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第53课时　动物细胞工程
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。
考点一　动物细胞培养
1．动物细胞培养——动物细胞工程的基础
(1)原理：细胞增殖。
(2)条件
(3)过程
2．干细胞培养及其应用
(1)概念：干细胞是一类具有自我更新能力和分化潜能的细胞，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。
(3)分类
(1)悬浮培养单克隆细胞可有效避免接触抑制。（2023·辽宁卷）(　√　)
(2)用于培养单克隆细胞的培养基通常需加血清。（2023·辽宁卷）(　√　)
(3)营养供应充足时，传代培养的胚胎干细胞不会发生接触抑制。（2023·海南卷）(　×　)
(4)培养心肌细胞的时候既需要氧气也需要二氧化碳。（2022·江苏卷）(　√　)
(5)悬浮培养的细胞会因细胞密度过大、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，还会发生接触抑制现象。(　×　)
(6)成体干细胞经培养可获得各种组织细胞，可发育成个体。(　×　)
(7)（选择性必修3 P46正文）为什么科学家认为iPS细胞的应用前景优于胚胎干细胞？
提示：iPS细胞的诱导过程无须破坏胚胎，而且iPS细胞可以来源于病人自身的体细胞，将它移植回病人体内后，理论上可以避免免疫排斥反应。
考向1围绕动物细胞培养考查科学思维
1．（2024·浙江卷）某动物细胞培养过程中，细胞贴壁生长至接触抑制时，需分装培养，实验操作过程如图。
下列叙述错误的是(　B　)
A．①加消化液的目的是使细胞与瓶壁分离
B．②加培养液的目的是促进细胞增殖
C．③分装时需调整到合适的细胞密度
D．整个过程需要在无菌、无毒条件下进行
解析：①加消化液的目的是使细胞与瓶壁分离，且使细胞分散开来，A正确；②加培养液的目的是终止消化液的消化作用，并对细胞加以稀释，B错误；③分装时需调整到合适的细胞密度，因为若密度过大，细胞仍存在接触抑制，C正确；动物细胞培养需要无菌、无毒的环境，因此整个过程需要在无菌、无毒条件下进行，D正确。
动物细胞培养和植物组织培养的比较
2．（2025·重庆沙坪坝区联考）动物细胞共培养指将不同的细胞共同培养的技术，分为直接共培养和间接共培养。直接共培养指将两种细胞同时接种于同一培养皿中；间接共培养指用半透膜或插入式培养皿等物理屏障将不同细胞分隔开，使培养液能够相互渗透，但细胞之间不能直接接触。下列叙述错误的是(　D　)
A．相比细胞的单独培养，细胞共培养能更好地模拟复杂的内环境，可用于研究细胞间的信息传递和相互作用
B．验证细胞毒性T细胞的功能，应将其与靶细胞直接共培养
C．将肿瘤细胞和免疫细胞进行间接共培养，可探究肿瘤细胞分泌的细胞因子对免疫细胞功能的调节
D．细胞共培养时需对培养液灭菌，对所有培养用具消毒，以保证无菌、无毒的培养条件
解析：相比细胞的单独培养，细胞共培养能更好地模拟复杂的内环境，因而可用于研究细胞间的信息传递和相互作用，A正确；细胞毒性T细胞通过直接接触靶细胞发挥作用，故应将其与靶细胞直接共培养，B正确；将肿瘤细胞和免疫细胞进行间接共培养，可探究肿瘤细胞分泌的细胞因子对免疫细胞功能的调节，C正确；培养液和培养用具均应灭菌，才能保证无菌环境，无毒的培养条件是通过及时更换培养液实现的，D错误。
考向2 结合干细胞培养及其应用考查科学思维、社会责任
3．（2024·江苏卷）我国科学家利用人的体细胞制备多能干细胞，再用小分子TH34成功诱导衍生成胰岛B细胞。下列相关叙述错误的是(　B　)
A．基因选择性表达被诱导改变后，可使体细胞去分化成多能干细胞
B．在小分子TH34诱导下，多能干细胞发生基因突变，获得胰岛素基因
C．衍生的胰岛B细胞在葡萄糖的诱导下能表达胰岛素，才可用于移植治疗糖尿病
D．若衍生的胰岛B细胞中凋亡基因能正常表达，细胞会发生程序性死亡
解析：细胞分化的实质是基因的选择性表达，当基因表达被诱导改变后，可使体细胞去分化成为多能干细胞，A正确；小分子药物通常是通过调节现有的生物通路和基因表达来实现其功能的，胰岛素基因在人体所有细胞中都存在，但只有在胰岛细胞中才会表达，所以多能干细胞在诱导分化成胰岛B细胞的过程中发生了基因的选择性表达，B错误；胰岛B细胞在较高的血糖浓度下分泌胰岛素，降低血糖，所以衍生的胰岛B细胞在葡萄糖的诱导下成功地表达胰岛素，以确保衍生的胰岛B细胞能够正常发挥功能后，才可用于移植治疗糖尿病，C正确；凋亡基因的正常表达会导致衍生的胰岛B细胞发生程序性死亡，也就是发生细胞凋亡，D正确。
4．（2025·湖南长沙开学考）我国科研团队在猪体内成功培育出人源中期肾脏，是国际首次成功实现的人源功能性实质器官异种体内再造，为解决供体器官严重短缺问题开辟了新方向。下图为器官异种体内再造基本思路，下列说法错误的是(　A　)
A．诱导具有多向分化潜能人多能干细胞分化的实质是动物细胞核具有发育的全能性
B．制备诱导多能干细胞的方法是将相关因子如特定基因、特定蛋白等导入细胞
C．由于供体细胞来源于患者自身，理论上将有效避免器官移植中存在的免疫排斥问题
D．所用的模型猪应缺乏肾脏或肾脏发育基因，异种嵌合胚胎才能发育得到人源化肾脏
解析：细胞分化的实质是基因的选择性表达，A错误；目前已采用多种方法来制备多能干细胞，包括借助载体将特定的基因导入细胞中，直接将特定的蛋白导入细胞中或者用小分子化合物等来诱导形成多能干细胞，B正确；由于供体细胞来源于患者自身，将有效避免异种器官或同种异体器官移植中存在的免疫排斥等问题，C正确；模型猪通常去除或敲除特定的肾脏发育相关基因，以确保其自身无法发育正常的肾脏，在肾脏缺陷模型的猪早期胚胎中注入人类干细胞或其他人源化细胞后，这些细胞可以在猪体内生长和发育，形成具有相似功能的人源化肾脏，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
①不灭活的病毒会感染细胞，因而不能用于诱导动物细胞融合。
②灭活的病毒是诱导动物细胞融合特有的方法，不能用于诱导植物原生质体融合。
2．单克隆抗体的制备
(1)原理：细胞膜的流动性和细胞增殖。
(2)过程
3．单克隆抗体的特点及应用
(1)特点：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。
(2)应用：①作为诊断试剂；②用于治疗疾病；③运载药物，可制成抗体—药物偶联物。
(1)将骨髓瘤细胞和B淋巴细胞混合，经诱导后融合的细胞即为杂交瘤细胞。（2021·江苏卷）(　×　)
(2)制备单克隆抗体的过程中有两次筛选，第二次筛选的目的是获得杂交瘤细胞。(　×　)
(3)B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合后只产生一种杂交瘤细胞。(　×　)
(4)ADC中的单克隆抗体可以运载抗肿瘤药物，且能特异性识别、杀伤肿瘤细胞。(　×　)
(5)（选择性必修3 P48“相关信息”）灭活的病毒诱导动物细胞融合的原理是病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能够与细胞膜上的糖蛋白发生作用，使细胞相互凝聚，细胞膜上的蛋白质分子和脂质分子重新排布，细胞膜打开，细胞发生融合。
【情境应用】癌症的免疫疗法是指重新激活抗肿瘤的免疫细胞，进而克服肿瘤的免疫逃逸。某些种类癌细胞表面有高表达的银蛋白PSMA，CD28是T细胞表面受体，T细胞的有效激活依赖于CD28在癌细胞与T细胞结合部位的聚集。图1为科研人员尝试构建的双特异性抗体PSMA×CD28生产流程图；图2为双特异性抗体PSMA×CD28的结构及作用机理图。
【问题探究】
(1)双特异性抗体PSMA×CD28制备时，应先将PSMA、CD28（物质X）分别注射到小鼠体内，目的是刺激小鼠机体发生免疫应答，从而得到能产生特定抗体的B淋巴细胞。
(2)据图1可知，制备双特异性抗体PSMA×CD28的过程中，用到的动物细胞工程技术主要有动物细胞融合和动物细胞培养（至少回答两点）。
(3)与诱导植物原生质体融合不同，图中骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合可用灭活病毒诱导法。
(4)将第一次筛选获得的细胞进行多倍稀释，借助多孔细胞培养板，利用抗原与抗体特异性结合原理进行第二次筛选，筛选出能分泌所需抗体的杂交瘤细胞。与传统血清抗体相比，单克隆抗体的优点是能准确识别抗原的细微差异，与特定抗原特异性结合，并且可以大量制备。
(5)抗体都是由两条H链和两条L链组成的4条肽链对称结构。由于融合细胞会表达出两种L链和两种H链且L链和H链又能随机组合，因此杂交瘤细胞A×B会产生多种（填“一种”或“多种”）抗体。双特异性抗体PSMA×CD28协助杀伤癌细胞的机理是双特异性抗体PSMA×CD28既能结合PSMA，又能结合CD28，使CD28在癌细胞与T细胞结合部位聚集，从而有效激活T细胞杀伤癌细胞。
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（96孔板）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所需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
考向　围绕动物细胞融合技术与单克隆抗体的,制备考查科学思维、社会责任
1．（2023·北京卷）甲状旁腺激素(PTH)水平是人类多种疾病的重要诊断指标。研究者制备单克隆抗体用于快速检测PTH，有关制备过程的叙述不正确的是(　D　)
A．需要使用动物细胞培养技术
B．需要制备用PTH免疫的小鼠
C．利用抗原—抗体结合的原理筛选杂交瘤细胞
D．筛选能分泌多种抗体的单个杂交瘤细胞
解析：单克隆抗体的制备过程中需要用到动物细胞培养技术，如骨髓瘤细胞的培养等，A正确；由题意可知，制备单克隆抗体用于快速检测PTH，为获得能产生抗PTH抗体的B淋巴细胞，可用PTH对小鼠进行免疫，B正确；抗原与抗体的结合具有特异性，故可利用抗原—抗体结合的原理筛选杂交瘤细胞，C正确；杂交瘤细胞是B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合之后经筛选而得到的，由于一个B细胞经免疫后只能产生一种抗体，故理论上讲，单个杂交瘤细胞只能产生一种抗体，D错误。
2．（2021·山东卷）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(　D　)
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：单抗的制作需要筛选，而多抗不需要筛选，抗原纯度越高，产生的多抗纯度越高，因此抗原纯度对单抗纯度的影响比对多抗纯度的影响小，A错误；单抗制备过程中通常是免疫后将脾脏破碎，然后用离心法将脾细胞（包含各种产生或不产生抗体的B淋巴细胞）和红细胞分开，然后用脾细胞与骨髓瘤细胞融合，而不能直接分离出浆细胞，B错误；非洲猪瘟病毒衣壳蛋白p72上有多种抗原决定簇，一个抗原决定簇只能刺激机体产生一种抗体，所以向小鼠体内注入p72后，可以利用该小鼠制备多种抗p72的单抗，C错误；p72部分结构改变只改变了部分抗原决定簇，因此由这部分抗原决定簇刺激产生的抗体失效，但由于还存在由其他抗原决定簇刺激机体产生的抗体，所以多抗仍有效，D正确。
植物体细胞杂交和动物细胞融合的比较
考点三　动物体细胞核移植技术和克隆动物
1．动物细胞核移植技术
动物胚胎细胞分化程度低，表现全能性相对容易；而动物体细胞分化程度高，表现全能性十分困难。因此动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植。
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
应用 前景 畜牧业 加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育
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、组织或器官可以用于异种移植； ③人核移植胚胎干细胞经过诱导分化形成相应的细胞、组织或器官，可用于移植
保护濒 危物种 有望增加濒危物种的存活数量
问题 ①成功率非常低；②绝大多数克隆动物存在健康问题，表现出遗传和生理缺陷
(1)克隆牛技术涉及体细胞核移植、动物细胞培养、胚胎移植等过程。（2022·江苏卷）(　√　)
(2)体细胞核移植过程中通常采用MⅡ期的去核卵母细胞作为受体细胞。(　√　)
(3)在核移植过程中，通过电融合法可使供体细胞与去核卵母细胞融合形成重构胚。(　√　)
(4)核移植技术中先去掉受体卵母细胞的细胞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胞。(　√　)
(5)克隆猴所利用的细胞核可以是卵细胞或精子中的细胞核。(　×　)
(6)克隆技术可以促进优良畜群的繁育，也可用于拯救一些濒危动物。(　√　)
(7)（选择性必修3 P53“图2－18”）为何要采用去核卵母细胞作为受体细胞？
提示：卵母细胞体积大，易操作；营养物质丰富；卵母细胞的细胞质中含有激发细胞核全能性的物质。
【情境应用】体细胞克隆的供体细胞具有高度特异的组蛋白修饰，以此来维持体细胞的细胞特性。当供体细胞核被放置到成熟的去核卵母细胞中时，供体细胞核必须抹去分化状态的细胞记忆，激活对早期胚胎发育具有重要作用的基因，从而使体细胞表现其全能性。我国科学家利用如图所示的方法成功培育出体细胞克隆猴“中中”和“华华”。
　Kdm4d为组蛋白去甲基化酶，TSA为组蛋白脱乙酰酶抑制剂。
【问题探究】
(1)由于MⅡ期的卵母细胞中没有细胞核，所以去核指的是去除纺锤体—染色体复合物。去核的目的是使重构胚的核遗传物质几乎全部来自胎猴。
(2)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：无性生殖。动物体细胞核移植最终得到的个体的细胞核中遗传物质完全来自一个个体，不是精卵细胞受精得到的，因此属于无性生殖。
(3)图示中仙台病毒的作用是诱导细胞融合。向重构胚注入Kdm4d的mRNA，同时使用TSA处理重构胚能激活对早期胚胎发育具有重要作用的基因，这些基因可能与细胞分裂（或细胞分化）（答出1点）等生理过程有关。
(4)据图分析，该方法涉及的技术操作有动物细胞培养、细胞核移植、胚胎移植等操作。
(5)动物细胞核移植技术的理论基础（原理）是动物细胞核具全能性。
(6)通过体细胞核移植方法生产的克隆动物，不是对体细胞供体动物进行了100%的复制，原因是克隆动物绝大部分DNA来自供体细胞核，其核外还有少量的DNA，即线粒体中DNA来自受体卵母细胞。
考向　围绕动物体细胞核移植技术和克隆动物,考查科学思维、社会责任
1．（2021·辽宁卷）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，有关叙述正确的是(　B　)
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常使用显微操作去核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：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甲和乙，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。
2．（2021·湖南卷）M基因编码的M蛋白在动物A的肝细胞中特异性表达。现设计实验，将外源DNA片段F插入M基因的特定位置，再通过核移植、胚胎培养和胚胎移植等技术获得M基因失活的转基因克隆动物A，流程如图所示。回答下列问题：
(1)在构建含有片段F的重组质粒过程中，切割质粒DNA的工具酶是限制酶（或限制性内切核酸酶），这类酶能将特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。
(2)在无菌、无毒等适宜环境中进行动物A成纤维细胞的原代和传代培养时，需要定期更换培养液，目的是清除代谢物，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害，同时给细胞提供足够的营养。
(3)与胚胎细胞核移植技术相比，体细胞核移植技术的成功率更低，原因是动物体细胞分化程度高，表现全能性十分困难。从早期胚胎中分离获得的胚胎干细胞，在形态上表现为体积小、细胞核大、核仁明显（答出两点即可），功能上具有发育的全能性。
(4)鉴定转基因动物：以免疫小鼠的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞进行融合，筛选融合杂种细胞，制备M蛋白的单克隆抗体。简要写出利用此抗体确定克隆动物A中M基因是否失活的实验思路：
取该转基因动物的肝组织细胞，提取其蛋白质，加入适量的M蛋白的单克隆抗体，观察有无凝集现象（或有无抗原—抗体特异性结合的现象），若有则说明M基因不失活，若无则说明M基因失活。
解析：(1)构建基因表达载体时，切割质粒DNA要用到限制性内切核酸酶，即限制酶，限制酶能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。(2)在进行动物细胞培养的过程中，要定时更换培养液，以便清除代谢物，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害，同时为细胞提供足够的营养。(3)由于动物体细胞分化程度高，表现全能性十分困难，因此体细胞核移植技术的成功率低。胚胎干细胞具有胚胎细胞的特性，在形态上表现为体积小、细胞核大、核仁明显，在功能上，具有发育的全能性，即可以分化成为动物体内任何一种组织细胞。(4)在进行单克隆抗体制备时，首先要诱导相应的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合。在应用单克隆抗体进行检测时，主要原理是抗原—抗体特异性结合，所以实验思路是取该转基因动物的肝组织细胞，提取其蛋白质，加入适量的M蛋白的单克隆抗体，观察有无凝集现象（或有元抗原—抗体特异性结合的现象），若有则说明M基因不失活，否则说明M基因失活。
对核移植与克隆的理解
1．克隆是指遗传组成完全相同的分子、细胞或个体，即克隆应包含三个层次的内容：
(1)分子水平，如DNA复制。
(2)细胞水平，如动物细胞培养。
(3)个体水平，如克隆动物。
2．核移植技术中选用的核供体应为具有优良性状的个体，提供卵细胞的受体和代孕个体只需为同一物种的健康雌性个体即可。
3．核移植技术中去核是通过显微操作完成的，用微型吸管将处于MⅡ期的卵母细胞的“核”与靠近“核”的第一极体一并吸出。
4．动物细胞核移植可以有两种操作方式：一是把供体细胞导入去核的卵母细胞，这是现在常用的方法；二是将供体动物的一个细胞核直接导入去核的卵母细胞。
5．融合后的细胞称为重组细胞（注意区分于杂交细胞），需用物理或化学方法激活，使其完成细胞分裂和发育进程，形成重构胚才能进行胚胎移植。
6．体细胞核移植体现了动物细胞核的全能性，而非动物细胞的全能性。
1．（2022·湖北卷）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，其原因不可能是(　A　)
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
解析：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，不会导致细胞生长缓慢，A符合题意。培养瓶瓶口密封会使培养液中缺氧，影响细胞的有氧呼吸，造成供能不足；血清经过高温处理后，其中活性成分变性，失去原有功能；小鼠的内环境为弱碱性，若所使用的培养基呈弱酸性，会导致细胞的生存环境恶劣，以上均可能导致细胞生长缓慢，B、C、D不符合题意。
2．（2024·海南卷）海南龙血树具有药用和观赏价值，可利用植物组织培养技术产生愈伤组织，进而获得该种植株。动物细胞融合技术可将骨髓瘤细胞和产生特定抗体的B淋巴细胞融合形成杂交瘤细胞，进而制备单克隆抗体。下列有关这两种技术的叙述，正确的是(　D　)
A．利用的原理均是细胞的全能性
B．使用的培养基均需添加葡萄糖和血清
C．培养时的温度和pH均相同
D．产生的愈伤组织细胞或杂交瘤细胞均具有增殖能力
解析：利用植物组织培养技术获得海南龙血树，利用的原理是细胞的全能性；制备单克隆抗体利用的原理是细胞的增殖和细胞膜的流动性，A错误；利用植物组织培养技术获得海南龙血树，使用的培养基中添加的是蔗糖，不添加葡萄糖和血清，B错误；由于植物细胞和动物细胞生长所需的适宜温度和pH存在差异，所以培养时的温度和pH均不相同，C错误；愈伤组织是外植体经脱分化形成的，杂交瘤细胞是由骨髓瘤细胞和产生特定抗体的B淋巴细胞融合后形成的，因此产生的愈伤组织细胞或杂交瘤细胞均具有增殖能力，D正确。
3．（2024·黑吉辽卷）从小鼠胚胎中分离获取胚胎成纤维细胞进行贴壁培养，在传代后的不同时间点检测细胞数目，结果如图。下列叙述正确的是(　D　)
A.传代培养时，培养皿需密封防止污染
B．选取①的细胞进行传代培养比②更合理
C．直接用离心法收集细胞进行传代培养
D．细胞增长进入平台期可能与细胞密度过大有关
解析：传代培养时，培养皿等实验用具需要灭菌处理防止污染，密封会导致培养环境中氧气减少，不利于细胞培养，A错误；从图示可知，与①相比，②所处时期细胞增长变缓，所以选取②的细胞进行传代培养比①更合理，B错误；悬浮生长的细胞直接用离心法收集进行传代培养，贴壁生长的细胞需要先用胰蛋白酶等处理，然后再用离心法收集细胞，C错误；细胞密度过大、营养物质减少、代谢废物增多，都会导致细胞停止分裂而进入平台期，D正确。
4．（2024·重庆卷）自然条件下，甲、乙两种鱼均通过体外受精繁殖后代，甲属于国家保护的稀有物种，乙的种群数量多且繁殖速度较甲快。我国科学家通过下图所示流程进行相关研究，以期用于濒危鱼类的保护。下列叙述正确的是(　C　)
　PGCs是原始生殖细胞，iPGCs是诱导型原始生殖细胞，均有成为卵原细胞或精原细胞的潜能。
A.诱导后的iPGCs具有胚胎干细胞的特性
B．移植的iPGCs最终产生的配子具有相同的遗传信息
C．该实验中，子一代的遗传物质来源于物种甲
D．通过该实验可以获得甲的克隆
解析：胚胎干细胞具有发育的全能性，iPGCs是诱导型原始生殖细胞，具有成为卵原细胞或精原细胞的潜能，诱导后的iPGCs不具有胚胎干细胞的特性，A错误；移植的iPGCs分化形成卵原细胞或精原细胞后，通过减数分裂形成配子，在减数分裂过程中基因会发生重组，最终产生的配子的遗传信息不一定相同，B错误；由题图可知，将物种甲的囊胚期的iPGCs移植到不能形成PGCs的乙鱼的胚胎中，培育出的乙鱼的生殖腺中的细胞由甲鱼的iPGCs增殖、分化而来，该乙鱼再与物种甲杂交，配子均是由物种甲的生殖腺细胞产生，故子一代的遗传物质来源于物种甲，C正确；克隆属于无性繁殖，该实验过程中涉及有性生殖，D错误。
课时作业53
（总分：50分）
一、选择题（每小题5分，共40分）
1．（2025·甘肃武威联考）在治疗烧伤时，通常采用的方法是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植。但对大面积烧伤的病人，自体健康的皮肤非常有限。为解决该问题，利用动物细胞培养技术可以得到大量的自体健康皮肤。下列关于该技术的叙述，正确的是(　C　)
A．将烧伤病人的组织分散成单个细胞可以用胃蛋白酶处理
B．培养的细胞需要经过脱分化形成愈伤组织
C．培养液中通常含有糖类、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等
D．培养过程中需要提供95%O2和5%CO2的混合气体条件
解析：培养动物细胞时使用胰蛋白酶或胶原蛋白酶将组织分散成单个细胞，A错误；动物细胞培养过程中不存在脱分化，B错误；培养液中通常含有糖类、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等，C正确；动物细胞培养的气体条件是95%空气和5%CO2，D错误。
2．（2025·河南新乡联考）Vero细胞是非洲绿猴肾细胞，易于培养，生物安全性高，对多种病毒的感染敏感，是很多病毒培养的理想基质。培养Vero细胞能广泛地用于人和动物疫苗的生产，下列有关叙述错误的是(　B　)
A．贴壁生长的细胞需用胰蛋白酶处理后再进行离心收集
B．培养正常的Vero细胞时，在培养瓶上可形成多层细胞
C．定期更换培养基能及时去除代谢废物并提供营养物质
D．培养动物细胞的气体环境中CO2的作用是维持培养液的pH
解析：贴壁生长的细胞需用胰蛋白酶处理成为单个细胞后，然后进行离心收集，A正确；培养正常的Vero细胞时，会出现接触抑制现象，不会形成多层细胞，B错误；定期更换培养基能及时去除代谢废物并提供营养物质，C正确；培养动物细胞的气体环境中CO2的作用是维持培养液的pH，D正确。
3．（2025·宁夏石嘴山联考）“三亲婴儿”的培育过程的技术流程如图，下列相关叙述错误的是(　C　)
A．该培育过程涉及动物细胞培养、细胞核移植等技术
B．该技术可避免母亲的线粒体遗传病基因传递给后代
C．卵母细胞捐献者的红绿色盲基因能够传递给“三亲婴儿”
D．“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
解析：由题图可知，“三亲婴儿”的培育过程涉及动物细胞培养、细胞核移植、体外受精以及胚胎移植等技术，A正确；该技术没有用到母亲的细胞质，可避免母亲的线粒体遗传病基因传递给后代，B正确；捐献者携带的红绿色盲基因位于其细胞核内，而捐献者给“三亲婴儿”提供的是卵母细胞的细胞质，故卵母细胞捐献者的红绿色盲基因不能传递给“三亲婴儿”，C错误；“三亲婴儿”同时拥有自己父亲（提供一半核DNA）、母亲（提供一半核DNA）及卵母细胞捐献者（提供细胞质基因）的部分基因，D正确。
4．（2025·广东深圳适应考）我国科学家首次培育出体细胞克隆猴。以后，我国首只全流程国产化培育的克隆猫在山东青岛诞生，这表明我国在动物克隆领域具有了完整的产业链，将进一步提升我国在全球生物医疗领域的地位和影响力。下列有关叙述错误的是(　A　)
A．该克隆猫的培育过程涉及体外受精和动物细胞培养技术
B．核移植过程形成的重构胚，具有发育成完整个体的能力
C．与哺乳动物体细胞核移植相比，胚胎细胞核移植更容易成功
D．构建特定疾病的克隆动物模型有利于相应疾病药物的开发
解析：该克隆猫的培育过程涉及细胞核移植技术、胚胎移植技术、动物细胞体外培养技术等，不涉及体外受精技术，A错误；核移植过程形成的重构胚，具有发育成完整个体的能力，B正确；动物胚胎细胞分化程度低，细胞核全能性更容易表达，与动物体细胞核移植相比，胚胎细胞核移植更容易成功，C正确；克隆特定疾病动物模型，可以为该疾病的致病机制和开发相应的药物提供强有力的证据，为疾病治疗提供帮助，D正确。
5．（2025·湖北武汉模拟）单克隆抗体的制备过程通常涉及免疫动物、细胞融合、选择培养、单克隆抗体的大量制备等步骤。下列关于利用小鼠制备抗人绒毛膜促性腺激素单克隆抗体（用于制作“早早孕诊断试剂”）的叙述，正确的是(　A　)
A．免疫动物阶段，给小鼠注射人绒毛膜促性腺激素，致使小鼠发生体液免疫
B．细胞融合阶段，可以采用的诱导融合方法与诱导原生质体融合的方法完全相同
C．选择培养阶段，淘汰掉未融合的骨髓瘤细胞和B细胞即可得到所需杂交瘤细胞
D．第二次筛选出的杂交瘤细胞只能注射到小鼠腹腔内大规模培养
解析：利用小鼠制备抗人绒毛膜促性腺激素单克隆抗体，该过程中人绒毛膜促性腺激素作为抗原，致使小鼠发生体液免疫，A正确；动物细胞融合的方法和植物原生质体的融合方法不完全相同，动物细胞可用灭活的病毒诱导融合，而植物细胞不能，B错误；选择培养阶段，淘汰掉的细胞还包括两个相同种类细胞融合形成的细胞，C错误；杂交瘤细胞可在体外条件下做大规模培养或注射到小鼠腹腔内增殖，从细胞培养液或小鼠腹水中，就可以提取出大量的单克隆抗体，D错误。
6．（2025·重庆荣昌区模拟）研究人员将干细胞培养技术与基因编辑技术等结合获得重构干细胞，并培养至早期胚胎，检测后移植到受体子宫内发育，加快了育种进程，推动了畜禽种业高速发展。下列说法正确的是(　D　)
A．用胃蛋白酶或胶原蛋白酶处理牛、羊睾丸组织可使其分散成单个细胞
B．培养动物细胞时，需将其置于含有95%CO2和5%O2混合气体的培养箱中
C．来自同一机体的胚胎干细胞、重构干细胞和精原干细胞的遗传信息一定相同
D．将早期胚胎移植到受体的子宫内，受体对该外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应
解析：用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理牛、羊睾丸组织可使其分散成单个细胞，不能用胃蛋白酶，因为在细胞培养条件下（pH为7.2～7.4）胃蛋白酶会变性失活，A错误；进行动物细胞培养时，需将其置于含有95%空气和5%CO2混合气体的培养箱中培养，B错误；来自同一机体的胚胎干细胞和精原干细胞的遗传信息相同，重构干细胞会引入其他生物的遗传物质，因此它的遗传物质与胚胎干细胞和精原干细胞可能不同，C错误；胚胎移植时受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，这为移植胚胎的存活提供了可能，D正确。
7．种间体细胞核移植(iSCNT)将供体动物体细胞与来自不同种的家畜去核卵母细胞融合并激活，以获得较多的重构胚，进而获得动物个体。因野生动物数量少，采集精子或卵细胞开展常规辅助生殖较为困难，而从活体采集体细胞利用iSCNT技术获得动物个体，可在一定程度上维持濒危动物数量。下列叙述正确的是(　D　)
A.iSCNT技术必须通过显微操作技术将供体细胞的细胞核取出，然后注入去核的卵母细胞
B．若从野生动物体内采集到的体细胞数目较少，可先用添加动物血清的固体培养基培养
C．因受体基本上不会对来自供体的胚胎发生免疫排斥反应，代孕母体可以任意选择不同种的家畜
D．同一野生动物经iSCNT技术获得的多个重构胚中，遗传物质可能不完全相同
解析：在进行核移植时，可以通过显微操作技术，将供体细胞注入去核的卵母细胞，A错误；若从野生动物体内采集到的体细胞数目较少，可先用添加动物血清的液体培养基进行培养，以增加体细胞的数目，B错误；同种胚胎移植时受体基本上不会对来自供体的胚胎发生免疫排斥反应，种间体细胞核移植为了保证成功率，应尽量选择亲缘关系较近的代孕母体，C错误；在种间体细胞核移植(iSCNT)过程中，去核的卵母细胞来自不同种、科、目或纲的家畜（驯养动物），获得的重构胚的细胞质遗传物质可能不同，因此同一野生动物经iSCNT技术获得的多个重构胚中，遗传物质可能不完全相同，D正确。
8．（2024·福建福州一模）SLPI蛋白是免疫应答的重要调节因子。通过基因工程技术，利用大肠杆菌表达系统表达的猪源SLPI蛋白，用于制备可稳定分泌抗SLPI单克隆抗体的杂交瘤细胞。利用该单克隆抗体以研究相关病原体的致病机理。据图分析，下列叙述正确的是(　D　)
A．工程菌生产的SLPI蛋白是单细胞蛋白
B．PEG可介导甲细胞和乙细胞特异性融合
C．所有融合细胞均可在HAT培养基中生长
D．SLPI蛋白可参与图中过程①和过程④
解析：单细胞蛋白是微生物菌体，而不是蛋白质，A错误；PEG可介导甲细胞和乙细胞融合，而不是特异性融合，也可能存在相同的细胞融合，B错误；同种细胞融合形成的细胞不能在HAT培养基中生长，C错误；猪源SLPI蛋白用于制备可稳定分泌抗SLPI单克隆抗体的杂交瘤细胞，在过程①中可以作为抗原刺激机体产生B淋巴细胞，在过程④中可以用于抗体检测，D正确。
二、非选择题（共10分）
9．（10分）（2025·重庆沙坪坝区联考）某些种类癌细胞表面有高表达膜蛋白PD－L1，PD－L1能与T细胞表面的PD－1结合，抑制T细胞的活化，使癌细胞实现免疫逃逸。临床上可利用抗PD－1的单克隆抗体进行癌症治疗。制备过程如下：
(1)将等量的纯化PD－1蛋白分别注射到4只小鼠体内，经过二次免疫后测定小鼠抗PD－1抗体的免疫效果。实验中常用半抑制浓度(IC50)评价抗体灵敏度：即取同样浓度的不同来源抗体，分别检测一半抗体被同一种抗原结合时所需抗原的最低浓度。图1为4只小鼠的血清抗体相对浓度和IC50值。
据图1分析，制备抗PD－1单克隆抗体时应选择Ⅳ号小鼠用作细胞融合的供体，依据是其抗体相对浓度较高且IC50值最低。取对应小鼠的脾脏细胞用PEG试剂诱导与骨髓瘤细胞融合，用选择培养基进行筛选得到杂交瘤细胞。
(2)一段时间后，将(1)所得细胞接种到多孔培养板上，进行抗体阳性检测，检测原理如图2。
①在检测时需要将PD－1蛋白固定于载体表面制成固相抗原，并加入多孔板培养槽中的上清液（填“细胞”或“上清液”），待充分反应后洗脱。
②加入酶标抗体，一段时间后需要用洗脱液将未与抗PD－1抗体结合的酶标抗体洗去。
③加入相应酶促反应底物显色后，颜色越深代表抗PD－1抗体含量越高。
(3)选择抗体检测呈阳性且产量较高的杂交瘤细胞，可注射入小鼠腹腔，从腹水中提取、分离抗PD－1抗体。
解析：(1)IC50值低说明抗体与抗原的结合效率高，即灵敏度高，因此制备抗PD－1单克隆抗体时应选择Ⅳ号小鼠用作细胞融合的供体，其依据是其抗体相对浓度较高且IC50值最低。诱导动物细胞融合时应选择PEG（聚乙二醇）试剂。(2)①在检测时需要将PD－1蛋白固定于载体表面制成固相抗原，并加入多孔板培养槽中的上清液（其中含有相应的抗体），待充分反应后洗脱。②加入酶标抗体，一段时间后，需要用洗脱液将未与抗PD－1抗体结合的酶标抗体洗去，在载体上留下的是带有酶标抗体的抗原—抗体复合物。③加入相应酶促反应底物显色后，颜色的深浅可代表抗PD－1抗体的量，颜色越深说明待测样液中抗PD－1抗体含量越高。(3)若将杂交瘤细胞注入小鼠腹腔中，则应从腹水中提取、分离抗PD－1抗体。

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