第三节 动物细胞工程的应用
第1课时 动物细胞与组织培养 细胞核移植技术
1．理解动物细胞与组织培养的原理、方法及应用。(重、难点)
2．理解细胞核移植的基本过程。
3．掌握动物体细胞克隆的过程和意义。(重点)
4．正确看待克隆的利与弊。
知识点一| 动物细胞与组织培养
1．动物细胞工程
(1)理论依据：细胞生物学和分子生物学。
(2)应用
①深入探索并改造生物的遗传特性。
②大量培养细胞。
(3)技术手段：动物细胞与组织培养、细胞核移植、体细胞克隆、细胞融合、单克隆抗体制备等。
(4)基础技术：动物细胞与组织培养。
2．动物细胞与组织培养
(1)概念：指在体外模拟动物体内环境，将动物细胞或组织在温度适宜、营养充足、无菌等条件下培养，使其继续生长、增殖并维持原有结构和功能的技术。
(2)材料：取自动物胚胎或出生后不久的幼龄动物的器官或组织。
(3)场所：体外，并模拟动物内环境。
(4)目的：使动物细胞或组织继续生长、增殖并维持原有结构和功能。
(7)过程
①动物细胞培养
动物组织单个细胞―→细胞悬液―→含营养液的液体培养皿培养―→形成一层细胞―→转移到新培养液中继续培养。
②动物组织培养
(8)培养类型
①原代培养
a．含义：从供体获取组织或细胞后的初次培养。
b．培养代数：10代左右。
c．应用：药物测试、基因表达等实验研究。
d．特点：细胞的生物学特性未发生很大变化。
②传代培养
a．含义：将原代培养的细胞分离稀释后转入新的培养瓶中继续培养。
b．原因：在原代培养过程中，由于培养空间的限制、营养物质的消耗等导致细胞生长和增殖减缓。
c．培养代数：10～50代左右。
(9)应用
主要应用于医药领域，如疫苗生产、药物研制、肿瘤防治等。
对大面积烧伤的病人，最好进行自体皮肤移植手术，为了获得大量的自体皮肤细胞必须进行细胞培养。
结合以上材料探究如下问题：
探讨：动物细胞培养与动物组织培养的主要区别是什么？
提示：动物细胞培养过程中需要用胰蛋白酶等使组织块中的细胞离散，而动物组织培养过程中不需要使用胰蛋白酶等。
探讨：进行动物细胞培养为何常选用幼龄动物组织或胚胎作培养材料？动物细胞培养需要脱分化吗？培养前为什么要将动物组织分散成单个细胞？
提示：幼龄动物组织或胚胎的细胞分化程度低，增殖能力很强，更易于培养。
动物细胞培养不需经过脱分化过程。因高度分化的动物细胞发育潜能变弱，失去了发育成完整个体的能力，所以，动物细胞也就没有类似植物组织或细胞培养时的脱分化过程了。分散后能与培养液充分接触，更易进行物质交换。
1．动物细胞培养
(1)原理
细胞增殖。
(2)培养液
动物细胞培养所用的培养液(液体培养基)与植物组织培养所用的培养基的成分是不同的。动物细胞培养液常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等。
(3)培养条件
①无菌、无毒的环境：首先应保证被培养的细胞处于无菌、无毒的环境，即对培养液和所有的培养用具进行无菌处理。通常还要在细胞培养液中添加一定量的抗生素，以防培养过程中的污染。另外，应定期更换培养液，以便清除代谢产物，防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害。
②营养：细胞体外培养所需营养物质与体内的环境基本相同。例如，需要有糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等。将细胞所需的上述营养物质按其种类和所需数量严格配制而成的培养基，称为合成培养基。由于人们对细胞所需的营养物质还没有完全搞清楚，因此，在使用合成培养基时，通常需加入血清、血浆等一些天然成分。
③温度和pH：细胞体外培养的适宜温度一般与动物的体温相近，哺乳动物多以36.5±0.5 ℃为宜。多数细胞生存的适宜pH为7.2～7.4。
④气体环境：细胞培养所需气体主要有O2和CO2，O2是细胞代谢所必需的，CO2的主要作用是维持培养液的pH。进行细胞培养时，通常采用培养皿或松盖培养瓶，将其置于含95%空气加5%CO2的混合气体的培养箱中进行培养。
(4) 过程解读
①选材：一般取自幼龄动物的器官或组织，因为这些组织或器官的生命力旺盛，分裂能力强。
②将动物细胞分散成单个细胞培养的原因：
a．保证细胞所需要的营养供应。
b．保证细胞内有害代谢产物的及时排出。
(5)培养类型
①原代培养：是指从供体获取组织或细胞后的初次培养。
a．原代培养的细胞分裂旺盛，一般表现为细胞贴壁生长和接触抑制。
b．由于组织或细胞刚刚离体，细胞的生物学特性未发生很大变化，在这一阶段中，培养的细胞最接近于体内组织或细胞的生长特性，很适合用于药物测试、基因表达等实验研究。
②传代培养：将原代培养的细胞分离稀释后转入新的培养瓶中的继续培养。
a．随着培养时间的延长，体外培养的细胞数量会不断增加，当细胞数量增加到一定程度后，由于培养空间的限制、营养物质的消耗等，细胞的生长和增殖会逐渐减缓，此时将细胞分离稀释后转入新的培养瓶中继续培养，称为传代培养。
b．传代培养至10～50次后，细胞增殖缓慢，甚至完全停止，此时细胞普遍表现为衰老和凋亡特征，但也有少部分细胞会发生突变，会朝着等同于癌细胞的方向发展。
(6)培养的难易程度
①幼体组织或细胞比老龄组织或细胞更容易培养。
②分化程度低的组织或细胞比分化程度高的组织或细胞更容易培养。
③肿瘤组织或细胞比正常组织或细胞更容易培养。
结果：动物细胞培养只能获得大量细胞，不能得到生物个体。
[特别提醒]
(1)培养动物细胞时没有脱分化的过程，因高度分化的动物细胞发育潜能变窄，失去了发育成完整个体的能力。
(2)癌细胞增殖时不存在接触性抑制，所以在培养瓶中可以形成多层细胞。
2．植物组织培养与动物细胞培养的比较
植物组织培养
动物细胞培养
原理
植物细胞的全能性
细胞的增殖
培养基的物理状态
固体
液体
培养基的
成分
营养物质、激素
营养物质、动物血清等
培养的
目的
快速繁殖无病毒植株等
获得细胞产物或细胞等
取材
植物幼嫩部位或花药等
动物胚胎或出生后不久的幼龄动物的器官或组织
其他条件
均为无菌操作，需要适宜的温度、pH等条件
1．一般来说，动物细胞体外培养需要满足以下条件( )
①无毒的环境 ②无菌的环境 ③合成培养基需加血清 ④温度与动物体温相近 ⑤需要O2，需要CO2 ⑥CO2能调培养液pH
A．①②③④⑤⑥ B．①②③④
C．①③④⑤⑥ D．①②③④⑥
【解析】 动物细胞培养需要无毒和无菌环境，①②正确；用于动物细胞培养的合成培养基需加入糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等，还需加入血清、血浆等天然物质，③正确；动物细胞培养需要适宜的温度和pH，其中温度要与动物体温相近，④正确；动物细胞培养需要一定的气体环境，95%的空气和5%的CO2，⑤正确；5%的CO2能调培养液pH，⑥正确。
【答案】 A
2．红豆杉，又名紫杉，可从其树皮中分离出高抗癌活性的紫杉醇。下图是某同学设计的有关紫杉醇抗肿瘤实验的研究流程，请分析并回答：
(1)酶X是________酶，其主作用是________________。
(2)物质Y是________，乙组起_____________作用。
(3)细胞体外培养所需营养物质与体内基本相同，例如，需要有________、________、促生长因子、无机盐、微量元素等，通常还需要加入血清、血浆。
(4)为清除代谢产物，防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害，应采取的措施是____________________________________________________________。
(5)实验结果：若甲组___________________________，说明紫杉醇有抗肿瘤作用。
(6)为了解决紫杉醇的药源问题，理论上可用______________技术把离体的红豆杉细胞经过______________培养成愈伤组织，从中提取紫杉醇，进行工厂化生产。
【解析】 据题图可知，酶X是指胰蛋白酶或胶原蛋白酶，其主要作用是使肿瘤细胞分散开。本题研究的是紫杉醇的抗肿瘤作用，固此需用生理盐水做对照，以观察紫杉醇的效果。细胞体外培养所需营养物质有糖、氨基酸等小分子有机物，还需要促生长因子等调节物，以及无机盐、微量元素等无机物。定期更换培养液的目的是清除代谢产物，防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害。为了解决紫杉醇的药源问题，理论上可用组织培养技术将离体的红豆杉细胞经过脱分化培养为愈伤组织进行工厂化生产。
【答案】 (1)胰蛋白(胶原蛋白) 使肿瘤细胞分散开
(2)生理盐水 对照(与紫杉醇形成对照) (3)糖 氨基酸 (4)(定期)更换培养液 (5)肿瘤细胞的数目少于乙组 (6)植物组织培养 脱分化
知识点二| 动物细胞核移植与体细胞克隆
1．克隆：指遗传上完全相同的分子、细胞或来自同一祖先的生物个体的无性繁殖群体。
2．体细胞克隆：将供体体细胞的细胞核与受体去核卵细胞的细胞质进行人工组合，借助于卵细胞的发育能力，经过培养发育成胚胎进而形成个体的技术，其关键是细胞核移植技术。
3．细胞核移植：利用显微操作技术将某种动物细胞的细胞核移入同种或异种动物的去除细胞核的成熟卵细胞内的技术。
4．克隆动物过程
5．克隆人体器官的过程
6．应用
(1)医药卫生领域：①转基因克隆动物可作为生物反应器，生产医用蛋白；②转基因克隆动物可作为异体移植的供体用于组织器官的移植；③使人类深入了解胚胎发育及人体衰老过程；④更好地追踪和研究疾病的发展过程以便有效治疗疾病。
(2)畜牧生产方面：①可加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群的繁育；②保护濒危物种、增加这些动物的存活数量。
7．优缺点
(1)优点：克服动物种间杂交繁殖障碍，创造新物种和潜在的经济价值。
(2)缺点：成功率较低，需要进一步发展和完善。
世界上第一头赖氨酸转基因克隆奶牛诞生在吉林大学农学部奶牛繁育基地。这是世界上首次利用分子生物学技术和体细胞核移植技术获得的赖氨酸转基因克隆牛，也标志着世界克隆技术的又一次突破。
结合以上材料探究如下问题：
探讨：为什么核移植技术获得的动物与供核动物性状不完全相同？
提示：因为①克隆动物绝大部分DNA来自于供体细胞核，但其核外线粒体中的DNA是来自于受体卵细胞。②性状是基因与环境共同作用的结果。供核动物生活的环境与克隆动物所生活的环境不会完全相同，其性状也不可能和供核动物完全相同。③在个体发育过程中有可能发生基因突变，产生供核动物没有的性状。
探讨：结合动物细胞核移植的过程，分析为什么体细胞核移植较胚胎细胞核移植更困难。
提示：由于动物胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性相对容易；而动物体细胞分化程度高，恢复其全能性十分困难。因此动物体细胞核移植的难度就明显高于胚胎细胞核移植。
探讨：克隆器官与克隆人中胚胎的处理方式相同吗？
提示：不同。克隆器官获得的早期胚胎在克隆器官中用于获得胚胎干细胞，然后诱导胚胎干细胞分化出所需的特定的组织或细胞；在克隆人中获得的胚胎则通过胚胎移植到母体的子宫内，由母体孕育出婴儿。
1．细胞核移植技术的原理及条件
(1)原理：细胞核的全能性。
(2)动物细胞全能性的特点：动物细胞的全能性随着动物细胞分化程度的提高而逐渐受到抑制，全能性表达很难，但动物细胞的细胞核内仍含有该种动物的全部遗传基因，具有发育成完整个体的潜能，即动物细胞的细胞核仍具有全能性。
(3)细胞核全能性表达的条件：必须提供促使细胞核表达全能性的物质和营养条件，要保证细胞核全能性的表达，去核的卵细胞是最合适的细胞，因为卵细胞体积大、易操作，含有促使细胞核表达全能性的物质和营养条件。
(4)操作过程：通过显微操作从A细胞中取出细胞核，将其注入去核后的B细胞中，再对重组的细胞进行培养等操作。
2．克隆
(1)本质：无性繁殖系。
(2)分类
①分子水平：如DNA (基因)克隆；
②细胞水平：动植物细胞培养中的细胞群体；
③个体水平：如细菌的菌落，植物组织培养得到的植物幼苗，通过动物细胞核移植获得的克隆动物。
3．动物体细胞克隆
(1)克隆动物的一般过程。
从图中可以看出，克隆动物的产生不同于有性生殖，它的主要遗传物质来自于供体生物(提供细胞核)，不是来自双亲。
(2)意义：在克服动物种间杂交繁殖障碍、创造新物种等方面具有重要的科学意义和潜在的经济价值。
4．如何看待克隆的利与弊
(1)克隆人和克隆器官的技术路线
(2)过程一为生殖性克隆过程，过程二为治疗性克隆过程。
二者主要区别是：获得的早期胚胎在治疗性克隆中用于获得胚胎干细胞，然后诱导胚胎干细胞分化出所需的特定的组织或细胞；在生殖性克隆中获得的胚胎则通过胚胎移植送入母体的子宫内，由母体孕育出婴儿。
(3)有关克隆人的争论：两种不同观点，多数人持否定态度。
①否定的理由：克隆人严重违反了人类伦理道德，是克隆技术的滥用；克隆人冲击了现有的婚姻、家庭和两性关系等传统的伦理道德观念；克隆人是在人为地制造在心理上和社会地位上都不健全的人。
②肯定的理由：技术性问题可以通过基因诊断和染色体检查等方法解决，不成熟的技术也只有通过实践才能成熟。
③中国政府的态度：禁止生殖性克隆，不反对治疗性克隆。四不原则：不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人的实验。
1．如图为科研人员培育克隆猴“中中”的流程图。下列有关叙述正确的是( )
A．e的性状表现不受来源于b中的基因控制
B．图中涉及的技术有动物细胞培养、核移植、胚胎移植等
C．d为胚胎发育提供遗传物质和其他适宜条件
D．e诞生实验体现了a细胞的全能性
【解析】 e的性状表现受来源于b中细胞质基因的控制，A错误；图中涉及的技术有动物细胞培养、核移植、胚胎移植等，B正确；d为胚胎发育提供适宜条件，但没有提供遗传物质，C错误；e诞生实验体现了a细胞的细胞核具有全能性，D错误。
【答案】 B
2．下面是利用现代生物工程技术治疗遗传性糖尿病的过程图解。请据图回答下列问题：
(1)图中①所示的结构名称是________。
(2)图中③④所示的生物技术名称分别是________、________。
(3)过程③通常用去核的卵母细胞作为受体细胞的原因除了它体积大、易操作、营养物质丰富外，还因为它_____________________________________
________________________________________________________________。
(4)过程④通常用②作为受体细胞的原因是___________________________
________________________________________________________________。
(5)图示方法与一般的异体核移植相比最大的优点是________________________，该种基因治疗所属类型为________________。
(6)若用图中③④所示技术得到能产生人生长激素的高产奶牛，则该奶牛从生殖方式上看属于________(填“有性生殖”或“无性生殖”)。
【解析】 (1)①是从供体(患者)体细胞分离出的细胞核。(2)③表示核移植技术，④表示转基因技术。(3)核移植的受体细胞一般是卵母细胞，原因是它体积大、易操作，含有供胚胎发育的营养物质，它还含有促进细胞核全能性表达的物质。(4)早期胚胎中的细胞分化程度低，全能性高，可诱导分化成各种组织器官。(5)图示培育出的细胞(胰岛B细胞)核遗传物质来自患者本人，所以移植后不发生免疫排斥反应；图中所示基因治疗是体外转基因，故所属类型为体外基因治疗。(6)体细胞核移植没有经过两性生殖细胞的结合，所以从生殖方式上看属于无性生殖。
【答案】 (1)细胞核
(2)核移植技术 转基因技术(或基因工程、DNA重组技术、基因拼接技术)
(3)含有促进细胞核全能性表达的物质
(4)这些细胞分化程度极低，具有全能性，可以定向地诱导分化为各类细胞
(5)没有免疫排斥反应 体外基因治疗
(6)无性生殖
[课堂小结]
知识网络构建
核心语句归纳
1.动物细胞培养的过程：动物组织块单个细胞细胞悬液―→原代培养―→传代培养。
2．动物细胞培养一般选用胚胎或幼龄动物的组织，细胞在培养过程中会出现细胞贴壁(生长)和细胞接触抑制现象。
3．动物细胞培养的条件包括：无菌、无毒的环境，适宜的营养、温度和pH及气体环境。
4．动物核移植技术的原理是动物细胞核的全能性，属于无性生殖。
5．动物体细胞核移植的受体细胞是已经去核的MⅡ期卵母细胞。
1．下列关于动物细胞培养的叙述不正确的是( )
A．细胞遗传物质的改变发生于原代培养过程中
B．传代培养时需要用胰蛋白酶处理贴壁生长的细胞
C．癌细胞在培养瓶中不会出现接触抑制现象
D．动物细胞培养一般需要使用CO2培养箱
【解析】 细胞遗传物质的改变发生在传代培养中。
【答案】 A
2．下列关于体细胞克隆的叙述中，错误的是( )
A．供体为体细胞的细胞核
B．受体为去核卵细胞的细胞质
C．细胞核移植是体细胞克隆的关键步骤
D．克隆出的后代与供体的遗传物质和表现型完全一致
【解析】 经体细胞核移植形成的克隆动物，遗传物质主要由供体细胞核提供，但也含有受体细胞的细胞质中的遗传物质，因此克隆动物与供体的遗传物质和表现型不完全相同。
【答案】 D
3．下列有关克隆的叙述，不正确的是( )
A．生物体通过体细胞进行的无性繁殖
B．将某肿瘤细胞体外培养繁殖成一个细胞系
C．扦插和嫁接实质上也是克隆
D．将鸡的某个DNA片段整合到小鼠的DNA中
【解析】 克隆实质上就是一种无性繁殖，它包括未经有性生殖细胞的结合而大量增殖所获得的生物产品。A、B、C均属于此列。D未能进行无性增殖，不属于克隆。
【答案】 D
4．关于动物细胞培养的有关叙述中正确的是( )
A．细胞的癌变发生于原代培养向传代培养的过渡过程中
B．动物细胞培养液中通常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、生长素和血清等
C．动物细胞培养的目的只是获得大量的细胞分泌蛋白
D．动物细胞培养前和培养中都要用胰蛋白酶处理
【解析】 细胞癌变发生在传代培养时；生长素是植物激素，不能用于动物细胞培养；动物细胞培养可获得大量的细胞分泌蛋白，也可用于检测有毒物质等；动物细胞培养前需用胰蛋白酶等将组织分散成单个细胞，动物细胞培养过程中由原代培养到传代培养时，也需要用胰蛋白酶等将细胞分散开来。
【答案】 D
5．一只羊的卵子的核被另一只羊的体细胞核替换后，这个卵子经过多次分裂，再植入第三只羊的子宫内发育，结果生下了一只羊羔，这种克隆技术具有多种用途，但是不能( )
A．有选择地繁殖某一性别的家畜
B．繁殖家畜中的优秀个体
C．用于保存物种
D．改变动物的基因型
【解析】 生物的各种性状是由遗传物质——DNA控制的，由细胞核内的DNA控制的遗传叫细胞核遗传，由细胞质(主要存在于线粒体、叶绿体)内的DNA控制的遗传叫细胞质遗传。目前的克隆技术是将一个体细胞核植入一个去核的卵细胞，经过试管培养一段时间后，再移入另一个体的子宫内发育、分娩的技术。通过该技术，能够保持核供体的优良性状，能够保持性别不变，也能够用于保存物种，但不能改变动物的基因型，这是因为基因型的改变是通过动物的有性生殖(减数分裂)完成的。
【答案】 D
课件81张PPT。第二章 细胞工程第三节 动物细胞工程的应用
第1课时 动物细胞与组织培养 细胞核移植技术 动物细胞与组织培养细胞 分子 遗传特性 动物细胞与组织培养 体细胞克隆 单克隆抗体制备 动物细胞与组织培养 胚胎 内环境 生长、增殖 36.5 ℃7.2～7.4O2CO2葡萄糖生长因子动物组织提取液鸡胚汁营养价值胰蛋白酶营养液生理盐水 培养瓶 初次 药物测试 生物学特性 分离稀释 培养空间 营养物质 10～50 肿瘤防治 动物细胞核移植与体细胞克隆细胞 无性繁殖 细胞质 胚胎 细胞核移植技术 显微操作 同种或异种 卵细胞 融合的细胞 干细胞培养 组织和器官 生物反应器 繁育 种间 新物种 较低 点击右图进入…Thank you for watching !第2课时 动物细胞融合和单克隆抗体
1．掌握动物细胞融合的原理、方法、过程与意义。
2．掌握制备单克隆抗体的方法、过程和应用。(重、难点)
知识点一| 动物细胞融合
1．含义：在一定的条件下将两个或多个动物细胞融合为一个细胞的过程。
2．结果：形成杂种细胞，如鼠－鸡杂种细胞。
3．促融方法
(1)物理法：如离心、振荡、电场法。
(2)化学法：如聚乙二醇作为诱导剂。
(3)生物法：如仙台病毒作为诱导剂。
4．应用：制备单克隆抗体。
科学家经过长期的探索，终于实现了让不同种动物的体细胞进行杂交的设想，观察下图，图中有多个A细胞和B细胞。
探讨：动物细胞融合的结构基础是什么？
提示：细胞膜的流动性。
探讨：若只考虑两两融合，则诱导细胞融合后可能形成几种融合细胞？融合后的细胞在遗传上有何特点？
提示：①三种融合细胞，即同种细胞融合(两种)和不同种细胞融合(一种)。②特点：具有两个细胞的遗传信息。
探讨：经促融处理后的细胞是否均需进一步筛选？
提示：是。促融处理后，均会出现不同种融合细胞，所以需要对处理后的细胞进行筛选，选择出符合要求的杂交细胞。
探讨：动物细胞完成融合的标志是什么？
提示：动物细胞融合时，先是细胞膜发生融合，然后是细胞核的融合。当两个细胞核融合后形成具有单核的杂交细胞，则标志着动物细胞融合的完成。
探讨：比较动物细胞融合与植物体细胞杂交所用的促融方法的异同。
提示：二者都可以采用离心、振动、电场法等物理方法，或者使用化学试剂聚乙二醇进行促融，除上述方法外，动物细胞融合还可以采用灭活的病毒进行促融。
1．动物细胞融合
(1)操作步骤：
细胞准备
↓
细胞融合：加促融因子于待融合的细胞之中，诱导融合
↓
杂种细胞选择：利用选择性培养基等，使亲本细胞死亡，而让杂种细胞存活
↓
杂种细胞克隆：对选出的杂种细胞进行克隆，经过培养，就能获得所需要的细胞
(2)过程分析：
细胞融合的过程包括细胞膜融合、细胞质融合和细胞核融合，其中细胞膜融合是细胞融合的先导，在细胞膜融合中体现出细胞膜具有一定的流动性。
2．植物体细胞杂交与动物细胞融合的比较
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、细胞的增殖
融合前处理
先除去细胞壁
先使细胞分散开
使用的酶
纤维素酶和果胶酶
胰蛋白酶
诱导手段
物理法：离心、电场法、振动
化学法：聚乙二醇等试剂诱导
除物理法和化学法外，也可用灭活的病毒诱导
过程
结果
杂种植株
杂交细胞
应用
培育植物新品种
主要用于制备单克隆抗体
意义
克服了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
1．近几年神舟飞船频频成功发射和着陆。在飞船上，科学家进行了无人搭载的空间动物细胞融合实验。该实验所依据的原理和促进动物细胞融合时最常用的方法分别是( )
A．细胞的全能性、灭活的仙台病毒诱导融合
B．细胞的全能性、电场法融合
C．细胞膜的流动性、灭活仙台病毒诱导融合
D．细胞膜的流动性、电场法融合
【解析】 不管是动物细胞融合，还是原生质体融合，都是利用了细胞膜具有流动性这一原理。动物细胞融合时最常用的诱导手段就是利用灭活的仙台病毒诱导。
【答案】 C
2．下图所示为细胞融合技术的一些过程：
(1)从A细胞和B细胞到C细胞的过程中，采用的方法中与诱导植物原生质体融合不同的是________处理。
(2)若A、B细胞为单倍体烟草植物的体细胞，那么这样的细胞已经用酶降解脱掉了________。这种酶可能是________、________，由此生成的细胞经培养形成的细胞团称为________。
(3)若A、B分别是基因型为Hhrr、hhRr两个烟草品种的花粉，且这两对基因分别位于两对同源染色体上。由于一对隐性纯合基因(rr或hh)的作用，在光照强度大于800 lx时都不能生长。要想从融合细胞的培养液中分离出基因型为HhRr的杂种细胞，较为简便的筛选方法是____________________________。
(4)若将基因型为AaBB的番茄细胞与基因型为AAbb的番茄细胞融合，由融合细胞培养成的愈伤组织细胞的基因型是____________。
(5)若A、B分别为骨髓瘤细胞和B淋巴细胞，则D细胞的特点是__________________。由D细胞产生的抗体与普通血清抗体相比较，具有____________________的特点。
(6)若将染色体组成为2A＋XX的人细胞与染色体组成为2B＋XX的鼠细胞融合，培育成的人－鼠细胞的染色体组成是________。
【解析】 (1)动物细胞融合特有的方法是用灭活的病毒诱导融合。(2)植物细胞有细胞壁，若A、B细胞为单倍体烟草植物的体细胞，那么这样的细胞已经用纤维素酶和果胶酶脱掉了细胞壁；植物体细胞杂交获得的杂种细胞，经脱分化形成愈伤组织。(3)A是基因型为Hhrr的烟草的花粉，故其基因型为Hr、hr，B是基因型为hhRr的烟草的花粉，故其基因型为hR、hr，因此经细胞融合可能形成的融合细胞有：HHrr、hhrr、hhRR、Hhrr、hhRr、HhRr，共6种。分析这6种细胞的基因型可知，除HhRr之外均有一对隐性纯合基因(rr或hh)，即在光照强度大于800 lx时都不能生长，因此获取基因型为HhRr的杂种细胞，较为简便的筛选方法是给予大于800 lx的光照。(4)、(6)细胞融合后的染色体或基因分别是两种细胞的染色体或基因累加。(5)A、B分别为骨髓瘤细胞和B淋巴细胞，则D细胞为杂交瘤细胞，其特点是既能无限繁殖，又能产生特定的抗体。产生的抗体为单克隆抗体，同血清抗体相比，它具有特异性强、灵敏度高、可大量制备等特点。
【答案】 (1)灭活的病毒
(2)细胞壁 纤维素酶 果胶酶 愈伤组织
(3)给予大于800 lx的光照
(4)AAAaBBbb
(5)既能无限增殖，又能产生特定的抗体 特异性强、灵敏度高、可大量制备
(6)2A＋2B＋XX＋XX
知识点二| 单克隆抗体
1．制备过程
单克隆抗体。
2．杂交瘤细胞的特点：能迅速大量增殖、并能产生专一抗体。
3．单克隆抗体的成分：蛋白质。
4．单克隆抗体的优点：特异性强、纯度高、灵敏度高、产量大等。
5．单克隆抗体的应用
(1)用于治疗恶性肿瘤。
(2)治疗免疫系统紊乱引起的疾病。
(3)用于器官移植。
长期以来，人们生产抗体的常规方法是向动物体内反复注射某种抗原，使动物产生抗体，然后，从动物血清中分离所需抗体。
结合以上材料，探究如下问题：
探讨：为什么要对小鼠注射抗原？
提示：以获得能产生相应抗体的B淋巴细胞(浆细胞)。诱导融合的B淋巴细胞是经免疫产生的B淋巴细胞，未经免疫的B淋巴细胞不能产生抗体。
探讨：制备单克隆抗体时，为什么要选用B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合形成杂交瘤细胞？
提示：每一个B淋巴细胞能分泌一种特异性抗体，但不能无限增殖；骨髓瘤细胞可大量快速增殖，却不能产生抗体。将两种细胞融合形成的杂交瘤细胞，既能产生特异性抗体又能快速增殖。
探讨：细胞融合后会得到哪些杂交细胞？我们需要的是哪种杂交细胞？
提示：融合后形成的杂交细胞有多种，若仅考虑细胞两两融合的情况，融合细胞有三种，即两个B淋巴细胞的融合细胞、两个骨髓瘤细胞的融合细胞、一个B淋巴细胞与一个骨髓瘤细胞的融合细胞。其中最后一种是我们需要的。
1．原理：要获得大量的单一抗体，必须克隆单一的浆细胞，形成细胞群；将效应B细胞与骨髓瘤细胞融合，其原因如下：
(1)每一个效应B细胞只能分泌一种特异性抗体；不同种类的效应B细胞分泌的抗体不同。
(2)效应B细胞在体外培养时不能无限增殖；骨髓瘤细胞能无限增殖。
(3)效应B细胞与骨髓瘤细胞的杂交细胞既能无限增殖，又能产生特异性抗体。
2．单克隆抗体的制备过程
3．杂交瘤细胞的特点：无限增殖，产生单克隆抗体。
4．制备单克隆抗体的两次筛选
第一次筛选：由于细胞融合是随机的，因此细胞混合物中融合细胞将以多种形式出现，因此必须从中筛选出既能分泌抗体同时又能大量增殖的杂交瘤细胞。
第二次筛选：从杂交瘤细胞群中选出能产生专一抗体的特异性杂交瘤细胞。
5．单克隆抗体的优点：特异性强、纯度高、灵敏度高、产量大，容易标准化生产等。
6．单克隆抗体的应用
(1)治疗恶性肿瘤，目前进入临床试验的单克隆抗体中有30%以上用于治疗各种肿瘤。
(2)单克隆抗体还可以用于治疗由于免疫系统的紊乱导致的各种疾病。
(3)单克隆抗体用于器官移植的治疗等等。
1．用灭活的埃博拉病毒(EV)注射小鼠制备单克隆抗体。下列说法正确的是( )
A．免疫后小鼠体内的B淋巴细胞可产生单克隆抗体
B．可用果胶酶处理促进骨髓瘤细胞与B淋巴细胞的融合
C．用选择培养基可筛选出产生特异性抗体的杂交瘤细胞
D．制备的单克隆抗体可用于埃博拉病毒感染者的诊断和治疗
【解析】 免疫后小鼠体内的B淋巴细胞，即效应B细胞，能产生抗体，但不是单克隆抗体，A错误；可用灭活的病毒处理促进骨髓瘤细胞与B淋巴细胞的融合，B错误；经过筛选培养及抗体检测，可选育出产生特异性抗体的杂交瘤细胞，C错误；单克隆抗体可制作成诊断盒，用于准确、快速诊断埃博拉病毒的感染者，这种诊断运用了抗体抗原杂交技术，D正确。
【答案】 D
2．下图是单克隆抗体制备流程阶段示意图。请根据示意图回答下列问题。
(1)单克隆抗体技术是________________________技术中最重要的用途。将特定的抗原注入小鼠体内，其目的是使小鼠产生________细胞。
(2)单克隆抗体的化学本质是______________；合成与分泌单克隆抗体涉及到的细胞器是________、______、________、________。
(3)骨髓瘤细胞与某些淋巴细胞混合在一起，细胞融合完成后，在培养基中有________种两两融合的细胞，融合的原理是______________，融合的方法除了电场法外，还可以用化学诱导剂________或灭活的________。
(4)从图中可以看出，单克隆抗体制备经过了________次筛选，第一次筛选得到的细胞是______________，该细胞的特点是既能在体外____________，又能分泌________抗体。
【解析】 (1)单克隆抗体的制备利用了动物细胞融合、动物细胞培养的技术，单克隆抗体技术是动物细胞融合技术中最重要的用途。特定抗原注射入小鼠体内，目的是刺激机体在体液免疫中产生浆细胞，因为浆细胞能产生抗体。
(2)单克隆抗体的化学本质是分泌蛋白，参与分泌单克隆抗体的细胞器是核糖体、内质网、高尔基体、线粒体，核糖体是合成场所，内质网是初步加工场所，高尔基体是再加工、分类和包装场所，线粒体为这些过程提供能量。
(3)骨髓瘤细胞与B细胞融合后，培养基中有3种融合细胞，为B细胞和B细胞的融合细胞、骨髓瘤细胞和骨髓瘤细胞的融合细胞、B细胞和骨髓瘤细胞的融合细胞。
(4)单克隆抗体的制备经过了两次筛选，第一次筛选是为了将融合的杂交瘤细胞筛选出来，第二次筛选是为了将能产生特定抗体的杂交瘤细胞筛选出来。杂交瘤细胞既能无限增殖，又能产生特异性的抗体。
【答案】 (1)动物细胞融合 浆 (2)球蛋白(或蛋白质) 核糖体 内质网 高尔基体 线粒体 (3)三 细胞膜具有一定的流动性 聚乙二醇(PEG) 病毒 (4)两 杂交瘤细胞 无限增殖 特异性
[课堂小结]
知识网络构建
核心语句归纳
1.动物细胞融合也称细胞杂交，是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。
2.动物细胞融合常用的诱导因素有聚乙二醇(PEG)、灭活的病毒、电场法等。
3.动物细胞融合的主要用途是制备单克隆抗体。
4.杂交瘤细胞是由经免疫的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合而成的，具有既能无限增殖又能产生专一抗体的能力。
5.单克隆抗体最主要的优点是特异性强、灵敏度高，并可大量制备。
1．灭活的仙台病毒的抗原性和感染力是( )
A．失去抗原性，具有感染力
B．具有抗原性，也具有感染力
C．失去抗原性，也失去感染力
D．具有抗原性，失去感染力
【解析】 灭活是指用物理或化学手段使病毒或细菌失去感染能力，但是并不破坏这些病原体的抗原结构。
【答案】 D
2．动物细胞融合的目的中最重要的用途之一是( )
A．克服远缘杂交不亲和 B．制备单克隆抗体
C．培育新物种 D．生产杂交细胞
【解析】 动物细胞融合不像植物体细胞杂交那样主要是为了克服远缘杂交不亲和的障碍，以培育新品种。另外，植物体细胞杂交还应用了植物体细胞的全能性，动物细胞作为整体，它的全能性受到限制，目前只见到高度分化的细胞核在去核卵细胞中表现出全能性，还未见到融合细胞核表现出全能性的例子，因此A、C不符合题意。生产杂交细胞，不是细胞融合的主要目的，杂交细胞只是细胞融合完成后所形成的结构名称。
【答案】 B
3．单克隆抗体与血清抗体相比，其优越之处在于( )
A．单克隆抗体可作为药物治疗肿瘤等疾病
B．单克隆抗体可以在体外制备
C．单克隆抗体特异性强、灵敏度高，并可大量制备
D．单克隆抗体的制备过程简单，操作方便
【解析】 普通的抗体其实也可作为药物的载体，并可在体外通过细胞培养制备，但其纯度低、特异性差。单克隆抗体的制备过程比普通抗体的制备过程要复杂得多。
【答案】 C
4．要想获得大量的单克隆抗体就必须用单个的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合后，进行无性繁殖，形成细胞群，其原因是( )
A．在体外培养条件下，B淋巴细胞可以无限增殖
B．在动物体内B淋巴细胞可产生多达百万种以上的抗体
C．每一个B淋巴细胞都参与特异性免疫反应
D．每一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体
【解析】 B淋巴细胞寿命短，它能够参与特异性免疫，但不一定都参与；B淋巴细胞的免疫具特异性，即每一个B淋巴细胞只能产生一种与特定抗原结合的抗体。
【答案】 D
5．利用动物细胞融合技术可以获得杂交瘤细胞，下列针对单个杂交瘤细胞的叙述不正确的是( )
A．经筛选过程方可获得
B．具有双亲细胞的遗传物质
C．可分泌多种特异性抗体
D．体外培养条件下可大量增殖
【解析】 杂交瘤细胞的制备是动物细胞融合技术的应用，其过程是从已免疫的小鼠体内取出B淋巴细胞和骨髓瘤细胞，通过物理、化学或生物方法使之融合形成杂交瘤细胞，单个杂交瘤细胞只能分泌一种抗体。
【答案】 C
课件62张PPT。第二章 细胞工程第三节 动物细胞工程的应用
第2课时 动物细胞融合和单克隆抗体动物细胞融合两个 多个 杂种细胞 电场法 聚乙二醇 仙台病毒 单克隆抗体 单克隆抗体特定抗体的杂交细胞 单克隆 蛋白质 特异性 灵敏度 肿瘤 器官移植 点击右图进入…Thank you for watching !课时分层作业(七)
(建议用时：45分钟)
[基础达标练]
1．下列关于动物细胞培养的叙述，错误的是( )
A．用于培养的细胞大都取自胚胎或幼龄动物的器官或组织
B．将所取的组织先用胰蛋白酶等进行处理使其分散成单个细胞
C．细胞铺满整个培养皿底部时，要将细胞转移到新培养液中继续培养
D．动物细胞培养只能传50代左右，所培育的细胞会衰老死亡
【解析】 动物细胞培养至50代左右，细胞增殖会明显减缓，甚至完全停止。
【答案】 D
2．下列关于动物细胞培养的叙述，正确的是( )
A．贴壁细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞
B．培养过程中多数细胞的基因型会发生改变
C．二倍体细胞的传代培养次数通常是无限的
D．恶性细胞系的细胞可进行传代培养
【解析】 动物细胞培养时，具有接触抑制现象，贴壁细胞在培养瓶壁上只可形成一层细胞，A错；细胞在培养过程中，传代次数也是有限的，一般为50次就会死亡，留下来的细胞就是发生了癌变的细胞，遗传物质发生改变，具有不死性，B、C错，D正确。
【答案】 D
3．下列有关体细胞核移植技术的说法不正确的是( )
A．体细胞核移植技术在多种动物中获得了成功，成功率非常高
B．克隆技术的各个环节有待于进一步改进
C．大多数克隆动物还存在一些遗传和生理缺陷类的健康问题
D．克隆动物食品的安全性问题仍然存在争议
【解析】 本题考查体细胞核移植技术的利弊。由于体细胞核移植技术是一项新的技术，对于其原理并不完全清楚，成功率并不高，有许多问题仍待解决。
【答案】 A
4．伦理学家极力反对克隆人，以下哪项不是他们反对克隆人的原因( )
A．严重地违反了人类伦理道德
B．冲击了现有的伦理道德观念
C．克隆人是心理不正常的人
D．干扰正常的社会和家庭关系
【解析】 克隆人严重地违反了人类伦理道德，冲击了现有的伦理道德观念，干扰了正常社会和家庭关系，我们应持反对态度。
【答案】 C
5．下列属于动物细胞培养与植物组织培养主要区别的是( )
A．培养基成分不同
B．动物细胞培养不需要在无菌条件下进行
C．动物细胞可以传代培养，而植物细胞不能
D．动物细胞能够大量培养，而植物细胞只能培养成植株
【解析】 动物细胞培养与植物组织培养有许多相似之处，也有许多不同点。其主要不同点是它们的培养基成分不同。动物细胞培养所用的培养基是液体培养基，动物细胞培养的培养液中通常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐和维生素等，另外还有动物血清。植物组织培养所用的培养基是固体培养基，植物组织培养所需要的物质包含植物生长和发育所需的全部营养成分，如水、矿质元素、蔗糖、维生素、植物激素、氨基酸、琼脂等和有机添加物，没有动物血清。
【答案】 A
6．乙马的卵细胞核被甲马的体细胞核置换后，这个卵细胞经过多次分裂发育成重组胚胎，再植入丙马的子宫内发育，产下一匹小马。下列叙述正确的是( )
A．直接在体外对甲马的体细胞进行诱导也能培养出胚胎来
B．小马的性状完全与甲马相同
C．此项技术可用于保护濒危物种
D．该过程可以很好地证明动物细胞的全能性
【解析】 克隆过程中细胞质遗传物质来自乙马，细胞核中遗传物质来自甲马，所以小马的性状与甲马不完全一致，该过程只能说明动物细胞核具有全能性，而未体现出动物细胞的全能性。
【答案】 C
7．下列关于动物体细胞核移植技术和克隆动物的叙述，正确的是( )
A．目前科学家可以用类似植物组织培养的方法获得完整的动物个体
B．动物体细胞核移植技术可有选择地繁殖某一性别的家畜
C．用于核移植的供体细胞一般都选用传代50代以内的细胞
D．用体细胞核移植方法生产的克隆动物是对体细胞供体动物进行100%的复制
【解析】 动物体细胞的全能性受到限制，不能经过培养获得动物个体；用于核移植的供体细胞一般是10代以内的细胞；克隆动物细胞核内的遗传物质来自供体细胞，其性别与提供细胞核的动物一致，因此可有选择地克隆某一性别的家畜；克隆动物细胞质内的遗传物质主要来自受体卵母细胞，并不是对体细胞供体动物进行100%的复制。
【答案】 B
8．生物技术的发展速度很快，已灭绝生物的“复生”将不再是神话。如果世界上最后一只野驴刚死亡，以下提供的“复生”野驴个体的方法中能够成功的是( )
A．将野驴的体细胞取出，利用细胞培养技术，可培育成新个体
B．将野驴的体细胞两两融合，再经组织培养培育成新个体
C．取出野驴的体细胞核移植到母家驴的去核卵细胞中，经孕育培养成新个体
D．将野驴的一个基因导入家驴的受精卵中，培育成新个体
【解析】 野驴的体细胞的全能性已经受到限制，不能经过培养形成新个体，将野驴的一个基因导入家驴的受精卵中，培育成的是带有野驴基因的家驴；野驴的体细胞核中具有发育成野驴的全部基因，因此通过核移植技术，可使野驴“复生”。
【答案】 C
9．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消化
C．丙过程得到的细胞大多具有异倍体核型
D．丁过程得到的细胞具有异质性
【解析】 动物细胞培养需要无毒、无菌的环境，甲过程指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；乙过程表示将得到的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；丙过程表示原代培养，此时的细胞仍能保持正常的二倍体核型；丁过程表示通过选择或纯化从细胞系中获得具有特殊性质的细胞株的过程，此过程得到的细胞具有异质性。
【答案】 C
10．下图为动物细胞培养过程示意图，请回答以下几个问题：
(1)进行培养的细胞往往取自于胚胎或幼龄动物，原因是____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(2)容器A中的动物器官或组织首先要剪碎，然后用胰蛋白酶处理，其目的是________________________________________________________________
__________________________________________________________________
_____________________________________________________________。
(3)培养先在B瓶中进行。瓶中的培养基成分有葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和________等。当细胞数量增加到一定程度后，细胞的增殖就会减缓。需用胰蛋白酶处理后分瓶继续培养，称为________。
有一类不正常的动物细胞，体外培养失去制约而表现为“疯长”，这类细胞最可能是________。
(4)现用某种大分子染料，对细胞进行染色时，观察到死细胞被染色，而活细胞不被染色，原因是_________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________。
(5)给患者移植经细胞培养形成的皮肤组织后，发生了排斥现象，这是因为机体把移植的皮肤组织当作________进行攻击。
【解析】 (1)同一器官或组织的细胞，胚胎或幼龄动物的较成年和老年的分裂能力强，代谢活力高，更适合进行细胞培养。
(2)对动物的组织碎块使用胰蛋白酶处理，能使各个细胞分散开，形成细胞悬浮液，有利于细胞的生长和增殖。
(3)进行动物细胞培养，需要加入一定量的动物血清，内含多种营养物质和生长因子。
【答案】 (1)胚胎或幼龄动物的器官或组织中的细胞代谢旺盛，分裂能力强
(2)使细胞分散，每个细胞可以与培养液充分接触 (3)动物血清 传代培养 癌细胞 (4)活细胞的细胞膜具有选择透过性，大分子染料不能进入活细胞内，故活细胞不能着色(或死细胞的细胞膜丧失了选择透过性，大分子染料能够进入死细胞内着色) (5)抗原
[能力提升练]
11．某研究小组为测定药物对体外培养细胞的毒性，准备对某种动物的肝肿瘤细胞(甲)和正常肝细胞(乙)进行动物细胞培养。下列说法不正确的是( )
A．在利用两种肝组织块制备肝细胞悬液时，也可用胃蛋白酶处理
B．为了防止细胞培养过程中细菌的污染，可向培养液中加入适量的抗生素
C．细胞培养应在含5%CO2的恒温培养箱中进行，CO2的作用是维持培养液的pH
D．将数量相等的甲、乙细胞分别置于相同适宜条件下培养，一段时间后，会观察到甲细胞数量比乙细胞数量多
【解析】 动物细胞培养的适宜pH为7.2－8.4，而在这样的环境中胃蛋白酶会变性失活，因此在利用两种肝组织块制备肝细胞悬液时，不可用胃蛋白酶处理，应用胰蛋白酶处理，A错误；为了防止细胞培养过程中细菌的污染，可向培养液中加入适量的抗生素，B正确；细胞培养应在含5%CO2的恒温培养箱中进行，CO2的作用是维持培养液的pH，C正确；在适宜环境中，肿瘤细胞的增殖速率大于肝细胞，因此将数量相等的甲、乙细胞分别置于相同适宜培养条件下培养，一段时间后，会观察到甲细胞数量比乙细胞数量多，D正确。
【答案】 A
12．培育克隆蛙的基本过程如图所示。下列叙述不正确的是( )
A．①过程可以用紫外线破坏细胞核
B．若把皮肤细胞换成胚胎细胞则可以提高成功率
C．⑤过程需要进行胚胎移植
D．上述过程证明了细胞质具有调控细胞核发育的作用
【解析】 将卵细胞中的细胞核去除可用紫外线破坏的方法，A对；胚胎细胞的增殖能力强于皮肤细胞，B对；青蛙是卵生动物，不需要进行胚胎移植，C错；细胞质中存在激发核基因特异性表达的物质，D对。
【答案】 C
13．进行动物的克隆繁殖的基本过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A．该过程的技术基础是核移植
B．甲细胞可以是胚胎细胞也可以是体细胞，乙细胞是重组细胞
C．子代动物与提供甲细胞的动物性状完全相同
D．动物难以克隆的根本原因是分化的体细胞的基因组成缺乏完整性
【解析】 该过程的技术包括核移植、早期胚胎培养、胚胎移植等，基础是动物细胞培养，A错误；供核细胞可以是胚胎细胞也可以是体细胞，但胚胎细胞分化程度低，全能性高，乙细胞是重组细胞，B正确；子代动物与提供甲细胞的动物性状大体相同，因还受细胞质基因和环境因素的影响，C错误；动物难以克隆的根本原因是动物细胞是高度分化的细胞，全能性受到抑制，D错误。
【答案】 B
14．(2018·全国卷Ⅲ)2018年《细胞》期刊报道，中国科学家率先成功地应用体细胞对非人灵长类动物进行克隆，获得两只克隆猴——“中中”和“华华”。回答下列问题：
(1)“中中”和“华华”的获得涉及核移植过程，核移植是指________________
_______________________________________________________________。
通过核移植方法获得的克隆猴，与核供体相比，克隆猴体细胞的染色体数目______(填“减半”“加倍”或“不变”)。
(2)哺乳动物的核移植可以分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植，胚胎细胞核移植获得克隆动物的难度________(填“大于”或“小于”)体细胞核移植，其原因是__________________________________________________________。
(3)在哺乳动物核移植的过程中，若分别以雌性个体和雄性个体的体细胞作为核供体，通常，所得到的两个克隆动物体细胞的常染色体数目________(填“相同”或“不同”)，性染色体组合________(填“相同”或“不同”)。
【解析】 (1)核移植是指将供体细胞核移入除去核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育为动物个体。通过核移植方法获得的克隆猴的细胞核由供体提供，所以与核供体相比，克隆猴体细胞的染色体数目不变。
(2)哺乳动物的核移植可以分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植，胚胎细胞核移植获得克隆动物的难度小于体细胞核移植，因为胚胎细胞的分化程度相对较低，恢复其全能性更加容易一些。
(3)哺乳动物核移植的过程中，分别以同种生物的雌性个体和雄性个体的体细胞作为核供体，所得的两个克隆动物体细胞核中除了性染色体组成不同外，常染色体的组成是相同的。
【答案】 (1)将供体细胞核移入除去核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育为动物个体 不变
(2)小于 胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性更容易
(3)相同 不同
15．为了探究不同浓度的某物质(X)对肺癌细胞体外生长的作用，研究人员进行了以下实验，请完善实验思路，并回答相关问题。
材料与用具：小鼠肺癌细胞悬浮液、物质X、癌细胞培养液、生理盐水、蒸馏水、活细胞检测仪、细胞培养瓶等(说明：对动物细胞的培养过程和检测方法不做具体要求)
(1)肺癌细胞是由正常细胞转化而来，除保留了原来细胞的某些特点外，其中最重要的特征是细胞表面粘连蛋白减少和________。
(2)实验思路：
①取五个大小相同的细胞培养瓶，编号A、B、C、D、E，每组加入等量的肺癌细胞悬浮液和____________，并测定初始细胞数。
②在B～E组中依次加入适量且等量不同浓度的物质X(浓度分别为1.0 μg/mL、2.0 μg/mL、3.0 μg/mL、4.0 μg/mL)，A组则加入________作为对照；每组设置三个重复样品。
③以上各组均置于相同且适宜条件下培养。
④检测与数据处理：分别在24 h、48 h、72 h时取样检测各组存活的细胞数，取________值，求细胞存活率(细胞存活率＝实验组/对照组×100%)。
(3)实验结果见如图：
根据实验结果得出实验结论①__________________________；
②________________。
【解析】 (1)癌细胞的重要特征是细胞膜上糖蛋白减少，癌细胞容易分散和转移及无限增殖。
(2)实验设计思路：由曲线可知，实验结果为5条曲线，因此实验分为5组，其中一组加等量生理盐水的是空白对照，另外四组是加入不同浓度的X物质的相互对照，曲线的纵轴代表细胞存活率，因此需要先测初始细胞数，才能计算存活率，为了保证结果的准确性，应该设计重复实验，取平均值，按照实验设计的对照原则与单一变量原则，实验步骤如下：
①取五个大小相同的细胞培养瓶，编号A、B、C、D、E，每组加入等量的肺癌细胞悬浮液和癌细胞培养液，并测定初始细胞数；
②在B～E组中依次加入适量不同浓度的物质X(浓度分别为1.0 μg/mL、2.0 μg/mL、3.0 μg/mL、4.0 μg/mL)，A组则加入等量的生理盐水，作为对照；每组设置三个重复样品；
③以上各组均置于相同且适宜的条件下培养；
④检测与数据处理：分别在24 h、48 h、72 h时取样检测各组存活的细胞数，取平均值，求细胞存活率(细胞存活率＝实验组/对照组×100%)。
(3)分析实验结果中的曲线可知，与加入生理盐水的空白对照实验A相比，加入X物质的实验组的肺癌细胞的存活率降低，说明X物质对癌细胞生长有抑制作用；B、C、D、E实验组相比，相同时间内，X物质浓度越高，存活率越低，同一浓度条件，时间越长，细胞的存活率越低，这说明一定范围内抑制作用随浓度的增大和时间的延长而加强。
【答案】 (1)无限增殖
(2)①癌细胞培养液 ②等量的生理盐水 ④平均
(3)实验结论：①X物质对癌细胞生长有抑制作用 ②一定范围内抑制作用随浓度的增大和时间的延长而加强
课时分层作业(八)
(建议用时：45分钟)
[基础达标练]
1．下列有关植物体细胞杂交与动物细胞融合的比较，正确的是( )
A．两者应用的原理都是高度分化的细胞具有全能性
B．两者都可用聚乙二醇(PEG)诱导细胞融合
C．两者成功的标志都是形成融合细胞核
D．两者都已用于大量生产分泌离蛋白
【解析】 植物体细胞杂交的原理是细胞膜具有流动性和植物细胞具有全能性，动物细胞融合的原理是细胞膜具有流动性，A错误；聚乙二醇(PEG)既可诱导动物细胞融合，也可诱导植物原生质体融合，B正确；植物原生质体融合完成的标志是再生形成新的细胞壁，动物细胞融合完成的标志是形成融合细胞核，C错误；植物体细胞杂交的目的是产生杂种植株，动物细胞融合可用于大量生产分泌蛋白，D错误。
【答案】 B
2．生产单克隆抗体时，在培养液中加入某种试剂能筛选出杂交瘤细胞，因为该试剂( )
A．能抑制淋巴细胞和杂交瘤细胞的DNA复制
B．能阻止淋巴细胞的原癌基因被激活
C．选择性抑制骨髓瘤细胞的DNA复制
D．能阻止杂交瘤细胞核糖体上所有蛋白质的合成
【解析】 由于骨髓瘤细胞与杂交瘤细胞都能无限增殖，而生产单克隆抗体需要选择出杂交瘤细胞，所以需要用试剂抑制骨髓瘤细胞DNA的复制。因此，该试剂的作用为选择性抑制骨髓瘤细胞的DNA复制。
【答案】 C
3．制备单克隆抗体所采用的细胞工程技术包括( )
①细胞培养 ②细胞融合 ③动物体细胞克隆 ④细胞核移植
A．①② B．①③
C．②③ D．③④
【解析】 制备单克隆抗体时，首先采用细胞融合技术得到杂交瘤细胞，再采用动物细胞培养技术获得能产生所需抗体的细胞群。
【答案】 A
4．下列对植物体细胞杂交和动物细胞融合的比较，描述正确的是( )
A．动物细胞融合与植物原生质体融合的基本原理相同，诱导融合的方法也完全相同
B．两者都可以跨越种属间的生殖隔离，突破有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能
C．利用动物细胞融合技术而发展起来的杂交瘤技术，为试管婴儿的诞生开辟了新途径
D．目前科学家终于实现了两个植物物种间的体细胞杂交，得到了同时具有两个物种遗传物质的“超级植物”，并使它们的性状全部得以体现
【解析】 动物细胞融合可用灭活的病毒诱导，而植物原生质体则不能；杂交瘤技术是细胞工程技术，而试管婴儿则是胚胎工程内容；生物性状的体现是基因型与环境共同作用的结果，“超级植物”具有两个亲本的遗传物质，但性状不一定能全部表达。
【答案】 B
5．利用细胞工程方法，以SARS病毒核衣壳蛋白为抗原制备出单克隆抗体。下列相关叙述正确的是( )
A．用纯化的核衣壳蛋白反复注射到小鼠体内，产生的血清抗体为单克隆抗体
B．体外培养单个B淋巴细胞可以获得大量针对SARS病毒的单克隆抗体
C．将等量B淋巴细胞和骨髓瘤细胞混合，经聚乙二醇诱导融合后的细胞均为杂交瘤细胞
D．利用该单克隆抗体与SARS病毒核衣壳蛋白特异性结合的方法可诊断出病毒感染者
【解析】 用纯化的核衣壳蛋白反复注射到小鼠体内，小鼠血清中的抗体会有多种，不能称为单克隆抗体。B淋巴细胞是高度分化的细胞，在体外培养的条件下不能无限分裂，故不能获得大量针对SARS病毒的抗体。将等量的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞混合，经聚乙二醇诱导融合后的细胞有杂交瘤细胞、B淋巴细胞自身融合细胞和骨髓瘤细胞自身融合细胞等多种类型。利用该单克隆抗体与SARS病毒核衣壳蛋白特异性结合的方法诊断出病毒感染者，是单克隆抗体的重要应用。
【答案】 D
6．通过细胞工程生产单克隆抗体时，通常要经过三次筛选：①选出能产生抗体的B淋巴细胞 ②在特定培养基中筛选杂交瘤细胞 ③选出能产生特定抗体并能大量增殖的细胞群，这三个过程的先后顺序是( )
A．②③① B．①②③
C．①③② D．②①③
【解析】 根据单克隆抗体的制备过程，首先是选出能产生抗体的B淋巴细胞——浆细胞，其次是筛选出杂交瘤细胞，最后是筛选出能产生特定抗体并能大量增殖的杂交瘤细胞。
【答案】 B
7．关于单克隆抗体，下列叙述不正确的是( )
A．可以制成诊断盒，用于疾病的诊断
B．可以在生物体内生产，不能体外生产
C．具有特异性强、纯度高、灵敏度高等优点
D．可以与药物结合，用于病变细胞的定向治疗
【解析】 杂交瘤细胞的制备是动物细胞融合技术的应用，其过程是从已免疫的小鼠体内取出B淋巴细胞和骨髓瘤细胞，通过物理、化学或生物方法使之融合形成杂交瘤细胞，经过筛选与培养，可得到能产生单一抗体的杂交瘤细胞，再经过体内或体外培养可获得单一抗体，因而具有较强的特异性。单克隆抗体还具有纯度高、灵敏度高等优点。由于单克隆抗体具有较强的特异性，所以可制成诊断盒用于疾病诊断，也可以与药物结合，用于病变细胞的定向治疗。
【答案】 B
8．美国某研究小组在《科学》杂志上撰文透露，他们利用成年猪的动脉血管细胞和能够模拟胚胎环境的新型生物效应器，成功地在实验室里培育出了新的动脉血管。这种血管的外形和功能都与真的血管一样。这一研究成果是生物组织培养工程领域的重大进展。下列关于以上技术的叙述中，不正确的是( )
A．这项技术属于动物细胞工程的范畴
B．这项技术的基础是动物细胞培养技术
C．这项技术的关键是要激发血管细胞的“全能性”
D．这项技术的关键是要激发血管细胞发育成血管的潜能
【解析】 题干中的过程属于“治疗性克隆”，是以动物细胞培养为基础的，它只是发育成了血管而并未形成一个完整的个体，不能体现血管细胞的“全能性”，只是激发了血管细胞发育成血管的潜能。
【答案】 C
9．用动物细胞工程技术制备单克隆抗体，下列实验步骤中错误的是( )
A．将抗原注入小鼠体内，获得能产生抗体的B淋巴细胞
B．用氯化钙作诱导剂，促使能产生抗体的B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合
C．筛选杂交瘤细胞，并从中选出能产生所需抗体的细胞群，培养后提取单克隆抗体
D．该杂交瘤细胞株的增殖方式和产物分别是有丝分裂和单克隆抗体
【解析】 B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合需要灭活的病毒、聚乙二醇或物理因素来诱导。氯化钙不能作为诱导剂，氯化钙的作用是在基因工程中用于提高细胞壁的通透性，便于重组质粒进入微生物细胞内。
【答案】 B
10．1984年，德国科学家柯勒和阿根廷科学家米勒斯坦由于发展了单克隆抗体技术，完善了极微量蛋白质的检测技术而获得了诺贝尔生理学或医学奖。如图是单克隆抗体制备示意图，请据图回答下列问题。
(1)据图可知，____________技术是动物细胞工程技术的基础，而________技术突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能。
(2)图中过程1常用的促融剂是________，过程2常在________培养基中完成。
(3)A细胞为________细胞，其特点是_________________________________
______________________________________________________________。
(4)合成的单克隆抗体最终可以从________和________中提取。
【解析】 (1)动物细胞工程技术的基础是动物细胞培养技术，细胞融合是在自发或人工诱导下，两个或多个细胞或原生质体融合形成一个杂种细胞，该技术突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能。(2)过程1中细胞融合的诱导物种类很多，常用的方法主要有生物法(如利用灭活的仙台病毒诱导)、化学法(如利用聚乙二醇诱导)和物理法(如利用电场法诱导)。目前应用最广泛的是利用聚乙二醇诱导，因为它易得、简便，且融合效果稳定。动植物细胞融合方法不完全相同，生物法(如利用灭活仙台病毒诱导)是动物细胞融合所特有的。过程2是单克隆抗体技术的第一次筛选(在特定的选择性培养基上)，目的是筛选出骨髓瘤细胞与经过免疫的B淋巴细胞融合的杂交瘤细胞。(3)A细胞为杂交瘤细胞，杂交瘤细胞具有骨髓瘤细胞与经过免疫的B淋巴细胞的遗传物质，因而具有既能迅速大量增殖，又能产生专一性抗体的特点。(4)杂交瘤细胞的培养一般有体外培养和体内培养两种方式，体外培养是在液体培养基中培养，培养后从培养液中提取单克隆抗体；体内培养是在小鼠腹腔中培养，培养后从小鼠腹水中提取单克隆抗体。
【答案】 (1)动物细胞培养 细胞融合
(2)仙台病毒(或聚乙二醇、电场法) 选择性
(3)杂交瘤 既能迅速大量增殖，又能产生专一性抗体
(4)培养液 小鼠腹水
[能力提升练]
11．下图表示植物细胞或动物细胞融合的简略过程。有关叙述中，不正确的是( )
A．在将A和B两种植物细胞进行体细胞杂交前，必须先利用酶解法去除细胞的有关结构
B．若该过程是制备人抗某病毒的单克隆抗体的过程，则在培养D细胞的培养液中通常要加入一定量抗生素、血清等物质
C．与传统的有性杂交相比，细胞融合技术优越性在于定向地改造生物的性状
D．人工诱导动物细胞融合可用灭活的病毒作为诱导剂，而植物细胞融合不能
【解析】 两种植物细胞进行体细胞杂交前，必须先利用酶解法去除细胞壁，制备原生质体，A正确；在制备人抗某病毒的单克隆抗体的过程中，需在培养液中加入一定量抗生素、血清等物质，B正确；与传统的有性杂交相比，细胞融合技术优越性在于可以克服远缘杂交的不亲和障碍，但不能定向地改造生物的性状，C错；灭活的病毒作为诱导剂是动物细胞融合特有的人工诱导方法，D正确。
【答案】 C
12．如图是单克隆抗体制备流程的简明示意图。下列有关叙述，正确的是( )
A．①是从已免疫的小鼠脾脏中获得的效应T淋巴细胞
B．②中使用胰蛋白酶有利于杂交瘤细胞的形成
C．③同时具有脾脏细胞和鼠骨髓瘤细胞的特性
D．④是经筛选培养获得的能分泌特异性抗体的细胞群
【解析】 明确单克隆抗体制备过程的几个关键环节是准确解答本题的关键。①是从小鼠脾脏中获得的能产生抗体的浆细胞，A项错误；②中应该使用能促进细胞融合的促融剂，如聚乙二醇等，B项错误；③同时具有从脾脏中分离出的浆细胞和骨髓瘤细胞的特性，C项错误；④是经筛选培养获得的能产生特异性抗体的细胞群，D项正确。
【答案】 D
13．核苷酸合成有两个途径，物质A可以阻断其中的全合成途径(如图)。正常细胞内含有补救合成途径所必需的转化酶和激酶，制备单克隆抗体时选用的骨髓瘤细胞中缺乏转化酶。现用加入H、A、T三种物质的“HAT培养基”来筛选特定的杂交瘤细胞。关于筛选原理的叙述，正确的是( )
A．免疫的B细胞及其互相融合细胞因全合成途径被A阻断而在HAT培养基上不能增殖
B．骨髓瘤细胞及其互相融合细胞因无法进行上述两个途径而在HAT培养基上不能增殖
C．杂交瘤细胞因为可以进行上述两个途径所以能在HAT培养基上大量增殖
D．HAT培养基上筛选出的所有杂交瘤细胞既能大量增殖又能产生高纯度的目标抗体
【解析】 免疫B细胞及其互相融合细胞均属于成熟细胞，不能增殖，A错误；骨髓瘤细胞及其互相融合细胞缺乏转化酶，又因HAT培养基中的物质A阻断了全合成途径，所以在HAT培养基上不能增殖，B正确；杂交瘤细胞因为可以进行补救途径能够在HAT培养基上大量繁殖，C错误；HAT培养基上筛选出的杂交瘤细胞能大量增殖，也能产生抗体，但不一定都能产生特异性的目标抗体，D错误。
【答案】 B
14．如图为利用人的成纤维细胞(具分裂能力、能在HAT培养基上存活)和小鼠的骨髓瘤细胞(具分裂能力、不能在HAT培养基上存活)进行人类基因定位的操作示意图，请回答相关问题。
(1)图示方法是________________技术的应用，该技术的基础是_________
技术。
(2)操作所用的成纤维细胞应传代________________代以内，诱导融合时需要加入的促融剂是__________________________________________。
(3)人、鼠细胞先经过细胞膜融合形成__________细胞，再经过一次____，形成单核细胞。
(4)HAT培养基起________培养作用，培养时温度应为________℃，操作中加入乌本苷的目的是________________________________________。
【解析】 (1)图示骨髓瘤细胞与成纤维细胞通过动物细胞融合形成杂交细胞，此技术的基础是动物细胞培养技术。(2)动物细胞培养通常为10代以内，可以保持细胞正常的二倍体核型。(3)人、鼠细胞经过细胞膜融合会成为多核细胞，再经过一次有丝分裂，形成单核细胞。(4)据题干信息，成纤维细胞能在HAT培养基上存活，而小鼠骨髓瘤细胞不能在HAT培养基上存活，则HAT培养基起选择作用，筛选出成纤维细胞以及与成纤维细胞融合的杂交细胞，操作中加入乌本苷的目的是除去成纤维细胞，筛选出杂交细胞。
【答案】 (1)动物细胞融合 动物细胞培养
(2)10 聚乙二醇(或灭活病毒) (3)多核 有丝分裂 (4)选择 36.5±0.5 除去成纤维细胞
15．下图示单克隆抗体的制备过程，请回答相关问题：
(1)图中①表示给小鼠注射______________。细胞②是________。
(2)第④步不仅是细胞培养的过程，也是细胞筛选的过程。若细胞②基因型为AA，细胞③基因型为BB，筛选的目标应是基因型为________的细胞。
(3)②③融合后的细胞称为________细胞，④⑤过程细胞连续增殖。这些细胞表现出的特点是____________________________________________________
________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
(4)⑤⑥分别表示细胞培养的不同阶段。动物细胞培养液的配方通常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素，与植物细胞培养基有所不同的是，还应加入__________。
(5)与抗体合成与分泌有关的细胞器有____________________________。
(6)单克隆抗体与常规抗体相比，具有________________等特点。
【解析】 本题考查单克隆抗体制备过程及特点。首先向小鼠注射抗原，得到效应B细胞，然后将效应B细胞(AA)和骨髓瘤细胞(BB)融合，筛选出杂交瘤细胞(AABB)。培养杂交瘤细胞运用动物细胞培养技术，培养液中除含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素，还需加入动物血清。抗体在核糖体上合成，经内质网、高尔基体加工，由细胞膜分泌出去，还需要线粒体提供能量。
【答案】 (1)抗原 效应B细胞 (2)AABB (3)杂交瘤 既能无限增殖，又能产生单一抗体 (4)动物血清
(5)核糖体、线粒体、内质网、高尔基体 (6)特异性强、灵敏度高
