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第40讲 动物细胞工程（知识清单）
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知识主脉络：可视化思维导图，建立知识框架
核心知识库：重难考点总结，梳理必背知识、归纳重点 考点1动物细胞培养★★★☆☆ 考点2动物细胞融合★★★☆☆ 考点3单克隆抗体★★★☆☆ 考点4动物体细胞核移植技术和克隆动物★★★☆☆
陷阱预警台：识别高频错误，提供防错策略（3大陷阱规避）
素养加油站：前沿科研成果或热点问题分析
真题挑战场：感知真题，检验成果，考点追溯
考点1 动物细胞培养★★★☆☆
1.概念：从动物体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后在适宜的培养条件下，让这些细胞生长和增殖的技术。
2.原理：细胞增殖。
3.条件
（1）营养：一般使用液体培养基，培养基中应含有细胞所需要的各种营养物质，通常需要加入血清等一些天然成分。
（2）无菌、无毒的环境
①需要对培养液和所有培养用具进行灭菌处理以及在无菌环境下进行操作。
②培养液还需要定期更换，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。
（3）温度、pH和渗透压
①哺乳动物细胞培养的温度多以（36.5±0.5）__℃为宜。
②多数动物细胞生存的适宜pH为7.2～7.4。
③渗透压也是动物细胞培养过程中需要考虑的一个重要环境参数。
（4）气体环境
①动物细胞培养所需气体主要有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。
②在进行细胞培养时，通常采用培养皿或松盖培养瓶，并将它们置于含有95%空气和5%CO2的混合气体的CO2培养箱中进行培养。
4.培养过程
（1）悬浮生长：细胞悬浮在培养液中生长增殖。密度过大时，由于有害代谢物积累和培养液中营养物质缺乏等因素，细胞分裂受阻。
（2）细胞贴壁：多数细胞贴附在培养瓶的瓶壁上生长。
（3）接触抑制：当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞会停止分裂增殖的现象称为细胞的接触抑制。
（4）原代培养：指动物组织经处理后的初次培养（即在出现首次接触抑制之前）。
（5）传代培养：分瓶后的细胞培养。当出现接触抑制，需要传代培养时要先用胰蛋白酶等处理，使贴壁生长的细胞从瓶壁上脱离下来，再用离心法收集。
特别提醒
1.区分原代培养和传代培养
①分瓶前，第一次用胰蛋白酶对动物组织进行处理后的培养是原代培养。
②第二次用胰蛋白酶处理，使细胞从瓶壁上脱离下来，分瓶后的细胞培养为传代培养。
2.培养前分散成单个细胞的原因：①分散后细胞的生长与增殖不会被彼此限制；②分散有利于细胞与培养液充分接触，保证O2与营养的供应和代谢物的及时排出。
3.区分两种“培养”的关键是看用胰蛋白酶处理的对象。
4.用酶两次处理的目的：第一次使用的目的是使组织细胞分散开；第二次使用的目的是使细胞从瓶壁上脱离下来，便于分散后继续传代培养。
5.接触抑制和细胞贴壁都离不开细胞表面的糖蛋白，涉及基因的选择性表达。
5.干细胞培养及其应用
（1）来源：早期胚胎、骨髓和脐带血等多种组织和器官中。
（2）类型：胚胎干细胞和成体干细胞等。
（3）胚胎干细胞（简称ES细胞）
①概念：存在于早期胚胎中，具有分化为成年动物体内的任何一种类型的细胞，并进一步形成机体的所有组织和器官甚至个体的潜能。
②局限：胚胎干细胞必须从胚胎中获取，这涉及伦理问题，因而限制了它在医学上的应用。
③成果：目前科学家已经分离了兔、牛、猴和人等的ES细胞，并证明了ES细胞可以在体外分化成心肌细胞、神经元和造血干细胞等细胞。
（4）成体干细胞
①概念：成体组织或器官内的干细胞。
②类型
③特点：具有组织特异性，只能分化成特定的细胞或组织，不具有发育成完整个体的能力。
④作用：有着自我更新能力及分化潜能的干细胞，与组织、器官的发育、再生和修复等密切相关。
⑤应用
1）造血干细胞：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。
2）神经干细胞：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）诱导多能干细胞
①概念：通过体外诱导成纤维细胞等，获得类似胚胎干细胞的一种细胞，被称为诱导多能干细胞（简称iPS细胞）。
②应用：治疗小鼠的镰状细胞贫血；用iPS细胞治疗阿尔茨海默病、心血管疾病等领域的研究也取得了新进展。
③优点：诱导过程无须破坏胚胎；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。
④制备方法：借助载体将特定基因导入细胞中，直接将特定蛋白导入细胞中或者用小分子化合物等来诱导形成iPS细胞。
⑤来源：成纤维细胞、已分化的T细胞、B细胞等。
【教材隐性知识】源于选择性必修3P46“相关信息”科学家已尝试采用多种方法来制备iPS细胞，包括借助载体将特定基因导入细胞中，直接将特定蛋白导入细胞中或者用小分子化合物等来诱导形成iPS细胞。iPS细胞最初是由成纤维细胞转化而来的，后来发现已分化的T细胞、B细胞等也能被诱导为iPS细胞。
考点2 动物细胞融合★★★☆☆
1.概念：使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术。
2.原理：细胞膜的流动性。
3.诱导融合的方法
4.结果：形成具有原来两个或多个细胞的遗传信息的杂交细胞。
5.意义：细胞融合技术突破了有性杂交的局限，使远缘杂交成为可能。
6.应用
（1）成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和培育生物新品种等的重要手段。
（2）用于制造单克隆抗体。
【教材拾遗】（选择性必修3P48相关信息）灭活病毒诱导细胞融合的原理：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，使细胞互相凝聚，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。
考点3 单克隆抗体★★★☆☆
1.传统抗体的获得
（1）方法：向动物体内反复注射某种抗原，使动物产生抗体，然后从动物血清中分离所需抗体。
（2）缺陷：产量低、纯度低、特异性差。
2.单克隆抗体的制备
（1）大量制备单一抗体的思路
（2）存在的问题：B淋巴细胞不可能无限增殖。
（3）解决方案
把一种B淋巴细胞与能在体外大量增殖的骨髓瘤细胞融合，所得到的融合细胞就可能大量增殖，产生足够数量的特定抗体。
（4）制备过程
3.单克隆抗体的优点
（1）能准确地识别抗原的细微差异。
（2）可以与特定抗原发生特异性结合。
（3）可以大量制备。
4.单克隆抗体的应用
（1）用作诊断试剂，可定位诊断肿瘤、心血管畸形等疾病。
（2）运载药物，如ADC（抗体—药物偶联物）。
（3）直接用于治疗疾病。
5.制备单克隆抗体过程中两次筛选的方法及目的
项目 第一次筛选 第二次筛选
筛选原因 诱导融合后得到多种融合细胞，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，产生分泌其他抗体的淋巴细胞
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都会死亡，只有融合的杂交瘤细胞才能生长 用96孔板进行克隆化培养和抗体检测（每个孔中尽量只接种一个杂交瘤细胞），经多次筛选得到能产生特异性抗体的细胞群
筛选目的 得到杂交瘤细胞 得到既能分泌所需抗体又能大量增殖的杂交瘤细胞
6.血清抗体与单克隆抗体比较
名称 产生 特点
血清抗体 由浆细胞分泌 一般从血清中分离，产量低、纯度低、特异性差
单克隆抗体 由杂交瘤细胞分泌 准确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
特别提醒
1.与骨髓瘤细胞融合的是混杂细胞（脾脏细胞经离心分离所得，成分复杂，含活化的B细胞及少量浆细胞），单独分离纯化浆细胞技术复杂、成本过高。
2.两次筛选的目的：
第一次是在诱导融合之后，利用特定的选择培养基筛选出杂交瘤细胞。
第二次是对上述杂交瘤细胞进行筛选，利用96孔板培养，采用专一抗体检测的方法筛选出能产生所需特定抗体的杂交瘤细胞。
考点4 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
（1）概念：将动物一个细胞的细胞核移入去核的卵母细胞中，使这个重新组合的细胞发育成新胚胎，继而发育成动物个体的技术。
（2）原理：动物细胞核的全能性。
（3）哺乳动物核移植分类
种类 难易程度 原因
胚胎细胞核移植 相对容易 分化程度低，表现全能性相对容易
体细胞核移植 十分困难 分化程度高，表现全能性十分困难
（4）非人灵长类动物的体细胞核移植困难的原因
①供体细胞的细胞核在去核卵母细胞中不能完全恢复其分化前的功能状态。
②对非人灵长类动物胚胎进行操作的技术尚不完善。
【教材拾遗】（选怿性必修3P52正文）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.动物体细胞核移植技术的过程（以克隆高产奶牛为例）
①卵母细胞。
②MⅡ期。
③显微操作去核。
④高产奶牛（供体）。
⑤从供体奶牛上取体细胞进行培养。
⑥将供体细胞注入去核的卵母细胞。
⑦通过电融合法使两细胞融合，供体核进入卵母细胞，形成重构胚。
⑧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，使其完成细胞分裂和发育进程。
⑨将胚胎移入受体（代孕）母牛。
⑩生出与供体奶牛遗传物质基本相同的犊牛。
【教材拾遗】
1.（选择性必修3P52相关信息）减数分裂Ⅱ中期卵母细胞中的“核”其实是纺锤体—染色体复合物。
2.（选择性必修3P54相关信息）目前动物细胞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胞透明带的情况下去核或使其中的DNA变性。
3.结果：克隆动物性状与供体基本相同。
特别提醒
1.进行核移植时，要选用去核的MⅡ期的卵母细胞的原因
（1）此类细胞体积大，易于操作。
（2）卵黄多，可为胚胎发育提供充足的营养。
（3）卵母细胞的细胞质中存在激发细胞核全能性表达的物质。
2.克隆动物性状与供体基本相同的原因
克隆动物的大部分性状受细胞核控制，而细胞核来自供体；克隆动物的细胞质遗传物质可来自受体卵母细胞的细胞质；生物的性状不仅与遗传物质有关，还受环境影响。
4.体细胞核移植技术的应用前景
（1）畜牧生产方面：加速家畜遗传改良进程、促进优良畜群繁育。
（2）医药卫生领域
①转基因克隆动物作为生物反应器，生产珍贵的医用蛋白。
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，经过诱导分化能形成相应的细胞、组织或器官后，将它们移植给患者时可以避免发生免疫排斥反应。
（3）科学研究
①了解胚胎发育及衰老过程。
②分析致病基因，研究疾病的致病机制，开发相应药物。
（4）保护濒危物种方面：保护濒危物种，增加濒危物种的存活数量。
5.体细胞核移植技术存在的问题
（1）成功率非常低，各个技术环节也有待进一步改进。
（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，如体形过大、异常肥胖、发育困难、脏器缺陷和免疫失调等。
（3）相对于技术研究，核移植的理论研究较为滞后，需要与发育生物学、细胞生物学和分子遗传学等学科更深层次的理论研究相结合。
特别提醒
细胞核移植技术中的三个注意点
①动物细胞核移植技术，体现了动物细胞核的全能性而非细胞的全能性。
②克隆属于无性繁殖，产生新个体的性别、绝大多数性状与供核亲本一致。
③核移植技术获得的动物与供核动物性状不完全相同的原因：a.克隆动物细胞质中的遗传物质来自去核卵母细胞；b.性状受环境的影响；c.在个体发育过程中有可能发生基因突变。
陷阱1 动物细胞培养的几点易错点
易错表现 正确理解
认为营养供应充足时，传代培养的胚胎干细胞不会发生接触抑制 即使营养供应充足，传代培养的胚胎干细胞也会发生接触抑制
认为进行动物细胞培养时，血清应经过高温处理后加入培养基 高温会使血清中含有的促进细胞生长和增殖所需要的营养物质失活，而使培养的动物细胞生长缓慢等
认为将动物细胞置于含有95％O2和5％CO2的混合气体的CO2培养箱中进行培养 将动物细胞置于含有95％空气和5％CO2的混合气体的CO2培养箱中进行培养
认为动物细胞在培养过程中都具有细胞贴壁的现象 体外培养的动物细胞可以分为两大类：一类细胞能够悬浮在培养液中生长增殖，不具有细胞贴壁的现象；另一类则需要贴附于某些基质表面才能生长增殖，大多数细胞属于这种类型
陷阱2 动物细胞融合技术与单克隆抗体的几点易错点
易错表现 正确理解
认为用物理、化学或生物的方法激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育进程 激活重构胚的方法是物理或化学方法
认为灭活是用物理或化学手段杀灭细菌或病毒，使其各种结构都失去相应的功能 灭活是用物理或化学手段使病毒或细菌失去感染能力，但并不破坏它们的抗原结构
陷阱3 动物体细胞核移植技术和克隆动物的几点易错点
易错表现 正确理解
认为动物细胞核移植的受体细胞必须是卵细胞 动物细胞核移植的受体细胞必须是（MⅡ期）卵母细胞
认为克隆动物的性状与供体动物完全相同 克隆动物的性状主要由供体细胞核来决定，也与去核的卵母细胞的细胞质有关
认为核移植可分为体细胞核移植和生殖细胞核移植 核移植的供体细胞都是体细胞，若来自已有个体则为体细胞核移植，若体细胞来自早期胚胎则为胚胎细胞核移植，后者供体细胞分化程度较低，表现全能性相对容易
1.基因编辑与育种技术创新
（1）多基因编辑抗病育种：2025年10月12日召开的世界农业科技创新大会上，首农食品集团发布了多基因编辑育种新技术，并培育出全球首例同时编辑5个抗病基因的猪。该技术不仅自主研发了效率更高的基因编辑工具，还建立了国际先进的多基因编辑系统，为培育既抗病又高产的“全能型种猪”奠定了基础。
（2）单倍体干细胞育种：2025年10月7日，内蒙古大学教授杨磊、李光鹏团队与同济大学高绍荣院士团队合作，在《自然 生物技术》上发表成果，成功培育出世界首例单倍体干细胞制备牛羊，并建立了全新的反刍动物单倍体育种策略。该技术将传统育种周期从20年缩短至12个月左右，成本显著降低。
2.再生医学与器官再造：2025年5月20日，《NatureBiomedicalEngineering》发表了吉林大学杨永广/胡正/李子义团队和中国科学院动物研究所周琪/李伟团队合作的研究论文。他们建立了免疫缺陷猪的构建和净化平台，首次实现重症免疫缺陷猪长程饲养（>500天），并构建了对人类细胞具有高度兼容性的免疫缺陷猪，实现了人造血干/祖细胞在猪体内长时间（>200天）植入和高比例（>90%）、多谱系重建，为利用猪模型规模化制备人类造血免疫细胞和人源化器官的再造奠定了基础。
3.AI与动物工程的融合：在2025世界农业科技创新大会上，“AI+畜禽育种协同创新平台”启动。该平台由首农牵头，联合多家科研机构和企业搭建，以畜禽种质资源基因库、养殖场和大数据中心为依托，借助AI大模型分析海量育种数据，结合合成生物学技术，初步实现“按需设计”育种，推动从“经验育种”向“智能设计育种”转变。
考点预测：
1.基因编辑技术的深化与应用拓展
（1）精准编辑与多基因调控：新型基因编辑工具如碱基编辑器和先导编辑器将不断优化，提高编辑精度和效率，降低脱靶效应。同时，多基因编辑技术将成为研究热点，通过同时调控多个基因，实现对动物复杂性状的精准改良，如提高动物的抗病能力、生产性能等。
（2）基因编辑的伦理与监管：随着基因编辑技术在动物领域的广泛应用，其伦理和安全性问题将受到更多关注。相关的伦理讨论和监管机制的建立将成为重要考点，例如基因编辑动物的释放对生态环境的影响，以及动物福利问题等。
2.动物生物反应器的创新发展
（1）高效表达系统的构建：利用合成生物学、生物信息学等技术，优化动物生物反应器的表达系统，提高外源基因的表达水平和稳定性。这可能涉及到对启动子、增强子等调控元件的研究和应用，以及对细胞代谢途径的改造。
（2）新型生物反应器的开发：除了传统的乳腺生物反应器等，唾液腺生物反应器、膀胱生物反应器等新型生物反应器的研究和开发可能会成为考点，考查其原理、优势以及面临的技术挑战。
3.细胞治疗与再生医学的突破
（1）干细胞技术的临床应用：胚胎干细胞、诱导多能干细胞等在动物疾病治疗和再生医学中的应用将是重要考向，如干细胞治疗动物关节疾病、神经系统疾病等的原理、方法和最新研究成果。
（2）组织工程与器官再生：3D生物打印技术在动物组织工程和器官再生中的应用，如打印动物器官的结构、功能以及面临的技术难题，如细胞活性维持、血管化等问题可能会被考查。
4.动物疫病防控的新技术
（1）基因工程疫苗的研发：运用基因工程技术研发新型动物疫苗，如非洲猪瘟亚单位疫苗、活载体疫苗等，考查其研发原理、优势以及与传统疫苗的比较。
（2）智能化监测预警系统：结合大数据、人工智能和物联网技术，建立动物疫病智能化监测预警系统，涉及到数据采集、分析和预警模型的构建等知识点。
5.人工智能与动物工程的融合
（1）AI辅助育种：利用人工智能技术分析动物基因组数据、表型数据等，辅助动物育种决策，提高育种效率和准确性，可能会考查相关的算法和模型。
（2）智能诊疗设备：兽医影像AI辅助诊断系统、可穿戴式动物健康监测设备等的工作原理、应用场景以及对动物医疗行业的影响。
1．（2025·江西·高考真题）诱导多能干细胞(ips细胞)在生物医药领域有广阔的应用前景。研究人员利用多种小分子化合物协同诱导小鼠胎儿成纤维细胞，成功获得ips细胞。下列叙述错误的是（　　）
A．小分子化合物改变了小鼠胎儿成纤维细胞的基因表达
B．小鼠胎儿成纤维细胞形成ips细胞的过程属于细胞分化
C．利用胰蛋白酶处理小鼠胎儿某些组织可获得分散的成纤维细胞
D．培养小鼠胎儿成纤维细胞和ips细胞时需提供一定浓度的CO2
【答案】B
【详解】A、小分子化合物通过调控基因表达使成纤维细胞重编程为ips细胞，改变了原有基因表达模式，A正确；
B、成纤维细胞形成ips细胞的过程是逆分化（去分化），而非细胞分化，B错误；
C、胰蛋白酶可分解细胞间质蛋白，使组织分散为单个细胞，符合动物细胞培养操作，C正确；
D、动物细胞培养通常需要5% CO2以维持培养液pH，成纤维细胞和ips细胞培养均需此条件，D正确。
故选B。
【考点追溯】
通过体外诱导成纤维细胞等，获得类似胚胎干细胞的一种细胞，被称为诱导多能干细胞（简称iPS细胞）。
2．（2025·贵州·高考真题）下图为PML蛋白单克隆抗体的制备过程。下列叙述正确的是（　　）
A．应使用总蛋白进行多次免疫且每次免疫间隔适宜时间
B．W细胞是先提取B淋巴细胞再用PML蛋白免疫而获得
C．步骤2的目的是去除不能产生特异性抗体的细胞
D．应选择孔2中的细胞进行后续处理以制备单克隆抗体
【答案】D
【详解】A、PML蛋白单克隆抗体的制备过程，应用PML蛋白作为抗原间隔多次免疫小鼠，目的是获得更多的能产生PML蛋白抗体的B淋巴细胞，A错误；
B、W细胞是先用PML蛋白免疫而获得相应的B淋巴细胞，后通过筛选提取能产生单一抗体的B淋巴细胞，B错误；
C、根据题意可知步骤1是诱导W细胞与骨髓瘤细胞融合，步骤2是利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞，C错误；
D、根据电泳结果可知应选择孔2中的细胞进行后续处理以制备单克隆抗体，因为孔2中的细胞能特异性产生高密度PML蛋白，D正确。
故选D。
【考点追溯】
单克隆抗体制备过程中,第一次筛选的目的是筛选出杂交瘤细胞,第二次筛选的目的是筛选出能产生所需抗体的杂交瘤细胞。(P49)
3．（2025·甘肃·高考真题）肿瘤坏死因子α（TNF-α）是一种细胞因子，高浓度时可以引发疾病。研究者利用细胞工程技术制备了TNF-α的单克隆抗体，用于治疗由TNF-α引发的疾病，制备流程如下图。下列叙述正确的是（　　）
A．①是从小鼠的血液中获得的骨髓瘤细胞
B．②含未融合细胞、同种核及异种核融合细胞
C．③需用特定培养基筛选得到大量的杂交瘤细胞
D．④需在体外或小鼠腹腔进行克隆化培养和抗体检测
【答案】B
【分析】单克隆抗体制备流程：先给小鼠注射特定抗原使之发生免疫反应，之后从小鼠脾脏中获取已经免疫的B淋巴细胞；诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合，利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞；进行抗体检测，筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞；进行克隆化培养，即用培养基培养和注入小鼠腹腔中培养；最后从培养液或小鼠腹水中获取单克隆抗体。
【详解】A、骨髓瘤细胞应该从骨髓中获取，A错误；
B、B细胞和骨髓瘤细胞的融合是随机的，可能有些细胞不发生融合，有些两两融合，有些多个融合，有同种核融合细胞，也有异种核融合细胞，B正确；
C、诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合，利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞，但不能得到大量的，C错误；
D、进行克隆化培养，即用培养基培养和注入小鼠腹腔中培养，抗体检测不是在小鼠腹腔内进行，D错误。
故选B。
【考点追溯】
制备单克隆抗体需要的技术:动物细胞融合和动物细胞培养。原理:细胞膜的流动性和细胞增殖。
4．（2025·广东·高考真题）将人眼睑成纤维细胞传代培养后，再培养形成支架，在该支架上接种人口腔黏膜上皮细胞，培养一段时间后分离获得上皮细胞片层，可用于人工角膜的研究。上述过程不涉及（ ）
A．制备细胞悬液
B．置于等适宜条件下培养
C．离心收集细胞
D．用胰蛋白酶消化支架后分离片层
【答案】D
【分析】动物细胞培养条件：（1）无菌、无毒的环境：①消毒、灭菌②添加一定量的抗生素③定期更换培养液，以清除代谢废物。（2）营养物质：糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等，还需加入血清、血浆等天然物质。（3）温度和pH：哺乳动物多以36.5℃为宜，最适pH为7.2-7.4。（4）气体环境：95%空气（细胞代谢必需的）和5%的CO2（维持培养液的pH。）
【详解】A、动物细胞培养时，为增大细胞与培养液的接触面积，需要制备细胞悬液，A正确；
B、置于等适宜条件下培养，其中5%的CO2可维持培养液的pH，B正确；
C、在成纤维细胞传代培养过程中需要通过离心收集细胞，C正确；
D、不用胰蛋白酶消化支架，避免将上皮细胞片层分离成单独细胞，D错误。
故选D。
【考点追溯】
动物细胞培养所需气体主要有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。在进行细胞培养时,通常采用培养皿或松盖培养瓶,并将它们置于含有95%空气和5%CO2的混合气体的CO2培养箱中进行培养。(P44)
5．（2025·湖北·高考真题）利用犬肾细胞MDCK扩增流感病毒，生产流感疫苗，具有标准化、产量高等优点。但MDCK细胞贴壁生长的特性不利于生产规模的扩大，严重制约疫苗的生产效率。研究人员通过筛选，成功获得一种无成瘤性的（多代培养不会癌变）、可悬浮培养的MDCK细胞——XF06.下列叙述错误的是（　　）
A．XF06悬浮培养可提高细胞密度，进而提升生产效率
B．细胞贴壁生长特性的改变是由于流感病毒感染所导致
C．可采用离心技术从感染病毒的细胞裂解液中分离出流感病毒
D．采用无成瘤性细胞生产疫苗，是为了避免疫苗中有致瘤DNA的污染
【答案】B
【分析】动物细胞培养是指从动物体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后在适当的培养条件下，让这些细胞生长和增殖的技术。动物细胞培养需满足基本的营养条件，培养液中需有氨基酸、无机盐、糖类和维生素等，同时需要适宜的温度、pH和渗透压，还需在无菌无毒的环境下去培养。无菌：对培养液和所有的培养用具进行灭菌处理，在无菌的环境下进行操作；无毒：定期更换培养液，以便清除代谢产物。
【详解】A、悬浮培养的XF06细胞无需贴壁，可在培养液中自由增殖，从而提高细胞密度，扩大病毒产量，提升生产效率，A正确；
B、XF06细胞的贴壁特性改变是通过筛选获得的遗传特性，而非流感病毒感染所致（病毒感染仅用于扩增病毒，不改变宿主细胞生长方式），B错误；
C、流感病毒释放到细胞裂解液后，离心可分离细胞碎片（沉淀）与病毒（上清液），C正确；
D、无成瘤性细胞不含癌基因，可避免疫苗中混入致瘤性DNA片段，确保疫苗安全性，D正确；
故选B。
【考点追溯】
动物细胞培养是指从动物体中取出相关的组织,将它分散成单个细胞,然后在适宜的培养条件下,让这些细胞生长和增殖的技术。(P43)
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核心知识库：重难考点总结，梳理必背知识、归纳重点 考点1动物细胞培养★★★☆☆ 考点2动物细胞融合★★★☆☆ 考点3单克隆抗体★★★☆☆ 考点4动物体细胞核移植技术和克隆动物★★★☆☆
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考点1 动物细胞培养★★★☆☆
1.概念：从动物体中取出相关的组织，将它分散成 ，然后在适宜的培养条件下，让这些细胞 的技术。
2.原理： 。
3.条件
（1）营养：一般使用 培养基，培养基中应含有细胞所需要的各种营养物质，通常需要加入 等一些天然成分。
（2）无菌、无毒的环境
①需要对培养液和所有培养用具进行 处理以及在 环境下进行操作。
②培养液还需要 ，以便清除代谢物，防止 对细胞自身造成危害。
（3）温度、pH和渗透压
①哺乳动物细胞培养的温度多以 为宜。
②多数动物细胞生存的适宜pH为 。
③渗透压也是动物细胞培养过程中需要考虑的一个重要环境参数。
（4）气体环境
①动物细胞培养所需气体主要有 。O2是 所必需的，CO2的主要作用是 。
②在进行细胞培养时，通常采用培养皿或松盖培养瓶，并将它们置于 的CO2培养箱中进行培养。
4.培养过程
（1）悬浮生长：细胞悬浮在培养液中生长增殖。密度过大时，由于 积累和培养液中 等因素，细胞分裂受阻。
（2）细胞贴壁：多数细胞贴附在 上生长。
（3）接触抑制：当贴壁细胞分裂生长到表面 时，细胞会 的现象称为细胞的接触抑制。
（4）原代培养：指动物组织经处理后的 （即在出现首次接触抑制之前）。
（5）传代培养：分瓶后的细胞培养。当出现接触抑制，需要传代培养时要先用 等处理，使贴壁生长的细胞从瓶壁上脱离下来，再用 法收集。
特别提醒
1.区分原代培养和传代培养
①分瓶前，第一次用胰蛋白酶对动物组织进行处理后的培养是原代培养。
②第二次用胰蛋白酶处理，使细胞从瓶壁上脱离下来，分瓶后的细胞培养为传代培养。
2.培养前分散成单个细胞的原因：①分散后细胞的生长与增殖不会被彼此限制；②分散有利于细胞与培养液充分接触，保证O2与营养的供应和代谢物的及时排出。
3.区分两种“培养”的关键是看用胰蛋白酶处理的对象。
4.用酶两次处理的目的：第一次使用的目的是使组织细胞分散开；第二次使用的目的是使细胞从瓶壁上脱离下来，便于分散后继续传代培养。
5.接触抑制和细胞贴壁都离不开细胞表面的糖蛋白，涉及基因的选择性表达。
5.干细胞培养及其应用
（1）来源： 、骨髓和 等多种组织和器官中。
（2）类型： 干细胞和 干细胞等。
（3）胚胎干细胞（简称ES细胞）
①概念：存在于 中，具有分化为 动物体内的任何一种类型的细胞，并进一步形成机体的所有 和器官甚至 的潜能。
②局限：胚胎干细胞必须从 中获取，这涉及伦理问题，因而限制了它在医学上的应用。
③成果：目前科学家已经分离了兔、牛、猴和人等的ES细胞，并证明了ES细胞可以在体外分化成 、 和造血干细胞等细胞。
（4）成体干细胞
①概念： 组织或器官内的干细胞。
②类型
③特点：具有 ，只能分化成特定的细胞或组织， 发育成完整个体的能力。
④作用：有着自我更新能力及 的干细胞，与组织、器官的发育、再生和 等密切相关。
⑤应用
1）造血干细胞：治疗 及一些恶性肿瘤放疗或化疗后引起的造血系统、 功能障碍等疾病。
2）神经干细胞：治疗神经 和神经系统 （如帕金森病、阿尔茨海默病等）。
（5）诱导多能干细胞
①概念：通过体外诱导 细胞等，获得类似胚胎干细胞的一种细胞，被称为诱导多能干细胞（简称iPS细胞）。
②应用：治疗小鼠的镰状细胞贫血；用iPS细胞治疗阿尔茨海默病、心血管疾病等领域的研究也取得了新进展。
③优点：诱导过程无须破坏胚胎；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。
④制备方法：借助 将特定 导入细胞中，直接将特定 导入细胞中或者用 等来诱导形成iPS细胞。
⑤来源：成纤维细胞、已分化的 、 等。
【教材隐性知识】源于选择性必修3P46“相关信息”科学家已尝试采用多种方法来制备iPS细胞，包括借助载体将特定基因导入细胞中，直接将特定蛋白导入细胞中或者用小分子化合物等来诱导形成iPS细胞。iPS细胞最初是由成纤维细胞转化而来的，后来发现已分化的T细胞、B细胞等也能被诱导为iPS细胞。
考点2 动物细胞融合★★★☆☆
1.概念：使 或 动物细胞结合形成 的技术。
2.原理： 。
3.诱导融合的方法
4.结果：形成具有原来两个或多个细胞的遗传信息的杂交细胞。
5.意义：细胞融合技术突破了 的局限，使 成为可能。
6.应用
（1）成为研究细胞 、细胞 、肿瘤和培育 等的重要手段。
（2）用于制造 。
【教材拾遗】（选择性必修3P48相关信息）灭活病毒诱导细胞融合的原理：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，使细胞互相凝聚，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。
考点3 单克隆抗体★★★☆☆
1.传统抗体的获得
（1）方法：向动物体内反复注射某种 ，使动物产生抗体，然后从动物血清中分离所需 。
（2）缺陷： 、纯度低、 。
2.单克隆抗体的制备
（1）大量制备单一抗体的思路
（2）存在的问题：B淋巴细胞 。
（3）解决方案
把一种B淋巴细胞与能在体外大量增殖的 融合，所得到的融合细胞就可能大量增殖，产生足够数量的特定抗体。
（4）制备过程
3.单克隆抗体的优点
（1）能准确地识别 的细微差异。
（2）可以与特定抗原发生 结合。
（3）可以 制备。
4.单克隆抗体的应用
（1）用作 ，可定位诊断肿瘤、心血管畸形等疾病。
（2）运载药物，如ADC（抗体—药物偶联物）。
（3）直接用于治疗疾病。
5.制备单克隆抗体过程中两次筛选的方法及目的
项目 第一次筛选 第二次筛选
筛选原因 诱导融合后得到多种融合细胞，另外还有未融合的细胞 由于小鼠在生活中还受到其他 的刺激，产生分泌其他抗体的淋巴细胞
筛选方法 用特定的 筛选：未融合的细胞和同种细胞融合后形成的细胞都会死亡，只有融合的杂交瘤细胞才能生长 用96孔板进行 和 （每个孔中尽量只接种一个杂交瘤细胞），经多次筛选得到能产生特异性抗体的细胞群
筛选目的
6.血清抗体与单克隆抗体比较
名称 产生 特点
血清抗体 由 分泌 一般从血清中分离，产量低、纯度低、特异性差
单克隆抗体 由 分泌 准确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
特别提醒
1.与骨髓瘤细胞融合的是混杂细胞（脾脏细胞经离心分离所得，成分复杂，含活化的B细胞及少量浆细胞），单独分离纯化浆细胞技术复杂、成本过高。
2.两次筛选的目的：
第一次是在诱导融合之后，利用特定的选择培养基筛选出杂交瘤细胞。
第二次是对上述杂交瘤细胞进行筛选，利用96孔板培养，采用专一抗体检测的方法筛选出能产生所需特定抗体的杂交瘤细胞。
考点4 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
（1）概念：将动物一个细胞的 移入去核的 中，使这个重新组合的细胞发育成 ，继而发育成动物个体的技术。
（2）原理： 的全能性。
（3）哺乳动物核移植分类
种类 难易程度 原因
核移植 相对容易 分化程度 ，表现全能性相对容易
体细胞核移植 十分困难 分化程度 ，表现全能性十分困难
（4）非人灵长类动物的体细胞核移植困难的原因
①供体细胞的细胞核在去核卵母细胞中 。
②对非人灵长类动物胚胎进行操作的技术 。
【教材拾遗】（选怿性必修3P52正文）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.动物体细胞核移植技术的过程（以克隆高产奶牛为例）
① 。
② 。
③ 。
④ 。
⑤ 。
⑥ 。
⑦ 。
⑧ 。
⑨ 。
⑩ 。
【教材拾遗】
1.（选择性必修3P52相关信息）减数分裂Ⅱ中期卵母细胞中的“核”其实是纺锤体—染色体复合物。
2.（选择性必修3P54相关信息）目前动物细胞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胞透明带的情况下去核或使其中的DNA变性。
3.结果：克隆动物性状与供体基本相同。
特别提醒
1.进行核移植时，要选用去核的MⅡ期的卵母细胞的原因
（1）此类细胞体积大，易于操作。
（2）卵黄多，可为胚胎发育提供充足的营养。
（3）卵母细胞的细胞质中存在激发细胞核全能性表达的物质。
2.克隆动物性状与供体基本相同的原因
克隆动物的大部分性状受细胞核控制，而细胞核来自供体；克隆动物的细胞质遗传物质可来自受体卵母细胞的细胞质；生物的性状不仅与遗传物质有关，还受环境影响。
4.体细胞核移植技术的应用前景
（1）畜牧生产方面：加速家畜 进程、促进优良畜群繁育。
（2）医药卫生领域
①转基因克隆动物作为 ，生产珍贵的 。
②转基因克隆动物的细胞、组织或器官可以用于 。
③人核移植胚胎干细胞，经过诱导分化能形成相应的细胞、组织或器官后，将它们移植给患者时可以避免发生 反应。
（3）科学研究
①了解胚胎发育及 。
②分析 ，研究疾病的 ，开发相应药物。
（4）保护濒危物种方面：保护 ，增加濒危物种的存活数量。
5.体细胞核移植技术存在的问题
（1）成功率非常 ，各个技术环节也有待进一步改进。
（2）绝大多数克隆动物存在 问题，表现出遗传和生理缺陷，如体形过大、异常肥胖、 、脏器缺陷和 等。
（3）相对于技术研究，核移植的 较为滞后，需要与发育生物学、 和 等学科更深层次的理论研究相结合。
特别提醒
细胞核移植技术中的三个注意点
①动物细胞核移植技术，体现了动物细胞核的全能性而非细胞的全能性。
②克隆属于无性繁殖，产生新个体的性别、绝大多数性状与供核亲本一致。
③核移植技术获得的动物与供核动物性状不完全相同的原因：a.克隆动物细胞质中的遗传物质来自去核卵母细胞；b.性状受环境的影响；c.在个体发育过程中有可能发生基因突变。
陷阱1 动物细胞培养的几点易错点
易错表现 正确理解
认为营养供应充足时，传代培养的胚胎干细胞不会发生接触抑制 即使营养供应充足，传代培养的胚胎干细胞也会发生接触抑制
认为进行动物细胞培养时，血清应经过高温处理后加入培养基 高温会使血清中含有的促进细胞生长和增殖所需要的营养物质失活，而使培养的动物细胞生长缓慢等
认为将动物细胞置于含有95％O2和5％CO2的混合气体的CO2培养箱中进行培养 将动物细胞置于含有95％空气和5％CO2的混合气体的CO2培养箱中进行培养
认为动物细胞在培养过程中都具有细胞贴壁的现象 体外培养的动物细胞可以分为两大类：一类细胞能够悬浮在培养液中生长增殖，不具有细胞贴壁的现象；另一类则需要贴附于某些基质表面才能生长增殖，大多数细胞属于这种类型
陷阱2 动物细胞融合技术与单克隆抗体的几点易错点
易错表现 正确理解
认为用物理、化学或生物的方法激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育进程 激活重构胚的方法是物理或化学方法
认为灭活是用物理或化学手段杀灭细菌或病毒，使其各种结构都失去相应的功能 灭活是用物理或化学手段使病毒或细菌失去感染能力，但并不破坏它们的抗原结构
陷阱3 动物体细胞核移植技术和克隆动物的几点易错点
易错表现 正确理解
认为动物细胞核移植的受体细胞必须是卵细胞 动物细胞核移植的受体细胞必须是（MⅡ期）卵母细胞
认为克隆动物的性状与供体动物完全相同 克隆动物的性状主要由供体细胞核来决定，也与去核的卵母细胞的细胞质有关
认为核移植可分为体细胞核移植和生殖细胞核移植 核移植的供体细胞都是体细胞，若来自已有个体则为体细胞核移植，若体细胞来自早期胚胎则为胚胎细胞核移植，后者供体细胞分化程度较低，表现全能性相对容易
1.基因编辑与育种技术创新
（1）多基因编辑抗病育种：2025年10月12日召开的世界农业科技创新大会上，首农食品集团发布了多基因编辑育种新技术，并培育出全球首例同时编辑5个抗病基因的猪。该技术不仅自主研发了效率更高的基因编辑工具，还建立了国际先进的多基因编辑系统，为培育既抗病又高产的“全能型种猪”奠定了基础。
（2）单倍体干细胞育种：2025年10月7日，内蒙古大学教授杨磊、李光鹏团队与同济大学高绍荣院士团队合作，在《自然 生物技术》上发表成果，成功培育出世界首例单倍体干细胞制备牛羊，并建立了全新的反刍动物单倍体育种策略。该技术将传统育种周期从20年缩短至12个月左右，成本显著降低。
2.再生医学与器官再造：2025年5月20日，《NatureBiomedicalEngineering》发表了吉林大学杨永广/胡正/李子义团队和中国科学院动物研究所周琪/李伟团队合作的研究论文。他们建立了免疫缺陷猪的构建和净化平台，首次实现重症免疫缺陷猪长程饲养（>500天），并构建了对人类细胞具有高度兼容性的免疫缺陷猪，实现了人造血干/祖细胞在猪体内长时间（>200天）植入和高比例（>90%）、多谱系重建，为利用猪模型规模化制备人类造血免疫细胞和人源化器官的再造奠定了基础。
3.AI与动物工程的融合：在2025世界农业科技创新大会上，“AI+畜禽育种协同创新平台”启动。该平台由首农牵头，联合多家科研机构和企业搭建，以畜禽种质资源基因库、养殖场和大数据中心为依托，借助AI大模型分析海量育种数据，结合合成生物学技术，初步实现“按需设计”育种，推动从“经验育种”向“智能设计育种”转变。
考点预测：
1.基因编辑技术的深化与应用拓展
（1）精准编辑与多基因调控：新型基因编辑工具如碱基编辑器和先导编辑器将不断优化，提高编辑精度和效率，降低脱靶效应。同时，多基因编辑技术将成为研究热点，通过同时调控多个基因，实现对动物复杂性状的精准改良，如提高动物的抗病能力、生产性能等。
（2）基因编辑的伦理与监管：随着基因编辑技术在动物领域的广泛应用，其伦理和安全性问题将受到更多关注。相关的伦理讨论和监管机制的建立将成为重要考点，例如基因编辑动物的释放对生态环境的影响，以及动物福利问题等。
2.动物生物反应器的创新发展
（1）高效表达系统的构建：利用合成生物学、生物信息学等技术，优化动物生物反应器的表达系统，提高外源基因的表达水平和稳定性。这可能涉及到对启动子、增强子等调控元件的研究和应用，以及对细胞代谢途径的改造。
（2）新型生物反应器的开发：除了传统的乳腺生物反应器等，唾液腺生物反应器、膀胱生物反应器等新型生物反应器的研究和开发可能会成为考点，考查其原理、优势以及面临的技术挑战。
3.细胞治疗与再生医学的突破
（1）干细胞技术的临床应用：胚胎干细胞、诱导多能干细胞等在动物疾病治疗和再生医学中的应用将是重要考向，如干细胞治疗动物关节疾病、神经系统疾病等的原理、方法和最新研究成果。
（2）组织工程与器官再生：3D生物打印技术在动物组织工程和器官再生中的应用，如打印动物器官的结构、功能以及面临的技术难题，如细胞活性维持、血管化等问题可能会被考查。
4.动物疫病防控的新技术
（1）基因工程疫苗的研发：运用基因工程技术研发新型动物疫苗，如非洲猪瘟亚单位疫苗、活载体疫苗等，考查其研发原理、优势以及与传统疫苗的比较。
（2）智能化监测预警系统：结合大数据、人工智能和物联网技术，建立动物疫病智能化监测预警系统，涉及到数据采集、分析和预警模型的构建等知识点。
5.人工智能与动物工程的融合
（1）AI辅助育种：利用人工智能技术分析动物基因组数据、表型数据等，辅助动物育种决策，提高育种效率和准确性，可能会考查相关的算法和模型。
（2）智能诊疗设备：兽医影像AI辅助诊断系统、可穿戴式动物健康监测设备等的工作原理、应用场景以及对动物医疗行业的影响。
1．（2025·江西·高考真题）诱导多能干细胞(ips细胞)在生物医药领域有广阔的应用前景。研究人员利用多种小分子化合物协同诱导小鼠胎儿成纤维细胞，成功获得ips细胞。下列叙述错误的是（　　）
A．小分子化合物改变了小鼠胎儿成纤维细胞的基因表达
B．小鼠胎儿成纤维细胞形成ips细胞的过程属于细胞分化
C．利用胰蛋白酶处理小鼠胎儿某些组织可获得分散的成纤维细胞
D．培养小鼠胎儿成纤维细胞和ips细胞时需提供一定浓度的CO2
2．（2025·贵州·高考真题）下图为PML蛋白单克隆抗体的制备过程。下列叙述正确的是（　　）
A．应使用总蛋白进行多次免疫且每次免疫间隔适宜时间
B．W细胞是先提取B淋巴细胞再用PML蛋白免疫而获得
C．步骤2的目的是去除不能产生特异性抗体的细胞
D．应选择孔2中的细胞进行后续处理以制备单克隆抗体
3．（2025·甘肃·高考真题）肿瘤坏死因子α（TNF-α）是一种细胞因子，高浓度时可以引发疾病。研究者利用细胞工程技术制备了TNF-α的单克隆抗体，用于治疗由TNF-α引发的疾病，制备流程如下图。下列叙述正确的是（　　）
A．①是从小鼠的血液中获得的骨髓瘤细胞
B．②含未融合细胞、同种核及异种核融合细胞
C．③需用特定培养基筛选得到大量的杂交瘤细胞
D．④需在体外或小鼠腹腔进行克隆化培养和抗体检测
4．（2025·广东·高考真题）将人眼睑成纤维细胞传代培养后，再培养形成支架，在该支架上接种人口腔黏膜上皮细胞，培养一段时间后分离获得上皮细胞片层，可用于人工角膜的研究。上述过程不涉及（ ）
A．制备细胞悬液
B．置于等适宜条件下培养
C．离心收集细胞
D．用胰蛋白酶消化支架后分离片层
5．（2025·湖北·高考真题）利用犬肾细胞MDCK扩增流感病毒，生产流感疫苗，具有标准化、产量高等优点。但MDCK细胞贴壁生长的特性不利于生产规模的扩大，严重制约疫苗的生产效率。研究人员通过筛选，成功获得一种无成瘤性的（多代培养不会癌变）、可悬浮培养的MDCK细胞——XF06.下列叙述错误的是（　　）
A．XF06悬浮培养可提高细胞密度，进而提升生产效率
B．细胞贴壁生长特性的改变是由于流感病毒感染所导致
C．可采用离心技术从感染病毒的细胞裂解液中分离出流感病毒
D．采用无成瘤性细胞生产疫苗，是为了避免疫苗中有致瘤DNA的污染
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