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第4 课时 动物细胞工程
课标要求 1.阐明动物细胞培养是从动物体获得相关组织，分散成单个细胞后，在适宜的
培养条件下让细胞生长和增殖的过程。动物细胞培养是动物细胞工程的基础。2.阐明动物细
胞核移植一般是将体细胞核移入一个去核的卵母细胞中，并使重组细胞发育成新胚胎，继而
发育成动物个体的过程。3.阐明动物细胞融合是指通过物理、化学或生物学等手段，使两个
或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。4.概述细胞融合技术是单克隆抗体制备的重要技
术。5.简述干细胞在生物医学工程中有广泛的应用价值。
考点一 动物细胞培养
1．动物细胞培养的概念：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．动物细胞培养的条件
3．动物细胞培养的过程
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概念辨析 细胞贴壁和接触抑制
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。
4．干细胞培养及其应用
种类
胚胎干细胞
成体干细胞
诱导多能干细胞
来源
骨髓、脐带血和外周
血
体细胞(如成纤维
细胞等)
特点
能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
体的组织和器官甚至________
分化成___________
__________________
能诱导分化成类
似_____________
的细胞
应用
分化成心肌细胞、神经元和造血
干细胞等
造血干细胞用于治疗
白血病；神经干细胞
用于治疗帕金森病、
阿尔茨海默病等
治疗小鼠的镰状
细胞贫血、阿尔
茨海默病、心血
管疾病等
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？
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2．为什么科学家认为iPS 细胞的应用前景优于胚胎干细胞？
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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。
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1．(2023·山西运城高三模拟)对某种动物的肝肿瘤细胞进行细胞培养，下列说法错误的是(
)
A．在利用肝组织块制备细胞悬液时，可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理
B．动物细胞培养应在含5%CO2的CO2培养箱中进行，CO2的作用维持培养液的pH
C．为了防止动物细胞培养过程中受污染，可向培养液中加入适量的干扰素
D．在合成培养基中，通常需加入血清等一些天然成分
2．(2022·江苏南京高三模拟)某学术期刊发表论文称，利用人类多能干细胞培养的皮肤类器
官在培养4～5 个月后，形成了多层皮肤组织，包含毛囊、皮脂腺和神经元回路，是迄今最
逼真的人皮肤类器官。下列相关叙述正确的是( )
A．多能干细胞形成多层皮肤组织的过程中，遗传物质通常会发生改变
B．多能干细胞培养形成多层皮肤组织，说明动物的体细胞具有全能性
C．给烧伤病人移植自身多能干细胞培养成的皮肤类器官可减弱免疫排斥反应
D．该项研究结果表明多能干细胞可以分化成为人体内所需的各种组织和器官
归纳总结 动物细胞培养和植物组织培养的比较
项目
动物细胞培养
植物组织培养
理论基础
细胞增殖
植物细胞的全能性
培养前处理
无菌；用机械的方法或胰蛋白酶、胶原
蛋白酶等处理，使组织分散成单个细胞
无菌、离体
取材
动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官
或组织
植物幼嫩的部位或花药等
培养基性质
液体
固体
培养基成分
糖类、氨基酸、无机盐、维生素和动物
血清等
水、矿质元素、蔗糖、维生素、
植物激素和琼脂等
结果
产生大量细胞，不形成新个体
可产生新个体
应用
人造皮肤的构建、动物分泌蛋白的规模
化生产
快速繁殖、作物脱毒、细胞产物
的工厂化生产和单倍体育种等
相同点
①都需人工条件下的无菌操作；②都需要适宜的温度、pH 等条件；③都进
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行有丝分裂，都不涉及减数分裂
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
源于选择性必修3 P48 “相关信息”：灭活病毒诱导细胞融合的原理是病毒表面含有的糖蛋
白和一些酶能够与细胞膜上的糖蛋白发生作用，使细胞互相凝聚，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。
2．单克隆抗体的制备
(1)传统抗体的获得
①方法
――――→――→――→
―→
②缺点：产量低、________低、________差。
(2)单克隆抗体的制备及优点
①制备过程
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②单克隆抗体的优点
a．能准确地识别抗原的细微差异，与特定抗原发生________结合(特异性强、灵敏度高)。
b．可以________制备。
(3)单克隆抗体的应用
①被广泛用作________试剂，在多种疾病的诊断和病原体鉴定中发挥重要的作用。
②运载________，形成抗体—药物偶联物，实现对肿瘤细胞的________杀伤。
③用于________________。
1．植物体细胞杂交技术，可以跨越植物种属间生殖隔离的屏障，培育出新的作物类型。科
学家经过长期的探索，也实现了用不同种动物的体细胞进行杂交。参考图示，回答下列问题：
(1)动物细胞融合的结构基础是什么？
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
(2)动物细胞完成融合的标志是什么？
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
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(3)动物与人细胞之间诱导融合，产生的融合细胞有多少种(只考虑两两融合)?
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_______________________________________________________________________________
2．单克隆抗体的制备中需要给小鼠注射特定的抗原蛋白，其目的是什么？
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
3．单克隆抗体被广泛用作诊断试剂的原因是什么？
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
3．(2023·河北廊坊高三模拟) 抗体—药物偶联物(ADC)通过采用特定技术将具有生物活性的
小分子药物连接到能特异性识别肿瘤细胞的单克隆抗体上，实现对肿瘤细胞的选择性杀伤。
ADC 的结构及其发挥作用的机理如图所示，下列有关说法错误的是( )
A．单克隆抗体制备过程中通常将免疫后得到的B 淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合
B．用96 孔板培养和多次筛选杂交瘤细胞后，在体外大规模培养可获得单克隆抗体
C．ADC 通过抗体与细胞膜上的受体特异性结合，以主动运输的方式进入肿瘤细胞
D．ADC 在肿瘤细胞里被溶酶体裂解，释放药物，使肿瘤细胞死亡
4．人乳头瘤病毒(HPV)是一种DNA 病毒，可诱发细胞癌变。抗HPV 的单克隆抗体可以准
确检测出HPV，从而及时监控宫颈癌的发生。以HPV 衣壳蛋白为抗原制备出单克隆抗体的
过程如图所示。下列叙述不正确的是( )
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A．在HAT 培养基上存活的杂交瘤细胞既能无限增殖又可以分泌抗体
B．单克隆抗体的特点是灵敏度高、特异性强，可以大量制备
C．可用HPV 衣壳蛋白检测筛选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞
D．单克隆抗体制备过程涉及的生物学原理有细胞增殖和细胞膜的选择透过性
归纳总结 比较植物体细胞杂交和动物细胞融合
项目
植物体细胞杂交
动物细胞融合
原理
细胞膜的流动性、细胞的全能
性
细胞膜的流动性、细胞增殖
融合前处理
除去细胞壁
使细胞分散开
相关酶
纤维素酶和果胶酶
胰蛋白酶或胶原蛋白酶
诱导方法
物理法：电融合法、离心法；
化学法：聚乙二醇(PEG)融合
法、高Ca2＋—高pH 融合法
物理法：电融合法；
化学法：聚乙二醇(PEG)融合法；
生物法：灭活病毒诱导法
结果
杂种植株
杂交细胞
应用
培育植物新品种
主要用于制备单克隆抗体
意义
突破远缘杂交不亲和的障碍，打破了生殖隔离，扩展了杂交的亲本组合
相同点
动物细胞融合与植物原生质体融合的基本原理相同，诱导动物细胞融合
的方法与植物原生质体融合的方法相似
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的概念和类型
(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
________，继而发育为____________的技术。
(2)原理：______________________。
(3) 类型：哺乳动物核移植可分为________________ 核移植和________ 核移植，其中
________________核移植较易成功。
2．体细胞核移植的过程
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3．体细胞核移植技术的应用前景和存在的问题
前景
畜牧业
加速家畜
进程、促进优良畜群繁育
医药卫生
①作为
生产医用蛋白；
②
的细胞、组织或器官可以用于异种移
植；
③人核移植
经过诱导分化形成相应的细
胞、组织或器官，可用于器官移植
科学研究
①研究克隆动物可使人类更深入地了解
及衰老
过程；②克隆一批遗传背景相同的动物，可以通过它们之
间的对比来分析
；③克隆特定疾病模型的动
物，为研究
和开发相应的药物提供帮助
保护濒危物种
增加濒危物种的存活数量
问题
①成功率
；②绝大多数克隆动物存在
问题，表现出_____________
(1)源于选择性必修3 P52“相关信息”：减数分裂Ⅱ中期(MⅡ期)卵母细胞中的“核”其实是
纺锤体—染色体复合物。文中所说的“去核”是去除该复合物。
(2)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
______________________。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______________。
某国批准了首例使用细胞核移植技术培育“三亲婴儿”的申请，其培育过程可选用如下技术
路线。
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(1)探究“三亲婴儿”的性状表现与三个亲本的关系并分析原因。
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
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(2)所谓的“三亲婴儿”中遗传学上的母亲应是哪一个？该技术主要是为了避免什么疾病？
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(3)据图分析，该技术涉及了哪些技术操作？
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(4)动物细胞核移植技术的理论基础(原理)是什么？
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(5)受体细胞为什么选用卵母细胞？
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5．某杂志报道，我国科学家以一只雌性猕猴胎儿成纤维细胞为核供体成功克隆两只猕猴，
成为全球首例体细胞克隆灵长类动物。下列相关叙述错误的是( )
A．这项技术证明高度分化的动物体细胞具有全能性
B．研究中需要使用成熟卵母细胞作为核移植的受体
C．培育出的两只雌性猕猴的基因组成几乎完全相同
D．克隆猕猴的成功为大量培育灵长类遗传病模型动物提供了可能
6．“中中”和“华华”是两只在我国出生的克隆猕猴，它们也是国际上首例利用体细胞克
隆技术获得的非人灵长类动物。如图表示培育“中中”和“华华”的流程。下列相关叙述正
确的是( )
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A．图示过程中利用的技术有核移植和干细胞移植技术等
B．这两只克隆猕猴是由同一受精卵发育而成的双胞胎
C．融合细胞的培养过程需要无菌、无毒的环境和营养等条件
D．利用A 猴的胚胎干细胞核移植获得克隆猕猴的难度要大
归纳总结 细胞工程的各种技术手段及其原理总结
1．(2021·江苏，11)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
2．(2022·江苏，19 改编)下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。下列相关叙述不正确的有( )
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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
3．(2020·江苏，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，引起感染。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黏附或入侵，故抗体药物的研发已成为治疗新冠感染的研究
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 中人体内抗原呈递细胞吞噬病毒，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，在细胞因子作用下，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 淋巴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。
4．(2020·全国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。
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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)。
1．判断关于动物细胞培养和胚胎干细胞的叙述
(1)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( )
(2)动物细胞在培养过程中都具有细胞贴壁的现象( )
(3)贴壁细胞用胰蛋白酶处理使之分散成单个细胞，然后再用离心法收集( )
(4)胚胎干细胞是发现最早、研究最多、应用也最为成熟的一类成体干细胞( )
(5)iPS 细胞类似于胚胎干细胞，又称为诱导多能干细胞( )
(6)神经干细胞可用于治疗帕金森病和阿尔茨海默病等( )
2．判断关于动物细胞核移植的叙述
(1)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( )
(2)核移植中MⅡ期卵母细胞“去核”其实是去除纺锤体—染色体复合物( )
(3)克隆一批遗传背景相同的动物，可以通过它们之间的对比来分析致病基因( )
(4)用于核移植的供体细胞一般都选用10 代以内的培养细胞( )
3．判断关于动物细胞融合及单克隆抗体制备的叙述
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(1)B 淋巴细胞和骨髓瘤细胞经细胞融合后有三种细胞类型(仅考虑细胞两两融合的情况)(
)
(2)动物体细胞融合后的杂交细胞仍然是二倍体细胞( )
(3)将B 淋巴细胞与骨髓瘤细胞进行诱导融合，培养液中融合后的细胞即为杂交瘤细胞( )
(4)单克隆抗体诊断试剂提高了诊断的准确性、灵敏性( )
4．填空默写
(1)(选择性必修3 P44)细胞贴壁：________________________________________________。
(2)(选择性必修3 P44)接触抑制：___________________________________________________
_______________________________________________________________________________
。
(3)(选择性必修3 P44)细胞在培养过程中分裂受阻的原因：_____________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
。
(4)(选择性必修3 P49)杂交瘤细胞的特点是___________________________________________
_______________________________________________________________________________
。
(5)(选择性必修3 P50)单克隆抗体的优点是___________________________________________
_______________________________________________________________________________
。
(6)(选择性必修3 P54)核移植技术中必须先去掉受体卵母细胞的细胞核的原因是___________
_______________________________________________________________________________
。
(7)(选择性必修3 P54)通过体细胞核移植技术培育的克隆动物，不是对体细胞供体动物进行了
100%的复制，原因是____________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
。
此外，动物的一些行为、习性的形成与所处环境有很大关系。
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