2027届高三生物一轮复习课件：第10单元　第38讲　动物细胞工程

第38讲动物细胞工程课标要求1.阐明动物细胞培养的条件和过程2.阐明动物细胞核移植的原理和过程3.阐明动物细胞融合的概念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命题趋势1.动物细胞培养:重基础、析细节——条件与过程、关键概念辨析2.动物细胞融合与单克隆抗体:熟流程、会应用——单克隆抗体制备流程、单克隆抗体的应用与发展(抗体—药物偶联物和双特异性抗体等新型药物)3.动物细胞核移植与克隆动物:明原理、辨结果——重在原理、流程关键步骤及克隆动物遗传物质来源的分析4.干细胞工程:识类型、析潜能——考查集中在类型、特点及应用上,尤其关注iPS细胞等前沿进展考点一考点二目录索引

高考真题•演练考点三考点一动物细胞培养必备知识•精读教材1.动物细胞培养的地位动物细胞工程常用的技术手段有动物细胞培养、动物细胞核移植、

等。

2.动物细胞培养的条件动物细胞融合血清培养液36.5±0.57.2~7.4维持培养液的pH3.动物细胞培养(1)生长特点①细胞贴壁:将细胞悬液放入培养瓶内,置于适宜环境中培养,悬液中分散的细胞很快就

上,称为细胞贴壁。

②接触抑制:当贴壁细胞分裂生长到表面

时,细胞

的现象称为细胞的接触抑制。

贴附在瓶壁相互接触停止分裂增殖(2)过程

胰蛋白胶原蛋白单个细胞细胞悬液原代悬浮贴壁分裂受阻或停止传代培养4.干细胞的培养及其应用(1)概念:干细胞是一类具有自我更新和分化潜能的细胞,与组织、器官的发育、再生和修复密切相关。(2)三种干细胞比较骨髓任何一种类型成体神经干细胞特定的细胞或组织胚胎干细胞易错排查(1)营养供应充足时,传代培养的胚胎干细胞不会发生接触抑制。(2023·海南卷)(

)(2)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,其原因不可能是血清经过高温处理后加入培养基。(2022·湖北卷)(

)(3)培养心肌细胞的时候既需要氧气也需要二氧化碳。(2022·江苏卷)(

)××√关键能力•练透考法1.(2025·广东卷)将人眼睑成纤维细胞传代培养后,再培养形成支架,在该支架上接种人口腔黏膜上皮细胞,培养一段时间后分离获得上皮细胞片层,可用于人工角膜的研究。上述过程不涉及(

)A.制备细胞悬液B.置于5%CO2等适宜条件下培养C.离心收集细胞D.用胰蛋白酶消化支架后分离片层D解析

动物细胞培养时,为增大细胞与培养液的接触面积,需要制备细胞悬液,A项不符合题意。动物细胞需要置于5%

CO2等适宜条件下培养,其中CO2的主要作用是维持培养液的pH,B项不符合题意。在成纤维细胞传代培养过程中,需要通过离心收集细胞,C项不符合题意。不能用胰蛋白酶消化支架,避免将上皮细胞片层分散成单个细胞,D项符合题意。2.(2025·重庆模拟)科学家将多种转录因子基因转入已分化的体细胞,实现了细胞的重编程,成功培育出了一种与胚胎干细胞相似的细胞——诱导多能干细胞(iPS)。随后,他们逐步减少导入的基因数量,最终确定仅使用四种转录因子基因:c-Myc、Oct3/4、Sox2和Klf4就能够将成纤维细胞转化为iPS细胞,根据信息,下列说法错误的是(

)A.将患者细胞转化为iPS细胞,再培养成视网膜细胞并移植到其体内,可以避免免疫排斥B.在研究过程中,科学家采用了减法原理来控制变量C.培养基中必须添加血清,因为它含有生长因子、氨基酸、生长素等多种成分D.在体外培养iPS细胞时,定期更换培养液可以清除细胞代谢物C解析

由于iPS细胞培养成的视网膜细胞根本上来源于患者,细胞表面分子标签一致,可以避免免疫排斥,A项正确。在研究过程中“逐步减少导入的基因数量”,可以判断采用了减法原理来控制变量,B项正确。由于人们对细胞所需的营养物质尚未全部研究清楚,因此在使用合成培养基时,培养基除了添加葡萄糖、氨基酸等必要的营养成分外,通常需要加入血清等一些天然成分,生长素为植物激素,C项错误。在进行动物细胞培养时,定期更换培养液可以清除细胞代谢物,D项正确。考点二动物细胞融合技术与单克隆抗体必备知识•精读教材1.动物细胞融合技术

PEG融合电融合流动性有性杂交2.单克隆抗体(1)原理:一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体,B淋巴细胞在体外______

无限增殖;骨髓瘤细胞能

;B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合得到

细胞,既能无限增殖,又能产生特异性抗体。

不能无限增殖杂交瘤(2)制备过程

B淋巴细胞选择培养基杂交瘤细胞(3)优点①能准确地识别

的细微差异。

②与特定

发生特异性结合。

③可以大量制备。(4)应用①作为诊断试剂,可与特定抗原发生特异性结合,并且可大量制备。②用于治疗疾病和

,形成抗体—药物偶联物(ADC),实现对肿瘤细胞的

杀伤。

抗原抗原运载药物选择性易错排查(1)研究者制备单克隆抗体过程要筛选能分泌多种抗体的单个杂交瘤细胞。(2023·北京卷)(

)(2)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。(2021·江苏卷)(

)(3)用特定的病毒免疫小鼠可制备单克隆抗体。(2021·辽宁卷)(

)××√关键能力•练透考法1.(2025·黑吉辽蒙卷改编)下图是制备抗白细胞介素-6(IL-6)单克隆抗体的示意图。下列叙述正确的是(

)A.步骤①给小鼠注射IL-6后,应从脾中分离筛选T淋巴细胞B.步骤②在脾组织中加入胃蛋白酶,制成单细胞悬液C.步骤③加入灭活病毒或PEG诱导细胞融合,体现了细胞膜的流动性D.步骤④经过克隆化培养和抗体检测筛选出了杂交瘤细胞C解析

步骤①给小鼠注射IL-6后,应从脾中分离筛选B淋巴细胞,A项错误。步骤②在脾组织中加入胰蛋白酶或胶原蛋白酶,制成单细胞悬液,B项错误。步骤③加入灭活病毒或PEG诱导细胞融合,体现了细胞膜的流动性,C项正确。步骤④用特定的选择培养基筛选出杂交瘤细胞,步骤⑤经过克隆化培养和抗体检测筛选出了能产生特定抗体的杂交瘤细胞,D项错误。2.(2026·四川模拟)近期,一种新型抗IL-17A单克隆抗体被用于治疗银屑病,该抗体可高特异性结合白细胞介素-17A(IL-17A),阻断其与受体的相互作用,从而抑制炎症反应。下列有关IL-17A单克隆抗体制备过程的叙述,错误的是(

)A.用IL-17A多次免疫小鼠,以获得数量较多的相应B淋巴细胞B.在等渗溶液中用聚乙二醇(PEG)诱导B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合C.融合后,可通过荧光标记的IL-17A进行抗原—抗体检测筛选杂交瘤细胞D.杂交瘤细胞在体外培养时需添加血清并维持95%O2和5%CO2的气体环境D解析

用IL-17A多次免疫小鼠可刺激其体内B淋巴细胞增殖分化,产生更多能分泌抗IL-17A抗体的B淋巴细胞,A项正确。聚乙二醇(PEG)是诱导动物细胞融合的常用促融剂,且在等渗溶液中操作可维持细胞正常形态,避免破裂,B项正确。抗原—抗体检测需用特定抗原(如荧光标记的IL-17A)筛选能分泌目标抗体的杂交瘤细胞,C项正确。杂交瘤细胞体外培养的气体环境应为95%空气和5%CO2,而非95%O2,D项错误。考点三动物体细胞核移植技术和克隆动物必备知识•精读教材1.动物体细胞核移植技术(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

,即动物细胞核中具有该种动物全套的遗传信息。

细胞核卵母细胞新胚胎动物个体细胞核的全能性(3)类型

(4)涉及技术动物细胞培养技术、

、核移植技术、____________

等。其中,核移植是核心技术。

动物胚胎细胞分化程度低动物细胞融合技术胚胎移植技术(5)过程

10代以内的2.体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题

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关键能力•练透考法1.(2025·黑吉辽蒙卷)研究显示,约70%的小鼠体细胞核移植胚胎未能成功发育至囊胚期,且仅有约2%的胚胎移植到代孕母鼠后可正常发育。下列叙述错误的是(

)A.体细胞核进入去核的MⅡ期卵母细胞形成重构胚B.移植前胚胎发育率低,可能是植入的体细胞核不能完全恢复分化前的功能状态C.胚胎移植到代孕母鼠后成活率低,可能是早期胚胎未能及时从滋养层内孵化D.为提高胚胎成活率,可用胚胎细胞核移植代替体细胞核移植C解析

去核的MⅡ期卵母细胞存在的一些物质能够促进体细胞核去分化而恢复全能性,进一步发育为完整胚胎,若植入的体细胞核不能完全恢复分化前的功能状态,会导致核移植胚胎不能成功发育,A、B两项正确。孵化是指囊胚进一步扩大,透明带破裂,胚胎从其中伸展出来,C项错误。动物胚胎细胞分化程度低,表现全能性相对容易,因此,为提高胚胎成活率,可用胚胎细胞核移植代替体细胞核移植,D项正确。2.(2025·山东卷)利用动物体细胞核移植技术培育转基因牛的过程如图所示,下列说法错误的是(

)A.对牛乙注射促性腺激素是为了收集更多的卵母细胞B.卵母细胞去核应在其减数分裂Ⅰ中期进行C.培养牛甲的体细胞时应定期更换培养液D.可用PCR技术鉴定犊牛丁是否为转基因牛B解析

对牛乙注射促性腺激素进行超数排卵处理,是为了收集更多的卵母细胞,A项正确。卵母细胞应在体外培养到减数分裂Ⅱ中期再进行去核,B项错误。培养牛甲的体细胞时应定期更换培养液,以便清除代谢废物,防止对培养的细胞造成危害,C项正确。可用PCR技术检测犊牛丁的细胞中是否含有目的基因以及目的基因是否进行了转录,从而鉴定犊牛丁是否为转基因牛,D项正确。高考真题•演练1.(2025·安徽卷)细胞工程技术已在生物制药和物种繁育等领域得到了广泛应用。下列关于动物细胞工程的叙述,正确的是(

)A.从动物体内取出组织,用胰蛋白酶处理后直接培养的细胞称为传代细胞B.将特定基因或特定蛋白导入已分化的T细胞,可将其诱导形成iPS细胞C.将B淋巴细胞与骨髓瘤细胞混合,经诱导融合的细胞即为能分泌所需抗体的细胞D.采用胚胎分割技术克隆动物常选用桑葚胚或囊胚,因这两个时期的细胞未发生分化B解析

动物细胞培养包括原代培养和传代培养,通常将分瓶前的细胞培养称作原代培养,即动物组织经胰蛋白酶处理后的培养,A项错误。iPS细胞即诱导多能干细胞,将特定基因或特定蛋白导入已分化的T细胞,可将其诱导形成iPS细胞,B项正确。在单克隆抗体的制备过程中,诱导融合是随机和不完全的,可形成骨髓瘤与骨髓瘤融合细胞、B细胞与B细胞融合细胞、杂交瘤细胞,杂交瘤细胞也不一定能分泌所需抗体,需要进行筛选,C项错误。采用胚胎分割技术克隆动物常选用发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚。由桑葚胚发育为囊胚的过程中,细胞开始分化,逐步发育为内细胞团和滋养层细胞,D项错误。2.(2025·河北卷)生物工程在社会生产中的应用日益广泛,下列相关技术和方法错误的是(

)A.利用组织培养技术实现兰花的快速繁殖和优良性状的保持B.在没有CO2的有氧环境中进行胚胎干细胞培养C.利用灭活病毒诱导B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合D.对