文档内容
第 32 讲 细胞工程
内容考情——知考向 核心素养——提考能
1.阐明植物的组织培养和植物体细胞杂
建立动物细胞培养
交 科学思
与单克隆抗体制备
维
2.概述动物细胞培养与动物细胞核移植 的基本流程模型
内容要
技术
求
3.阐明细胞融合与单克隆抗体的制备
科学探 探究动物细胞工程
4.活动：收集单克隆抗体在临床上实际 究 的应用
应用的资料，并进行交流分享
2020·全国卷 Ⅰ(38) 、2019·全国卷
近三年 社会责 克隆动物及其对人
Ⅱ(38)、2019·全国卷Ⅲ(38)、2018·全
考情 任 类社会的可能影响
国卷Ⅲ(38)
考点一 植物细胞工程
1.细胞工程的概念
2.植物细胞的全能性
3.植物组织培养技术 无菌条件(1)理论基础：植物细胞具有全能性。
(2)操作流程(以胡萝卜的组织培养为例)
(3)植物激素在植物组织培养中的作用 促进愈伤组织分化
生长素/细胞分裂素的比值 作用效果
比值高时 促进根分化、抑制芽形成
比值低时 促进芽分化、抑制根形成
比值适中 促进愈伤组织形成
提醒 ①条件：离体，一定营养物质，激素(生长素、细胞分裂素)等。
②培养基状态：固体培养基(需再分化生根培养基及生芽培养基)
③体内细胞未表现全能性的原因：基因的表达具有选择性。
4.植物体细胞杂交技术
(1)概念：将不同种的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细
胞培育成新的植物体的技术。
(2)原理：体细胞杂交利用了细胞膜的流动性，杂种细胞培育成杂种植株利用了
植物细胞的全能性。
(3)过程(以“番茄—马铃薯”的培育为例)(4)意义：克服不同种生物远缘杂交的不亲和性。
提醒 有关植物细胞杂交的三个易错点
①两个不同品种的植物细胞，A、B进行杂交，错认为融合的原生质体只有AB
类型。其实还可能有AA融合的和BB融合的，需要经过筛选，选出 AB融合的
原生质体。
②错认为植物体细胞杂交属于有性生殖。植物体细胞杂交过程中没有有性生殖
细胞的结合，因此不属于有性生殖，应为无性生殖。
③错认为杂种植株的变异类型属于基因重组。杂种植株的变异类型属于染色体
变异，其染色体数通常是两亲本细胞染色体数目之和，杂种植株属于异源多倍
体。
5.植物细胞工程的实际应用
(1)植物繁殖的新途径
①微型繁殖：用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。
无性繁殖，进行有丝分裂，其遗传物质不变
特点
②作物脱毒技术：选取作物无毒组织(如茎尖)进行组织培养，获得脱毒苗的技
术。
是无性生殖，而自然种子是有性生殖
③人工种子：以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，
经过人工薄膜包装得到的种子。(2)作物新品种的培育：单倍体育种、突变体的利用。
采用液体培养基，培养到愈伤组织阶段，得到的是愈伤组织细胞的代谢产物。
(3)细胞产物的工厂化生产：即利用植物组织培养技术生产蛋白质、脂肪、糖类、
药物、香料和生物碱等。
1.植物组织培养所用培养基的组成：无机营养成分(包括水分、无机盐)、有机营
养成分(包括小分子糖类、氨基酸、核苷酸)、激素、琼脂四部分。
2.人工种皮是保证包裹在其中的胚状体顺利生长成小植株的关键部分，请探讨：
人工种皮中应该具有的有效成分是什么？为了促进胚状体的生长发育，我们还
可以向人工种皮中加入哪些物质？
提示 针对植物种类和土壤等条件，在人工种子的包裹剂中还可以加入适量的
养分、无机盐、有机碳源以及农药、抗生素、有益菌等。为了促进胚状体的生
长发育，还可以向人工种皮中加入一些植物生长调节剂。1.(2019·全国卷Ⅱ，38)植物组织培养技术在科学研究和生产实践中得到了广泛
的应用。回答下列问题。
(1)植物微型繁殖是植物繁殖的一种途径。与常规的种子繁殖方法相比，这种微
型繁殖技术的特点有______________________________________(答出2点即可)。
(2)通过组织培养技术，可把植物组织细胞培养成胚状体，再通过人工种皮(人工
薄膜)包装得到人工种子(如图所示)，这种人工种子在适宜条件下可萌发生长。
人工种皮具备透气性的作用是________________________。人工胚乳能够为胚
状体生长提供所需的物质，因此应含有植物激素、________和________等几类
物质。
(3)用脱毒苗进行繁殖，可以减少作物感染病毒。为了获得脱毒苗，可以选取植
物的________进行组织培养。
(4)植物组织培养技术可与基因工程技术相结合获得转基因植株。将含有目的基
因的细胞培养成一个完整植株的基本程序是___________________________(用
流程图表示)。
答案 (1)能保持植物原有的遗传特性，繁殖速度快
(2)有利于胚状体进行呼吸作用 矿质元素 糖
(3)茎尖
(4)含目的基因的细胞――→愈伤组织――→小植株
解析 (1)与常规的种子繁殖方法相比，植物微型繁殖技术具有能保持植物原有
的遗传特性、繁殖速度快等特点。(2)人工种皮具有透气性，有利于胚状体进行
呼吸作用；人工胚乳能够为胚状体生长提供植物激素、矿质元素和糖等物质。(3)植物分生区附近的病毒极少，甚至无病毒。为获得脱毒苗，可以选取植物的
茎尖进行组织培养。(4)将含有目的基因的细胞培养成一个完整植株的基本程序
是含目的基因的细胞――→愈伤组织――→小植株。
2.(2021·黑龙江伊春期末)科学家利用植物体细胞杂交技术成功获得了番茄—马
铃薯杂种植株，为了便于杂种细胞的筛选和鉴定，科学家利用红色荧光和绿色
荧光分别标记番茄和马铃薯的原生质体膜上的蛋白质，其培育过程如图所示，
请据图回答下列问题：
(1) 过 程 ① 常 用 的 酶 是 ________________ ， 细 胞 融 合 完 成 的 标 志 是
________________。
(2)植物体细胞杂交依据的生物学原理有_____________________。
(3)植物原生质体融合过程常利用化学试剂________，在鉴定杂种原生质体时可
用显微镜观察，根据细胞膜表面荧光的不同可观察到________种不同的原生质
体(只考虑细胞两两融合的情况)，当观察到___________________________时可
判断该原生质体是由番茄和马铃薯融合而成的。
(4)过程④中的培养基常添加的植物激素是________________________。
(5)若番茄细胞核内有m条染色体，马铃薯细胞核内有n条染色体，则番茄—马
铃薯细胞在有丝分裂后期含____________条染色体。
答案 (1)纤维素酶和果胶酶 杂种细胞再生出新的细胞壁
(2)细胞膜的流动性、植物细胞的全能性
(3)聚乙二醇(或PEG) 3 融合的细胞表面既有红色荧光又有绿色荧光
(4)生长素和细胞分裂素
(5)2(m＋n)
解析 (1)分析题图可知，过程①是酶解法获取原生质体，常用的酶是纤维素酶和果胶酶，细胞融合完成的标志是杂种细胞再生出新的细胞壁。(2)植物体细胞
杂交依据的生物学原理有细胞膜的流动性、植物细胞的全能性。(3)植物原生质
体融合过程常利用化学试剂聚乙二醇(或PEG)；在鉴定杂种原生质体时可用显
微镜观察，根据细胞膜表面荧光的不同可观察到 3种不同的原生质体(只考虑细
胞两两融合的情况)，即番茄原生质体自身融合、马铃薯原生质体自身融合、番
茄和马铃薯原生质体相互融合。根据题意，红色荧光和绿色荧光分别标记番茄
和马铃薯的原生质体膜上的蛋白质，因此当观察到融合的细胞表面既有红色荧
光又有绿色荧光时，可判断该原生质体是由番茄和马铃薯融合而成的。(4)题图
中过程④是再分化，其培养基常添加的植物激素是生长素和细胞分裂素，可影
响细胞分裂和分化的方向。(5)植物原生质体融合过程中，融合后形成的细胞核
内染色体数目等于融合前的两细胞核内染色体数之和，若番茄细胞核内有 m条
染色体，马铃薯细胞核内有n条染色体，则番茄—马铃薯细胞核中的染色体数
为m＋n，在有丝分裂后期着丝点分裂导致染色体数目加倍，因此有丝分裂后期
细胞内含2(m＋n)条染色体。
植物体细胞杂交和有性杂交的辨析考点二 动物细胞工程
1.动物细胞培养
(1)地位：动物细胞工程常用的技术手段有动物细胞培养、动物细胞核移植、动
物细胞融合等。其中动物细胞培养是其他动物细胞工程技术的基础。
(2)培养过程
(3)培养条件
①无菌、无毒环境
②营养：除糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素之外，通常还需加入血清、血浆等一些天然成分。
③适宜的温度：36.5 ℃±0.5 ℃；适宜的pH：7.2～7.4。
非氧气
④气体环境
2.动物体细胞克隆技术(核移植技术)
(1)原理： 动物细胞核具 有全能性 。 而非细胞的全能性
(2)核移植分类：胚胎细胞核移植和体细胞核移植。
(3)核移植过程(以克隆高产奶牛为例)
(4)应用：①加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育。②保护濒危物种。
③生产医用蛋白。④作为异种移植的供体。⑤用于组织器官的移植。
提醒 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：①克隆动物
线粒体中的DNA来自去核卵母细胞；②性状受环境的影响；③在个体发育过程
中有可能发生基因突变。
3.动物细胞融合和单克隆抗体的制备
(1)动物细胞融合
①原理：细胞膜的流动性。动物细胞特有的融合方法②融合方法：聚乙二醇(PEG)、灭活的病毒、电激等。
③意义：突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能，也为制造 单克 隆
抗体开辟了新途径。
(2)单克隆抗体
①制备过程
②优点：特异性强、灵敏度高，并可大量制备。
③用途：作为诊断试剂；用于治疗疾病和运载药物。
提醒 (1)动物体细胞核移植技术选用去核卵(母)细胞的原因：①卵母细胞体积
大，易操作；②卵黄多，含有丰富营养物质，能提供早期胚胎发育所需的营养；
③含有能够激发细胞核全能性表达的物质。
(2)在单克隆抗体制备过程中，有两次筛选：第一次是筛选出杂交瘤细胞(用选择培养基)；第二次是进一步筛选出能产生人们所需要抗体的杂交瘤细胞(用抗原
—抗体结合法)。
1.细胞贴壁生长和接触抑制是怎么回事？
提示 动物细胞培养时，悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上，称为细胞贴
壁。当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖，这种现
象称为接触抑制。
2.原代培养与传代培养有何不同？
提示 原代培养是指细胞悬液第一次在瓶中培养，没有分瓶培养之前的细胞培
养。原代培养的细胞核型正常；传代培养是指进行分瓶后的扩大培养。一般情
况下，细胞传至10～50代左右时，增殖会明显减缓，甚至完全停止，部分细胞
出现核型异常。
1.(2020·全国卷Ⅰ，38)为研制抗病毒A的单克隆抗体，某同学以小鼠甲为实验
材料设计了以下实验流程。
回答下列问题：
(1) 上 述 实 验 前 必 须 给 小 鼠 甲 注 射 病 毒 A ， 该 处 理 的 目 的 是_____________________________________________________。
(2)写出以小鼠甲的脾脏为材料制备单细胞悬液的主要实验步骤：
____________________________________________________________。
(3)为了得到能产生抗病毒A的单克隆抗体的杂交瘤细胞，需要进行筛选。图中
筛选 1 所采用的培养基属于________，使用该培养基进行细胞培养的结果是
__________________________________________________。
图 中 筛 选 2 含 多 次 筛 选 ， 筛 选 所 依 据 的 基 本 原 理 是
___________________________________________。
(4)若要使能产生抗病毒A的单克隆抗体的杂交瘤细胞大量增殖，可采用的方法
有_____________________________________________________(答出2点即可)。
答案 (1)诱导小鼠甲产生能够分泌抗病毒A抗体的B淋巴细胞 (2)取小鼠甲脾
脏剪碎，用胰蛋白酶处理使其分散成单个细胞，加入培养液制成单细胞悬液
(3)选择培养基 只有杂交瘤细胞能够生存 抗原与抗体的反应具有特异性
(4)将杂交瘤细胞注射到小鼠腹腔内增殖；将杂交瘤细胞在体外培养
解析 (1)实验前给小鼠甲注射病毒 A，其目的是刺激机体发生免疫反应，从而
产生能够分泌抗病毒A抗体的B淋巴细胞。(2)制备单细胞悬液的主要实验步骤：
从健康动物体内取出组织块，剪碎，用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理一段时间，
这样组织就会分散成单个细胞，然后用培养液将分散的细胞稀释制成单细胞悬
液。(3)图中筛选1采用特定的选择培养基，在该培养基上，未融合的细胞和融
合的具有同种核的细胞都会死亡，只有融合的杂种细胞(杂交瘤细胞)才能生存。
图中筛选2含多次筛选，利用抗原与抗体特异性结合的原理，就可获得能分泌
所需抗体的杂交瘤细胞。(4)要使能产生抗病毒A的单克隆抗体的杂交瘤细胞大量增殖，可将杂交瘤细胞在体外条件下做大规模培养，或注射到小鼠腹腔内增
殖。
2.(2020·河南郑州质量预测三)新冠病毒是RNA病毒，对其进行检测的方法有两
种：核酸检测和抗原—抗体杂交检测。如图表示新冠病毒核酸检测的部分流程。
(1)以病毒的RNA为模板通过①________过程合成cDNA，再对cDNA进行PCR
扩增，这项技术称为RT－PCR。
(2)进行RT－PCR需要加入的酶是________和________。
(3)一次病毒核酸检测需16小时，为快速检测可采用抗原—抗体杂交技术，这一
技术的关键是生产能与新冠病毒结合的特异性抗体。请将下列生产这种抗体的
基本思路补充完整：
①向小鼠体内注射________________，目的是获得能产生特异性抗体的B淋巴
细胞；
②提取免疫小鼠的B淋巴细胞与________融合，经多次________获得能产生特
异性抗体的杂交瘤细胞；
③将杂交瘤细胞在体外条件下做大规模培养或注射到____________增殖，从而
提取大量的特异性抗体。这种生产抗体的技术称为____________技术。通过这
种技术获得的抗体最主要的优点有________________________。请举出两例这
种抗体在现实中的具体应用： 。
答案 (1)逆转录(或反转录) (2)逆转录酶 热稳定性DNA聚合酶 (3)①新冠
病毒的抗原蛋白(或灭活的新冠病毒) ②骨髓瘤细胞 筛选 ③小鼠腹腔内
制备单克隆抗体 特异性强、灵敏度高，并可大量制备 作为诊断试剂、用于
治疗疾病和运载药物
解析 (1)以病毒的RNA为模板合成cDNA的过程为逆转录或反转录。(2)RT－
PCR过程包括逆转录和PCR技术扩增DNA，需要加入的酶有逆转录酶和热稳定性DNA聚合酶。(3)抗原—抗体杂交技术的关键是要生产出能与新冠病毒特
异性结合的抗体。生产单克隆抗体的过程如下：①向小鼠体内注射新冠病毒的
抗原蛋白(或灭活的新冠病毒)，目的是获得能产生特异性抗体的 B淋巴细胞；
②提取免疫小鼠的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，经多次筛选获得能产生特异
性抗体的杂交瘤细胞；③将杂交瘤细胞在体外条件下做大规模培养或注射到小
鼠腹腔内增殖，从而提取大量的特异性抗体。这种生产抗体的技术称为制备单
克隆抗体技术。通过这种技术获得的抗体最主要的优点有特异性强、灵敏度高，
并可大量制备。这种抗体在现实中的具体应用有作为诊断试剂、用于治疗疾病
和运载药物。
3.(2021·江西九江十校联考)科学家们发现，在核移植过程中，卵母细胞通过表
达一些特异因子“修补”了体细胞核中缺失的端粒酶基因，最终成功地从端粒
酶杂合缺失的小鼠体细胞中得到多能干细胞，该多能干细胞的端粒长度被有效
延长，功能得以恢复。通过核移植后形成的多能干细胞，能分化发育成身体内
多种细胞，可用于自身组织修复，并具有安全性。这一成果从实验和理论层面
都表明人类“返老还童”不再是梦想。请回答下列问题：
(1)动物体细胞核移植所用的受体细胞通常是________________，选择该细胞的
主要原因是________________________________。
(2)目前动物核移植技术中普遍使用的去核方法是________________。哺乳动物
的核移植可以分为______________和体细胞核移植，其中移植成功率较高的是
________________。(3)端粒学说认为，细胞衰老的原因是染色体上的端粒结构缩短，而端粒酶能够
修复缩短的端粒，从而延缓细胞衰老。由此分析，题干中核移植小鼠的端粒酶
活性应较正常小鼠的________。
(4)早期胚胎最终要通过________技术才能发育成一个完整的个体。
答案 (1)(MⅡ期)去核的卵母细胞 卵细胞内含有激发体细胞核全能性表达的
成分 (2)显微操作法 胚胎细胞核移植 胚胎细胞核移植 (3)高 (4)胚胎移植
解析 (1)动物体细胞核移植所用的受体细胞通常是(MⅡ期)去核的卵母细胞，
选择该细胞的主要原因是MⅡ期的卵母细胞将发育成为成熟的卵细胞，且含有
促进供体核表达全能性的物质。(2)去除受体细胞核方法普遍为显微操作法。哺
乳动物的核移植可以分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植，由于胚胎细胞核的
全能性高于体细胞核，因此胚胎细胞核移植的成功率较高。(3)科学家通过核移
植得到了端粒长度被有效延长的多能干细胞，因此通过核移植得到的小鼠端粒
酶活性比正常小鼠的要高。(4)早期胚胎在体外进行培育，但最终发育成为完整
个体仍然需要代孕母体的孕育，在这个过程中需要使用胚胎移植技术。
重温真题 经典再现
1.(2018·全国卷Ⅲ，38)2018年《细胞》期刊报道，中国科学家率先成功地应用
体细胞对非人灵长类动物进行克隆，获得两只克隆猴——“中中”和“华华”。
回答下列问题：
(1)“中中”和“华华”的获得涉及核移植过程，核移植是指
___________________________________________________。
通过核移植方法获得的克隆猴，与核供体相比，克隆猴体细胞的染色体数目
________(填“减半”“加倍”或“不变”)。(2)哺乳动物的核移植可以分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植，胚胎细胞核移
植获得克隆动物的难度________(填“大于”或“小于”)体细胞核移植，其原
因是________________________________________________。
(3)在哺乳动物核移植的过程中，若分别以雌性个体和雄性个体的体细胞作为核
供体，通常，所得到的两个克隆动物体细胞的常染色体数目________(填“相
同”或“不同”)，性染色体组合________(填“相同”或“不同”)。
答案 (1)将动物的一个细胞核，移入一个已去掉细胞核的卵母细胞中 不变
(2)小于 胚胎细胞分化程度低，恢复全能性相对容易
(3)相同 不同
解析 (1)动物细胞核移植是将动物体一个细胞的细胞核，移入一个已经去掉细
胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育
为动物个体。用核移植的方法得到的动物称为克隆动物，与核供体相比，其细
胞的染色体数目不变。(2)由于动物胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性相对容
易，而动物体细胞分化程度高，恢复其全能性十分困难，所以，胚胎细胞核移
植获得克隆动物的难度明显低于体细胞核移植。(3)哺乳动物雌性和雄性个体的
体细胞中常染色体数目相同，所以分别以雌性和雄性个体的体细胞为供体，克
隆动物体细胞的常染色体数目相同，但其性染色体组合不同。
2.(2019·全国卷Ⅲ，38)培养胡萝卜根组织可获得试管苗，获得试管苗的过程如
图所示。
→→→
① ② ③ ④
→→⑤ ⑥
回答下列问题。
(1)利用胡萝卜根段进行组织培养可以形成试管苗。用分化的植物细胞可以培养
成完整的植株，这是因为植物细胞具有________。
(2)步骤③切取的组织块中要带有形成层，原因是__________________________。
(3) 从 步 骤 ⑤ 到 步 骤 ⑥ 需 要 更 换 新 的 培 养 基 ， 其 原 因 是
_______________________。
在新的培养基上愈伤组织通过细胞的________过程，最终可形成试管苗。
(4)步骤⑥要进行照光培养，其作用是___________________________________。
(5)经组织培养得到的植株，一般可保持原品种的________，这种繁殖方式属于
________繁殖。
答案 (1)全能性(或形成完整植株所需的全部基因)
(2)形成层容易诱导形成愈伤组织
(3)诱导愈伤组织形成和诱导愈伤组织分化形成试管苗所需的生长素和细胞分裂
素的比例不同 分化(或再分化)
(4)诱导叶绿素的形成，使试管苗能够进行光合作用
(5)遗传特性 无性
解析 (1)分化的植物细胞可以培养成完整的植株，这是因为植物细胞具有全能
性。(2)在本实验中，切取胡萝卜块时要切取含有形成层的部分，原因是形成层
容易诱导形成愈伤组织。(3)决定植物细胞脱分化和再分化的关键因素是植物激
素的种类和比例，步骤⑤(诱导愈伤组织形成)和步骤⑥(诱导愈伤组织分化形成
试管苗)所需的生长素和细胞分裂素的比例不同，故步骤⑤到步骤⑥需更换培养
基。愈伤组织通过细胞的再分化过程形成试管苗。(4)步骤⑥需要光照培养，其作用是诱导叶绿素的形成，使试管苗能够进行光合作用。(5)组织培养没有经过
两性生殖细胞的结合，因此属于无性繁殖，组织培养得到的植株保持了原品种
的遗传特性。
3.(2020·江苏卷，28)新型冠状病毒可通过表面的刺突蛋白(S蛋白)与人呼吸道黏
膜上皮细胞的ACE2受体结合，侵入人体，引起肺炎。图1为病毒侵入后，人
体内发生的部分免疫反应示意图。单克隆抗体可阻断病毒的粘附或入侵，故抗
体药物的研发已成为治疗新冠肺炎的研究热点之一。图 2为筛选、制备抗S蛋
白单克隆抗体的示意图。请据图回答下列问题：
(1)图1中人体内抗原递呈细胞吞噬病毒，并将病毒的抗原暴露在细胞表面，被
________细胞表面的受体识别后激活该细胞。
(2)B细胞识别入侵的病毒后，在淋巴因子作用下，经过细胞的____________，
形成____________细胞。
(3)为判断疑似患者是否为新型冠状病毒感染者，采集鼻咽拭子主要用于病原学
检查，检测病毒的________；采集血液样本主要用于血清学检查，检测
________________________________________。
(4)据图2所示，研制抗S蛋白单克隆抗体，需先注射________免疫小鼠以激活
小鼠的免疫细胞，再提取激活的B细胞与骨髓瘤细胞融合，用HAT培养基筛选
获得________细胞。因为同一种抗原可能激活________细胞，还需继续筛选才
能获得分泌单克隆抗体的细胞株。
答案 (1)T (2)增殖、分化 浆细胞和记忆 (3)核酸 抗新型冠状病毒抗体(4)刺突蛋白(或S蛋白) 杂交瘤 多种B
解析 (1)图1中，抗原呈递细胞吞噬病毒，并将病毒抗原呈递给 T细胞，后者
识别抗原后被激活，分泌淋巴因子。(2)B细胞识别入侵的病毒后，在淋巴因子
作用下，经过细胞的增殖、分化，形成浆细胞和记忆细胞。(3)为判断疑似患者
是否为新型冠状病毒感染者，采集鼻咽拭子用于病原学检查时，检测的是病毒
的核酸；采集血液样本用于血清学检查时，检测的是抗新型冠状病毒抗体。(4)
为了诱导小鼠产生能够分泌抗S蛋白抗体的B淋巴细胞，实验时需先给小鼠注
射S蛋白，再提取激活的B细胞与骨髓瘤细胞融合，用 HAT培养基筛选可获得
杂交瘤细胞。因为同一种抗原可能激活多种 B淋巴细胞，还需继续筛选才能获
得分泌单克隆抗体的细胞株。
课后·强化训练
(时间：40分钟)
1.(2021·新疆适应检测)天山雪莲具有消炎镇痛、清除自由基等作用，其中具有
药理活性的主要物质是黄酮类物质。多年来盲目采挖天山雪莲导致天山雪莲濒
临灭绝，研究人员运用植物组织培养技术进行雪莲有效成分的提取，如图为相
关过程。请回答下列有关问题：
幼苗的叶或茎――→愈伤组织――→提取黄酮类物质
(1)进行组织培养时，将雪莲幼苗的叶或茎切成 0.5 cm长的小段作为________，
用酒精溶液和次氯酸钠溶液进行________，然后立即用无菌水清洗并用
________吸取材料表面的水分。(2)图中①过程表示植物组织培养的________过程。在植物组织培养的过程中，
通常需要用植物生长调节剂对植物组织的____________进行诱导，使用时应严
格控制用量，才能准确地发挥“激素杠杆”的作用。
(3)利用转基因技术也可以实现雪莲有效成分的工厂化生产。若选择大肠杆菌作
为工程菌，需用________处理大肠杆菌细胞，使其处于一种能吸收周围环境中
DNA分子的状态，这种细胞称为________细胞。通常选择大肠杆菌作为基因工
程受体细胞的原因是 。
答案 (1)外植体 消毒 无菌滤纸 (2)脱分化 分裂和分化 (3)Ca2＋ 感受态
大肠杆菌是原核生物，具有繁殖快、遗传物质相对较少等特点。
解析 (1)进行组织培养时，离体的组织(雪莲幼苗的叶或茎切成0.5 cm长的小
段)称为外植体。为了防止感染杂菌，需用酒精溶液和次氯酸钠溶液进行消毒，
然后立即用无菌水清洗并用无菌滤纸吸取材料表面的水分。(2)外植体→愈伤组
织需要经过脱分化过程，如图中①所示。在植物组织培养的过程中，植物组织
的分裂和分化需要用植物生长调节剂进行诱导。(3)若选择大肠杆菌作为工程菌，
需用Ca2＋处理大肠杆菌细胞，使其处于一种能吸收周围环境中 DNA分子的状
态，这种细胞称为感受态细胞。大肠杆菌(原核生物)具有繁殖快、遗传物质相
对较少等特点，因此通常选择大肠杆菌作为基因工程受体细胞。
2.(2021·河南百校联盟联考)如图是单克隆抗体制备过程示意图。请回答下列有
关问题：(1)动物细胞融合是依据________________原理将两个或多个动物细胞融合形成
一个细胞的过程。
(2)单克隆抗体制备需要利用动物细胞融合与动物细胞培养技术。在体外培养动
物细胞时，培养液中除了要加入促生长因子、无机盐、微量元素、糖、氨基酸
等必需的营养成分，往往还需要加入________等一些天然成分，同时在含
____________混合气体的无菌、恒温培养箱中进行培养。
(3)图中①操作的目的是_____________________________________________。
②过程常在化学诱导剂________的诱导下完成，假设仅考虑细胞的两两融合，
则可形成________种类型的融合细胞。③过程中至少涉及两次筛选：第一次是
利用______________进行初步筛选，第二次是利用______________的方法，最
终筛选出既能无限增殖，又能产生所需抗体的杂交瘤细胞。
答案 (1)细胞膜的流动性 (2)(动物)血清、血浆 95%空气和5% CO (3)刺激
2
机体产生特异性B淋巴细胞 聚乙二醇(或PEG) 3 选择性培养基 专一抗体
检测
解析 (1)动物细胞融合的原理是细胞膜的流动性。(2)用于动物细胞体外培养的
培养液除无机盐、促生长因子、糖、氨基酸等必需的营养成分外，还需要加入
动物血清、血浆等天然成分；同时在含95%空气和5%CO 混合气体的无菌、恒
2
温培养箱中进行培养。(3)图中①操作是注射特定的抗原，目的是刺激小鼠产生
特异性B淋巴细胞。促进动物细胞融合过程常用的化学诱导剂是聚乙二醇，仅考虑两个细胞的融合，则可形成 2种自融细胞和1种互融细胞，共3种。③过
程至少涉及两次筛选，第一次筛选利用的是选择性培养基，筛选出的是杂交瘤
细胞，第二次筛选是利用专一抗体检测的方法，做专一性抗体阳性检测实验，
最终筛选出既能无限增殖又能产生所需抗体的杂交瘤细胞。
3.(2021·四川成都诊断)利用细胞工程技术可以生产单克隆抗体和“人鼠嵌合抗
体”，在人类征服疾病方面展现出诱人的前景。回答下列问题：
(1)将小鼠骨髓瘤细胞与经抗原免疫的 B细胞融合，形成杂交瘤细胞，动物细胞
融合的诱导因素有________、________、电激等。对融合的细胞需要进行筛选、
克隆化培养和________，进而获得可以产生单克隆抗体的细胞群体。
(2)临床发现，利用上述方法产生的抗体具有外源性，会被人体免疫系统清除。
科学家通过分析抗体的结构发现，抗体由“C区”和“V区”构成，引起人体
免疫反应的主要是“C区”。科学家通过“人鼠嵌合抗体”成功解决了这个问
题，制备“人鼠嵌合抗体”时，先从小鼠杂交瘤细胞中提取RNA，在________
酶的作用下形成DNA，扩增筛选得到编码抗体“________区”的基因，再与人
的________基因通过DNA连接酶连接后，插入适当的表达载体，导入宿主细胞
表达。与鼠源单克隆抗体相比，“人鼠嵌合抗体”的优点是
。
答案 (1)聚乙二醇(PEG) 灭活的病毒 专一抗体检测 (2)逆转录 V 抗体
“C区” 降低人体对鼠源单克隆抗体的免疫排斥反应，提高治疗效果
解析 (1)聚乙二醇(PEG)、灭活的病毒、电激等可以诱导动物细胞融合。对融
合的细胞需要进行筛选、克隆化培养和专一抗体检测，进而获得可以产生单克
隆抗体的细胞群体。(2)RNA通过逆转录过程可以得到DNA，该过程需要逆转录酶的催化。引起人体免疫反应的主要是“C区”，因此先从小鼠杂交瘤细胞
中筛选得到编码抗体“V区”的基因，再与人的抗体“C区”基因通过DNA连
接酶连接后，插入适当表达载体，导入宿主细胞表达。与鼠源单克隆抗体相比，
“人鼠嵌合抗体”的优点是降低人体对鼠源单克隆抗体的免疫排斥反应，提高
治疗效果。
4.(2021·重庆巴蜀中学联考)如图为利用小鼠制备抗登革热病毒的单克隆抗体过
程示意图，图中A～F分别表示生物技术名称或细胞名称。
(1)过程A是指将________(填“抗原”或“抗体”)类物质注入小鼠体内，一段
时间后，取小鼠的脾脏组织，剪碎后用________处理使其分散成单个细胞，以
获得相应的________细胞；图中细胞B一般选用________细胞。
(2)如果仅考虑两两融合的细胞，则最多可形成________种类型的细胞C，需用
特定的选择培养基筛选出杂交瘤细胞；再对杂交瘤细胞进行培养和检测，经多
次筛选，就可获得足够数量的细胞D。
(3)杂交瘤细胞体外培养时，在 5%________培养箱中培养，为防止培养过程中
的污染，培养基中需要加入适量的________。
答案 (1)抗原 胰蛋白酶(或胶原蛋白酶) B淋巴 骨髓瘤 (2)3 (3)CO 抗
2
生素
解析 (1)过程A是指将抗原类物质注入小鼠体内，一段时间后，取小鼠的脾脏
组织，剪碎后用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理使其分散成单个细胞，以获得相应的B淋巴细胞；图中细胞B一般选用能无限增殖的骨髓瘤细胞。(2)如果仅考虑
两两融合的细胞，则最多可形成 3种类型的细胞C。(3)杂交瘤细胞体外培养时，
在5%CO 培养箱中培养，为防止培养过程中的污染，培养基中需要加入适量的
2
抗生素。
5.(2021·河北衡水调研)科学家通过转基因技术获得了含有人生长激素基因的奶
牛，如果要加快转基因奶牛的繁殖速度，可以对此转基因奶牛进行克隆(如图所
示)。
(1)在进行细胞培养之前，要对取自转基因奶牛的组织进行分离，形成单个细胞，
这一过程中需要利用________酶处理。
(2)用于核移植的供体细胞，一般选用传代10代以内的细胞，原因是 。
(3)在进行原代培养时，细胞的增殖方式是________。此外，细胞增殖还表现出
________和接触抑制等特点。
(4)将进行细胞培养的供体细胞核注入去核的卵母细胞中，去掉卵母细胞核的目
的是 。
(5)转基因奶牛的克隆成功，说明了 。
(6)重组细胞在培养液中培养成的重组胚胎移入受体母牛体内就会生出与供体奶
牛遗传性状相同的犊牛，但也有可能出现性状上的某些差异，原因可能是
。
答案 (1)胰蛋白(或胶原蛋白) (2)该种细胞代谢旺盛、分裂能力强，且遗传物
质没有发生改变 (3)有丝分裂 贴壁生长 (4)使犊牛的性状主要由供体细胞核
决定 (5)动物的细胞核具有全能性 (6)①生物的性状受细胞核和细胞质共同控
制；②生物的性状还受环境因素的影响解析 (1)在进行动物细胞培养时，需要采用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理组织，
使组织细胞分离，形成单个细胞。(2)传代10代以内的细胞由于代谢旺盛、分裂
能力强，且遗传物质没有发生改变，常用作核移植的供体细胞。(3)进行原代培
养时，细胞的增殖方式为有丝分裂，动物细胞培养还表现出贴壁生长和接触抑
制等特点。(4)去掉卵母细胞核的目的是使犊牛的性状主要由供体细胞核决定。
(5)克隆动物的成功培育说明了动物的细胞核具有全能性。(6)重组细胞在培养液
中培养成的重组胚胎移入受体母牛体内就会生出与供体奶牛遗传性状相同的犊
牛，但也有可能出现性状上的某些差异，原因可能是①生物的性状受细胞核和
细胞质共同控制；②生物的性状还受环境因素的影响。
6.(2021·安徽黄山模拟)紫杉醇是从红豆杉树皮中提取的高效抗癌物质，细胞培
养生产紫杉醇是扩大紫杉醇来源的重要途径。图甲、乙分别为三种红豆杉细胞
培养过程中细胞数量与紫杉醇产量的数据图。
甲乙
(1)以南方红豆杉叶为原料获得生产紫杉醇的愈伤组织需要通过细胞的________，
愈伤组织细胞具有较强的________能力。这一技术的成功实现了组织培养技术
在一个重要领域的应用，即________________________________________。
(2)对比分析图甲、乙可知：培养后期紫杉醇产量出现下降的原因可能是
________________________________；在培养过程中，要不断通入无菌空气并
进行搅拌，其目的是________________________________________(答三点)；
与传统方法获得紫杉醇相比，利用植物组织培养技术生产紫杉醇，具有
________________________________等优点(答两点即可)。
(3)植物生长调节剂在组织培养中具有极其重要的作用，其中赤霉素类植物生长
调节剂的主要作用是______________。
答案 (1)脱分化 分裂分化(或分生) 细胞产物的工厂化生产 (2)培养的细胞
数量减少、某些代谢产物积累等(答出一点即可) 防止微生物污染，保证氧气
供应充足，使细胞与培养液充分接触 产量高、节约资源、保护环境 (3)促进
培养细胞的伸长
解析 (1)以南方红豆杉叶为原料获得生产紫杉醇的愈伤组织需要通过细胞的脱
分化，愈伤组织细胞具有较强的分裂分化能力。这一技术的成功实现了细胞产
物的工厂化生产。(2)对比分析题图甲、乙可知：培养后期，培养的细胞数量减
少、某些代谢产物积累等导致紫杉醇产量下降。植物细胞培养过程需要充足的氧气及防止微生物污染，因此，在培养过程中，要不断通入无菌空气，搅拌的
目的是使细胞与培养液充分接触。与传统方法获得紫杉醇相比，利用植物组织
培养技术生产紫杉醇，具有产量高、节约资源、保护环境等优点。(3)赤霉素类
植物生长调节剂的主要作用是促进培养细胞的伸长。
7.(2021·湖南衡阳八中联考)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。下面是抗
HCG单克隆抗体制备流程示意图，请分析回答问题：
(1)制备单克隆抗体过程中要用到____________技术和____________技术。
(2)制备单克隆抗体过程中，给小鼠注射的HCG相当于________，使小鼠产生
分泌相应________的B淋巴细胞，此过程属于特异性免疫中的________免疫。
(3)在细胞内DNA的合成一般有两条途径，主要途径是在细胞内由糖和氨基酸
合成核苷酸，进而合成DNA，而氨基嘌呤可以阻断此途径。另一辅助途径是在
次黄嘌呤和胸腺嘧啶核苷存在的情况下，经酶的催化作用合成 DNA，而骨髓瘤
细胞的DNA合成没有此辅助途径。
①利用DNA合成途径不同的特点配制的 HAT培养基含有多种成分，其中添加
的________具有筛选杂交瘤细胞的作用。
②最终筛选获得的杂交瘤细胞的特点是 。
(4)此过程生产的单克隆抗体可以与________________特异性结合，从而诊断早
孕。
答案 (1)动物细胞培养 动物细胞融合 (2)抗原 抗体 体液 (3)①氨基嘌
呤 ②既能迅速大量繁殖，又能产生专一的抗体 (4)人绒毛膜促性腺激素(或HCG)
解析 (1)制备单克隆抗体过程中要用到动物细胞培养技术培养骨髓瘤细胞和杂
交瘤细胞、动物细胞融合技术将B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合成杂交瘤细胞。
(2)制备单克隆抗体过程中，给小鼠注射的HCG相当于抗原，使小鼠产生免疫
反应，产生能分泌相应抗体的 B淋巴细胞，此过程属于特异性免疫中的体液免
疫。(3)①DNA合成途径不同的特点：氨基嘌呤可以阻断合成DNA的主要途径；
次黄嘌呤和胸腺嘧啶核苷存在的情况下可通过辅助途径合成 DNA，而骨髓瘤细
胞的DNA合成没有此辅助途径。据此可知在配制的 HAT培养基中添加的氨基
嘌呤成分具有筛选杂交瘤细胞的作用。②杂交瘤细胞具有既能迅速大量繁殖，
又能产生专一的抗体的特点。(4)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，单克隆抗体可以与它特异性结合，从而诊断早
孕。
8.(2021·贵州适应性考试)新型冠状病毒和 SARS 病毒都会造成肺炎。如图是
SARS－CoV S蛋白特异性单克隆抗体的制备过程。回答下列问题：
(1)若只考虑细胞两两融合，图中甲理论上有________种。
(2)在SARS－CoV S蛋白特异性单克隆抗体的制备过程中，需要用到动物细胞培养和动物细胞融合技术。一般来说，动物细胞培养需要的条件有
______________________(至少答出两点)；诱导动物细胞融合的因素有
________________(至少答出两种)。
(3)SARS－CoV S蛋白单克隆抗体________(填“能”或“不能”)对新型冠状病
毒发挥作用，理由是 。
答案 (1)3 (2)无菌、无毒环境，营养，适宜的温度、pH，气体环境 PEG、
灭活的病毒、电激 (3)不能 新型冠状病毒与SARS病毒的抗原不同，SARS－
CoV S蛋白单克隆抗体只能与 SARS－CoV S蛋白发生特异性结合(合理答案即
可)
解析 (1)若只考虑细胞两两融合，则产生的融合细胞有骨髓瘤细胞自身融合细
胞、B细胞自身融合细胞、杂交瘤细胞 3种。(2)一般来说，动物细胞培养需要
的条件是无菌、无毒环境，营养，适宜的温度、pH，含有5%CO 和95%空气的
2
混合气体环境等。动物细胞融合常用的诱导因素有聚乙二醇(PEG)、灭活的病毒、
电激等。(3)新型冠状病毒与SARS病毒的抗原不同，而 SARS－CoV S蛋白单
克隆抗体只能与SARS－CoV S蛋白特异性结合，故该单克隆抗体不能对新型冠
状病毒发挥作用。
