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第三节　动物细胞工程及其应用
第1课时　动物细胞核移植技术及其应用
[学习目标]　1.阐明动物细胞核移植的概念和原理。2.概述体细胞核移植的过程。3.认同体细胞核移植技术的应用前景，客观分析技术存在的问题。
1．积极思维——克隆羊多莉的培育
(1)培育过程
(2)结论：哺乳动物__________在卵母细胞________的支持下，也和植物细胞一样具有____________。
2．动物细胞核移植技术
(1)动物细胞工程的技术：包括动物细胞核移植技术、______________、动物细胞融合、____________技术。
(2)动物细胞核移植技术
①概念：指把一个动物细胞的______移植到一个已经去除细胞核的成熟__________中，并使重组细胞发育为一个新的胚胎，继而发育为动物__________的技术。
②分类
种类 难易程度 原因
胚胎细胞核移植 分化程度______，全能性容易表现
体细胞核移植 十分困难 分化程度______，全能性难以表现
(3)克隆：不仅是指无性繁殖，还包括遗传上__________的分子、细胞或来自同一祖先的生物个体的__________群体。
(4)体细胞克隆
①概念：用体细胞核移植技术进行的克隆。
②过程：利用__________的方法，将供体的__________注入受体的______________中，重组细胞经过培养后生长发育成胚胎。
3．动物细胞核移植技术的应用
(1)在畜牧业生产中，利用体细胞核移植技术可以加速________________的进程，促进______________。
(2)在保护濒危物种方面，利用体细胞核移植技术______动物数量的工作也已经初见成效。
判断正误
(1)克隆动物的培育成功体现了动物细胞的全能性(　　)
(2)克隆动物的遗传物质全部来自供体细胞(　　)
(3)克隆就是指无性繁殖(　　)
(4)核移植技术中重组细胞具有发育成完整个体的能力(　　)
任务：动物细胞核移植技术的分析
1．通过分析动物细胞核移植获得的体细胞克隆哺乳动物，如克隆羊多莉、长尾猕猴等，尝试回答下列问题：
(1)动物细胞核移植技术为什么要选择成熟的卵母细胞作为受体细胞？
________________________________________________________________________
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(2)在将体细胞的核移植到卵母细胞之前，为什么必须先对卵母细胞进行去核操作？
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(3)克隆动物是对体细胞供体动物100%的复制吗？为什么？
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2．资料：培育克隆羊多莉时，共获得了277个融合的细胞，早期发育成功的胚胎数却只有29个，移植后成功怀孕的母羊仅有1只；培育体细胞克隆猴时，用了127个卵母细胞，获得109个核移植胚胎，移植给21只代孕母猴，只有6只成功怀孕，最后只诞生了2只健康的小猴。多莉在2003年2月15日，因肺部感染而死亡，寿命只有7岁，而普通羊的平均寿命是12岁。
通过以上内容你能总结出核移植技术存在的哪些不足？
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1．如图是克隆猴的培育过程。下列有关叙述错误的是(　　)
A．a 细胞是卵母细胞
B．克隆猴的性状主要与乙相同
C．重组细胞具有全能性
D．过程①常用显微操作技术
2．我国科学家从生活在哈尔滨极地公园的一头16岁母狼身上提取了皮肤细胞的细胞核，将之注射到去核卵母细胞的卵周隙。体细胞核与去核的卵母细胞重新构建成新的胚胎，随后胚胎被移植到代孕比格犬的子宫中，培育出全球首例“克隆北极狼”。下列有关说法正确的是(　　)
A．该实验表明已分化的动物体细胞具有全能性
B．克隆成功的原因是体细胞核中具有该物种的全套基因
C．北极狼的受精卵是未分化细胞，所以不具有全能性
D．与植物细胞相比，动物细胞的全能性更容易体现
答案精析
梳理教材新知
1．(1)细胞核　重组细胞　(2)体细胞核　细胞质　全能性　
2．(1)动物细胞培养　干细胞应用　(2)①细胞核　卵母细胞　新个体　②相对容易　低　高　(3)完全相同　无性繁殖
(4)②显微操作　体细胞核　去核卵母细胞　
3．(1)家畜遗传改良　优良畜群的繁育　(2)增加　
判断正误
(1)×　(2)×　(3)×　(4)√
提示　(1)克隆动物的培育成功体现了动物细胞的细胞核具有全能性。(2)克隆动物的遗传物质绝大部分来自供体细胞，线粒体中的遗传物质来自受体的去核卵母细胞。(3)克隆不仅是指无性繁殖，还包括遗传上完全相同的分子、细胞或来自同一祖先的生物个体的无性繁殖群体。
探究核心知识
1．(1)卵母细胞的细胞核大，易于操作；细胞质营养物质丰富，含有促进细胞核全能性表达的物质。
(2)为了使核移植的胚胎或动物的核遗传物质全部来自有重要利用价值的动物提供的体细胞。
(3)不是；克隆动物细胞核中的遗传物质来自供体细胞，但细胞质中的遗传物质同时来自供体细胞和受体卵母细胞。此外，生物性状还受环境因素的影响。
2．(1)成功率低；(2)克隆动物存在健康问题。
落实思维方法
1．B　[由题图可知，a是卵母细胞，含有丰富的营养物质，A正确；甲猴提供了细胞核，克隆猴的遗传物质绝大部分来自甲，性状与甲基本相同，B错误；重组细胞因为可以发育成克隆猴，因此具有全能性，C正确；过程①是把细胞核移入去核卵母细胞中，常用显微操作技术，D正确。]
2．B　[题述体细胞克隆利用的是核移植技术，克隆成功的原因是体细胞核中具有该物种的全套基因，核移植成功说明动物细胞的细胞核具有全能性，A错误，B正确；受精卵具有较高的全能性，C错误；与动物细胞相比，植物细胞的全能性更容易体现，D错误。](共51张PPT)
第1课时
第二章 细胞工程
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动物细胞核移植技术及其应用
学习目标
1.阐明动物细胞核移植的概念和原理。
2.概述体细胞核移植的过程。
3.认同体细胞核移植技术的应用前景，客观分析技术存在的问题。
梳理　教材新知
1.积极思维——克隆羊多莉的培育
(1)培育过程
细胞核
重组
细胞
(2)结论：哺乳动物 在卵母细胞 的支持下，也和植物细胞一样具有 。
2.动物细胞核移植技术
(1)动物细胞工程的技术：包括动物细胞核移植技术、 、动物细胞融合、 技术。
(2)动物细胞核移植技术
①概念：指把一个动物细胞的 移植到一个已经去除细胞核的成熟_________ 中，并使重组细胞发育为一个新的胚胎，继而发育为动物___
_____的技术。
体细胞核
细胞质
全能性
动物细胞培养
干细胞应用
细胞核
卵母细胞
新
个体
②分类
种类 难易程度 原因
胚胎细胞核移植 _________ 分化程度 ，全能性容易表现
体细胞核移植 十分困难 分化程度 ，全能性难以表现
相对容易
低
高
(3)克隆：不仅是指无性繁殖，还包括遗传上 的分子、细胞或来自同一祖先的生物个体的 群体。
完全相同
无性繁殖
(4)体细胞克隆
①概念：用体细胞核移植技术进行的克隆。
②过程：利用 的方法，将供体的 注入受体的_______
_______中，重组细胞经过培养后生长发育成胚胎。
3.动物细胞核移植技术的应用
(1)在畜牧业生产中，利用体细胞核移植技术可以加速 的进程，促进 。
(2)在保护濒危物种方面，利用体细胞核移植技术 动物数量的工作也已经初见成效。
显微操作
体细胞核
去核卵
母细胞
家畜遗传改良
优良畜群的繁育
增加
(1)克隆动物的培育成功体现了动物细胞的全能性(　　)
提示　克隆动物的培育成功体现了动物细胞的细胞核具有全能性。
×
(2)克隆动物的遗传物质全部来自供体细胞(　　)
×
提示　克隆动物的遗传物质绝大部分来自供体细胞，线粒体中的遗传物质来自受体的去核卵母细胞。
(3)克隆就是指无性繁殖(　　)
提示　克隆不仅是指无性繁殖，还包括遗传上完全相同的分子、细胞或来自同一祖先的生物个体的无性繁殖群体。
×
(4)核移植技术中重组细胞具有发育成完整个体的能力(　　)
√
任务：动物细胞核移植技术的分析
1.通过分析动物细胞核移植获得的体细胞克隆哺乳动物，如克隆羊多莉、长尾猕猴等，尝试回答下列问题：
(1)动物细胞核移植技术为什么要选择成熟的卵母细胞作为受体细胞？
探究　核心知识
提示　卵母细胞的细胞核大，易于操作；细胞质营养物质丰富，含有促进细胞核全能性表达的物质。
(2)在将体细胞的核移植到卵母细胞之前，为什么必须先对卵母细胞进行去核操作？
提示　为了使核移植的胚胎或动物的核遗传物质全部来自有重要利用价值的动物提供的体细胞。
(3)克隆动物是对体细胞供体动物100%的复制吗？为什么？
提示　不是；克隆动物细胞核中的遗传物质来自供体细胞，但细胞质中的遗传物质同时来自供体细胞和受体卵母细胞。此外，生物性状还受环境因素的影响。
2.资料：培育克隆羊多莉时，共获得了277个融合的细胞，早期发育成功的胚胎数却只有29个，移植后成功怀孕的母羊仅有1只；培育体细胞克隆猴时，用了127个卵母细胞，获得109个核移植胚胎，移植给21只代孕母猴，只有6只成功怀孕，最后只诞生了2只健康的小猴。多莉在2003年2月15日，因肺部感染而死亡，寿命只有7岁，而普通羊的平均寿命是12岁。
通过以上内容你能总结出核移植技术存在的哪些不足？
提示　(1)成功率低；
(2)克隆动物存在健康问题。
1.如图是克隆猴的培育过程。下列有关叙述错误的是
A.a 细胞是卵母细胞
B.克隆猴的性状主要与乙相同
C.重组细胞具有全能性
D.过程①常用显微操作技术
√
落实　思维方法
由题图可知，a是卵母细胞，含有丰富的营养物质，A正确；
甲猴提供了细胞核，克隆猴的遗传物质绝大部分来自甲，性状与甲基本相同，B错误；
重组细胞因为可以发育成克隆猴，因此具有全能性，C正确；
过程①是把细胞核移入去核卵母细胞中，常用显微操作技术，D正确。
2.我国科学家从生活在哈尔滨极地公园的一头16岁母狼身上提取了皮肤细胞的细胞核，将之注射到去核卵母细胞的卵周隙。体细胞核与去核的卵母细胞重新构建成新的胚胎，随后胚胎被移植到代孕比格犬的子宫中，培育出全球首例“克隆北极狼”。下列有关说法正确的是
A.该实验表明已分化的动物体细胞具有全能性
B.克隆成功的原因是体细胞核中具有该物种的全套基因
C.北极狼的受精卵是未分化细胞，所以不具有全能性
D.与植物细胞相比，动物细胞的全能性更容易体现
√
题述体细胞克隆利用的是核移植技术，克隆成功的原因是体细胞核中具有该物种的全套基因，核移植成功说明动物细胞的细胞核具有全能性，A错误，B正确；
受精卵具有较高的全能性，C错误；
与动物细胞相比，植物细胞的全能性更容易体现，D错误。
网络构建
课时对点练
题组一　动物细胞核移植技术
1.将甲绵羊体细胞的细胞核植入乙绵羊的去核卵母细胞中，体外培养至早期胚胎，再植入丙绵羊的子宫内继续发育， 出生的小绵羊即为“克隆绵羊”。 此克隆绵羊
A.基因型与甲相同，性别一定与甲不同
B.基因型与乙相同，性别一定与乙相同
C.基因型与丙相同，性别一定与丙不同
D.基因型与甲相同，性别一定与甲相同
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克隆羊的诞生过程：甲绵羊体细胞的细胞核＋乙绵羊的去核卵母细胞→重组细胞→早期胚胎→胚胎移植→丙绵羊(代孕母体)的子宫→克隆羊。克隆羊的遗传物质几乎都来自供核个体(甲绵羊)，所以其基因型、性别应都与甲绵羊相同，这也体现了动物体细胞的细胞核具有全能性，D符合题意。
2.在核移植时，通常将整个体细胞而不是细胞核注入去核卵母细胞中，下列说法错误的是
A.体细胞太小，提取细胞核较困难
B.细胞质中遗传物质少，对遗传的影响很小
C.直接将体细胞注入去核卵母细胞简化了操作程序
D.体细胞的核离开了原来的细胞质将不能存活
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体细胞太小，提取细胞核较困难，因此可将整个体细胞注入去核卵母细胞中，A正确；
DNA主要分布在细胞核中，细胞质中的遗传物质少，因而对遗传的影响很小，B正确；
将整个体细胞注入去核卵母细胞中，简化了提取细胞核的操作程序，C正确；
体细胞的核离开了原来的细胞质，注入去核的卵母细胞中依然能存活，D错误。
3.下列对动物细胞核移植技术的叙述，错误的是
A.胚胎细胞核移植的难度明显高于体细胞核移植
B.体细胞核移植的过程中可通过显微操作的方法去除卵母细胞中的核
C.用于体细胞核移植的卵母细胞通常要在体外培养到减数第二次分裂
中期
D.通过体细胞核移植方法生产的克隆动物与核供体性状并不完全相同
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动物细胞核移植包括胚胎细胞核移植和体细胞核移植，由于胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性相对容易，因此动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植，A错误。
4.绵羊的乳腺细胞是高度分化的细胞，但用乳腺细胞的细胞核与卵母细胞的细胞质融合成一个细胞后，这个细胞核仍然保持着全能性，这是因为
A.细胞核内含有物种发育所需要的全套遗传物质
B.卵母细胞的细胞质内含有物种发育所需要的全套遗传物质
C.卵母细胞的细胞质为细胞核提供营养物质
D.细胞核与细胞质是相互依存的关系
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由于细胞分化，动物细胞的全能性受到限制，但是动物细胞的细胞核内含有物种发育所需要的全套遗传物质，因此细胞核仍然具有全能性，仍然可以发育成完整的个体，A符合题意。
5.(2024·徐州高二检测)克隆猴“中中”和“华华”的制备流程大致如下：取母猴A的卵细胞，去核作为受体→诱导猴B的胚胎成纤维细胞与受体细胞进行细胞融合→胚激活并注射去甲基化酶的mRNA→胚胎体外培养并胚胎移植。下列关于克隆猴诞生过程的叙述，错误的是
A.去核过程需用到精密的显微操作仪器
B.核移植时需用到高效率的细胞融合法
C.推测正常受精卵中会发生去甲基化过程
D.“中中”和“华华”的质基因完全由母猴A提供
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去核时通过显微操作去核，需要借助精密的显微操作仪器来完成，A正确；
核移植时先将成纤维细胞注入去核的卵细胞，再通过电融合法等使两细胞融合，需用到高效率的细胞融合法，B正确；
由题意可知，胚激活时注射去甲基化酶的mRNA，推测正常受精卵中会发生去甲基化过程，C正确；
“中中”和“华华”是由猴B的胚胎成纤维细胞与受体细胞(猴A的卵细胞，去核)进行细胞融合后培养得到的胚胎发育而形成的，因此“中中”和“华华”的质基因由母猴A和猴B共同提供，D错误。
6.科学家培育克隆羊时，使用了三种供体细胞的细胞核，分别将这些细胞核移入去核卵母细胞的细胞质中，形成重组细胞，发育成新的胚胎，这些胚胎的发育情况如表。
据此分析错误的是
A.早期胚胎细胞作为细胞核的
供体细胞妊娠成功率最高
B.克隆羊的遗传信息与供核细
胞完全相同
C.乳腺上皮细胞核移植难度高于早期胚胎细胞核移植
D.新的胚胎性别与去核卵母细胞的细胞质无关
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细胞核的供体细胞类型 妊娠数/受体母羊数
乳腺上皮细胞 1/13
胚胎成纤维细胞 4/10
早期胚胎细胞 14/27
分析表格数据可知，早
期胚胎细胞作为细胞核
的供体细胞妊娠成功率
最高，A正确；
克隆羊的遗传信息不仅来自供体细胞的细胞核，也来自去核卵母细胞，B错误；
性别由细胞核中的性染色体组成决定，与去核卵母细胞的细胞质无关，D正确。
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细胞核的供体细胞类型 妊娠数/受体母羊数
乳腺上皮细胞 1/13
胚胎成纤维细胞 4/10
早期胚胎细胞 14/27
题组二　动物细胞核移植技术的应用
7.动物体细胞核移植技术的应用前景不包括
A.生产实验动物和转基因动物
B.促进畜牧业的发展
C.完全复活已灭绝很久的动物
D.作为疾病模型，研究疾病的发展和治疗疾病
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动物体细胞核移植技术不能完全复活已灭绝很久的动物，C符合题意。
8.体细胞克隆技术的发明，在生物科学发展史上具有重要意义。但是，它也同其他事物一样，既有积极的一面，也有消极的一面。下面哪项不符合克隆技术积极的一面
A.有利于生物界基因库的保护
B.有利于一些濒临绝迹的动物的保护
C.丰富生物的多样性，促使生物进化
D.有利于生态系统的稳定
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9.动物体细胞核移植技术在畜牧业、医药卫生等领域有广泛的应用前景。下列有关叙述不正确的是
A.利用体细胞核移植技术可以加速家畜遗传改良进程
B.转基因克隆动物的细胞、组织或器官可以作为器官移植治疗的供体
C.在保护濒危物种方面，利用体细胞核移植技术可增加动物数量
D.动物体细胞核移植技术体现了动物体细胞的全能性
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动物体细胞核移植技术体现了动物体细胞的细胞核具有全能性，D错误。
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10.(2024·南京高二月考)大熊猫是我国国宝，由于繁殖力低，幼仔成活率也低，数量非常少。有的科学家尝试采用体细胞核移植技术来克隆大熊猫，也有人不赞成进行克隆大熊猫的研究。下列有关说法不正确的是
A.通过体细胞核移植技术繁育大熊猫，可能导致大熊猫种群野外生存能力提高
B.即使选择优良个体的体细胞，但通过体细胞核移植技术繁育的大熊猫仍可能
存在健康问题
C.目前，利用动物细胞核移植技术进行动物克隆已经进入广泛应用的阶段
D.无论是否通过体细胞核移植技术繁育大熊猫，都应该保护好现有大熊猫及其
生存环境
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通过体细胞核移植技术繁育的大熊猫，在人工环境下生长，难以适应野外环境，可能会导致其野外生存能力下降，A错误。
11.(多选)在体细胞克隆猴培育过程中，为调节相关基因的表达，提高胚胎的发育率和妊娠率，研究人员将组蛋白去甲基化酶Kdm4d的mRNA注入了重构胚，同时用组蛋白去乙酰化酶抑制剂(TSA)处理，具体培育流程如图所示。下列说法正确的是
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A.克隆猴的关键技术是动物细胞培养技术
B.选择胎猴的体细胞进行核移植是因为动
物胚胎的细胞分化程度低，容易表现全
能性
C.使用Kdm4d的mRNA和TSA处理重构胚
都不利于重构胚的分裂和发育
D.克隆动物可能表现出遗传和生理缺陷，可用于研究某些疾病的致病机
制和研发相应药物
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克隆猴的关键技术是动物细胞核移植技
术，A错误；
将组蛋白去甲基化酶(Kdm4d)的mRNA
注入重构胚，同时用组蛋白去乙酰化酶
抑制剂(TSA)处理重构胚，这样可降低
组蛋白的甲基化水平，提高组蛋白的乙
酰化水平，从而通过改变组蛋白的表观
遗传修饰来调控基因表达，激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育进程，提高了胚胎的发育率和妊娠率，C错误；
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由于核移植技术尚不成熟，克隆动物可能表现出遗传和生理缺陷，可用于研究某些疾病的致病机制和研发相应药物，D正确。
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12.(多选)动物细胞核移植技术可以用来探讨遗传、发育和细胞分化等方面的一些问题。下列相关叙述正确的是
A.将该技术用于优良动物的克隆，可使具有某种性状的个体数量增加
B.克隆过程中发生了细胞的增殖和分化，未发生细胞的衰老
C.克隆一批遗传背景相同的动物，可通过它们之间的对比来分析致病基因
D.研究克隆动物可使人类更深入地了解胚胎发育及衰老过程
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克隆动物可使具有某种性状的个体数量快速增加，A正确；
克隆过程中发生了细胞的增殖和分化，也发生了细胞的衰老，B错误；
克隆一批遗传背景相同的动物，可以保证单一变量，通过它们之间的对比来分析致病基因，C正确。
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13.我国研究人员在世界上率先利用去甲基化酶的mRNA，经体细胞核移植技术培育出第一批非人灵长类动物——食蟹猴(流程如图所示， ①～⑥表示过程)，该动物可作为研究癌症等人类疾
病的动物模型。请据图分析回答下列问题：
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(1)实现食蟹猴的体细胞核移植技术难度明显高于胚胎细胞核移植，原因是_____________
______，恢复其全能性较难。
体细胞分化程
度高
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由于体细胞分化程度较高，全能性难以恢复，因此实现食蟹猴的体细胞核移植技术难度明显高于胚胎细胞核移植。
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(2)过程③中利用__________的方法，将成纤维细胞注入______________中。
显微操作
去核卵母细胞
过程③表示核移植，一般用显微操作的方法将成纤维细胞注入去核的处于减数第二次分裂中期的卵母细胞中。
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(3)向融合细胞注射去甲基化酶的mRNA，可提高胚胎的形成率，其作用主要是通过调节基因表达的______过程实现的。
翻译
mRNA是翻译形成蛋白质的模板，因此向融合细胞注射去甲基化酶的mRNA，可以通过翻译形成相关的蛋白质，进而提高胚胎的形成率。
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(4)若获得的体细胞核移植的食蟹猴与供体食蟹猴性状不完全相同，从遗传物质的角度分析，其原因是_______________
_____________________________________________。
卵母细胞的细胞
质中的遗传物质会对克隆动物的性状产生影响
14.(2024·盐城高二质检)“三亲婴儿”的培育成功使身患线粒体遗传疾病的女性获得更多生育选择和机会。“三亲婴儿”的培育过程可选用如图技术路线。回答下列问题：
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(1)人体中，线粒体存在于除_______________外的人体细胞中；可采用__________法从细胞中分离出线粒体。
成熟的红细胞
差速离心
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人成熟的红细胞无细胞核和细胞器；用差速离心法可分离细胞的各种细胞器。
(2)图中细胞M是__________。
(3)广义上的线粒体病的发病机制非常复杂，可呈现常染色体显性遗传、隐性遗传或伴性遗传，也可呈现母系遗传等特点。由此分析，引起线粒体病的基因突变可发生于_________________的DNA。
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卵母细胞
细胞核、线粒体
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分析题意可知，常染色体显性遗传、隐性遗传或伴性遗传是细胞核中染色体上基因突变引起的，母系遗传特点是线粒体中的基因决定的，由此分析，引起线粒体病的基因突变可发生于细胞核、线粒体的DNA。
(4)临床上，当一位患者的基因变异不能被确定时，完整的生化检查(代谢产物分析、酶测定、肌肉活检)可以辅助诊断。其中，乳酸和丙酮酸水平在一定程度上反映了线粒体功能。进行最小运动量测试，患者运动后休息10分钟血乳酸和丙酮酸仍不能恢复正常，且乳酸/丙酮酸的值会______
(填“高于”或“低于”)健康人的。
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高于
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乳酸是无氧呼吸(不依赖线粒体)的产物，患者运动后休息10分钟血乳酸和丙酮酸仍不能恢复正常，且乳酸/丙酮酸的值会高于健康人的。第2课时　动物细胞培养技术及其应用
[学习目标]　1.阐明动物细胞培养的条件和过程。2.简述动物细胞培养的应用。
1．动物细胞培养技术
(1)概念：指从动物体内获得相关组织，分散成______细胞后，模拟______环境，在温度适宜、营养充足、______等条件下培养，使其继续生长、增殖的技术。
(2)过程
(3)培养条件
①温度和pH：培养温度和pH应与该种动物的体温、内环境pH相近。例如，培养哺乳动物细胞的最适温度一般为______，最适pH范围为____________。
②合适的气体
a．气体组合：氧和二氧化碳。
b．大多数细胞在________时不能很好存活，氧浓度过高也会对细胞产生________，抑制其生长。
c．二氧化碳含量则会影响培养液的______。
③营养
a．主要成分：葡萄糖、氨基酸、无机盐、微量元素、维生素和____________。
b．在______培养基中通常需加入一定量的动物__________，以满足动物细胞培养的营养需要。
④无菌、无毒的环境
a．需要对培养基和培养器具进行________处理。
b．必要时可添加适量的____________。
c．定期更换____________。
2．动物细胞培养技术的应用
(1)原代培养
①概念：指从供体获取细胞或组织后进行的______培养。
②特征：动物组织或细胞的生物学特性未发生很大变化，与体内细胞的______________相近。
③应用：适合用于__________和__________等实验研究。
(2)传代培养
①原因：当细胞数量增加到一定程度后，由于__________的限制、__________的消耗及有害代谢产物的积累等，细胞的__________便会逐渐减缓。
②概念：将原代培养的细胞继续转接到________________上继续培养，这一过程称为传代培养。
③传代特点：一般情况下，传代培养10～50次后，细胞增殖速度便会　　　　　，甚至完全停止，有些细胞可能还会发生______。
(3)动物细胞培养技术的应用
①为细胞或细胞器加工改造提供了大量的动物细胞____________。
②广泛应用于__________、抗体、病毒疫苗等生物医药产品的工业化生产。
③应用于基因治疗、细胞治疗、组织工程、药物筛选和__________等相关领域的基础研究和临床实践等。
判断正误
(1)动物细胞培养体现了动物细胞的全能性(　　)
(2)培养的细胞在培养皿底部可形成多层细胞(　　)
(3)动物细胞培养时，O2是细胞代谢所必需的，CO2的主要作用是维持培养液的pH(　　)
(4)动物细胞培养时，要对培养液和所有培养用具进行消毒，同时需要在无菌环境下进行操作(　　)
任务：动物细胞培养过程的分析
根据资料，回答下列问题：
资料　人造肉作为2018年全球十大突破和新兴科技之一，因其来源可追溯、食品安全性和绿色可持续等优势得到广泛的关注。欧美等国家已经投入大量资源开展细胞培养人造肉研究。相关过程如图所示。
(1)从牛身体上取什么样的组织细胞更易培养？为什么？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(2)动物细胞培养时，除了添加葡萄糖、氨基酸等必要的营养成分外，往往还需加入一定量的动物血清，原因是什么？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(3)进行动物细胞培养时用胰蛋白酶分散细胞，说明细胞间的物质主要是什么？可以用胃蛋白酶吗？为什么？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(4)动物细胞培养时为什么要分散成单个细胞？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
1．植物组织培养与动物细胞培养的比较
比较项目 植物组织培养 动物细胞培养
原理 植物细胞的全能性 细胞增殖
培养基 固体培养基 液体培养基
过程 外植体 　　　↓脱分化 愈伤组织 　　　↓再分化 芽、根或胚状体 　　　　↓生长发育 植物体 动物的组织 　　　　　↓胰蛋白酶等 细胞悬液 ↓ 原代培养 ↓ 细胞悬液 ↓ 传代培养
结果 新的植株 新的细胞
相同点 ①两种技术手段培养过程中都进行有丝分裂，都不涉及减数分裂 ②均需要无菌操作、无菌培养，需要适宜的温度、pH等条件
2.动物细胞培养过程中往往存在细胞贴壁及接触抑制现象
(1)细胞贴壁：悬液中分散的细胞往往贴附在培养瓶的瓶壁上。
(2)接触抑制：当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞停止分裂增殖的现象。
1．如图为肾脏上皮细胞培养过程示意图，下列有关叙述正确的是(　　)
A．乙、丙、丁过程所需的培养液成分不同
B．该培养过程适宜的pH为7.1～7.3，适宜温度为28 ℃
C．丙过程培养的细胞是单层贴壁的肾脏上皮细胞
D．丁过程为传代培养，没有接触抑制现象
2．下列关于动物细胞培养与植物组织培养的叙述，正确的是(　　)
A．都需要在无菌条件下进行
B．都需要用相应的酶分散成单个细胞
C．培养的原理都是细胞的全能性
D．都使用液体培养基，动物细胞培养时还需要添加动物血清
答案精析
梳理教材新知
1．(1)单个　体内　无菌　(3)①37 ℃　7.1～7.3　②b.低氧　毒性　c．pH　③a.促生长因子　b．合成　血清　④a.无菌　b．抗生素　c．培养液　
2．(1)①初次　②生长特性　③药物测试　基因表达　(2)①培养空间　营养物质　生长和增殖　②新的培养基　③逐渐减缓　癌变　(3)①原材料　②重组蛋白　③毒性检测　
判断正误
(1)×　(2)×　(3)√　(4)×
提示　(1)动物细胞培养是使细胞生长和增殖，没有体现出全能性。(2)培养的细胞在培养皿底部可形成单层细胞。(4)动物细胞培养时，要对培养液和所有培养用具进行灭菌，同时需要在无菌环境下进行操作。
探究核心知识
(1)应选取分化程度低的细胞；因为这些细胞的分裂能力强，易于培养。
(2)因为动物血清中含有许多维持动物细胞生长增殖和保持动物细胞生物学性状不可缺少的营养物质。
(3)主要是蛋白质；不可以用胃蛋白酶；因为多数动物细胞生存的适宜pH为7.1～7.3，胃蛋白酶(最适pH为1.8左右)在此环境中没有活性，而胰蛋白酶在此环境中活性较高，因此胰蛋白酶适用于细胞培养时的处理。
(4)一是使细胞能够增殖，二是为了保证细胞所需要的营养供应及细胞内有害代谢产物的及时排出。
落实思维方法
1．C　[原代培养和传代培养所需的营养成分相同，其中通常含有糖类、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等，A错误；该培养过程适宜的pH为7.1～7.3，适宜温度一般为37 ℃，B错误；丙为转入培养液中进行原代培养的过程，该过程中细胞会出现单层贴壁生长以及接触抑制的现象，C正确；丁过程为传代培养，存在接触抑制现象，D错误。]
2．A　[植物组织培养与动物细胞培养都需要在无菌条件下进行，防止杂菌污染，A正确；植物组织培养从外植体开始，即离体的器官、组织、细胞或原生质体等，动物细胞培养从单个细胞开始，B错误；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，C错误；植物组织培养使用固体培养基，D错误。](共55张PPT)
第2课时
第二章 细胞工程
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动物细胞培养技术及其应用
学习目标
1.阐明动物细胞培养的条件和过程。
2.简述动物细胞培养的应用。
梳理　教材新知
1.动物细胞培养技术
(1)概念：指从动物体内获得相关组织，分散成 细胞后，模拟_____
环境，在温度适宜、营养充足、 等条件下培养，使其继续生长、增殖的技术。
(2)过程
单个
体内
无菌
(3)培养条件
①温度和pH：培养温度和pH应与该种动物的体温、内环境pH相近。例如，培养哺乳动物细胞的最适温度一般为 ，最适pH范围为 。
②合适的气体
a.气体组合：氧和二氧化碳。
b.大多数细胞在 时不能很好存活，氧浓度过高也会对细胞产生_____，抑制其生长。
c.二氧化碳含量则会影响培养液的 。
37 ℃
7.1～7.3
低氧
毒性
pH
③营养
a.主要成分：葡萄糖、氨基酸、无机盐、微量元素、维生素和________
_____。
b.在 培养基中通常需加入一定量的动物 ，以满足动物细胞培养的营养需要。
④无菌、无毒的环境
a.需要对培养基和培养器具进行 处理。
b.必要时可添加适量的 。
c.定期更换 。
促生长
因子
合成
血清
无菌
抗生素
培养液
2.动物细胞培养技术的应用
(1)原代培养
①概念：指从供体获取细胞或组织后进行的 培养。
②特征：动物组织或细胞的生物学特性未发生很大变化，与体内细胞的_________相近。
③应用：适合用于 和 等实验研究。
初次
生长特性
药物测试
基因表达
(2)传代培养
①原因：当细胞数量增加到一定程度后，由于 的限制、______
_____的消耗及有害代谢产物的积累等，细胞的 便会逐渐减缓。
②概念：将原代培养的细胞继续转接到 上继续培养，这一过程称为传代培养。
③传代特点：一般情况下，传代培养10～50次后，细胞增殖速度便会
，甚至完全停止，有些细胞可能还会发生 。
培养空间
营养
物质
生长和增殖
新的培养基
逐渐减缓
癌变
(3)动物细胞培养技术的应用
①为细胞或细胞器加工改造提供了大量的动物细胞 。
②广泛应用于 、抗体、病毒疫苗等生物医药产品的工业化生产。
③应用于基因治疗、细胞治疗、组织工程、药物筛选和 等相关领域的基础研究和临床实践等。
原材料
重组蛋白
毒性检测
(1)动物细胞培养体现了动物细胞的全能性(　　)
提示　动物细胞培养是使细胞生长和增殖，没有体现出全能性。
×
(2)培养的细胞在培养皿底部可形成多层细胞(　　)
×
提示　培养的细胞在培养皿底部可形成单层细胞。
(3)动物细胞培养时，O2是细胞代谢所必需的，CO2的主要作用是维持培养液的pH(　　)
√
(4)动物细胞培养时，要对培养液和所有培养用具进行消毒，同时需要在无菌环境下进行操作(　　)
提示　动物细胞培养时，要对培养液和所有培养用具进行灭菌，同时需要在无菌环境下进行操作。
×
任务：动物细胞培养过程的分析
根据资料，回答下列问题：
资料　人造肉作为2018年全球十大
突破和新兴科技之一，因其来源可
追溯、食品安全性和绿色可持续等
优势得到广泛的关注。欧美等国家
已经投入大量资源开展细胞培养人
造肉研究。相关过程如图所示。
探究　核心知识
(1)从牛身体上取什么样的组织细胞更易培养？为什么？
提示　应选取分化程度低的细胞；因为这些细胞的分裂能力强，易于培养。
(2)动物细胞培养时，除了添加葡萄
糖、氨基酸等必要的营养成分外，
往往还需加入一定量的动物血清，原因是什么？
提示　因为动物血清中含有许多维持动物细胞生长增殖和保持动物细胞生物学性状不可缺少的营养物质。
(3)进行动物细胞培养时用胰蛋白酶分散细胞，说明细胞间的物质主要是什么？可以用胃蛋白酶吗？为什么？
提示　主要是蛋白质；不可以用胃蛋白酶；因为多数动物细胞生存的适宜pH为7.1～7.3，胃蛋白酶(最适pH为1.8左右)在此环境中没有活性，而胰蛋白酶在此环境中活性较高，因此胰蛋白酶适用于细胞培养时的处理。
(4)动物细胞培养时为什么要分散成单个细胞？
提示　一是使细胞能够增殖，二是为了保证细胞所需要的营养供应及细胞内有害代谢产物的及时排出。
核心归纳
1.植物组织培养与动物细胞培养的比较
比较项目 植物组织培养 动物细胞培养
原理 植物细胞的全能性 细胞增殖
培养基 固体培养基 液体培养基
核心归纳
比较项目 植物组织培养 动物细胞培养
过程 外植体 　　　↓脱分化 愈伤组织 　　　↓再分化 芽、根或胚状体 　　　　↓生长发育 植物体 动物的组织
　　　　　↓胰蛋白酶等
细胞悬液
↓
原代培养
↓
细胞悬液
↓
传代培养
核心归纳
比较项目 植物组织培养 动物细胞培养
结果 新的植株 新的细胞
相同点 ①两种技术手段培养过程中都进行有丝分裂，都不涉及减数分裂 ②均需要无菌操作、无菌培养，需要适宜的温度、pH等条件
核心归纳
2.动物细胞培养过程中往往存在细胞贴壁及接触抑制现象
(1)细胞贴壁：悬液中分散的细胞往往贴附在培养瓶的瓶壁上。
(2)接触抑制：当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞停止分裂增殖的现象。
1.如图为肾脏上皮细胞培养过程示意图，下列有关叙述正确的是
落实　思维方法
A.乙、丙、丁过程所需的培养液成分不同
B.该培养过程适宜的pH为7.1～7.3，适宜温度为28 ℃
C.丙过程培养的细胞是单层贴壁的肾脏上皮细胞
D.丁过程为传代培养，没有接触抑制现象
√
原代培养和传代培养所需的营养成分相同，其中通常含有糖类、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等，A错误；
该培养过程适宜的pH为7.1～7.3，适宜温度一般为37 ℃，B错误；
丙为转入培养液中进行原代培养的过程，该过程中细胞会出现单层贴壁生长以及接触抑制的现象，C正确；
丁过程为传代培养，存在接触抑制现象，D错误。
2.下列关于动物细胞培养与植物组织培养的叙述，正确的是
A.都需要在无菌条件下进行
B.都需要用相应的酶分散成单个细胞
C.培养的原理都是细胞的全能性
D.都使用液体培养基，动物细胞培养时还需要添加动物血清
√
植物组织培养与动物细胞培养都需要在无菌条件下进行，防止杂菌污染，A正确；
植物组织培养从外植体开始，即离体的器官、组织、细胞或原生质体等，动物细胞培养从单个细胞开始，B错误；
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，C错误；
植物组织培养使用固体培养基，D错误。
网络构建
课时对点练
题组一　动物细胞培养技术
1.(2024·镇江高二期中)下列关于动物体细胞培养的叙述，正确的是
A.动物体细胞培养过程中细胞的遗传物质均发生改变
B.加入胰蛋白酶的目的是去掉细胞质膜，暴露出原生质体便于细胞融合
C.动物细胞培养是在适宜环境下让细胞生长和增殖的过程，是动物细胞
工程的基础
D.培养基中加入氧气是为了满足细胞代谢的需要，加入二氧化碳是为了
创造无菌、无毒的环境
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随着细胞传代次数的增多，绝大部分细胞分裂停止，进而出现衰老甚至死亡的细胞，但极少数细胞可以连续增殖，其中有的遗传物质会发生改变，A错误；
加入胰蛋白酶的目的是将组织分散成单个细胞，B错误；
二氧化碳的作用是维持培养液的pH，而不是创造一个无菌、无毒的环境，D错误。
2.下列关于动物细胞培养的叙述，错误的是
A.用于培养的细胞大多取自胚胎或幼龄动物的器官或组织
B.动物细胞培养不经过脱分化
C.动物细胞培养液与植物组织培养基的组成成分相同
D.在培养动物的合成培养基中通常需加入一定量的动物血清
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用于培养的细胞大多取自胚胎或幼龄动物的器官或组织，因为这些细胞生命力旺盛，分裂能力强，A正确；
植物组织培养需脱分化形成愈伤组织，动物细胞培养没有脱分化过程，B正确；
植物组织培养基中含有有机营养、无机营养以及植物激素；动物细胞培养液中要加入各种有机营养和无机营养成分，此外还需加入动物血清等天然成分，C错误，D正确。
3.研究人员对小鼠脾细胞进行悬浮培养过程中，发现培养液变黄，推测其原因可能是培养液pH降低、微生物污染、未及时更换培养液等。下列相关分析不正确的是
A.pH降低的原因可能是未添加缓冲液或CO2培养箱的气体含量比例异常
B.微生物污染的原因可能是对培养器皿、接种用具和培养液的灭菌不彻底
C.未及时更换培养液可能会导致代谢产物的积累和营养物质的供应不充足
D.培养液变黄的原因还可能是悬浮培养过程中未使用胰蛋白酶处理脾细胞
√
胰蛋白酶可以使相关组织分散成单个细胞，与培养液变黄无关，D错误。
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4.一般来说，动物细胞体外培养需要满足以下条件
①灭菌的培养基环境　②激素的作用　③合成培养基需加动物血清
④温度与动物体温相近　⑤需要O2，不需要CO2　⑥需要O2和CO2
A.①②③④⑤ B.仅①②③④
C.①③④⑤⑥ D.①②③④⑥
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动物细胞培养需要O2和CO2，大多数细胞在低氧时不能很好存活，氧浓度过高也会对细胞产生毒性，抑制细胞生长，CO2能调节培养液的pH，⑤错误，⑥正确。故选D。
5.下列关于动物细胞培养和植物组织培养的叙述，错误的是
A.动物细胞培养和植物组织培养过程中都进行有丝分裂，不涉及减数分裂
B.离体的植物组织、器官(外植体)和培养基都需严格灭菌
C.动物细胞培养和植物组织培养都是细胞工程的重要基础技术
D.植物组织培养能体现细胞具有全能性，动物细胞培养不能体现细胞具
有全能性
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动物细胞培养和植物组织培养过程中都只进行有丝分裂，A正确；
植物组织培养所用的离体的植物组织、器官(外植体)需要经过消毒而不是灭菌，B错误；
细胞工程包括动物细胞工程和植物细胞工程两方面，动物细胞培养和植物组织培养是其重要基础技术，C正确；
植物组织培养的结果是形成植物体，体现了植物细胞具有全能性；动物细胞培养的原理是细胞增殖，培养结果是形成新的细胞群，不能体现动物细胞具有全能性，D正确。
题组二　动物细胞培养技术的应用
6.下列关于动物细胞培养及其应用的叙述，正确的是
A.用于动物细胞培养的细胞必须是正常的细胞
B.氧气浓度越高越有利于动物细胞的培养
C.可用于检测有毒物质、构建人造皮肤等
D.可以通过动物细胞培养技术获得完整的动物个体
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用于动物细胞培养的细胞也可以是病变的细胞，A错误；
氧气浓度过高会对细胞产生毒性，抑制细胞生长，B错误；
不能通过动物细胞培养技术获得完整个体，目前只能通过动物细胞核移植技术获得完整的动物个体，D错误。
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7.(2024·宿迁高二期末)Vero细胞是从非洲绿猴的肾脏上皮细胞中分离培养出来的，可无限增殖且能悬浮培养，因不能合成抗病毒蛋白干扰素，而广泛应用在病毒性疫苗生产上，下列叙述错误的是
A.培养Vero细胞时需要提供二氧化碳和氧气
B.Vero细胞是发生了转化的细胞，经过培养后可形成连续增殖
C.Vero细胞无需胰蛋白酶等处理即可传代培养
D.生产病毒性疫苗时，可将病毒接种到Vero细胞，培养后提取病毒可直
接成为疫苗
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生产病毒性疫苗时，可将病毒接种到Vero细胞，培养后提取的病毒需进行灭活或减毒处理才可成为疫苗，D错误。
8.生物活性绷带能够加速人的伤口愈合，其制作过程是从患者身上采集一些细胞样本，让其在特殊的膜片上增殖，5至7天后，将这种特殊膜片敷在患者的伤口上，膜片会将其中的细胞逐渐“释放”到伤口。下列相关叙述正确的是
A.在生物活性绷带上增殖的细胞不会产生接触抑制
B.特殊膜片上含有细胞分裂素等调节生命活动的物质
C.膜片“释放”到伤口的细胞一般不会引起机体发生免疫排斥
D.生物活性绷带可以源源不断地为伤口提供新的细胞
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在生物活性绷带上增殖的细胞，进行有丝分裂，数量不断增多，当贴壁生长的细胞一旦相互接触，细胞就会停止分裂增殖，出现细胞的接触抑制，A错误；
细胞分裂素是植物激素，不会调节动物细胞的生命活动，B错误；
自身的细胞增殖后再回到自身，不会引起免疫排斥反应，C正确；
生物活性绷带只能逐渐为伤口提供细胞，而不能源源不断地提供新的细胞，D错误。
9.为了初步检测药物X和Y的抗癌活性，在细胞培养板的每个孔中加入相同数量的肝癌细胞，使其贴壁生长，实验组加入等体积相同浓度的溶于二甲基亚砜(溶剂)的药物X或Y，培养过程及结果如图所示。下列有关叙述错误的是
A.细胞培养液中通常需要加入血清
B.可用胰蛋白酶处理使肝癌细胞脱
落下来并进行计数
C.对照组中应加入等体积的无菌蒸馏水
D.根据实验结果，可以初步判断药物X的抗癌效果较好
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动物细胞培养的培养液中的营养
物质，除正常的有机营养和无机
营养外，还需加入血清等一些天
然成分，A正确；
该实验遵循单一变量原则，药物X或Y是溶于二甲基亚砜(溶剂)的，所以对照组应该加入等体积的二甲基亚砜(溶剂)，C错误；
与对照组相比，药物X处理后的细胞个数最少，抗癌效果较好，D正确。
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10.(2024·徐州高二月考)常规动物细胞培养是将细胞在平面条件下培养，培养出的单层细胞不同于人体内的组织结构，在药物研究中具有一定的局限性。三维细胞培养技术是在体外为细胞提供类似体内的生长环境，使细胞形成立体的三维结构，更有利于药理学的研究。下列相关叙述正确的是
A.细胞培养过程中，混合气体带CO2的主要作用是刺激细胞呼吸
B.定期更换培养液的主要目的是防止培养过程中细胞被杂菌污染
C.与常规细胞培养相比，三维细胞培养技术不存在接触抑制现象
D.三维细胞培养技术可以用于检测某种药物对组织内部细胞的作用
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动物细胞培养中，O2维持细胞代谢，CO2维持培养液的pH，A错误；
定期更换培养液，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，B错误；
在细胞培养过程中，当细胞密度达到一定程度时，会发生接触抑制现象，与常规细胞培养相比，三维细胞培养技术也存在接触抑制现象，C错误；
三维细胞培养技术是在体外为细胞提供类似体内的生长环境，使细胞形成立体的三维结构，可以用于检测某种药物对组织内部细胞的作用，D正确。
11.(多选)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，其原因可能是
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
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√
√
√
小鼠胚胎的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不符合题意；
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，可能导致细胞生长缓慢，B符合题意；
血清经过高温处理后，其中的活性成分变性，失去原有功能，可能导致细胞生长缓慢，C符合题意；
小鼠的内环境为弱碱性，若所使用的培养基呈弱酸性，会使细胞的生存环境恶劣，可能导致细胞生长缓慢，D符合题意。
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12.(多选)实验小鼠皮肤细胞培养的基本过程如图所示。下列相关叙述错误的是
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A.培养细胞2是原代培养，往往会因为细胞密度过大、有害物质积累等分裂
受阻
B.所需培养基是按细胞所需的营养物质种类和量严格配制的合成培养基
C.乙过程对皮肤组织可用胰蛋白酶处理
D.细胞培养过程需要提供含有O2和CO2的混合气体，以维持培养液的pH
√
√
培养细胞1是原代培养，该过程是获得组织细胞中进行的初次培养，往往会因为细胞密度过大、有害物质积累等分裂受阻，A错误；
在配制动物细胞培养液时，除了需要添加一定的营养物质(如糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等)外，往往还需加入动物血清等天然成分，属于合成培养基，B正确；
动物细胞培养所需的气体主要有O2和CO2，O2是细胞代谢所必需的，CO2的主要作用是维持培养液的pH，D错误。
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13.科学家已经在实验室中成功培育出膀胱，并顺利移植到7名患者体内。这种技术为急需器官移植的患者带来福音。请回答下列问题：
(1)科学家从患者的膀胱上取下一小块活细胞样本，将其中的肌肉细胞和膀胱上皮细胞分别置于不同的培养皿中培养。在培养之前，需用_______
____处理以分散细胞，细胞在培养皿中的培养过程属于____代培养。与植物组织培养相比，动物细胞培养的培养基的主要不同点是含有一定量的_________。
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胰蛋白
酶
原
动物血清
(2)约1周后将培养皿中培养的细胞放在由胶原质制成的支架上继续培养，再过7周左右，原先的数万个细胞已经繁殖到15亿个左右，布满支架，膀胱上皮在内、肌肉在外，形成新膀胱。细胞数目大量增加，其增殖方式是_________，这些细胞形成肌肉和膀胱上皮的过程中要经过_________。
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有丝分裂
细胞分化
(3)医生将新膀胱移植到患者膀胱的上面，这样新器官会继续生长并与老器官重组取代老器官中丧失功能的部分。新器官与老器官的重组_____(填“是”或“不是”)基因重组；新膀胱移植后，______(填“会”或“不会”)引起免疫排斥反应。
不是
不会
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新器官与老器官的遗传物质相同，因此新器官与老器官的重组不属于基因重组。新老器官具有相同的蛋白质等物质，因此新膀胱移植后，不会引起免疫排斥反应。
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(4)除上述方法外，还可将患者的体细胞核移入去核的__________中，利用体细胞的____________技术，形成相应组织、器官用于疾病的治疗。
除上述方法外，还可采用体细胞核移植的方法形成相应的组织、器官，即将患者的体细胞核移入去核的卵母细胞中形成重组细胞，进一步培育形成相应的组织、器官。
卵母细胞
细胞核移植
14.(2024·常州高二质检)科研人员研究了不同“层次”血清对细胞增殖的影响：科研人员将分离出的牛血清装入专用血清瓶后放入冰箱中直立静置一段时间。取三根刻度吸管，将血清从上到下轻轻吸成均等的三份，分别装入消毒后的瓶中，标记为上、中、下，再分别从三个瓶中吸取等量的血清置于另一小瓶中，混合均匀备用。分别取等量的不同“层次”的血清和混合血清加入新配制的动物细胞培养液中，再接种小鼠上皮细胞(接种细胞密度为5×104个·mL－1)，在适宜条件下培养72 h后进行计数，结果如表。请回答下列问题：
1
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14
组别 上 中 下 混
72 h细胞数/(个·mL－1) 9.75×104 1.04×105 7.5×104 1.85×105
(1)细胞培养过程中，CO2的主要作用是________________。
(2)培养液中加入动物血清的作用是_________________________________
_________，还加入一定量抗生素的目的是______________。吸取血清过程中，要严格禁止振动和摇晃，目的是__________________________。
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组别 上 中 下 混
72 h细胞数/(个·mL－1) 9.75×104 1.04×105 7.5×104 1.85×105
维持培养液的pH
维持动物细胞生长和增殖，保持其生
物学性状
防止细菌生长
防止不同“层次”血清混合
(3)如果用血球计数板计数细胞时进行图示操作，统计出来的数据比实际值偏____。
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大
在用血球计数板计数细胞时，应该先盖上盖玻片，后滴加细胞悬液，若先滴加细胞悬液，后盖上盖玻片，盖玻片悬浮，统计的计数室的液体量增大，则统计出来的数据比实际值偏大。
(4)从表中结果可以看出，不同“层次”的血清对细胞增殖的影响不同，造成这种结果的主要原因是___________________________________。
(5)根据实验结果分析，在动物细胞培养过程中，正确使用血清的方法是________________________________。
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不同“层次”血清中的营养成分不同
将血清充分混匀后再加入培养液中
组别 上 中 下 混
72 h细胞数/(个·mL－1) 9.75×104 1.04×105 7.5×104 1.85×105第3课时　动物细胞融合技术及干细胞技术
[学习目标]　1.阐明动物细胞融合技术的概念，举例说出诱导动物细胞融合的方法。2.概述单克隆抗体的制备过程。3.概括干细胞的类型和特点。4.简述干细胞在生物医学工程中有广泛的应用价值。
一、动物细胞融合技术及其应用
1．动物细胞融合技术
(1)概念：指在一定的条件下将__________动物细胞，通过物理、化学或生物方法，结合形成______细胞的技术。
(2)融合方法
①生物方法
②化学方法
③物理方法
(3)诱导细胞融合的机理：在各种方法的促融合作用下，细胞质膜出现______、______和______，进而发生细胞质融合和细胞核的融合，最终形成__________。
(4)融合结果
①可能产生______类型的细胞；
②不仅能使同物种细胞发生融合，也能使不同物种的细胞之间发生融合。
2．动物细胞融合技术的应用
(1)应用前景：在__________、____________等领域展现出美好的前景。
(2)单克隆抗体的制备和应用
①传统方法制备的抗体的缺点
a．是含有多种抗体的______抗体。
b．不能______地对付某一类病原体。
c．治疗效果不佳。
②单克隆抗体的制备过程
③单克隆抗体的应用
a．制备单克隆抗体__________，其优点是对肿瘤细胞有较好的____________杀伤作用。
b．由于单克隆抗体可以高度____________地识别抗原，它在____________上也有一定的临床价值。
c．利用单克隆抗体进行__________，其目的是利用____________的单克隆抗体在体内显示肿瘤______，用以指导手术范围。
判断正误
(1)细胞融合依赖细胞质膜的流动性(　　)
(2)通过诱导只能使同物种细胞发生融合，而不能使不同物种的细胞之间发生融合(　　)
(3)二倍体动物细胞融合后得到的杂交细胞仍然是二倍体细胞(　　)
(4)实验室制备单克隆抗体可通过动物体内培养或体外培养两种途径获得(　　)
(5)要提取单克隆抗体必须要破碎细胞(　　)
任务一：单克隆抗体制备与应用的分析
1．根据单克隆抗体的制备过程，回答以下问题：
(1)单克隆抗体制备过程利用了哪些技术？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(2)制备单克隆抗体时，为什么选用小鼠骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(3)B淋巴细胞与骨髓瘤细胞经诱导融合后，培养基中共出现几种细胞？其中融合的细胞有几种？(若融合的话，只考虑两两融合)
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(4)资料　已知细胞合成DNA有D和S两条途径，其中D途径能被氨基蝶呤阻断。人淋巴细胞中有这两种DNA的合成途径，但一般不分裂增殖；而鼠骨髓瘤细胞中尽管没有S途径，但它能不断分裂增殖。
请根据以上信息，设计一种从培养液中筛选出杂交细胞的方案。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
2．根据资料，回答下列问题：
资料　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。但细胞毒素没有特异性，在杀伤肿瘤细胞的同时还会对健康细胞造成伤害，这限制了它在临床上的应用。抗体—药物偶联物(ADC)通过将细胞毒素与能特异性识别肿瘤抗原的单克隆抗体结合，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，它的作用机制如图所示。
(1)据图分析ADC进入肿瘤细胞的方式是什么？需不需要能量？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(2)ADC的抗体和药物各具有什么作用？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(3)ADC与传统的化疗相比较具有什么优势？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
1．动物细胞融合与植物体细胞杂交的比较
比较项目 植物体细胞杂交 动物细胞融合
原理 细胞质膜的流动性、细胞的全能性 细胞质膜的流动性
步骤 酶解法去掉细胞壁后，诱导原生质体融合，形成杂种细胞，再经植物组织培养形成杂种植株 分散成单个细胞后诱导细胞融合，形成杂种细胞
方法 化学融合法(聚乙二醇法)、物理融合法(电融合法) 生物方法(病毒诱导融合法)、化学方法(聚乙二醇诱导融合法)、物理方法(电场诱导融合法)
结果 形成杂种植株 形成杂种细胞，以生产细胞产品
2.单克隆抗体制备过程中两次筛选的比较
比较项目 第一次筛选 第二次筛选
筛选原因 诱导融合后得到多种融合细胞，还有未融合的细胞等 由于小鼠在生活中还受到其他抗原的刺激，所以经选择培养获得的杂交细胞中有能产生其他抗体的细胞
筛选目的 筛选出杂交细胞 筛选出能分泌特定抗体的杂交细胞
筛选方法 用特定的选择培养基筛选；未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡，只有融合的杂交细胞才能生长 用96孔板培养，在每一个孔中尽量只接种一个杂交细胞的情况下进行克隆化培养和抗体检测，经多次筛选得到足够数量的能分泌特定抗体的细胞
1．如图为细胞融合的示意图，下列叙述正确的是(　　)
A．若a细胞和b细胞是植物细胞，需先脱分化再诱导融合
B．a细胞和b细胞之间的融合需要促融处理后才能实现
C．c细胞的形成与a、b细胞质膜的流动性无关
D．c细胞将同时表达a细胞和b细胞中的所有基因
2．(2024·南通高二期中)人绒毛膜促性腺激素(HCG)是女性怀孕后胎盘滋养层细胞分泌的一种糖蛋白，制备抗HCG单克隆抗体可用于早孕的诊断。如图是抗HCG单克隆抗体制备流程示意图，下列相关叙述正确的是(　　)
A．过程①常用聚乙二醇诱导细胞融合，利用了细胞质膜的选择透过性
B．过程②筛选得到的杂交细胞可直接用于生产单克隆抗体
C．过程③利用的原理是抗原和抗体的特异性结合
D．④过程需要添加抗生素等物质，以防止病毒污染
二、干细胞技术及其应用
1．概念：干细胞是指动物(包括人)胚胎及某些器官中同时具有__________和______能力的细胞。
2．特点：干细胞在形态上具有共性，通常呈______形或椭圆球形，细胞体积________，核相对较______。
3．类型
4．干细胞技术应用于疾病治疗
(1)自身干细胞的移植可避免产生______反应。
(2)利用干细胞具有____________的特性，人们在体外培养环境中给予干细胞一定的诱导条件，就可以将其______分化为特定类型的细胞。使其代替原本失去功能的病变组织细胞，从而达到治疗相应疾病的目的。
(3)通过采集______、骨髓或______，利用专用的干细胞分离液，提取、纯化后得到的干细胞可应用于临床治疗。
5．干细胞技术应用于新药研制和开发
(1)胚胎干细胞可分化出任何组织类型的正常细胞，这为开发新药提供大量的______，大大减少了新药研究所需的动物________，降低了研究______，也改进了研发药品及其安全性检验的方法。
(2)利用人类干细胞或用干细胞培养出来的组织、器官测试各种药物的药效、______________，会比用其他动物(如小鼠)更能反映人体的状况，这可能发展成为一种新的药物筛选模式。
(3)对人胚胎干细胞的研究，可以帮助人们理解复杂的人体发育过程，并促进对人胚胎发育的基础研究，揭示人的__________及影响其发育的因素。
判断正误
(1)干细胞都来源于早期胚胎(　　)
(2)胚胎干细胞和成体干细胞的分化潜能相同(　　)
(3)干细胞技术可应用于疾病治疗、新药研制和开发(　　)
(4)胚胎干细胞能够分化为成年动物体内的任何一种类型细胞并具有形成完整动物个体的能力(　　)
任务二：干细胞的种类及应用的分析
如图为哺乳动物的胚胎干细胞及其分化的示意图。请据图回答下列问题：
(1)图中胚胎干细胞、造血干细胞和成肌细胞，从分化潜能上来说，分别属于什么细胞？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(2)由胚胎干细胞分化形成图示各种细胞的根本原因是什么？图示各细胞所含的遗传物质相同吗？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(3)胚胎干细胞为什么可以解决供体器官不足的问题？其应用有什么限制因素？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
　全能干细胞、多能干细胞、单能干细胞的比较
项目 全能干细胞 多能干细胞 单能干细胞
特点 具有形成完整个体的分化潜能 具有分化出多种细胞组织的能力 只能向一种类型或密切相关的细胞类型分化
实例 胚胎干细胞 造血干细胞 成肌细胞
共性 都具有自我更新和分化的能力；在形态上，通常都呈圆球形或椭圆球形，细胞体积小，核相对较大
3．2006年，科学家通过体外诱导成纤维细胞获得了类似胚胎干细胞的一种细胞，即诱导多能干细胞(iPS细胞)。再生医学领域在2019年首次利用异源诱导多能干细胞培养出的眼角膜组织，移植到病人体内，成功治疗一名失明患者，且未发生免疫排斥反应。下列有关叙述正确的是(　　)
A．造血干细胞和iPS细胞的分化程度相同
B．神经干细胞和iPS细胞在治疗阿尔茨海默病等方面有重要价值
C．体外培养iPS细胞时培养液中不需要加入血清等物质
D．患者未发生免疫排斥反应是因为移植细胞与其自身细胞的基因相同
4．(多选)研究发现，来自胎盘的称为Cdk2细胞的干细胞能够在心脏病发作后再生出健康的心脏细胞，Cdk2细胞除了具有胚胎干细胞的所有蛋白，还具有其他的蛋白，这使得它们能够直接迁移到损伤部位。下列叙述正确的是(　　)
A．Cdk2细胞仍然保留有分裂和分化的能力
B．Cdk2细胞中蛋白质的合成需多种核酸—蛋白质复合物参与
C．Cdk2细胞的迁移过程可能与细胞骨架有关系
D．肌细胞能代替Cdk2细胞培养出健康的心脏细胞
答案精析
一、
梳理教材新知
1．(1)两个或多个　一个　(2)①病毒　生命活动　②聚乙二醇　毒性　卵细胞　③电场诱导　小　(3)粘连　破裂　融合　杂种细胞　(4)①多种　
2．(1)基因治疗　疾病诊断　(2)①a.混合　b．专一性　②多种B淋巴细胞　杂交细胞　特定抗体　克隆　③a.靶向制剂　选择性　b．特异性　疾病诊断　c．导向手术　同位素标记　位置　
判断正误
(1)√　(2)×　(3)×　(4)√　(5)×
提示　(2)同物种之间以及不同物种的细胞都可以发生融合。(3)两个二倍体动物细胞融合后得到的杂交细胞是四倍体细胞。(5)抗体分泌到细胞外，提取单克隆抗体不需要破碎细胞。
探究核心知识
1．(1)利用了动物细胞培养、动物细胞融合等技术。
(2)B淋巴细胞具有产生特异性抗体的能力，而骨髓瘤细胞可以无限增殖，二者融合成的杂交细胞既可产生特定抗体又能无限增殖。
(3)共出现5种细胞；其中融合的细胞有3种。
(4)在基本培养液中加入氨基蝶呤制成选择培养基，将诱导融合后的细胞接种在该培养液中，其中能不断分裂增殖的细胞即为杂交细胞。
2．(1)ADC进入肿瘤细胞的方式是胞吞；需要能量。
(2)抗体具有靶向运输作用；药物具有治疗作用。
(3)ADC协同发挥了抗体特异性识别的靶向作用和细胞毒素对肿瘤细胞的杀伤作用，具有靶点清楚、毒副作用小的优点。
落实思维方法
1．B　[a、b如果为植物细胞，则需要去除细胞壁，不需要脱分化，A错误；两细胞融合过程体现了细胞质膜具有一定的流动性，C错误；融合后的杂交细胞中的基因仍是选择性表达，不会表达全部的基因，D错误。]
2．C　[过程①为诱导动物细胞融合，常用的诱导因素有灭活的病毒、聚乙二醇、电场诱导融合等，利用了细胞质膜的流动性，A错误；过程②为用特定的选择培养基筛选杂交细胞，在筛选出的杂交细胞中，有的能产生抗HCG抗体，有的不能产生抗HCG抗体，需进一步筛选才可用于生产单克隆抗体，B错误；④过程需要添加抗生素等物质，目的是防止杂菌污染，而不是防止病毒污染，D错误。]
二、
梳理教材新知
1．自我更新　分化　
2．圆球　小　大　
3．(1)胚胎　全能　单能　(2)完整个体　(3)多种　(4)基底层　成肌
4．(1)排斥　(2)多分化潜能　定向　(3)外周血　脐带血　
5．(1)标本　数量　成本　(2)毒理特性　(3)发育机制　
判断正误
(1)×　(2)×　(3)√　(4)√
提示　(1)胚胎干细胞源于早期胚胎，而成体干细胞来自成年个体的部分组织。(2)胚胎干细胞和成体干细胞的分化潜能不相同，胚胎干细胞是全能干细胞，而成体干细胞是多能干细胞。
探究核心知识
(1)胚胎干细胞属于全能干细胞，造血干细胞属于多能干细胞，成肌细胞属于单能干细胞。
(2)由胚胎干细胞分化形成图示各种细胞的根本原因是基因的选择性表达。图示各细胞所含的遗传物质相同。
(3)通过胚胎干细胞体外诱导分化，可以培育出人造组织器官，从而解决供体器官不足的问题。胚胎干细胞必须从胚胎中获取，这涉及伦理问题，因而限制了应用。
落实思维方法
3．B　[造血干细胞和iPS细胞的分化程度不同，前者大于后者，A错误；体外培养iPS细胞时，培养液中需要加入血清等物质，C错误；患者未发生免疫排斥反应是因为眼角膜是一层透明的膜，不含有血管，也不含有淋巴组织，属于免疫豁免的部位，D错误。]
4．ABC(共88张PPT)
第3课时
动物细胞融合技术及干细胞技术
第二章 细胞工程
<<<
学习目标
1.阐明动物细胞融合技术的概念，举例说出诱导动物细胞融合的方法。
2.概述单克隆抗体的制备过程。
3.概括干细胞的类型和特点。
4.简述干细胞在生物医学工程中有广泛的应用价值。
内容索引
一、动物细胞融合技术及其应用
二、干细胞技术及其应用
课时对点练
动物细胞融合技术及其应用
一
1.动物细胞融合技术
(1)概念：指在一定的条件下将 动物细胞，通过物理、化学或生物方法，结合形成 细胞的技术。
(2)融合方法
梳理　教材新知
两个或多个
一个
①生物方法
诱导物： ，如仙台病毒、疱疹病毒、腮腺炎病毒等
诱导机理：病毒可以与细胞质膜发生作用，使细胞紧密
凝集，直至融合
缺点：病毒引入细胞后，可能会对细胞的 产生
一定的干扰
病毒
生命活动
②化学方法
诱导剂：__________
局限性：有一定 ，对某些细胞(如 )不适用
③物理方法
诱导方法： 融合法
优点：对细胞伤害 ，易操作、控制和观察
(3)诱导细胞融合的机理：在各种方法的促融合作用下，细胞质膜出现
、 和 ，进而发生细胞质融合和细胞核的融合，最终形成 。
聚乙二醇
毒性
卵细胞
电场诱导
小
粘连
破裂
融合
杂种细胞
(4)融合结果
①可能产生 类型的细胞；
②不仅能使同物种细胞发生融合，也能使不同物种的细胞之间发生融合。
2.动物细胞融合技术的应用
(1)应用前景：在 、 等领域展现出美好的前景。
(2)单克隆抗体的制备和应用
①传统方法制备的抗体的缺点
a.是含有多种抗体的 抗体。
b.不能 地对付某一类病原体。
c.治疗效果不佳。
多种
基因治疗
疾病诊断
混合
专一性
②单克隆抗体的制备过程
多种B淋巴细胞
杂交细胞
特定
抗体
克隆
③单克隆抗体的应用
a.制备单克隆抗体 ，其优点是对肿瘤细胞有较好的 杀伤作用。
b.由于单克隆抗体可以高度 地识别抗原，它在 上也有一定的临床价值。
c.利用单克隆抗体进行 ，其目的是利用 的单克隆抗体在体内显示肿瘤 ，用以指导手术范围。
靶向制剂
选择性
特异性
疾病诊断
导向手术
同位素标记
位置
(1)细胞融合依赖细胞质膜的流动性(　　)
(2)通过诱导只能使同物种细胞发生融合，而不能使不同物种的细胞之间发生融合(　　)
(3)二倍体动物细胞融合后得到的杂交细胞仍然是二倍体细胞(　　)
提示　同物种之间以及不同物种的细胞都可以发生融合。
提示　两个二倍体动物细胞融合后得到的杂交细胞是四倍体细胞。
√
×
×
(4)实验室制备单克隆抗体可通过动物体内培养或体外培养两种途径获得(　　)
(5)要提取单克隆抗体必须要破碎细胞(　　)
提示　抗体分泌到细胞外，提取单克隆抗体不需要破碎细胞。
√
×
任务一：单克隆抗体制备与应用的分析
1.根据单克隆抗体的制备过程，回答以下问题：
(1)单克隆抗体制备过程利用了哪些技术？
探究　核心知识
(2)制备单克隆抗体时，为什么选用小鼠骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合？
提示　利用了动物细胞培养、动物细胞融合等技术。
提示　B淋巴细胞具有产生特异性抗体的能力，而骨髓瘤细胞可以无限增殖，二者融合成的杂交细胞既可产生特定抗体又能无限增殖。
(3)B淋巴细胞与骨髓瘤细胞经诱导融合后，培养基中共出现几种细胞？其中融合的细胞有几种？(若融合的话，只考虑两两融合)
提示　共出现5种细胞；其中融合的细胞有3种。
(4)资料　已知细胞合成DNA有D和S两条途径，其中D途径能被氨基蝶呤阻断。人淋巴细胞中有这两种DNA的合成途径，但一般不分裂增殖；而鼠骨髓瘤细胞中尽管没有S途径，但它能不断分裂增殖。
请根据以上信息，设计一种从培养液中筛选出杂交细胞的方案。
提示　在基本培养液中加入氨基蝶呤制成选择培养基，将诱导融合后的细胞接种在该培养液中，其中能不断分裂增殖的细胞即为杂交细胞。
2.根据资料，回答下列问题：
资料　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。但细胞毒素没有特异性，在杀伤肿瘤细胞的同时还会对健康细胞造成伤害，这限制了它在临床上的应用。抗体—药物偶联物(ADC)通过将细胞毒素与能特异性识别肿瘤抗原的单克隆抗体结合，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，它的作用机制如图所示。
(1)据图分析ADC进入肿瘤细胞的方式是什么？需不需要能量？
提示　ADC进入肿瘤细胞的方式是胞吞；需要能量。
(2)ADC的抗体和药物各具有什么作用？
提示　抗体具有靶向运输作用；药物具有治疗作用。
(3)ADC与传统的化疗相比较具有什么优势？
提示　ADC协同发挥了抗体特异性识别的靶向作用和细胞毒素对肿瘤细胞的杀伤作用，具有靶点清楚、毒副作用小的优点。
核心归纳
1.动物细胞融合与植物体细胞杂交的比较
比较项目 植物体细胞杂交 动物细胞融合
原理 细胞质膜的流动性、细胞的全能性 细胞质膜的流动性
步骤 酶解法去掉细胞壁后，诱导原生质体融合，形成杂种细胞，再经植物组织培养形成杂种植株 分散成单个细胞后诱导细胞融合，形成杂种细胞
核心归纳
比较项目 植物体细胞杂交 动物细胞融合
方法 化学融合法(聚乙二醇法)、物理融合法(电融合法) 生物方法(病毒诱导融合法)、化学方法(聚乙二醇诱导融合法)、物理方法(电场诱导融合法)
结果 形成杂种植株 形成杂种细胞，以生产细胞产品
核心归纳
2.单克隆抗体制备过程中两次筛选的比较
比较项目 第一次筛选 第二次筛选
筛选原因 诱导融合后得到多种融合细胞，还有未融合的细胞等 由于小鼠在生活中还受到其他抗原的刺激，所以经选择培养获得的杂交细胞中有能产生其他抗体的细胞
筛选目的 筛选出杂交细胞 筛选出能分泌特定抗体的杂交细胞
核心归纳
比较项目 第一次筛选 第二次筛选
筛选方法 用特定的选择培养基筛选；未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡，只有融合的杂交细胞才能生长 用96孔板培养，在每一个孔中尽量只接种一个杂交细胞的情况下进行克隆化培养和抗体检测，经多次筛选得到足够数量的能分泌特定抗体的细胞
落实　思维方法
1.如图为细胞融合的示意图，下列叙述正确的是
A.若a细胞和b细胞是植物细胞，需先脱分化再诱导融合
B.a细胞和b细胞之间的融合需要促融处理后才能实现
C.c细胞的形成与a、b细胞质膜的流动性无关
D.c细胞将同时表达a细胞和b细胞中的所有基因
√
a、b如果为植物细胞，则需要去除细胞壁，不需要脱分化，A错误；
两细胞融合过程体现了细胞质膜具有一定的流动性，C错误；
融合后的杂交细胞中的基因仍是选择性表达，不会表达全部的基因，D错误。
2.(2024·南通高二期中)人绒毛膜促性腺激素(HCG)是女性怀孕后胎盘滋养层细胞分泌的一种糖蛋白，制备抗HCG单克隆抗体可用于早孕的诊断。如图是抗HCG单克隆抗体制备流程示意图，下列相关叙述正确的是
A.过程①常用聚乙二醇诱导细胞融合，
利用了细胞质膜的选择透过性
B.过程②筛选得到的杂交细胞可直接
用于生产单克隆抗体
C.过程③利用的原理是抗原和抗体的特异性结合
D.④过程需要添加抗生素等物质，以防止病毒污染
√
过程①为诱导动物细胞融合，常
用的诱导因素有灭活的病毒、聚
乙二醇、电场诱导融合等，利用
了细胞质膜的流动性，A错误；
过程②为用特定的选择培养基筛选杂交细胞，在筛选出的杂交细胞中，有的能产生抗HCG抗体，有的不能产生抗HCG抗体，需进一步筛选才可用于生产单克隆抗体，B错误；
④过程需要添加抗生素等物质，目的是防止杂菌污染，而不是防止病毒污染，D错误。
干细胞技术及其应用
二
1.概念：干细胞是指动物(包括人)胚胎及某些器官中同时具有 和_____能力的细胞。
2.特点：干细胞在形态上具有共性，通常呈 形或椭圆球形，细胞体积 ，核相对较 。
梳理　教材新知
自我更新
分化
圆球
小
大
3.类型
胚胎
全能
单能
完整个体
多种
基底层
成肌
4.干细胞技术应用于疾病治疗
(1)自身干细胞的移植可避免产生 反应。
(2)利用干细胞具有 的特性，人们在体外培养环境中给予干细胞一定的诱导条件，就可以将其 分化为特定类型的细胞。使其代替原本失去功能的病变组织细胞，从而达到治疗相应疾病的目的。
(3)通过采集 、骨髓或 ，利用专用的干细胞分离液，提取、纯化后得到的干细胞可应用于临床治疗。
排斥
多分化潜能
定向
外周血
脐带血
5.干细胞技术应用于新药研制和开发
(1)胚胎干细胞可分化出任何组织类型的正常细胞，这为开发新药提供大量的 ，大大减少了新药研究所需的动物 ，降低了研究 ，也改进了研发药品及其安全性检验的方法。
(2)利用人类干细胞或用干细胞培养出来的组织、器官测试各种药物的药效、 ，会比用其他动物(如小鼠)更能反映人体的状况，这可能发展成为一种新的药物筛选模式。
(3)对人胚胎干细胞的研究，可以帮助人们理解复杂的人体发育过程，并促进对人胚胎发育的基础研究，揭示人的 及影响其发育的因素。
标本
数量
成本
毒理特性
发育机制
(1)干细胞都来源于早期胚胎(　　)
(2)胚胎干细胞和成体干细胞的分化潜能相同(　　)
提示　胚胎干细胞源于早期胚胎，而成体干细胞来自成年个体的部分组织。
提示　胚胎干细胞和成体干细胞的分化潜能不相同，胚胎干细胞是全能干细胞，而成体干细胞是多能干细胞。
×
×
(3)干细胞技术可应用于疾病治疗、新药研制和开发(　　)
(4)胚胎干细胞能够分化为成年动物体内的任何一种类型细胞并具有形成完整动物个体的能力(　　)
√
√
任务二：干细胞的种类及应用的分析
如图为哺乳动物的胚胎干细胞及其分化的示意图。请据图回答下列问题：
探究　核心知识
(1)图中胚胎干细胞、造血干细胞和成肌细胞，从分化潜能上来说，分别属于什么细胞？
提示　胚胎干细胞属于全能干细胞，造血干细胞属于多能干细胞，成肌细胞属于单能干细胞。
(2)由胚胎干细胞分化形成图示各种细胞的根本原因是什么？图示各细胞所含的遗传物质相同吗？
提示　由胚胎干细胞分化形成图示各种细胞的根本原因是基因的选择性表达。图示各细胞所含的遗传物质相同。
(3)胚胎干细胞为什么可以解决供体器官不足的问题？其应用有什么限制因素？
提示　通过胚胎干细胞体外诱导分化，可以培育出人造组织器官，从而解决供体器官不足的问题。胚胎干细胞必须从胚胎中获取，这涉及伦理问题，因而限制了应用。
核心归纳
全能干细胞、多能干细胞、单能干细胞的比较
项目 全能干细胞 多能干细胞 单能干细胞
特点 具有形成完整个体的分化潜能 具有分化出多种细胞组织的能力 只能向一种类型或密切相关的细胞类型分化
实例 胚胎干细胞 造血干细胞 成肌细胞
共性 都具有自我更新和分化的能力；在形态上，通常都呈圆球形或椭圆球形，细胞体积小，核相对较大
3.2006年，科学家通过体外诱导成纤维细胞获得了类似胚胎干细胞的一种细胞，即诱导多能干细胞(iPS细胞)。再生医学领域在2019年首次利用异源诱导多能干细胞培养出的眼角膜组织，移植到病人体内，成功治疗一名失明患者，且未发生免疫排斥反应。下列有关叙述正确的是
A.造血干细胞和iPS细胞的分化程度相同
B.神经干细胞和iPS细胞在治疗阿尔茨海默病等方面有重要价值
C.体外培养iPS细胞时培养液中不需要加入血清等物质
D.患者未发生免疫排斥反应是因为移植细胞与其自身细胞的基因相同
√
落实　思维方法
造血干细胞和iPS细胞的分化程度不同，前者大于后者，A错误；
体外培养iPS细胞时，培养液中需要加入血清等物质，C错误；
患者未发生免疫排斥反应是因为眼角膜是一层透明的膜，不含有血管，也不含有淋巴组织，属于免疫豁免的部位，D错误。
4.(多选)研究发现，来自胎盘的称为Cdk2细胞的干细胞能够在心脏病发作后再生出健康的心脏细胞，Cdk2细胞除了具有胚胎干细胞的所有蛋白，还具有其他的蛋白，这使得它们能够直接迁移到损伤部位。下列叙述正确的是
A.Cdk2细胞仍然保留有分裂和分化的能力
B.Cdk2细胞中蛋白质的合成需多种核酸—蛋白质复合物参与
C.Cdk2细胞的迁移过程可能与细胞骨架有关系
D.肌细胞能代替Cdk2细胞培养出健康的心脏细胞
√
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网络构建
课时对点练
三
题组一　动物细胞融合技术
1.下列关于动物细胞融合的叙述，错误的是
A.在体外培养条件下，动物细胞可自发融合，但是频率极低
B.聚乙二醇具有一定的毒性，对卵细胞不适用
C.物理方法对细胞伤害小，易操作、控制和观察
D.通过人工诱导，只能使不同物种的细胞之间发生融合
√
通过人工诱导细胞融合，不仅能使同物种细胞发生融合，也能使不同物种的细胞之间发生融合。
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2.(2024·淮安高二月考)科学家用灭活的病毒诱导骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合，得到杂交细胞。下列有关该过程中灭活病毒的作用， 叙述正确的是
A.病毒比较小，可穿过细胞质膜进入细胞内
B.灭活的病毒表面的酶已变性，起作用的是病毒表面的糖蛋白
C.灭活的病毒已失去感染活性，但它表面的抗原结构未被破坏，可使不
同的动物细胞进行融合
D.若病毒进入细胞，不会对细胞的生命活动产生干扰
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骨髓瘤细胞和B淋巴细胞融合，得到杂交细胞，在该过程中，灭活的病毒能够诱导细胞融合；灭活病毒表面的糖蛋白和一些酶能够与细胞质膜上的糖蛋白发生作用，使细胞紧密凝集并发生融合，病毒一般不会进入细胞；若病毒进入细胞，会对细胞的生命活动产生一定的干扰。
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3.(2024·苏州高二期中)植物体细胞杂交和动物细胞融合都可以突破生殖隔离，二者有很多相似之处。下列关于两种技术的说法，正确的是
A.两种技术只能用于不同种细胞的融合，同种细胞间不可以
B.都是先进行细胞质膜融合，再进行细胞核融合
C.用于动物细胞融合的技术均可以用于植物体细胞杂交
D.植物体细胞杂交不需要获得单个细胞，动物细胞融合需要
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不同种细胞间可以进行细胞融合，同种细胞间也可以进行细胞融合，且同种细胞间融合难度小于不同种细胞间融合难度，A错误；
通常用灭活的病毒促进动物细胞融合，该技术不能用于植物体细胞杂交，C错误；
植物体细胞杂交和动物细胞融合均需要获得单个细胞，D错误。
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题组二　单克隆抗体及其应用
4.甘草酸是中药甘草中的主要活性成分，为了快速检测甘草酸，科研人员利用细胞工程技术制备了抗甘草酸的单克隆抗体，其基本操作过程如图所示。下列相关叙述正确的是
A.过程①注射相应抗原后应立即
从小鼠脾脏中提取细胞甲
B.过程②诱导细胞融合，利用了细胞质膜的选择透过性
C.过程③④的筛选方法相同，细胞丙、丁遗传物质相同
D.过程⑤无论在体内还是体外进行，细胞丁都可大量增殖
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过程①注射相应抗原后，需要机体进行免疫反应，产生具有免疫能力的B淋巴细胞后，才可以从小鼠脾脏中提取细胞甲，A错误；
过程②诱导细胞融合，利用了细胞质膜的流动性，B错误；
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过程③用选择培养基获得杂交细胞，过程④用抗原—抗体检测和克隆化培养得到能产生特定抗体的杂交细胞，C错误；
最终获得的杂交细胞既能够无限增殖又能产生专一性的抗体，过程⑤无论在体内还是体外进行，细胞丁都可大量增殖，D正确。
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5.下列关于单克隆抗体的叙述，错误的是
A.单克隆抗体由浆细胞和骨髓瘤细胞融合成的杂交细胞合成
B.能产生特定抗体的杂交细胞具有癌细胞的某些特征
C.筛选产生特定抗体的杂交细胞需经过抗原—抗体检测
D.用特定抗原饲喂小鼠，再从小鼠脾脏中分离B淋巴细胞
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单克隆抗体由两次筛选后得到的能分泌特定抗体的杂交细胞合成，A正确；
能产生特定抗体的杂交细胞具有骨髓瘤细胞可以无限增殖的特征，B正确；
用“抗原—抗体检测法”可筛选出产生特定抗体的杂交细胞，再扩大培养生产出单克隆抗体，C正确；
抗原主要成分是蛋白质，饲喂小鼠时会被水解失去活性，因此应用特定抗原注射小鼠，D错误。
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6.抗体—药物偶联物(ADC)通过将细胞毒素等药物与能特异性识别肿瘤抗原的单克隆抗体结合，实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤。ADC通常由抗体、接头和药物三部分组成，其作用机制如
图所示。据图分析，下列相关叙述错误的是
A.制备单克隆抗体时注射的抗原是肿瘤细胞
特有的大分子
B.ADC实现精准杀伤肿瘤细胞的基础是抗体与抗原特异性结合
C.ADC以主动运输的方式进入肿瘤细胞，需要消耗能量
D.ADC在肿瘤细胞中被溶酶体裂解，释放药物，使肿瘤细胞凋亡
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ADC是把抗肿瘤细胞的单克隆抗体跟药
物相结合，借助单克隆抗体的定位导向
作用将药物定向带到肿瘤细胞，实现精
准杀伤肿瘤细胞的基础是抗体与抗原特异性结合，B正确；
ADC为大分子复合体，进入肿瘤细胞的方式是胞吞，C错误；
ADC通过胞吞的方式进入肿瘤细胞后，溶酶体使其裂解，释放药物，实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤，D正确。
题组三　干细胞技术及其应用
7.下列关于诱导多能干细胞(iPS细胞，由成纤维细胞诱导而来)与胚胎干细胞(ES细胞)的叙述，正确的是
A.可通过细胞形态区分iPS细胞与ES细胞
B.高度分化的组织细胞可诱导形成iPS细胞与ES细胞
C.iPS细胞与ES细胞都具有分化成多种组织细胞的能力
D.iPS细胞与ES细胞的获取和利用均涉及伦理问题
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干细胞在形态上具有共性，通常呈圆球形或椭圆球形，细胞体积小，核相对较大，A错误；
高度分化的组织细胞可诱导形成iPS细胞，但不能诱导为ES细胞，B错误；
iPS细胞和ES细胞分化能力相似，都具有发育全能性，能分化成多种组织细胞，C正确；
ES细胞必须从胚胎中获取，涉及伦理问题；但iPS细胞的获得不需使用早期胚胎或原始性腺，使用人的体细胞即可，因此不会引发伦理问题，D错误。
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8.如图表示人体骨髓内造血干细胞的增殖分化过程。下列说法正确的是
A.干细胞分化过程中遗传物质发生了改变
B.干细胞分化出的红细胞仍具有细胞周期
C.干细胞分化过程中，细胞器的种类、数量会发生变化
D.造血干细胞的增殖分化过程能体现干细胞具有全能性
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细胞分化过程中遗传物质不变，A
错误；
红细胞不能分裂，没有细胞周期，
B错误；
细胞分化是基因选择性表达的结果，干细胞分化过程中细胞器的种类、数量会发生变化，使不同细胞具备不同的功能，C正确；
图示造血干细胞分化形成几种血细胞，但没有形成完整个体，也不能表明其具有分化为各种细胞的潜能，因此该过程不能体现干细胞具有全能性，D错误。
9.科学家借助载体将特定基因导入病人成纤维细胞，获得类似胚胎干细胞的一种诱导多能干细胞(iPS细胞)，通过诱导iPS细胞定向分化，可培育出所需器官进行自体移植。下列有关叙述正确的是
A.成纤维细胞和iPS细胞中所含基因相同，但表达的基因不完全相同
B.iPS细胞分化成不同细胞的过程中，遗传物质和蛋白质种类都发生了变化
C.正常情况下，心肌细胞不能恢复成iPS细胞，说明细胞分化具有不可逆性
D.利用iPS细胞分化形成的器官进行自体移植前，需适当注射免疫抑制剂
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据题意“科学家借助载体将特定基因导入病人的成纤维细胞，获得类似胚胎干细胞的一种诱导多能干细胞(iPS细胞)”可知，成纤维细胞和iPS细胞中所含基因不完全相同，A错误；
iPS细胞分化成不同细胞的过程，实质是基因的选择性表达，故基因表达的产物——蛋白质的种类发生了变化，但遗传物质没有发生变化，B错误；
正常情况下，细胞的分化是不可逆的，故心肌细胞不能恢复成iPS细胞说明细胞分化具有不可逆性，C正确；
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利用iPS细胞分化形成的器官进行自体移植，可避免机体产生免疫排斥反应，不需要注射免疫抑制剂，D错误。
10.(2024·盐城高二期中)科研人员在制备杂交细胞的基础上，获得了能够产生双特异性抗体(BsAb)的双杂交细胞。BsAb可以同时结合两种抗原，拓展了抗EGFR(表皮生长因子受体)单克隆抗体的临床应用范围，其原理如图所示。下列说法正确的是
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A.制备双杂交细胞所依据的原理是抗原、
抗体结合的特异性
B.BsAb能与T细胞表面抗原CD3结合，
激活T细胞，发挥体液免疫作用
C.若利用培养液体外培养杂交细胞，需要定期添加新的培养液
D.一种抗原部分结构改变后，可能会出现原双特异性抗体中一种单克隆
抗体失效的情况
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制备双杂交细胞所依据的基本原理有动
物细胞增殖和细胞质膜的流动性，筛选
过程利用了选择培养基和抗原、抗体结
合的特异性原理，A错误；
据图可知，BsAb能与T细胞表面抗原CD3结合，同时能与肿瘤细胞的EGFR结合，该过程会激活T细胞，释放颗粒酶穿孔素，使肿瘤细胞凋亡，发挥了细胞免疫作用，B错误；
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细胞生长增殖过程中会产生大量的代谢
产物，代谢产物的大量积累会对细胞自
身造成伤害，因此需要定期更换培养液，
C错误；
抗原和抗体可特异性结合，抗原的部分结构改变后，可能会出现原双特异性抗体中一种单克隆抗体失效的情况，D正确。
11.(多选)已知菌种M为组氨酸依赖菌(在缺乏组氨酸的培养基中无法存活)，菌种N为色氨酸依赖菌(在缺乏色氨酸的培养基中无法存活)。为了获得具有它们共同优良性状的融合菌，进行了如图所示的实验。下列分析不正确的是
A.过程a需要纤维素酶和果胶酶去除细胞壁
B.过程b产生的融合细胞类型可能多于3种
C.过程c需要在培养基X中添加组氨酸和色氨酸
D.从培养基X中分离出的菌种P对两种氨基酸均不依赖
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菌种的细胞壁的成分不是纤维素和果胶，故在过程a中不能用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，A错误；
过程b两两融合的细胞有3种类型，分别为M细胞和M细胞融合、N细胞和N细胞融合、M细胞和N细胞融合，但如果两个以上细胞间发生融合会导致融合细胞多于3种类型，B正确；
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过程c培养基X中不需要添加组氨酸和色氨酸，这样才能筛选出杂种融合菌，C错误；
由于培养基X中不含组氨酸和色氨酸，因此，从培养基X中分离出的菌种P对两种氨基酸均不依赖，D正确。
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12.(多选)(2022·江苏，19)如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具有芳烃羟化酶活性，
只有Ⅲ具有胸苷激酶活性，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
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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.芳烃羟化酶基因位于2号染色体上，乳酸脱
氢酶基因位于11号染色体上
D.胸苷激酶基因位于17号染色体上，磷酸甘
油酸激酶基因位于X染色体上
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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。
13.(多选)伤寒沙门氏菌的致病毒素是其细胞壁外的脂多糖(LPS)。在研发伤寒沙门氏菌LPS疫苗的过程中，常利用多肽模拟LPS，相似程度越高，其与LPS竞争抗体结合位点的能力越强。研究人员利用抗LPS单克隆抗体进行检测，鉴定多肽A、B模拟LPS抗原特征的相似程度，部分实验步骤如图甲所示，实验结果如图乙所示。下列叙述正确的是
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A.单克隆抗体的制备过程中体现了细胞质膜的流动性
B.步骤c中与LPS结合的抗体会被保留，与多肽结合的
抗体会被洗脱
C.b过程利用的原理是抗原和抗体的特异性结合
D.由图乙可知，多肽B模拟LPS的效果较好
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单克隆抗体的制备过程中应用了动物细胞融合和动物细胞培养技术，其原理分别是细胞质膜的流动性和细胞增殖，A正确；
由题干可知，多肽模拟LPS抗原特征的相似程度越高，
其与LPS竞争抗体结合位点的能力越强，与多肽结合的抗
体会被洗脱掉，而未被洗脱的抗体因与LPS结合而残留在检测板上，未被洗脱的抗体越少的多肽模拟LPS的效果越好；图乙显示加入多肽A清洗后检测板上检出的抗体数量比加入多肽B的少，因此多肽A模拟LPS的效果更好，B正确，D错误。
14.(多选)(2024·扬州高二检测)某实验室做了如图所示的实验研究，下列有关叙述正确的是
A.图中的肝细胞、神经细胞及
X细胞具有相同的基因组成
B.过程③得到的Z细胞还需进
行多次筛选
C.过程②细胞的DNA中结合RNA聚合酶的位置不完全相同
D.与纤维母细胞相比，过程①形成的诱导干细胞的全能性较高
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图中的肝细胞、神经细胞均来自甲小鼠，是由诱导干细胞经过有丝分裂、分化形成的，具有相同的基因组成，但X细胞是肿瘤细胞，具有无限增殖的能力，虽然也是来自诱导干细胞，但其应该发生了基因突变具备无限增殖的能力，因此X细胞与图中的肝细胞和神经细胞的遗传物质有差异，A错误；
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过程②是干细胞再分化为其他组织、器官或细胞，是基因选择性表达的结果，由于不同细胞中被选择表达的基因不同，因此过程②细胞的DNA中结合RNA聚合酶的位置不完全相同，C正确；
与纤维母细胞相比，过程①形成的诱导干细胞能够分化成肝细胞、神经细胞、上皮细胞等多种细胞，表明其本身分化程度低，全能性表现能力较高，D正确。
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15.双特异性抗体是指一个抗体分子可以与两个不同抗原或同一抗原的两个不同抗原表位相结合，目前最常利用杂交瘤杂交法来制备。长春花是原产于非洲东海岸的野生花卉，其所含的长春碱具有良好的抗肿瘤作用。如图1是科研人员通过杂交—杂交瘤细胞技术(免疫的B淋巴细胞和杂交瘤细胞杂交技术)生产能同时识别癌胚抗原和长春碱的双特异性单克隆抗体的部分过程。图2是某双特异性抗体作用图。请分析回答下列问题：
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(1)与植物体细胞杂交相比，图1中过程②特有的诱导融合的方法是利用___________诱导。
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灭活的病毒
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诱导动物细胞融合的方法有物理方法(电场诱导融合法)、化学方法(聚乙二醇诱导融合法)、生物方法(用灭活的病毒诱导)。诱导动物细胞融合特有的方法是用灭活的病毒诱导。
(2)为选出能产生专一抗体的细胞，要将从HAT培养基上筛选出的细胞稀释到7～10个细胞·mL－1，将细胞稀释液滴入多孔培养板中，使多孔培养板每孔中有________个细胞，然后筛选出专一抗体检测呈______(填“阳性”或“阴性”)的细胞进行克隆化培养。
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最多一
阳性
(3)图1中过程①注射癌胚抗原的目的是_____________________________。
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刺激小鼠产生相应的B淋巴细胞
(4)假设图2中双特异性抗体分子是由m个氨基酸形成的，下列叙述不正确的是_______(填字母，多选)。
A.该双特异性抗体形成过程中相对分子质量减
少18m－80
B.双特异性抗体不可以在人体内持续发挥作用
C.该特异性抗体能与人体内各类肿瘤细胞结合
D.双特异性抗体能与药物和肿瘤细胞结合，因而不具有特异性
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ACD
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假设图2中双特异性抗体分子是由m个氨基酸形成的，形成该双特异性抗体分子时，减少的相对分子质量＝脱去的水的相对分子质量＋形成“—S—S—”时脱去的氢的相对原子质量＝18×(m－4)＋2×4＝18m－64，A错误；
抗体在人体内有一定时效，不能长期有效发挥作用，B正确；
该双特异性抗体具有特异性，不能与人体内各类肿瘤细胞结合，C、D错误。
(5)与直接使用长春碱相比，使用结合长春碱的双特异性单克隆抗体对人体的副作用更小，原因是_________________________________________
__________________________________________________________________________。
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双特异性单克隆抗体能将抗癌药物定向带到癌细胞所在位置，在原位置杀死癌细胞，这样既不损伤正常细胞，又减少了用药剂量
16.如图为细胞融合的示意图，据图回答相关问题：
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(1)若a、b分别是基因型为yyRr和YYrr的两个玉米品种的花粉，且这两对基因分别位于两对同源染色体上。科学家分别将花粉除去细胞壁，然后诱导其融合，再把这些融合细胞进行培养，培育出了玉米新品种。这两个品种的花粉可用化学诱导剂________________诱导融合，这些融合细胞经过脱分化形成__________，再经培养可以得到____种不同于亲本基因型的玉米(只考虑两两融合)。
聚乙二醇(PEG)
愈伤组织
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(2)若a、b表示番茄和马铃薯两种植物的体细胞。
①在“番茄—马铃薯”杂种植株的培育过程中，运用了植物细胞工程中的________________技术，植物体细胞融合成功的标志是_____________
______。
②a、b细胞融合之前，要用到的酶是___________________，处理后得到__________。
植物体细胞杂交
再生出新的细
胞壁
纤维素酶和果胶酶
原生质体
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(3)若a、b分别为骨髓瘤细胞和B淋巴细胞。
①a、b细胞经促融处理后得到d细胞，d细胞经至少两次筛选后得到的细胞可产生所需抗体，该抗体与普通血清抗体相比，具有_______________
__________________________________________________等特点。
能高度特异性地识别抗原、与特定抗原发生特异性结合、可以大量制备
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②如图A～H表示单克隆抗体制备过程的各阶段图解，请用箭头把代表
各图解的字母按单克隆抗体制备过程的顺序连接起来，正确的顺序为
____________________。作业9　动物细胞核移植技术及其应用
(分值：100分)
第1～2题，每题5分；第3～12题，每题6分，共70分。
题组一　动物细胞核移植技术
1．将甲绵羊体细胞的细胞核植入乙绵羊的去核卵母细胞中，体外培养至早期胚胎，再植入丙绵羊的子宫内继续发育， 出生的小绵羊即为“克隆绵羊”。 此克隆绵羊(　　)
A．基因型与甲相同，性别一定与甲不同
B．基因型与乙相同，性别一定与乙相同
C．基因型与丙相同，性别一定与丙不同
D．基因型与甲相同，性别一定与甲相同
2．在核移植时，通常将整个体细胞而不是细胞核注入去核卵母细胞中，下列说法错误的是(　　)
A．体细胞太小，提取细胞核较困难
B．细胞质中遗传物质少，对遗传的影响很小
C．直接将体细胞注入去核卵母细胞简化了操作程序
D．体细胞的核离开了原来的细胞质将不能存活
3．下列对动物细胞核移植技术的叙述，错误的是(　　)
A．胚胎细胞核移植的难度明显高于体细胞核移植
B．体细胞核移植的过程中可通过显微操作的方法去除卵母细胞中的核
C．用于体细胞核移植的卵母细胞通常要在体外培养到减数第二次分裂中期
D．通过体细胞核移植方法生产的克隆动物与核供体性状并不完全相同
4．绵羊的乳腺细胞是高度分化的细胞，但用乳腺细胞的细胞核与卵母细胞的细胞质融合成一个细胞后，这个细胞核仍然保持着全能性，这是因为(　　)
A．细胞核内含有物种发育所需要的全套遗传物质
B．卵母细胞的细胞质内含有物种发育所需要的全套遗传物质
C．卵母细胞的细胞质为细胞核提供营养物质
D．细胞核与细胞质是相互依存的关系
5．(2024·徐州高二检测)克隆猴“中中”和“华华”的制备流程大致如下：取母猴A的卵细胞，去核作为受体→诱导猴B的胚胎成纤维细胞与受体细胞进行细胞融合→胚激活并注射去甲基化酶的mRNA→胚胎体外培养并胚胎移植。下列关于克隆猴诞生过程的叙述，错误的是(　　)
A．去核过程需用到精密的显微操作仪器
B．核移植时需用到高效率的细胞融合法
C．推测正常受精卵中会发生去甲基化过程
D．“中中”和“华华”的质基因完全由母猴A提供
6．科学家培育克隆羊时，使用了三种供体细胞的细胞核，分别将这些细胞核移入去核卵母细胞的细胞质中，形成重组细胞，发育成新的胚胎，这些胚胎的发育情况如表。
细胞核的供体细胞类型 妊娠数/受体母羊数
乳腺上皮细胞 1/13
胚胎成纤维细胞 4/10
早期胚胎细胞 14/27
据此分析错误的是(　　)
A．早期胚胎细胞作为细胞核的供体细胞妊娠成功率最高
B．克隆羊的遗传信息与供核细胞完全相同
C．乳腺上皮细胞核移植难度高于早期胚胎细胞核移植
D．新的胚胎性别与去核卵母细胞的细胞质无关
题组二　动物细胞核移植技术的应用
7．动物体细胞核移植技术的应用前景不包括(　　)
A．生产实验动物和转基因动物
B．促进畜牧业的发展
C．完全复活已灭绝很久的动物
D．作为疾病模型，研究疾病的发展和治疗疾病
8．体细胞克隆技术的发明，在生物科学发展史上具有重要意义。但是，它也同其他事物一样，既有积极的一面，也有消极的一面。下面哪项不符合克隆技术积极的一面(　　)
A．有利于生物界基因库的保护
B．有利于一些濒临绝迹的动物的保护
C．丰富生物的多样性，促使生物进化
D．有利于生态系统的稳定
9．动物体细胞核移植技术在畜牧业、医药卫生等领域有广泛的应用前景。下列有关叙述不正确的是(　　)
A．利用体细胞核移植技术可以加速家畜遗传改良进程
B．转基因克隆动物的细胞、组织或器官可以作为器官移植治疗的供体
C．在保护濒危物种方面，利用体细胞核移植技术可增加动物数量
D．动物体细胞核移植技术体现了动物体细胞的全能性
10．(2024·南京高二月考)大熊猫是我国国宝，由于繁殖力低，幼仔成活率也低，数量非常少。有的科学家尝试采用体细胞核移植技术来克隆大熊猫，也有人不赞成进行克隆大熊猫的研究。下列有关说法不正确的是(　　)
A．通过体细胞核移植技术繁育大熊猫，可能导致大熊猫种群野外生存能力提高
B．即使选择优良个体的体细胞，但通过体细胞核移植技术繁育的大熊猫仍可能存在健康问题
C．目前，利用动物细胞核移植技术进行动物克隆已经进入广泛应用的阶段
D．无论是否通过体细胞核移植技术繁育大熊猫，都应该保护好现有大熊猫及其生存环境
11．(多选)在体细胞克隆猴培育过程中，为调节相关基因的表达，提高胚胎的发育率和妊娠率，研究人员将组蛋白去甲基化酶Kdm4d的mRNA注入了重构胚，同时用组蛋白去乙酰化酶抑制剂(TSA)处理，具体培育流程如图所示。下列说法正确的是(　　　　)
A．克隆猴的关键技术是动物细胞培养技术
B．选择胎猴的体细胞进行核移植是因为动物胚胎的细胞分化程度低，容易表现全能性
C．使用Kdm4d的mRNA和TSA处理重构胚都不利于重构胚的分裂和发育
D．克隆动物可能表现出遗传和生理缺陷，可用于研究某些疾病的致病机制和研发相应药物
12．(多选)动物细胞核移植技术可以用来探讨遗传、发育和细胞分化等方面的一些问题。下列相关叙述正确的是(　　　　)
A．将该技术用于优良动物的克隆，可使具有某种性状的个体数量增加
B．克隆过程中发生了细胞的增殖和分化，未发生细胞的衰老
C．克隆一批遗传背景相同的动物，可通过它们之间的对比来分析致病基因
D．研究克隆动物可使人类更深入地了解胚胎发育及衰老过程
13．(每空3分，共15分)我国研究人员在世界上率先利用去甲基化酶的mRNA，经体细胞核移植技术培育出第一批非人灵长类动物——食蟹猴(流程如图所示， ①～⑥表示过程)，该动物可作为研究癌症等人类疾病的动物模型。请据图分析回答下列问题：
(1)实现食蟹猴的体细胞核移植技术难度明显高于胚胎细胞核移植，原因是______________________，恢复其全能性较难。
(2)过程③中利用____________的方法，将成纤维细胞注入________________中。
(3)向融合细胞注射去甲基化酶的mRNA，可提高胚胎的形成率，其作用主要是通过调节基因表达的__________过程实现的。
(4)若获得的体细胞核移植的食蟹猴与供体食蟹猴性状不完全相同，从遗传物质的角度分析，其原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
14．(每空3分，共15分)(2024·盐城高二质检)“三亲婴儿”的培育成功使身患线粒体遗传疾病的女性获得更多生育选择和机会。“三亲婴儿”的培育过程可选用如图技术路线。回答下列问题：
(1)人体中，线粒体存在于除____________________外的人体细胞中；可采用____________法从细胞中分离出线粒体。
(2)图中细胞M是______________________。
(3)广义上的线粒体病的发病机制非常复杂，可呈现常染色体显性遗传、隐性遗传或伴性遗传，也可呈现母系遗传等特点。由此分析，引起线粒体病的基因突变可发生于__________________的DNA。
(4)临床上，当一位患者的基因变异不能被确定时，完整的生化检查(代谢产物分析、酶测定、肌肉活检)可以辅助诊断。其中，乳酸和丙酮酸水平在一定程度上反映了线粒体功能。进行最小运动量测试，患者运动后休息10分钟血乳酸和丙酮酸仍不能恢复正常，且乳酸/丙酮酸的值会________(填“高于”或“低于”)健康人的。
答案精析
1．D　[克隆羊的诞生过程：甲绵羊体细胞的细胞核＋乙绵羊的去核卵母细胞→重组细胞→早期胚胎→胚胎移植→丙绵羊(代孕母体)的子宫→克隆羊。克隆羊的遗传物质几乎都来自供核个体(甲绵羊)，所以其基因型、性别应都与甲绵羊相同，这也体现了动物体细胞的细胞核具有全能性，D符合题意。]
2．D　[体细胞太小，提取细胞核较困难，因此可将整个体细胞注入去核卵母细胞中，A正确；DNA主要分布在细胞核中，细胞质中的遗传物质少，因而对遗传的影响很小，B正确；将整个体细胞注入去核卵母细胞中，简化了提取细胞核的操作程序，C正确；体细胞的核离开了原来的细胞质，注入去核的卵母细胞中依然能存活，D错误。]
3．A　[动物细胞核移植包括胚胎细胞核移植和体细胞核移植，由于胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性相对容易，因此动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植，A错误。]
4．A　[由于细胞分化，动物细胞的全能性受到限制，但是动物细胞的细胞核内含有物种发育所需要的全套遗传物质，因此细胞核仍然具有全能性，仍然可以发育成完整的个体，A符合题意。]
5．D　[去核时通过显微操作去核，需要借助精密的显微操作仪器来完成，A正确；核移植时先将成纤维细胞注入去核的卵细胞，再通过电融合法等使两细胞融合，需用到高效率的细胞融合法，B正确；由题意可知，胚激活时注射去甲基化酶的mRNA，推测正常受精卵中会发生去甲基化过程，C正确；“中中”和“华华”是由猴B的胚胎成纤维细胞与受体细胞(猴A的卵细胞，去核)进行细胞融合后培养得到的胚胎发育而形成的，因此“中中”和“华华”的质基因由母猴A和猴B共同提供，D错误。]
6．B　[分析表格数据可知，早期胚胎细胞作为细胞核的供体细胞妊娠成功率最高，A正确；克隆羊的遗传信息不仅来自供体细胞的细胞核，也来自去核卵母细胞，B错误；性别由细胞核中的性染色体组成决定，与去核卵母细胞的细胞质无关，D正确。]
7．C　[动物体细胞核移植技术不能完全复活已灭绝很久的动物，C符合题意。]
8．C
9．D　[动物体细胞核移植技术体现了动物体细胞的细胞核具有全能性，D错误。]
10．A　[通过体细胞核移植技术繁育的大熊猫，在人工环境下生长，难以适应野外环境，可能会导致其野外生存能力下降，A错误。]
11．BD　[克隆猴的关键技术是动物细胞核移植技术，A错误；将组蛋白去甲基化酶(Kdm4d)的mRNA注入重构胚，同时用组蛋白去乙酰化酶抑制剂(TSA)处理重构胚，这样可降低组蛋白的甲基化水平，提高组蛋白的乙酰化水平，从而通过改变组蛋白的表观遗传修饰来调控基因表达，激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育进程，提高了胚胎的发育率和妊娠率，C错误；由于核移植技术尚不成熟，克隆动物可能表现出遗传和生理缺陷，可用于研究某些疾病的致病机制和研发相应药物，D正确。]
12．ACD　[克隆动物可使具有某种性状的个体数量快速增加，A正确；克隆过程中发生了细胞的增殖和分化，也发生了细胞的衰老，B错误；克隆一批遗传背景相同的动物，可以保证单一变量，通过它们之间的对比来分析致病基因，C正确。]
13．(1)体细胞分化程度高　(2)显微操作　去核卵母细胞　(3)翻译　(4)卵母细胞的细胞质中的遗传物质会对克隆动物的性状产生影响
解析　(1)由于体细胞分化程度较高，全能性难以恢复，因此实现食蟹猴的体细胞核移植技术难度明显高于胚胎细胞核移植。(2)过程③表示核移植，一般用显微操作的方法将成纤维细胞注入去核的处于减数第二次分裂中期的卵母细胞中。(3)mRNA是翻译形成蛋白质的模板，因此向融合细胞注射去甲基化酶的mRNA，可以通过翻译形成相关的蛋白质，进而提高胚胎的形成率。
14．(1)成熟的红细胞　差速离心　(2)卵母细胞　(3)细胞核、线粒体　(4)高于
解析　(1)人成熟的红细胞无细胞核和细胞器；用差速离心法可分离细胞的各种细胞器。(3)分析题意可知，常染色体显性遗传、隐性遗传或伴性遗传是细胞核中染色体上基因突变引起的，母系遗传特点是线粒体中的基因决定的，由此分析，引起线粒体病的基因突变可发生于细胞核、线粒体的DNA。(4)乳酸是无氧呼吸(不依赖线粒体)的产物，患者运动后休息10分钟血乳酸和丙酮酸仍不能恢复正常，且乳酸/丙酮酸的值会高于健康人的。作业10　动物细胞培养技术及其应用
(分值：100分)
第1～4题，每题5分；第5～12题，每题6分，共68分。
题组一　动物细胞培养技术
1．(2024·镇江高二期中)下列关于动物体细胞培养的叙述，正确的是(　　)
A．动物体细胞培养过程中细胞的遗传物质均发生改变
B．加入胰蛋白酶的目的是去掉细胞质膜，暴露出原生质体便于细胞融合
C．动物细胞培养是在适宜环境下让细胞生长和增殖的过程，是动物细胞工程的基础
D．培养基中加入氧气是为了满足细胞代谢的需要，加入二氧化碳是为了创造无菌、无毒的环境
2．下列关于动物细胞培养的叙述，错误的是(　　)
A．用于培养的细胞大多取自胚胎或幼龄动物的器官或组织
B．动物细胞培养不经过脱分化
C．动物细胞培养液与植物组织培养基的组成成分相同
D．在培养动物的合成培养基中通常需加入一定量的动物血清
3．研究人员对小鼠脾细胞进行悬浮培养过程中，发现培养液变黄，推测其原因可能是培养液pH降低、微生物污染、未及时更换培养液等。下列相关分析不正确的是(　　)
A．pH降低的原因可能是未添加缓冲液或CO2培养箱的气体含量比例异常
B．微生物污染的原因可能是对培养器皿、接种用具和培养液的灭菌不彻底
C．未及时更换培养液可能会导致代谢产物的积累和营养物质的供应不充足
D．培养液变黄的原因还可能是悬浮培养过程中未使用胰蛋白酶处理脾细胞
4．一般来说，动物细胞体外培养需要满足以下条件(　　)
①灭菌的培养基环境　②激素的作用　③合成培养基需加动物血清　④温度与动物体温相近　⑤需要O2，不需要CO2　⑥需要O2和CO2
A．①②③④⑤ B．仅①②③④
C．①③④⑤⑥ D．①②③④⑥
5．下列关于动物细胞培养和植物组织培养的叙述，错误的是(　　)
A．动物细胞培养和植物组织培养过程中都进行有丝分裂，不涉及减数分裂
B．离体的植物组织、器官(外植体)和培养基都需严格灭菌
C．动物细胞培养和植物组织培养都是细胞工程的重要基础技术
D．植物组织培养能体现细胞具有全能性，动物细胞培养不能体现细胞具有全能性
题组二　动物细胞培养技术的应用
6．下列关于动物细胞培养及其应用的叙述，正确的是(　　)
A．用于动物细胞培养的细胞必须是正常的细胞
B．氧气浓度越高越有利于动物细胞的培养
C．可用于检测有毒物质、构建人造皮肤等
D．可以通过动物细胞培养技术获得完整的动物个体
7．(2024·宿迁高二期末)Vero细胞是从非洲绿猴的肾脏上皮细胞中分离培养出来的，可无限增殖且能悬浮培养，因不能合成抗病毒蛋白干扰素，而广泛应用在病毒性疫苗生产上，下列叙述错误的是(　　)
A．培养Vero细胞时需要提供二氧化碳和氧气
B．Vero细胞是发生了转化的细胞，经过培养后可形成连续增殖
C．Vero细胞无需胰蛋白酶等处理即可传代培养
D．生产病毒性疫苗时，可将病毒接种到Vero细胞，培养后提取病毒可直接成为疫苗
8．生物活性绷带能够加速人的伤口愈合，其制作过程是从患者身上采集一些细胞样本，让其在特殊的膜片上增殖，5至7天后，将这种特殊膜片敷在患者的伤口上，膜片会将其中的细胞逐渐“释放”到伤口。下列相关叙述正确的是(　　)
A．在生物活性绷带上增殖的细胞不会产生接触抑制
B．特殊膜片上含有细胞分裂素等调节生命活动的物质
C．膜片“释放”到伤口的细胞一般不会引起机体发生免疫排斥
D．生物活性绷带可以源源不断地为伤口提供新的细胞
9．为了初步检测药物X和Y的抗癌活性，在细胞培养板的每个孔中加入相同数量的肝癌细胞，使其贴壁生长，实验组加入等体积相同浓度的溶于二甲基亚砜(溶剂)的药物X或Y，培养过程及结果如图所示。下列有关叙述错误的是(　　)
A．细胞培养液中通常需要加入血清
B．可用胰蛋白酶处理使肝癌细胞脱落下来并进行计数
C．对照组中应加入等体积的无菌蒸馏水
D．根据实验结果，可以初步判断药物X的抗癌效果较好
10．(2024·徐州高二月考)常规动物细胞培养是将细胞在平面条件下培养，培养出的单层细胞不同于人体内的组织结构，在药物研究中具有一定的局限性。三维细胞培养技术是在体外为细胞提供类似体内的生长环境，使细胞形成立体的三维结构，更有利于药理学的研究。下列相关叙述正确的是(　　)
A．细胞培养过程中，混合气体带CO2的主要作用是刺激细胞呼吸
B．定期更换培养液的主要目的是防止培养过程中细胞被杂菌污染
C．与常规细胞培养相比，三维细胞培养技术不存在接触抑制现象
D．三维细胞培养技术可以用于检测某种药物对组织内部细胞的作用
11．(多选)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，其原因可能是(　　　　)
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
12．(多选)实验小鼠皮肤细胞培养的基本过程如图所示。下列相关叙述错误的是(　　　　)
A．培养细胞2是原代培养，往往会因为细胞密度过大、有害物质积累等分裂受阻
B．所需培养基是按细胞所需的营养物质种类和量严格配制的合成培养基
C．乙过程对皮肤组织可用胰蛋白酶处理
D．细胞培养过程需要提供含有O2和CO2的混合气体，以维持培养液的pH
13．(18分)科学家已经在实验室中成功培育出膀胱，并顺利移植到7名患者体内。这种技术为急需器官移植的患者带来福音。请回答下列问题：
(1)科学家从患者的膀胱上取下一小块活细胞样本，将其中的肌肉细胞和膀胱上皮细胞分别置于不同的培养皿中培养。在培养之前，需用____________处理以分散细胞，细胞在培养皿中的培养过程属于________代培养。与植物组织培养相比，动物细胞培养的培养基的主要不同点是含有一定量的________________。
(2)约1周后将培养皿中培养的细胞放在由胶原质制成的支架上继续培养，再过7周左右，原先的数万个细胞已经繁殖到15亿个左右，布满支架，膀胱上皮在内、肌肉在外，形成新膀胱。细胞数目大量增加，其增殖方式是__________，这些细胞形成肌肉和膀胱上皮的过程中要经过______________。
(3)医生将新膀胱移植到患者膀胱的上面，这样新器官会继续生长并与老器官重组取代老器官中丧失功能的部分。新器官与老器官的重组__________(填“是”或“不是”)基因重组；新膀胱移植后，______(填“会”或“不会”)引起免疫排斥反应。
(4)除上述方法外，还可将患者的体细胞核移入去核的____________中，利用体细胞的______________技术，形成相应组织、器官用于疾病的治疗。
14．(14分)(2024·常州高二质检)科研人员研究了不同“层次”血清对细胞增殖的影响：科研人员将分离出的牛血清装入专用血清瓶后放入冰箱中直立静置一段时间。取三根刻度吸管，将血清从上到下轻轻吸成均等的三份，分别装入消毒后的瓶中，标记为上、中、下，再分别从三个瓶中吸取等量的血清置于另一小瓶中，混合均匀备用。分别取等量的不同“层次”的血清和混合血清加入新配制的动物细胞培养液中，再接种小鼠上皮细胞(接种细胞密度为5×104个·mL－1)，在适宜条件下培养72 h后进行计数，结果如表。请回答下列问题：
组别 上 中 下 混
72 h细胞数/(个·mL－1) 9.75×104 1.04×105 7.5×104 1.85×105
(1)细胞培养过程中，CO2的主要作用是_______________________________________。
(2)培养液中加入动物血清的作用是___________________________________________
_________________________________________________________________________，
还加入一定量抗生素的目的是_______________________________________________。
吸取血清过程中，要严格禁止振动和摇晃，目的是_____________________________。
(3)如果用血球计数板计数细胞时进行图示操作，统计出来的数据比实际值偏_______。
(4)从表中结果可以看出，不同“层次”的血清对细胞增殖的影响不同，造成这种结果的主要原因是___________________________________________________________________。
(5)根据实验结果分析，在动物细胞培养过程中，正确使用血清的方法是___________。
答案精析
1．C　[随着细胞传代次数的增多，绝大部分细胞分裂停止，进而出现衰老甚至死亡的细胞，但极少数细胞可以连续增殖，其中有的遗传物质会发生改变，A错误；加入胰蛋白酶的目的是将组织分散成单个细胞，B错误；二氧化碳的作用是维持培养液的pH，而不是创造一个无菌、无毒的环境，D错误。]
2．C　[用于培养的细胞大多取自胚胎或幼龄动物的器官或组织，因为这些细胞生命力旺盛，分裂能力强，A正确；植物组织培养需脱分化形成愈伤组织，动物细胞培养没有脱分化过程，B正确；植物组织培养基中含有有机营养、无机营养以及植物激素；动物细胞培养液中要加入各种有机营养和无机营养成分，此外还需加入动物血清等天然成分，C错误，D正确。]
3．D　[胰蛋白酶可以使相关组织分散成单个细胞，与培养液变黄无关，D错误。]
4．D　[动物细胞培养需要O2和CO2，大多数细胞在低氧时不能很好存活，氧浓度过高也会对细胞产生毒性，抑制细胞生长，CO2能调节培养液的pH，⑤错误，⑥正确。故选D。]
5．B　[动物细胞培养和植物组织培养过程中都只进行有丝分裂，A正确；植物组织培养所用的离体的植物组织、器官(外植体)需要经过消毒而不是灭菌，B错误；细胞工程包括动物细胞工程和植物细胞工程两方面，动物细胞培养和植物组织培养是其重要基础技术，C正确；植物组织培养的结果是形成植物体，体现了植物细胞具有全能性；动物细胞培养的原理是细胞增殖，培养结果是形成新的细胞群，不能体现动物细胞具有全能性，D正确。]
6．C　[用于动物细胞培养的细胞也可以是病变的细胞，A错误；氧气浓度过高会对细胞产生毒性，抑制细胞生长，B错误；不能通过动物细胞培养技术获得完整个体，目前只能通过动物细胞核移植技术获得完整的动物个体，D错误。]
7．D　[生产病毒性疫苗时，可将病毒接种到Vero细胞，培养后提取的病毒需进行灭活或减毒处理才可成为疫苗，D错误。]
8．C　[在生物活性绷带上增殖的细胞，进行有丝分裂，数量不断增多，当贴壁生长的细胞一旦相互接触，细胞就会停止分裂增殖，出现细胞的接触抑制，A错误；细胞分裂素是植物激素，不会调节动物细胞的生命活动，B错误；自身的细胞增殖后再回到自身，不会引起免疫排斥反应，C正确；生物活性绷带只能逐渐为伤口提供细胞，而不能源源不断地提供新的细胞，D错误。]
9．C　[动物细胞培养的培养液中的营养物质，除正常的有机营养和无机营养外，还需加入血清等一些天然成分，A正确；该实验遵循单一变量原则，药物X或Y是溶于二甲基亚砜(溶剂)的，所以对照组应该加入等体积的二甲基亚砜(溶剂)，C错误；与对照组相比，药物X处理后的细胞个数最少，抗癌效果较好，D正确。]
10．D　[动物细胞培养中，O2维持细胞代谢，CO2维持培养液的pH，A错误；定期更换培养液，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，B错误；在细胞培养过程中，当细胞密度达到一定程度时，会发生接触抑制现象，与常规细胞培养相比，三维细胞培养技术也存在接触抑制现象，C错误；三维细胞培养技术是在体外为细胞提供类似体内的生长环境，使细胞形成立体的三维结构，可以用于检测某种药物对组织内部细胞的作用，D正确。]
11．BCD　[小鼠胚胎的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不符合题意；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，可能导致细胞生长缓慢，B符合题意；血清经过高温处理后，其中的活性成分变性，失去原有功能，可能导致细胞生长缓慢，C符合题意；小鼠的内环境为弱碱性，若所使用的培养基呈弱酸性，会使细胞的生存环境恶劣，可能导致细胞生长缓慢，D符合题意。]
12．AD　[培养细胞1是原代培养，该过程是获得组织细胞中进行的初次培养，往往会因为细胞密度过大、有害物质积累等分裂受阻，A错误；在配制动物细胞培养液时，除了需要添加一定的营养物质(如糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等)外，往往还需加入动物血清等天然成分，属于合成培养基，B正确；动物细胞培养所需的气体主要有O2和CO2，O2是细胞代谢所必需的，CO2的主要作用是维持培养液的pH，D错误。]
13．(1)胰蛋白酶　原　动物血清　(2)有丝分裂　细胞分化　(3)不是　不会　(4)卵母细胞　细胞核移植
解析　(3)新器官与老器官的遗传物质相同，因此新器官与老器官的重组不属于基因重组。新老器官具有相同的蛋白质等物质，因此新膀胱移植后，不会引起免疫排斥反应。(4)除上述方法外，还可采用体细胞核移植的方法形成相应的组织、器官，即将患者的体细胞核移入去核的卵母细胞中形成重组细胞，进一步培育形成相应的组织、器官。
14．(1)维持培养液的pH　(2)维持动物细胞生长和增殖，保持其生物学性状　防止细菌生长　防止不同“层次”血清混合
(3)大　(4)不同“层次”血清中的营养成分不同　(5)将血清充分混匀后再加入培养液中
解析　(3)在用血球计数板计数细胞时，应该先盖上盖玻片，后滴加细胞悬液，若先滴加细胞悬液，后盖上盖玻片，盖玻片悬浮，统计的计数室的液体量增大，则统计出来的数据比实际值偏大。作业11　动物细胞融合技术及干细胞技术
(分值：100分)
第1～14题，每题5分，共70分。
题组一　动物细胞融合技术
1．下列关于动物细胞融合的叙述，错误的是(　　)
A．在体外培养条件下，动物细胞可自发融合，但是频率极低
B．聚乙二醇具有一定的毒性，对卵细胞不适用
C．物理方法对细胞伤害小，易操作、控制和观察
D．通过人工诱导，只能使不同物种的细胞之间发生融合
2．(2024·淮安高二月考)科学家用灭活的病毒诱导骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合，得到杂交细胞。下列有关该过程中灭活病毒的作用， 叙述正确的是(　　)
A．病毒比较小，可穿过细胞质膜进入细胞内
B．灭活的病毒表面的酶已变性，起作用的是病毒表面的糖蛋白
C．灭活的病毒已失去感染活性，但它表面的抗原结构未被破坏，可使不同的动物细胞进行融合
D．若病毒进入细胞，不会对细胞的生命活动产生干扰
3．(2024·苏州高二期中)植物体细胞杂交和动物细胞融合都可以突破生殖隔离，二者有很多相似之处。下列关于两种技术的说法，正确的是(　　)
A．两种技术只能用于不同种细胞的融合，同种细胞间不可以
B．都是先进行细胞质膜融合，再进行细胞核融合
C．用于动物细胞融合的技术均可以用于植物体细胞杂交
D．植物体细胞杂交不需要获得单个细胞，动物细胞融合需要
题组二　单克隆抗体及其应用
4．甘草酸是中药甘草中的主要活性成分，为了快速检测甘草酸，科研人员利用细胞工程技术制备了抗甘草酸的单克隆抗体，其基本操作过程如图所示。下列相关叙述正确的是(　　)
A．过程①注射相应抗原后应立即从小鼠脾脏中提取细胞甲
B．过程②诱导细胞融合，利用了细胞质膜的选择透过性
C．过程③④的筛选方法相同，细胞丙、丁遗传物质相同
D．过程⑤无论在体内还是体外进行，细胞丁都可大量增殖
5．下列关于单克隆抗体的叙述，错误的是(　　)
A．单克隆抗体由浆细胞和骨髓瘤细胞融合成的杂交细胞合成
B．能产生特定抗体的杂交细胞具有癌细胞的某些特征
C．筛选产生特定抗体的杂交细胞需经过抗原—抗体检测
D．用特定抗原饲喂小鼠，再从小鼠脾脏中分离B淋巴细胞
6．抗体—药物偶联物(ADC)通过将细胞毒素等药物与能特异性识别肿瘤抗原的单克隆抗体结合，实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤。ADC通常由抗体、接头和药物三部分组成，其作用机制如图所示。据图分析，下列相关叙述错误的是(　　)
A．制备单克隆抗体时注射的抗原是肿瘤细胞特有的大分子
B．ADC实现精准杀伤肿瘤细胞的基础是抗体与抗原特异性结合
C．ADC以主动运输的方式进入肿瘤细胞，需要消耗能量
D．ADC在肿瘤细胞中被溶酶体裂解，释放药物，使肿瘤细胞凋亡
题组三　干细胞技术及其应用
7．下列关于诱导多能干细胞(iPS细胞，由成纤维细胞诱导而来)与胚胎干细胞(ES细胞)的叙述，正确的是(　　)
A．可通过细胞形态区分iPS细胞与ES细胞
B．高度分化的组织细胞可诱导形成iPS细胞与ES细胞
C．iPS细胞与ES细胞都具有分化成多种组织细胞的能力
D．iPS细胞与ES细胞的获取和利用均涉及伦理问题
8．如图表示人体骨髓内造血干细胞的增殖分化过程。下列说法正确的是(　　)
A．干细胞分化过程中遗传物质发生了改变
B．干细胞分化出的红细胞仍具有细胞周期
C．干细胞分化过程中，细胞器的种类、数量会发生变化
D．造血干细胞的增殖分化过程能体现干细胞具有全能性
9．科学家借助载体将特定基因导入病人成纤维细胞，获得类似胚胎干细胞的一种诱导多能干细胞(iPS细胞)，通过诱导iPS细胞定向分化，可培育出所需器官进行自体移植。下列有关叙述正确的是(　　)
A．成纤维细胞和iPS细胞中所含基因相同，但表达的基因不完全相同
B．iPS细胞分化成不同细胞的过程中，遗传物质和蛋白质种类都发生了变化
C．正常情况下，心肌细胞不能恢复成iPS细胞，说明细胞分化具有不可逆性
D．利用iPS细胞分化形成的器官进行自体移植前，需适当注射免疫抑制剂
10．(2024·盐城高二期中)科研人员在制备杂交细胞的基础上，获得了能够产生双特异性抗体(BsAb)的双杂交细胞。BsAb可以同时结合两种抗原，拓展了抗EGFR(表皮生长因子受体)单克隆抗体的临床应用范围，其原理如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．制备双杂交细胞所依据的原理是抗原、抗体结合的特异性
B．BsAb能与T细胞表面抗原CD3结合，激活T细胞，发挥体液免疫作用
C．若利用培养液体外培养杂交细胞，需要定期添加新的培养液
D．一种抗原部分结构改变后，可能会出现原双特异性抗体中一种单克隆抗体失效的情况
11．(多选)已知菌种M为组氨酸依赖菌(在缺乏组氨酸的培养基中无法存活)，菌种N为色氨酸依赖菌(在缺乏色氨酸的培养基中无法存活)。为了获得具有它们共同优良性状的融合菌，进行了如图所示的实验。下列分析不正确的是(　　　　)
A．过程a需要纤维素酶和果胶酶去除细胞壁
B．过程b产生的融合细胞类型可能多于3种
C．过程c需要在培养基X中添加组氨酸和色氨酸
D．从培养基X中分离出的菌种P对两种氨基酸均不依赖
12．(多选)(2022·江苏，19)如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具有芳烃羟化酶活性，只有Ⅲ具有胸苷激酶活性，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(　　　　)
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．芳烃羟化酶基因位于2号染色体上，乳酸脱氢酶基因位于11号染色体上
D．胸苷激酶基因位于17号染色体上，磷酸甘油酸激酶基因位于X染色体上
13．(多选)伤寒沙门氏菌的致病毒素是其细胞壁外的脂多糖(LPS)。在研发伤寒沙门氏菌LPS疫苗的过程中，常利用多肽模拟LPS，相似程度越高，其与LPS竞争抗体结合位点的能力越强。研究人员利用抗LPS单克隆抗体进行检测，鉴定多肽A、B模拟LPS抗原特征的相似程度，部分实验步骤如图甲所示，实验结果如图乙所示。下列叙述正确的是(　　　　)
A．单克隆抗体的制备过程中体现了细胞质膜的流动性
B．步骤c中与LPS结合的抗体会被保留，与多肽结合的抗体会被洗脱
C．b过程利用的原理是抗原和抗体的特异性结合
D．由图乙可知，多肽B模拟LPS的效果较好
14．(多选)(2024·扬州高二检测)某实验室做了如图所示的实验研究，下列有关叙述正确的是(　　)
A．图中的肝细胞、神经细胞及X细胞具有相同的基因组成
B．过程③得到的Z细胞还需进行多次筛选
C．过程②细胞的DNA中结合RNA聚合酶的位置不完全相同
D．与纤维母细胞相比，过程①形成的诱导干细胞的全能性较高
15．(12分)双特异性抗体是指一个抗体分子可以与两个不同抗原或同一抗原的两个不同抗原表位相结合，目前最常利用杂交瘤杂交法来制备。长春花是原产于非洲东海岸的野生花卉，其所含的长春碱具有良好的抗肿瘤作用。如图1是科研人员通过杂交—杂交瘤细胞技术(免疫的B淋巴细胞和杂交瘤细胞杂交技术)生产能同时识别癌胚抗原和长春碱的双特异性单克隆抗体的部分过程。图2是某双特异性抗体作用图。请分析回答下列问题：
　　　
(1)与植物体细胞杂交相比，图1中过程②特有的诱导融合的方法是利用__________________诱导。
(2)为选出能产生专一抗体的细胞，要将从HAT培养基上筛选出的细胞稀释到7～10个细胞·mL－1，将细胞稀释液滴入多孔培养板中，使多孔培养板每孔中有______________个细胞，然后筛选出专一抗体检测呈______________(填“阳性”或“阴性”)的细胞进行克隆化培养。
(3)图1中过程①注射癌胚抗原的目的是_________________________________________。
(4)假设图2中双特异性抗体分子是由m个氨基酸形成的，下列叙述不正确的是________(填字母，多选)。
A．该双特异性抗体形成过程中相对分子质量减少18m－80
B．双特异性抗体不可以在人体内持续发挥作用
C．该特异性抗体能与人体内各类肿瘤细胞结合
D．双特异性抗体能与药物和肿瘤细胞结合，因而不具有特异性
(5)与直接使用长春碱相比，使用结合长春碱的双特异性单克隆抗体对人体的副作用更小，原因是________________________________________________________________________。
16.(18分)如图为细胞融合的示意图，据图回答相关问题：
(1)若a、b分别是基因型为yyRr和YYrr的两个玉米品种的花粉，且这两对基因分别位于两对同源染色体上。科学家分别将花粉除去细胞壁，然后诱导其融合，再把这些融合细胞进行培养，培育出了玉米新品种。这两个品种的花粉可用化学诱导剂________________诱导融合，这些融合细胞经过脱分化形成______________，再经培养可以得到________种不同于亲本基因型的玉米(只考虑两两融合)。
(2)若a、b表示番茄和马铃薯两种植物的体细胞。
①在“番茄—马铃薯”杂种植株的培育过程中，运用了植物细胞工程中的_______________技术，植物体细胞融合成功的标志是____________________。
②a、b细胞融合之前，要用到的酶是__________________________，处理后得到________________________________________________________________________。
(3)若a、b分别为骨髓瘤细胞和B淋巴细胞。
①a、b细胞经促融处理后得到d细胞，d细胞经至少两次筛选后得到的细胞可产生所需抗体，该抗体与普通血清抗体相比，具有___________________________________________等特点。
②如图A～H表示单克隆抗体制备过程的各阶段图解，请用箭头把代表各图解的字母按单克隆抗体制备过程的顺序连接起来，正确的顺序为________________________________。
答案精析
1．D　[通过人工诱导细胞融合，不仅能使同物种细胞发生融合，也能使不同物种的细胞之间发生融合。]
2．C　[骨髓瘤细胞和B淋巴细胞融合，得到杂交细胞，在该过程中，灭活的病毒能够诱导细胞融合；灭活病毒表面的糖蛋白和一些酶能够与细胞质膜上的糖蛋白发生作用，使细胞紧密凝集并发生融合，病毒一般不会进入细胞；若病毒进入细胞，会对细胞的生命活动产生一定的干扰。]
3．B　[不同种细胞间可以进行细胞融合，同种细胞间也可以进行细胞融合，且同种细胞间融合难度小于不同种细胞间融合难度，A错误；通常用灭活的病毒促进动物细胞融合，该技术不能用于植物体细胞杂交，C错误；植物体细胞杂交和动物细胞融合均需要获得单个细胞，D错误。]
4．D　[过程①注射相应抗原后，需要机体进行免疫反应，产生具有免疫能力的B淋巴细胞后，才可以从小鼠脾脏中提取细胞甲，A错误；过程②诱导细胞融合，利用了细胞质膜的流动性，B错误；过程③用选择培养基获得杂交细胞，过程④用抗原—抗体检测和克隆化培养得到能产生特定抗体的杂交细胞，C错误；最终获得的杂交细胞既能够无限增殖又能产生专一性的抗体，过程⑤无论在体内还是体外进行，细胞丁都可大量增殖，D正确。]
5．D　[单克隆抗体由两次筛选后得到的能分泌特定抗体的杂交细胞合成，A正确；能产生特定抗体的杂交细胞具有骨髓瘤细胞可以无限增殖的特征，B正确；用“抗原—抗体检测法”可筛选出产生特定抗体的杂交细胞，再扩大培养生产出单克隆抗体，C正确；抗原主要成分是蛋白质，饲喂小鼠时会被水解失去活性，因此应用特定抗原注射小鼠，D错误。]
6．C　[ADC是把抗肿瘤细胞的单克隆抗体跟药物相结合，借助单克隆抗体的定位导向作用将药物定向带到肿瘤细胞，实现精准杀伤肿瘤细胞的基础是抗体与抗原特异性结合，B正确；ADC为大分子复合体，进入肿瘤细胞的方式是胞吞，C错误；ADC通过胞吞的方式进入肿瘤细胞后，溶酶体使其裂解，释放药物，实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤，D正确。]
7．C　[干细胞在形态上具有共性，通常呈圆球形或椭圆球形，细胞体积小，核相对较大，A错误；高度分化的组织细胞可诱导形成iPS细胞，但不能诱导为ES细胞，B错误；iPS细胞和ES细胞分化能力相似，都具有发育全能性，能分化成多种组织细胞，C正确；ES细胞必须从胚胎中获取，涉及伦理问题；但iPS细胞的获得不需使用早期胚胎或原始性腺，使用人的体细胞即可，因此不会引发伦理问题，D错误。]
8．C　[细胞分化过程中遗传物质不变，A错误；红细胞不能分裂，没有细胞周期，B错误；细胞分化是基因选择性表达的结果，干细胞分化过程中细胞器的种类、数量会发生变化，使不同细胞具备不同的功能，C正确；图示造血干细胞分化形成几种血细胞，但没有形成完整个体，也不能表明其具有分化为各种细胞的潜能，因此该过程不能体现干细胞具有全能性，D错误。]
9．C　[据题意“科学家借助载体将特定基因导入病人的成纤维细胞，获得类似胚胎干细胞的一种诱导多能干细胞(iPS细胞)”可知，成纤维细胞和iPS细胞中所含基因不完全相同，A错误；iPS细胞分化成不同细胞的过程，实质是基因的选择性表达，故基因表达的产物——蛋白质的种类发生了变化，但遗传物质没有发生变化，B错误；正常情况下，细胞的分化是不可逆的，故心肌细胞不能恢复成iPS细胞说明细胞分化具有不可逆性，C正确；利用iPS细胞分化形成的器官进行自体移植，可避免机体产生免疫排斥反应，不需要注射免疫抑制剂，D错误。]
10．D　[制备双杂交细胞所依据的基本原理有动物细胞增殖和细胞质膜的流动性，筛选过程利用了选择培养基和抗原、抗体结合的特异性原理，A错误；据图可知，BsAb能与T细胞表面抗原CD3结合，同时能与肿瘤细胞的EGFR结合，该过程会激活T细胞，释放颗粒酶穿孔素，使肿瘤细胞凋亡，发挥了细胞免疫作用，B错误；细胞生长增殖过程中会产生大量的代谢产物，代谢产物的大量积累会对细胞自身造成伤害，因此需要定期更换培养液，C错误；抗原和抗体可特异性结合，抗原的部分结构改变后，可能会出现原双特异性抗体中一种单克隆抗体失效的情况，D正确。]
11．AC　[菌种的细胞壁的成分不是纤维素和果胶，故在过程a中不能用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，A错误；过程b两两融合的细胞有3种类型，分别为M细胞和M细胞融合、N细胞和N细胞融合、M细胞和N细胞融合，但如果两个以上细胞间发生融合会导致融合细胞多于3种类型，B正确；过程c培养基X中不需要添加组氨酸和色氨酸，这样才能筛选出杂种融合菌，C错误；由于培养基X中不含组氨酸和色氨酸，因此，从培养基X中分离出的菌种P对两种氨基酸均不依赖，D正确。]
12．ACD　[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。]
13．ABC　[单克隆抗体的制备过程中应用了动物细胞融合和动物细胞培养技术，其原理分别是细胞质膜的流动性和细胞增殖，A正确；由题干可知，多肽模拟LPS抗原特征的相似程度越高，其与LPS竞争抗体结合位点的能力越强，与多肽结合的抗体会被洗脱掉，而未被洗脱的抗体因与LPS结合而残留在检测板上，未被洗脱的抗体越少的多肽模拟LPS的效果越好；图乙显示加入多肽A清洗后检测板上检出的抗体数量比加入多肽B的少，因此多肽A模拟LPS的效果更好，B正确，D错误。]
14．BCD　[图中的肝细胞、神经细胞均来自甲小鼠，是由诱导干细胞经过有丝分裂、分化形成的，具有相同的基因组成，但X细胞是肿瘤细胞，具有无限增殖的能力，虽然也是来自诱导干细胞，但其应该发生了基因突变具备无限增殖的能力，因此X细胞与图中的肝细胞和神经细胞的遗传物质有差异，A错误；过程②是干细胞再分化为其他组织、器官或细胞，是基因选择性表达的结果，由于不同细胞中被选择表达的基因不同，因此过程②细胞的DNA中结合RNA聚合酶的位置不完全相同，C正确；与纤维母细胞相比，过程①形成的诱导干细胞能够分化成肝细胞、神经细胞、上皮细胞等多种细胞，表明其本身分化程度低，全能性表现能力较高，D正确。]
15．(1)灭活的病毒　(2)最多一　阳性　(3)刺激小鼠产生相应的B淋巴细胞　(4)ACD　(5)双特异性单克隆抗体能将抗癌药物定向带到癌细胞所在位置，在原位置杀死癌细胞，这样既不损伤正常细胞，又减少了用药剂量
解析　(1)诱导动物细胞融合的方法有物理方法(电场诱导融合法)、化学方法(聚乙二醇诱导融合法)、生物方法(用灭活的病毒诱导)。诱导动物细胞融合特有的方法是用灭活的病毒诱导。(4)假设图2中双特异性抗体分子是由m个氨基酸形成的，形成该双特异性抗体分子时，减少的相对分子质量＝脱去的水的相对分子质量＋形成“—S—S—”时脱去的氢的相对原子质量＝18×(m－4)＋2×4＝18m－64，A错误；抗体在人体内有一定时效，不能长期有效发挥作用，B正确；该双特异性抗体具有特异性，不能与人体内各类肿瘤细胞结合，C、D错误。
16．(1)聚乙二醇(PEG)　愈伤组织　4　(2)①植物体细胞杂交　再生出新的细胞壁　②纤维素酶和果胶酶　原生质体
(3)①能高度特异性地识别抗原、与特定抗原发生特异性结合、可以大量制备

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