高中生物考点83 动物细胞培养和体细胞克隆-备战2022年高考生物考点一遍过

1．动物细胞培养

（1）动物细胞的培养过程

（2）培养条件

①无菌、无毒的环境：对培养液和所有培养用具进行无菌处理，添加抗生素，定期更换培养液以清除代谢产物。

②营养：除正常的有机和无机营养外，需加入血清、血浆等一些天然成分。

③适宜的温度和pH：温度为36.5±0.5_℃(哺乳动物)，pH为7.2～7.4。

④气体环境：含95%空气加5%CO2的混合气体，其中后者的作用是维持培养液的pH。

（3）应用：生物制品的生产、检测有毒物质、医学研究。

2．动物体细胞核移植技术和克隆动物

（1）动物体细胞核移植技术的过程

（2）原理：动物体细胞核具有全能性。

（3）结果：产生新个体。

（4）应用：①加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育；②保护濒危物种；③生产医用蛋白；④作为异种移植的供体；⑤用于组织器官的移植。学&科网

考向  动物细胞培养与动物体细胞核移植的过程分析

1．下列关于动物细胞培养的叙述，正确的是

A．动物的组织培养可以伴随组织分化，长期培养最终变成细胞培养

B．动物细胞培养基添加胰岛素的目的是调节血糖浓度

C．细胞分化和细胞癌变过程中，基因突变导致基因组已经不完整

D．基因型相同的细胞融合叫细胞杂交，基因型不同的细胞融合叫细胞融合

【参考答案】A

【试题解析】A、动物的组织培养可以伴随组织分化，长期培养最终变成细胞培养，A正确；B、胰岛素的作用是降低血糖浓度，动物细胞培养基中不需要添加胰岛素，B错误；C、一般情况下，基因突变不会导致基因组不完整，C错误；D、细胞杂交又称细胞融合，指将两个不同的动物细胞融合成一个细胞的过程，D错误。

解题技巧

动物细胞培养与动物体细胞核移植的比较

2．下列关于克隆技术的叙述，正确的是 

A．植物组织培养和动物细胞培养的原理都是细胞的全能性

B．植物体细胞杂交和动物细胞融合都可以克服生殖隔离得到新个体

C．动物细胞工程需要在无菌条件下进行，植物细胞工程不需要

D．植物组织培养可用于单倍体育种，动物体细胞核移植可以培养克隆动物

【答案】D

【解析】A、植物组织培养的原理是细胞的全能性，动物细胞培养的原理是细胞增值，A错误；B、动物细胞融合可以形成杂种细胞，但是不能得到新个体，B错误；C、植物细胞工程和动物细胞工程都需要在无菌条件下进行，C错误；D、植物组织培养可用于单倍体育种，动物体细胞核移植可以培养克隆动物，D正确。

1．下列有关体细胞核移植过程的叙述，错误的是

A．在体外将从卵巢采集到的卵母细胞培养到减数第一次分裂中期

B．供体细胞不一定要来自珍稀动物

C．通过显微操作技术去除卵母细胞的细胞核和第一极体

D．使用电脉冲等方法激活重组细胞使其完成细胞分裂和发育

2．动物细胞体外培养时，通常要在培养基中补充一定浓度的某些物质。如图是血清对正常细胞和癌细胞培养影响的实验结果。下列从该图提供的信息获得的结论中不正确的是

A．正常细胞与癌细胞的增殖速率相同
B．有无血清对正常细胞与癌细胞培养的影响不同
C．培养基中补充血清有助于正常细胞的培养

D．培养基中是否补充血清对癌细胞的培养影响不大

3．动物细胞培养的特点是

①细胞贴壁   ②有丝分裂    ③分散生长    ④接触抑制

⑤减数分裂   ⑥传代培养的细胞一般传至十代后就不易传下去了

A．①②④⑥ 

B．B．②③④⑤ 

C．C．①③④⑥ 

D．D．③④⑤⑥

4．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．目前在实验中，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．体细胞的细胞核移植到受体细胞之前，要先去掉受体卵母细胞的核

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

5．动物细胞培养是动物细胞工程的基础，如图所示，a、b、c表示现代工程技术，①、②、③表示其结果，下列说法正确的是

A．若a是核移植技术，①反映了动物细胞也具有全能性
B．c可以表示单克隆抗体的制备，③为获得的单克隆抗体
C．①②③中作为受体的动物品种是珍稀的或存量少的雌性动物

D．若b是试管动物技术，则②为良种家畜快速大量繁殖提供了可能

6．如图是克隆羊的培育流程图，下列相关说法错误的是

A．卵母细胞可以从屠宰场收集，并在体外培养到减Ⅰ中期
B．从供体羊中取上皮细胞需要用胰蛋白酶进行处理
C．用微型吸管将卵母细胞的细胞核和第一极体吸出

D．代孕母羊和供体羊需经过同期发情处理

7．下图表示动物细胞培养的过程，下列有关该过程的说法，正确的是

A．乙中进行动物细胞培养时应通入适量的CO2以调节pH

B．宜用胃蛋白酶将甲中的动物组织块分散为单个的细胞

C．甲中用于培养的动物细胞宜取自成年动物

D．丙中细胞大量繁殖后，细胞之间相互接触能促进细胞的分裂

8．治疗性克隆有望最终解决供体器官的短缺和器官移植出现的排异反应。下图表示治疗性克隆的过程，下列有关叙述错误的是

A．上述过程利用了动物细胞移植、动物细胞培养等技术
B．上述过程充分说明动物细胞具有全能性
C．胚胎干细胞具有发育的全能性，可从早期胚胎中分离获取

D．①、②过程都发生DNA复制，转录和翻译

9．图表示动物细胞培养程序图，请据图回答下列问题：

（1）过程②表示________。

（2）过程________用胰蛋白酶处理组织块或贴壁细胞使其分散成单个细胞，这样做的目的是________。

（3）过程⑤进行的细胞培养是________，细胞适于________生长增殖。

（4）过程⑦进行的细胞培养是________，一般传至10代后就不易传下去了，传至10～50代左右时，增殖会逐渐缓慢，以至于完全停止，部分细胞的________会发生改变。继续培养时，少部分细胞发生了________，朝着等同于________的方向发展。

（5）⑤和⑦过程都要放在______________中培养。

10．2018年1月25日，由中科院神经科学研究所团队克隆的猕猴“中中”和“华华”，登上了全球顶尖学术期刊《细胞》的封面，该成果标志着中国率先开启了以体细胞克隆猴作为实验动物模型的新时代。回答下列问題：

（1）正常情况下，哺乳动物的受精过程主要包括:__________，进入卵细胞膜，原核形成和融合。

（2）哺乳动物的体外受精主要包括________、________等几个主要步骤。

（3）在体外受精前，要对精子进行获能处理。通常采用的体外获能方法有培养法和______________。

（4）在使用合成培养基培养早期胚胎时，通常还需加入_______等天然物质，并需要适时_______，以清除代谢产物，防止代谢产物积累对早期胚胎造成危害。

（5）胚胎在受体内存活的最可能的生理基础是____________________。

（6）克隆猴成功后，人们不得不慎重考虑克隆人的问题，对于此问题，中国政府的态度是_________。

11．（2019江苏卷·29）利用基因编辑技术将病毒外壳蛋白基因导入猪细胞中，然后通过核移植技术培育基因编辑猪，可用于生产基因工程疫苗。下图为基因编辑猪培育流程，请回答下列问题：

（1）对1号猪使用_________处理，使其超数排卵，收集并选取处在__________时期的卵母细胞用于核移植。

（2）采集2号猪的组织块，用__________处理获得分散的成纤维细胞，放置于37 ℃的CO2培养箱中培养，其中CO2的作用是________。

（3）为获得更多基因编辑猪，可在胚胎移植前对胚胎进行__________。产出的基因编辑猪的性染色体来自于_________号猪。

（4）为检测病毒外壳蛋白基因是否被导入4号猪并正常表达，可采用的方法有__________（填序号）。

①DNA测序    ②染色体倍性分析

③体细胞结构分析   ④抗原—抗体杂交

12．（2016·新课标2卷)下图表示通过核移植等技术获得某种克隆哺乳动物（二倍体）的流程。

回答下列问题：

（1）图中A表示正常细胞核，染色体数为2n，则其性染色体的组成可为____________。过程①表示去除细胞核，该过程一般要在卵母细胞培养至适当时期再进行，去核时常采用_______的方法。②代表的过程是__________。

（2）经过多次传代后，供体细胞中______的稳定性会降低，因此，选材时必须关注传代次数。

（3）若获得的克隆动物与供体动物性状不完全相同，从遗传物质的角度分析其原因是______。

（4）与克隆羊“多莉（利）”培养成功一样，其他克隆动物的成功获得也证明了__________。

1．【答案】A

【解析】A、由于MⅡ期卵母细胞核的位置靠近第一极体，用微型吸管可一并吸出细胞核与第一极体，所以需要将卵母细胞培养到减数第二次分裂中期，故A错误；B、供体细胞不一定要来自珍稀动物，故B正确；C、在核移植之前，需要通过显微操作技术去除卵母细胞的细胞核和第一极体，故C正确。D、本实验中需要用物理或化学方法（如电脉冲、钙离子载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等）激活受体细胞，使其完成细胞的分裂和发育进程，故D正确。

2．【答案】A

【解析】正常细胞与癌细胞在有血清和无血清时曲线均不重叠，说明正常细胞与癌细胞的增殖速率不同，A错误；正常细胞在有血清和无血清培养时，同一培养时间下细胞数目不同，说明有无血清对正常细胞培养的影响不同，B正确；正常细胞与癌细胞在有血清的条件下培养，同一培养时间下细胞数目均比无血清时多，说明培养基中补充血清有助于正常细胞的培养，C正确；癌细胞在有血清和无血清培养时，同一培养时间下细胞数目变化趋势一致，说明培养基中是否补充血清对癌细胞的培养影响不大，D正确。

3．【答案】A

【解析】动物细胞培养时，悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上，称为细胞贴壁，①正确；培养的动物细胞是通过有丝分裂的方式进行增殖的，不会出现分散生长，②正确，③⑤错误；当细胞分裂生长到细胞表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖，即接触抑制，④正确；传代培养的细胞一般传至十代后就不易传下去，⑥正确。综上所述，供选答案组合，A 项正确，B、C、D三项均错误。

4．【答案】B

【解析】A、由于细胞的分化，动物细胞的全能性受到限制，所以不能用类似于植物组织培养的方法获得完整的动物个体，A错误；B、在核移植前一般要先除去卵母细胞的细胞核，获得卵母细胞的细胞质，B正确；C、传代10代以内的细胞保持正常的二倍体核型，遗传物质没有发生改变，用传代10代以内的细胞用于核移植的供体细胞，C错误；D、过体细胞核移植方法生产的重组细胞中核是供体细胞的，但细胞质是受体细胞的，则重组细胞中遗传物质决大多数来自供体，不是对体细胞供体动物进行了100%的复制，D错误。

5．【答案】D

【解析】若a是核移植技术，则①反映了动物体细胞的细胞核具有全能性，A错误；单克隆抗体的制备，需要借助动物细胞培养技术来培养杂交瘤细胞等细胞，但不涉及胚胎移植，因此c不能表示单克隆抗体的制备，B错误；①②③中都需要进行胚胎移植，作为受体的动物品种必须是同种的健康的雌性动物，不一定为珍稀动物，C错误；若b是试管动物技术，借助体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植，②为良种家畜快速大量繁殖提供了可能，D正确。

6．【答案】A

【解析】从屠宰场收集的卵母细胞需在体外培养到减Ⅱ中期才有受精能力，A错误；从供体羊中取上皮细胞，需要用胰蛋白酶进行处理，使其分散为单个细胞，B正确；核移植过程中，通过显微操作去除卵母细胞中的细胞核，由于MⅡ期卵母细胞核的位置靠近第一极体，因此用微型吸管可将卵母细胞的细胞核和第一极体吸出，C正确；在克隆羊的培育过程中，重组胚胎发育到一定阶段，需借助胚胎移植技术，将其移植到同种的、生理状态相同的代孕母羊体内，为了保证移入的胚胎能够存活，代孕母羊和供体羊需经过同期发情处理，D正确。

7．【答案】A

【解析】动物细胞培养的过程：取动物组织块（动物胚胎或幼龄动物的器官或组织）→剪碎→用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养瓶中进行原代培养→贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞继续传代培养。A、动物细胞培养过程中，需要加入一定的二氧化碳以维持培养液的pH，A正确；B、将甲中的动物组织块分散为单个的细胞应该用胰蛋白酶或胶原蛋白酶，但是不能用胃蛋白酶，B错误；C、甲中用于培养的动物细胞宜取自动物胚胎或幼龄动物的器官或组织，C错误；D、丙中细胞大量繁殖后，细胞之间相互接触能抑制细胞的分裂，D错误。

8．【答案】B

【解析】由图可知，该过程涉及许多生物技术，包括动物细胞移植、动物细胞培养等，A正确。细胞全能性指高度分化的细胞离体后能发育成完整的生物个体的潜能，因此上图不能说明细胞具有全能性，B错误。胚胎干细胞在功能上具有全能性，可从早期胚胎或原始性腺中分离获取，C正确。①②过程中伴有细胞分裂和细胞分化过程，细胞分裂间期发生DNA复制和蛋白质合成，为细胞分裂期做准备；细胞分化的实质是基因选择性表达，包括转录和翻译两过程，D正确。

9．【答案】（1）使细胞分散开

（2）原代培养   细胞贴壁    接触抑制    胰蛋白酶    细胞悬液

（3）传代培养    癌细胞    10    细胞正常的二倍体核型

（4）防止培养过程中的污染    维持培养液的pH

【解析】（1）动物细胞培养过程中，常用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理组织块，使细胞分散。（2）在C瓶中进行的是动物组织消化后的初次培养，称为原代培养。悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上，称为细胞贴壁。细胞进行有丝分裂，数量不断增多，当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的接触抑制。为了把C瓶中的细胞分瓶，要用胰蛋白酶处理，目的是使细胞从瓶壁上脱离下来，然后配成细胞悬液，再分装。（3）分装后，在D瓶中培养叫做传代培养，传代培养的细胞在传至10~50代左右时，增殖会逐渐缓慢，以至于完全停止，这时部分细胞的细胞核型可能会发生变化。少部分细胞会克服细胞寿命的自然极限，获得不死性，朝着等同于癌细胞的方向发展。目前使用的或冷冻保存的正常细胞通常为10代以内，以保持细胞正常的二倍体核型。（4）细胞培养需满足一定的条件，添加抗生素是为了防止培养过程中被杂菌污染；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，CO2的主要作用是维持培养液的pH。

9．【答案】（1）剪碎组织   

（2）③和⑥    解除由于接触对细胞生长和增殖的抑制   

（3）原代培养    贴壁   

（4）传代培养    细胞核型    突变    癌细胞   

（5）二氧化碳培养箱   

【解析】动物细胞培养程序：

（1）取动物胚胎或幼龄动物器官、组织。将材料剪碎，并用胰蛋白酶（或用胶原蛋白酶）处理（消化），形成分散的单个细胞，将处理后的细胞移入培养基中配成一定浓度的细胞悬浮液。悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上，当贴壁细胞分裂生长到互相接触时，细胞就会停止分裂增殖，出现接触抑制。

（2）此时需要将出现接触抑制的细胞重新使用胰蛋白酶处理。再配成一定浓度的细胞悬浮液。另外，原代培养就是从机体取出后立即进行的细胞、组织培养。

（3）当细胞从动植物中生长迁移出来，形成生长晕并增大以后，科学家接着进行传代培养，即将原代培养细胞分成若干份，接种到若干份培养基中，使其继续生长、增殖。通过一定的选择或纯化方法，从原代培养物或细胞系中获得的具有特殊性质。

【详解】（1）动物细胞培养时，先将组织剪碎。（2）根据前面的动物细胞的操作流程并结合图示可知，需要用胰蛋白酶使动物细胞分散成许多单个细胞过程是③和⑥，其目的是解除由于接触对细胞生长和增殖的抑制。（3）悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上，称为细胞贴壁，以后，细胞进行有丝分裂，数目不断增多，当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的接触抑制，人们通常将动物组织消化后的初次培养称为原代培养。（4）贴满瓶壁的细胞需要重新用胰蛋白酶等处理，然后分别继续培养，让细胞继续增殖，这样的过程称为传代培养；一半传至10代后就不易传下去了，传至10～50代继续培养时，增殖会逐渐缓慢，以至于完全停止，部分细胞的细胞核型会发生改变；继续培养时，少部分细胞发生了突变，朝着等同于癌细胞的方向发展。（5）动物细胞培养的⑤和⑦过程都要放在恒温的二氧化碳培养箱中培养。

10．【答案】（1）精子穿越放射冠和透明带

（2）卵母细胞的采集     精子的获取和受精

（3）化学诱导法    

（4）血清(或血浆）    更换培养液

（5）受体子宫基本上不对外来胚胎发生免疫排斥反应

（6）禁止生殖性克隆人，不反对治疗性克隆

【解析】（1）获能后的精子与卵子相遇后，首先发生顶体反应，依靠顶体内的酶先溶解卵丘细胞间的物质，使精子穿越放射冠，然后将透明带溶出一条孔道，使精子穿越透明带，进入卵细胞膜。（2）进行哺乳动物的体外受精，首先需要采集卵母细胞，并培养至减数第二次分裂中期；采集精子，并进行获能处理，然后进行体外受精。（3）对精子进行获能处理的方法有培养法和化学诱导法两种。对于啮齿动物、家兔和猪等动物的精子，一般采用培养法；对牛、羊等家畜的精子常采用化学诱导法。（4）动物细胞培养时，除加入糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素外，通常还需加入动物血清等天然物质，以满足早期胚胎发育的需要。适时更换培养液，可以清除代谢产物，防止代谢产物积累对早期胚胎造成危害。（5）胚胎在受体内存活的生理基础是受体子宫基本上不对外来胚胎发生免疫排斥反应。（6）目前克隆人技术并不成熟，同时为避免克隆人可能带来的伦理问题，中国政府对克隆人的态度是禁止生殖性克隆人，但不反对治疗性克隆，以让克隆技术最大限度服务于人类医学研究。

11．【答案】（1）促性腺激素   减数第二次分裂中期

（2）胰蛋白酶（胶原蛋白酶）   维持培养液的pH

（3）分割   2

（4）①④

【解析】

【分析】据图分析，图示基因编辑猪培育过程涉及的技术手段有转基因技术、核移植技术、早期胚胎培养技术和胚胎移植技术等，利用转基因技术将病毒外壳蛋白基因（目的基因）导入2号猪的体细胞核中，然后将2号猪的体细胞核移植到1号猪的去核卵母细胞中，再将重组细胞培养到囊胚并移植到3号猪的子宫中去，最后分娩产生了4号转基因克隆猪。

【详解】（1）据图分析可知，1号猪提供的是卵母细胞，对其注射促性腺激素可使其超数排卵，获得的卵母细胞需要培养到减数第二次分裂中期才能进行核移植。

（2）将2号猪的组织块分散成单个的成纤维细胞需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理，该细胞的培养应在37℃含5%的CO2的恒温培养箱中进行，其中CO2的主要作用是维持培养液的pH。

（3）利用胚胎分割技术对图示早期胚胎进行分割，可以获得更多的基因编辑猪；据图分析可知，核移植的细胞核来自于2号猪，因此产出的基因编辑猪的性染色体来自于2号猪。

（4）检测病毒外壳蛋白基因（目的基因）是否导入4号猪，可以采用DNA分子杂交法检测目的基因的序列；目的基因表达的最终产物是蛋白质（病毒外壳蛋白），可以利用抗原-抗体杂交法进行检测，故选①④。

【点睛】解答本题的关键是掌握转基因技术、动物细胞培养、胚胎移植等过程，能够弄清楚题图中不同的猪提供的结构和作用，明确核移植时的卵母细胞需要培养到减数第二次分裂中期，并能够选择正确的方法检测目的基因是否表达。

12.【答案】（1）XX或XY     显微操作      胚胎移植

（2）遗传物质  

（3）卵母细胞的细胞质中的遗传物质会对克隆动物的性状产生影响

（4）动物已分化体细胞的细胞核具有全能性。

【解析】（1)提供体细胞的供体可能为雌性，也可能为雄性，因此图中A（正常细胞核）的性染色体
组成为XX或XY。常采用显微操作去核法来去除卵母细胞的细胞核。②过程表示将早期胚胎移入受体，
即胚胎移植。（2）取供体动物的体细胞培养，一般选用传代10代以内的细胞，因为10代以内的细胞
一般能保持正常的二倍体核型，保证供体细胞正常的遗传基础。超过10代继续培养，供体细胞中遗传
物质（或核型）的稳定性会降低。（3）克隆动物的细胞核基因未自供体，因此大部分性状与供体相同，
但细胞质基因来源于受体（或提供卵母细胞的个体），即卵母细胞的细胞质中的遗传物质会对克隆动
物的性状产生影响，这就决定了克隆动物的性状与供体不完全相同。（4）克隆动物的培育采用的是核
移植技术，核移植技术的原理是：已经分化的动物体细胞核具有全能性。