2026届高考生物一轮总复习选择性必修3第10单元生物技术与工程第4讲动物细胞工程课件

选择性必修3生物技术与工程第十单元生物技术与工程第4讲动物细胞工程考情研读·备考定位课标要求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动物一个细胞的细胞核移入去核的卵母细胞中，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。核心素养1．应用结构与功能观理解动物细胞工程的原理和操作。(生命观念)2．构建各种动物细胞工程操作流程模型，分析操作注意事项。(科学思维)3．结合生产生活实践，分析动物细胞工程的应用，关注伦理与人体健康。(社会责任)考点二考点三考点一考点一动物细胞培养必备知识·夯实基础知|识|巩|固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。单个细胞生长和增殖2．动物细胞培养的条件教材隐含知识1．(选择性必修3P44正文信息)在使用合成培养基时，通常需要加入血清等一些天然成分。血清中含有哪些促进细胞代谢和生长的物质？____________________________________。蛋白质、氨基酸、未知的促生长因子等3．动物细胞培养的过程(1)体外培养的动物细胞的类型①能够__________________中生长增殖；②需要__________________________才能生长繁殖，而且还会发生____________现象，从而使细胞停止分裂增殖。悬浮在培养液贴附于某些基质表面接触抑制(2)动物细胞培养的过程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、脐带血等体细胞(如成纤维细胞等)特点能分化成任何一种细胞、组织或器官，甚至成为______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镰状细胞贫血、阿尔茨海默病、心血管疾病等早期胚胎个体特定的细胞或组织胚胎干细胞教材隐含知识2．(选择性必修3P45图2－12)用胰蛋白酶处理动物组织，对细胞的消化有两种情况：(1)短时间内细胞______(填“会”或“不会”)被消化，原因是______________________________________________。(2)长时间后细胞___(填“会”或“不会”)被消化，原因是____________________________________________________________________________________________。不会细胞表面具有糖蛋白，对细胞具有一定的保护作用会细胞表面糖蛋白的保护作用是有限的；细胞膜的主要成分包括磷脂和蛋白质，蛋白质可被胰蛋白酶水解思|维|辨|析易错整合，判断正误。(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)培养动物细胞的第一代(即第一次细胞增殖)被称为原代培养。

(

)(4)干细胞都能分化成多种类型的细胞。(

)(5)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。(

)答案：(1)×

(2)×

(3)×

(4)×

(5)×延|伸|探|究1．动物细胞培养时，要将动物组织分散成单个细胞的原因是什么？提示：①保证细胞所需要的营养供应；②保证细胞内有害代谢物的及时排出；③防止细胞与细胞靠在一起限制彼此的生长和增殖。2．为什么说iPS细胞的应用前景要优于ES细胞？提示：ES细胞必须从胚胎中获取，涉及伦理问题，限制了在医学上的应用。iPS细胞的诱导过程无须破坏胚胎，而且iPS细胞可以来自病人自身的体细胞，将它移植回病人体内后，理论上可以避免免疫排斥反应。剖析难点·考点突破重|难|精|讲动物细胞培养和植物组织培养的比较考向一考查动物细胞培养(2022·湖北选择考)某兴趣小组开展小鼠原代神经元培养的研究，结果发现其培养的原代神经元生长缓慢，其原因不可能的是

(

)A．实验材料取自小鼠胚胎的脑组织B．为了防止污染将培养瓶瓶口密封C．血清经过高温处理后加入培养基D．所使用的培养基呈弱酸性答案：A精|准|命|题例1解析：小鼠胚胎脑组织中含有丰富的原代神经元，细胞增殖能力强，不会造成生长缓慢，A符合题意；培养瓶瓶口密封会使培养液中缺氧，影响细胞有氧呼吸，造成供能不足，可能使细胞生长缓慢，B不符合题意；血清经过高温处理后，其中活性成分变性，失去原有功能，细胞生存环境严重恶化，可能使细胞生长缓慢，C不符合题意；小鼠内环境为弱碱性，所使用的培养基呈弱酸性，细胞生存环境恶劣，可能造成细胞生长缓慢，D不符合题意。〔变式训练1〕

(2024·山东青岛高三联考)实验小鼠皮肤细胞培养(非克隆培养)的基本过程如下图所示。下列叙述错误的是(

)A．甲过程需要对实验小鼠进行消毒B．乙过程对皮肤组织可用胰蛋白酶处理C．丙过程是原代培养D．丁过程直接将丙过程得到的细胞分瓶培养答案：D解析：动物细胞培养需要无毒、无菌的环境，甲过程表示从实验小鼠身上取下皮肤组织，该过程需要对小鼠进行消毒处理，A项正确；乙过程表示将皮肤组织分散成单个细胞制备成细胞悬液，可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶进行处理，B项正确；丙过程表示原代培养，C项正确；丁过程表示传代培养，需要对丙过程得到的细胞用胰蛋白酶处理并离心收集，将收集细胞制成细胞悬液，然后分瓶培养，D项错误。考向二考查干细胞的培养及应用(2024·广东广州高三一模)诱导多能干细胞(iPS细胞)是通过基因转染技术将某些诱导基因导入动物或人的体细胞，使体细胞直接重构成为胚胎干细胞(ES细胞)样的多潜能细胞。下图表示科学家利用小鼠皮肤细胞培养出多种细胞的过程，下列叙述错误的是(

)例2A．iPS细胞在细胞形态、生长特性等方面与ES细胞相似B．过程①中细胞内发生了基因重组C．过程②中细胞内某些基因处于关闭状态D．获得iPS细胞需要使用卵细胞或者胚胎细胞答案：D解析：iPS细胞为诱导多能干细胞，在细胞形态、生长特性等方面与ES细胞相似，A正确；由题图可知，过程①是将诱导基因导入小鼠皮肤细胞中，该过程中细胞内发生了基因重组，B正确；过程②表示细胞分化，其实质是基因的选择性表达，所以细胞内某些基因处于关闭状态，C正确；由题意可知，诱导多能干细胞(iPS细胞)是通过基因转染技术将某些诱导基因导入动物或人的体细胞，使体细胞直接重构成为胚胎干细胞(ES细胞)样的多潜能细胞，D错误。〔变式训练2〕

(2024·广东汕头一模)通过大量实验，在多种候选基因中筛选出Sox2、Klf4、Oct4、c－Myc(简称SKOM)4种基因。将这些基因导入高度分化的体细胞，可使其重编程，形成类似胚胎干细胞(ES细胞)的一种细胞类型，称为iPS细胞。下列说法正确的是(

)A．不同类型的干细胞分裂和分化潜能基本相同B．胚胎干细胞因需要从胚胎中获取涉及伦理问题而限制了其应用C．诱导产生iPS细胞的过程中需用到基因工程技术和核移植技术D．iPS细胞和ES细胞具有相同的基因组成且都能体现出细胞的全能性答案：B解析：不同类型的干细胞分化潜能是有差别的，如胚胎干细胞的分化潜能大于造血干细胞，A错误；胚胎干细胞(ES细胞)是从早期胚胎中分离出来的一类细胞，全能性较高，但会涉及伦理问题，对其在医学上的应用有一定限制，B正确；根据题意可知，将Sox2、Klf4、Oct4、c－Myc基因导入高度分化的体细胞可使其重编程，形成iPS细胞，需要用到基因工程，没有应用核移植技术，C错误；根据ES细胞的来源及iPS细胞的形成可知，它们基因组成不同，D错误。考点二动物细胞融合技术与单克隆抗体必备知识·夯实基础知|识|巩|固1．动物细胞融合技术教材隐含知识(选择性必修3P48相关信息)(1)灭活是指用物理或化学手段使病毒或细菌失去____________，但并不破坏它们的____________。(2)灭活病毒诱导细胞融合与病毒和细胞所含的_________有关。感染能力抗原结构糖蛋白2．单克隆抗体的制备(1)制备原理①B淋巴细胞特点：一种B淋巴细胞只分泌___种特异性抗体。②骨髓瘤细胞特点：能在体外____________。③杂交瘤细胞的特点：既能____________，又能产生足够数量的____________。一大量增殖大量增殖特定抗体(2)制备过程(3)单克隆抗体的特点和应用思|维|辨|析易错整合，判断正误。(1)动物细胞融合过程中既有细胞膜的融合也有核的融合。(

)(2)动物细胞融合的结果是形成单核的杂交细胞，植物体细胞杂交的结果是得到杂种植株。(

)(3)动物体细胞融合后的杂交细胞仍然是二倍体细胞。(

)(4)将抗原注入小鼠体内，是为了获得能产生相应抗体的B淋巴细胞。(

)答案：(1)√

(2)√

(3)×

(4)√延|伸|探|究1．动物细胞融合过程中为什么未灭活的病毒不能作诱导剂？提示：未灭活的病毒会感染细胞，因而不能诱导细胞融合。2．制备单克隆抗体时，不直接用经过免疫的B淋巴细胞来获得单克隆抗体的原因是什么？提示：用于获得杂交瘤细胞的B淋巴细胞为浆细胞，是高度分化的动物细胞，培养时很难恢复分裂能力，不能进行无限增殖，难以获得足够数量的单克隆抗体。剖析难点·考点突破重|难|精|讲1．植物体细胞杂交和动物细胞融合的比较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项目植物体细胞杂交动物细胞融合诱导方法物理法：电融合法、离心法等；化学法：聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2＋—高pH融合法等PEG融合法、电融合法、灭活病毒诱导法等结果杂种植株杂交细胞应用培育植物新品种等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2.单克隆抗体制备过程中两次筛选的方法及目的项目第一次筛选第二次筛选筛选原因诱导融合后会得到多种杂交细胞，另外还有未融合的细胞由于小鼠在生活中还受到其他抗原的刺激，所以经选择培养获得的杂交瘤细胞中有能产生其他抗体的细胞项目第一次筛选第二次筛选筛选方法用特定的选择培养基筛选：未融合的细胞和融合的具有同种核的细胞(“B—B”细胞、“瘤—瘤”细胞)都会死亡，只有融合的杂交瘤细胞(“B—瘤”细胞)才能生长用多孔培养皿培养，在每个孔只有一个杂交瘤细胞的情况下开始克隆化培养和抗体检测，经多次筛选得到能产生特异性抗体的细胞群筛选目的得到杂交瘤细胞得到能分泌所需抗体的杂交瘤细胞拓展延伸：第一次筛选获得杂交瘤细胞的方法：①细胞合成DNA有D和S两条途径，其中D途径能被氨基嘌呤阻断。②人淋巴细胞中有这两种DNA的合成途径，但不能分裂增殖。③鼠骨髓瘤细胞中只有D途径，没有S途径，但能不断分裂增殖。在培养基中加入氨基嘌呤，B淋巴细胞及同型融合细胞不能增殖，骨髓瘤细胞及同型融合细胞DNA合成的D途径被氨基嘌呤阻断也不能增殖，只有杂交瘤细胞能无限增殖。考向一围绕动物细胞融合，考查理解能力(2025·湖北师大附中高三测评)将小鼠细胞与人细胞融合后获得“人—鼠融合细胞”，发现人的染色体会随机丢失，最终只保留一条或几条染色体。下列叙述正确的是(

)A．小鼠细胞与人细胞融合表明细胞膜具有信息识别的功能B．可利用PCR检测人的基因表达产物C．可通过检测“人—鼠融合细胞”的基因表达产物，初步定位人基因位于几号染色体上D．“人—鼠融合细胞”的获得突破了人和小鼠之间的生殖隔离精|准|命|题例1答案：C解析：小鼠细胞与人细胞融合，表明细胞膜具有流动性，A错误；基因表达的产物是蛋白质，不能用PCR检测，B错误；融合实验中，人染色体会随机丢失，最终只保留一条或几条染色体，可通过检测“人—鼠融合细胞”的基因表达产物，初步定位人基因位于几号染色体上，C正确；突破生殖隔离需要产生可育的后代，D错误。考向二考查单克隆抗体的制备及应用(2025·北京朝阳区高三检测)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。有关分析错误的是(

)例2A．体外培养单个B淋巴细胞也可以获得大量抗HCG的抗体B．过程③培养后的细胞均能产生特定抗体C．图中细胞集落a可用于大规模培养，生产抗HCG单克隆抗体D．图中能产生单克隆抗体的细胞在培养过程中不会出现接触抑制的现象答案：A解析：体外培养的单个B淋巴细胞无法无限增殖，故不能获得大量抗HCG的抗体，A错误；过程③培养后的细胞是经过多孔玻璃板筛选得到的杂交瘤细胞，均能产生特定抗体，B正确；据题图可知，题图中细胞集落a能够产生阳性反应，故可用于大规模培养，生产抗HCG单克隆抗体，C正确；由于杂交瘤细胞既保留了鼠瘤细胞无限增殖的特点，又有B淋巴细胞产生特异性抗体的作用，所以题图中能产生单克隆抗体的细胞在培养过程中不会出现接触抑制的现象，D正确。〔变式训练〕(多选)(2025·邢台五校联考)研究表明，美西螈的巨噬细胞在其断肢再生的早期起重要作用。科研人员制备了抗巨噬细胞表面标志蛋白CD14的单克隆抗体，其流程如图所示。下列分析正确的是(

)A．步骤①和步骤⑤向小鼠注射的都是CD14蛋白B．步骤②所用的SP2/0细胞应具有无限增殖的特点C．在③的培养孔中只有异种核融合的杂交瘤细胞才能生长D．步骤④中需要加入CD14蛋白进行专一抗体检测答案：BCD解析：步骤①是注射特定抗原，针对本实验目的，注射的是CD14蛋白(CD14抗原)。步骤⑤是将分泌抗CD14抗体的杂交瘤细胞注入小鼠体内培养，以获得大量单克隆抗体，A错误；步骤②所用的SP2/0细胞是骨髓瘤细胞，能在体外无限增殖，B正确；由于细胞融合是随机的，且融合率达不到100%，所以融合的细胞除杂交瘤细胞外，还可能有B淋巴细胞相互融合形成的细胞及骨髓瘤细胞相互融合形成的细胞，在③选择培养基的培养孔中只有异种核融合的杂交瘤细胞才能生长，据此可将杂交瘤细胞筛选出来，C正确；因为形成杂交瘤细胞的B淋巴细胞种类很多，因此有些杂交瘤细胞不能分泌抗CD14抗体，所以需要利用抗原—抗体杂交原理进行第二次筛选，即步骤④中需要加入CD14蛋白进行专一抗体检测，D正确。考点三动物体细胞核移植技术和克隆动物必备知识·夯实基础知|识|巩|固1．细胞核移植的概念、原理及类型概念将动物一个细胞的_________移入_____________________中，使这个重新组合的细胞发育成新胚胎，继而发育成____________的技术。用核移植的方法得到的动物称为克隆动物原理_______________的全能性类型____________核移植；体细胞核移植细胞核去核的卵母细胞动物个体动物细胞核胚胎细胞2.体细胞核移植的过程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、组织和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、器官，可用于器官移植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_____________________遗传改良生物反应器转基因克隆动物胚胎干细胞非常低健康遗传和生理缺陷教材隐含知识(选择性必修3P54思考·讨论)体细胞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______________________________________________。保证核移植动物的核遗传物质全部来自供体细胞思|维|辨|析易错整合，判断正误。(1)通过克隆技术形成重组细胞并发育成一个新个体，体现了动物细胞的全能性。(

)(2)核移植过程中供体理论上是提供细胞核，但操作过程中可以把整个细胞注入去核的卵母细胞中。(

)(3)重构胚是指人工重新构建的胚胎，具有发育成完整个体的能力。(

)(4)可用Ca2＋载体激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育进程。

(

)(5)克隆动物的性状与供核动物完全相同。(

)答案：(1)×

(2)√

(3)√

(4)√

(5)×延|伸|探|究癌症早中期的患者往往通过相应的组织或者器官摘除来进行治疗，但是组织和器官摘除往往严重影响患者的正常生活和身心健康，如图是利用体细胞核移植技术生产器官的过程。分析并回答下列问题：(1)细胞A一般选用卵母细胞，为什么？(2)在将体细胞的核移植到细胞A之前，为什么必须先对细胞A进行去核操作？提示：(1)因为卵母细胞体积大，易操作；营养丰富；卵母细胞中含有激发细胞核全能性的物质。(2)为了使核移植的胚胎或核遗传物质全部来自患者提供的正常体细胞。剖析难点·考点突破考向考查动物核移植技术与克隆动物

如图是利用体细胞核移植技术克隆优质奶牛的简易流程图，有关叙述正确的是(

)精|准|命|题例A．后代丁的遗传性状由甲和丙的遗传物质共同决定B．过程①需要提供95%空气和5%CO2的混合气体C．过程②常使用显微操作去核法对受精卵进行处理D．过程③将激活后的重组细胞培养至原肠胚后移植答案：B解析：后代丁的细胞核遗传物质来自甲牛，细胞质遗传物质来自乙牛，则丁的遗传性状由甲和乙的遗传物质共同决定，A错误；动物细胞培养中需要提供95%空气(保证细胞的有氧呼吸)和5%CO2(维持培养液的pH)的混合气体，B正确；过程②常使用显微操作去核法对卵母细胞进行处理，C错误；过程③将激活后的重组细胞培养至桑葚胚或囊胚后移植，D错误。〔变式训练〕(2025·山东聊城高三开学考)世界首批疾病克隆猴

——5只生物节律紊乱体细胞克隆猴在中国诞生，开启了克隆猴模型应用于生命科学研究的“春天”。科学家采集了一只一岁半的、睡眠紊乱最明显的BMALl(生物节律基因)敲除猴A6的体细胞，通过体细胞核移植技术，获得了5只克隆猴——这是国际上首次成功构建一批遗传背景一致的生物节律紊乱猕猴模型。下列相关叙述错误的是(

)A．体细胞核移植技术的原理是动物细胞核的全能性B．5只克隆猕猴细胞核基因型与核供体细胞完全一致C．体细胞核移植需用取自新鲜卵巢的卵母细胞直接作受体细胞D．该研究可弥补实验猕猴繁殖周期长、单胎数量少的不足答案：C解析：取自卵巢的卵母细胞需要培养到MⅡ期时，才可进行核移植；体细胞核移植时供核的供体可不受年龄影响，且体细胞数量多，所以该研究可弥补实验猕猴繁殖周期长、单胎数量少的不足。故选C。素养提升·强化思维构|建|网|络真|题|再|现1．(2024·北京卷)我国科学家体外诱导食蟹猴胚胎干细胞，形成了类似囊胚的结构(类囊胚)，为研究灵长类胚胎发育机制提供了实验体系(如图)。相关叙述错误的是(

)A．实验证实食蟹猴胚胎干细胞具有分化潜能B．实验过程中使用的培养基含有糖类C．类囊胚的获得利用了核移植技术D．可借助胚胎移植技术研究类囊胚的后续发育答案：C解析：体外诱导食蟹猴胚胎干细胞，形成了类似囊胚的结构(类囊胚)，证实了食蟹猴胚胎干细胞具有分化潜能，A正确；实验过程中使用的培养基需含有糖类，糖类可为细胞培养提供能源物质，B正确；类囊胚的获得利用了动物细胞培养技术，并没有进行核移植，C错误；可借助胚胎移植技术将类囊胚移植到相应的雌性受体中继续胚胎发育，从而可以用来研究类囊胚的后续发育，D正确。故选C。2．(2024·吉林卷)从小鼠胚胎中分离获取胚胎成纤维细胞进行贴壁培养，在传代后的不同时间点检测细胞数目，结果如图。下列叙述正确的是(

)A．传代培养时，培养皿需密封防止污染B．选取①的细胞进行传代培养比②更合理C．直接用离心法收集细胞进行传代培养D．细胞增长进入平台期可能与细胞密度过大有关答案：D解析：传代培养时应将细胞置于含95%空气和5%CO2混合气体的CO2培养箱中培养，A错误；选取②的细胞进行传代培养比①更合理，①还处于适应阶段，选②细胞更合理，B错误；对于贴壁生长的细胞进行传代培养时，先需要用胰蛋白酶等处理，使之分散为单个细胞，然后再用离心法收集，C错误；细胞增长进入平台期可能