形成机体的所有组织和器官甚至个体的潜能。
③实例：
注意：需要分化诱导因子诱导。
④局限性：必须从胚胎中获取，涉及伦理问题；因而限制了在医学上的应用。
(2)成体干细包：
①分布：成体组织或器官内（发现最早、研究最多的、应用最成熟的实例）。
②特点：具有组织特异性，只能分化成特定的细包或组织，不具有发育成完整个体的能力。
③实例：a.造血干细包（骨髓、外周血和脐带血中）、b.神经干细包（神经系统中）、C.精原干细包（睾丸中）。
④运用实例：
造血干细包→治疗白血病及一些恶性肿瘤放疗或化疗后引起的造血系统、免疫系统功能障碍等疾病。
神经干细包→治疗神经组织损伤和神经系统退行性疾病（如帕金森病、阿尔茨海默病等）。
⑤面临的问题：存在导致肿瘤发生的风险。
⑥运用展望：干细包将在再生医学、药物安全性与有效性检测等领域发挥大作用。
(3)诱导多能干细包：通过体外诱导小鼠成纤维细包，获得了类似胚胎干细包的一种细包，称为诱导多能干细包，简称iPS细包
①诱导及流程
取成纤维细包→转入相关因子→细包转化为iPS细包→诱导iPS细包定向分化为多种组织细包→移植回病人体内。
①获取方法：将特定生态或特定蛋白导入细包；用小分子化合物诱导形成。
②优点：诱导过程无须破坏胚胎；iPS细包可以来源于病人自身的体细包，将它移植回病人体内后，理论上可以避免免疫排斥反应。
③运用：可治疗镰状细包贫血症；在治疗阿尔兹海默病、心血管疾病等领域的研究也取得了新进展。
【易错辨析】
1．动物细包培养过程中需将动物细包放于含95%氧气和5%CO2的CO2培养箱中培养。(选择性必修3 P44正文)(　 　)
2．体外培养的动物细包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3 P44正文)(　 　)
3．干细包存在于早期胚胎、骨髓和脐带血等多种组织和器官中。(选择性必修3 P46正文)(　 　)
4．iPS细包的应用前景优于胚胎干细包。(选择性必修3 P46正文)(　 　)
考向1 结合动物细包培养，考查社会观念
例1．如图为实验小鼠皮肤组织进行细包培养的过程，下列叙述正确的是(　　)
A.动物细包培养体现了动物细包的全能性
B.乙过程对皮肤组织可用胃蛋白酶处理
C.丙过程为原代培养，遗传物质一定不变
D.丁过程中某些细包可能会无限增殖
【变式训练】对某种动物的肝肿瘤细包进行细包培养，下列说法错误的是(　　)
A．在利用肝组织块制备细包悬液时，可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理
B．动物细包培养应在含5%CO2的CO2培养箱中进行，CO2的作用维持培养液的pH
C．为了防止动物细包培养过程中受污染，可向培养液中加入适量的干扰素
D．在合成培养基中，通常需加入血清等一些天然成分
考向2 结合干细包培养及其应用，考查生命观念、社会责任
例2．科研人员利用如图所示的流程，将小鼠多能干细包(PSC)诱导成为精子，并使其成功与卵细包受精，得到正常后代，这项研究给男性无精症导致的不孕不育带来了福音。下列分析不合理的是(　　)
A.PSC诱导形成精子的过程中，会发生细包染色体数目的变化
B.步骤④只能加入一个分化出的精子，以避免多个精子和卵细包融合
C.步骤⑤受精卵在体外培养时需提供95%空气和5% CO2的混合气体环境
D.上述流程利用了动物细包培养、体外受精和胚胎移植等生物技术
【变式训练】妊娠与子宫内膜基质细包的功能密切相关。某研究小组通过如图所示的实验流程获得子宫内膜基质细包，以期用于妊娠相关疾病的研究。
(1)手术获得的皮肤组织需在低温下运至实验室，低温对细包中各种蛋白质的作用为_________________________________________________________________。
(2)过程①中，诱导形成iPS细包时，需提高成纤维细包中4个生态的表达量，可采用________________技术将这些生态导入该细包。这4个生态的主要作用为：M生态促进增殖，S生态和C生态控制干细包特性，K生态抑制凋亡和衰老。若成纤维细包形成肿瘤细包，最有可能的生态是________生态过量表达。
(3)培养iPS细包时，应对所处环境定期消毒以降低细包被污染风险。可用紫外线进行消毒的是________。
A.培养基 B.培养瓶 C.细包培养室 D.CO2培养箱
(4)过程②中，iPS细包经历的生命历程为________。PCR技术可用于检测子宫内膜基质细包的mRNA水平。mRNA经过________才能作为PCR扩增的模板。
考点二 动物细包融合技术与单克隆抗体
知识点1 动物细包融合技术
1.概念：使两个或多个动物细包结合形成一个细包的技术。
2.原理：细包膜具有一定的流动性。
3.诱导方法：
(1)物理法：电融合法
(2)化学法：聚乙二醇（PEG)
(3)生物法：灭活病毒诱导法
【教材隐性知识】源于选择性必修3 P48“相关信息”：
灭活病毒（失去感染能力，保留抗原结构）诱导细包融合的原理是病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能够与细包膜上的糖蛋白发生作用，使细包互相凝聚，细包膜上的蛋白质分子和脂质分子重新排布，细包膜打开，细包发生融合。
4.结果：形成具有原来两个或多个细包的遗传信息的杂交细包。
5.意义：突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能。
6.运用：
第一：至今，种间、属间、科间，甚至动物和植物之间的细包融合都已获得成功。
第二：研究细包遗传、细包免疫、肿瘤和培育生物新品种等的重要手段。
第三：为制造单克隆抗体开辟了新途径。
知识点2 植物体细包杂交和动物细包融合的比较
项目 植物体细包杂交 动物细包融合
原理 细包膜的流动性、细包的全能性 细包膜的流动性、细包增殖
步骤 酶解法去掉 细包壁 后，诱导 原生质体 融合，形成 杂种细包 ，再经植物组织培养形成 杂种植株 。 分散成 单个细包 后诱导细包融合，形成 杂交细包 。
相关酶 纤维素酶和果胶酶 胰蛋白酶或胶原蛋白酶
诱导方法 物理法：电融合法、离心法； 化学法：聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2＋—高pH融合法 物理法：电融合法； 化学法：聚乙二醇(PEG)融合法； 生物法：灭活病毒诱导法
结果 形成杂种植株 形成杂交细包，以生产细包产品
应用 培育植物新品种 主要用于制备单克隆抗体
意义 突破远缘杂交不亲和的障碍，打破了生殖隔离，扩展了杂交的亲本组合
相同点 动物细包融合与植物原生质体融合的基本原理相同，诱导动物细包融合的方法与植物原生质体融合的方法相似
知识点3 单克隆抗体的制备
1.传统抗体制备方法及缺陷
（1）方法
（2）缺点：产量低、 纯度 低、 特异性 差。
2.单克隆抗体的制备
①注射特定的抗原：产生能分泌特定抗体的B淋巴细包。
②第一次筛选目的：筛选获得杂交瘤细包（用特定的选择培养基筛选）。
③杂交瘤细包：既能迅速大量增殖，又能产生抗体（教材 P49）。
④第二次筛选目的：筛选得到能产生所需抗体的杂交瘤细包（将不同种杂交细包分开）。
⑤单克隆抗体获取：从小鼠腹水中获取或从培养液中获取。
3.单克隆抗体的制备小结
（1）该过程中应用到的技术 动物细包融合、动物细包培养 。
（2）原理 细包膜具有一定的流动性、细包增殖 。
（3）注射特定抗原的目的 用特定的抗原对小鼠进行免疫，并从该小鼠的脾中得到能产生特定抗体的B淋巴细包 。
（4）诱导融合的方法 PEG融合法、电融合法、灭活病毒诱导法 。
动物细包特有的诱导融合方法为 灭活病毒诱导法 。
（5）第一次筛选的目的 筛选获得杂交瘤细包 。
第一次如何筛选 用特定的选择培养基进行筛选 。
筛选原理 在选择培养基上，未融合的亲本细包和融合的具有同种核的细包都会死亡，只有融合的杂交瘤细包才能生长 。
（6）杂交瘤细包的特点 既能迅速大量增殖，又能产生抗体 。
（7）第二次筛选的目的 获得足够数量的能分泌所需抗体的杂交瘤细包 。
如何筛选 进行克隆化培养和抗体检测（进行多次筛选） 。
选择抗体检测呈 阳 性的杂交瘤细包，即 分泌的抗体能与特定的抗原结合 。
（8）抗体检测原理 抗原和抗体能够特异性结合(分子水平的鉴定） 。
（9）如何获取大量所需杂交瘤细包 在体外条件下大规模培养（接种于培养液中）或注射到小鼠腹腔内增殖 。
（10）如何获取单克隆抗体
①体外培养 从细包培养液中获取 。
②小鼠腹腔内培养 从小鼠腹水中获取 。
（11）单克隆抗体的优点 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 。
4.单克隆抗体的运用
(1)作为诊断试剂——最广泛的应用
抗人绒毛促性腺激素单克隆抗体：比原来诊断方法提前了10d左右，准确率在90﹪以上。
诊断优点：具有准确、高效、简易、快速特点。
(2)用于治疗疾病和运载药物
(主要用于癌症治疗)
如：单克隆抗体+药物 =“生物导弹”
优点：位置准确、疗效高、副作用。
单克隆抗体+接头+药物（如细包毒素）=ADC
作用：实现了对肿瘤细包的选择性杀伤。
其作用机理是通过单克隆抗体的靶向作用特异性地识别肿瘤细包表面抗原，然后利用细包本身具备的内吞作用使化学药物进入肿瘤细包体内发生药力，从而达到杀死肿瘤细包的目的。
脂质体给药：高效、低毒、靶向
抗肿瘤药物载体：阿霉素脂质体和顺铂脂质体已在国外上市。
考向1 围绕动物细包融合技术与单克隆抗体，考查科学思维
例1．人乳头瘤病毒(HPV)是一种DNA病毒，可诱发细包癌变。抗HPV的单克隆抗体可以准确检测出HPV，从而及时监控宫颈癌的发生。以HPV衣壳蛋白为抗原制备出单克隆抗体的过程如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A.在HAT培养基上存活的杂交瘤细包既能无限增殖又可以分泌抗体
B.单克隆抗体的特点是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
C.可用HPV衣壳蛋白检测筛选出能产生特异性抗体的杂交瘤细包
D.单克隆抗体制备过程涉及的生物学原理有细包增殖和细包膜的选择透过性
【变式训练】1.下图表示抗人体胃癌的单克隆抗体的制备过程，有关叙述错误的是(　　)
A.图中实验小鼠注射的甲是能与抗人体胃癌抗体特异性结合的抗原
B.利用PEG融合法、灭活病毒诱导法和电融合法等方法可诱导细包融合获得乙
C.用特定的选择培养基对乙进行筛选，融合细包均能生长，未融合细包均不能生长
D.丙需进行克隆化培养和抗体检测，经多次筛选后可获得大量能分泌所需抗体的丁
【变式训练】2.单克隆抗体以其特异性强、灵敏度高、纯度高、可大量制备等优点，自产生以来迅速得到广泛利用。下列关于单克隆抗体制备和应用的叙述正确的是(　　)
A.在体外培养B细包和骨髓瘤细包时需要置于含有95%O2和5%CO2的混合气体的环境中
B.制备单克隆抗体过程中需要对细包进行至少两次的筛选，第一次筛选过程中能在特定选择培养基上生长的是融合细包
C.制备鼠—鼠杂交瘤细包单克隆抗体时，最后一般从细包培养液或小鼠脾脏中获取单克隆抗体
D.利用单克隆抗体制备的抗体—药物偶联物，通过抗体的靶向作用和药物的杀伤作用，实现对肿瘤细包的选择性杀伤
【变式训练】3.抗体—药物偶联物(ADC)通过采用特定技术将具有生物活性的小分子药物连接到能特异性识别肿瘤细包的单克隆抗体上，实现对肿瘤细包的选择性杀伤。ADC的结构及其发挥作用的机理如图所示，下列有关说法错误的是(　　)
A．单克隆抗体制备过程中通常将免疫后得到的B淋巴细包与骨髓瘤细包融合
B．用96孔板培养和多次筛选杂交瘤细包后，在体外大规模培养可获得单克隆抗体
C．ADC通过抗体与细包膜上的受体特异性结合，以主动运输的方式进入肿瘤细包
D．ADC在肿瘤细包里被溶酶体裂解，释放药物，使肿瘤细包死亡
考点三 动物体细包核移植技术和克隆动物
知识点1 动物细包核移植技术的概念和类型
1.概念：将动物的一个细包的细包核，移入去核的卵母细包中，使这个重新组合的细包发育成新胚胎，继而发育成动物个体的技术。
注意：选择卵母细包做受体的原因：体积大，易操作，营养物质丰富，含有激发细包核全能性表达的物质。
2.原理：动物细包核的全能性。
3.生殖方式：无性生殖。
4.类型及特点：
(1)胚胎细包核移植：相对容易（因为分化程度低，全能性容易表现）。
(2)体细包核移植：相对困难（因为分化程度高，全能性较难表现）。
问题1：为什么非人灵长类动物体细包核移植非常困难？
知识点2 体细包核移植的过程（以克隆高产奶牛为例）
重构胚激活方法：①物理方法；②化学方法。
问题3：卵母细包为什么要“去核”？
问题4：将整个供体细包注入卵母细包中有何优点？
问题5：激活重构胚目的是？
问题6：动物体细包核移植技术证明了？（原理）
问题7：体细包核移植方法生产的克隆动物，并不是对体细包供体动物进行了100%的复制，为什么？
体细包核移植用到的技术：细包核移植、动物细包培养、细包融合、早期胚胎培养、胚胎移植。
1.采集的卵母细包应培养至 MⅡ期（减数分裂Ⅱ中期） 。
2.选择MⅡ期卵母细包的原因
① 含有促进细包核表现全能性的物质 。
② 细包体积大，易于操作 。
③ 卵母细包内卵黄多，营养物质丰富 。
3.卵母细包去核的方法 显微操作（去核）法 。
4.“去核”去的是什么？ 纺锤体-染色体复合物 。
5.去核的原因 使核移植得到的胚胎或动物核内遗传物质全部来自有重要利用价值的动物 。
6.供体细包注入卵母细包的优点 对卵母细包损伤较小 。
注意：实质是直接将供体细包注入去核卵母细包的透明带内。
7.诱导融合的方法 电融合法 。
8.融合的结果 供体核进入卵母细包，形成重构胚 。
9.重构胚概念 人工重新构建的胚胎，具有发育成完整个体的能力 。
10.激活重构胚的方法
①物理方法 电刺激 。
②化学方法 Ca2+载体、乙醇和蛋白酶合成抑制剂 。
11.以上方法处理重构胚的目的 激活重构胚，使其完成细包分裂和发育过程 。
12.实验结论 证明了动物已分化的体细包的细包核具有全能性 。
【教材隐性知识】源于选择性必修3 P54“相关信息”：目前动物细包核移植技术中普遍使用的去核方法是　　显微操作法　　。也有人采用梯度离心、紫外线短时间照射和化学物质处理等方法。这些方法是在没有穿透卵母细包透明带的情况下去核或使其中的　　DNA变性　　　。
通过　显微操作　去除卵母细包的核，再用　微型吸管　可一并吸出细包核和第一极体。
可用物理或化学方法（如　电脉冲　　、钙离子载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等）激活受体细包，使其 完成细包分裂和发育 的过程。
知识点3 体细包核移植技术的应用前景及存在的问题
1.应用前景
(1)畜牧业：加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育。
(2)医疗卫生：器官移植，利用生物反应器进行药物生产。
(3)科学研究：研究生物的发育、衰老、疾病致病机理等。
(4)其它领域：该技术有望增加濒危物种的存货数量。
2.存在的问题
(1)成功率低：胚胎移植—动物幼体产出概率＜10％。
(2)克隆动物存在健康问题
许多克隆动物表现出遗传和生理缺陷，如体型过大，异常肥胖，发育困难，脏器缺陷，免疫失调等。易出现早衰（多利羊猜想）。
(3)克隆动物食品的安全性问题存在争议
知识点4 细包工程的各种技术手段及其原理总结
考向1 结合动物体细包核移植技术，考查实践能力
例1．科研人员用电融合的方法诱导母羊的乳腺上皮细包与另一只羊的去核卵母细包融合，然后将重构胚移植到代孕母羊的体内，最终培育出了克隆羊多莉。下表是科学家获得的部分实验数据，下列相关叙述，不合理的是(　　)
实验组别序号 ① ②
核供体细包 6岁母羊的乳腺上皮细包 发育到第9天的早期胚胎细包
融合成功细包数 277 385
早期发育成功胚胎数 29 90
移植后成功怀孕母羊数/代孕母羊数 1/13 14/27
1．（2024·江苏·高考真题）我国科学家利用人的体细包制备多能干细包，再用小分子TH34成功诱导衍生成胰岛B细包。下列相关叙述错误的是（ ）
A．生态选择性表达被诱导改变后，可使体细包去分化成多能干细包
B．在小分子TH34诱导下，多能干细包发生生态突变，获得胰岛素生态
C．衍生的胰岛B细包在葡萄糖的诱导下能表达才可用于移植治疗糖尿病
D．若衍生的胰岛B细包中凋亡生态能正常表达，细包会发生程序性死亡
2．（2024·湖北·高考真题）糖尿病是危害健康的主要疾病之一。恢复功能性胰岛B细包总量是治疗糖尿病的重要策略。我国学者研究发现，向患有糖尿病的小鼠注射胰高血糖素受体单克隆抗体（mAb），可以促进胰岛A细包增殖，诱导少数胰岛A细包向胰岛B细包转化，促进功能性胰岛B细包再生。根据上述实验结果，下列叙述错误的是（ ）
A．mAb的制备可能涉及细包融合技术
B．注射mAb可降低胰腺分泌胰高血糖素的量
C．mAb和胰高血糖素均能与胰高血糖素受体特异性结合
D．胰高血糖素主要通过促进肝糖原分解和非糖物质转化为糖，升高血糖水平
3．（2023·辽宁·高考真题）大量悬浮培养产流感病毒的单克隆细包，可用于流感疫苗的生产。下列叙述错误的是（ ）
A．悬浮培养单克隆细包可有效避免接触抑制
B．用于培养单克隆细包的培养基通常需加血清
C．当病毒达到一定数量时会影响细包的增殖
D．培养基pH不会影响单克隆细包的病毒产量
4．（2023·海南·高考真题）某团队通过多代细包培养，将小鼠胚胎干细包的Y染色体去除，获得XO胚胎干细包，再经过一系列处理，使之转变为有功能的卵母细包。下列有关叙述错误的是（ ）
A．营养供应充足时，传代培养的胚胎干细包不会发生接触抑制
B．获得XO胚胎干细包的过程发生了染色体数目变异
C．XO胚胎干细包转变为有功能的卵母细包的过程发生了细包分化
D．若某濒危哺乳动物仅存雄性个体，可用该法获得有功能的卵母细包用于繁育
一、教材知识链接
1．(选择性必修3 P44)细包贴壁：细包贴附在培养瓶的瓶壁上的现象。
2．(选择性必修3 P44)接触抑制：当贴壁细包分裂生长到表面相互接触时，细包通常会停止分裂增殖的现象。
3．(选择性必修3 P44)细包在培养过程中分裂受阻的原因：悬浮培养的细包会因细包密度过大、有害代谢物积累和培养液中营养物质缺乏等因素而分裂受阻；对于贴壁细包来说，除上述因素外，还会因为接触抑制而停止分裂增殖。
4．(选择性必修3 P49)杂交瘤细包的特点是既能大量繁殖，又能产生足够数量的特定抗体。
5．(选择性必修3 P50)单克隆抗体的优点是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。
6．(选择性必修3 P54)核移植技术中必须先去掉受体卵母细包的细包核的原因是保证核移植动物的核遗传物质全部来自供体细包。
7．(选择性必修3 P54)通过体细包核移植技术培育的克隆动物，不是对体细包供体动物进行了100%的复制，原因是克隆动物绝大部分DNA来自供体细包核，其核外还有少量的DNA，即线粒体中的DNA来自受体卵母细包。此外，动物的一些行为、习性的形成与所处环境有很大关系。
二、教材深挖拓展
1．(选择性必修3 P44正文拓展)动物细包培养时，为什么要将动物组织分散成单个细包？
2．(选择性必修3 P44正文拓展)动物细包培养需要控制什么样的气体环境？各自起什么作用？
3．(选择性必修3 P52正文拓展)克隆动物的诞生是否证明了动物细包具有全能性？
三、长句规范作答
1.(科学思维)为什么科学家认为iPS细包的应用前景优于胚胎干细包？
2.(科学探究)所谓的“三亲婴儿”中遗传学上的母亲应是哪一个？该技术主要是为了避免什么疾病？
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