第52課時動物細胞工程

1.闡明動物細胞培養(yǎng)的條件和過程。2.闡明動物細胞核移植的原理和過程。3.闡明動物

課標

細胞融合的概念。4.概述細胞融合技術是單克隆抗體制備的重要技術。5.簡述干細胞

要求

在生物醫(yī)學工程中有廣泛的應用價值。

1.動物細胞培

2024?黑吉遼1142023?遼寧172022?江蘇1142022?湖北

養(yǎng)技術

2.動物細胞融

考情2024?江西?TI62023?北京-T122023?湖北-T222022?山東?T15

合和單克隆抗

分析2022?福建T132022?遼寧T24

體的制備

3.動物細胞核

2023?天津-T72021?遼寧?T132020?天津-T1

移植技術

考點一動物細胞培養(yǎng)

■整合必備知識

1.動物細胞培養(yǎng)的概念

從動物體中取出相關的組織，將它分散成,然后在適宜的培養(yǎng)條件下，讓

這些細胞________________的技術。

2.動物細胞培養(yǎng)的條件

營養(yǎng)條件：糖類、氨基酸、無機鹽、維生

?素、促生長因子、微量元素等營養(yǎng)物質,

此外通常還需等一些天然成分

___________________進行滅菌

處理

一無菌、無在無菌環(huán)境下操作

毒的環(huán)境定期更換，以便清除

培

養(yǎng)代謝物，防止細胞代謝物積

條累對細胞自身造成傷害

件

溫度、pH和滲透壓：哺乳動物細胞培養(yǎng)

一的溫度多以(36.5±0.5)七為宜，多數(shù)動

物細胞生存的適宜pH為

「95%的空氣：其中。2是細胞

代謝所必需的

?氣體環(huán)境

l5%fi<JCO2：

I提醒］動物細胞培養(yǎng)一般用液體培養(yǎng)基，植物組織培養(yǎng)一般用固體培養(yǎng)基。

3.動物細胞培養(yǎng)的過程

取動物組織

醉或

機械法

海

分散成_____________

加入

培芥液

制成_______________

|放人培養(yǎng)瓶或培養(yǎng)皿

________培養(yǎng)

(1)細胞貼壁：體外培養(yǎng)的大多數(shù)動物細胞往往________在培養(yǎng)瓶的瓶壁上。

⑵接觸抑制：當貼壁細胞分裂生長到表面時，細胞通常會停止

(3)原代培養(yǎng)：之前的細胞培養(yǎng)，即動物組織經處理后的

(4)傳代培養(yǎng)；后的細胞培養(yǎng)。

4.干細胞培養(yǎng)及其應用

種類胚胎干細胞成體干細胞誘導多能干細胞

來源骨微、臍帶血和外周血體細胞（如成纖維細胞等）

能分化為成年動物體內的任何

能誘導分化成類似______

特點一種類型的細胞，并進一步形分化成____________

的細胞

成機體的組織和器官甚至—

造血干細胞用于治療

治療小鼠的鐮狀細胞貧

分化成心肌細胞、神經元和造白血病等；神經干細胞

應用血、阿爾茨海默病、心血

血干細胞等用于治療帕金森病、阿

管疾病等

爾茨海默病等

［教材隱性知識］源于選擇性必修3P46“相關信息”科學家已嘗試采用多種方法來制備iPS

細胞，包括借助載體將導入細胞中，直接將特定蛋白導入細胞中或者用

等來誘導形成iPS細胞。iPS細胞最初是由成纖維細胞轉化而來的，后來

發(fā)現(xiàn)已分化的T細胞、B細胞等也能被誘導為iPS細胞。

Z判斷正誤

⑴營養(yǎng)供應充足時，傳代培養(yǎng)的胚胎干細胞不會發(fā)生接觸抑制（2023?海南，7A）（）

（2）進行動物細胞培養(yǎng)時，血清應經過高溫處理后加入培泰基（2022?湖北，6C）（）

（3）培養(yǎng)心肌細胞的時候既需要氧氣也需要二氧化碳（2022?江蘇，14B）（）

,評價遷移應用

考向一動物細胞培養(yǎng)

1.（2024?黑吉遼，14）從小鼠胚胎中分離獲取胚胎成纖維細胞進行貼壁培養(yǎng)，在傳代后的不同

時間點檢測細胞數(shù)目，結果如圖。下列敘述正確的是（）

指數(shù)增K期拜臺期

^1

延

遲

期

2345

時間/d

A.傳代培養(yǎng)時，培養(yǎng)皿需密封防止污染

B.選?、俚募毎M行傳代培養(yǎng)比②更合理

C.直接用離心法收集細胞進行傳代培養(yǎng)

多種雜.......y........

交細施V?6畫?自身融合細胞

用特定的—以蒸嬴^紊『至前各我而種融合的細胞死亡

@@__________

|克隆上述雜交期胞

6)?攀一專一抗體檢測陽性

將不同種雜交細胞分開并克隆專?抗體檢測呈陽性的細胞

注射到體外培養(yǎng)

小鼠腹

腔內

乂2單克降抗體多人單克隆抗體

②單克隆抗體的優(yōu)點

a.能準確地識別抗原的細微差異，與特定抗原發(fā)生____________結合(特異性強、靈敏度高)。

b.可以制備。

(3)單克隆抗體的應用

①被廣泛用作試劑，在多種疾病的診斷和病原體鑒定中發(fā)揮重要的作用。

②運載__________，形成抗體一藥物偶聯(lián)物，實現(xiàn)對腫瘤細胞的殺傷。

③用于。

0判斷正誤

(1)有的病毒經滅活處理后，可用于細胞工程中介導動物細胞的融合(2020?浙江6月選考，

15A)()

⑵將骨髓瘤細胞和B淋巴細胞混合，經誘導后融合的細胞即為雜交瘤細胞(2021?江蘇，

HD)()

(3)甲狀旁腺激素(PTH)水平是人類多種疾病的重要診斷指標。研究者制備單克隆抗體用于快

速檢測PTH,判斷有關制備過程的敘述是否正確：

①利用抗原一抗體結合的原理篩選雜交瘤細胞(2023?北京，12C)()

②篩選能分泌多種抗體的單個雜交瘤細胞(2023?北京，12D)()

(4)我國科研團隊研制出全俅首個以尿液中的抗原為靶標的戊肝診斷試劑盒，該試劑盒還可用

于其他類型病毒性肝炎的檢測()

提升關鍵能力

理解單克隆抗體的制備過程及應用

長春新堿(VCR)能夠干擾腫瘤細胞的有絲分裂，也會影響正常細胞的增殖和分裂，導致藥物

副作用的發(fā)生。H18雜交瘤細胞產生的抗人肝癌單克隆抗體HAbl8對于人體肝癌的診斷和靶

向治療具有重要的意義?；卮鹣铝袉栴}：

⑴抗人肝癌單克隆抗體HAb18的制備過程中，需要向G鼠體內注射肝癌細胞懸液，其目的

是____________________________________________________________________________

(2)單克隆抗體被廣泛用作診斷試劑的原因是

(3)資料：①細胞合成DNA包括D和S兩條途徑，其中D途徑能被氨基蝶吟阻斷。

②免疫的B淋巴細胞中有這兩種DNA的合成途徑，但它不能分裂增殖，其本身也不能在體

外長期存活。

③鼠骨髓瘤細胞中只有D途徑，沒有S途徑，但它能不斷分裂增殖。如果它的D途徑被阻

斷的話，它會因不能合成DNA而死亡。

根據(jù)上述資料，利用特定的選擇培養(yǎng)基篩選雜交瘤細胞的具體方法是在培養(yǎng)基中加入

進行培養(yǎng)，一段時間后收集存活細胞。原理是可以阻

斷DNA的D合成途徑，所以未融合的骨髓瘤細胞及融合的骨髓瘤細胞和骨憤瘤細胞不能在

該培養(yǎng)基生長，而未融合的B淋巴細胞及融合的B淋巴細胞和B淋巴細胞不能長期存活，

只有的細胞才可以在培養(yǎng)基中長期存活與繁殖。

(4)將VCR與抗人肝癌單克隆抗體HAbl8通過接頭連接形成抗體一藥物偶聯(lián)物(AD。，可實

現(xiàn)對肝癌細胞的特異性殺傷，ADC的作用機制如圖。據(jù)圖分析，ADC的抗體可以

______________________________________________：藥物VCR通過___________________從

而，阻斷肝癌細胞分裂，誘導肝癌細胞凋亡。

考向二動物細胞融合技術與單克隆抗體

3.(2021?山東，15)一個抗原往往有多個不同的抗原決定簇，一個抗原決定簇只能刺激機體產

生一種抗體，由同一抗原刺激產生的不同抗體統(tǒng)稱為多抗。將非洲豬瘟病毒衣殼蛋白p72注

入小鼠體內，可利用該小鼠的免疫細胞制備抗p72的單抗，也可以從該小鼠的血清中直接分

離出多抗。下列說法正確的是（）

A.注入小鼠體內的抗原純度對單抗純度的影響比對多抗純度的影響大

B.單抗制備過程中通常將分離出的漿細胞與骨髓瘤細胞融合

C.利用該小鼠只能制備出一種抗p72的單抗

D.p72部分結構改變后會出現(xiàn)原單抗失效而多抗仍有效的情況

4.（2023?湖北，22節(jié)選）某病毒對動物養(yǎng)殖業(yè)危害十分嚴重。我國學者擬以該病毒外殼蛋白

A為抗原來制備單克隆抗體，以期快速檢測該病毒，其主要技術路線如圖所示。

兔疫

轉

基

蛋

免疫離體培養(yǎng)的

的睥

因

工

白

小鼠小鼠骨髓瘤

細胞

程

菌A

細胞

j秀導融合

單克隆抗體篩選I雜交描細胞篩選）

回答下列問題：

⑴與小鼠骨髓瘤細胞融合前，己免疫的脾細胞（含漿細胞）（填“需要”或“不需要”）

通過原代培養(yǎng)擴大細胞數(shù)比添加脂溶性物質PEG可促進細胞融合，該過程中PEG對細胞

膜的作用是。

⑵在雜交瘤細胞篩選過程中，常使用特定的選擇培養(yǎng)基（如HAT培養(yǎng)基），該培養(yǎng)基對

和___________________生長具有抑制作用,

（3）單克隆抗體篩選中，將抗體與該病毒外殼蛋白進行雜交，其目的是

考點三動物體細胞核移植技術和克隆動物

L整合必備知識

1.動物細胞核移植技術的概念和類型

⑴概念

將動物一個細胞的移入去核的中，使這個重新組合的細

胞發(fā)育成,繼而發(fā)育為的技術。

（2）原理：。

（3）類型：哺乳動物核移植可分為核移植和核移植，

其中核移植較易成功。

2.體細胞核移植的過程

「前巢）空柒一（啊細胞;

體外培養(yǎng)

〔供"細胞〕期

去核

〔供體細嬴培養(yǎng)J（去核卵&細胞）

將

供體

注

人去①通過電融合法使兩細胞融合，

母

細胞供體核進入卵母細胞形成重構胚;

②用物理或化學方法（如電刺激、

Ca??載體、乙醇、隹白的合成抑制

劑等）激活通構胚,使犬完成細

胞分裂和發(fā)育進程

I~~~~喘4代孕母-I克隆動物I

I提醒］目前動物細胞核移植技術中普遍使用的去核方法是顯微操作法。也有人采用梯度離

心、紫外線短時間照射和化學物質處理等方法。這些方法是在沒有穿透卵母細胞透明帶的情

況下去核或使其中的DNA變性。

3.體細胞核移植技術的應用前景和存在的問題

畜牧業(yè)加速家畜__________進程、促進優(yōu)良畜群繁育

①作為________生產醫(yī)用蛋白；

②________________的細胞、組織或器官可以用于異種移植；

醫(yī)藥衛(wèi)生

③人核移植_______經過誘導分化形成相應的細胞、組織或器

官，可用于器官移植

前景

①研究克隆動物可使人類更深入地了解________及衰老過程；

②克隆一批遺傳背景相同的動物，可以通過它們之間的對比來

科學研究

分析________;③克隆特定疾病模型的動物，為研究________

和開發(fā)相應的藥物提供幫助

保護瀕危物種增加瀕危物種的存活數(shù)量

問題①成功率________;②絕大多數(shù)克隆動物存在________問題，表現(xiàn)出_________

■提升關鍵能力

理解動物體細胞核移植的過程及應用

培育克隆猴的流程如圖所示。請結合圖示回答問題:

用滅活的仙臺

培

養(yǎng)

⑴在將體細胞的核移植到卵母細胞之前，必須先對卵母細胞進行去核操作的原因是什么？

（2）上述體細胞核移植技術培育的克隆猴沒有實現(xiàn)對體細胞供體動物進行1。。％的復制，具原

因是克隆動物絕大部分DNA來自體細胞供體（核供體）動物的細胞核，但其線粒體中的DNA

同時來自核供體細胞和。所以，克隆猴不是對核供體動物進行完全

相同的復制。此外，即便動物的遺傳基礎完全相同，但動物的發(fā)育及一些行為、習性的形成

與___________________也有很大關系。

（3）在此過程中，滅活的仙臺病毒所起的作用是o

（4）為了調節(jié)相關基因的表達，提高胚胎的發(fā)育率和妊娠率，研究人員將組蛋白去甲基化酶

Kdm4d的mRNA注入了重構胚，Kdm4d的mRNA翻譯的組蛋白去甲基化酶能；

同時用組蛋白脫乙酰酶抑制劑TSA處理了它，TSA可以抑制組蛋白脫乙酰酶的作用，從而

■評價遷移應用

考向三動物體細胞核移植技術和克隆動物

5.（2021?遼寧，13）如圖是利用體細胞核移植技術克隆優(yōu)質奶牛的簡易流程圖，有關敘述正確

的是（）

甲

牛激活并重

移

）供體細胞培養(yǎng)組

Q融培養(yǎng)一

胚

植

胎

亞組細胞生

代

A.后代丁的遺傳性狀由甲和丙的遺傳物質共同決定

R.過程①需要提供95%空氣和5%CCh的混合氣體

C.過程②常使用顯微操作去核法對受精卵進行處理

D.過程③將激活后的重組細胞培養(yǎng)至原腸胚后移植

6.（2024.武漢模擬）如圖為體細胞克隆猴“中中”和“華華”的培育流程，為建立動物模型、

研究疾病機理帶來光明前景。下列敘述錯誤的是（）

體外培養(yǎng)成

纖維細胞

A.過程①將成纖維細胞注射到去核的卵母細胞中，說明細胞膜的控制作用是相對的

B.卵子細胞質中含有促使成纖維細胞核全能性表達的物質

C.中中、華華的性別由成纖維細胞的遺傳物質決定

D.“去核”去除的是紡錘體一染色體復合物

I■杳落實因基礎?一

一、過教材

1.實驗小鼠皮膚成纖維細咆培養(yǎng)的基本過程如圖所示?？茖W家通過體外誘導小鼠成纖維細胞

獲得一種類似胚胎干細胞的細胞，稱為誘導多能干細胞（笥稱iPS細胞）。下列敘述正確的是

（）

A.應使用加入血清等一些天然成分的液體培養(yǎng)基來培養(yǎng)皮膚細胞

B.培養(yǎng)液需要定期更換，以便提供營養(yǎng)和清除代謝廢物

C.應在95%的02和5%的CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，培養(yǎng)液中的CO2用了維持pH

D.圖中丙和丁分別表示的是原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)，其培養(yǎng)原理不同

E.體外培養(yǎng)的細胞既能貼壁生長又能懸浮生長，都會發(fā)生接觸抑制現(xiàn)象

F.傳代培養(yǎng)時，懸浮培養(yǎng)的細胞直接用離心法收集，不需要再用的處理

G.iPS細胞是只能由成纖維細胞誘導形成的類似胚胎干細胞的一種細胞

H.利用iPS細胞分化形成的器官進行自體移植后將引發(fā)機體產生細胞免疫

I.iPS細胞較傳統(tǒng)胚胎干細胞，具有細胞來源廣泛、較少涉及倫理道德問題等優(yōu)點

2.下列關于動物細胞融合、單克隆抗體的制備及應用的敘述中，不正確的是（）

A.動物細胞融合過程中既有細胞膜融合也有核膜的融合

B.用滅活的病毒誘導融合利用了細胞膜的流動性

C.單克隆抗體可對目的基因是否成功表達進行檢測與鑒定

D.單抗制備時至少需要2次篩選，第2次篩選常用選擇培養(yǎng)基進行

E.雜交瘤細胞在培養(yǎng)過程中有接觸抑制現(xiàn)象，需要用胰蛋白酶處理

F.可以從細胞培養(yǎng)液或小鼠腹水中獲取大量的單克隆抗體

G.單克隆抗體與常規(guī)抗體相比，特異性強，靈敏度高，產量高

H.抗體一藥物偶聯(lián)物可定向清除腫瘤細胞，發(fā)揮殺傷作用的主要是單克隆抗體

3.下列關于動物細胞核移植技術的敘述，正確的是（）

A.哺乳動物體細胞核移植的難度明顯高于胚胎細胞核移植

B.卵母細胞需要培養(yǎng)至MII期再去核

C.卵母細胞去核的實質是去除細胞中的紡錘體一染色體復合物

D.梯度離心是在沒有穿透卵母細胞透明帶的情況下去核的

E.用物理或化學方法激活重構胚，使其完成分裂和發(fā)育進程

F.克隆動物的遺傳物質全部來自供體的體細胞核

G.用體細胞核移植技術克隆出大熊貓，體現(xiàn)了動物細胞核具有全能性

H.核移植技術培育動物可在保持優(yōu)良性狀的同時提高遺傳的多樣性

二、過高考

（2020?全國I,38節(jié)選）為研制抗病毒A的單克隆抗體，其同學以小鼠甲為實驗材料設計了以

卜.實驗流程。

篩選

篩選2

制備單細胞懸液

雜能產生抗

融

交病毒的

（小鼠甲B淋巴細胞卜!合A

瘤

~《細

單克隆抗

細

胞

（骨.瘤細胞P胞體的雜交

.

瘤細胞

回答下列問題:

⑴上述實驗前必須給小鼠甲注射病毒A,該處理的目的是

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

（2）為了得到能產生抗病毒A的單克隆抗體的雜交瘤細胞，需要進行篩選。圖中篩選1所采用

的培養(yǎng)基屬于，使用該培養(yǎng)基進行細胞培養(yǎng)的結果是。

圖中篩選2含多次篩選，篩選所依據(jù)的基本原理是。

答案精析

考點一整合

1.單個細胞生長和增殖

2.血清培養(yǎng)液和培養(yǎng)用具培養(yǎng)液7.2?7.4維持培養(yǎng)液的pH

3.胰蛋白膠原蛋白單個細胞細胞懸液原代懸浮貼壁分裂受阻或停止傳代培

養(yǎng)(1)貼附(2)相互接觸分裂增殖(3)分瓶初次培養(yǎng)(4)分瓶

4.早期胚胎個體特定的細胞或組織胚胎干細胞

教材隱性知識特定基因小分子化合物

判斷正誤

(1)X［傳代培養(yǎng)的胚胎干細胞會發(fā)生接觸抑制。］

(2)X［血清經過高溫處理后，其中的活性成分變性，失去原有功能。］

⑶J

評價

1.D［傳代培養(yǎng)時需要營造無菌、無毒以及95%空氣+5%CO2的氣體環(huán)境，而非密封，A

錯誤；①的細胞還未快速增長，此時進行傳代培養(yǎng)沒有意義，應選②的細胞進行傳代培養(yǎng)，

B錯誤；對于貼壁生長的細胞進行傳代培養(yǎng)時，先需要月胰蛋白酶等處理，使之分散為單個

細胞，然后再用離心法收集，之后，將收集的細胞制成細胞懸液，分瓶培養(yǎng)，C錯誤。］

2.D［因為誘導過程不需要破壞胚胎，不涉及倫理問題，而且iPS細胞來自病人自身的體細

胞，還可以避免免疫排斥，故利用iPS細胞治療人類疾病的前景優(yōu)于ES細胞，D錯誤。1

考點二整合

1.PEG融合法、電融合法和滅活病毒誘導法細胞膜的流動性

2.(1)①抗體血清②純度特異性(2)①B淋巴細胞選擇雜交瘤細胞②a.特異性

b.大量(3)①診斷②藥物選擇性③治療疾病

判斷正誤

(l)V

(2)X［若僅考慮細胞兩兩融合的情況，將有髓瘤細胞和B淋巴細胞混合，經埼導融合后的

細胞不都是雜交瘤細胞，還有B細胞自身融合的細胞、骨髓瘤細胞自身融合的細胞等。］

⑶①J

②X［由于一個B細胞經分化后只能分泌一種抗體，故篩選出的單個雜交瘤細胞也只能產生

一種抗體。］

(4)X［抗體具有特異性，所以成肝診斷試劑盒只能用于戈肝的檢測，不能用于其他類型病毒

性肝炎的檢測。］

提升

(1)刺激機體發(fā)生免疫應答，從而得到能產生特定抗體的B淋巴細胞

⑵單克隆抗體能準確地識別抗原的細微差異，與特定抗原發(fā)生特異性結合，并且可以大展制

備

(3)氨基蝶吟氨基蝶吟B淋巴細胞和骨髓瘤細胞融合

(4)發(fā)揮靶向運輸作用，攜帶VCR與肝癌細胞特異性結合抑制微管蛋白聚合抑制紡錘體

的形成

評價

3.D［單抗的制作需要篩選，而多抗不需要篩選，抗原純度越高，產生的多抗純度越高，

因此抗原純度對單抗純度的影響比對多抗純度的影響小，A錯誤；單抗制備過程中通常是免

疫后將脾臟破碎，然后用離心法將脾臟細胞（包含各種產生或不產生抗體的B細胞）和紀細胞

分開，然后用脾細胞與骨燧瘤細胞融合，而不能直接分離出漿細胞，B錯誤：非洲豬瘟病毒

衣殼蛋白p72上有多種抗原決定簇，一個抗原決定簇只能刺激機體產生一種抗體，所以向小

鼠體內注入p72后，可以刺激小鼠產生多種抗p72的單抗，C錯誤；p72部分結構改變只改

變了部分抗原決定簇，因此由這部分抗原決定簇產生的抗體失效，但由于還存在由其他抗原

決定簇刺激機體產生的抗體，所以多抗仍有效，D正確。］

4.（1）不需要使細胞接觸處的磷脂分子重新排布，細胞膜打開，細胞發(fā)生融合（2）未融合

的親本細胞融合的具有同種核的細胞（3）通過抗體檢測呈陽性來獲得分泌所需抗體的雜

交瘤細胞

解析（1）漿細胞是高度分化的細胞，不能增殖，所以不能通過原代培養(yǎng)擴大細胞數(shù)量。脂溶

性物質PEG可使細胞接觸處的璘脂分子重新排布，細胞膜打開，細胞發(fā)生融合。（2）在雜交

瘤細胞篩選過程中，常用特定的選擇培養(yǎng)基進行篩選，在該培養(yǎng)基上，未融合的親本絢胞和

融合的具有同種核的細胞都會死亡，只有融合的雜交瘤細胞才能生長。（3）單克隆抗體篩選中，

將抗體與該病毒外殼蛋白進行雜交，是運用了抗原一抗體雜交技術，抗體檢測呈陽性的細胞，

即為所需的雜交瘤細胞。

考點三整合

1.（1）細胞核卵母細胞新胚胎動物個體（2）動物體細胞核具有全能性（3）胚胎細胞

體細胞胚胎細胞

2.Mil重構胚

3.遺傳改良生物反應器轉基因克隆動