資源簡介

生物學(xué)高考總復(fù)習(xí)教案
第47講　動物細(xì)胞工程
課標(biāo)內(nèi)容　(1)闡明動物細(xì)胞培養(yǎng)是從動物體獲得相關(guān)組織，分散成單個細(xì)胞后，在適宜的培養(yǎng)條件下讓細(xì)胞生長和增殖的過程。動物細(xì)胞培養(yǎng)是動物細(xì)胞工程的基礎(chǔ)。(2)闡明動物細(xì)胞核移植一般是將動物一個細(xì)胞的細(xì)胞核移入去核的卵母細(xì)胞中，并使重組細(xì)胞發(fā)育成新胚胎，繼而發(fā)育成動物個體的過程。(3)闡明動物細(xì)胞融合是指通過物理、化學(xué)或生物學(xué)等手段，使兩個或多個動物細(xì)胞結(jié)合形成一個細(xì)胞的過程。(4)概述細(xì)胞融合技術(shù)是單克隆抗體制備的重要技術(shù)。(5)簡述干細(xì)胞在生物醫(yī)學(xué)工程中有廣泛的應(yīng)用價值。
考點一　動物細(xì)胞培養(yǎng)
1.動物細(xì)胞培養(yǎng) 原理：細(xì)胞增殖
(1)地位：動物細(xì)胞工程常用的技術(shù)有動物細(xì)胞培養(yǎng)、動物細(xì)胞核移植、動物細(xì)胞融合等。其中動物細(xì)胞培養(yǎng)是動物細(xì)胞工程的基礎(chǔ)。
(2)培養(yǎng)條件 一般用液體培養(yǎng)基
(3)培養(yǎng)過程
(1)區(qū)分原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)的關(guān)鍵是看用胰蛋白酶處理的對象和是否分瓶。
①分瓶前，第一次用胰蛋白酶對動物組織進(jìn)行處理后的培養(yǎng)是原代培養(yǎng)。
②第二次用胰蛋白酶處理，使細(xì)胞從瓶壁上脫離下來，分瓶后的細(xì)胞培養(yǎng)為傳代培養(yǎng)。
(2)細(xì)胞貼壁和接觸抑制：懸液中分散的細(xì)胞很快就貼附在瓶壁上，稱為細(xì)胞貼壁。細(xì)胞數(shù)目不斷增多，當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長到表面相互接觸時，細(xì)胞就會停止分裂增殖，這種現(xiàn)象稱為細(xì)胞的接觸抑制。　　　
2.干細(xì)胞培養(yǎng)及其應(yīng)用
【情境推理·探究】
1.進(jìn)行動物傳代培養(yǎng)時用胰蛋白酶分散細(xì)胞，可以用胃蛋白酶替代胰蛋白酶嗎？說明原因。
提示　不可以，胃蛋白酶作用的適宜pH約為1.5，當(dāng)pH大于6時，胃蛋白酶就會失活。胰蛋白酶作用的適宜pH為7.2～8.4。多數(shù)動物細(xì)胞培養(yǎng)的適宜pH為7.2～7.4，胃蛋白酶在此環(huán)境中失活，而胰蛋白酶在此環(huán)境中活性較高，因此胰蛋白酶適宜用于傳代培養(yǎng)時分散細(xì)胞。
2.若將病人的皮膚成纖維細(xì)胞誘導(dǎo)成iPS細(xì)胞，再使它轉(zhuǎn)化為需要的細(xì)胞，用這些細(xì)胞給病人治病，不會產(chǎn)生免疫排斥反應(yīng)，嘗試解釋其中的原因。
提示　iPS細(xì)胞來源于病人自身的體細(xì)胞。
3.利用iPS細(xì)胞治療鐮狀細(xì)胞貧血的過程是首先制備患者的iPS細(xì)胞，再將其誘導(dǎo)形成造血干細(xì)胞，最終輸給患者使其產(chǎn)生健康的血細(xì)胞。判斷該過程是否能治療鐮狀細(xì)胞貧血？并闡述理由。
提示　不能。因為患者體細(xì)胞的相應(yīng)基因是突變的，制成iPS細(xì)胞仍然是突變的，分化成的細(xì)胞也是突變的，因此無法通過該方法治療。
【重點難點·透析】
動物細(xì)胞培養(yǎng)和植物組織培養(yǎng)的比較
考向1　結(jié)合動物細(xì)胞培養(yǎng)，考查生命觀念
1.(2023·東北師大附中)實驗小鼠皮膚細(xì)胞培養(yǎng)的基本過程如圖所示。下列敘述錯誤的是(　　)
實驗小鼠皮膚組織皮膚細(xì)胞懸液細(xì)胞群體1細(xì)胞群體2
A.甲過程需要對實驗小鼠進(jìn)行消毒
B.乙過程需要用胰蛋白酶等處理皮膚組織，使細(xì)胞分散開
C.丙過程表示原代培養(yǎng)，該過程中會出現(xiàn)接觸抑制現(xiàn)象
D.丁過程表示傳代培養(yǎng)，此過程中的細(xì)胞分瓶后能無限增殖
答案　D
解析　離體動物細(xì)胞培養(yǎng)需要無菌、無毒的環(huán)境，甲過程表示從實驗小鼠身上取下皮膚組織，該過程需要對小鼠進(jìn)行消毒，A正確；皮膚細(xì)胞培養(yǎng)前需用胰蛋白酶等處理皮膚組織使細(xì)胞分散開，并制成細(xì)胞懸液，B正確；丁過程表示傳代培養(yǎng)，但分瓶后，細(xì)胞并非都能無限增殖，D錯誤。
2.(2023·山東德州期末)如圖所示為動物細(xì)胞培養(yǎng)的基本過程，下列關(guān)于甲、乙、丙、丁四個操作過程的敘述，正確的是(　　)
A.甲過程可選取動物個體的任何組織細(xì)胞
B.乙過程可用纖維素酶和果膠酶處理細(xì)胞
C.丙過程所用培養(yǎng)液中需添加動物血清
D.丁過程中的細(xì)胞因接觸抑制而大量死亡
答案　C
解析　甲過程可選取幼齡動物的器官或組織，A錯誤；乙過程可用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理細(xì)胞，B錯誤；由于人們對細(xì)胞所需的營養(yǎng)物質(zhì)尚未完全研究清楚，因此在使用合成培養(yǎng)基時，通常需要加入血清等一些天然成分，C正確；丁過程中的細(xì)胞因接觸抑制而影響細(xì)胞增殖，并不會大量死亡，D錯誤。
考向2　圍繞干細(xì)胞的培養(yǎng)及其應(yīng)用，考查社會責(zé)任
3.(2023·重慶巴蜀中學(xué)質(zhì)檢)胚胎干細(xì)胞必須從胚胎中獲取，但這涉及倫理問題，因而限制了它在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用。科學(xué)家通過體外誘導(dǎo)成纖維細(xì)胞，獲得了類似于胚胎干細(xì)胞的一種細(xì)胞，稱為誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(簡稱iPS細(xì)胞)。因為誘導(dǎo)過程無須破壞胚胎，而且iPS細(xì)胞可來源于病人自身的體細(xì)胞，因此iPS細(xì)胞的應(yīng)用前景優(yōu)于胚胎干細(xì)胞。如圖為iPS細(xì)胞的獲得及用其培育不同種細(xì)胞的示意圖(c Myc、Klf4、Sox2和Oct3/4等基因與細(xì)胞的脫分化有關(guān))。回答下列問題：
(1)在對成纖維細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)時，常用胰蛋白酶處理使之分散成單個細(xì)胞，這說明細(xì)胞間的物質(zhì)為________，________(填“能”或“不能”)用胃蛋白酶處理成纖維細(xì)胞，原因是____________________________________________________
____________________________________________________________________。
(2)在培養(yǎng)iPS細(xì)胞的過程中，培養(yǎng)基中應(yīng)含有細(xì)胞所需的各種營養(yǎng)物質(zhì)，并定期更換培養(yǎng)液。定期更換培養(yǎng)液的目的是____________________________________
___________________________________________________________________。
(3)過程③④為iPS細(xì)胞提供的條件不同，分化得到的細(xì)胞不同，可知細(xì)胞分化是________________________的結(jié)果。若iPS細(xì)胞來源于病人自身體細(xì)胞的誘導(dǎo)，再將其分化出的細(xì)胞移入患者體內(nèi)的優(yōu)勢是_______________________________
___________________________________________________________________。
(4)如果誘導(dǎo)iPS細(xì)胞定向分化為原始生殖細(xì)胞，該技術(shù)可能的應(yīng)用是_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
答案　(1)蛋白質(zhì)　不能　多數(shù)動物細(xì)胞培養(yǎng)的適宜pH為7.2～7.4，胃蛋白酶在此環(huán)境中變性失活　(2)清除代謝物，防止細(xì)胞代謝物積累對細(xì)胞自身造成危害　(3)基因與環(huán)境共同作用　避免了免疫排斥問題　(4)解決不育問題
考點二　動物細(xì)胞融合技術(shù)與單克隆抗體
1.動物細(xì)胞融合技術(shù)
2.單克隆抗體及其應(yīng)用
制備過程 原理：細(xì)胞膜的流動性和細(xì)胞增殖
①用特定抗原對小鼠進(jìn)行免疫的原因：
B淋巴細(xì)胞要經(jīng)過免疫過程，即接觸抗原，增殖分化為有特異性免疫功能的B淋巴細(xì)胞，才能產(chǎn)生相應(yīng)的抗體，所以，與骨髓瘤細(xì)胞融合的B淋巴細(xì)胞實際上是經(jīng)過特定抗原免疫的B淋巴細(xì)胞。
②雜交細(xì)胞：
在誘導(dǎo)因素的作用下進(jìn)行細(xì)胞的誘導(dǎo)融合，形成的雜交細(xì)胞有多種，若僅考慮兩兩融合的情況，形成的雜交細(xì)胞有三種，AA型、BB型、AB型。只有AB型才是我們所需要的雜交細(xì)胞，所以需要用選擇培養(yǎng)基進(jìn)行篩選。
③兩次篩選的目的：
第一次是在誘導(dǎo)融合之后，利用特定的選擇培養(yǎng)基篩選出雜交瘤細(xì)胞。第二次是對上述雜交瘤細(xì)胞進(jìn)行篩選，利用96孔板培養(yǎng)，采用專一抗體檢測的方法篩選出能產(chǎn)生所需特定抗體的雜交瘤細(xì)胞。　　　　
【情境推理·探究】
1.制備的單克隆抗體在臨床上不能直接用于人體，還需要對抗體進(jìn)行人源化，即對鼠源單克隆抗體進(jìn)行改造，使其大部分氨基酸序列為人源序列所替代，該過程的意義是____________________________________________________________。
提示　鼠源單克隆抗體對人而言可能是異種抗原，經(jīng)人源化后能保留抗體的特異性，降低其異源性
2.dMAb技術(shù)是一種通過DNA編碼產(chǎn)生單克隆抗體的技術(shù)，比傳統(tǒng)的單克隆抗體制備方法有更多的發(fā)展?jié)摿ΑＯ聢D是dMAb技術(shù)在埃博拉病毒感染疾病的臨床研究中的操作流程。
與傳統(tǒng)利用雜交瘤細(xì)胞產(chǎn)生單克隆抗體的技術(shù)相比，dMAb技術(shù)在抗體的制備上有何優(yōu)勢？(請列舉兩點)____________________________________________
____________________________________________________________________。
提示　抗體的產(chǎn)生在生物體內(nèi)進(jìn)行，不需要進(jìn)行細(xì)胞體外培養(yǎng)；產(chǎn)生抗體的細(xì)胞種類不局限于免疫細(xì)胞(漿細(xì)胞)；可制備成DNA“疫苗”，便于存儲和運(yùn)輸；抗體直接由DNA編碼產(chǎn)生，省去抗原刺激免疫細(xì)胞、細(xì)胞融合和篩選的步驟
3.請根據(jù)以下信息，設(shè)計一方法(不考慮機(jī)械方法)，從培養(yǎng)液中篩選出雜交瘤細(xì)胞，并寫出其依據(jù)的原理。已知細(xì)胞合成DNA有D和S兩條途徑，其中D途徑能被氨基嘌呤阻斷。人淋巴細(xì)胞中有這兩種DNA的合成途徑，但一般不分裂增殖。小鼠骨髓瘤細(xì)胞中盡管只有D途徑，但能不斷分裂增殖，將這兩種細(xì)胞在試管中混合，加入聚乙二醇促融，獲得雜種細(xì)胞。
提示　為了篩選出雜交瘤細(xì)胞，除去其他細(xì)胞，可向培養(yǎng)液中加入氨基嘌呤，收集增殖的細(xì)胞，因為加入氨基嘌呤后，使D合成途徑阻斷，僅有D合成途徑的骨髓瘤細(xì)胞及其彼此融合的細(xì)胞就不能增殖，但人的淋巴細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞融合后的雜種細(xì)胞可以利用淋巴細(xì)胞中的S途徑合成DNA而增殖。
考向　結(jié)合單克隆抗體的制備及應(yīng)用，考查科學(xué)探究能力
1.(2022·山東卷，15)如圖所示，將由2種不同的抗原分別制備的單克隆抗體分子，在體外解偶聯(lián)后重新偶聯(lián)可制備雙特異性抗體，簡稱雙抗。下列說法錯誤的是(　　)
A.雙抗可同時與2種抗原結(jié)合
B.利用雙抗可以將蛋白類藥物運(yùn)送至靶細(xì)胞
C.篩選雙抗時需使用制備單克隆抗體時所使用的2種抗原
D.同時注射2種抗原可刺激B細(xì)胞分化為產(chǎn)雙抗的漿細(xì)胞
答案　D
解析　根據(jù)抗原和抗體發(fā)生特異性結(jié)合的原理推測，雙抗可同時與2種抗原結(jié)合，A正確；根據(jù)抗原與抗體能夠發(fā)生特異性結(jié)合的特性，利用雙抗可以將蛋白類藥物運(yùn)送至靶細(xì)胞，從而使藥物發(fā)揮相應(yīng)的作用，B正確；由于雙抗是在兩種不同的抗原刺激下，B細(xì)胞增殖、分化產(chǎn)生不同的漿細(xì)胞分泌形成的單抗，自體偶聯(lián)后重新偶聯(lián)制備成的，因此，篩選雙抗時需使用制備單克隆抗體時所使用的2種抗原來進(jìn)行抗原—抗體檢測，從而實現(xiàn)對雙抗的篩選，C正確；同時注射2種抗原可刺激B細(xì)胞分化形成不同的漿細(xì)胞，而不是分化成產(chǎn)雙抗的漿細(xì)胞，D錯誤。
2.(2023·中原名校聯(lián)盟)S蛋白是新冠病毒表面的一種抗原蛋白，能引起機(jī)體的特異性免疫反應(yīng)。下圖是國產(chǎn)腺病毒載體疫苗的生產(chǎn)流程，該疫苗可以有效預(yù)防新冠病毒感染。回答下列問題：
(1)構(gòu)建重組腺病毒載體基因組需要用到的酶是________________。培養(yǎng)擴(kuò)增細(xì)胞時，細(xì)胞常出現(xiàn)貼壁生長現(xiàn)象，分瓶前應(yīng)________________________________
____________________________________________________________________。
(2)腺病毒疫苗進(jìn)入人體后，S蛋白基因利用人體細(xì)胞的蛋白質(zhì)表達(dá)系統(tǒng)指導(dǎo)S蛋白的合成，其過程是_________________________________________________
(用文字和箭頭表示)。
(3)新冠抗體是人體產(chǎn)生的能直接攻擊新冠病毒的蛋白質(zhì)，直接給患者注射抗體能起到很好的治療效果。一般可以通過________、細(xì)胞培養(yǎng)和蛋白質(zhì)提取技術(shù)制備單克隆抗體。若要制備針對新冠病毒的單克隆抗體，需要用________多次注射小鼠，之后再從小鼠脾臟中分離出________，與小鼠骨髓瘤細(xì)胞共同制備雜交瘤細(xì)胞。要得到滿足生產(chǎn)需要的雜交瘤細(xì)胞至少需要篩選________次。
答案　(1)限制酶和DNA連接酶　用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理，分散細(xì)胞，并加入新培養(yǎng)液配成細(xì)胞懸液　(2)S蛋白DNAmRNAS蛋白　(3)(動物)細(xì)胞融合　S蛋白　已免疫的B淋巴細(xì)胞　2
考點三　動物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動物
1.動物細(xì)胞核移植技術(shù)
動物胚胎細(xì)胞分化程度低，表現(xiàn)全能性相對容易；而動物體細(xì)胞分化程度高，表現(xiàn)全能性十分困難。因此動物體細(xì)胞核移植的難度明顯高于胚胎細(xì)胞核移植。　　　2.體細(xì)胞核移植的過程
3.體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景及存在的問題
【情境推理·探究】
1.若通過核移植等技術(shù)獲得的克隆動物與供體動物性狀不完全相同，從遺傳物質(zhì)的角度分析其原因是_____________________________________________。
提示　卵母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)會對克隆動物的性狀產(chǎn)生影響。
2.科學(xué)家利用CRISPR/Cas9基因編輯系統(tǒng)，成功改造了獼猴基因組中與某病癥(Z癥)相關(guān)的SHANK3基因，獲得了Z癥獼猴。由此技術(shù)獲得的Z癥獼猴，可通過體細(xì)胞核移植技術(shù)得到克隆Z癥獼猴，請寫出基本程序(用流程圖表示)。
提示
3.2018年，中國科學(xué)家成功培育全球首個體細(xì)胞克隆猴“中中”和“華華”。克隆猴的成功為阿爾茨海默癥、自閉癥等腦疾病以及免疫缺陷、腫瘤等疾病機(jī)理研究、干預(yù)、診治帶來前所未有的光明前景。與以往用普通猴子做實驗相比，克隆猴作為實驗動物模型的兩大優(yōu)勢在哪里？
提示　一是體細(xì)胞克隆猴遺傳背景相同，避免個體間差異對實驗的干擾，大大減少實驗動物的使用數(shù)量；二是體細(xì)胞克隆猴制備時間縮短，基因編輯等可在體外培養(yǎng)的細(xì)胞進(jìn)行。
考向　結(jié)合動物核移植技術(shù)與克隆動物，考查社會責(zé)任
1.(2023·山東濰坊期末)研究人員采用體細(xì)胞克隆技術(shù)培育克隆羊，其操作流程如圖所示。下列敘述正確的是(　　)
A.X不能直接發(fā)育為個體的原因是細(xì)胞中的遺傳物質(zhì)不能表達(dá)
B.重組細(xì)胞要進(jìn)行分裂和發(fā)育需經(jīng)振蕩或用滅活的病毒、PEG等激活
C.早期胚胎在丙體內(nèi)能正常孕育是因為胚胎可與母體建立正常的生理和組織聯(lián)系
D.經(jīng)培育得到的丁羊，其細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)與甲完全相同
答案　C
解析　X不能直接發(fā)育為個體的原因是動物體細(xì)胞表現(xiàn)全能性十分困難，A錯誤；重組細(xì)胞要進(jìn)行分裂和發(fā)育需用物理或化學(xué)方法(如電刺激、Ca2＋載體、乙醇、蛋白酶合成抑制劑等)激活，B錯誤；經(jīng)培育得到的丁羊，其細(xì)胞核遺傳物質(zhì)來自甲，而細(xì)胞質(zhì)遺傳物質(zhì)大部分來自乙，因此其細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)與甲不完全相同，D錯誤。
2.(2023·山東聊城期中)“中中”和“華華”是兩只在我國出生的克隆獼猴，它們也是國際上首例利用體細(xì)胞克隆技術(shù)獲得的非人靈長類動物。如圖表示培育“中中”和“華華”的流程。下列相關(guān)敘述正確的是(　　)
A.圖示過程中利用的技術(shù)有核移植和干細(xì)胞移植技術(shù)等
B.這兩只克隆獼猴是由同一受精卵發(fā)育而成的雙胞胎
C.融合細(xì)胞的培養(yǎng)過程需要無菌、無毒的環(huán)境和營養(yǎng)等條件
D.利用A猴的胚胎干細(xì)胞核移植獲得克隆獼猴的難度更大些
答案　C
解析　圖示過程包括核移植和動物細(xì)胞培養(yǎng)等技術(shù)，沒有干細(xì)胞移植技術(shù)，A錯誤；這兩只克隆獼猴是通過核移植、胚胎移植產(chǎn)生的，沒有用到受精卵，B錯誤；胚胎干細(xì)胞的全能性比體細(xì)胞的全能性高，所以利用A猴的胚胎干細(xì)胞核移植獲得克隆獼猴的難度要小些，D錯誤。
重溫真題　經(jīng)典再現(xiàn)
1.(2020·天津卷，1)在克隆哺乳動物過程中，通常作為核移植受體細(xì)胞的是去核的(　　)
A.卵原細(xì)胞 B.初級卵母細(xì)胞
C.次級卵母細(xì)胞 D.卵細(xì)胞
答案　C
解析　克隆哺乳動物時，一般將動物的一個體細(xì)胞的細(xì)胞核移入到一個去掉細(xì)胞核的卵母細(xì)胞中，使其重組并發(fā)育成一個新的胚胎，這個新的胚胎最終發(fā)育為動物個體。通常作為核移植受體細(xì)胞的是去核的次級卵母細(xì)胞，C正確。
2.(2021·遼寧卷，13)下圖是利用體細(xì)胞核移植技術(shù)克隆優(yōu)質(zhì)奶牛的簡易流程圖，有關(guān)敘述正確的是(　　)
A.后代丁的遺傳性狀由甲和丙的遺傳物質(zhì)共同決定
B.過程①需要提供95%空氣和5% CO2的混合氣體
C.過程②常使用顯微操作去核法對受精卵進(jìn)行處理
D.過程③將激活后的重組細(xì)胞培養(yǎng)至原腸胚后移植
答案　B
解析　圖示過程為體細(xì)胞克隆過程，取甲牛體細(xì)胞，對處于減數(shù)第二次分裂中期的卵母細(xì)胞去核，然后進(jìn)行細(xì)胞核移植；融合后的重組細(xì)胞激活后培養(yǎng)得到早期胚胎，再進(jìn)行胚胎移植，最終得到克隆牛。后代丁的細(xì)胞核中的遺傳物質(zhì)主要來自甲，細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)主要來自于乙，則丁的遺傳性狀由甲和乙的遺傳物質(zhì)共同決定，A錯誤；動物細(xì)胞培養(yǎng)中需要提供95%空氣(保證細(xì)胞的有氧呼吸)和5% CO2(維持培養(yǎng)液的pH)的混合氣體，B正確；過程②常使用顯微操作去核法對卵母細(xì)胞進(jìn)行處理，C錯誤；過程③將激活后的重組細(xì)胞培養(yǎng)至囊胚或桑葚胚后移植，D錯誤。
3.(2021·江蘇卷，11)下列關(guān)于哺乳動物胚胎工程和細(xì)胞工程的敘述，錯誤的是(　　)
A.細(xì)胞培養(yǎng)和早期胚胎培養(yǎng)的培養(yǎng)液中通常需要添加血清等物質(zhì)
B.早期胚胎需移植到經(jīng)同期發(fā)情處理的同種雌性動物體內(nèi)發(fā)育成個體
C.猴的核移植細(xì)胞通過胚胎工程已成功地培育出了克隆猴
D.將骨髓瘤細(xì)胞和B淋巴細(xì)胞混合，經(jīng)誘導(dǎo)后融合的細(xì)胞即為雜交瘤細(xì)胞
答案　D
解析　我國利用核移植技術(shù)成功培育出克隆猴“中中”和“華華”，C正確；將骨髓瘤細(xì)胞和B淋巴細(xì)胞混合，經(jīng)誘導(dǎo)融合后的細(xì)胞不都是雜交瘤細(xì)胞，還有B細(xì)胞自身融合的細(xì)胞、骨髓瘤細(xì)胞自身融合的細(xì)胞等，D錯誤。
4.(2020·全國卷Ⅰ，38)為研制抗病毒A的單克隆抗體，某同學(xué)以小鼠甲為實驗材料設(shè)計了以下實驗流程。
回答下列問題：
(1)上述實驗前必須給小鼠甲注射病毒A，該處理的目的是___________________________________________________________________。
(2)寫出以小鼠甲的脾臟為材料制備單細(xì)胞懸液的主要實驗步驟：_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(3)為了得到能產(chǎn)生抗病毒A的單克隆抗體的雜交瘤細(xì)胞，需要進(jìn)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(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)的結(jié)果是_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
圖中篩選2含多次篩選，篩選所依據(jù)的基本原理是___________________________________________________________________。
(4)若要使能產(chǎn)生抗病毒A的單克隆抗體的雜交瘤細(xì)胞大量增殖，可采用的方法有___________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_______________________________________________________(答出2點即可)。
答案　(1)誘導(dǎo)小鼠甲產(chǎn)生能夠分泌抗病毒A抗體的B淋巴細(xì)胞　(2)取小鼠甲脾臟剪碎，用胰蛋白酶處理使其分散成單個細(xì)胞，加入培養(yǎng)液制成單細(xì)胞懸液　
(3)選擇培養(yǎng)基　只有雜交瘤細(xì)胞能夠生存 抗原與抗體的結(jié)合具有特異性　
(4)將雜交瘤細(xì)胞注射到小鼠腹腔內(nèi)增殖；將雜交瘤細(xì)胞在體外培養(yǎng)
解析　(1)實驗前給小鼠甲注射病毒A，其目的是刺激機(jī)體發(fā)生免疫反應(yīng)，從而產(chǎn)生能夠分泌抗病毒A抗體的B淋巴細(xì)胞。(2)制備單細(xì)胞懸液的主要實驗步驟：從健康動物體內(nèi)取出組織塊，剪碎，用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理一段時間，這樣組織就會分散成單個細(xì)胞，然后用培養(yǎng)液將分散的細(xì)胞稀釋制成單細(xì)胞懸液。(3)圖中篩選1采用特定的選擇培養(yǎng)基，在該培養(yǎng)基上，未融合的細(xì)胞和融合的具有同種核的細(xì)胞都會死亡，只有融合的雜種細(xì)胞(雜交瘤細(xì)胞)才能生存。圖中篩選2含多次篩選，利用抗原與抗體特異性結(jié)合的原理，就可獲得能分泌所需抗體的雜交瘤細(xì)胞。(4)要使能產(chǎn)生抗病毒A的單克隆抗體的雜交瘤細(xì)胞大量增殖，可將雜交瘤細(xì)胞在體外條件下做大規(guī)模培養(yǎng)，或注射到小鼠腹腔內(nèi)增殖。
限時強(qiáng)化練
(時間：30分鐘)
【對點強(qiáng)化】
考點一　動物細(xì)胞培養(yǎng)
1.(2023·廣東惠州調(diào)研)動物細(xì)胞培養(yǎng)的基本過程如圖所示，下列敘述正確的是(　　)
皮膚組織皮膚細(xì)胞細(xì)胞培養(yǎng)1細(xì)胞培養(yǎng)2
A.應(yīng)選擇幼齡動物的皮膚組織進(jìn)行動物細(xì)胞培養(yǎng)
B.甲過程需要用纖維素酶和果膠酶處理
C.丙過程是傳代培養(yǎng)，所有細(xì)胞貼壁生長
D.乙過程是原代培養(yǎng)，一般不會出現(xiàn)接觸抑制現(xiàn)象
答案　A
解析　應(yīng)選擇幼齡動物的皮膚組織進(jìn)行動物細(xì)胞培養(yǎng)，因為幼齡動物細(xì)胞分裂能力較強(qiáng)，A正確；甲過程需要用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理，B錯誤；丙過程是傳代培養(yǎng)，體外培養(yǎng)的動物細(xì)胞除貼壁生長外，有的細(xì)胞還可以懸浮在培養(yǎng)液中生長增殖，C錯誤；原代培養(yǎng)會出現(xiàn)接觸抑制現(xiàn)象，D錯誤。
2.(2023·河北石家莊期中)美國和日本的兩個研究小組分別宣布，其研究人員成功地將人體皮膚細(xì)胞改造成了幾乎可以和胚胎干細(xì)胞相媲美的誘導(dǎo)多能干細(xì)胞——iPS細(xì)胞，人類“iPS細(xì)胞”可以形成神經(jīng)元等人體多種組織細(xì)胞。以下有關(guān)“iPS細(xì)胞”的說法正確的是(　　)
A.“iPS細(xì)胞”分化為人體多種組織細(xì)胞的過程體現(xiàn)了細(xì)胞的全能性
B.“iPS細(xì)胞”既可分化形成神經(jīng)元，也可用于分化形成心肌細(xì)胞，說明“iPS細(xì)胞”在分裂時很容易發(fā)生突變
C.“iPS細(xì)胞”有細(xì)胞周期，它分化形成的神經(jīng)細(xì)胞沒有細(xì)胞周期
D.“iPS細(xì)胞”只能分化成人體多種組織細(xì)胞，是因為它不具有人體細(xì)胞的全部遺傳物質(zhì)
答案　C
解析　全能性的體現(xiàn)需發(fā)育為完整的個體或分化成其他各種細(xì)胞，A錯誤；“iPS細(xì)胞”分化為多種細(xì)胞是基因的選擇性表達(dá)的結(jié)果，B錯誤；“iPS細(xì)胞”具有連續(xù)分裂能力，有細(xì)胞周期，而其分化形成的神經(jīng)細(xì)胞無增殖能力，沒有細(xì)胞周期，C正確；“iPS細(xì)胞”與人體內(nèi)其他細(xì)胞的遺傳物質(zhì)相同，其只能分化成人體多種組織細(xì)胞是因為其分化能力有限，D錯誤。
考點二　動物細(xì)胞融合技術(shù)和單克隆抗體
3.(2023·北京延慶區(qū)模擬)抗體—藥物偶聯(lián)物(ADC)通過將細(xì)胞毒素與單克隆抗體結(jié)合，實現(xiàn)了對腫瘤細(xì)胞的選擇性殺傷，過程如圖所示。下列表述正確的是(　　)
A.ADC可通過主動運(yùn)輸進(jìn)入腫瘤細(xì)胞
B.抗體進(jìn)入細(xì)胞后激活溶酶體酶，導(dǎo)致細(xì)胞凋亡
C.單克隆抗體攜帶細(xì)胞毒素與腫瘤細(xì)胞特異性結(jié)合
D.腫瘤細(xì)胞凋亡是細(xì)胞主動死亡的過程，所以不會產(chǎn)生新的蛋白質(zhì)
答案　C
解析　據(jù)圖分析可知，ADC可通過胞吞的方式進(jìn)入腫瘤細(xì)胞，A錯誤；據(jù)圖分析可知，抗體進(jìn)入細(xì)胞后被溶酶體裂解，釋放的藥物導(dǎo)致細(xì)胞凋亡，B錯誤；腫瘤細(xì)胞凋亡是細(xì)胞主動死亡的過程，細(xì)胞凋亡過程中基因進(jìn)行選擇性表達(dá)，因此會產(chǎn)生新的蛋白質(zhì)，D錯誤。
4.(2023·黑龍江黑河市一模)人乳頭瘤病毒(HPV)是一種DNA病毒，可誘發(fā)細(xì)胞癌變。抗HPV的單克隆抗體可以準(zhǔn)確檢測出HPV，從而及時監(jiān)控宮頸癌的發(fā)生。以HPV衣殼蛋白為抗原制備出單克隆抗體的過程如下圖所示。下列敘述錯誤的是(　　)
A.在HAT培養(yǎng)基上存活的雜交瘤細(xì)胞既能無限增殖又可以分泌抗體
B.單克隆抗體的特點是靈敏度高、特異性強(qiáng)，可以大量制備
C.可用HPV衣殼蛋白檢測篩選出能產(chǎn)生特異性抗體的雜交瘤細(xì)胞
D.單克隆抗體制備過程涉及的生物學(xué)原理有細(xì)胞增殖和細(xì)胞膜的選擇透過性
答案　D
解析　單克隆抗體的制備過程主要運(yùn)用的細(xì)胞工程技術(shù)包括動物細(xì)胞培養(yǎng)和動物細(xì)胞融合，原理依次是細(xì)胞的增殖、細(xì)胞膜的流動性，D錯誤。
考點三　動物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動物
5.(2023·江西南昌質(zhì)檢)2018年1月國際頂尖學(xué)術(shù)期刊《Cell》雜志報道，我國科學(xué)家以一只雌性獼猴胎兒成纖維細(xì)胞為核供體成功克隆兩只獼猴，成為全球首例體細(xì)胞克隆靈長類動物。相關(guān)敘述錯誤的是(　　)
A.這項技術(shù)證明高度分化的動物體細(xì)胞具有全能性
B.研究中需要使用成熟卵母細(xì)胞作為移植核的受體
C.培育出的兩只雌性獼猴的基因組成幾乎完全相同
D.克隆獼猴的成功為大量培育靈長類遺傳病模型動物提供了可能
答案　A
解析　因為克隆的兩只獼猴是以一只雌性獼猴胎兒成纖維細(xì)胞為核供體發(fā)育而來的，該過程經(jīng)過了細(xì)胞核移植，只能說明分化的動物體細(xì)胞的細(xì)胞核具有全能性，A錯誤；卵母細(xì)胞含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，且體積比較大，容易操作。同時卵細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中存在促進(jìn)核基因表達(dá)的物質(zhì)，因此研究中需要使用成熟卵母細(xì)胞作為移植核的受體，B正確；克隆的兩只獼猴是以一只雌性獼猴胎兒成纖維細(xì)胞為核供體，同一個體的細(xì)胞的細(xì)胞核的基因組是相同的，因此培育出的兩只雌性獼猴的基因組成幾乎完全相同，C正確。
6.(2023·東北師大附中檢測)有部分人體內(nèi)缺乏乳糖酶，飲用鮮牛奶后會導(dǎo)致腸胃不適、消化不良。“低乳糖奶牛”的誕生，有望給乳糖不耐受癥患者提供“放心奶”。如圖是“低乳糖奶牛”的培育過程，相關(guān)敘述正確的是(　　)
A.犢牛的性狀和黑白花奶牛的性狀完全一致
B.去核的卵母細(xì)胞可用去核的乳腺細(xì)胞代替
C.犢牛的出生體現(xiàn)了動物細(xì)胞的全能性
D.體細(xì)胞核移植技術(shù)可用于提供人類器官移植所需的供體和保護(hù)瀕危動物
答案　D
解析　犢牛的細(xì)胞質(zhì)基因來自卵母細(xì)胞，且其細(xì)胞核基因經(jīng)過重組，因此其性狀與黑白花奶牛的性狀不完全一致，A錯誤；卵母細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)中有促進(jìn)細(xì)胞核表現(xiàn)全能性的物質(zhì)，因此去核的卵母細(xì)胞不可用去核的乳腺細(xì)胞代替，B錯誤；犢牛的出生體現(xiàn)了動物體細(xì)胞的細(xì)胞核具有全能性，C錯誤。
【綜合提升】
7.(2023·河南名校聯(lián)盟)2022年春天，新冠病毒的變異株傳播性更強(qiáng)，給人們的日常生產(chǎn)、生活帶來很大的影響，因此研發(fā)更有效的新冠疫苗受到廣泛關(guān)注。請回答下列問題：
(1)新冠病毒感染人體后，其S蛋白識別人體細(xì)胞膜蛋白ACE2并與之結(jié)合，使病毒侵入細(xì)胞，同時會引起人體發(fā)生相應(yīng)的免疫反應(yīng)。所以在用小鼠作為實驗材料制備雜交瘤細(xì)胞時，可以給小鼠注射____________或____________作為抗原，一段時間后從小鼠的脾臟中獲取B淋巴細(xì)胞，將其與小鼠的________細(xì)胞融合。
(2)進(jìn)行細(xì)胞融合操作后，用特定的選擇培養(yǎng)基進(jìn)行篩選，在該培養(yǎng)基上不能存活的細(xì)胞是__________________________________________________________
____________________________________________________________________，
能夠存活下來的細(xì)胞的特點是______________________________________
________________________________________________________________。
篩選出的細(xì)胞再進(jìn)行________培養(yǎng)和抗體檢測，經(jīng)過多次篩選就可得到所需的細(xì)胞群。選取檢測抗體陽性的雜交瘤細(xì)胞進(jìn)行體外培養(yǎng)時需要的氣體環(huán)境是___________________________________________________________________。
(3)有人也用類似的技術(shù)研究植物，想利用植物體細(xì)胞雜交技術(shù)培育“番茄—馬鈴薯”，結(jié)果并沒有預(yù)想中的“地上結(jié)番茄，地下長馬鈴薯”，可能的原因是_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________；
培育該雜種植物的過程中，遺傳物質(zhì)的傳遞________(填“遵循”或“不遵循”)孟德爾遺傳規(guī)律。
答案　(1)純化的新冠病毒的S蛋白　滅活的新冠病毒(前兩空順序可互換)　骨髓瘤　(2)未融合的親本細(xì)胞和融合的具有同種核的細(xì)胞　既能迅速大量繁殖，又能產(chǎn)生專一的抗體　克隆化　95%空氣加5%CO2　(3)兩個物種之間的基因相互影響，導(dǎo)致某些基因無法正常表達(dá)(或生物基因的表達(dá)不是孤立的，它們之間是相互調(diào)控、相互影響的)不遵循
解析　(1)若用小鼠來制備抗新冠病毒的單克隆抗體，制備過程中需向小鼠注入的抗原是滅活的新冠病毒或純化的新冠病毒的S蛋白，一段時間后，提取B淋巴細(xì)胞和小鼠骨髓瘤細(xì)胞進(jìn)行融合。(2)進(jìn)行細(xì)胞融合操作后，要經(jīng)過篩選才能得到所需的雜交瘤細(xì)胞，第一次用特定的選擇培養(yǎng)基進(jìn)行篩選，在該培養(yǎng)基上不能存活的是未融合的親本細(xì)胞和融合的具有同種核的細(xì)胞，只有融合的雜種細(xì)胞才能生長，這種雜種細(xì)胞的特點是既能迅速大量繁殖，又能產(chǎn)生專一的抗體。雜交瘤細(xì)胞再進(jìn)行克隆化培養(yǎng)和抗體檢測，經(jīng)多次篩選就能得到能產(chǎn)生特異性抗體的細(xì)胞群。選取檢測抗體陽性的雜交瘤細(xì)胞進(jìn)行體外培養(yǎng)時需要的氣體環(huán)境是95%空氣加5%CO2。
(3)由于原材料番茄、馬鈴薯兩個物種之間的基因相互影響，導(dǎo)致某些基因無法正常表達(dá)，所以沒有得到預(yù)想中的“地上結(jié)番茄，地下長馬鈴薯”；孟德爾的遺傳規(guī)律發(fā)生在有性生殖過程中，培育該雜種植物的過程屬于無性繁殖，遺傳物質(zhì)的傳遞不遵循孟德爾遺傳規(guī)律。
8.(2023·湖北武漢質(zhì)檢)2017年11月27日，世界上首例體細(xì)胞克隆猴“中中”誕生；12月5日，第二例克隆猴“華華”誕生。我國科學(xué)家攻克了與人類相近的靈長類動物獼猴的體細(xì)胞克隆的難題。獲得克隆猴的流程如圖所示，據(jù)圖回答問題：
(1)“中中”“華華”的性狀與________(填“核供體”“卵母細(xì)胞供體”或“代孕”)動物的性狀基本無關(guān)。
(2)圖示過程運(yùn)用了__________________(填“胚胎細(xì)胞核移植”或“體細(xì)胞核移植”)技術(shù)，該技術(shù)難度____________，原因是_____________________________
___________________________________________________________________。
(3)欲獲得單個雌獼猴體細(xì)胞，可用________________________酶處理動物組織。過程①表示去除卵母細(xì)胞的細(xì)胞核，該過程一般要將卵母細(xì)胞培養(yǎng)至________期再進(jìn)行。
(4)與克隆羊多莉培養(yǎng)成功一樣，“中中”和“華華 ”克隆獼猴的成功證明了_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
答案　(1)代孕　(2)體細(xì)胞核移植　更高　動物胚胎細(xì)胞分化程度低，表現(xiàn)全能性相對容易；動物體細(xì)胞分化程度高，表現(xiàn)全能性十分困難　(3)胰蛋白酶或膠原蛋白　MⅡ　(4)動物已分化體細(xì)胞的細(xì)胞核具有全能性
解析　(1)代孕動物只是為通過核移植技術(shù)得到的胚胎的發(fā)育提供營養(yǎng)物質(zhì)和發(fā)育場所，因此克隆猴的性狀與代孕動物的性狀無遺傳關(guān)系。
9.(2022·東北三省聯(lián)考)科學(xué)家將細(xì)胞毒素與能特異性識別腫瘤抗原的單克隆抗體結(jié)合，制成了抗體—藥物偶聯(lián)(ADC)，實現(xiàn)了對腫瘤細(xì)胞的選擇性殺傷，機(jī)理見圖。回答下列問題：
(1)制備單克隆抗體時，獲得的雜交瘤細(xì)胞需進(jìn)行________培養(yǎng)和抗體檢測，抗體檢測的原理是________________________。
(2)ADC中，抗體的作用是_____________________________________________
____________________________________________________________________。
除細(xì)胞毒素外，圖中的物質(zhì)C還可以是_____________________(答出兩點即可)。
(3)圖中細(xì)胞A為________，結(jié)構(gòu)B為一種細(xì)胞器，在細(xì)胞A中的作用是________________________。
(4)除ADC外，單克隆抗體在臨床上的應(yīng)用還有________________(答出兩點即可)。
答案　(1)克隆化　抗體與抗原特異性結(jié)合　(2)與腫瘤細(xì)胞特異性結(jié)合，將物質(zhì)C帶到腫瘤細(xì)胞　放射性同位素、化學(xué)藥物　(3)腫瘤細(xì)胞　水解抗體，釋放出物質(zhì)C　(4)作為診斷試劑；單獨(dú)使用治療疾病
解析　(1)為保證雜交瘤細(xì)胞的純度，需克隆化培養(yǎng)，為獲得能產(chǎn)生特異性抗體的雜交瘤細(xì)胞，需要依據(jù)抗原與抗體特異性結(jié)合的原理進(jìn)行抗體檢測。(2)ADC中抗體的作用是識別腫瘤細(xì)胞并與其特異性結(jié)合，將藥物C定向運(yùn)送到腫瘤細(xì)胞。物質(zhì)C還可以是化學(xué)藥物或放射性同位素。(3)圖中細(xì)胞A是單克隆抗體識別的靶細(xì)胞——腫瘤細(xì)胞，細(xì)胞A通過胞吞作用將ADC以囊泡形式攝入到細(xì)胞內(nèi)，進(jìn)入細(xì)胞的囊泡膜與溶酶體膜融合，溶酶體中的酶將抗體水解，釋放出物質(zhì)C。(4)單克隆抗體在臨床上可作為診斷試劑，也可用于治療疾病和運(yùn)載藥物。

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