第55講動物細(xì)胞工程【課標(biāo)要求】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)胞核移植一般是將體細(xì)胞核移入一個去核的卵母細(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?？键c1動物細(xì)胞培養(yǎng)與干細(xì)胞考點透析知識1動物細(xì)胞培養(yǎng)1.概念：動物細(xì)胞培養(yǎng)是指從動物體中取出相關(guān)的組織，將它分散成單個細(xì)胞，然后在適宜的培養(yǎng)條件下，讓這些細(xì)胞生長和增殖的技術(shù)。2.條件營養(yǎng)營養(yǎng)物質(zhì)糖類、氨基酸、無機(jī)鹽、維生素等血清含有多種維持細(xì)胞正常代謝和生長的物質(zhì)，如蛋白質(zhì)、氨基酸、未知的促生長因子等，可以補(bǔ)充培養(yǎng)液中尚未研究清楚的成分環(huán)境無菌培養(yǎng)液和培養(yǎng)用具滅菌處理、無菌環(huán)境下操作無毒定期更換培養(yǎng)液穩(wěn)態(tài)溫度哺乳動物細(xì)胞的溫度多以(36.5±0.5)℃為宜pH多數(shù)動物細(xì)胞生存的適宜pH為7.2～7.4滲透壓維持細(xì)胞正常的形態(tài)和功能氣體95%空氣其中的O2為細(xì)胞代謝所必需5%CO2維持培養(yǎng)液的pH3.動物細(xì)胞培養(yǎng)的過程及相關(guān)概念(1)過程圖示(2)懸浮生長：細(xì)胞懸浮在培養(yǎng)液中生長增殖。密度過大時，由于有害代謝物積累和培養(yǎng)液中營養(yǎng)物質(zhì)缺乏等因素，細(xì)胞分裂受阻。(3)細(xì)胞貼壁：多數(shù)細(xì)胞貼附在培養(yǎng)瓶的瓶壁上生長。(4)接觸抑制：當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長到表面相互接觸時，細(xì)胞會停止分裂增殖的現(xiàn)象稱為細(xì)胞的接觸抑制。(5)原代培養(yǎng)：指動物組織經(jīng)處理后的初次培養(yǎng)(即在出現(xiàn)首次接觸抑制之前)。(6)傳代培養(yǎng)：分瓶后的細(xì)胞培養(yǎng)。當(dāng)出現(xiàn)接觸抑制，需要傳代培養(yǎng)時要先用胰蛋白酶等處理，使貼壁生長的細(xì)胞從瓶壁上脫離下來，再用離心法收集。解疑釋惑(1)培養(yǎng)前分散成單個細(xì)胞的原因：①分散后細(xì)胞的生長與增殖不會被彼此限制；②分散有利于細(xì)胞與培養(yǎng)液充分接觸，保證O2與營養(yǎng)的供應(yīng)和代謝物的及時排出。(2)區(qū)分兩種“培養(yǎng)”的關(guān)鍵是看用胰蛋白酶處理的對象。(3)用酶兩次處理的目的：第一次使用的目的是使組織細(xì)胞分散開；第二次使用的目的是使細(xì)胞從瓶壁上脫離下來，便于分散后繼續(xù)傳代培養(yǎng)。(4)接觸抑制和細(xì)胞貼壁都離不開細(xì)胞表面的糖蛋白，涉及基因的選擇性表達(dá)。4.動物細(xì)胞培養(yǎng)的應(yīng)用：除了用于生物醫(yī)藥產(chǎn)品的工業(yè)化生產(chǎn)，還用于基因治療、組織工程、藥物篩選和毒性檢測等領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究和臨床實踐。概念辨析動物細(xì)胞培養(yǎng)和植物組織培養(yǎng)的比較項目動物細(xì)胞培養(yǎng)植物組織培養(yǎng)原理細(xì)胞增殖植物細(xì)胞的全能性取材動物胚胎或幼齡動物的組織、器官外植體(離體植物器官、組織、細(xì)胞)培養(yǎng)基性質(zhì)液體培養(yǎng)基(又稱培養(yǎng)液)固體培養(yǎng)基培養(yǎng)基主要成分糖類、氨基酸、無機(jī)鹽、維生素等營養(yǎng)物質(zhì)；一些天然成分，如血清有機(jī)營養(yǎng)成分、無機(jī)營養(yǎng)成分、植物激素特殊環(huán)境條件氣體環(huán)境：95%的空氣＋5%CO2脫分化一般不需要光，再分化一般需要光照結(jié)果獲得大量細(xì)胞一般獲得新的植株關(guān)鍵過程制細(xì)胞懸液→原代培養(yǎng)→傳代培養(yǎng)脫分化→再分化相同點均需無菌操作，需要適宜的溫度、pH等條件知識2干細(xì)胞1.干細(xì)胞概念及來源(1)干細(xì)胞是指動物(包括人)胚胎及某些器官中同時具有自我更新和分化能力的細(xì)胞。在一定條件下，可以分化成其他類型的細(xì)胞。(2)干細(xì)胞的存在部位：早期胚胎、骨髓和臍帶血等多種組織和器官中。2.干細(xì)胞的種類及功能/應(yīng)用(1)按來源分(2)按分化潛能：全能干細(xì)胞、多能干細(xì)胞、單能干細(xì)胞。思辨小練1.判斷下列說法的正誤：(1)動物細(xì)胞培養(yǎng)要定期更換培養(yǎng)液，其目的是便于清除代謝物，防止代謝物積累對細(xì)胞自身造成傷害，同時也補(bǔ)充了營養(yǎng)物質(zhì)。(√)(2)在培養(yǎng)皿中培養(yǎng)的動物細(xì)胞多數(shù)懸浮，有利于細(xì)胞與培養(yǎng)液之間進(jìn)行物質(zhì)交換。(×)提示：體外培養(yǎng)的動物細(xì)胞多數(shù)進(jìn)行貼壁生長。(3)培養(yǎng)保留接觸抑制的細(xì)胞在培養(yǎng)瓶壁上可形成多層細(xì)胞。(×)提示：當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長到表面相互接觸時，細(xì)胞通常會停止分裂增殖，形成單層細(xì)胞。(4)體外培養(yǎng)動物細(xì)胞分裂受阻的共同原因有營養(yǎng)物質(zhì)缺乏、有害代謝物積累和接觸抑制。(×)提示：體外培養(yǎng)動物細(xì)胞有兩種類型，分別是懸浮生長和貼壁生長，接觸抑制是貼壁生長具有的特點。(5)造血干細(xì)胞屬于胚胎干細(xì)胞，主要存在于成體的骨髓、外周血和臍帶血中。(×)提示：造血干細(xì)胞屬于成體干細(xì)胞。(6)誘導(dǎo)多能干細(xì)胞只能由成纖維細(xì)胞誘導(dǎo)分化而來。(×)提示：已分化的T細(xì)胞、B細(xì)胞等也能被誘導(dǎo)為多能干細(xì)胞。2.制備肝細(xì)胞懸液不能(填“能”或“不能”)用胃蛋白酶處理，原因是胃蛋白酶發(fā)揮作用的最適pH為2.0左右，當(dāng)pH大于6時，胃蛋白酶就會失活，而大多數(shù)動物細(xì)胞培養(yǎng)的適宜pH為7.2～7.4。3.根據(jù)癌細(xì)胞的特點，請思考：培養(yǎng)的癌細(xì)胞有沒有接觸抑制現(xiàn)象？為什么？提示：沒有。癌細(xì)胞細(xì)胞膜上糖蛋白減少，細(xì)胞間的黏著性降低，在適宜的條件下可以無限增殖，因此培養(yǎng)的癌細(xì)胞無接觸抑制現(xiàn)象，在培養(yǎng)瓶中能夠生長成多層。典題說法考向1動物細(xì)胞培養(yǎng)例1(2024·浙江1月卷)某動物細(xì)胞培養(yǎng)過程中，細(xì)胞貼壁生長至接觸抑制時，需分裝培養(yǎng)，實驗操作過程如圖。下列敘述錯誤的是(B)A．①加消化(酶)液的目的是使細(xì)胞與瓶壁分離B．②加培養(yǎng)液的目的是促進(jìn)細(xì)胞增殖C．③分裝時需調(diào)整到合適的細(xì)胞密度D．整個過程需要在無菌、無毒條件下進(jìn)行【解析】①加消化(酶)液的目的是用胰蛋白酶等使細(xì)胞與瓶壁分離，A正確；②多次加培養(yǎng)液先洗去殘留的酶，然后終止消化液的作用，并對細(xì)胞加以稀釋，B錯誤；③分裝時需調(diào)整到合適的細(xì)胞密度，因為若密度過大，細(xì)胞仍存在接觸抑制，C正確；動物細(xì)胞培養(yǎng)需要無菌、無毒環(huán)境，D正確。變式下列關(guān)于小鼠腎小管上皮細(xì)胞體外培養(yǎng)及應(yīng)用的敘述，錯誤的是(B)A．將腎皮質(zhì)充分剪碎、過濾、離心，獲得腎小管上皮組織塊B．實驗開始前，實驗器械和試劑都必須經(jīng)過高壓蒸汽滅菌處理C．進(jìn)行傳代培養(yǎng)時，貼壁腎小管上皮細(xì)胞需用胰蛋白酶等處理D．建立小鼠腎小管上皮細(xì)胞培養(yǎng)體系可為腎病的體外研究提供實驗基礎(chǔ)【解析】在無菌條件下，將腎皮質(zhì)充分剪碎、過濾、離心，獲得腎小管上皮組織塊，再用胰蛋白酶等處理，形成分散的懸浮細(xì)胞，A正確；不同的用具、材料要用不同的滅菌方法，不能耐高溫的試劑及要求保持干燥的用具不能采用高壓蒸汽滅菌法滅菌，B錯誤；在進(jìn)行傳代培養(yǎng)時，貼壁腎小管上皮細(xì)胞需用胰蛋白酶等處理，分散為單個細(xì)胞制成細(xì)胞懸液，然后分瓶培養(yǎng)，C正確；動物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)為細(xì)胞加工改造提供了大量的動物細(xì)胞原材料，建立小鼠腎小管上皮細(xì)胞培養(yǎng)體系可為腎病的體外研究提供實驗基礎(chǔ)，D正確?？枷?干細(xì)胞及其應(yīng)用例2(多選)(2023·江蘇卷)我國科學(xué)家利用猴胚胎干細(xì)胞首次創(chuàng)造了人工“猴胚胎”，研究流程如圖所示。下列相關(guān)敘述正確的有(AD)A．猴的成纖維細(xì)胞和胚胎干細(xì)胞功能不同，但具有相同的基因組B．囊胚細(xì)胞②③都由細(xì)胞①分裂分化形成，但表達(dá)的基因都不同C．移植前細(xì)胞和囊胚的培養(yǎng)都要放在充滿CO2的培養(yǎng)箱中進(jìn)行D．移植后胚胎的發(fā)育受母體激素影響，也影響母體激素分泌【解析】同一個體不同的體細(xì)胞遺傳物質(zhì)相同，不同類型細(xì)胞形成的原因是基因的選擇性表達(dá)，A正確；囊胚細(xì)胞②③都由細(xì)胞①分裂、分化形成，但由于基因的選擇性表達(dá)，表達(dá)的基因不完全相同，B錯誤；細(xì)胞和胚胎培養(yǎng)一般放在含有95%空氣和5%CO2混合氣體的CO2培養(yǎng)箱中進(jìn)行，C錯誤；胚胎移植后胚胎的發(fā)育受母體激素影響，也影響母體激素分泌，D正確?？键c2動物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動物考點透析知識1動物體細(xì)胞核移植技術(shù)1.概念理解(1)核供體：動物一個細(xì)胞的細(xì)胞核。(2)質(zhì)供體：去掉細(xì)胞核的卵母細(xì)胞。(3)結(jié)果：形成重組細(xì)胞并發(fā)育成新胚胎，最終發(fā)育成動物個體(得到克隆動物)。深度指津供體和受體的選擇(1)供體①提供核的一方一般選用傳代10代以內(nèi)的細(xì)胞，因為10代以內(nèi)的細(xì)胞一般能保持正常的二倍體核型，保證了核供體細(xì)胞正常的遺傳基礎(chǔ)。②提供細(xì)胞質(zhì)的一方選擇減數(shù)分裂Ⅱ期(MⅡ期)的卵母細(xì)胞，其原因：a.卵母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)內(nèi)存在激發(fā)細(xì)胞核全能性表達(dá)的物質(zhì)；b.卵母細(xì)胞體積大，便于操作；c.卵母細(xì)胞營養(yǎng)物質(zhì)豐富。(2)受體：一般選擇繁殖性能好的同種雌性生物代孕。2.類型種類難易程度原因胚胎細(xì)胞核移植較容易分化程度低，全能性容易表現(xiàn)體細(xì)胞核移植較難分化程度高，全能性難表現(xiàn)注：非人靈長類動物的體細(xì)胞核移植非常困難，其主要原因一方面是供體細(xì)胞的細(xì)胞核在去核卵母細(xì)胞中不能完全恢復(fù)其分化前的功能狀態(tài)，這導(dǎo)致了胚胎發(fā)育率低；另一方面是對非人靈長類動物胚胎進(jìn)行操作的技術(shù)尚不完善。3.原理：動物細(xì)胞核具有全能性。4.基本過程深度指津(1)上圖中核移植操作是把供體細(xì)胞導(dǎo)入去核的卵母細(xì)胞透明帶下，然后促進(jìn)細(xì)胞融合，該法因?qū)β涯讣?xì)胞損傷較小且操作簡便，現(xiàn)較為常用。還有一種操作是用微型注射針吸出供體細(xì)胞核后，直接導(dǎo)入去核的卵母細(xì)胞中。(2)對卵母細(xì)胞去核時，實質(zhì)上是去除紡錘體—染色體復(fù)合物。核的位置靠近第一極體，因此在去核的同時連同第一極體一起去掉。目的：使核移植后得到的胚胎或動物的核遺傳物質(zhì)全部來自有重要利用價值的動物提供的體細(xì)胞。知識2動物體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景及存在的問題應(yīng)用①加速家畜遺傳改良進(jìn)程、促進(jìn)優(yōu)良畜群繁育；②增加瀕危動物存活數(shù)量；③轉(zhuǎn)基因克隆動物作為生物反應(yīng)器，生產(chǎn)珍貴的醫(yī)用蛋白；④用于細(xì)胞、組織或器官的移植(由轉(zhuǎn)基因克隆動物提供或人的核移植胚胎干細(xì)胞誘導(dǎo)分化提供)；⑤用于科學(xué)研究存在的問題①成功率非常低；②克隆動物存在著健康問題，表現(xiàn)出遺傳和生理缺陷等概念辨析體細(xì)胞核移植技術(shù)與誘導(dǎo)iPS細(xì)胞的比較(1)利用體細(xì)胞核移植技術(shù)和誘導(dǎo)iPS細(xì)胞都能生成干細(xì)胞，但它們的過程是完全不同的。(2)通過體細(xì)胞核移植技術(shù)可以生成帶有核供體細(xì)胞遺傳物質(zhì)的胚胎干細(xì)胞；誘導(dǎo)iPS細(xì)胞需要在細(xì)胞中表達(dá)幾個關(guān)鍵基因，將細(xì)胞逆轉(zhuǎn)到類似胚胎干細(xì)胞的狀態(tài)。(3)體細(xì)胞核移植技術(shù)對核供體細(xì)胞有較高要求，一般情況下，體細(xì)胞的分化程度越高，它重編程為干細(xì)胞的成功率就越低；可誘導(dǎo)成為iPS細(xì)胞的細(xì)胞來源相對廣一些。(4)體細(xì)胞核移植技術(shù)涉及采集卵母細(xì)胞、去核、細(xì)胞融合等復(fù)雜的操作；誘導(dǎo)iPS細(xì)胞的技術(shù)流程相對簡單，可能更適合用于生產(chǎn)實踐。思辨小練1.判斷下列說法的正誤：(1)與克隆羊培養(yǎng)相比較，克隆猴的體細(xì)胞核移植更加困難。(√)(2)用物理、化學(xué)或生物的方法激活重構(gòu)胚，使其完成細(xì)胞分裂和發(fā)育進(jìn)程。(×)提示：激活重構(gòu)胚的方法是物理或化學(xué)方法。(3)核移植可分為體細(xì)胞核移植和生殖細(xì)胞核移植。(×)提示：核移植的供體細(xì)胞都是體細(xì)胞，若來自已有個體則為體細(xì)胞核移植，若體細(xì)胞來自早期胚胎則為胚胎細(xì)胞核移植，后者供體細(xì)胞分化程度較低，表現(xiàn)全能性相對容易。2.通過體細(xì)胞核移植產(chǎn)生的克隆動物屬于無性生殖，因為沒有經(jīng)過生殖細(xì)胞的結(jié)合。3.克隆動物的親本有三個，即體細(xì)胞核供體、卵母細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)供體和代孕母體(受體)。簡述一下克隆動物的遺傳與三個親本的關(guān)系。提示：①克隆動物細(xì)胞核基因來自體細(xì)胞核供體，因此，克隆動物的性狀與體細(xì)胞核供體基本相同；②克隆動物的細(xì)胞質(zhì)基因來自卵母細(xì)胞，因此，克隆動物的性狀與卵母細(xì)胞供體極少部分相同；③代孕母體沒有為克隆動物提供遺傳物質(zhì)，因此，克隆動物的性狀與代孕母體沒有直接關(guān)系。典題說法考向體細(xì)胞核移植與克隆動物例在體細(xì)胞克隆猴培育過程中，為調(diào)節(jié)相關(guān)基因的表達(dá)，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(gòu)胚，同時用組蛋白脫乙酰酶抑制劑(TSA)處理，具體流程如下圖所示。下列說法錯誤的是(A)A．常用顯微操作法去除卵母細(xì)胞的整個細(xì)胞核B．滅活的仙臺病毒可使細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)和脂質(zhì)分子重新排布，利于融合C．組蛋白去甲基化和乙?；谋碛^遺傳修飾都有利于重構(gòu)胚的分裂和發(fā)育D．可用電刺激、Ca2＋載體等方法激活重構(gòu)胚【解析】常用顯微操作法去除卵母細(xì)胞的細(xì)胞核，而實質(zhì)是去除紡錘體—染色體復(fù)合物，A錯誤；由題意可知，研究人員將組蛋白去甲基化酶Kdm4d的mRNA注入了重構(gòu)胚，同時用組蛋白脫乙酰酶抑制劑TSA處理，即將組蛋白去甲基化和增強(qiáng)乙?；?二者均屬于表觀遺傳)，有利于重構(gòu)胚的分裂和發(fā)育，使其完成細(xì)胞分裂和發(fā)育進(jìn)程，C正確。變式(2025·靖江期中)科學(xué)家利用帕金森病模型鼠的皮膚細(xì)胞先經(jīng)核移植得到早期胚胎，再獲得胚胎干細(xì)胞(ES)，將ES誘導(dǎo)成神經(jīng)元后，移入模型鼠后取得了很好療效。下列敘述錯誤的是(C)A．動物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)是該過程的基礎(chǔ)B．核移植時應(yīng)選用MⅡ期的卵母細(xì)胞作為受體細(xì)胞C．移入神經(jīng)元時應(yīng)對受體小鼠注射相應(yīng)的免疫抑制劑D．ES細(xì)胞具有分化為成年動物體內(nèi)任何一種類型細(xì)胞的潛能【解析】皮膚細(xì)胞先經(jīng)核移植得到早期胚胎，將ES誘導(dǎo)成神經(jīng)元，都需要經(jīng)過動物細(xì)胞培養(yǎng)，A正確；MⅡ期的卵母細(xì)胞含有激發(fā)細(xì)胞核全能性表達(dá)的物質(zhì)，因此核移植時應(yīng)選用MⅡ期的卵母細(xì)胞作為受體細(xì)胞，B正確；由于移植神經(jīng)元來自小鼠自身皮膚細(xì)胞的誘導(dǎo)分化，不會出現(xiàn)免疫排斥反應(yīng)，因此對受體小鼠無需注射免疫抑制劑，C錯誤；ES細(xì)胞為胚胎干細(xì)胞，具有分化為成年動物體內(nèi)任何一種類型細(xì)胞的潛能，D正確?？键c3細(xì)胞融合與單克隆抗體的制備考點透析知識1動物細(xì)胞融合技術(shù)概念使兩個或多個動物細(xì)胞結(jié)合形成一個細(xì)胞的技術(shù)，融合后的細(xì)胞稱為雜交細(xì)胞過程膜融合→質(zhì)融合→核融合常用方法PEG融合法、電融合法和滅活病毒誘導(dǎo)法等成功標(biāo)志細(xì)胞核融合，能進(jìn)行有絲分裂原理細(xì)胞膜具有流動性的結(jié)構(gòu)特點意義突破了有性雜交的局限，使遠(yuǎn)緣雜交成為可能應(yīng)用①成為研究細(xì)胞遺傳、細(xì)胞免疫、腫瘤和培育生物新品種等的重要手段；②發(fā)展出雜交瘤技術(shù)，制造單克隆抗體概念辨析區(qū)分雜種細(xì)胞、重組細(xì)胞和雜交細(xì)胞(1)雜種細(xì)胞：植物體細(xì)胞雜交過程中，兩種細(xì)胞去掉細(xì)胞壁之后形成的原生質(zhì)體融合，融合的原生質(zhì)體出現(xiàn)細(xì)胞壁之后形成的細(xì)胞。(2)重組細(xì)胞：體細(xì)胞的細(xì)胞核移植到去核卵母細(xì)胞之后形成的細(xì)胞(人教版為重構(gòu)胚)。(3)雜交細(xì)胞：動物細(xì)胞融合形成的細(xì)胞。知識2單克隆抗體及其應(yīng)用1.單克隆抗體的制備(1)制備原理①每一個B淋巴細(xì)胞只分泌一種特異性抗體。②骨髓瘤細(xì)胞能在體外大量增殖。③B淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合得到的雜交瘤細(xì)胞，既能迅速大量增殖，又能產(chǎn)生特定抗體。(2)制備過程解疑釋惑(1)兩次篩選的方法和目的不同第一次是用特定的選擇培養(yǎng)基篩選多種雜交瘤細(xì)胞：未融合的細(xì)胞和同種細(xì)胞融合后形成的細(xì)胞都會死亡，只有融合的雜交瘤細(xì)胞才能生長。第二次是用多孔培養(yǎng)皿(如96孔板)克隆化培養(yǎng)和抗體檢測，經(jīng)多次篩選得到能分泌所需抗體的細(xì)胞群。利用了抗原—抗體特異性結(jié)合的免疫學(xué)原理。(2)雜交瘤細(xì)胞的克隆化培養(yǎng)①新融合的雜交瘤細(xì)胞不穩(wěn)定，染色體容易發(fā)生隨機(jī)丟失，容易失去分泌抗體的性質(zhì)，一般需要進(jìn)行幾次檢測以確保其穩(wěn)定性。②克隆化培養(yǎng)是指由單個細(xì)胞分裂增殖獲得細(xì)胞團(tuán)的培養(yǎng)過程。將雜交瘤細(xì)胞用培養(yǎng)液充分稀釋，接種到96孔細(xì)胞培養(yǎng)板，且每個孔中盡量只接種1個，通過培養(yǎng)使其增殖為單克隆。一般經(jīng)過3～4次培養(yǎng)才可以獲得穩(wěn)定的單克隆。若再次檢測抗體為陽性，就可以大規(guī)模生產(chǎn)。2.單克隆抗體的優(yōu)點：(與從血清中提取的血清抗體相比)能準(zhǔn)確地識別抗原的細(xì)微差異，與特定抗原發(fā)生特異性結(jié)合，并且可以大量制備。3.單克隆抗體的應(yīng)用(1)作為診斷試劑，具有準(zhǔn)確、高效、簡易、快速的優(yōu)點。(2)用于治療疾病和運載藥物。概念辨析植物體細(xì)胞雜交與動物細(xì)胞融合的比較比較項目植物體細(xì)胞雜交動物細(xì)胞融合原理細(xì)胞膜的流動性、細(xì)胞的全能性細(xì)胞膜的流動性、細(xì)胞增殖融合前處理先除去細(xì)胞壁先使細(xì)胞分散開使用的酶纖維素酶和果膠酶胰蛋白酶或膠原蛋白酶誘導(dǎo)手段電融合法、離心法(物理法)；PEG融合法、高Ca2＋—高pH融合法(化學(xué)法)等PEG融合法、電融合法、滅活的病毒誘導(dǎo)法等過程細(xì)胞A、B↓去壁原生質(zhì)體A、B↓融合融合的原生質(zhì)體再生出↓細(xì)胞壁雜種細(xì)胞植物組↓織培養(yǎng)雜種植株細(xì)胞A、B↓融合雜交細(xì)胞↓有絲分裂多個相同雜交細(xì)胞結(jié)果雜種植株(發(fā)生染色體數(shù)目變異)雜交細(xì)胞(發(fā)生染色體數(shù)目變異)應(yīng)用舉例培育植物新品種用于制備單克隆抗體意義克服了遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙，打破了生殖隔離，擴(kuò)展了雜交的親本組合突破有性雜交的局限，使遠(yuǎn)緣雜交成為可能思辨小練1.判斷下列說法的正誤：(1)單克隆抗體制備過程中，取材和培養(yǎng)階段都用到了動物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)，其原理是細(xì)胞增殖。(√)(2)單克隆抗體是單個B淋巴細(xì)胞增殖并產(chǎn)生的抗體。(×)(3)植物原生質(zhì)體融合后再生出細(xì)胞壁，形成雜交細(xì)胞；動物細(xì)胞融合后形成重組細(xì)胞。(×)提示：植物體細(xì)胞雜交過程中形成的是雜種細(xì)胞，動物細(xì)胞融合得到雜交細(xì)胞，而核移植后得到的是重組細(xì)胞(重構(gòu)胚)。(4)用特定的抗原對小鼠進(jìn)行免疫后，從小鼠脾臟中只能得到一種B淋巴細(xì)胞。(×)提示：從免疫后的小鼠脾臟中獲取的是多種B淋巴細(xì)胞。(5)B淋巴細(xì)胞在體外培養(yǎng)條件下只能存活幾天，而且它不可能無限增殖，因此不能得到由一個B淋巴細(xì)胞的后代細(xì)胞群(克隆)分泌的大量抗體。(√)提示：單克隆抗體是雜交瘤細(xì)胞產(chǎn)生的抗體。2.制備單克隆抗體前，對動物免疫的原因：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，即免疫過的B淋巴細(xì)胞。3.細(xì)胞會自發(fā)融合，但頻率很低，滅活的仙臺病毒在細(xì)胞融合中的應(yīng)用較為廣泛。什么是滅活？滅活病毒誘導(dǎo)融合的原理是什么？提示：滅活是指用物理或化學(xué)手段使病毒或細(xì)菌失去感染能力，但是并不破壞這些病原體的抗原結(jié)構(gòu)，如新冠病毒滅活疫苗。滅活病毒誘導(dǎo)細(xì)胞融合的原理是病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能夠與細(xì)胞膜上的糖蛋白發(fā)生作用，使細(xì)胞互相凝聚，細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)分子和脂質(zhì)分子重新排布，細(xì)胞膜打開，細(xì)胞發(fā)生融合。典題說法考向1動物細(xì)胞融合例1(多選)(2022·江蘇卷)下圖表示利用細(xì)胞融合技術(shù)進(jìn)行基因定位的過程，在人—鼠雜種細(xì)胞中人的染色體會以隨機(jī)方式丟失，通過分析基因產(chǎn)物進(jìn)行基因定位?，F(xiàn)檢測細(xì)胞Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中人的4種酶活性，只有Ⅱ具有芳烴羥化酶活性，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均有乳酸脫氫酶活性。下列相關(guān)敘述正確的有(ACD)A．加入滅活仙臺病毒的作用是促進(jìn)細(xì)胞融合B．細(xì)胞Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分別為人—人、人—鼠、鼠—鼠融合細(xì)胞C．芳烴羥化酶基因位于2號染色體上，乳酸脫氫酶基因位于11號染色上D．胸苷激酶基因位于17號染色體上，磷酸甘油酸激酶基因位于X染色體上【解析】細(xì)胞Ⅰ和細(xì)胞Ⅲ中均有人類染色體丟失，均為人—鼠融合細(xì)胞，B錯誤?？枷?單克隆抗體的制備及其應(yīng)用例2(2025·如皋期初)CD47是一種細(xì)胞膜表面的糖蛋白，可與巨噬細(xì)胞結(jié)合，從而抑制巨噬細(xì)胞的功能。為驗證抗CD47的單克隆抗體能減弱CD47對巨噬細(xì)胞的抑制作用，某科研小組進(jìn)行了實驗，實驗過程如圖所示。下列敘述正確的是(C)A．向腫瘤細(xì)胞共培養(yǎng)體系加入血清，主要用于提供未知的能源物質(zhì)B．第一次篩選時可根據(jù)細(xì)胞中染色體的數(shù)目篩選雜交瘤細(xì)胞C．多次篩選時用到抗原—抗體雜交技術(shù)和克隆化培養(yǎng)技術(shù)D．預(yù)期實驗結(jié)果為對照組巨噬細(xì)胞的吞噬能力高于實驗組【解析】向腫瘤細(xì)胞共培養(yǎng)體系加入血清，主要目的是補(bǔ)充尚未研究清楚的營養(yǎng)成分，A錯誤；由于自身融合細(xì)胞中染色體數(shù)目和雜交瘤細(xì)胞中染色體數(shù)目相同，所以第一次篩選時不可根據(jù)細(xì)胞中染色體的數(shù)目篩選，B錯誤；由于抗CD47的單克隆抗體能減弱CD47對巨噬細(xì)胞的抑制作用，所以預(yù)期實驗結(jié)果為對照組巨噬細(xì)胞的吞噬能力低于實驗組，D錯誤。配套精練第55講動物細(xì)胞工程一、單項選擇題1.(2025·揚州期初)動物細(xì)胞培養(yǎng)與植物組織培養(yǎng)的共同點是(A)A．都需定期更換培養(yǎng)液B．都要先分散成單個細(xì)胞C．都不需要進(jìn)行無菌處理D．都離不開細(xì)胞的分裂和分化【解析】兩種技術(shù)都需要定期更換培養(yǎng)液，避免培養(yǎng)液中營養(yǎng)不足或細(xì)胞自身代謝產(chǎn)物增多影響細(xì)胞生存，A正確；植物組織培養(yǎng)中不需要將細(xì)胞分散成單個細(xì)胞，B錯誤；兩種技術(shù)都需要進(jìn)行無菌技術(shù)操作，C錯誤；動物細(xì)胞培養(yǎng)只有細(xì)胞增殖，植物組織培養(yǎng)既有細(xì)胞增殖，也有細(xì)胞分化，D錯誤。2.(2025·淮安一聯(lián))下圖為腎臟上皮細(xì)胞培養(yǎng)過程示意圖。下列有關(guān)敘述錯誤的是(D)A．甲→乙過程可用機(jī)械法或酶解法處理獲得單個細(xì)胞B．丙過程指細(xì)胞在添加血清的合成培養(yǎng)基中原代培養(yǎng)C．丙過程會出現(xiàn)細(xì)胞貼壁生長和接觸抑制現(xiàn)象D．丁過程為傳代培養(yǎng)，細(xì)胞都能進(jìn)行無限增殖【解析】甲→乙過程需要用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理獲得單細(xì)胞懸液然后進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)，也可用機(jī)械法處理獲得單個細(xì)胞，A正確；丙過程指細(xì)胞在添加血清的合成培養(yǎng)基中原代培養(yǎng)的過程，屬于獲取單細(xì)胞懸液的初次培養(yǎng)，B正確；丙過程為原代培養(yǎng)，該過程中會出現(xiàn)細(xì)胞貼壁生長和接觸抑制現(xiàn)象，C正確；丁過程為傳代培養(yǎng)，細(xì)胞傳至10～50代生長會逐漸緩慢，直到完全停止，當(dāng)繼續(xù)傳代培養(yǎng)時，少部分細(xì)胞會獲得不死性，這些細(xì)胞已經(jīng)發(fā)生了突變，D錯誤。3.(2022·江蘇卷)航天員葉光富和王亞平在天宮課堂上展示了培養(yǎng)的心肌細(xì)胞跳動的視頻。下列相關(guān)敘述正確的是(B)A．培養(yǎng)心肌細(xì)胞的器具和試劑都要先進(jìn)行高壓蒸汽滅菌B．培養(yǎng)心肌細(xì)胞的時候既需要氧氣，也需要二氧化碳C．心肌細(xì)胞在培養(yǎng)容器中通過有絲分裂不斷增殖D．心肌細(xì)胞在神經(jīng)細(xì)胞發(fā)出的神經(jīng)沖動的支配下跳動【解析】培養(yǎng)心肌細(xì)胞的器具要先進(jìn)行高壓蒸汽滅菌，但是試劑并不都需要滅菌，如動物血清不能進(jìn)行高壓蒸汽滅菌，需用過濾法除去細(xì)菌，高溫會使其中的部分成分失活，A錯誤；培養(yǎng)心肌細(xì)胞的時候既需要氧氣(有助于進(jìn)行有氧呼吸)，也需要二氧化碳(有助于維持培養(yǎng)液的pH)，B正確；心肌細(xì)胞體外培養(yǎng)時，當(dāng)細(xì)胞數(shù)量足夠多時，營養(yǎng)物質(zhì)大量消耗，有害代謝產(chǎn)物增加，使得細(xì)胞停止生長，因此不能不斷增殖，C錯誤；培養(yǎng)心肌細(xì)胞時沒有神經(jīng)細(xì)胞，心肌細(xì)胞跳動的節(jié)律性不依賴神經(jīng)控制，D錯誤。4.(2023·海南卷)某團(tuán)隊通過多代細(xì)胞培養(yǎng)，將小鼠胚胎干細(xì)胞的Y染色體去除，獲得XO胚胎干細(xì)胞，再經(jīng)過一系列處理，使之轉(zhuǎn)變?yōu)橛泄δ艿穆涯讣?xì)胞。下列有關(guān)敘述錯誤的是(A)A．營養(yǎng)供應(yīng)充足時，傳代培養(yǎng)的胚胎干細(xì)胞不會發(fā)生接觸抑制B．獲得XO胚胎干細(xì)胞的過程發(fā)生了染色體數(shù)目變異C．XO胚胎干細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)橛泄δ艿穆涯讣?xì)胞的過程發(fā)生了細(xì)胞分化D．若某瀕危哺乳動物僅存雄性個體，可用該法獲得有功能的卵母細(xì)胞用于繁育【解析】營養(yǎng)供應(yīng)充足時，傳代培養(yǎng)的胚胎干細(xì)胞也會發(fā)生接觸抑制，A錯誤；XO胚胎干細(xì)胞中丟失了Y染色體，因而該細(xì)胞的獲得過程發(fā)生了染色體數(shù)目變異，B正確；XO胚胎干細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)橛泄δ艿穆涯讣?xì)胞的過程中，細(xì)胞的功能發(fā)生了特化，因而發(fā)生了細(xì)胞分化，C正確；若某瀕危哺乳動物僅存雄性個體，可用該法獲得有功能的卵母細(xì)胞，進(jìn)而用于繁育，實現(xiàn)瀕危物種的保護(hù)，D正確。5.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(B)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【解析】后代丁的細(xì)胞核的遺傳物質(zhì)來自甲，細(xì)胞質(zhì)的遺傳物質(zhì)來自乙，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)過程中需要提供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。6.(2024·黑吉遼卷)從小鼠胚胎中分離獲取胚胎成纖維細(xì)胞進(jìn)行貼壁培養(yǎng)，在傳代后的不同時間點檢測細(xì)胞數(shù)目，結(jié)果如圖。下列敘述正確的是(B)A．傳代培養(yǎng)時，培養(yǎng)皿需密封防止污染B．選?、俚募?xì)胞進(jìn)行傳代培養(yǎng)比②更合理C．直接用離心法收集細(xì)胞進(jìn)行傳代培養(yǎng)D．細(xì)胞增長進(jìn)入平臺期可能與細(xì)胞密度過大有關(guān)【解析】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，而非密封培養(yǎng)皿，A錯誤；①的細(xì)胞核型更為穩(wěn)定，選?、俚募?xì)胞進(jìn)行傳代培養(yǎng)比②更合理，B正確；對于貼壁生長的細(xì)胞進(jìn)行傳代培養(yǎng)時，先用胰蛋白酶等處理，使之分散為單個細(xì)胞，然后再用離心法收集，C錯誤；細(xì)胞增長進(jìn)入平臺期可能與接觸抑制有關(guān)，D錯誤。7.(2025·南京期初)我國科學(xué)家利用體細(xì)胞誘導(dǎo)產(chǎn)生多能干細(xì)胞(iPS細(xì)胞)，并將其注射到無法發(fā)育到成體階段的四倍體囊胚中，最終獲得克隆鼠，經(jīng)鑒定證實，克隆鼠確實從iPS細(xì)胞發(fā)育而來，并可繁殖后代。實驗流程見下圖，下列敘述錯誤的是(C)A．從黑鼠分離出體細(xì)胞可利用胰蛋白酶等處理B．iPS細(xì)胞和囊胚的培養(yǎng)都要放在含5%CO2的培養(yǎng)箱中進(jìn)行C．誘導(dǎo)產(chǎn)生iPS細(xì)胞只能通過向體細(xì)胞導(dǎo)入特定基因來實現(xiàn)D．四倍體囊胚可能因染色體數(shù)目變異而無法發(fā)育為成體【解析】從動物體內(nèi)分離體細(xì)胞可利用胰蛋白酶等處理，A正確；無論是iPS細(xì)胞還是囊胚的培養(yǎng)，都需放置在含5%CO2的培養(yǎng)箱中進(jìn)行，此時CO2的作用是維持培養(yǎng)液pH，B正確；誘導(dǎo)產(chǎn)生iPS細(xì)胞除了通過導(dǎo)入特定基因的方法外，還可以通過添加各種化合物、抗體等來誘導(dǎo)多能性干細(xì)胞的轉(zhuǎn)化，C錯誤；四倍體囊胚發(fā)生染色體數(shù)目變異，可能因此無法正常發(fā)育成個體，D正確。8.(2025·南通如東期初)將黑色小鼠囊胚的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)部分細(xì)胞注射到白色小鼠囊胚中，一段時間后，將接受注射的囊胚均分為二，得到兩只黑白相間的小鼠(Mc)。據(jù)此分析，下列敘述錯誤的是(C)A．獲得Mc用到了胚胎移植技術(shù)B．Mc表皮中有兩種基因型的細(xì)胞C．黑白相間體現(xiàn)了基因的共顯性D．注射的細(xì)胞會分化成Mc的多種組織【解析】黑白相間是黑白兩種細(xì)胞相間分布的結(jié)果，沒有體現(xiàn)基因的共顯性。9.(2025·海門一診)科學(xué)家將兩株不同的雜交瘤細(xì)胞A和B融合形成雙雜交瘤細(xì)胞AB。雙雜交瘤細(xì)胞AB能夠懸浮在培養(yǎng)基中生長繁殖，產(chǎn)生的雙特異性抗體AB結(jié)構(gòu)如圖所示。下列敘述正確的是(D)A．用選擇培養(yǎng)基即可篩選出雙雜交瘤細(xì)胞ABB．培養(yǎng)雙雜交瘤細(xì)胞時，需提供CO2維持培養(yǎng)液的滲透壓C．雙雜交瘤細(xì)胞進(jìn)行傳代培養(yǎng)時，需使用胰蛋白酶分散處理D．抗體AB與抗體A、B相比，可增強(qiáng)對靶細(xì)胞的殺傷效果【解析】單克隆抗體制備過程中，雜交瘤細(xì)胞需要進(jìn)行兩次篩選，第一次利用選擇培養(yǎng)基篩選出能在特定培養(yǎng)基生長且能無限增殖的雜交瘤細(xì)胞，第二次篩選可用抗原—抗體雜交的方法篩選出產(chǎn)生特異性抗體的雜交瘤細(xì)胞，雙雜交瘤細(xì)胞本身就是由兩個雜交瘤細(xì)胞融合而成的，利用選擇培養(yǎng)基無法篩選出雙雜交瘤細(xì)胞AB，A錯誤；培養(yǎng)雙雜交瘤細(xì)胞時，需提供CO2維持培養(yǎng)液的pH，B錯誤；雙雜交瘤細(xì)胞AB能夠懸浮在培養(yǎng)基中生長繁殖，不需使用胰蛋白酶分散處理，C錯誤。10.(2023·北京卷)甲狀旁腺激素(PTH)水平是人類多種疾病的重要診斷指標(biāo)。研究者制備單克隆抗體用于快速檢測PTH，有關(guān)制備過程的敘述，不正確的是(D)A．需要使用動物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)B．需要制備用PTH免疫的小鼠C．利用抗原—抗體結(jié)合的原理篩選雜交瘤細(xì)胞D．篩選能分泌多種抗體的單個雜交瘤細(xì)胞【解析】單克隆抗體的制備過程中需要用到動物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)，如骨髓瘤細(xì)胞的培養(yǎng)等，A正確；本操作的目的是制備單克隆抗體用于快速檢測PTH，為獲得能產(chǎn)生抗PTH抗體的B淋巴細(xì)胞，可用PTH對小鼠進(jìn)行免疫，B正確；抗原與抗體的結(jié)合具有特異性，故可利用抗原—抗體結(jié)合的原理篩選雜交瘤細(xì)胞，C正確；雜交瘤細(xì)胞是B細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合之后經(jīng)篩選而得到的，由于一種B細(xì)胞經(jīng)免疫后只能產(chǎn)生一種抗體，故理論上講，單個雜交瘤細(xì)胞只能產(chǎn)生一種抗體，D錯誤。二、多項選擇題11.關(guān)于動物細(xì)胞工程的敘述，正確的有(ABC)A．進(jìn)行動物細(xì)胞培養(yǎng)時，應(yīng)置于5%CO2和95%空氣的氣體環(huán)境中B．誘導(dǎo)植物原生質(zhì)體融合的方法均可用于誘導(dǎo)動物細(xì)胞融合C．進(jìn)行核移植時，需用顯微操作法去除處于MⅡ期的卵母細(xì)胞的細(xì)胞核D．進(jìn)行核移植時，需用電融合法激活重構(gòu)胚，使其完成分裂和發(fā)育進(jìn)程【解析】用于動物細(xì)胞培養(yǎng)的二氧化碳培養(yǎng)箱中的氣體成分為95%空氣和5%二氧化碳，其中氧氣是細(xì)胞生活所必需的，5%二氧化碳是為了維持培養(yǎng)液的pH，A正確；誘導(dǎo)動物細(xì)胞融合