第二课时 动物细胞工程
主题研习(一) 动物细胞培养和细胞核移植
(一)动物细胞培养
1.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。
2.动物细胞培养的条件
营养 ①无机物:无机盐等 ②有机物:糖类、氨基酸、维生素、 等
无菌、无毒的环境 ①对培养液和所有培养用具进行灭菌处理 ②在无菌环境下进行操作 ③定期更换 ,以便清除代谢物
温度、pH和渗透压 ①温度:哺乳动物细胞培养的温度多以 为宜 ②pH:多数动物细胞生存的适宜pH为
气体环境 的混合气体
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需要贴附于某些基质表面才能生长增殖,而且还会发生 现象,从而使细胞停止分裂增殖。
(2)培养过程示意图
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 成体的骨髓、外周血和脐带血等 体细胞(如成纤维细胞等)
特点 具有分化为成年动物体内的 甚至个体的潜能 具有组织特异性,只能分化成 ,不具有发育成完整个体的能力 是类似胚胎干细胞的一种细胞
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
(二)动物体细胞核移植技术和克隆动物
1.动物细胞核移植技术的概念、原理及类型
概念 将动物一个细胞的细胞核移入 中,使这个重新组合的细胞发育成新胚胎,继而发育成动物个体的技术(注: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 胚胎细胞核移植;体细胞核移植
2.体细胞核移植的过程
3.体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题
前 景 畜牧业:加速家畜 进程、促进优良畜群繁育
生物多样性保护:保护濒危物种
医药卫生 ①培育转基因克隆动物作为 ,生产医用蛋白; ②转基因克隆动物的细胞、组织或器官可作为异种移植的供体; ③人核移植 ,经过诱导分化能形成相应的细胞、组织或器官,将它们移植给患者可避免免疫排斥反应
问 题 ①体细胞核移植技术的成功率非常低;②绝大多数克隆动物存在健康问题,许多克隆动物表现出遗传和生理缺陷
自我诊断
1.概念理解(判断正误)
(1)某动物细胞培养过程中,加消化液的目的是使细胞与瓶壁分离。 ( )
(2)某动物细胞培养的整个过程需要在无菌、无毒条件下进行。 ( )
(3)我国科学家利用猴胚胎干细胞首次创造了人工“猴胚胎”,移植前细胞和囊胚的培养都要放在充满CO2的培养箱中进行。 ( )
(4)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。 ( )
(5)生产克隆动物可以大幅改良动物性状。 ( )
2.事理分析
(1)(人教版选择性必修3 P45“图2 12”拓展分析)
动物细胞培养过程中,用胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理组织,使组织分散成单个细胞的目的是
。
(2)(人教版选择性必修3 P54“正文”分析)
以患者作为供体培育的人核移植胚胎干细胞的优点是
。
(3)通过核移植技术获得的克隆动物与供核动物的性状不完全相同,原因是
。
题点(一) 动物细胞培养与干细胞
1.(2024·黑吉辽高考)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
2.(人教版选择性必修3 P43“从社会中来”素材应用)诱导多能干细胞(iPS细胞)在各种疾病病理的研究中具有重要的使用价值,利用iPS细胞可繁殖病变细胞用于研究。研究者将重症神经疾病患者的皮肤成纤维细胞培养成iPS细胞,将这些iPS细胞培育为神经细胞后,在试管内成功再现了神经细胞因疾病死亡的过程。下列相关叙述正确的是 ( )
A.iPS细胞需要培养在含有5% CO2和95% O2的恒温培养箱中
B.皮肤成纤维细胞诱导成iPS细胞的过程中,细胞中的RNA和蛋白质不完全相同
C.iPS细胞具有组织特异性,只能分化为特定的细胞和组织
D.iPS细胞培养过程中需要定期更换培养液,目的是防止杂菌污染
[归纳拓展] 动物细胞培养时需要注意的问题
①动物细胞培养时,一般选取幼龄动物的组织、器官,其细胞的分化程度较低,增殖能力强,有丝分裂旺盛,容易培养。
②在分散细胞时,需用胰蛋白酶分散细胞,不能用胃蛋白酶,因为胃蛋白酶作用的适宜pH约为1.5,胰蛋白酶作用的适宜pH为7.2~7.8,而多数动物细胞培养的适宜pH为7.2~7.4。
③动物细胞培养中两次使用胰蛋白酶的作用不同:
第一次:处理组织,使其分散成单个细胞。
第二次:使贴壁生长的细胞从瓶壁上脱落下来。
④避免杂菌污染的措施:培养液及培养用具灭菌处理,加入一定量的抗生素,定期更换培养液。
题点(二) 动物体细胞核移植技术和克隆动物
3.下列有关动物体细胞核移植技术的叙述,正确的是 ( )
A.动物体细胞核移植技术只能克隆雌性动物
B.只能用显微操作法去除卵母细胞的细胞核
C.使用灭活的病毒等方法激活重组细胞使其完成细胞分裂和发育
D.利用体细胞核移植技术可以加速家畜遗传改良进程
4.(2025·吉安模拟)由于人类的活动,郊狼的生存受到了严重威胁,野生郊狼的数量不断减少,濒临灭绝。科研人员利用下图所示流程培育出郊狼乙,该培育郊狼乙的流程中涉及多项生物技术。下列相关叙述正确的是 ( )
A.获取郊狼供体细胞的过程无须在无菌、无毒环境中进行
B.该流程可得出郊狼体细胞的细胞核和重组细胞具有全能性
C.将胚胎植入代孕家犬前,代孕家犬通常需要注射性激素
D.郊狼乙的遗传物质与代孕家犬不同,与郊狼甲的完全相同
[归纳拓展] 细胞核移植技术中的四个注意点
①动物细胞核移植技术,体现了动物细胞核的全能性而非动物细胞的全能性。
②克隆属于无性繁殖,产生新个体的性别、绝大多数性状与供核亲本一致。
③核移植的受体选择MⅡ期的卵母细胞。其原因是卵母细胞的细胞质内存在激发细胞核全能性表达的物质;卵母细胞体积大,便于操作;卵母细胞内卵黄多,营养物质丰富。
④受细胞质基因、环境、基因突变等因素影响,核移植技术获得的动物与供核动物性状不完全相同。
主题研习(二) 动物细胞融合和单克隆抗体的制备
重难点(一) 动物细胞融合技术
[例1] (2025·海口模拟)细胞融合技术有着广泛应用,如图为细胞融合的简略过程。据图分析,下列叙述错误的是 ( )
A.甲形成过程中,a和b需要通过细胞膜接触完成识别和融合
B.乙形成过程中培养液渗透压等于或略大于细胞质,防止细胞因去壁后原生质体吸水涨破
C.借助单克隆抗体的导向作用能将药物定向带到癌细胞所在位置
D.若a和b分别是基因型为AaBB、aaBb植株的花粉细胞,则去壁后两两融合可得到4种基因型细胞
听课随笔:
|认|知|生|成|
1.动物细胞融合技术
概念 使两个、多个动物细胞结合成一个细胞的技术
特点 融合后形成的杂交细胞具有原来两个或多个细胞的遗传信息
方法 PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法
原理 细胞膜的流动性
意义 突破了有性杂交的局限,使远缘杂交成为可能
2.比较植物体细胞杂交与动物细胞融合
项目 植物体细胞杂交 动物细胞融合
原理 细胞膜的流动性、植物细胞的全能性 细胞膜的流动性
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
诱导方法 物理法、化学法、生物法(灭活病毒诱导法,动物特有)
结果 杂种植株 杂交细胞
应用 培育植物新品种 制备单克隆抗体等
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
相同点 动物细胞融合与植物原生质体融合的基本原理相同,诱导方法相似
重难点(二) 单克隆抗体的制备
[例2] (2024·江西高考，改编)某病毒颗粒表面有一特征性的大分子结构蛋白S(含有多个不同的抗原决定基,每一个抗原决定基能够刺激机体产生一种抗体)。为了建立一种灵敏、高效检测S蛋白的方法,研究人员采用杂交瘤技术制备了抗 S单克隆抗体(如图)。下列说法错误的是 ( )
A.利用胶原蛋白酶处理,可分散贴壁生长的骨髓瘤细胞
B.制备的单克隆抗体A和单克隆抗体B是相同的单克隆抗体
C.用于生产单克隆抗体的杂交瘤细胞可传代培养,也可冻存
D.单克隆抗体A和单克隆抗体B都能够特异性识别S蛋白
听课随笔:
|认|知|生|成|
1.单克隆抗体制备过程
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,所以经选择性培养获得的杂交瘤细胞中有能产生其他抗体的细胞
筛选方法 用特定的选择培养基筛选,只有融合的杂交瘤细胞才能生长 用96孔板培养,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,经多次筛选得到能分泌所需抗体的细胞群
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
题点(一) 动物细胞融合技术
1.如图为细胞融合的简略过程,下列相关说法正确的是 ( )
A.若细胞d是杂交瘤细胞,则在选择培养基中筛选后即可大规模培养生产单抗
B.若细胞a、b分别取自优良奶牛,则采集的卵母细胞和精子可直接体外受精
C.若细胞a、b分别代表白菜、甘蓝细胞,则完成融合的标志为核的融合
D.细胞融合过程都涉及细胞膜的流动性,常用聚乙二醇、电融合等进行促融处理
2.某同学列表比较了植物体细胞杂交和动物细胞融合的相关差异,其中错误的是 ( )
选项 比较内容 植物体细胞杂交 动物细胞融合
A 培养基区别 液体培养基,含蔗糖和植物激素等 固体培养基,含葡萄糖和动物血清等
B 原理 细胞膜的流动性、细胞的全能性 细胞膜的流动性
C 融合方法 物理、化学方法 物理、化学、生物方法
D 成功标志 得到杂种植株 得到杂交细胞
题点(二) 单克隆抗体及其应用
3.(2025·重庆模拟)将两种不同的单克隆抗体在体外解偶联后重新偶联,可制备双特异性抗体,简称双抗。研究发现长春碱有良好的抗肿瘤效果,但没有对肿瘤的靶向作用。因此研究人员进行了图1的制备过程,图2为其双抗发挥作用图示。为了鉴定双抗识别肿瘤的具体区域,将肿瘤膜抗原蛋白(CEA)逐步截短,分别与纯化的单克隆抗体反应,实验结果如图3所示(“aa”表示氨基酸,“+”表示有反应,“-”表示无反应),下列叙述正确的是 ( )
A.第一次筛选后的细胞进行克隆化培养,培养过程中会发生贴壁和接触抑制
B.给小鼠同时注射2种抗原可刺激其B细胞分化为产双抗的B淋巴细胞
C.该双抗抗体识别肿瘤膜抗原蛋白的区域为40~50位氨基酸
D.将双抗上连接的长春碱换成荧光蛋白,可能会有助于肿瘤的临床诊断
4.(2025·沈阳模拟)下图是一种“生物导弹”的作用原理示意图,没有与肿瘤细胞结合的“生物导弹”一段时间后被机体清除。阿霉素是一种抗肿瘤药物,可抑制DNA和RNA的合成,对正常细胞也有一定毒性。下列说法正确的是 ( )
A.杂交瘤细胞释放单克隆抗体,体现了细胞膜具有一定的选择透过性
B.活化阿霉素不具有选择性杀伤肿瘤细胞的功能
C.仅注射图示“生物导弹”就能抑制肿瘤细胞内DNA和RNA的合成
D.使用图示“生物导弹”,可以大量增加阿霉素用量
第二课时 动物细胞工程
主题研习(一)
基础全面落实
(一)1.单个细胞 生长和增殖 2.血清 培养液 (36.5±0.5)℃ 7.2～7.4 95%空气和5% CO2 3.(1)①悬浮在培养液 ②接触抑制 (2)胰蛋白 胶原蛋白 单个细胞 原代 悬浮 贴壁 传代培养 4.早期胚胎 任何一种类型的细胞，并进一步形成机体的所有组织和器官 特定的细胞或组织
(二)1.去核的卵母细胞 动物细胞核 2.MⅡ期卵母 卵母 卵母 3.遗传改良 生物反应器 胚胎干细胞
[自我诊断]
1．(1)√ (2)√ (3)× (4)× (5)×
2．(1)使细胞与培养液充分接触。保证细胞所需氧气和营养的供应；保证细胞内代谢物及时排出
(2)以患者作为供体培育的人核移植胚胎干细胞经过诱导分化能形成相应的细胞、组织或器官，将它们移植给患者时可以避免发生免疫排斥反应
(3)克隆动物细胞质中的DNA主要来自去核的卵母细胞，环境也会影响动物的性状，克隆动物在个体发育过程中有可能发生基因突变，产生供体动物没有的性状
考向精细研究
1．选D 进行动物细胞培养时，需要含有95%空气和5%CO2的混合气体环境，培养皿不能密封，A错误；原代培养的细胞出现接触抑制现象后，就需要分瓶进行传代培养，①的细胞处于指数增长初期，细胞还未出现接触抑制现象，因此选取②的细胞进行传代培养比①更合理，B错误；由于成纤维细胞贴壁生长，进行传代培养时，需用胰蛋白酶处理后再用离心法收集细胞进行传代培养，C错误；细胞密度过大时，产生的代谢废物较多，营养物质消耗较快，可能导致细胞增长进入平台期，D正确。
2．选B iPS细胞需要培养在含有95%空气和5% CO2的恒温培养箱中，A错误；皮肤成纤维细胞诱导成iPS细胞的过程中，细胞的遗传信息并未发生改变，只是基因选择性表达，导致细胞中的RNA和蛋白质不完全相同，B正确；iPS细胞类似于胚胎干细胞而非成体干细胞，不具有组织特异性，C错误；为避免因细胞密度过大、有害代谢物积累和培养液中营养物质缺乏等导致的iPS细胞分裂受阻，在iPS细胞培养过程中需要定期更换培养液，D错误。
3．选D 利用动物体细胞核移植技术可有选择性地繁殖某一性别的家畜，既可得到雌性动物，也可得到雄性动物，A错误；采用梯度离心、紫外线短时间照射和化学物质处理等方法都可以去除卵母细胞的细胞核，B错误；灭活的病毒可诱导动物细胞融合，但不能激活重组细胞使其完成细胞分裂和发育，C错误；利用体细胞核移植技术可以加速家畜遗传改良进程、促进优良畜群繁育，D正确。
4．选B 获取郊狼供体细胞的过程需用到动物细胞培养，而动物细胞培养需要无菌、无毒环境，A错误；由郊狼甲克隆出郊狼乙，可得出郊狼体细胞的细胞核具有全能性，郊狼乙是由重组细胞发育而来，也可得出重组细胞也具有全能性，B正确；将胚胎植入代孕家犬前，需进行同期发情处理，但不是通过注射性激素进行同期发情，C错误；郊狼乙的遗传物质来自家犬和郊狼甲，D错误。
主题研习(二)
重难深化拓展
[例1] 选D 甲是有性杂交产生的后代，其形成过程中a和b(精子与卵细胞)需要通过细胞膜接触完成识别和融合，即完成受精作用，A正确；乙是植物体细胞杂交产生的后代，该过程培养液渗透压等于或略大于细胞质，防止细胞因去壁后原生质体吸水涨破，B正确；抗体能与抗原特异性结合，将单克隆抗体与药物结合，借助单克隆抗体的导向作用能将药物定向带到癌细胞所在位置，C正确；若a和b分别为基因型为AaBB、aaBb植株的花粉细胞，AaBB能产生AB、aB两种花粉，aaBb能产生aB、ab两种花粉，去壁后两两融合可以得到AABB、aaBB、aabb、AaBB、AaBb、aaBb共6种基因型的细胞，D错误。
[例2] 选B 胶原蛋白酶可以催化分解细胞外的胶原蛋白，因此利用胶原蛋白酶处理，可分散贴壁生长的骨髓瘤细胞，A正确；由于蛋白S含有多个不同的抗原决定基，每一个抗原决定基能够刺激机体产生一种抗体，单克隆抗体A和单克隆抗体B来自不同的杂交瘤细胞，因此制备的单克隆抗体A和单克隆抗体B不一定是相同的单克隆抗体，B错误；用于生产单克隆抗体的杂交瘤细胞可传代培养，也可以冷冻保存，C正确；单克隆抗体A和单克隆抗体B都来自筛选出的杂交瘤细胞，因此都能够特异性识别S蛋白，D正确。
考向精细研究
1．选D 单克隆抗体的制备过程中需要进行两次筛选，第一次用选择培养基筛选得到的是杂交瘤细胞，第二次用96孔板筛选才能得到产生单一抗体的杂交瘤细胞，A错误；精子获能后才能与培养成熟的卵母细胞融合，完成受精作用，B错误；植物细胞融合完成的标志是再生出新的细胞壁，C错误；动物细胞融合和植物细胞融合过程都涉及细胞膜的流动性，诱导细胞融合的常用方法有PEG融合法、电融合法等，D正确。
2．选A 植物体细胞杂交所用的是固体培养基，含蔗糖和植物激素等；动物细胞融合所用的是液体培养基，含葡萄糖和动物血清等，A错误。植物体细胞杂交的原理是细胞膜的流动性(原生质体的融合)和植物细胞的全能性(从杂种细胞到杂种植株)；动物细胞融合的原理是细胞膜的流动性，B正确。诱导原生质体融合的方法包括物理方法和化学方法，诱导动物细胞融合的方法包括物理方法、化学方法和生物方法，C正确。植物体细胞杂交成功的标志是得到杂种植株，动物细胞融合成功的标志是得到杂交细胞，D正确。
3．选D 第一次筛选后的细胞是杂交瘤细胞，具有肿瘤细胞的特征，故克隆化培养不会有接触抑制的现象，A错误。给小鼠同时注射2种抗原可刺激其B细胞分化出两种产单抗的B淋巴细胞，B错误。比较分析CEA逐步截短后与单克隆抗体反应的结果：L1、L2均有反应，而L3无反应，说明反应区段不能缺失50～55 aa；R1无反应，而R2有反应，说明反应区段不能缺失40～50 aa，因此该双抗抗体识别CEA的区域大概为40～55位氨基酸，C错误。将长春碱换成荧光蛋白，临床使用双抗与荧光蛋白即可指示肿瘤细胞位置，起到辅助诊断的效果，D正确。
4．选B 杂交瘤细胞通过胞吐的方式释放单克隆抗体，体现了细胞膜具有一定的流动性，A错误；活化阿霉素对正常细胞也有一定毒性，不具有选择性杀伤肿瘤细胞的功能，B正确；阿霉素可抑制肿瘤细胞内DNA和RNA的合成，由图可知，“生物导弹”只含有单克隆抗体和碱性磷酸酶，不含阿霉素，因此仅注射“生物导弹”不能对肿瘤细胞内DNA和RNA的合成起抑制作用，C错误；“生物导弹”是由单克隆抗体和碱性磷酸酶组成，单克隆抗体能与肿瘤细胞特异性结合，碱性磷酸酶能将非活化磷酸阿霉素活化，使用图示“生物导弹”，可以适当减少阿霉素用量，D错误。
(共84张PPT)
动物细胞工程
第二课时
目录
主题研习（一）
主题研习（二）
动物细胞培养和细胞核移植
课时跟踪检测
动物细胞融合和单克隆抗体的制备
主题研习（一）动物细胞培养和细胞核移植
(一)动物细胞培养
1.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。
2.动物细胞培养的条件
基础全面落实
营养 ①无机物:无机盐等
②有机物:糖类、氨基酸、维生素、_________等
无菌、无毒的环境 ①对培养液和所有培养用具进行灭菌处理 ②在无菌环境下进行操作 ③定期更换____________,以便清除代谢物
单个细胞
生长和增殖
血清
培养液
温度、pH和渗透压 ①温度:哺乳动物细胞培养的温度多以________________为宜
②pH:多数动物细胞生存的适宜pH为___________
气体环境 的混合气体
续表
(36.5±0.5)℃
7.2~7.4
95%空气和5%CO2
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需要贴附于某些基质表面才能生长增殖,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
接触抑制
(2)培养过程示意图
胰蛋白
胶原蛋白
原代
悬浮
贴壁
传代培养
单个细胞
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 __________ 成体的骨髓、外周血和脐带血等 体细胞(如成纤维细胞等)
早期胚胎
特点 具有分化为成年动物体内的_______________________________________________________甚至个体的潜能 具有组织特异性,只能分化成_________________,不具有发育成完整个体的能力 是类似胚胎干细胞的一种细胞
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
续表
任何一种类型的细胞,并进一
步形成机体的所有组织和
器官
特定的细胞或组织
(二)动物体细胞核移植技术和克隆动物
1.动物细胞核移植技术的概念、原理及类型
概念 将动物一个细胞的细胞核移入___________________中,使这个重新组合的细胞发育成新胚胎,继而发育成动物个体的技术(注: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 胚胎细胞核移植;体细胞核移植
去核的卵母细胞
动物细胞核
2.体细胞核移植的过程
MⅡ期卵母
卵母
卵母
3.体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题
前 景 畜牧业:加速家畜____________进程、促进优良畜群繁育
生物多样性保护:保护濒危物种
医药卫生 ①培育转基因克隆动物作为____________,生产医用蛋白;
②转基因克隆动物的细胞、组织或器官可作为异种移植的供体;
③人核移植____________,经过诱导分化能形成相应的细胞、组织或器官,将它们移植给患者可避免免疫排斥反应
问 题 ①体细胞核移植技术的成功率非常低;②绝大多数克隆动物存在健康问题,许多克隆动物表现出遗传和生理缺陷
遗传改良
生物反应器
胚胎干细胞
自我诊断
1.概念理解(判断正误)
(1)某动物细胞培养过程中,加消化液的目的是使细胞与瓶壁分离。( )
(2)某动物细胞培养的整个过程需要在无菌、无毒条件下进行。( )
(3)我国科学家利用猴胚胎干细胞首次创造了人工“猴胚胎”,移植前细胞和囊胚的培养都要放在充满CO2的培养箱中进行。 ( )
(4)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。( )
(5)生产克隆动物可以大幅改良动物性状。 ( )
×
√
√
×
×
2.事理分析
(1)(人教版选择性必修3 P45“图2-12”拓展分析)动物细胞培养过程中,用胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理组织,使组织分散成单个细胞的目的是________________________________________________________________________________________。
(2)(人教版选择性必修3 P54“正文”分析)以患者作为供体培育的人核移植胚胎干细胞的优点是_____________________________________________
_________________________________________________________________
_______________________。
使细胞与培养液充分接触。保证细胞所需氧气和营养的供应;保证细胞内代谢物及时排出
以患者作为供体培育的人核移植胚胎干细胞经过诱导分化能形成相应的细胞、组织或器官,将它们移植给患者时可以避免发生免疫排斥反应
(3)通过核移植技术获得的克隆动物与供核动物的性状不完全相同,原因是______________________________________________________
____________________________________________________________
_______________________。
克隆动物细胞质中的DNA主要来自去核的卵母细胞,环境也会影响动物的性状,克隆动物在个体发育过程中有可能发生基因突变,产生供体动物没有的性状
题点(一) 动物细胞培养与干细胞
1.(2024·黑吉辽高考)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( )
考向精细研究
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
√
解析:进行动物细胞培养时,需要含有95%空气和5%CO2的混合气体环境,培养皿不能密封,A错误;原代培养的细胞出现接触抑制现象后,就需要分瓶进行传代培养,①的细胞处于指数增长初期,细胞还未出现接触抑制现象,因此选取②的细胞进行传代培养比①更合理,B错误;由于成纤维细胞贴壁生长,进行传代培养时,需用胰蛋白酶处理后再用离心法收集细胞进行传代培养,C错误;细胞密度过大时,产生的代谢废物较多,营养物质消耗较快,可能导致细胞增长进入平台期,
D正确。
2.(人教版选择性必修3 P43“从社会中来”素材应用)诱导多能干细胞(iPS细胞)在各种疾病病理的研究中具有重要的使用价值,利用iPS细胞可繁殖病变细胞用于研究。研究者将重症神经疾病患者的皮肤成纤维细胞培养成iPS细胞,将这些iPS细胞培育为神经细胞后,在试管内成功再现了神经细胞因疾病死亡的过程。下列相关叙述正确的是 ( )
A.iPS细胞需要培养在含有5% CO2和95% O2的恒温培养箱中
B.皮肤成纤维细胞诱导成iPS细胞的过程中,细胞中的RNA和蛋白质不完全相同
C.iPS细胞具有组织特异性,只能分化为特定的细胞和组织
D.iPS细胞培养过程中需要定期更换培养液,目的是防止杂菌污染
√
解析:iPS细胞需要培养在含有95%空气和5% CO2的恒温培养箱中,A错误;皮肤成纤维细胞诱导成iPS细胞的过程中,细胞的遗传信息并未发生改变,只是基因选择性表达,导致细胞中的RNA和蛋白质不完全相同,B正确;iPS细胞类似于胚胎干细胞而非成体干细胞,不具有组织特异性,C错误;为避免因细胞密度过大、有害代谢物积累和培养液中营养物质缺乏等导致的iPS细胞分裂受阻,在iPS细胞培养过程中需要定期更换培养液,D错误。
[归纳拓展] 动物细胞培养时需要注意的问题
①动物细胞培养时,一般选取幼龄动物的组织、器官,其细胞的分化程度较低,增殖能力强,有丝分裂旺盛,容易培养。
②在分散细胞时,需用胰蛋白酶分散细胞,不能用胃蛋白酶,因为胃蛋白酶作用的适宜pH约为1.5,胰蛋白酶作用的适宜pH为7.2~7.8,而多数动物细胞培养的适宜pH为7.2~7.4。
③动物细胞培养中两次使用胰蛋白酶的作用不同:
第一次:处理组织,使其分散成单个细胞。
第二次:使贴壁生长的细胞从瓶壁上脱落下来。
④避免杂菌污染的措施:培养液及培养用具灭菌处理,加入一定量的抗生素,定期更换培养液。
题点(二) 动物体细胞核移植技术和克隆动物
3.下列有关动物体细胞核移植技术的叙述,正确的是( )
A.动物体细胞核移植技术只能克隆雌性动物
B.只能用显微操作法去除卵母细胞的细胞核
C.使用灭活的病毒等方法激活重组细胞使其完成细胞分裂和发育
D.利用体细胞核移植技术可以加速家畜遗传改良进程
√
解析:利用动物体细胞核移植技术可有选择性地繁殖某一性别的家畜,既可得到雌性动物,也可得到雄性动物,A错误;采用梯度离心、紫外线短时间照射和化学物质处理等方法都可以去除卵母细胞的细胞核,B错误;灭活的病毒可诱导动物细胞融合,但不能激活重组细胞使其完成细胞分裂和发育,C错误;利用体细胞核移植技术可以加速家畜遗传改良进程、促进优良畜群繁育,D正确。
4.(2025·吉安模拟)由于人类的活动,郊狼的生存受到了严重威胁,野生郊狼的数量不断减少,濒临灭绝。科研人员利用下图所示流程培育出郊狼乙,该培育郊狼乙的流程中涉及多项生物技术。下列相关叙述正确的是 ( )
A.获取郊狼供体细胞的过程无须在无菌、无毒环境中进行
B.该流程可得出郊狼体细胞的细胞核和重组细胞具有全能性
C.将胚胎植入代孕家犬前,代孕家犬通常需要注射性激素
D.郊狼乙的遗传物质与代孕家犬不同,与郊狼甲的完全相同
√
解析:获取郊狼供体细胞的过程需用到动物细胞培养,而动物细胞培养需要无菌、无毒环境,A错误;由郊狼甲克隆出郊狼乙,可得出郊狼体细胞的细胞核具有全能性,郊狼乙是由重组细胞发育而来,也可得出重组细胞也具有全能性,B正确;将胚胎植入代孕家犬前,需进行同期发情处理,但不是通过注射性激素进行同期发情,C错误;郊狼乙的遗传物质来自家犬和郊狼甲,D错误。
[归纳拓展] 细胞核移植技术中的四个注意点
①动物细胞核移植技术,体现了动物细胞核的全能性而非动物细胞的全能性。
②克隆属于无性繁殖,产生新个体的性别、绝大多数性状与供核亲本一致。
③核移植的受体选择MⅡ期的卵母细胞。其原因是卵母细胞的细胞质内存在激发细胞核全能性表达的物质;卵母细胞体积大,便于操作;卵母细胞内卵黄多,营养物质丰富。
④受细胞质基因、环境、基因突变等因素影响,核移植技术获得的动物与供核动物性状不完全相同。
主题研习（二）动物细胞融合和单克隆抗体的 制备
重难点(一) 动物细胞融合技术
[例1] (2025·海口模拟)细胞融合技术有着广泛应用,如图为细胞融合的简略过程。据图分析,下列叙述错误的是( )
重难深化拓展
A.甲形成过程中,a和b需要通过细胞膜接触完成识别和融合
B.乙形成过程中培养液渗透压等于或略大于细胞质,防止细胞因去壁后原生质体吸水涨破
C.借助单克隆抗体的导向作用能将药物定向带到癌细胞所在位置
D.若a和b分别是基因型为AaBB、aaBb植株的花粉细胞,则去壁后两两融合可得到4种基因型细胞
√
[解析] 甲是有性杂交产生的后代,其形成过程中a和b(精子与卵细胞)需要通过细胞膜接触完成识别和融合,即完成受精作用,A正确;乙是植物体细胞杂交产生的后代,该过程培养液渗透压等于或略大于细胞质,防止细胞因去壁后原生质体吸水涨破,B正确;抗体能与抗原特异性结合,将单克隆抗体与药物结合,借助单克隆抗体的导向作用能将药物定向带到癌细胞所在位置,C正确;若a和b分别为基因型为AaBB、aaBb植株的花粉细胞,AaBB能产生AB、aB两种花粉,aaBb能产生aB、ab两种花粉,去壁后两两融合可以得到AABB、aaBB、aabb、AaBB、AaBb、aaBb共6种基因型的细胞,D错误。
|认|知|生|成|
1.动物细胞融合技术
概念 使两个、多个动物细胞结合成一个细胞的技术
特点 融合后形成的杂交细胞具有原来两个或多个细胞的遗传信息
方法 PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法
原理 细胞膜的流动性
意义 突破了有性杂交的局限,使远缘杂交成为可能
2.比较植物体细胞杂交与动物细胞融合
项目 植物体细胞杂交 动物细胞融合
原理 细胞膜的流动性、植物细胞的全能性 细胞膜的流动性
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
诱导方法 物理法、化学法、生物法(灭活病毒诱导法,动物特有)
结果 杂种植株 杂交细胞
应用 培育植物新品种 制备单克隆抗体等
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
相同点 动物细胞融合与植物原生质体融合的基本原理相同,诱导方法相似
续表
重难点(二) 单克隆抗体的制备
[例2] (2024·江西高考，改编)某病毒颗粒表面有一特征性的大分子结构蛋白S(含有多个不同的抗原决定基,每一个抗原决定基能够刺激机体产生一种抗体)。为了建立一种灵敏、高效检测S蛋白的方法,研究人员采用杂交瘤技术制备了抗-S单克隆抗体(如图)。下列说法错误的是( )
A.利用胶原蛋白酶处理,可分散贴壁生长的骨髓瘤细胞
B.制备的单克隆抗体A和单克隆抗体B是相同的单克隆抗体
C.用于生产单克隆抗体的杂交瘤细胞可传代培养,也可冻存
D.单克隆抗体A和单克隆抗体B都能够特异性识别S蛋白
√
[解析] 胶原蛋白酶可以催化分解细胞外的胶原蛋白,因此利用胶原蛋白酶处理,可分散贴壁生长的骨髓瘤细胞,A正确;由于蛋白S含有多个不同的抗原决定基,每一个抗原决定基能够刺激机体产生一种抗体,单克隆抗体A和单克隆抗体B来自不同的杂交瘤细胞,因此制备的单克隆抗体A和单克隆抗体B不一定是相同的单克隆抗体,B错误;用于生产单克隆抗体的杂交瘤细胞可传代培养,也可以冷冻保存,C正确;单克隆抗体A和单克隆抗体B都来自筛选出的杂交瘤细胞,因此都能够特异性识别S蛋白,D正确。
|认|知|生|成|
1.单克隆抗体制备过程
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,所以经选择性培养获得的杂交瘤细胞中有能产生其他抗体的细胞
筛选方法 用特定的选择培养基筛选,只有融合的杂交瘤细胞才能生长 用96孔板培养,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,经多次筛选得到能分泌所需抗体的细胞群
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
考向精细研究
题点(一) 动物细胞融合技术
1.如图为细胞融合的简略过程,下列相关说法正确的是( )
A.若细胞d是杂交瘤细胞,则在选择培养基中筛选后即可大规模培养生产单抗
B.若细胞a、b分别取自优良奶牛,则采集的卵母细胞和精子可直接体外受精
C.若细胞a、b分别代表白菜、甘蓝细胞,则完成融合的标志为核的融合
D.细胞融合过程都涉及细胞膜的流动性,常用聚乙二醇、电融合等进行促融处理
解析:单克隆抗体的制备过程中需要进行两次筛选,第一次用选择培养基筛选得到的是杂交瘤细胞,第二次用96孔板筛选才能得到产生单一抗体的杂交瘤细胞,A错误;精子获能后才能与培养成熟的卵母细胞融合,完成受精作用,B错误;植物细胞融合完成的标志是再生出新的细胞壁,C错误;动物细胞融合和植物细胞融合过程都涉及细胞膜的流动性,诱导细胞融合的常用方法有PEG融合法、电融合法等,D正确。
√
2.某同学列表比较了植物体细胞杂交和动物细胞融合的相关差异,其中错误的是 ( )
选项 比较内容 植物体细胞杂交 动物细胞融合
A 培养基区别 液体培养基,含蔗糖和植物激素等 固体培养基,含葡萄糖和动物血清等
B 原理 细胞膜的流动性、细胞的全能性 细胞膜的流动性
C 融合方法 物理、化学方法 物理、化学、生物方法
D 成功标志 得到杂种植株 得到杂交细胞
√
解析:植物体细胞杂交所用的是固体培养基,含蔗糖和植物激素等;动物细胞融合所用的是液体培养基,含葡萄糖和动物血清等,A错误。植物体细胞杂交的原理是细胞膜的流动性(原生质体的融合)和植物细胞的全能性(从杂种细胞到杂种植株);动物细胞融合的原理是细胞膜的流动性,B正确。诱导原生质体融合的方法包括物理方法和化学方法,诱导动物细胞融合的方法包括物理方法、化学方法和生物方法,C正确。植物体细胞杂交成功的标志是得到杂种植株,动物细胞融合成功的标志是得到杂交细胞,D正确。
题点(二) 单克隆抗体及其应用
3.(2025·重庆模拟)将两种不同的单克隆抗体在体外解偶联后重新偶联,可制备双特异性抗体,简称双抗。研究发现长春碱有良好的抗肿瘤效果,但没有对肿瘤的靶向作用。因此研究人员进行了图1的制备过程,图2为其双抗发挥作用图示。为了鉴定双抗识别肿瘤的具体区域,将肿瘤膜抗原蛋白(CEA)逐步截短,分别与纯化的单克隆抗体反应,实验结果如图3所示(“aa”表示氨基酸,“+”表示有反应,“-”表示无反应),下列叙述正确的是( )
A.第一次筛选后的细胞进行克隆化培养,培养过程中会发生贴壁和接触抑制
B.给小鼠同时注射2种抗原可刺激其B细胞分化为产双抗的B淋巴细胞
C.该双抗抗体识别肿瘤膜抗原蛋白的区域为40~50位氨基酸
D.将双抗上连接的长春碱换成荧光蛋白,可能会有助于肿瘤的临床诊断
√
解析:第一次筛选后的细胞是杂交瘤细胞,具有肿瘤细胞的特征,故克隆化培养不会有接触抑制的现象,A错误。给小鼠同时注射2种抗原可刺激其B细胞分化出两种产单抗的B淋巴细胞,B错误。比较分析CEA逐步截短后与单克隆抗体反应的结果:L1、L2均有反应,而L3无反应,说明反应区段不能缺失50~55 aa;R1无反应,而R2有反应,说明反应区段不能缺失40~50 aa,因此该双抗抗体识别CEA的区域大概为40~55位氨基酸,C错误。将长春碱换成荧光蛋白,临床使用双抗与荧光蛋白即可指示肿瘤细胞位置,起到辅助诊断的效果,D正确。
4.(2025·沈阳模拟)下图是一种“生物导弹”的作用原理示意图,没有与肿瘤细胞结合的“生物导弹”一段时间后被机体清除。阿霉素是一种抗肿瘤药物,可抑制DNA和RNA的合成,对正常细胞也有一定毒性。下列说法正确的是 ( )
A.杂交瘤细胞释放单克隆抗体,体现了细胞膜具有一定的选择透过性
B.活化阿霉素不具有选择性杀伤肿瘤细胞的功能
C.仅注射图示“生物导弹”就能抑制肿瘤细胞内DNA和RNA的合成
D.使用图示“生物导弹”,可以大量增加阿霉素用量
√
解析:杂交瘤细胞通过胞吐的方式释放单克隆抗体,体现了细胞膜具有一定的流动性,A错误;活化阿霉素对正常细胞也有一定毒性,不具有选择性杀伤肿瘤细胞的功能,B正确;阿霉素可抑制肿瘤细胞内DNA和RNA的合成,由图可知,“生物导弹”只含有单克隆抗体和碱性磷酸酶,不含阿霉素,因此仅注射“生物导弹”不能对肿瘤细胞内DNA和RNA的合成起抑制作用,C错误;“生物导弹”是由单克隆抗体和碱性磷酸酶组成,单克隆抗体能与肿瘤细胞特异性结合,碱性磷酸酶能将非活化磷酸阿霉素活化,使用图示“生物导弹”,可以适当减少阿霉素用量,D错误。
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一、选择题
1.成纤维细胞培养包括原代培养和传代培养。下列叙述正确的是( )
A.可用胰蛋白酶消化细胞中的胶原纤维,获得成纤维细胞悬液
B.原代培养的成纤维细胞具有贴壁生长和接触抑制等特点
C.培养液中需添加青霉素等抗生素,提供无毒的细胞生长环境
D.成纤维细胞一次传代培养所需时间约等于一个细胞周期的时间
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解析:胰蛋白酶能消化细胞间的胶原纤维和其他成分,获得成纤维细胞悬液,A错误;动物细胞培养中,细胞具有贴壁生长以及接触抑制的特点,即原代培养的成纤维细胞具有贴壁生长和接触抑制等特点,B正确;青霉素等抗生素能够杀死某些细菌,培养液中需添加青霉素等抗生素,提供无菌的细胞生长环境,定期更换培养液,提供无毒的细胞生长环境,C错误;传代培养的实质就是分瓶培养,细胞进行一次传代培养所需时间大于一个细胞周期的时间,D错误。
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2.Vero细胞是从非洲绿猴的肾脏上皮细胞中分离培养出来,可无限增殖且能悬浮培养,因不能合成抗病毒蛋白干扰素,因而广泛应用在病毒性疫苗生产上,下列叙述错误的是 ( )
A.培养Vero细胞时需要提供5%二氧化碳和95%空气
B.培养液需要定期更换,防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害
C.Vero细胞无须胰蛋白酶等处理即可传代培养
D.生产病毒性疫苗时,可将病毒接种到Vero细胞,培养后提取病毒可直接成为疫苗
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解析:动物细胞培养的过程中需要控制培养箱中的气体条件为95%空气+5%CO2,A正确;培养液需要定期更换,防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害,B正确;Vero细胞能悬浮培养,无须胰蛋白酶处理即可传代培养,C正确;生产病毒性疫苗时,可将病毒接种到Vero细胞,培养后提取病毒进行灭活或减毒处理方可成为疫苗,D错误。
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3.(2025年1月·八省联考内蒙古卷)动物细胞培养时操作不当会造成“黑胶虫”细菌的污染,该菌对氯霉素敏感。下列叙述正确的是 ( )
A.配制细胞培养基时,加血清(含细胞生长必需的蛋白)和氯霉素后湿热灭菌
B.在加入氯霉素防治“黑胶虫”污染过程中,需要考虑细胞和细菌生长双重因素
C.考察“黑胶虫”污染程度时,应取细胞培养液,直接涂布在平板上培养后计数
D.采用更换培养基、胰蛋白酶处理和分瓶培养等操作可清除“黑胶虫”污染
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解析:配制细胞培养基时,培养基经湿热灭菌后再加入经过滤除菌的血清和氯霉素,A错误;在加入氯霉素防治“黑胶虫”污染过程中,需要考虑细胞和细菌生长双重因素,保证动物细胞的正常生长,同时抑制细菌的生长,B正确;考察“黑胶虫”污染程度时,应取细胞培养液稀释后涂布在平板上培养,待菌落数目稳定后计数,C错误;采用更换培养基、胰蛋白酶处理和分瓶培养等操作都不能清除“黑胶虫”污染,D错误。
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4.研究人员利用阿尔茨海默病患者自身的皮肤细胞或血细胞制成诱导多能干细胞(iPS细胞),来替代患者大脑中失去功能的神经元,被称为自体疗法。下列叙述正确的是 ( )
A.自体疗法需要服用免疫抑制药物
B.诱导多能干细胞即为神经元细胞
C.诱导多能干细胞与皮肤细胞的核酸分子全部相同
D.由患者自身的皮肤细胞或血细胞制成诱导多能干细胞的过程相当于脱分化
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解析:自体疗法不会出现免疫排斥,不需要服用免疫抑制药物,A错误;神经元细胞为高度分化的细胞,没有分裂能力,不是诱导多能干细胞,B错误;诱导多能干细胞是向患者自身的皮肤细胞或血细胞中加入特定基因或特定蛋白质等后形成的,其分化能力等与诱导前不同,因此诱导多能干细胞与皮肤细胞的核酸分子(如mRNA)不是全部相同,C错误;由患者自身的皮肤细胞或血细胞制成诱导多能干细胞的过程相当于脱分化,D正确。
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5.(2025·南昌模拟)种间体细胞核移植(iSCNT)将供体动物体细胞与来自不同种、科、目或纲的家畜(驯养动物)的去核卵母细胞融合并激活,以获得较多的重构胚,进而获得动物个体,是体细胞核移植(SCNT)中极具潜力的研究方向之一。由于多种野生动物数量稀少且呈持续下降趋势,因此采集精子或卵子开展常规辅助生殖较为困难,甚至无法完成,而从活体或死后不久的野生动物体内采集体细胞利用iSCNT技术获得动物个体,可在一定程度上维持濒危动物数量。下列叙述正确的是 ( )
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A.iSCNT技术必须通过显微操作技术将供体细胞的细胞核取出,然后注入去核的卵母细胞
B.若从野生动物体内采集到的体细胞数目较少,可先用添加动物血清的固体培养基进行培养
C.iSCNT技术的原理是动物细胞核具有全能性,操作过程中可用Ca2+激活重构胚
D.同一野生动物经iSCNT技术获得的多个重构胚中,遗传物质可能不完全相同
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解析:在进行核移植时,可以通过显微操作技术,将供体细胞注入去核的卵母细胞,A错误;若从野生动物体内采集到的体细胞数目较少,可先用添加动物血清的液体培养基进行培养,以增加体细胞的数目,B错误;种间体细胞核移植(iSCNT)技术的原理是动物细胞核具有全能性,操作过程中可用Ca2+载体激活重构胚,C错误;在种间体细胞核移植(iSCNT)过程中,去核的卵母细胞来自不同种、科、目或纲的家畜(驯养动物),获得的重构胚的细胞质遗传物质可能不同,因此同一野生动物经iSCNT技术获得的多个重构胚中,遗传物质可能不完全相同,D正确。
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6.(苏教版选择性必修3 P68“图文信息”挖掘分析)已知细胞合成DNA有D和S两条途径,其中D途径能被氨基蝶呤阻断。人淋巴细胞中有这两种DNA的合成途径,但其一般不分裂增殖。鼠骨髓瘤细胞中尽管没有S途径,但其能不断分裂增殖。如图是科研人员为制备抗流感病毒单克隆抗体而设计的流程图。下列叙述正确的是 ( )
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A.图中过程①获得的B淋巴细胞都能产生抗流感病毒的抗体
B.过程③使用的HAT培养基中有葡萄糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素,通常还需加入血清
C.可分别从④的各个小室中提取抗体,与流感病毒混合,出现阴性反应的小室中的细胞就是所需的杂交瘤细胞
D.制备的单克隆抗体可以用于流感病毒的检测,利用了抗原抗体特异性结合的原理
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解析:图中过程①获得的B淋巴细胞不都能产生抗流感病毒的抗体,A错误;过程③使用的HAT培养基中要有葡萄糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等,通常还需加入血清等天然成分;该培养基为选择培养基,还需要加入氨基蝶呤以抑制骨髓瘤细胞的D途径,使培养基中只有杂交瘤细胞能增殖,B错误;④过程是筛选能产生特异性抗体的杂交瘤细胞,可分别从各个小室中提取抗体,与流感病毒混合,出现抗原抗体杂交带(阳性反应)的小室中的细胞就是所需的杂交瘤细胞,C错误;制备的单克隆抗体可以用于流感病毒的检测,就是利用了抗原抗体能发生特异性结合的原理,D正确。
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7.(2024·南京二模)用于治疗HER2(人表皮生长因子受体2,该蛋白增多可促进乳腺癌细胞的生长和扩散)阳性晚期乳腺癌的抗体偶联药物M获国家药监局批准上市。M通常由抗HER2单克隆抗体、接头和化疗药物构成。下列有关叙述错误的是 ( )
A.可通过体外培养单个B淋巴细胞来获得抗HER2单克隆抗体
B.抗HER2单克隆抗体能特异性识别乳腺癌细胞表面的HER2蛋白
C.抗HER2单克隆抗体能将连接的化疗药物输送到乳腺癌细胞中
D.M具有靶点清楚、毒副作用小的优点
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解析:单个B淋巴细胞无法无限增殖分泌大量的抗体,因此不可以通过体外培养单个B淋巴细胞来获得抗HER2单克隆抗体,A错误;抗体具有特异性,因此抗HER2单克隆抗体能特异性识别乳腺癌细胞表面的HER2蛋白(抗原),B正确;由于抗HER2单克隆抗体能特异性识别乳腺癌细胞表面的HER2蛋白,因此抗HER2单克隆抗体能将连接的化疗药物输送到乳腺癌细胞中,C正确;M通常由抗HER2单克隆抗体、接头和化疗药物构成,会特异性将化疗药物输送到乳腺癌细胞中,因此其具有靶点清楚、毒副作用小的优点,D正确。
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8.(2025·天津模拟)研究发现三特异性抗体可实现对小鼠多发性骨髓瘤细胞(MM)的选择性杀伤,作用机理如图所示。下列叙述错误的是 ( )
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A.用单克隆抗体技术制备的3种抗体融合可得到三特异性抗体
B.筛选该三特异性抗体时需使用制备三特异性抗体时所使用的3种抗原蛋白
C.三特异性抗体通过促进T细胞的活化并释放细胞因子,提高机体对MM的杀伤力
D.三特异性抗体与TCR和CD28结合可保持较高的T细胞数量和活性
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解析:用单克隆技术制备的3种杂交瘤细胞融合可得到三特异性抗体,A错误。由于三特异性抗体含有3种抗体,故筛选该三特异性抗体时,需要使用制备三特异性抗体时所使用的3种抗原蛋白,B正确。从图中看出,三特异性抗体能促进T细胞活化产生并释放细胞因子,细胞因子会促进T淋巴细胞的活化,从而提高机体对MM细胞的杀伤力,C正确。从图中看出,一方面三特异性抗体与T细胞膜上的CD28结合,抑制T细胞死亡;另一方面三特异性抗体与T细胞膜上的TCR结合,促进T细胞活化,所以三特异性抗体与TCR和CD28结合可保持较高的T细胞数量和活性,D正确。
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9.(2025·泰安模拟)某些种类的癌细胞表面高表达膜蛋白PSMA,能抑制T细胞的活化,使癌细胞发生免疫逃逸。CD28是T细胞表面受体,其在癌细胞与T细胞结合部位聚集可有效激活T细胞。科研人员尝试利用单抗技术通过诱导两种杂交瘤细胞融合形成双杂交瘤细胞,构建既能结合PSMA,又能结合CD28的双特异性抗体PSMA×CD28。下列说法错误的是 ( )
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A.临床上给癌症患者注射抗PSMA受体的抗体有一定的抗癌作用
B.双杂交瘤细胞产生多种抗体的原因是融合细胞能表达出可随机组合的L链和H链
C.同时将PSMA和CD28注射到小鼠体内,可获得同时产生两种抗体的杂交瘤细胞
D.PSMA×CD28使CD28在癌细胞与T细胞结合部位聚集,从而有效激活T细胞杀伤癌细胞
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解析:临床上给癌症患者注射抗PSMA受体的抗体之后,使PSMA无法抑制T细胞的活化,有一定的抗癌作用,A正确;据图可知,双杂交瘤细胞产生多种抗体的原因是融合细胞能表达出可随机组合的L链和H链,B正确;一种杂交瘤细胞由一种B细胞和骨髓瘤细胞组成,而一种B细胞经分化后只能产生一种抗体,故同时将PSMA和CD28注射到小鼠体内,不能获得同时产生两种抗体的杂交瘤细胞,C错误;PSMA×CD28同时结合癌细胞表面的PSMA和T细胞表面的CD28受体,使CD28在癌细胞与T细胞结合部位聚集,从而有效激活T细胞杀伤癌细胞,D正确。
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10.(2025·沧州一模)目前肺类器官主要有两种培养方式:其一是诱导多能干细胞(iPS细胞)生成;其二是将肺上皮干细胞与筛选后的体细胞进行共培养(过程如图所示)。下列叙述错误的是( )
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A.配制动物细胞培养液时除考虑各种营养成分外,还应考虑渗透压
B.培养肺类装配体时需定期更换培养液,以便清除代谢废物等
C.iPS细胞具有组织特异性,只能分化成特定的细胞或组织
D.肺类器官A和B的细胞中DNA相同,RNA和蛋白质存在差异
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解析:配制动物细胞培养液时除考虑各种营养成分外,还应考虑渗透压,A正确。培养肺类装配体时需定期更换培养液,以便清除代谢废物等,防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害,B正确。成体干细胞具有组织特异性,只能分化成特定的细胞或组织;iPS细胞类似胚胎干细胞,可以分化成各种细胞或组织,C错误。由题图可知,肺类器官A和B是由肺上皮干细胞增殖分化而来,细胞分化的实质是基因的选择性表达,所以肺类器官A和B的细胞中DNA相同,RNA和蛋白质存在差异,D正确。
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二、非选择题(除特别注明外,每空1分)
11.(10分)在肿瘤患者的治疗中,被动免疫治疗是指被动地将具有抗肿瘤活性的免疫制剂或细胞回输给肿瘤患者机体进行治疗,该治疗方案适用于肿瘤晚期患者,主要分为单克隆抗体治疗和过继性细胞治疗两类,其中过继性细胞治疗相关过程如图所示。回答下列问题:
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(1)在单克隆抗体治疗中,为了获取能产生抗肿瘤细胞的单克隆抗体的杂交瘤细胞,需要进行筛选。筛选所用的培养基属于____________ (按功能)。筛选出来的杂交瘤细胞进行_______________和_____________,才可以获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。
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解析:单克隆抗体制备过程中对杂交细胞有两次筛选,第一次用特定的选择培养基筛选出杂交瘤细胞,未融合的亲本细胞、融合的具有同种核的细胞都死亡,只有融合的杂交瘤细胞才能生长;第二次筛选出能合成特定抗体的杂交瘤细胞,对经选择培养的杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测,经多次筛选,就可获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。
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(2)科学家将细胞毒素与单克隆抗体结合,制成了抗体—药物偶联物(ADC),ADC通常由___________________________(2分)三部分组成。
解析: ADC为抗体—药物偶联物,由抗体、接头和药物(如细胞毒素)三部分组成,抗体具有特异性,可以实现对肿瘤细胞的选择性杀伤,减少了用药量,也降低了副作用。
抗体、接头、药物(细胞毒素)
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(3)过继性细胞治疗中,从肿瘤患者体内获取的免疫细胞置于适宜环境下培养,培养过程中会出现分裂受阻,其原因主要有________________
________________________________________________(答出2点,2分),培养过程中出现接触抑制现象时,可用___________________________酶处理贴壁细胞使之分散成单个细胞进行传代培养。
细胞密度过大、有害代谢物积累、培养液中营养物质缺乏(合理即可)
胰蛋白酶或胶原蛋白
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解析:在细胞培养的过程中,由于细胞密度过大、有害代谢物积累、培养液中营养物质缺乏和接触抑制,细胞分裂受阻;培养过程中出现接触抑制现象时,可用胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理贴壁细胞使之分散成单个细胞进行传代培养。
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(4)过继性细胞治疗能有效避免免疫排斥,其原因是_______________
———————————————————————————————_____________(2分)。
解析:过继性细胞治疗能有效避免免疫排斥,原因是自体免疫细胞进行诱导培养得到的肿瘤特异杀伤细胞与人体正常细胞的组织相容性抗原相同。
以自体免疫细胞进行诱导培养得到的肿瘤特异杀伤细胞与人体正常细胞的组织相容性抗原相同课时跟踪检测(五十六) 动物细胞工程
一、选择题
1.成纤维细胞培养包括原代培养和传代培养。下列叙述正确的是 ( )
A.可用胰蛋白酶消化细胞中的胶原纤维,获得成纤维细胞悬液
B.原代培养的成纤维细胞具有贴壁生长和接触抑制等特点
C.培养液中需添加青霉素等抗生素,提供无毒的细胞生长环境
D.成纤维细胞一次传代培养所需时间约等于一个细胞周期的时间
2.Vero细胞是从非洲绿猴的肾脏上皮细胞中分离培养出来,可无限增殖且能悬浮培养,因不能合成抗病毒蛋白干扰素,因而广泛应用在病毒性疫苗生产上,下列叙述错误的是 ( )
A.培养Vero细胞时需要提供5%二氧化碳和95%空气
B.培养液需要定期更换,防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害
C.Vero细胞无须胰蛋白酶等处理即可传代培养
D.生产病毒性疫苗时,可将病毒接种到Vero细胞,培养后提取病毒可直接成为疫苗
3.(2025年1月·八省联考内蒙古卷)动物细胞培养时操作不当会造成“黑胶虫”细菌的污染,该菌对氯霉素敏感。下列叙述正确的是 ( )
A.配制细胞培养基时,加血清(含细胞生长必需的蛋白)和氯霉素后湿热灭菌
B.在加入氯霉素防治“黑胶虫”污染过程中,需要考虑细胞和细菌生长双重因素
C.考察“黑胶虫”污染程度时,应取细胞培养液,直接涂布在平板上培养后计数
D.采用更换培养基、胰蛋白酶处理和分瓶培养等操作可清除“黑胶虫”污染
4.研究人员利用阿尔茨海默病患者自身的皮肤细胞或血细胞制成诱导多能干细胞(iPS细胞),来替代患者大脑中失去功能的神经元,被称为自体疗法。下列叙述正确的是 ( )
A.自体疗法需要服用免疫抑制药物
B.诱导多能干细胞即为神经元细胞
C.诱导多能干细胞与皮肤细胞的核酸分子全部相同
D.由患者自身的皮肤细胞或血细胞制成诱导多能干细胞的过程相当于脱分化
5.(2025·南昌模拟)种间体细胞核移植(iSCNT)将供体动物体细胞与来自不同种、科、目或纲的家畜(驯养动物)的去核卵母细胞融合并激活,以获得较多的重构胚,进而获得动物个体,是体细胞核移植(SCNT)中极具潜力的研究方向之一。由于多种野生动物数量稀少且呈持续下降趋势,因此采集精子或卵子开展常规辅助生殖较为困难,甚至无法完成,而从活体或死后不久的野生动物体内采集体细胞利用iSCNT技术获得动物个体,可在一定程度上维持濒危动物数量。下列叙述正确的是 ( )
A.iSCNT技术必须通过显微操作技术将供体细胞的细胞核取出,然后注入去核的卵母细胞
B.若从野生动物体内采集到的体细胞数目较少,可先用添加动物血清的固体培养基进行培养
C.iSCNT技术的原理是动物细胞核具有全能性,操作过程中可用Ca2+激活重构胚
D.同一野生动物经iSCNT技术获得的多个重构胚中,遗传物质可能不完全相同
6.(苏教版选择性必修3 P68“图文信息”挖掘分析)已知细胞合成DNA有D和S两条途径,其中D途径能被氨基蝶呤阻断。人淋巴细胞中有这两种DNA的合成途径,但其一般不分裂增殖。鼠骨髓瘤细胞中尽管没有S途径,但其能不断分裂增殖。如图是科研人员为制备抗流感病毒单克隆抗体而设计的流程图。下列叙述正确的是 ( )
A.图中过程①获得的B淋巴细胞都能产生抗流感病毒的抗体
B.过程③使用的HAT培养基中有葡萄糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素,通常还需加入血清
C.可分别从④的各个小室中提取抗体,与流感病毒混合,出现阴性反应的小室中的细胞就是所需的杂交瘤细胞
D.制备的单克隆抗体可以用于流感病毒的检测,利用了抗原抗体特异性结合的原理
7.(2024·南京二模)用于治疗HER2(人表皮生长因子受体2,该蛋白增多可促进乳腺癌细胞的生长和扩散)阳性晚期乳腺癌的抗体偶联药物M获国家药监局批准上市。M通常由抗HER2单克隆抗体、接头和化疗药物构成。下列有关叙述错误的是 ( )
A.可通过体外培养单个B淋巴细胞来获得抗HER2单克隆抗体
B.抗HER2单克隆抗体能特异性识别乳腺癌细胞表面的HER2蛋白
C.抗HER2单克隆抗体能将连接的化疗药物输送到乳腺癌细胞中
D.M具有靶点清楚、毒副作用小的优点
8.(2025·天津模拟)研究发现三特异性抗体可实现对小鼠多发性骨髓瘤细胞(MM)的选择性杀伤,作用机理如图所示。下列叙述错误的是 ( )
A.用单克隆抗体技术制备的3种抗体融合可得到三特异性抗体
B.筛选该三特异性抗体时需使用制备三特异性抗体时所使用的3种抗原蛋白
C.三特异性抗体通过促进T细胞的活化并释放细胞因子,提高机体对MM的杀伤力
D.三特异性抗体与TCR和CD28结合可保持较高的T细胞数量和活性
9.(2025·泰安模拟)某些种类的癌细胞表面高表达膜蛋白PSMA,能抑制T细胞的活化,使癌细胞发生免疫逃逸。CD28是T细胞表面受体,其在癌细胞与T细胞结合部位聚集可有效激活T细胞。科研人员尝试利用单抗技术通过诱导两种杂交瘤细胞融合形成双杂交瘤细胞,构建既能结合PSMA,又能结合CD28的双特异性抗体PSMA×CD28。下列说法错误的是 ( )
A.临床上给癌症患者注射抗PSMA受体的抗体有一定的抗癌作用
B.双杂交瘤细胞产生多种抗体的原因是融合细胞能表达出可随机组合的L链和H链
C.同时将PSMA和CD28注射到小鼠体内,可获得同时产生两种抗体的杂交瘤细胞
D.PSMA×CD28使CD28在癌细胞与T细胞结合部位聚集,从而有效激活T细胞杀伤癌细胞
10.(2025·沧州一模)目前肺类器官主要有两种培养方式:其一是诱导多能干细胞(iPS细胞)生成;其二是将肺上皮干细胞与筛选后的体细胞进行共培养(过程如图所示)。下列叙述错误的是 ( )
A.配制动物细胞培养液时除考虑各种营养成分外,还应考虑渗透压
B.培养肺类装配体时需定期更换培养液,以便清除代谢废物等
C.iPS细胞具有组织特异性,只能分化成特定的细胞或组织
D.肺类器官A和B的细胞中DNA相同,RNA和蛋白质存在差异
二、非选择题(除特别注明外,每空1分)
11.(10分)在肿瘤患者的治疗中,被动免疫治疗是指被动地将具有抗肿瘤活性的免疫制剂或细胞回输给肿瘤患者机体进行治疗,该治疗方案适用于肿瘤晚期患者,主要分为单克隆抗体治疗和过继性细胞治疗两类,其中过继性细胞治疗相关过程如图所示。回答下列问题:
(1)在单克隆抗体治疗中,为了获取能产生抗肿瘤细胞的单克隆抗体的杂交瘤细胞,需要进行筛选。筛选所用的培养基属于 (按功能)。筛选出来的杂交瘤细胞进行 和 ,才可以获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。
(2)科学家将细胞毒素与单克隆抗体结合,制成了抗体—药物偶联物(ADC),ADC通常由 (2分)三部分组成。
(3)过继性细胞治疗中,从肿瘤患者体内获取的免疫细胞置于适宜环境下培养,培养过程中会出现分裂受阻,其原因主要有 (答出2点,2分),培养过程中出现接触抑制现象时,可用 酶处理贴壁细胞使之分散成单个细胞进行传代培养。
(4)过继性细胞治疗能有效避免免疫排斥,其原因是 (2分)。
课时跟踪检测(五十六)
1．选B 胰蛋白酶能消化细胞间的胶原纤维和其他成分，获得成纤维细胞悬液，A错误；动物细胞培养中，细胞具有贴壁生长以及接触抑制的特点，即原代培养的成纤维细胞具有贴壁生长和接触抑制等特点，B正确；青霉素等抗生素能够杀死某些细菌，培养液中需添加青霉素等抗生素，提供无菌的细胞生长环境，定期更换培养液，提供无毒的细胞生长环境，C错误；传代培养的实质就是分瓶培养，细胞进行一次传代培养所需时间大于一个细胞周期的时间，D错误。
2．选D 动物细胞培养的过程中需要控制培养箱中的气体条件为95%空气＋5%CO2，A正确；培养液需要定期更换，防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害，B正确；Vero细胞能悬浮培养，无须胰蛋白酶处理即可传代培养，C正确；生产病毒性疫苗时，可将病毒接种到Vero细胞，培养后提取病毒进行灭活或减毒处理方可成为疫苗，D错误。
3．选B 配制细胞培养基时，培养基经湿热灭菌后再加入经过滤除菌的血清和氯霉素，A错误；在加入氯霉素防治“黑胶虫”污染过程中，需要考虑细胞和细菌生长双重因素，保证动物细胞的正常生长，同时抑制细菌的生长，B正确；考察“黑胶虫”污染程度时，应取细胞培养液稀释后涂布在平板上培养，待菌落数目稳定后计数，C错误；采用更换培养基、胰蛋白酶处理和分瓶培养等操作都不能清除“黑胶虫”污染，D错误。
4．选D 自体疗法不会出现免疫排斥，不需要服用免疫抑制药物，A错误；神经元细胞为高度分化的细胞，没有分裂能力，不是诱导多能干细胞，B错误；诱导多能干细胞是向患者自身的皮肤细胞或血细胞中加入特定基因或特定蛋白质等后形成的，其分化能力等与诱导前不同，因此诱导多能干细胞与皮肤细胞的核酸分子(如mRNA)不是全部相同，C错误；由患者自身的皮肤细胞或血细胞制成诱导多能干细胞的过程相当于脱分化，D正确。
5．选D 在进行核移植时，可以通过显微操作技术，将供体细胞注入去核的卵母细胞，A错误；若从野生动物体内采集到的体细胞数目较少，可先用添加动物血清的液体培养基进行培养，以增加体细胞的数目，B错误；种间体细胞核移植(iSCNT)技术的原理是动物细胞核具有全能性，操作过程中可用Ca2＋载体激活重构胚，C错误；在种间体细胞核移植(iSCNT)过程中，去核的卵母细胞来自不同种、科、目或纲的家畜(驯养动物)，获得的重构胚的细胞质遗传物质可能不同，因此同一野生动物经iSCNT技术获得的多个重构胚中，遗传物质可能不完全相同，D正确。
6．选D 图中过程①获得的B淋巴细胞不都能产生抗流感病毒的抗体，A错误；过程③使用的HAT培养基中要有葡萄糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等，通常还需加入血清等天然成分；该培养基为选择培养基，还需要加入氨基蝶呤以抑制骨髓瘤细胞的D途径，使培养基中只有杂交瘤细胞能增殖，B错误；④过程是筛选能产生特异性抗体的杂交瘤细胞，可分别从各个小室中提取抗体，与流感病毒混合，出现抗原抗体杂交带(阳性反应)的小室中的细胞就是所需的杂交瘤细胞，C错误；制备的单克隆抗体可以用于流感病毒的检测，就是利用了抗原抗体能发生特异性结合的原理，D正确。
7．选A 单个B淋巴细胞无法无限增殖分泌大量的抗体，因此不可以通过体外培养单个B淋巴细胞来获得抗HER2单克隆抗体，A错误；抗体具有特异性，因此抗HER2单克隆抗体能特异性识别乳腺癌细胞表面的HER2蛋白(抗原)，B正确；由于抗HER2单克隆抗体能特异性识别乳腺癌细胞表面的HER2蛋白，因此抗HER2单克隆抗体能将连接的化疗药物输送到乳腺癌细胞中，C正确；M通常由抗HER2单克隆抗体、接头和化疗药物构成，会特异性将化疗药物输送到乳腺癌细胞中，因此其具有靶点清楚、毒副作用小的优点，D正确。
8．选A 用单克隆技术制备的3种杂交瘤细胞融合可得到三特异性抗体，A错误。由于三特异性抗体含有3种抗体，故筛选该三特异性抗体时，需要使用制备三特异性抗体时所使用的3种抗原蛋白，B正确。从图中看出，三特异性抗体能促进T细胞活化产生并释放细胞因子，细胞因子会促进T淋巴细胞的活化，从而提高机体对MM细胞的杀伤力，C正确。从图中看出，一方面三特异性抗体与T细胞膜上的CD28结合，抑制T细胞死亡；另一方面三特异性抗体与T细胞膜上的TCR结合，促进T细胞活化，所以三特异性抗体与TCR和CD28结合可保持较高的T细胞数量和活性，D正确。
9．选C 临床上给癌症患者注射抗PSMA受体的抗体之后，使PSMA无法抑制T细胞的活化，有一定的抗癌作用，A正确；据图可知，双杂交瘤细胞产生多种抗体的原因是融合细胞能表达出可随机组合的L链和H链，B正确；一种杂交瘤细胞由一种B细胞和骨髓瘤细胞组成，而一种B细胞经分化后只能产生一种抗体，故同时将PSMA和CD28注射到小鼠体内，不能获得同时产生两种抗体的杂交瘤细胞，C错误；PSMA×CD28同时结合癌细胞表面的PSMA和T细胞表面的CD28受体，使CD28在癌细胞与T细胞结合部位聚集，从而有效激活T细胞杀伤癌细胞，D正确。
10．选C 配制动物细胞培养液时除考虑各种营养成分外，还应考虑渗透压，A正确。培养肺类装配体时需定期更换培养液，以便清除代谢废物等，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害，B正确。成体干细胞具有组织特异性，只能分化成特定的细胞或组织；iPS细胞类似胚胎干细胞，可以分化成各种细胞或组织，C错误。由题图可知，肺类器官A和B是由肺上皮干细胞增殖分化而来，细胞分化的实质是基因的选择性表达，所以肺类器官A和B的细胞中DNA相同，RNA和蛋白质存在差异，D正确。
11．解析：(1)单克隆抗体制备过程中对杂交细胞有两次筛选，第一次用特定的选择培养基筛选出杂交瘤细胞，未融合的亲本细胞、融合的具有同种核的细胞都死亡，只有融合的杂交瘤细胞才能生长；第二次筛选出能合成特定抗体的杂交瘤细胞，对经选择培养的杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测，经多次筛选，就可获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。
(2)ADC为抗体—药物偶联物，由抗体、接头和药物(如细胞毒素)三部分组成，抗体具有特异性，可以实现对肿瘤细胞的选择性杀伤，减少了用药量，也降低了副作用。
(3)在细胞培养的过程中，由于细胞密度过大、有害代谢物积累、培养液中营养物质缺乏和接触抑制，细胞分裂受阻；培养过程中出现接触抑制现象时，可用胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理贴壁细胞使之分散成单个细胞进行传代培养。
(4)过继性细胞治疗能有效避免免疫排斥，原因是自体免疫细胞进行诱导培养得到的肿瘤特异杀伤细胞与人体正常细胞的组织相容性抗原相同。
答案：(1)选择培养基 克隆化培养 抗体检测 (2)抗体、接头、药物(细胞毒素) (3)细胞密度过大、有害代谢物积累、培养液中营养物质缺乏(合理即可) 胰蛋白酶或胶原蛋白 (4)以自体免疫细胞进行诱导培养得到的肿瘤特异杀伤细胞与人体正常细胞的组织相容性抗原相同
