文档内容
第41讲 动物细胞工程
1.简述动物细胞的培养过程、条件及其应用；
2.简述克隆动物的概念含义和基本原理
3.简述体细胞核移植技术和动物克隆技术，以及应用前景
4.简述细胞融合的方法过程和单克隆抗体的制备过程应用
考点要求 考题统计 考情分析
动物细胞培养 2023，湖南、辽宁，选择 本专题知识难度较高、基础性强。
2023，湖南，填空 考查学生对动物细胞工程的整体性
2022，福建、辽宁江苏、湖北，选择 的认识,或结合一些情景信息或表格
信息设置题目，考查学生的应变能
动物细胞融合技术与 2023，北京，选择 力、获取信息和综合分析能力。
单克隆抗体 2022，福建、浙江，填空
2022，江苏、山东，填空
动物体细胞核移植技 2021，江苏、浙江，选择
术和克隆动物 2021，湖南，填空考点一 动物细胞培养
与基因工程相比，细胞工程是细胞或细胞器水平上的生物技术，后者是分子水平上的生物技术
1.动物细胞培养的条件答案：血清 培养液和培养用具 7.2-7.4 维持培养液
pH
血清、血浆可补充细胞生长和增殖所需的未知营养物质
无菌、无毒的环境：即对培养液和所有培养用具进行灭菌
（填“灭菌”“消毒”）处理,培养过程加一定量的抗生素
杀菌,但要注意选择抗生素的种类和剂量；此外还应定期更
换培养液,清除代谢产物，这样做的目的是防止细胞代谢产
物的积累对细胞自身造成危害 。
通常采用培养皿或松盖培养瓶，将其置于含 95%的空气和
5%CO2的混合气体的培养箱中进行培养,
2.动物细胞培养的过程
①在培养基中加入一定量的抗生素，从培养基功能的角度分
类属于选择培养基，用于动物细胞培养的培养基中没有加入
凝固剂（如琼脂），从物理性质分类属于液体培养基，从化
学成分分类属于合成培养基
②选材：动物胚胎或幼龄动物的组织、器官 ；
原因是细胞分化程度低，分裂能力强，容易培养。
③使用胰蛋白酶分散细胞说明细胞间的物质主要是蛋白质。
用胰蛋白酶处理会（会/不会）把所培养的细胞消化掉？原因是蛋白质是细胞膜的主要成分之一；故必须
控制好胰蛋白酶的用量和处理时间。
④培养前要将组织细胞分散成单个细胞的目的是：利于营养物质吸收及便于代谢废物排出，利于细胞生
长和繁殖。
⑤细胞贴壁和接触抑制
A.细胞贴壁是指体外培养的细胞贴附在瓶壁生长的现象；接触抑制是指当贴壁细胞分裂生长到表面相
互接触时，细胞通常会停止分裂增殖的现象。
B.细胞贴壁生长对培养瓶的要求：培养瓶或培养皿的内表面光滑、无毒、易于贴附。
C.打破接触抑制现象的方法是将贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶等处理，然后分瓶继续培养，让细胞
继续增殖。
【点拨】将癌细胞进行培养时不会（会/不会）出现细胞的接触抑制现象.⑥原代培养和传代培养辨析:
A.含义不同:
➊动物组织消化后的初次培养称为原代培养。
➋当贴壁细胞分裂生长到贴满瓶壁时用胰蛋白酶等处理,分瓶继续培养的过程称为传代培养。
B.细胞增殖特点不同:
➊原代培养:细胞分裂旺盛。
➋传代培养:正常细胞的传代培养的次数一般是有限的，一般传至10代后就不易传下去，一般来说细胞在
传至10-50代左右，增殖会逐渐缓慢，甚至停止。但有些细胞会克服细胞寿命的自然极限，获得不死性细
胞。目前使用的（如用于核移植的供体细胞）或冷冻保存的正常细胞通常选用传代 代以内的细胞，
这样做的目的是持细胞正常的二倍体核型。
3.动物细胞培养和植物组织培养的比较
4.干细胞培养及其应用①胚胎干细胞为什么可以解决供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题？其应用有什么限制因素？
答案 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问题，另一方
面，由于是自身细胞经诱导分化形成的，所以无免疫排斥反应。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。
②为什么科学家认为iPS细胞的应用前景优于胚胎干细胞？
答案 iPS细胞的诱导过程无需破坏胚胎，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。
③科学家已尝试采用多种方法来制备iPS细胞，尝试说出几种获取iPS细胞的方法。答案 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。
【总结归纳】
关于动物细胞培养的4点提醒
1.重组新冠病毒疫苗是将新冠病毒S蛋白受体结合区(RBD)基因通过基因工程技术,重组到中国仓鼠卵巢
(CHO)细胞内,在体外培养并大量表达出RBD二聚体的方法。下列说法正确的是( )
A.CHO细胞作为新冠病毒的宿主细胞,提供病毒所需的营养物质
B.在体外条件下大规模培养重组CHO 细胞,需要用液体培养基
C.体外培养重组CHO细胞时需添加适量的干扰素防止杂菌污染
D.CHO 细胞能够表达出 RBD 二聚体,说明新冠病毒与仓鼠的遗传物质相同
答案:B
解析:CHO细胞不是新冠病毒的宿主细胞,中国仓鼠卵巢(CHO)细胞是基因工程的受体细胞,A项错误;在体外
条件下大规模培养重组CHO细胞,需要用液体培养基,因为液体培养液有利于被培养的细胞获取营养物质,B
项正确;体外培养重组CHO细胞时需添加适量的抗生素,其目的是防止杂菌污染,C项错误;CHO细胞能够表
达出RBD二聚体,说明新冠病毒与仓鼠应用的是同一套密码子,不能说明新冠病毒与仓鼠的遗传物质相同,D
项错误。
考点二 动物细胞融合技术与单克隆抗体
1.动物细胞融合技术答案：PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法等
细胞膜的流动性
植物体细胞杂交、动物细胞融合的比较
2.单克隆抗体的制备A.抗体的概念：抗体是机体受抗原刺激后产生的、并能与之发生特异性结合的具有免疫功能的蛋白质。
B.抗体是由浆细胞合成和分泌的，每种这种细胞能产生一种（一种/多种）抗体。
C.动物免疫反应中产生的抗体有多（一/多）种
D.传统制备抗体的方法：向动物体内反复注射某种抗原，使之产生抗体，然后从动物血清中分离所需要
的抗体；其缺点是：产量低，纯度低，特异性差 。
E.为获得单一的抗体，不能（能/不能）选用特定的浆细胞直接去培养；理由是浆细胞已经高度分化，不
能再分裂 。
①制备原理
A.B淋巴细胞特点：一种B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体。
B.骨髓瘤细胞特点：能在体外大量增殖。
C.杂交瘤细胞的特点：既能大量增殖，又能产生足够数量的特定抗体。
②制备过程
A.图中给小鼠注射特定的抗原蛋白，其目的是什么？
刺激机体发生免疫应答，从而产生特定的B淋巴细胞。
B.若仅考虑细胞的两两融合，在获取杂交瘤细胞的过程中，筛选淘汰的细胞有几种类型？为什么？
有未融合的细胞和同种细胞融合后形成的细胞(B－B融合细胞、瘤－瘤融合细胞)两种类型。出现不同类
型是因为细胞融合不是100%的，且是随机的。
答案：B淋巴细胞 选择 杂交瘤细胞
C.单克隆抗体制备过程中两次筛选的方法及目的D.第一次筛选获得杂交瘤细胞的方法：
①细胞合成DNA有D和S两条途径，其中D途径能被氨基嘌呤阻断。
②人淋巴细胞中有这两种DNA的合成途径，但不能分裂增殖。
③鼠骨髓瘤细胞中只有D途径，没有S途径，但能不断分裂增殖。在培养基中加入氨基嘌呤，B淋巴
细胞及同型融合细胞不能增殖，骨髓瘤细胞及同型融合细胞(氨基嘌呤阻断)不能增殖，只有杂交瘤细胞能
无限增殖。
③单克隆抗体的应用
A.作为诊断试剂：在多种疾病的诊断和病原体鉴定中发挥重要的作用。
B.运载药物：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。
➊ADC的抗体和药物各具有什么作用？
ADC的抗体和药物具有的作用分别是导向和治疗。
B.运载药物：
➋除了细胞毒素，还有哪些物质理论上可以作为ADC偶联的药物？
放射性同位素和化学药物等。
➌ADC在临床应用上的作用机理是什么？
其作用机理是通过单克隆抗体的靶向作用特异性地识别肿瘤细胞表面抗原，然后利用细胞本身具备的内
吞作用使化学药物进入肿瘤细胞体内发生药力，从而达到杀死肿瘤细胞的目的。
C.治疗疾病。【教材拾遗】
(选择性必修3 P50“思考·讨论”)抗体—药物偶联物(antibody-drug conjugate,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,它的作用机制如下图所示。
3.猪繁殖与呼吸综合征是一种严重威胁养猪业发展的传染病,由PRRSV病毒引起。我国科学家制备出
PRRSV病毒GP3蛋白的单克隆抗体可对该病进行诊断和治疗,过程如下图所示。下列叙述不正确的是(
)
A.用纯化的GP3蛋白反复注射到小鼠体内,以获得相应的B淋巴细胞
B.过程①可以用PEG诱导融合,融合原理是细胞膜具有一定的流动性
C.用特定的选择培养基对细胞乙进行筛选,融合细胞都能正常生长
D.丙和丁只含杂交瘤细胞,第2次筛选前需对细胞丙进行克隆培养
答案:C
解析:用特定的选择培养基对细胞乙进行筛选,B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合产生的杂交瘤细胞可以生长,
其他细胞(未融合的和同种融合的细胞)不能生长,C项错误。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
①概念分析
A.供体：动物一个细胞的细胞核。
B.受体：去掉细胞核的卵母细胞。
C.结果：重新组合的细胞发育成新胚胎，继而发育成动物个体。
D.原理：动物体细胞核具有全能性。
②哺乳动物核移植类型：胚胎细胞核移植和体细胞核移植。
答案：MⅡ 去核卵母
①动物核移植技术的理论基础(原理)是什么？克隆动物属于有性生殖还是无性繁殖？
动物细胞核的全能性。克隆动物属于无性繁殖。②为什么体细胞核移植较胚胎细胞核移植更困难？
由于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就明显高于胚胎细胞核移植。
③受体细胞为什么选用卵母细胞？
体积大，易操作；去核时易于同时吸走第一极体；含有激发细胞核全能性的物质。
④为什么不是取供体细胞核进行核移植操作，而是将供体细胞整个注入去核卵母细胞中？
保证供核不被破坏，使克隆动物更像供体动物，操作也方便。
⑤在体细胞的细胞核移植到受体卵母细胞之前，为什么必须先去掉受体卵母细胞的核？
为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，在供体细胞的细
胞核移至受体细胞之前，必须将受体细胞的核遗传物质去掉或将其破坏。
⑥从多莉的产生过程可以看出多莉有三个亲本，探究多莉的性状表现与三个亲本的关系并分析原因。
A.大多数性状与母羊A(体细胞核供体)相同，因基因型与母羊A完全一样。
B.少数性状与母羊B(卵母细胞细胞质供体)相同，因细胞质中的基因来自母羊B，受质基因控制的性状
与母羊B相同。
C.性状与母羊C(代孕母体)无关，因母羊C没有为新个体提供遗传物质。
【教材拾遗】
教材隐性知识：
源于选择性必修3 P54“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。
通过显微操作去除卵母细胞的核，再用微型吸管可一并吸出细胞核和第一极体。
可用物理或化学方法（如电脉冲、钙离子载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等）激活受体细胞，使其完成
细胞分裂和发育的过程
【总结归纳】3.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,同时用组蛋白脱乙酰酶抑制剂(TSA)处理,具体培育流程如下图所示。
下列说法正确的是( )
A.去核时使用的差速离心、紫外线长时间照射和化学物质处理等方法都没有穿透卵母细胞的透明带
B.卵母细胞在去核环节实际操作中被去除的不是核膜包被的细胞核,而是纺锤体—染色体复合物
C.组蛋白甲基化和乙酰化的表观遗传修饰都不利于重构胚的分裂和发育
D.为得到遗传背景相同的克隆猴用于科研,可用机械方法将早期胚胎随机切割成2份或4份后再进行胚胎
移植
答案:B
解析:目前核移植技术中普遍使用的去核方法是密度梯度离心,紫外光短时间照射、化学物质处理,A项错
误;将卵母细胞培养到MⅡ期后进行去核操作,此时细胞核退化,出现的是纺锤体和染色体复合物,去核事
实上是去除卵母细胞的纺锤体—染色体复合物,B项正确;科学家将组蛋白去甲基化酶Kdm4d的mRNA注入
重构胚,同时用组蛋白脱乙酰酶抑制剂处理重构胚,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,从而改变组蛋白的表观遗传修饰来调控基因表达,C项错误;为得到遗传背景相同的克隆猴用于科研,
可用机械方法将早期胚胎均匀切割成2份或4份后再进行胚胎移植,D项错误。1．（2023·辽宁·统考高考真题）大量悬浮培养产流感病毒的单克隆细胞，可用于流感疫苗的生产。下列
叙述错误的是（ ）
A．悬浮培养单克隆细胞可有效避免接触抑制
B．用于培养单克隆细胞的培养基通常需加血清
C．当病毒达到一定数量时会影响细胞的增殖
D．培养基pH不会影响单克隆细胞的病毒产量
【答案】D
【分析】培养动物细胞使用合成培养基时需要加入血清等一些天然成分，必须保证环境是无菌、无毒的，
培养液还需要定期更换。O 是细胞代谢所必需的，CO 主要作用是维持培养液的pH。细胞贴附在培养瓶
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的瓶壁上称为细胞贴壁，贴壁细胞在生长增殖时会发生接触抑制的现象。
【详解】A、悬浮培养单克隆细胞，可以保证足够的气体交换，通过振荡或转动装置使细胞始终处于分散
悬浮于培养液内，可有效避免接触抑制，A正确；
B、由于细胞的生长是比较复杂的过程，血清中含有一些必须的因子，用于培养单克隆细胞的培养基通常
需加血清，B正确；
C、病毒借助于细胞进行繁殖，利用了活细胞的物质、能量、酶等，当病毒达到一定数量时细胞的生命活
动受到影响，会影响细胞的增殖，C正确；
D、细胞的正常生命活动需要适宜的pH，培养基pH会影响细胞代谢，进而影响单克隆细胞的病毒产量，
D错误。
故选D。
2．（2022·山东·高考真题）如图所示，将由2种不同的抗原分别制备的单克隆抗体分子，在体外解偶联
后重新偶联可制备双特异性抗体，简称双抗。下列说法错误的是（ ）
A．双抗可同时与2种抗原结合
B．利用双抗可以将蛋白类药物运送至靶细胞
C．筛选双抗时需使用制备单克隆抗体时所使用的2种抗原
D．同时注射2种抗原可刺激B细胞分化为产双抗的浆细胞【答案】D
【分析】单克隆抗体的制备过程：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、根据抗原和抗体发生特异性结合的原理推测，双抗可同时与2种抗原结合，A正确；
B、 根据抗原与抗体能够发生特异性结合的特性，利用双抗可以将蛋白类药物运送至靶细胞，从而使药
物发挥相应的作用，B正确；
C、在两种不同的抗原刺激下，B细胞增殖、分化产生不同的浆细胞分泌形成两种抗体，因此，筛选双抗
时需使用制备单克隆抗体时所使用的2种抗原来进行抗原-抗体检测，从而实现对双抗的筛选，C正确；
D、 同时注射2种抗原可刺激B细胞分化形成不同的浆细胞，而不是分化成产双抗的浆细胞，D错误。
故选D。
3．（2021·江苏·高考真题）下列关于哺乳动物胚胎工程和细胞工程的叙述，错误的是（ ）
A．细胞培养和早期胚胎培养的培养液中通常需要添加血清等物质
B．早期胚胎需移植到经同期发情处理的同种雌性动物体内发育成个体
C．猴的核移植细胞通过胚胎工程已成功地培育出了克隆猴
D．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
【答案】D
【分析】1、胚胎移植的生理基础（1）供体与受体相同的生理变化，为供体的胚胎植入受体提供了相同
的生理环境；（2）胚胎在早期母体中处于游离状态，这就为胚胎的收集提供了可能；（3）子宫不对外
来胚胎发生免疫排斥反应，这为胚胎在受体内的存活提供了可能；（4）胚胎遗传性状不受受体任何影响。
2、浆细胞能够分泌抗体，但是不具有增殖能力，而骨髓瘤细胞具有无限增殖的能力，因此利用动物细胞
融合技术将浆细胞和骨髓瘤细胞融合成杂交瘤细胞，利用该细胞制备单克隆抗体。
【详解】A、细胞培养和早期胚胎培养的培养液中通常需添加血清等物质，A正确；
B、早期胚胎需移植到经同期发情处理的同种雌性动物体内发育成个体，B正确；
C、我国利用核移植技术成功培养出克隆猴“中中”和“华华”，C正确；
D、将骨髓瘤细胞和B淋巴细胞混合，经诱导融合后的细胞不都是杂交瘤细胞，还有B细胞自身融合的细
胞、骨髓瘤细胞自身融合的细胞等，D错误。
故选D。
4．（2021·浙江·统考高考真题）将蝌蚪肠细胞的细胞核移植到去核的蛙卵中，形成重建的“合子”。有
些“合子”发育成正常的蝌蚪，而单独培养肠细胞却不能发育成蝌蚪。下列叙述错误的是（ ）
A．肠细胞不能表达全能性是受某些物质的限制B．“合子”第一次分裂后形成的细胞已失去全能性
C．“合子”发育成正常蝌蚪的过程中伴随着细胞分化
D．细胞核具有全能性是由于其含有该物种的全套基因
【答案】B
【分析】细胞的全能性是指细胞经分裂和分化后,仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和
特性，植物的体细胞具有全能性，动物的体细胞不表现出全能性，但细胞核具有全能性。
【详解】A、动物细胞经过多次分裂后，细胞质的成分已经发生改变，原本能激发细胞全能性的物质已经
消失，故肠细胞不能表达全能性是受到了细胞内物质的限制，A正确；
B、“合子”第一次分裂、第二次分裂后形成的细胞仍具有全能性，B错误；
C、“合子”发育成正常蝌蚪个体的过程中，需要通过细胞分裂增加细胞的数量，通过细胞分化增加细胞
的种类，C正确；
D、虽然细胞经过多次分裂失去了激发全能性的物质，但细胞核仍含有该物种的全套基因，故动物细胞核
具有全能性，D正确。
故选B。
【点睛】
5．（2023·海南·高考真题）某团队通过多代细胞培养，将小鼠胚胎干细胞的Y染色体去除，获得XO胚胎
干细胞，再经过一系列处理，使之转变为有功能的卵母细胞。下列有关叙述错误的是（ ）
A．营养供应充足时，传代培养的胚胎干细胞不会发生接触抑制
B．获得XO胚胎干细胞的过程发生了染色体数目变异
C．XO胚胎干细胞转变为有功能的卵母细胞的过程发生了细胞分化
D．若某濒危哺乳动物仅存雄性个体，可用该法获得有功能的卵母细胞用于繁育
【答案】A
【分析】动物细胞培养需要满足以下条件：
（1）充足的营养供给—微量元素、无机盐、糖类、氨基酸、促生长因子、血清等。
（2）适宜的温度：36.5℃±0.5℃；适宜的pH：7.2～7.4。
（3）无菌、无毒的环境：培养液应进行无菌处理。通常还要在培养液中添加一定量的抗生素，以防培养
过程中的污染。此外，应定期更换培养液，防止代谢产物积累对细胞自身造成危害。
（4）气体环境：95%空气+5%CO ．O 是细胞代谢所必需的，CO 的主要作用是维持培养液的pH。
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【详解】A、营养供应充足时，传代培养的胚胎干细胞也会发生接触抑制，A错误；
B、XO胚胎干细胞中丢失了Y染色体，因而该细胞的获得过程发生了染色体数目变异，B正确；
C、XO胚胎干细胞转变为有功能的卵母细胞的过程发生了细胞分化，即细胞的功能发生了特化，因而发生
了细胞分化，C正确；D、若某濒危哺乳动物仅存雄性个体，可用该法，即获得有功能的卵母细胞，进而用于繁育，实现濒危物
种的保护，D正确。
故选A。
