专题17动物细胞工程和胚胎工程-备战2025年高考生物一轮复习重难点突破讲解与训练(新教材)

专题17动物细胞工程和胚胎细胞工程
专题分析
➢题型解读
本专题是新高考中的一大考查热点，选择题和简答题均有涉及，常单独成题或与植物细胞工程对比着进行考查，重点考查学生的思维能力。

➢考向分析
围绕动物细胞培养、动物细胞融合、胚胎工程等内容进行考查，且重点考查单克隆抗体的制备及其应用、动物体细胞核移植和克隆动物。

➢答题技巧
作答本专题时，应牢记各种技术的原理、过程，从而能在一定的理论基础上作答。

并要准确掌握住题干所涉及的知识范围，迅速做出判断，所以要求学生具有一定的理解能力。

对点训练
一、单选题
1．（2023·辽宁·联考三模）孤独症谱系障碍与基因S的变异有关，科研人员对
猕猴的基因S进行编辑，首次获得孤独症模型猴，然后再通过动物细胞工程和胚
胎工程技术获得更多克隆猴，下列叙述正确的是（）
A．在克隆模型猴时，利用囊胚细胞核移植比体细胞核移植更有优势
B．培养早期胚胎的培养基中需要有糖类、氨基酸等营养条件，但无需提供气体
环境
C．胚胎移植的过程中，需要选择具有优良遗传性状的雌性个体作为受体
D．为获得更多克隆猴，可以采用胰蛋白酶或胶原蛋白酶对早期胚胎进行分割，
经移植获得同卵双胎或多胎
【答案】A
【详解】A、囊胚细胞的分化程度低于体细胞，囊胚细胞的全能性高于体细胞，
在克隆模型猴时，利用囊胚细胞核移植比体细胞核移植更有优势，A正确；
B、培养早期胚胎的培养基中需要有糖类、氨基酸等营养条件，同时也需提供气体环境：95％空气和5％CO2，B错误；
C、胎移植的过程中，需要选择有健康的体质和正常繁殖能力的个体作为受体，C 错误；
D、为获得更多克隆猴，可以采用分割针或分割刀对早期胚胎进行分割，经移植获得同卵双胎或多胎，D错误。

故选A。

2．S蛋白是新冠病毒表面的刺突糖蛋白，其通过识别人体肺泡细胞表面的ACF2蛋白并与之结合，进而侵染细胞。

研究人员制备了抗S蛋白的单克隆抗体以阻止病毒侵入受体细胞，如图表示单克隆抗体的制备过程。

下列有关叙述正确的是（）
A．制备单克隆抗体前反复给小鼠注射S蛋白的目的是促使机体产生更多的抗体B．经 HAT培养基筛选获得的部分杂交瘤细胞可能不能产生抗S蛋白的抗体C．利用动物细胞培养技术培养细胞B的过程中会出现接触抑制现象
D．图中的抗体可通过与ACE2受体特异性结合抑制新冠病毒进入细胞
【答案】B
【详解】A、制备单克隆抗体前反复给小鼠注射S蛋白的目的是促使机体产生更多的浆细胞，A错误；
B、不同浆细胞产生不同的抗体，经 HAT培养基筛选获得的部分杂交瘤细胞可能不能产生抗S蛋白的抗体，B正确；
C、细胞B是骨髓瘤细胞，是无限增殖的癌细胞，癌细胞没有接触抑制现象，C 错误；
D、图中的抗体可通过与S蛋白特异性结合抑制新冠病毒进入细胞，D错误。

故选B。

3．（2023·广东江门·统考二模）骨髓间充质干细胞（BMSC）在某些诱导剂作用下可分化成心肌细胞，在心脏类疾病的治疗中拥有广阔的应用前景。

在细胞培养的过程中，通过检测细胞中基因的表达产物可以判断细胞的分化方向。

科研人员研究丹酚酸B（丹参提取物）对BMSC分化的影响，从大鼠体内分离BMSC并进行多代培养，用一定浓度的丹酚酸B处理一段时间后，与对照组相比，实验组中与
分化为心肌细胞相关的关键基因的mRNA含量明显增加。

下列叙述错误
．．的是（）A．在使用丹酚酸B和生理盐水处理细胞前，需对两种试剂进行灭菌处理
B．原代培养的BMSC出现接触抑制时，需要用胃蛋白酶处理并进行分瓶培养C．BMSC与诱导多能干细胞都是具有分裂能力的细胞，且具有一定的分化潜能D．推测丹酚酸B是通过促进相关基因的转录来促进BMSC分化为心肌细胞
【答案】B
【详解】A、动物细胞工程中，应注意无菌操作，在使用丹酚酸B和生理盐水处理细胞前，需对两种试剂进行灭菌处理，A正确；
B、动物细胞培养的pH为7.2-7.4，胃蛋白酶在此条件下会变性失活，故原代培养的BMSC出现接触抑制时，需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理并进行分瓶培养，B错误；
C、BMSC与诱导多能干细胞都是具有分裂能力的细胞，且具有一定的分化潜能，故能在某些诱导剂作用下可分化成心肌细胞，C正确；
D、基因转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，分析题意可知，用一定浓度的丹酚酸B处理一段时间后，与对照组相比，实验组中与分化为心肌细胞相关的关键基因的mRNA含量明显增加，故据此推测丹酚酸B是通过促进相关基因的转录来促进BMSC分化为心肌细胞，D正确。

故选B。

4．（2023·浙江绍兴·统考二模）由于胚胎发育率低，导致非人灵长类动物的体细胞核移植非常困难。

我国科学家经过反复实验，成功培育出了体细胞克隆猴（2n=54），流程如图所示。

下列叙述错误的是（）
A．体细胞克隆猴的线粒体DNA不完全来自于提供卵母细胞的母猴
B．灭活的仙台病毒不具有感染能力和抗原结构
C．重构胚中组蛋白的甲基化水平降低、乙酰化水平提高可能会提高胚胎发育率D．重构胚细胞中含有2个染色体组，54条染色体
【答案】B
【详解】A、据图可知，体细胞克隆猴是由去核卵母细胞和成纤维细胞融合而成，故体细胞克隆猴的线粒体DNA来自提供母细胞的母猴和成纤维细胞，A正确；
B、灭活的仙台病毒可以诱导动物细胞融合，故灭活的病毒失去感染能力，具有抗原结构，B错误；
C、据图可知，需要先将重构胚中组蛋白mRNA去甲基化、组蛋白加入脱乙酰酶抑制剂，在移入代孕母猴体内，故推测重构胚中组蛋白的甲基化水平降低、乙酰化水平升高可能会提高胚胎发育率，C正确；
D、重构胚细胞中的染色体来自胎猴，则含有2个染色体组，54条染色体，D正确。

故选B。

5．（2023·福建南平·统考三模）dMAb技术是一种使患者自身细胞主动产生单
克隆抗体的技术，比传统的单克隆抗体制备方法有更多的发展潜力。

下图是dMAb 技术在埃博拉病毒感染疾病的临床研究中的操作流程。

下列叙述，错误的是（）
A．dMAb技术生产单克隆抗体不局限于免疫细胞
B．dMAb技术获取抗体的优势是无需进行体外细胞培养
C．②过程是需获取抗体结构1和结构2的氨基酸序列
D．目的基因1、目的基因2分别编码两种不同的抗体
【答案】D
【详解】A、由图可知，dMAb技术生产单克隆抗体不局限于免疫细胞，只需获取相应抗体，并通过抗体的氨基酸序列合成相应的目的基因即可，A正确；
B、dMAb技术获取抗体的优势是无需进行体外细胞培养，而是将重组质粒转入患者骨骼肌表达，B正确；
C、②是目的基因与运载体重组，由图可知，该过程需获取抗体结构1和结构2的氨基酸序列，C正确；
D、目的基因1、目的基因2分别编码同一抗体的不同部位，D错误。

故选D。

6．（2023·辽宁·统考二模）CD47是一种在多种细胞中广泛表达的跨膜糖蛋白，能够与巨噬细胞膜上的受体结合，并抑制其吞噬作用。

结肠癌等多种肿瘤细胞表面的CD47含量比正常细胞高1.6~5倍。

科研人员尝试合成抗CD47的单克隆抗体，并进一步探究其对巨噬细胞吞噬作用的影响。

过程如下图所示，下列有关叙述错误的是（）
注：吞噬指数越大，代表吞噬能力越强。

A．图示①步骤中多次用CD47处理小鼠，目的是使小鼠产生更多的抗CD47抗体和记忆细胞
B．图示③步骤中需要对杂交瘤细胞进行两次筛选，但两次筛选原理不同
C．图示②步骤中可以利用PEG融合法促进细胞融合，体现了细胞膜的结构特点D．肿瘤细胞中存在CD47的受体基因
【答案】A
【详解】A、图示①步骤中需反复用CD47处理小鼠，使小鼠体内产生更多的能分泌抗CD47抗体的B淋巴细胞，A错误；
B、图示③步骤中需要对杂交瘤细胞进行两次筛选，第一次筛选可以选择出杂交瘤细胞，第二次筛选应用了抗原抗体特异性结原理，选择可以分泌抗CD47抗体的杂交瘤细胞，B正确；
C、图示②步骤中可以利用PEG融合法促进细胞融合，体现了细胞膜的流动性，C 正确；
D、CD47受体基因在每个细胞中都存在，在吞噬细胞中特异性表达，D正确。

故选A。

7．下列叙述不能作为“共同由来学说”论据的是（）
A．几乎所有生物共用同一套遗传密码
B．细胞外液成分与海水成分基本相同
C．不同生物前肢骨的种类和排序基本相同
D．脊椎动物早期胚胎发育都经历了桑套胚、囊胚等阶段
【答案】B
【详解】A、密码子具有通用性，几乎所有的生物共用一套密码子，能够作为共
同由来学说的证据，A错误；
B、细胞外液成分和海水的成分基本相同，说明了生物起源于海洋，不能作为共同由来学说的证据，B正确；
CD、不同生物前肢骨的种类和排序基本相同，脊椎动物早期胚胎发育都经历了桑套胚、囊胚等阶段等证据能够作为共同由来学说的证据，CD错误。

故选B。

8．（2023·重庆·统考三模）单峰骆驼在野外几乎灭绝，科学家欲通过胚胎工程的方法拯救野化单峰骆驼，进行了下图所示研究。

请据图分析，下列说法正确的是（）
A．为使A野化单峰骆驼超数排卵，可在其饲料中添加适量的雌激素
B．为提高胚胎利用率，可采用胚胎分割、移植等无性繁殖技术
C．卵裂期，胚胎的总体积不增加，但有机物总量增加
D．若①表示体外受精，可直接利用B野化单峰骆驼的新鲜精子与处于MII期卵母细胞完成受精作用
【答案】B
【详解】A、为使A野化单峰骆驼超数排卵，可注射促性腺激素，A错误；
B、为提高胚胎利用率，可采用胚胎分割、移植等无性繁殖技术实现，通过胚胎分割获得的胚胎遗传特性相同，B正确；
C、卵裂期，胚胎的总体积不增加，但由于细胞呼吸对有机物的消耗，因而有机物总量减少，C错误；
D、若①表示体外受精，不可直接利用B野化单峰骆驼的新鲜精子与处于MII期卵母细胞完成受精作用，因为获能后的精子才具备受精能力，D错误。

故选B。

9．（2023·浙江绍兴·统考二模）人组织纤溶酶原激活物（htPA），是一种重要
的药用蛋白，可在转htPA基因母羊的羊乳中获得，流程如下。

下列相关叙述正确的是（）
A．过程①用雌激素处理以获得更多卵母细胞
B．过程②在雌鼠a的输卵管内完成受精
C．过程③需将表达载体通过显微注射到子宫中
D．过程④前需对胚胎进行性别鉴定
【答案】D
【详解】A、为获取更多的卵母细胞，要对供体母羊注射促性腺激素，目的是促其超数排卵，A错误；
B、过程②是体外受精，体外受精是将获能的精子和培养成熟的卵子置于适当的培养液中共同培养一段时间，来促使它们完成受精，B错误；
C、过程③需将表达载体通过显微注射到羊的受精卵中，C错误；
D、为了使转htPA基因母羊的羊乳中获得，过程④前需对胚胎进行性别鉴定，选择雌性胚胎移植，D正确。

故选D。

10．如图为科研人员利用白鼠和黑鼠的早期胚胎培育黑白嵌合鼠的简要过程，下列相关叙述，正确的是（）
A．嵌合鼠的培育仅体现了细胞核具有全能性
B．过程①中需利用相关技术去除早期胚胎外的透明带
C．过程②中可利用聚乙二醇诱导卵裂球细胞发生融合
D．过程③操作后，经受体孕育的后代，遗传特性在孕育过程中会发生变化
【答案】B
【详解】A、嵌合鼠的培育不仅体现了细胞核具有全能性，而且体现了细胞膜具有流动性，A错误；
B、过程①中需利用相关技术去除早期胚胎外的透明层，B正确；
C、过程②中不需要诱导细胞融合，因此不需要用聚乙二醇处理，C错误；
D、过程③为胚胎移植，供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受影响，D错误。

故选B。

二、多选题
1．（2023·辽宁·二模）解偶联蛋白1（UCP1）具有消除线粒体内膜两侧的H+浓度差，减少ATP合成、增加产热的功能。

我国科学家应用CRISPR/Cas9技术将猪的UCP1基因置换成小鼠的UCP1基因，并使鼠UCP1基因在猪的白色脂肪组织中特异性表达，获得脂肪沉积少的“瘦肉猪”。

下图是“瘦肉猪”的主要培育过程，相关叙述正确的是（）
A．应用CRISPR/Cas9技术育种的主要原理是基因重组
B．过程b进行有限稀释培养的目的是获得阳性单克隆细胞系
C．过程d的受体细胞最好是去核的猪卵母细胞
D．过程e要对代孕猪进行同期发情处理，并选择发育正常的原肠胚植入代孕猪输卵管
【答案】ABC
【详解】A、应用CRISPR/Cas9技术育种的主要原理是基因重组，使得小鼠的UCP1基因在猪的体细胞中正常表达，A正确；
B、过程b进行有限稀释培养，保证加到每个培养孔内的细胞数不超过1个，该操作的目的是获得阳性单克隆细胞系， B正确；
C、卵母细胞含有激发细胞核全能性的物质，还可为细胞的早期分裂提供营养物质，故过程d的受体细胞最好是去核的猪卵母细胞，C正确；
D、过程e要对代孕猪进行同期发情处理，使之处于相同生理状态，并选择发育正常的桑椹胚或囊胚植入代孕猪输卵管，D错误。

故选ABC。

2．（2023·全国·模拟预测）中国科学院使用单倍体胚胎干细胞和基因编辑技术创造出了一种特殊的“染色体融合”小鼠，他们利用3种不同染色体的整合方案人为编辑染色体，将实验小鼠标准的40条染色体改造为38条。

图中展示的是该操作的流程，其中1过程是进行染色体整合，2过程是将一个细胞注入另一个细胞。

下列相关叙述中错误的是（）
A．1过程中发生的变异为染色体结构和数量变异
B．2过程利用的方法是显微注射，随机将3种不同染色体整合细胞进行融合C．4是内细胞团，将来发育为胎膜和胎盘
D．在进行5前需要对受体小鼠进行免疫检测，防止小鼠对移植胚胎的排斥【答案】BCD
【详解】A、1过程中发生了染色体数量的变异，从20条变为19条，且在融合的过程中，进行染色体整合，存在染色体结构的变异，A正确；
B、2过程的目的是使染色体数量加倍，使用方法是显微注射，需要对两个相同的单倍体细胞进行融合操作，B错误；
C、4是滋养层细胞，C错误；
D、小鼠子宫对外来的胚胎一般没有免疫排斥，所以不需要进行免疫检测，D错误。

故选BCD。

三、综合题
1．将外源DNA与精子在吡啶核苷酸辅酶剂中一起孵育，精子可捕获外源DNA，并通过受精过程将外源DNA导入受精卵，该方法为精子载体法，能大大简化转基因动物的制备过程。

下图表示用该方法制备转基因鼠的流程。

据图分析，回答下列问题：
(1)从小鼠体内采集到的精子需要进行_____处理才能用于体外受精，同时采集到的卵母细胞一般需培养到_____期，其原因是_____。

(2)过程③中，受精卵在体外培养时，一般要置于含有95%空气和5%CO
的混合气
2
的主要作用是_____，受精卵增殖为早期胚胎的分体的培养箱中培养，其中CO
2
裂方式是_____。

(3)将早期胚胎移植到代孕母鼠体内时，一般_____（填“需要”或“不需要”）使用免疫抑制剂处理代孕母鼠，这是由于_____。

(4)实验人员利用精子载体法将外源DNA导入小鼠精子，检测发现，不同小鼠个体精子中外源DNA的阳性率平均为13%左右。

进一步实验，让检测为阳性的精子进行受精作用，将受精卵进行体外培养，胚胎中外源DNA表达的阳性率为4．7%。

利用抗体检测胚胎中DNA表达的蛋白质的原理是_____。

该实验结果说明运用精子载体法制备小鼠疾病模型_____（填“具有”或“不具有”）可行性。

【答案】(1) 获能 MⅡ/减数第二次分裂中卵母细胞到MⅡ期时才具备与精子受精的能力
(2) 维持培养液的pH 有丝分裂
(3) 不需要代孕母鼠一般不会对移植的胚胎发生免疫排斥反应
(4) 抗原和抗体的特异性识别与结合具有
【详解】（1）体外受精时，采集到的精子和卵母细胞要分别在体外进行获能处理
和成熟培养，其中卵母细胞要培养到MⅡ期（减数第二次分裂中期）时才具备与精子受精的能力。

（2）动物细胞培养过程中，混合气体的培养箱中培养CO2的主要作用是维持培养液的pH；受精卵增殖为早期胚胎的分裂方式是有丝分裂。

（3）代孕母鼠一般不会对移植的胚胎发生免疫排斥反应，因此不需要使用免疫抑制剂处理代孕母鼠。

（4）DNA经转录和翻译后可表达出蛋白质，由于抗原和抗体的特异性识别与结合，可利用抗体检测胚胎中DNA表达的蛋白质；使用精子载体法将外源DNA导入小鼠精子，不同小鼠个体精子中外源 DNA 的阳性率平均为13%左右，胚胎中外
源DNA表达的阳性率为4.7%，说明运用精子载体法制备小鼠疾病模型具备一定
的成功率，具有一定的可行性。

2．（2023·安徽安庆·联考二模）非洲猪瘟是由ASFV（一种双链DNA病毒）感
染猪引起的烈性传染病。

某研究小组将ASFV外壳蛋白基因导入猪体细胞中，利用核移植技术培育转基因克隆猪，从而得到自动产生ASFV抗体的个体，其过程如图所示。

回答下列问题：
(1)图中步骤①采用的技术手段是_________，进行步骤③时，受体C猪子宫对外来胚胎基本上_________，从而为胚胎在受体内的存活提供了可能。

(2)B猪体细胞在培养瓶中培养时，除必须保证环境是无菌、无毒外，还必须定
期更换培养液以防止细胞代谢物积累对细胞自身造成的伤害。

培养到一定程度后，需要分瓶再继续培养，分瓶后的培养过程称为_________。

(3)由于目的基因不能直接导入受体细胞，因此需要构建_________，该过程采用双酶切法处理含目的基因的DNA片段和质粒，其优点是_________。

(4)利用抗原—抗体杂交技术判断D猪是否产生ASFV抗体，使用的抗原物质最好是_________。

该抗体也可以使用杂交瘤技术来制备，通常情况下，杂交瘤细胞是由骨髓瘤细胞和_________细胞融合获得的。