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高考生物一轮复习重难点专项 专题64 动物细胞工程
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这是一份高考生物一轮复习重难点专项 专题64 动物细胞工程,文件包含专题64动物细胞工程教师版docx、专题64动物细胞工程学生版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共96页, 欢迎下载使用。
高考一轮生物复习策略
1、落实考点。
一轮复习时要在熟读课本、系统掌握基础知识、基本概念和基本原理后,要找出重点和疑点;通过结合复习资料,筛选出难点和考点,有针对地重点复习。这就需要在掌握重点知识的同时,要善于进行知识迁移和运用,提高分析归纳的能力。
2、注重理论联系实际,高三生物的考试并不仅仅是考概念,学会知识的迁移非常重要,并要灵活运用课本上的知识。
不过特别强调了从图表、图形提取信息的能力。历年高考试题,图表题都占有比较大的比例。那些图表题虽不是教材中的原图,但它源于教材而又高于教材,是对教材内容和图表的变换、深化、拓展,使之成了考查学生读图能力、综合分析能力、图文转换能力的有效途径。
3、一轮复习基础知识的同时,还要重点“攻坚”,突出对重点和难点知识的理解和掌握。
这部分知识通常都是学生难于理解的内容,做题时容易出错的地方。分析近几年的高考生物试题,重点其实就是可拉开距离的重要知识点。
4、学而不思则罔,思而不学则殆。
这一点对高三生物一轮复习很重要。尤其是对于错题。错题整理不是把错题抄一遍。也不是所有的错题都需要整理。
专题64 动物细胞工程
一、动物细胞培养与体细胞克隆
1.动物细胞培养
(1)原理:细胞增殖。
(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,通常需加入血清、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。
(3)动物细胞的培养过程
(4)应用:生物制品的生产、检测有毒物质、医学研究。
特别提醒 ①动物细胞培养过程所用的培养基一般是液体培养基。
②动物细胞培养时选用幼龄动物组织或胚胎进行细胞培养,因为其分化程度低,增殖能力强,更易于培养。
③动物细胞培养过程中两次用到胰蛋白酶,第一次的作用是将剪碎的组织分散成单个细胞;第二次是将贴壁细胞从瓶壁上分离下来,目的是避免动物细胞的接触抑制现象。
④动物细胞培养时加入CO2的主要作用是维持培养液的pH;O2 的作用是促进细胞有氧呼吸。
2.动物体细胞核移植技术和克隆动物
(1)原理:动物体细胞核具有全能性。
(2)过程
(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。
二、动物细胞融合与单克隆抗体的制备
1.动物细胞融合
(1)原理:细胞膜的流动性。
(2)融合方法:聚乙二醇(PEG)、灭活的病毒、电激等。
(3)意义:突破了有性杂交方法的局限,使远缘杂交成为可能,也为制造单克隆抗体开辟了新途径。
特别提醒 动物细胞融合与植物体细胞杂交的三点不同
①融合前的处理不同:植物体细胞杂交用纤维素酶和果胶酶去掉细胞壁,制备原生质体才能融合,而动物细胞可以直接融合。
②诱导方式不同:相比植物体细胞杂交,动物细胞融合特有的诱导方式是用灭活的病毒处理。
③目的不同:植物体细胞杂交的目的是为了培育杂种植株;动物细胞融合只是为了获得杂种细胞。
2.单克隆抗体
(1)制备过程
(2)优点:特异性强、灵敏度高,可大量制备。
(3)用途:作为诊断试剂;用于治疗疾病和运载药物。
解题技巧
1、关于动物细胞培养的两组概念辨析
(1)细胞贴壁和接触抑制:悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上,称为细胞贴壁。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。
(2)原代培养与传代培养
①原代培养:细胞悬液第一次在瓶中培养,没有分瓶培养之前的细胞培养。原代培养的细胞核型正常。
②传代培养:原代培养的细胞由于空间不足或细胞密度过大导致营养枯竭,影响细胞的生长,因此需要重新用胰蛋白酶等处理,进行分瓶扩大培养,即传代培养。一般情况下,细胞传至10~50代后,出现核型异常,细胞增殖会明显减缓,甚至完全死亡。
2、动物细胞培养与动物体细胞核移植的比较
项目
动物细胞培养
动物体细胞核移植
原理
细胞增殖
动物细胞核的全能性
过程
结果
获得细胞群
获得与供体遗传物质基本相同的个体
3、易错提醒
(1)核移植时选MⅡ期卵母细胞的原因有:①此类细胞体积大,易于操作;②卵黄多,可为发育提供充足的营养;③卵母细胞的细胞质中存在激发细胞核全能性表达的物质。
(2)克隆动物是由重组细胞经培养而来的,该重组细胞的细胞质基因来源于受体细胞,细胞核基因来源于供体细胞的细胞核,所以克隆动物绝大部分性状与供体动物相同,少数性状与提供卵母细胞的动物相同,与代孕动物的性状无遗传关系。
(3)动物体细胞核移植技术(克隆)从生殖方式的角度看属于无性生殖,需要动物细胞培养和胚胎工程技术的支持。
4、制备单克隆抗体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,所以需经过选择性培养
筛选
方法
用特定的选择培养基筛选:未融合的细胞和同种细胞融合后形成的细胞(“BB”细胞、“瘤瘤”细胞)都会死亡,只有融合的杂交瘤细胞(“B瘤”细胞)才能生长
用多孔培养皿培养,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,经多次筛选得到能产生特异性抗体的细胞群
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
一、单选题
1.甲羊的去核卵细胞与乙羊体细胞的细胞核“组装”成一个新的细胞,该细胞多次分裂后植入丙羊的子宫内发育,产下羊羔的毛色和性别分别与哪只羊保持一致( )
A.甲、丙 B.甲、甲 C.乙、乙 D.丙、甲
【答案】C
【分析】
动物核移植是指将动物的一个细胞的细胞核移入一个去掉细胞核的卵母细胞中,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,核移植得到的动物称克隆动物。
【详解】
甲羊的去核卵细胞与乙羊体细胞的细胞核“组装”成一个新的细胞,该细胞多次分裂后植入丙羊的子宫内发育。由于毛色和性别受细胞核基因控制,而细胞核基因来自提供细胞核的乙羊,所以产下羊羔的毛色和性别都和乙羊保持一致,即C正确。
故选C。
2.下列关于细胞工程技术的叙述,正确的是( )
A.植物组织培养和动物细胞培养的原理相同
B.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
C.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
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
【分析】
1.植物组织培养过程是:离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织,然后再分化生成根、芽,最终形成植物体。植物组织培养依据的原理是植物细胞的全能性。
2.植物的体细胞杂交是将不同植物的细胞通过细胞融合技术形成杂种细胞,进而利用植物的组织培养将杂种细胞培育成多倍体的杂种植株。植物体细胞杂交依据的原理是细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。
3.体细胞核移植:又称体细胞克隆,作为动物细胞工程技术的常用技术手段,即把体细胞移入去核卵母细胞中,使其重组并能发育为新的胚胎,这个胚胎最终发育为动物个体,用核移植方法获得的动物称为克隆动物。
【详解】
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殖,A错误;
B、动物细胞工程和植物细胞工程都需要在无菌条件下进行,B错误;
C、动物细胞融合不能得到新个体,C错误;
D、植物组织培养可用于单倍体育种,如花药离体培养,动物体细胞核移植可以培养克隆动物,D正确。
故选D。
3.英国科学家维尔穆特首次用羊的体细胞(乳腺细胞)成功地培育出一只小母羊,取名“多利”,这一方法被称之为“克隆”,以下四项中与此方法在本质上最相近的是( )
A.将兔的早期胚胎分割后,分别植入两只母兔子宫内,并最终发育成两只一样的兔子
B.将人抗病毒基因嫁接到烟草DNA分子上,培育出具有抗病毒能力的烟草新品种
C.将鼠骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合成杂交瘤细胞
D.将人的精子与卵细胞在体外受精,待受精卵在试管内发育到囊胚期时,再植入女性子宫内发育成“试管婴儿”
【答案】A
【分析】
克隆原意是指以幼苗或嫩枝插条,以无性繁殖或营养繁殖的方式培育植物,如扦插和嫁接;克隆是指生物体通过体细胞进行的无性繁殖,以及由无性繁殖形成的基因型完全相同的后代个体组成的种群,通常是利用生物技术由无性生殖产生与原个体有完全相同基因组织后代的过程。
【详解】
A、来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质,因此胚胎分割可以看作动物的无性繁殖或克隆,A正确;
B、将人抗病毒基因嫁接到烟草DNA分子上,采用了转基因技术,其原理是基因重组,不属于克隆,B错误;
C、将鼠骨髓瘤细胞与经过免疫的脾细胞融合成杂交瘤细胞,杂交瘤细胞具备两个细胞的遗传物质,不属于克隆,C错误;
D、“试管婴儿”是体外受精和胚胎移植形成的,属于有性生殖,不是克隆,D错误。
故选A。
4.动物细胞培养的顺序是( )
①原代培养②传代培养③胰蛋白酶处理组织,形成分散的悬浮细胞
A.③①② B.①②③ C.②①③ D.①③②
【答案】A
【分析】
动物细胞培养的过程:取动物组织块→剪碎组织→用胰蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养液中(原代培养)→放入二氧化碳培养箱培养→贴满瓶壁的细胞用酶分散为单个细胞,制成细胞悬液→转入培养液(传代培养)→放入二氧化碳培养箱培养。
【详解】
动物细胞培养的顺序为:③将组织块分散成单个细胞,用培养液制成细胞悬液→①原代培养→②传代培养。
故选A。
5.下列关于动物细胞培养的叙述中,正确的是( )
A.动物细胞培养的目的就是为获得细胞分泌蛋白
B.传代培养一般不超过10代,否则核型可能改变
C.动物细胞培养通常不会出现接触抑制现象
D.可以通过细胞培养技术获得完整的动物个体
【答案】B
【分析】
动物细胞培养就是从动物机体中取出相关的组织,将它分散成单个细胞,然后放在适宜的培养基中,让这些细胞生长和增殖。过程:取动物组织块→剪碎组织→用胰蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养液中(原代培养)→放入二氧化碳培养箱培养→贴满瓶壁的细胞用酶分散为单个细胞,制成细胞悬液→转入培养液(传代培养)→放入二氧化碳培养箱培养。
【详解】
A、动物细胞培养是动物细胞工程的基本技术,可以获取细胞产品、制作单克隆抗体、早期胚胎培养等,A错误;
B、传代培养一般不超过10代,否则核型可能改变,故一般选用传代10代以内的细胞,B正确;
C、动物细胞生长到表面相互接触时,细胞就会停止分裂增殖,即出现接触抑制现象,C错误;
D、通过细胞培养技术获得克隆细胞群,不能获得完整的动物个体,D错误。
故选B。
6.下列关于动物克隆与植物克隆的表述,正确的是( )
A.动物克隆实验中重组卵细胞首次分裂时基因开始转录与复制
B.动物细胞培养时可用滋养细胞支持细胞生长
C.动物细胞培养和植物组织培养的目的一致,都是为了获得某种优良个体
D.植物组织培养过程中通常用MS培养基,其除蔗糖外不含其他有机成分
【答案】B
【分析】
动物核移植是指将动物的一个细胞的细胞核移入一个去掉细胞核的卵母细胞中,使其重组并发育成一个新的胚胎.在体外将采集到的卵母细胞培养到减数第二次分裂中期才成熟,可以通过显微操作技术去除卵母细胞的细胞核和第一极体,核移植时,对提供细胞核和细胞质的奶牛不需要进行同期发情处理,使用电脉冲等方法可以激活重组细胞使其完成细胞分裂和发育。
【详解】
A、克隆时重组卵细胞最初分裂时虽然复制了DNA,但基因的转录并未开始,A错误;
B、细胞的克隆化培养需要滋养细胞提供营养支持生长,B正确;
C、动物细胞培养是获得细胞或者组织器官,植物细胞培养的目的是获得某种个体,C错误;
D、植物组织培养过程中通常用MS培养基,其除蔗糖外,还可能含有有机氮源,D错误。
故选B。
7.下列有关培育体细胞克隆牛的叙述正确的是( )
A.对受体卵母细胞去核是在MII期
B.克隆牛的培育说明高度分化的动物细胞具有全能性
C.克隆牛是对体细胞供体牛100%的复制
D.用于核移植的供体细胞一般选传代10代以上的细胞
【答案】A
【分析】
动物核移植的概念:将动物的一个细胞的细胞核移入一个去掉细胞核的卵母细胞中,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,核移植得到的动物称克隆动物。
【详解】
A、对受体卵母细胞去核是在MII期,因为减数第二次分裂中期的卵母细胞内所包含的遗传物质正好等于一个正常细胞内的遗传物质,且此时的卵母细胞的细胞质更有助于恢复细胞核的全能性,A正确;
B、克隆牛的培育说明高度分化的动物细胞的细胞核具有全能性,B错误;
C、细胞核移植方法获得的重组细胞,细胞核遗传物质来自供体核,细胞质的遗传物质来自受体的细胞质,所以用核移植的方法得到的动物不是对体细胞核动物100%的复制,C错误;
D、核移植时做供核一方的一般是传代10代以内细胞,原因是细胞能保持正常的二倍体核型,遗传物质不发生改变,D错误。
故选A。
8.下表为有关动物细胞培养与植物组织培养的比较,其中错误的是( )
选项
比较项目
动物细胞培养
植物组织培养
A
原理
动物细胞核的全能性
植物细胞的全能性
B
培养基
液体培养基
固体培养基
C
主要过程
原代培养,传代培养
脱分化、再分化,形成植株
D
主要用途
获得大量细胞或细胞产物
植物快速繁殖、获得脱毒苗等
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【分析】
植物组织培养和动物细胞培养的比较:
比较项目
植物组织培养
动物细胞培养
原理
细胞的全能性
细胞增殖
培养基性质
固体培养基
液体培养基
培养基成分
营养物质(蔗糖)、植物激素等
营养物质(葡萄糖)、动物血清等
培养结果
植物体
细胞株、细胞系
培养目的
快速繁殖、培育无毒苗等
获得细胞或细胞产物
【详解】
A、植物组织培养的原理是植物细胞的全能性,动物细胞培养的原理是细胞增殖,A错误;B、动物细胞培养使用液体培养基,制成细胞悬液;植物组织培养一般使用固体培养基,B正确;
C、动物细胞培养的主要过程是原代培养和传代培养,植物组织培养的主要过程是脱分化、再分化、形成完整植株,C正确;
D、动物细胞培养的目的是获得大量细胞或细胞产物,植物组织培养主要用于植物快速繁殖、获得脱毒苗、制备人工种子等,D正确。
故选A。
9.对某种动物的肝肿瘤细胞进行细胞培养,下列说法正确的是( )
A.取单个肝肿瘤细胞进行培养,获得细胞群的方法不属于克隆培养法
B.细胞培养过程中不需考虑细菌的污染问题
C.该培养液也能用来培养乙肝病毒
D.肝脏肿瘤细胞的分裂周期变短
【答案】D
【分析】
动物细胞培养的过程:取动物组织块→剪碎组织→用胰蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养液中(原代培养)→放入二氧化碳培养箱培养→贴满瓶壁的细胞用酶分散为单个细胞,制成细胞悬液→转入培养液(传代培养)→放入二氧化碳培养箱培养。
【详解】
A、取单个肝肿瘤细胞进行培养获得细胞群的方法属于细胞层次的克隆,A错误;
B、培养液受细菌污染后,其中的营养成分会发生改变,不利于细胞的培养,B错误;
C、病毒无细胞结构,其生存离不开细胞,用培养液不能培养病毒,C错误;
D、肝脏肿瘤细胞分裂能力增强,其分裂周期变短,D正确。
故选D。
10.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,①②③分别表示其对应的结果,据图分析下面说法正确的是( )
A.若a是胚胎分割技术,则产生的①中,所有个体的基因型和表型一定相同
B.若b是体外受精技术,则形成②的过程属于有性生殖
C.若c是核移植技术,则形成③的过程中使用不同供体细胞时成功的难易程度相同
D.①②③中的代孕母畜必须是具有优良性状的健康同种雌性个体
【答案】B
【分析】
1、胚胎分割的特点:来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质,胚胎分割可以看做动物无性繁殖或克隆的方法之一。
2、动物细胞核移植技术表明动物细胞核具有全能性。
【详解】
A、胚胎分割技术所得个体的基因型完全相同,但表现型不一定完全相同,因为表现型还受环境的影响,A错误;
B、体外受精技术得到的动物叫做试管动物,是有性生殖,B正确;
C、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,其原因是 胚胎细胞分化程度低,恢复全能性相对容易,C错误;
D、①②③中的代孕母畜必须是具有健康同种雌性个体,形状不一定要优良,但需要与供体同期发情处理,D错误。
故选B。
11.下图所示是某动物细胞培养时,培养液中活细胞和死亡细胞密度统计结果,下列相关叙述错误的是( )
A.培养至第6d时,新产生的细胞数等于死亡细胞数
B.培养液和培养用具需要进行严格的灭菌处理
C.曲线bc段变化的主要原因是培养液中营养物质不足及有害代谢产物积累等
D.进行动物细胞培养时,首先需要在等渗溶液中用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理新鲜的动物组织,但要注意酶溶液的浓度和处理时间
【答案】A
【分析】
分析曲线图可知,表示某动物细胞培养时,培养液中活细胞和死亡细胞密度统计结果.ab段表示活细胞和死细胞密度都在增加,bc段表示活细胞密度减少而死细胞密度增加,培养第6天时,活细胞数等于死亡细胞数。
【详解】
A、培养第6天时,活细胞数等于死亡细胞数,A错误。
B、培养液和培养用具需要进行严格的灭菌处理,防止对实验造成污染,B正确;
C、曲线bc段表示活细胞密度减少而死细胞密度增加,产生的主要原因是培养液中营养物质不足及有害代谢产物积累等,C正确;
D、进行动物细胞培养时,首先需要在等渗溶液中用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理新鲜的动物组织,但要注意酶溶液的浓度和处理时间,D正确。
故选A。
12.草莓皱缩病毒(SCV)感染草莓时,会使其叶片扭曲皱缩,植株矮化,导致减产。为了能快速有效检测出该病毒,研究人员利用SCV的病毒粒子免疫健康小鼠,制备相应的单克隆抗体。下列有关叙述错误的是( )
A.从免疫小鼠体内分离获得的B细胞可无限增殖
B.在获得能分泌相应抗体的杂交瘤细胞的过程中,需要进行两次筛选
C.用单克隆抗体检测草莓是否感染SCV是利用了抗原—抗体杂交的原理
D.在制备单克隆抗体的过程中,用到了动物细胞融合技术和动物细胞培养技术
【答案】A
【分析】
单克隆抗体的制备:
(1)制备产生特异性抗体的B淋巴细胞:向免疫小鼠体内注射特定的抗原,然后从小鼠脾内获得相应的B淋巴细胞。
(2)获得杂交瘤细胞。①将鼠的骨髓瘤细胞与脾细胞中形成的B淋巴细胞融合;②用特定的选择培养基筛选出杂交瘤细胞,该杂种细胞既能够增殖又能产生抗体。
(3)克隆化培养和抗体检测。
(4)将杂交瘤细胞在体外培养或注射到小鼠腹腔内增殖。
(5)提取单克隆抗体:从细胞培养液或小鼠的腹水中提取。
【详解】
A、从小鼠体内中分离获得的已免疫的B细胞,能产生抗体,但不能增殖,A错误;
B、将已免疫的小鼠的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合,获得能分泌特定抗体的杂交瘤细胞的过程中至少要进行两次筛选,一次是通过选择培养基筛选出杂交瘤细胞,另一次是通过专一抗体检测筛选出能分泌特定抗体的杂交瘤细胞,B正确;
C、单克隆抗体的优点特异性强,灵敏度高,可大量制备,单克隆抗体检测草莓是否感染SCV,利用了抗原-抗体杂交的原理,C正确;
D、动物细胞培养技术是动物细胞工程技术的基础,动物细胞融合技术最重要的用途是制备单克隆抗体,D正确。
故选A。
13.科学家以COVID-19(新冠病毒)的核衣壳蛋白为抗原,制备出了单克隆抗体。下列相关叙述,正确的是( )
A.利用该单克隆抗体可以诊断是否感染COVID-19
B.体外培养单个B淋巴细胞可以获得针对COVID-19的单克隆抗体
C.将等量B淋巴细胞和骨髓瘤细胞混合,经诱导后融合的细胞即为杂交瘤细胞
D.将纯化的核衣壳蛋白反复注射到小鼠体内,从小鼠血清中分离出的抗体为单克隆抗体
【答案】A
【分析】
1、效应B细胞能够分泌抗体,但是不具有增殖能力,而骨髓瘤细胞具有无限增殖的能力,因此利用动物细胞融合技术将效应B细胞和骨髓瘤细胞融合成杂交瘤细胞,利用该细胞制备单克隆抗体。
2、杂交瘤细胞既能无限增殖,又能产生特异性抗体,并且单克隆抗体具有特异性强、灵敏度高、可大量制备等特点。
【详解】
A、单克隆抗体具有特异性强、灵敏度高的特点,因此利用该单克隆抗体与新冠病毒核衣壳蛋白特异性结合的方法可诊断是否感染COVID-19,A正确;
B、单个效应B细胞有产生抗体的能力,但没有无限增殖的本领,因此在体外培养单个效应B细胞不可能获得大量针对COVID-19的单克隆抗体,B错误;
C、将等量B细胞和骨髓瘤细胞混合,经诱导融合后的细胞不都是杂交瘤细胞,还有B细胞自身融合的细胞、骨髓瘤细胞自身融合的细胞等,C错误;
D、用纯化的核衣壳蛋白反复注射到小鼠体内,使其产生免疫反应,以获得相应的B细胞,D错误。
故选A。
14.动物细胞融合属于动物细胞工程的技术手段之一,下列有关动物细胞融合的叙述正确的是( )
A.动物细胞融合产生的细胞称为重组细胞
B.融合后形成的细胞为单核或多核细胞
C.常用的诱导融合的生物诱导剂是聚乙二醇、灭活的病毒等
D.也称细胞杂交,可由两个或多个动物细胞结合成一个细胞
【答案】D
【分析】
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。融合后形成的具有原来两个或多个细胞遗传信息的单核细胞,称为杂交细胞。动物细胞融合与植物原生质体融合的原理基本相同,诱导动物细胞融合的方法与植物原生质体融合的方法类似,常用的诱导因素有电激、聚乙二醇(PEG)、灭活的病毒等。
【详解】
A、动物细胞融合产生的细胞称为杂交细胞,核移植产生的细胞称为重组细胞,A错误;
B、融合后形成具有两个或多个细胞遗传信息的单核细胞,B错误;
C、诱导动物细胞融合的生物诱导剂是灭活的病毒,聚乙二醇属于化学诱导剂,C错误;
D、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,D正确。
故选D。
15.下列不属于动物细胞工程应用的是( )
A.大规模生产干扰素,用于抵抗病毒引起的感染
B.为大面积烧伤的病人提供移植的皮肤细胞
C.大规模生产食品添加剂等
D.利用单克隆抗体技术,可以大量制备特异性强,灵敏度高的抗体
【答案】C
【分析】
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、动物细胞融合、生产单克隆抗体等.其中动物细胞培养技术是其他动物工程技术的基础.在题目给出的选项中,大规模生产干扰素、为烧伤病人提供移植的皮肤细胞和检测有毒物质都离不开动物细胞的培养。
【详解】
A、生产许多有价值的蛋白质生物制品,如病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体等都可以借助于动物细胞的大规模培养来生产,是动物细胞工程的应用,A不符合题意;
B、用灼伤病人皮肤的健康细胞进行培养,可以获得大量自身的皮肤细胞,为大面积烧伤的病人提供移植的皮肤细胞,是动物细胞工程的应用,B不符合题意;
C、大规模生产食品添加剂、杀虫剂等是植物细胞工程的应用,C符合题意;
D、制备单克隆抗体属于动物细胞工程的应用,D不符合题意。
故选C。
16.“筛选”是生物工程中常用的技术手段,下列关于筛选的叙述中正确的有几项( )
①重组质粒上的标记基因的作用是鉴别受体细胞中是否含有目的基因,从而将含有目的基因的细胞筛选出来
②在制备单克隆抗体和利用植物体细胞杂交技术获得杂种植株的过程中都要进行筛选
③在诱变育种、杂交育种、单倍体育种过程中都要进行筛选
④为了快速繁殖无子西瓜,需筛选出特定染色体组数的体细胞才能进行组织培养
A.一项 B.二项 C.三项 D.四项
【答案】C
【分析】
标记基因的作用:是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因,从而将含有目的基因的细胞筛选出来,单克隆抗体制备的两次筛选:①筛选得到杂交瘤细胞(去掉未杂交的细胞以及自身融合的细胞)②筛选出能够产生特异性抗体的细胞群。
【详解】
①重组质粒上的标记基因的作用是鉴别受体细胞中是否含有目的基因,但含有标记基因的细胞可能导入了重组质粒,也可能导入了普通质粒,①错误;
②单克隆抗体的制备过程中筛选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞,植物体细胞杂交需要筛选出异种细胞融合的细胞,即杂种细胞,②正确;
③诱变育种的原理是基因突变,杂交育种的原理是基因重组,单倍体育种中需要通过减数分裂获得配子(会出现基因重组),且基因突变是不定向的,基因重组是随机的,所以在诱变育种、杂交育种、单倍体育种过程中都要进行筛选,③正确;
④无子西瓜属于三倍体,减数分裂时,联会紊乱,不能产生可育配子,为了快速繁殖无子西瓜,可筛选出分化程度低的体细胞进行组织培养,④正确。
故选C。
17.治疗性克隆对解决供体器官缺乏和器官移植后免疫排斥反应具有重要意义。与下图所示流程相关的叙述不正确的是( )
A.去核卵细胞一般取自处于减数分裂I中期的卵母细胞
B.过程①需要提供CO2主要作用是维持培养液的酸碱度
C.胚胎干细胞可取自囊胚的内细胞团,具有分化为各种类型细胞的能力
D.图中获得的组织器官移植给个体B理论上不会发生免疫排斥反应
【答案】A
【分析】
治疗性克隆主要应用了动物细胞核移植技术,该技术由高度分化的体细胞提供细胞核,处于减数第二次分裂中期的卵母细胞提供细胞质;胚胎干细胞可来自囊胚期的内细胞团,其具有分化为各种体细胞的能力。
【详解】
A、去核卵细胞一般取自处于减数第二次分裂中期的卵母细胞,A错误;
B、动物细胞培养需将培养液至于95%空气+5%CO2气体环境的培养箱中,B正确;
C、囊胚的内细胞团细胞具有分化为其他体细胞的能力,C正确;
D、个体B为提供细胞核的个体,和组织器官的细胞核遗传物质相同,D正确;
故选A。
18.世界第一例体细胞核移植克隆动物多利的培育过程如图所示。下列说法错误的是( )
A.乳腺细胞应选取传代培养10代以内的细胞,以保证其正常的遗传基础
B.卵母细胞去核的过程需保护透明带和卵母细胞质膜功能的完整性
C.乳腺细胞核移植到去核卵母细胞需要用显微注射法和细胞融合技术
D.克隆羊多利的遗传物质全部来自芬兰多赛特白面母绵羊
【答案】D
【分析】
体细胞核移植概念:将动物的一个细胞的细胞核移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中,使其重组并发育成一个新的胚胎,这个新的胚胎最终发育成动物个体。用核移植的方法得到的动物称为克隆动物。
2、原理:动物细胞核的全能性。
3、动物细胞核移植可分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植。体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植。原因:动物胚胎细胞分化程度低,恢复其全能性相对容易,动物体细胞分化程度高,恢复其全能性十分困难。
【详解】
A、由于10代以内的细胞一般能保证正常的二倍体核型,保证了供体细胞正常的遗传基础,因此用于核移植的供体细胞一般都选用10代以内的细胞,A正确;
B、卵母细胞去核的过程需保护透明带和卵母细胞质膜功能的完整性,B正确;
C、乳腺细胞核移植到去核卵母细胞需要用显微注射法,再用细胞融合技术使供体核进入受体卵母细胞,构建重组胚胎,C正确;
D、克隆羊多利的核遗传物质全部来自芬兰多赛特白面母绵羊,D错误。
故选D。
19.下图是三亲婴儿的培育过程可选用如下技术路线。据图分析,下列叙述正确的是( )
A.该技术会将母亲的所有遗传病基因传递给后代
B.三亲婴儿的染色体全部来自母亲提供的细胞核
C.捐献者携带的红绿色盲基因不能遗传给三亲婴儿
D.三亲婴儿的培育只需要再将受精卵移植到子宫内即可
【答案】C
【分析】
分析题图:图示表示三亲婴儿的培育过程,由图可知,三亲婴儿的培育采用了核移植技术、早期胚胎培养技术和胚胎移植技术等。
【详解】
A、该技术母亲只是提供了细胞核,故只有母亲的细胞核基因会传递给子代,A错误;
B、看图可知:三亲婴儿采用了体外受精的技术手段,三亲婴儿的染色体一半来自于母亲提供的细胞核,B错误;
C、捐献者只提供了细胞质,而红绿色盲基因存在于细胞核,故捐献者携带的红绿色盲基因不能遗传给三亲婴儿,C正确;
D、三亲婴儿需要在体外将受精卵培育成胚胎,再移植到子宫内,D错误。
故选C。
20.2017年世界上首例体细胞克隆猴在我国诞生,分别叫“中中”和“华华”,这一成果轰动了全世界,为研究人类疾病提供了新的模型动物。下图是克隆“中中”的相关示意图。下列叙述错误的是( )
A.卵子细胞质中含有促使成纤维细胞核全能性表达的物质
B.重组细胞需用电刺激、乙醇或灭活的病毒处理等方法激活,使其完成细胞分裂和发育进程
C.代孕猴d对早期胚胎不会发生免疫排斥,为胚胎的继续发育提供了可能
D.与鼠相比,克隆猴更适合作为人类疾病和进行药物实验的模型动物
【答案】B
【分析】
有关体细胞核移植过程应注意:
①细胞核移植技术中注入去核卵母细胞中的不是供体细胞核,而是整个细胞,伴随着两细胞融合,体现细胞膜的结构特点:具有一定的流动性。
②受体细胞为减数第二次分裂中期的次级卵母细胞,此时在透明带内包含着第一极体,在去核的同时连同第一极体一并去掉。
③该技术形成重组细胞发育成一个新个体,体现了细胞核的全能性而非动物细胞的全能性。
④用卵母细胞做受体细胞原因:a.卵母细胞体积大,便于操作;b.含有促使细胞核表达全能性的物质;c.营养物质丰富。
⑤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。
【详解】
A、卵子细胞质中含有促使成纤维细胞核全能性表达的物质,A正确;
B、重组细胞需用电刺激、乙醇等方法激活,使其完成细胞分裂和发育进程,B错误;
C、受体(代孕猴d)对外来胚胎不发生免疫排斥反应,为胚胎的继续发育提供了可能,C正确;
D、猴与人在进化上亲缘关系很近,因此,与鼠相比,克隆猴更适合作为人类疾病和进行药物实验的模型动物,D正确。
故选B。
21.在细胞工程的操作过程中,选择合适的生物材料是成功的关键。下列选择不合理的是( )
A.用茎尖进行组织培养培育出的马铃薯比连年采用块茎繁殖的马铃薯产量高
B.胚胎分割技术中,可以切取内细胞团细胞进行DNA分析性别鉴定
C.选择愈伤组织进行射线或化学物质的处理,可筛选出抗病、耐旱、高产等的新品种
D.选择去核的MⅡ期卵母细胞作为核移植的受体,可以促进体细胞核表现全能性
【答案】B
【分析】
1、动物细胞核移植是指将动物的一个细胞的细胞核移入一个去掉细胞核的卵母细胞中,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克隆个体。
2、选用去核卵(母)细胞的原因:卵(母)细胞大,容易操作;卵(母)细胞质多,营养丰富;含有促使细胞全能性表达的物质。
3、植物组织培养技术的应用:植物繁殖的新途径(微型繁殖、作物脱毒、人工种子)、作物新品种的培育(单倍体育种、突变体的利用)、细胞产物的工厂化生产。
【详解】
A、茎尖等分生区组织几乎不含病毒,用茎尖进行组织培养培育出的马铃薯是脱毒马铃薯,产量比连年采用块茎繁殖的马铃薯产量高,A正确;
B、应该取滋养层细胞进行DNA分析性别鉴定,B错误;
C、对愈伤组织进行射线或化学物质的处理,促使其发生突变,再通过诱导分化形成植株,可从中筛选出抗病、耐旱、高产等的新品种,C正确;
D、选择去核的MⅡ期卵母细胞作为核移植的受体,该细胞除了体积大、易操作、营养物质丰富外,还含有促进细胞核全能性表达的物质,可以促进体细胞核表现全能性,D正确。
故选B。
22.相比正常甲状腺组织,甲状腺癌细胞中N基因表达水平较低。为研究N基因对甲状腺癌细胞的影响,研究者培养出单层细胞,通过更换培养基,使癌细胞不再增殖,并使用硬物划线,48小时后观察结果如下,下列分析错误的是( )
A.甲状腺髓样癌细胞培养液中需要加入葡萄糖,水,氨基酸、动物血清等营养物质
B.经过胰蛋白酶处理后的甲状腺髓样癌细胞在培养板上出现贴壁生长的现象
C.转入空质粒的组为对照组,目的是排除转基因操作以及基因载体对细胞的影响
D.实验结果说明N基因能够抑制癌细胞的增殖,为预防和治疗癌症提供了新的方向
【答案】B
【分析】
下丘脑通过释放促甲状腺激素释放激素(TRH),来促进垂体合成和分泌促甲状腺激素(TSH),TSH则可以促进甲状腺的活动,合成和释放甲状腺激素,这就是所谓的分级调节。而在正常情况下甲状腺激素要维持在一定浓度内,不能持续升高。当甲状腺激素达到一定浓度后,这个信息又会反馈给下丘脑和垂体,从而抑制两者的活动,这样系统就可以维持在相对稳定水平。
【详解】
A、甲状腺髓样癌细胞属于动物细胞,动物细胞培养液中需要加入葡萄糖,水,氨基酸、动物血清等营养物质,A正确;
B、经过胰蛋白酶处理后的甲状腺髓样癌细胞在培养板上不会出现贴壁生长的现象,B错误;
C、转入空质粒的组为对照组,目的是排除转基因操作以及基因载体对细胞的影响,C正确;
D、与另外两组相比,48h后转入重组质粒的细胞划痕的宽度较小,说明N基因能够N基因能够抑制癌细胞的增殖,为预防和治疗癌症提供了新的方向,D正确。
故选B。
23.下图是单克隆抗体制备过程示意图,其中1过程注射的物质和A细胞的名称分别为( )
A.抗体、T淋巴细胞 B.抗原、T淋巴细胞
C.抗体、B淋巴细胞 D.抗原、B淋巴细胞
【答案】D
【分析】
题图分析,A细胞表示B淋巴细胞,B细胞表示骨髓瘤细胞,C细胞表示杂交瘤细胞,D表示产生的单克隆抗体。1表示给小鼠注射抗原,2表示提取B细胞,3表示动物细胞融合,4表示筛选出能产生抗体的杂交瘤细胞,56表示提取单克隆抗体。
【详解】
由于制备单克隆抗体的细胞来源是B淋巴细胞(已经免疫的)和骨髓瘤细胞;由分析可知,1表示给小鼠注射抗原,使得小鼠产生免疫反应,形成能产生抗体的B淋巴细胞,故A细胞为B淋巴细胞,即D正确。
故选D。
24.某同学在学习“细胞工程”时,列表比较了动植物细胞工程的有关内容,你认为有几处不正确( )
植物细胞工程
动物细胞工程
技术手段
植物组织培养、植物体细胞杂交等
动物细胞培养和融合等
特殊处理
酶解法去除细胞壁
胃蛋白酶处理得到细胞悬浮液
融合方法
物理方法、化学方法、生物方法
物理方法、化学方法和生物方法
典型应用
无病毒植物的培育、人工种子、种间植物杂交等
单克隆抗体的制备等
培养基区别
所用的糖必须为葡萄糖
所用的糖为葡萄糖且动物血清不可缺少
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】D
【分析】
植物细胞工程的技术手段主要有植物组织培养和植物体细胞杂交,其中植物组织培养是植物细胞工程的基础;动物细胞工程的技术手段主要有动物细胞培养、动物细胞融合、单克隆抗体的制备、胚胎移植和核移植,其中动物细胞培养是动物细胞工程的基础。动、植物细胞工程的原理和技术手段有相似之点,但也存在不同之处,需要考生在平时的学习过程中注意列表比较。
【详解】
技术手段:植物细胞工程的技术手段包括植物组织培养和植物体细胞杂交,动物细胞工程的技术包括动物细胞培养、动物细胞融合等,正确;
特殊处理:植物体细胞杂交时,需要用酶解法(纤维素酶和果胶酶)去除细胞壁,动物细胞培养时需要用胰蛋白酶处理制备细胞悬浮液,错误;
融合方法:诱导植物原生质体融合的方法包括物理方法和化学方法,而诱导动物细胞融合的方法还包括生物方法,错误;
典型应用:植物组织培养技术可用于无病毒植物的培育、制备人工种子,植物体细胞杂交技术可用于种间植物杂交等;而动物细胞融合和动物细胞培养技术可用于制备单克隆抗体,正确;
培养液区别:植物组织培养过程中利用的是蔗糖,错误。
即D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
25.新型冠状病毒可通过表面的刺突蛋白(S蛋白)与人呼吸道黏膜上皮细胞的ACE2受体结合,侵入人体,引起肺炎。单克隆抗体可阻断病毒对细胞的粘附或入侵,故抗体药物的研发已成为治疗新冠肺炎的研究热点之一。图为筛选、制备抗S蛋白单克隆抗体的示意图。下列相关叙述,不正确的是( )
A.给图中小鼠注射S蛋白,一段时间后从小鼠的脾脏中提取B细胞,与骨髓瘤细胞融合
B.经HAT培养筛选出来的杂交瘤细胞在体外扩大培养,便可大量生产出抗S蛋白单克隆抗体
C.单克隆抗体可以制成诊断盒,用于疾病的诊断
D.与血清抗体相比,该方法制备的单克隆抗体灵敏度更高
【答案】B
【分析】
单克隆抗体的制备时动物细胞融合技术的应用之一,此过程中需要先注射抗原,使生物体产生具有免疫能力的B淋巴细胞,再将B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合,并筛选出能产生特异性抗体和大量增殖的杂交瘤细胞,最后经过体内和体外培养获取单克隆抗体。单克隆抗体具有特异性强、灵敏度高,并可能大量制备的优点。
【详解】
A、给图中小鼠注射S蛋白,检测到小鼠血清出现S蛋白抗体之后,说明小鼠已经产生了相应的体液免疫过程,这时从脾脏中获得相应B淋巴细胞,并诱导其与骨髓瘤细胞融合,A正确;
B、经HAT培养基筛选得到杂交瘤细胞经克隆化培养后还需进行抗体检测才能用于单克隆抗体的生产,B错误;
C、根据抗原-抗体特异性结合的原理,将单克隆抗体制成诊断盒,用于疾病的诊断,C正确;
D、一般抗血清中的抗体是一群识别不同抗原部位的抗体混合物,而单克隆抗体识别抗原部位具有专一性,所以单克隆抗体比血清抗体的灵敏度更高,D正确。
故选B。
26.NRP—1是人体血管内皮生长因子的受体,在肿瘤新生血管形成与肿瘤细胞迁移、黏附、侵袭等方面起重要调控作用。为探究NRP—1MAb(NRP-l的单克隆抗体)对乳腺癌的治疗作用,研究人员以兔子为实验材料进行相关实验得到以下数据如图所示。下列叙述错误( )
A.据图推测,NRP—1MAb能够有效降低肿瘤的体积,中、髙剂量抗体的降低效果比低剂量的效果更显著
B.NRP—1MAb的制备过程中利用灭活的病毒诱导两细胞融合,其原理是利用了病毒表面的糖蛋白和相关酶与细胞膜表面的糖蛋白发生作用
C.将NRP—1反复给兔子注射,提取已免疫的B细胞与骨髓瘤细胞融合,再经选择性培养基筛选获得的杂交瘤细胞都能产生NRP—1MAb
D.治疗机理可能为NRP—1MAb.与NRP—1特异性结合,阻止了NRP—1与血管内皮生长因子的结合,从而抑制了肿瘤血管的生成和肿瘤细胞的分散转移
【答案】C
【分析】
曲线分析:根据实验结果可知,与对照组比较,NRP-1 MAb能够有效地降低肿瘤的体积,并且中、高剂量抗体的降低效果比低剂量的效果更显著。
【详解】
A、由曲线图可知,NRP—1MAb能够有效降低肿瘤的体积,中、高剂量抗体的降低效果比低剂量的效果更显著,A正确;
B、灭活病毒诱导细胞融合的原理是病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能够与细胞膜上的糖蛋白发生作用,使细胞互相凝集,细胞膜上的蛋白质分子和脂质分子中心排布,细胞膜打开,细胞发生融合,B正确;
C、进过选择培养基筛选的杂交瘤细胞并不能产生单一的抗体,还需要进行克隆化培养和抗体阳性检测最终筛选到能只产生NRP—1MAb的杂交瘤细胞,C错误;
D、根据题干信息“NRP—1是人体血管内皮生长因子的受体,在肿瘤新生血管形成与肿瘤细胞迁移、黏附、侵袭等方面起重要调控作用”,由此可推测,NRP—1MAb可能与NRP—1特异性结合,阻止了NRP—1与血管内皮生长因子的结合,从而抑制了肿瘤血管的生成和肿瘤细胞的分散转移,D正确。
故选C。
二、多选题
27.下列动物细胞培养过程中属于原代培养的是( )
A.通常将动物组织消化后的初次培养称为原代培养
B.从机体取得细胞后立即进行培养的过程
C.出现接触抑制现象后接下来的细胞培养过程
D.哺乳动物细胞在培养基中的悬浮生长过程
【答案】AB
【分析】
动物细胞培养时,取幼龄动物的组织,剪碎后,用胰蛋白酶处理分散成单个细胞,制成细胞悬浮液,转入细胞培养液中进行的培养是原代培养;当细胞贴满瓶壁,在用胰蛋白酶处理分散成单个细胞,制成细胞悬浮液,转入培养液中进行的是传代培养。
【详解】
A、通常将动物组织经处理后的初次培养称为原代培养,A正确;
B、从机体取得细胞后立即进行培养过程是原代培养,B正确;
C、出现接触抑制现象后,接去下的细胞的培养过程是传代培养,C错误;
D、无论原代培养和传代培养细胞过程,细胞都有在培养基中的悬浮生长过程,D错误。
故选AB。
28.下列有关动物细胞培养和植物组织培养的叙述,正确的是( )
A.动物细胞培养和植物组织培养所用培养基中的成分不同
B.动物细胞培养和植物组织培养过程中都要用到胰蛋白酶
C.动物细胞培养可用于检测有毒物质,茎尖组织培养可获得脱毒植株
D.烟草叶片离体培养能产生新个体,小鼠杂交瘤细胞培养能得到细胞代谢产物
【答案】ACD
【分析】
植物组织培养和动物细胞培养的比较
比较项目
植物组织培养
动物细胞培养
原理
细胞的全能性
细胞增殖
培养基性质
固体培养基
液体培养基
培养基成分
营养物质(蔗糖)、植物激素等
营养物质(葡萄糖)、动物血清等
培养结果
植物体
细胞株、细胞系
培养目的
快速繁殖、培育无毒苗等
获得细胞或细胞产物
分散处理
无
有
脱分化
有
无
【详解】
A、动物细胞培养和植物组织培养所用培养基中的成分不同,如动物细胞培养需要加血清,植物细胞培养不需要添加血清,A正确;B、植物组织培养不需要胰蛋白酶,B错误;
C、动物细胞培养可用于检测有毒物质,茎尖组织培养可获得脱毒植株,C正确;
D、烟草叶片离体培养能产生新个体,小鼠杂交瘤细胞培养能得到细胞代谢产物,D正确。
故选ACD。
29.下列关于高产奶牛克隆过程的叙述,错误的是( )
A.供体牛体细胞在进行体外培养时,不可能发生细胞贴壁和接触抑制的现象
B.培养至M Ⅱ中期的卵母细胞的细胞质中含有能促进细胞核全能性表达的物质
C.通过电刺激促进供体与去核受体细胞两两融合,供体核进入卵母细胞
D.胚胎移植时,应将重组细胞直接移入代孕母牛的子宫
【答案】AD
【分析】
动物核移植是指将动物的一个细胞的细胞核移入一个去掉细胞核的卵母细胞中,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。核移植得到的动物称克隆动物,克隆动物的核基因完全来自供体动物,而细胞质基因来自受体细胞。
【详解】
A、供体牛体细胞在进行体外培养时,当贴壁细胞分裂生长到细胞表面相互接触时,细胞会停止分裂增殖,这种现象称为细胞的接触性抑制,A错误;
B、核移植用MⅡ中期的卵母细胞做受体细胞原因有卵母细胞体积大,便于操作;含有促使细胞核表达全能性的物质;营养物质丰富,B正确;
C、去核的卵母细胞与供体细胞通过电击后融合,供体核进入受体卵母细胞,构建成重组胚胎,C正确;
D、胚胎移植时,应先将重组细胞培养成早期胚胎,再把早期胚胎移入代孕母牛的子宫,D错误。
故选AD。
30.三聚氰胺是小分子有机物,下图为采用单克隆技术制备三聚氰胺特异性抗体 的过程,下列有关叙述错误的是( )
A.三聚氰胺分子经“扩容”后可激活小鼠的免疫系统
B.从自然免疫的小鼠体内可获得产生该特异性抗体的B淋巴细胞
C.经培养筛选后得到的杂交瘤细胞只具有产生单一抗体的特点
D.在基因水平上将单克隆抗体改造为嵌合抗体可降低对人体的不良反应
【答案】BC
【分析】
分析题图:该图是制备三聚氰胺特异性抗体的过程。由于三聚氰胺分子量过小,不足以激活高等动物的免疫系统,制备抗体前必须对三聚氰胺分子进行有效“扩容”。
【详解】
A、根据试题的分析,由于三聚氰胺分子量过小,不足以激活高等动物的免疫系统,制备抗体前必须对三聚氰胺分子进行有效“扩容”,以激活小鼠的免疫反应,A正确;
B、三聚氰胺是小分子有机物,不会被动物的免疫细胞的受体所识别,B错误;
C、经培养筛选得到的杂交瘤细胞具有双亲的特性,既能无限增殖又能产生单一抗体,C错误;
D、通过对鼠和人控制抗体产生的基因进行拼接,实现对鼠源杂交瘤抗体的改造,能生产出对人体的不良反应减少、效果更好的鼠-人嵌合抗体,D正确。
故选BC。
三、综合题
31.如图是动物细胞培养的基本过程示意图。请据图回答下列问题:
(1)容器A中放置的是动物器官或组织,它一般取自________。
(2)容器A中的动物器官或组织首先要进行的处理是________,然后用________酶处理,这是为了使细胞分散开来,这样做的目的是________。
(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,细胞增殖产生的新细胞会表现出________生长现象。当细胞分裂生长相互接触时,就会停止分裂增殖,这称为________现象。需用胰蛋白酶处理后分瓶继续培养,称为________。
(4)细胞在C瓶培养,出现极少数细胞无限繁殖,其原因是________。
【答案】胚胎或幼龄动物 剪碎 胰蛋白(或胶原蛋白) 使细胞与培养液充分接触 动物血清 贴壁 接触抑制 传代培养 细胞的遗传物质发生了改变,带有癌变特点
【分析】
动物细胞培养的流程: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。
【详解】
(1)胚胎或幼龄动物的细胞具有旺盛的分裂能力,培养后可获得较多细胞。
(2)为了增加细胞与培养液的接触,应使细胞分散开来,可先用物理方法剪碎,再用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理。
(3)血浆中含有丰富的营养成分,为良好的天然营养物质,故在动物细胞培养时除了加入葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素等成分,还需加入血清;动物细胞培养过程中有细胞贴壁生长的特点,当细胞分裂生长相互接触时,就会停止分裂增殖,这称为接触抑制;接触抑制现象出现后需用胰蛋白酶处理,使之分散开,以便与培养液充分接触;若再分瓶培养则为传代培养。
(4)培养过程中细胞的遗传物质可能发生变异而具有癌细胞的特点,即具有无限增殖能力。
【点睛】
本题考查动物细胞培养的有关知识,要求考生能够掌握动物细胞培养的原理、过程、特点等知识,识记培养液的成分和作用,识记癌细胞的特点等,并能结合题意分析作答。
图1是培养小鼠胚胎成纤维细胞(MEF细胞)的示意图,图2是在用MEF细胞制成的饲养层上培养胚胎干细胞(ES细胞)的示意图。回答下列问题:
32.图1中培养MEF细胞的适宜温度约为________℃。当MEF细胞分裂生长到细胞表面相互接触时就停止分裂,这种现象称为细胞的________。
33.ES细胞存在于________中,具有分化为成年动物体内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甚至________的潜能。
34.在培养液中单独培养ES细胞时,ES细胞容易发生分化,结合图2可推知MEF细胞的作用是____________________________________________________________________。
【答案】
32. 36.5±0.5 接触抑制
33. 早期胚胎 个体
34.抑制ES细胞分化
【分析】
1、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。
2、胚胎干细胞具有胚胎细胞的特性,体积较小,细胞核大,核仁明显;在功能上,具有发育的全能性,可分化为成年动物任何一种组织细胞。
32.
小鼠胚胎成纤维细胞培养的适宜温度约为36.5±0.5℃;当MEF细胞分裂生长到细胞表面相互接触时就停止分裂,这种现象称为细胞的接触抑制。
33.
哺乳动物的胚胎干细胞简称ES或EK细胞,来源于早期胚胎中,具有分化为成年动物体内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甚至个体的潜能。
34.
在培养液中单独培养ES细胞时,ES细胞容易发生分化,结合图2可知加入MEF细胞后ES细胞可以只增殖不分化,故可推知MEF细胞的作用是抑制ES细胞分化。
【点睛】
本题考查动物细胞培养、胚胎干细胞的特点和应用,意在考查学生对所学知识的理解与掌握程度,培养了学生分析图形、获取信息、解决问题的综合应用的能力。
下面为制备单克隆抗体和多克隆抗体的示意图,据图回答下列问题:
35.图中向小鼠注射包含多种抗原决定簇的抗原后,所获得的免疫抗血清实际上是含有____________(填写抗体的名称)的混合物,这种方法制备的多克隆抗体不仅产量低,而且纯度低。
36.图中选用B细胞和骨髓瘤细胞融合成杂交瘤细胞,说明细胞膜具有________;如果仅考虑细胞的两两融合,其融合细胞有________种类型。
37.图中两次筛选的目的不同,其中筛选①的目的是筛选出________,筛选②的目的是筛选出__________。
38.科学工作者正在研究的用于治疗癌症的“生物导弹”就是________________。用“生物导弹”治疗癌症的方法优于化疗的原因是______________________________。
39.由图中可看出,单克隆抗体的制备过程中,运用了________和________两大技术。
【答案】
35.Ab1、Ab2、Ab3、Ab4
36. 流动性 3
37. 杂交瘤细胞 能产生所需抗体的杂交瘤细胞
38. 单克隆抗体上连接抗癌药物 不损伤正常细胞,且用药剂量少,毒副作用小
39. 动物细胞融合 动物细胞培养
【分析】
1、在制备单克隆抗体时,首先要给小鼠注射抗原,产生相应的浆细胞,然后将浆细胞与骨髓瘤细胞融合,经过选择培养基两次筛选,最后获得能产生所需抗体的杂交瘤细胞。
2、在单克隆抗体的制备过程中,使用了动物细胞培养和动物细胞融合等动物细胞工程技术。
35.
结合题图可以看出,向小鼠注射包含多种抗原决定簇的抗原后,获得的免疫抗血清实际上是含有Ab1、Ab2、Ab3、Ab4多种抗体的混合物。
36.
B细胞和骨髓瘤细胞融合体现了细胞膜的结构特性——具有一定的流动性;如果仅考虑细胞的两两融合,其融合细胞有3种类型(B细胞和B细胞融合、B细胞和杂交瘤细胞融合、杂交瘤细胞和杂交瘤细胞融合)。
37.
图中两次筛选的目的不同,其中筛选①的目的是筛选出杂交瘤细胞,筛选②的目的是筛选出能产生所需抗体的杂交瘤细胞。
38.
科学工作者正在研究的用于治疗癌症的“生物导弹”,注入体内,借助单克隆抗体的导向作用,将抗癌药物定向带到癌细胞所在位置,在原位杀死癌细胞;用“生物导弹”治疗癌症和普通化疗相比优点是不损伤正常细胞,且用药剂量少,毒副作用小。
39.
由图中可看出,单克隆抗体的制备过程中,运用了动物细胞工程中的动物细胞融合(杂交瘤细胞的获得)和动物细胞培养两大技术。
【点睛】
本题旨在考查单克隆抗体制备的相关知识,识记单克隆抗体的制备过程和分析图并获取信息是解答本题的关键。
40.CEA是一种糖蛋白,在肠癌、肺癌等患者的血清中其含量常常异常升高,也常见于正常人体胎儿早期的消化管等器官组织中。常用CEA抗体检测血清中的CEA含量,进行相关疾病的临床诊断。下图是CEA单克隆抗体的制备流程示意图,请据图回答下列问题∶
(1)过程①表示从cDNA文库中扩增获取大量目的基因的过程,该过程中利用添加入反应体系中的____________将A特异性扩增,获得的A与人体细胞内的CEA基因在结构上的主要区别是____________。制备重组质粒过程时,为确保目的基因与质粒准确连接,应采用图示中的____________酶的切割位点。过程②常用____________法。
(2)过程③在融合处理后需要利用____________方法获取能产生所需的单克隆抗体的杂交瘤细胞。在过程③中发现小鼠被抗原蛋白免疫后,从脾脏中分离出B淋巴细胞却包含有多种能产生不同抗体的细胞,原因是____________。
(3)在将该杂交瘤细胞注入小鼠腹腔培养的过程④前,需要先将其进行____________过程,应用获得的单克隆抗体搭载抗癌药物制成“生物导弹”治疗癌症,具有的优点有____________。
【答案】特异性引物 无启动子、终止子、内含子 AscI和BamHI 感受态细胞(Ca2+溶液处理) 选择性培养基筛选和专一抗体检测 小鼠在用该抗原免疫前曾经接触过其他多种抗原 克隆化培养 定向原位杀死癌细胞,不损伤正常细胞,减少用药剂量
【分析】
单克隆抗体制备流程:先给小鼠注射特定抗原使之发生免疫反应,之后从小鼠脾脏中获取已经免疫的B淋巴细胞;诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合,利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞;进行抗体检测,筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞;进行克隆化培养,即用培养基培养和注入小鼠腹腔中培养;最后从培养液或小鼠腹水中获取单克隆抗体。
基因工程技术的基本步骤:
(1)目的基因的获取:方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成;
(2)基因表达载体的构建:是基因工程的核心步骤,基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等;
(3)将目的基因导入受体细胞:根据受体细胞不同,导入的方法也不一样.将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法;将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法;
(4)目的基因的检测与鉴定:分子水平上的检测:①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术;②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术;③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术.个体水平上的鉴定:抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
【详解】
(1)从cDNA文库中扩增获取大量目的基因可以采用PCR技术,该技术的前提是需要加入特异性引物将其扩增;
从cDNA文库中获得目的基因和人体内CEA基因的结构区别是从cDNA文库中扩增获得的目的基因中无启动子、终止子、内含子;
制备重组质粒过程时,为确保目的基因与质粒准确连接,且在启动子和终止子之间插入目的基因,应选择用AscⅠ酶和BamHⅠ酶切割;
将重组质粒导入大肠杆菌常用Ca2+溶液处理大肠杆菌,使其成为感受态细胞。
(2)在将B细胞和骨髓瘤细胞融合后,需要用选择性培养基筛选出产生特定单一抗体的细胞,和专一抗体检测才能获取能产生所需的单克隆抗体的杂交瘤细胞;由于小鼠在用该抗原免疫前曾经接触过其他多种抗原,所以从脾脏中分离出B淋巴细胞有多种,能够产生多种抗体。
(4)在将该杂交瘤细胞注入小鼠腹腔培养前,需要先将其进行克隆化培养;单克隆抗体的优点有定向原位杀死癌细胞,不损伤正常细胞,减少用药剂量。
【点睛】
本题结合单克隆抗体制备和基因工程的相关知识,考查单克隆抗体制备的原理及具体过程,考查学生提取信息和分析问题的能力,学生需要能结合所学的知识准确答题。
41.铁皮石斛被国际药用植物界称为“药界的大熊猫”,被民间称为“救命的仙草”,现代药理表明,铁皮石斛具有抗肿瘤、抗衰老、增强免疫力等功能,但铁皮石斛自然繁殖力极低,故对铁皮石斛进行体外的快速繁殖是解决目前铁皮石斛资源和供需矛盾的主要途径,铁皮石斛的快速繁殖过程属于克隆范畴。回答下列问题:
(1)铁皮石斛的快速繁殖属于植物细胞工程应用中的植物繁殖的新途径,植物繁殖的新途径中还包括__________,此外,植物细胞工程的应用还包括____________________(答出两项)。
(2)在植物的生长发育中,并不是所有细胞都能表现出全能性,这是因为____________________。
(3)铁皮石斛的快速繁殖过程应用的植物细胞工程技术为__________,生长素和细胞分裂素的____________________(答出两项)等会影响该技术中植物细胞的发育方向。
(4)克隆技术可在不同水平上进行,基因工程中PCR技术属于__________水平的克隆,单克隆抗体中对选择出的杂交瘤细胞进行克隆化培养属于__________水平的克隆,克隆羊“多莉”属于个体水平的克隆。有关克隆人的话题中包括__________人和生殖性克隆人,我国政府对生殖性克隆的原则是____________________。
【答案】作物脱毒 作物新品种的培育和细胞产物的工厂化生产 在特定的时间和空间条件下,细胞中的基因选择性表达 植物组织培养 浓度和比例 分子 细胞 治疗性克隆 不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验
【分析】
植物组织培养过程:
(1)原理:植物细胞具有全能性。
(2)过程:
(3)用途:a、微型繁殖:用于快速繁殖优良品神的植物组织培养技术,也叫快速繁殖技术.繁殖过程中的分裂方式是有丝分裂,亲、子代细胞内DNA不变,所以能够保证亲、子代遗传特性不变;
b、作物脱毒:利用茎尖、根尖等无毒组织,进行微型繁殖,所获幼苗是无毒的;
c、人工种子:通过组织培养技术,可把植物组织的细胞培养成在形态及生理上与天然种子胚相似的胚状体,也叫作体细胞胚.这种体细胞胚有于叶、根、茎分生组织的结构.科学家把体细胞胚包埋在胶囊内形成球状结构,使其具备种子机能.所以,人工种子是一种人工制造的代替天然种子的颗粒体,可以直接播种于田间。①制作方法:人工种子是利用植物组织培养获得胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等,然后包上人丁种皮就形成了人工种子。②优点:可使在自然条件下不结实或种子昂贵的植物得以繁殖;保持亲本的优良性状,因该过程为无性繁殖;节约粮食,减少种子的使用;可以控制添加一些物质,如除草剂、农药、促进生长的激素、有益菌等. 周期短,易储存和运输,不受气候和地域的限制。
(4)细胞产物的工厂化生产:从人工培养的愈伤组织细胞中提取某种成分,如紫草素、香料等。
【详解】
(1)应用植物细胞工程繁殖植物的新途径除了快速繁殖外,还包括作物脱毒,植物细胞工程的应用除了植物繁殖的新途径外,还包括作物新品种的培育和细胞产物的工厂化生产。
(2)在植物的生长发育中,在特定的时间和空间条件下,细胞中的基因选择性表达,导致不是所有细胞都能表现出全能性。
(3)铁皮石斛的快速繁殖过程应用的植物细胞工程技术为植物组织培养,植物组织培养过程中生长素和细胞分裂素的浓度和比例等会影响植物细胞的发育方向。
(4)基因工程中通过PCR技术可以扩增双链DNA,属于分子水平的克隆,单克隆抗体中对选择出的杂交瘤细胞进行克隆化培养属于细胞水平的克隆,克隆羊“多莉”属于个体水平的克隆。克隆人包括治疗性克隆人和生殖性克隆人,我国政府对生殖性克隆的原则是不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验。
【点睛】
本题考查植物组织培养技术的相关知识,意在考查考生的理解所学知识要点,把握知识间内在联系的能力;能运用所学知识,对生物学问题作出准确的判断。
42.科研人员在杂交瘤细胞的基础上,获得了双杂交瘤细胞,能够产生双特异性抗体,该抗体可以同时结合两种抗原。
(1)科研人员将抗原、分别注射到小鼠体内,引起机体的______免疫,_____分泌相应抗体。
(2)科研人员获得上述小鼠的脾脏细胞,制备两种杂交瘤细胞。每种杂交瘤细胞产生的抗体结构,与抗原结合的情况如图1所示。
①制备杂交瘤细胞时,需将上述小鼠的脾脏组织,用____________处理获得单细胞后,再与小鼠的骨髓瘤细胞融合,筛选得到两种杂交瘤细胞。将两种杂交瘤细胞用____________试剂处理促进其融合,在培养基中加入____________(天然成分)培养。若两种细胞成功融合,则会同时表达出抗体的重链A、B和轻链a、b,这种细胞称作双杂交瘤细胞。
②抗体由两条重链和两条轻链组成,重链和轻链均分为恒定区和可变区,两条重链依赖于A1或B1进行组装(A1与B1相同),重链与轻链的组装依赖于恒定区A2、a或B2、b(a与b相同)。因此,双杂交瘤细胞产生的抗体种类较多,其中有一种抗体能同时与抗原α、β结合称为双特异性抗体,如图2。请将A1、A2、B1、B2、a、b、α、β等字符填入下面的表格中____________。
1
2
3
4
5
6
A2
③为使双杂交瘤细胞只产生图2所示双特异性抗体,降低纯化分离成本,科研人员对重链,轻链的结构进行改造。改造思路是在A、B、a、b的恒定区通过改变____________,进而改变蛋白质的空间结构,实现“榫卯”式互补组装的唯一性。
(3)结合双特异性抗体特点,请分析其在肿瘤治疗方面的应用前景:__________________________。
【答案】体液 已免疫的B淋巴细胞 胰蛋白酶 PEG(或聚乙二醇) 动物血清
1
2
3
4
5
6
A2
B2
a
b
氨基酸种类(或序列) 研制与肿瘤细胞和抗肿瘤药物结合的双特异性抗体,特异性杀死肿瘤细胞 【解析】
【分析】
1、题图分析:图1中是抗原α、β分别注射到小鼠体内,小鼠分别产生的α、β的两种单克隆抗体;图2中是双杂交瘤细胞产生的双特异性抗体。
2、图中抗体由两条重链和两条轻链组成,重链和轻链均分为恒定区和可变区,两条重链依赖于A1或B1进行组装(A1与B1相同),重链与轻链的组装依赖于恒定区A2、a或B2、b(a与b相同)。
【详解】
(1)科研人员将抗原α、β分别注射到小鼠体内,引起机体的体液免疫,由已免疫的B淋巴细胞(浆细胞)分泌相应抗体。
(2)①制备杂交瘤细胞时,需将上述小鼠的脾脏组织,用胰蛋白酶处理获得单细胞后,再与小鼠的骨髓瘤细胞融合,筛选得到两种杂交瘤细胞。将两种杂交瘤细胞用PEG试剂处理促进其融合,在培养基中加入动物血清等成分培养。如果两种细胞成功融合,则会同时表达出抗体的重链A、B和轻链a、b,这种细胞称作双杂交瘤细胞。
②由于图2抗体是双杂交瘤细胞产生的双特异性抗体,由表格信息可知1链为A2,则2链为B2,根据图1信息判断,3、4分别是a、b;因为5为α,则6是β。故得到如下表格:
1
2
3
4
5
6
A2
B2
a
b
α
β
③使双杂交瘤细胞只产生图2所示双特异性抗体,降低纯化分离成本,科研人员可对重链、轻链的结构进行改造获得。改造思路是在A、B、a、b的恒定区通过改变氨基酸种类(或序列),进而改变蛋白质的空间结构,这种改造属于现代生物技术中的蛋白质工程。
(3)双特异性抗体在肿瘤治疗方面的应用前景是:研制与肿瘤细胞和抗肿瘤药物结合的双特异性抗体,特异性杀死肿瘤细胞。
【点睛】
本题考查单克隆抗体的制备过程和动物细胞的培养,意在考查考生的识记能力和理解所学知识要点,把握知识间内在联系,形成知识网络结构的能力;能运用所学知识,准确判断问题的能力,属于考纲识记和理解层次的考查。
43.在治疗大面积烧伤病人时,通常是取患者自身细胞,在体外培养获得大量的自体健康皮肤,再移植给患者进行恢复性治疗。回答下列问题:
(1)通常要取皮肤的成纤维细胞或皮肤干细胞进行体外培养,推测其原因是_____________。
(2)一般可取患者腹部2~3cm2的皮肤,用_____________酶来处理组织,可使细胞分散成单个细胞,细胞分散成单个的好处是_______________________________________。
(3)培养细胞的过程中会出现接触抑制现象,该现象是指__________________________。
(4)在动物细胞的体外培养过程中,需要提供无菌、无毒环境,可通过添加一定量的抗生素来抑制细菌的生长。据研究发现,抗生素可抑制细菌细胞中基因控制蛋白质的合成过程,抗生素的作用机理可能有_____________________(写出1点即可)。
(5)在动物细胞的体外培养过程中,需要的气体主要有O2和CO2.O2的主要作用是_____________________,CO2的主要作用是______________________________。
【答案】细胞分裂能力强,易于培养 胰蛋白 使细胞和培养液充分接触 当细胞分裂生长到表面互相接触时,细胞就会停止分裂增殖 干扰核糖体的形成(或阻止tRNA和mRNA的结合,或干扰RNA聚合酶与DNA的结合,或阻止核糖体与mRNA的结合) 维持细胞的有氧呼吸 维持培养液的pH
【分析】
动物细胞培养过程
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,称为细胞贴壁。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。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。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。。
【详解】
(1)皮肤的成纤维细胞或皮肤干细胞细胞具有较强的分裂能力,易于培养,因此在进行体外培养时,通常选择成纤维细胞或皮肤干细胞细胞进行培养。
(2)进行体外培养时可取患者腹部2~3cm2的皮肤,用胰蛋白酶处理使细胞分散成单个细胞,这样可使细胞和培养液充分接触,从而有利于细胞增殖。
(3)由分析可知,接触抑制是指细胞培养过程中表现的细胞表面因为互相接触而停止分裂增殖的现象。
(4)在动物细胞的体外培养过程中,需要提供无菌、无毒环境,因此需要添加一定量的抗生素来抑制细菌的生长。而抗生素可抑制细菌细胞中基因控制蛋白质的合成过程,基因控制蛋白质合成过程包括转录和翻译两个步骤,据此可推测抗生素的抑菌机理为干扰核糖体的形成(或阻止tRNA和mRNA的结合,或干扰RNA聚合酶与DNA的结合,或阻止核糖体与mRNA的结合)。
(5)在动物细胞的体外培养过程中,需要提供气体环境,即 5%的CO2和95%的空气,其中O2的作用是保证细胞的有氧呼吸所需,而CO2的具有维持培养液pH的作用。
【点睛】
熟知动物细胞培养过程是解答本题的关键,掌握动物细胞培养过程中所需的条件及其作用是解答本题的另一关键。
44.现代生物工程技术推动了免疫学和畜牧业的发展。
(1)制备单克隆抗体需要借助动物细胞融合技术,其过程中与植物不同的方法是使用________ 诱导,融合细胞首先需要经过_________ 培养获得杂交瘤细胞;还需进行_______ 化培养和抗体检测,经多次筛选,用专一抗体检验呈阳性才可获得足够数量的____________ ,再进行体内或体外培养,大量制备单克隆抗体。
(2)对大面积烧伤病人,借助________ 技术可获取大量自身健康皮肤用于移植。培养的条件需要________________ 、合适的营养、适宜的温度、通入______________ 混合气体。
(3)用细胞核移植技术繁育良种牛的培育过程需要进行胚胎移植,移植前需要对受体牛进行__ 技术处理,对外来胚胎基本不发生__________ ,为胚胎在受体内的存活提供了可能。
【答案】灭活的病毒 选择性 克隆 能分泌所需抗体的杂交瘤细胞 动物细胞培养 无菌、无毒的环境 含有95%空气和5% CO2 同期发情处理 免疫排斥反应
【分析】
1、动物细胞培养的条件:
(1)无菌、无毒的环境:①消毒、灭菌;②添加一定量的抗生素;③定期更换培养液,以清除代谢废物。
(2)营养物质: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)温度和PH:36.5℃±0.5℃;适宜的pH:7.2~7.4。
(4)气体环境:95%空气(细胞代谢必需的)和5%的CO2(维持培养液的PH)。
2、单克隆抗体制备流程:先给小鼠注射特定抗原使之发生免疫反应,之后从小鼠脾脏中获取已经免疫的B淋巴细胞;诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合,利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞;进行抗体检测,筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞;进行克隆化培养,即用培养基培养和注入小鼠腹腔中培养;最后从培养液或小鼠腹水中获取单克隆抗体。
3、胚胎移植的基本程序主要包括:①对供、受体的选择和处理(选择遗传特性和生产性能优秀的供体,有健康的体质和正常繁殖能力的受体.用激素进行同期发情处理,用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理);②配种或人工授精;③对胚胎的收集、检查、培养或保存(对胚胎进行质量检查,此时的胚胎应发育到桑椹或胚囊胚阶段);④对胚胎进行移植;⑤移植后的检查。
4、胚胎移植的生理学基础:
①动物发情排卵后,同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的.这就为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境。
②早期胚胎在一定时间内处于游离状态.这就为胚胎的收集提供了可能。
③受体对移入子宫的外来胚胎不发生免疫排斥反应.这为胚胎在受体的存活提供了可能。
④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。
【详解】
(1)植物原生质体融合的方法分为两大类——物理法和化学法,物理法包括离心、振动、电激;化学法一般是用聚乙二醇作为诱导剂来诱导细胞融合。动物细胞融合常用的诱导因素有聚乙二醇、灭活的病毒、电激等;细胞融合后用特定的选择性培养基进行筛选,挑选出融合的杂交瘤细胞;再对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杂交瘤细胞。
(2)治疗灼烧病人时,通常采用动物细胞培养技术获得大量自身健康皮肤用于移植;动物细胞培养需要无菌、无毒的环境、适宜的营养、适宜的温度、通入95%空气和5%CO2的混合气体等。
(3)胚胎移植前需要对供、受体牛进行选择,并用激素进行同期发情处理;大量的研究已经证明,受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应,这为胚胎在受体内的存活提供了可能。
【点睛】
本题考查动物细胞工程和胚胎工程的相关知识,要求考生识记动物细胞培养、动物细胞融合和单克隆抗体制备的相关知识;识记胚胎移植的基本程序,掌握胚胎移植的生理学基础,能结合所学的知识准确答题。
下图是利用现代生物工程技术治疗遗传性糖尿病(基因缺陷导致胰岛B细胞不能正常合成胰岛素)的过程设计图解。请据图回答:
45.图中①②所示的结构分别是_________________、_______________。
46.图中③④所示的生物工程技术分别是________________、____________________。
47.过程③通常用去核卵细胞作受体细胞的原因除了它体积大、易操作,含有丰富营养物质外,还有_____________________________。
48.过程④的完成需要用到的基因工程操作工具有_____________________。
49.图示方法与一般的异体移植相比最大的优点是_____________________。
【答案】
45. 细胞核 内细胞团细胞
46. 核移植技术 转基因技术(或重组DNA技术或基因工程)
47.含有促进细胞核全能性表达的物质
48.限制酶、DNA连接酶、运载体
49.不发生免疫排斥反应
【分析】
分析题图:①是分离得到的细胞核;②是囊胚中的内细胞团细胞,具有发育的全能性;③是核移植技术;④是基因工程技术,过程图中涉及到的现代生物技术有基因工程、核移植技术、动物细胞培养、早期胚胎培养等技术。
45.
由以上分析可知:图中①是分离体细胞后获得的细胞核,②是囊胚中的内细胞团细胞,因为这些细胞还未分化,具有全能性,可以定向诱导分化成各类细胞、组织、器官。
46.
由以上分析可知:图中③将细胞核移植到去核的卵细胞中,表示核移植技术;④将健康胰岛B细胞基因导入内细胞团细胞中,表示转基因技术(或重组DNA技术或基因工程)。
47.
)核移植时,通常用去核卵细胞作受体细胞,原因是:卵细胞体积大、易操作,含有的营养物质丰富,还含有促进细胞核全能性表达的物质。
48.
过程④运用的基因工程技术需要用到的基因操作工具有限制酶、DNA连接酶和运载体。
49.
图示方法属于体外基因治疗,因为同一生物体的人类淋巴细胞抗原相同,且细胞核来自患者自身的体细胞,所以与一般的异体移植相比,该方法不发生免疫排斥反应。
【点睛】
本题结合治疗遗传性糖尿病的过程设计图解,考查基因工程、细胞工程及胚胎工程的相关知识,意在考查考生的识图能力和识记能力;能理解所学知识要点的能力;能综合运用所学知识解决自然界和社会生活中的一些生物学问题的能力。
上海某医院病理室为确诊一患者的肿瘤是良性还是恶性,切取了一小块肿瘤组织进行培养。请回答下列问题:
50.培养之前,肿瘤组织必须先用胰蛋白酶或____________________等处理成单个细胞。
51.由于人们对细胞所需营养物质尚未完全搞清楚,培养时需要在配制的合成培养基的基础上加入_________________等天然成分。细胞培养应在含5%CO2的恒温培养箱中进行,CO2的作用是__________________。
52.与正常细胞相比,在显微镜下可见明显增多的细胞器是(两项)___________________。
53.在肿瘤组织培养了60代后,发现有恶性肿瘤细胞存在,那么能否判断该肿瘤组织就是恶性肿瘤?_________________。说明理由:__________________。
54.动物细胞培养有许多用途。请列举两种:_______________、_______________。
【答案】
50.胶原蛋白酶
51. 血清、血浆 维持培养液的PH(或酸碱度)
52.线粒体、核糖体
53. 不能 因为传代培养超过10~50代后,部分细胞会在细胞培养过程中获得不死性而发生癌变。
54. 大规模生产生物制品(单克隆抗体、疫苗等) 基因工程也离不开动物细胞培养;判断某种细胞的毒性等
【分析】
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。
50.
培养之前,由于细胞彼此连在一起,因此肿瘤组织必须先用胰蛋白酶或胶原蛋白酶等处理成单个细胞。
51.
动物细胞培养所需的营养物质与体内基本相同,即葡萄糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等。由于人们对细胞所需营养物质尚未完全搞清楚,培养时需要在配制的合成培养基的基础上加入血清、血浆等天然成分。动物细胞培养需要气体环境:95%空气+5%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,故细胞培养应在含5%CO2的恒温培养箱中进行。
52.
与正常细胞相比,肿瘤细胞由于进行细胞分裂合成大量的蛋白质及需要能量,故在显微镜下观察可看见明显增多的细胞器有核糖体和线粒体。
53.
在肿瘤组织培养了60代后,发现有恶性肿瘤细胞的存在,也不能判断该肿瘤组织就是恶性肿瘤,因为传代培养超过10~50代后,部分细胞会在培养过程中获得不死性而发生癌变。
54.
动物细胞培养有许多用途,许多重要的生物制品,如病毒疫苗、单克隆抗体等,都可以借助动物细胞培养技术来大规模生产;基因工程也离不开动物细胞培养;判断某种细胞的毒性等。
【点睛】
本题以确诊肿瘤是良性还是恶性为背景,考查动物细胞培养和细胞癌变方面的内容,要求学生识记动物细胞培养的过程,理解癌变细胞的特征,能结合所学知识点准确答题。
55.下图所示为用两栖动物的卵所做的实验图解,据图回答下列问题:
(1)蝌蚪肠上皮细胞核中含有青蛙发育所需的______________________,重新组合的细胞相当于蛙的_______________细胞,经过细胞分裂和______________形成组织和器官。本实验结果说明____________________具有全能性。
(2)图中A过程采用的技术手段称作_______________技术。如果用生物技术使番茄和马铃薯的体细胞融合,首先要获得______________,其方法是______________________,然后诱导_______________。要将其融合形成的细胞培养成植株,要用_________________技术。从理论上讲用融合后的细胞培育出的“番茄—马铃薯”植株是_________(可育、不可育)的。
【答案】全部基因(全部遗传物质) 受精卵 细胞分化 动物细胞核 核移植 原生质体 酶解法 原生质体融合 植物组织培养 可育
【分析】
分析题图:图示为用两栖动物卵所做的实验图解,首先用紫外线照射破坏卵细胞核,得到去核卵细胞,用微吸管吸取肠上皮细胞的细胞核;其次采用显微注射法将细胞核注入去核卵细胞得到重组细胞;重组细胞进行胚胎发育形成蝌蚪,再变态发育形成青蛙。
【详解】
(1)蝌蚪肠上皮细胞是由受精卵有丝分裂形成的,其细胞核中含有青蛙发育所需的全部基因(全部遗传物质);重新组合的细胞相当于蛙的受精卵细胞,经过分裂和分化形成组织和器官。本实验采用了核移植技术,这说明蝌蚪肠上皮细胞的细胞核具有全能性。
(2)图中A过程采用的技术手段称作核移植技术。番茄和马铃薯的体细胞融合前,首先要用酶解法去壁,即用纤维素酶和果胶酶处理,去除细胞壁,获得原生质体,然后诱导原生质体融合;诱导植物细胞融合的方法包括物理法(离心、振动和电激)和化学法(聚乙二醇)。将细胞培养成植株的技术是植物组织培养技术。假设番茄细胞的两个染色体组为AA,马铃薯细胞的两个染色体组为BB,从理论上讲用融合后的细胞培育出的“番茄-马铃薯”植株含有4个染色体组,减数分裂时产生的配子染色体组为A+B,故“番茄-马铃薯”植株是可育的。
【点睛】
本题结合以两栖动物卵所做的实验图解,考查动物体细胞核移植技术、植物体细胞杂交技术,要求考生识记动物细胞核移植的原理、概念及操作过程;识记植物体细胞杂交过程及诱导细胞融合的方法,再结合所学的知识准确答题。
下面两幅图分别是单克隆抗体制备过程和克隆羊培育过程示意图,请据图回答下列问题。
56.图甲和图乙所示的过程中,都必须用到的动物细胞工程技术手段是____________________。④是________培养。
57.单克隆抗体能定向攻击癌细胞,主要是利用其_________________________。
58.若不考虑环境因素影响,克隆羊的性状全部像白面绵羊吗? _____________。原因是_____________________。
59.图乙过程的技术具有多种用途,但是不能___________
A.有选择地繁殖某一性别的家畜 B.繁殖家畜中的优良个体
C.用于保存物种 D.改变动物的核基因
60.在目前现有技术条件下,还不能将从动物体内分离出来的成熟的体细胞直接培养成一个新个体,而是必须将体细胞的细胞核移植到去核的卵细胞中才能发育成新个体,你认为原因最可能是______
A.卵细胞大,便于操作 B.卵细胞含有的营养物质多
C.卵细胞的细胞质可使体细胞胞核全能性得到表达 D.重组细胞才具有全能性
【答案】
56. 动物细胞培养 体内
57.特异性
58. 不是 卵细胞细胞质的遗传物质也能控制某些性状
59.D
60.C
【分析】
1、图甲为单克隆抗体制备过程,图中①表示给小鼠注射特定的抗原蛋白,②表示B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合,③表示筛选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞,④表示杂交瘤细胞的体内培养。
2、图乙表示克隆羊培育过程,图中a表示细胞核移植,b表示胚胎移植技术。
56.
图甲单克隆抗体制备过程,图乙克隆羊培育过程,都必须用到的动物细胞工程技术手段是动物细胞培养。④表示杂交瘤细胞的体内培养。
57.
单克隆抗体能定向攻击癌细胞,主要是利用抗体的特异性。
58.
若不考虑环境因素影响,由于卵细胞细胞质的遗传物质也能控制某些性状,所以克隆羊的性状不是全部像白面绵羊。
59.
动物体细胞核移植技术的应用:①加速家畜遗传改良进程,促进良畜群繁育;②保护濒危物种,增大存活数量;③生产珍贵的医用蛋白;④作为异种移植的供体;⑤用于组织器官的移植等。但不能改变动物的核基因,只有通过可遗传变异才能改变动物的核基因,故选D。
60.
在目前现有技术条件下,必须将体细胞的细胞核移植到去核的卵细胞中才能发育成新个体,可能是因为卵细胞细胞质可使体细胞核全能性得到表达。故选C。
【点睛】
本题属于考纲中识记和理解层次的要求,考查了单克隆抗体制备过程与应用、动物细胞培养、核移植的过程和应用等知识,要求考生就一定的获取图示信息能力、审题能力以及分析能力。
61.自1996年世界上第一只体细胞克隆羊多莉诞生以来,人类已经成功克隆了马、牛和猪等大型家畜,但体细胞克隆灵长类动物一直没有取得进展,究其原因主要是灵长类动物的卵细胞极为敏感,极轻微挤压都可能导致异常分裂,且细胞核移植到去核卵细胞后不能完全恢复到分化前的功能状态,导致胚胎发育率低。2017年,我国科学家利用“聪明的化学方法和操作技巧”成功培育出了体细胞克隆猴“中中”和“华华”,该成果一经公布轰动了全世界。下图所示为克隆猴的培育过程。
(1)动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植,原因是______。
(2)我国科学家经过多年的反复试验,可以在10s之内对卵母细胞进行去核操作,在15秒之内完成核移植,操作迅速使卵细胞受损极小,在技巧上保证了实验的成功。实际操作中,去核是指去除______;去核前应保证采集的卵母细胞在体外培养至______期;核移植的具体操作是______,从而得到重构胚;核移植前需用灭活的仙台病毒对体细胞进行短暂处理,作用是______。
(3)“聪明的化学方法”也是保证实验成功的条件。我国科学家将组蛋白去甲基化酶(Kdm4d)的mRNA注入重构胚,同时用组蛋白脱乙酰酶抑制剂(TSA)处理重构胚,提高了胚胎的发育率和妊娠率。Kdm4d和TSA的作用机理是______,从而改变组蛋白的表观遗传修饰来调控基因表达。Kdm4d和TSA处理前后基因的碱基序列______(填“会”或“不会”)发生改变。
(4)除操作技巧和化学方法的运用外,克隆猴的成功也得益于每一步严谨科学的实验操作。体外培养重构胚时,培养液中除应含有细胞所需要的各种营养物质外,通常需要加入______等一些天然成分,将其置于含有______混合气体的CO2培养箱中培养。胚胎移植前还需对代孕母猴进行______处理,以保证胚胎能够继续发育。
(5)体细胞克隆可以得到大量遗传背景相似或相同的实验动物,这样的实验动物用于医学研究的好处是______。与克隆小鼠相比,克隆猴更有利于对人类疾病的致病机制进行研究,原因是______。
【答案】体细胞分化程度高,表现全能性困难 纺锤体—染色体复合物 减数分裂II中(MⅡ) 将体细胞注入去核卵母细胞 诱导细胞融合 降低组蛋白的甲基化水平,提高组蛋白的乙酰化水平 不会 血清 95%空气和5%CO2 同期发情 实验组和对照组的比较更具有说服力 猴与人的亲缘关系更近,可最大限度排除由基因差异造成的结构和机理方面的不同
【分析】
1.克隆动物概念:将动物的一个细胞的细胞核移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中,使其重组并发育成一个新的胚胎,这个新的胚胎最终发育成动物个体。用核移植的方法得到的动物称为克隆动物。
2.原理:动物细胞核的全能性。
3.动物细胞核移植可分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植。体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植。原因:动物胚胎细胞分化程度低,恢复其全能性相对容易,动物体细胞分化程度高,恢复其全能性十分困难。
【详解】
(1)体细胞分化程度高,表现全能性困难,而胚胎细胞分化程度低,表现全能性容易,因此动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植。
(2)去核是指去除纺锤体—染色体复合物;去核前应保证采集的卵母细胞在体外培养至减数分裂II中期;目前动物细胞核移植技术普遍使用的去核方法是显微操作法,核移植的具体操作是将体细胞注入去核卵母细胞,从而得到重构胚;核移植前需用灭活的仙台病毒对体细胞进行短暂处理,在此过程中,灭活的仙台病毒的作用是诱导体细胞与去核卵母细胞融合。
(3)我国科学家将组蛋白去甲基化酶(Kdm4d)的mRNA注入重构胚,同时用组蛋白脱乙酰酶抑制剂(TSA)处理重构胚,这样可降低组蛋白的甲基化水平,提高组蛋白的乙酰化水平,从而改变组蛋白的表观遗传修饰来调控基因表达,激活重构胚,使其完成细胞分裂和发育进程,提高了胚胎的发育率和妊娠率。因为该处理只是对基因表达做出调控,因此,经过Kdm4d和TSA处理前后基因的碱基序列并不发生改变。
(4)体外培养重构胚时,培养液中除应含有细胞所需要的各种营养物质外,通常需要加入动物血清等一些天然成分,并将其置于含有95%空气和5%CO2混合气体的CO2培养箱中培养,培养过程中需要定期更换培养基,并创造无菌、无毒环境。胚胎移植前还需对代孕母猴进行同期发情处理,这样可以使移植的胚胎获得相同的生理环境,以保证胚胎能够继续发育,胚胎移植的实质是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。
(5)体细胞克隆可以得到大量遗传背景相似或相同的实验动物,能够保证实验过程中选取材料的一致性,这样在实验过程中,实验组和对照组的比较更具有说服力。由于猴与人的亲缘关系更近,可最大限度排除由基因差异造成的结构和机理方面的不同,因此,与克隆小鼠相比,克隆猴更有利于对人类疾病的致病机制进行研究。
【点睛】
熟知克隆动物的过程以及相关的原理是解答本题的关键,正确辨析图中的各个环节以及每个环节的操作原理是解答本题的前提,掌握动物细胞培养、核移植和胚胎移植的相关操作流程是解答本题的另一关键。
62.人的犬瘟热(CD)是由犬瘟热病毒(CDV)引起的高度接触性、致死性传染病。CDV的RNA编码的血凝素蛋白(H蛋白)是宿主免疫系统的主要目的抗原,是产生中和抗体的重要抗原,在抗病毒免疫中占有重要地位。因此,制备针对H蛋白的单克隆抗体具有很高的医用价值。
(1)H蛋白单克隆抗体制备过程中,首先用CDV弱毒株对小鼠进行____________处理,一段时间后从小鼠脾中得到能产生针对H蛋白的抗体的B淋巴细胞;同时,通过____________技术培养小鼠的骨髓瘤细胞,培养液中通常需要加入____________等一些天然成分,另外还需要O2和CO2,CO2的主要作用是____________________________________。
(2)将获得的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞在适宜的条件下混合培养,培养液中加入____________的病毒诱导二者融合,然后将其接种到特定选择培养基中培养,进行第一次筛选,筛选出的是____________细胞,然后再进行相关操作做第二次筛选,最终选出________________________细胞,注射到小鼠腹腔内或体外培养获取单克隆抗体。
(3)单克隆抗体能准确的识别抗原的细微差异,与特定抗原发生特异性结合。该原理用于疾病的诊断,优点是________________________;如将细胞毒素类药物与能特异性识别肿瘤抗原的单克隆抗体结合,可实现对肿瘤细胞的________________________杀伤。
【答案】免疫 动物细胞培养 血清 维持培养液的Ph 灭活 融合的杂交瘤 能稳定分泌针对H蛋白的单克隆抗体的杂交瘤 灵敏度高 选择性
【分析】
1、单克隆抗体:由单个B淋巴细胞进行无性繁殖形成的细胞系所产生出的化学性质单一、特异性强的抗体。具有特异性强、灵敏度高,并可能大量制备的特点。
2、单克隆抗体的制备过程:首先用特定抗原注射小鼠体内,使其发生免疫,小鼠体内产生具有免疫能力的B淋巴细胞,利用动物细胞融合技术将B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合,单克隆抗体制备过程中的两次筛选:第一次筛选:利用特定选择培养基筛选,获得杂交瘤细胞,即AB型细胞(A为B淋巴细胞,B为骨髓瘤细胞),不需要A、B、AA、BB型细胞。第二次筛选:利用多孔板法和抗原-抗体杂交法筛选,获得产生特定抗体的杂交瘤细胞。
【详解】
(1)H蛋白单克隆抗体制备过程中,首先将CDV弱毒株注射到小鼠体内,对小鼠进行免疫处理,一段时间后从小鼠脾中得到能产生针对H蛋白的抗体的B淋巴细胞。同时,通过动物细胞培养技术培养小鼠的骨髓瘤细胞,可以获得大量的骨髓瘤细胞。培养液中通常需要加入血清等一些天然成分,促进细胞的增殖和生长。另外还需要O2和CO2,CO2的主要作用是维持培养液的pH。
(2)动物细胞可以利用灭活的病毒促进细胞融合。通过灭活的病毒处理,有些细胞还未融合,获得的融合细胞有3类,可能是B淋巴细胞和B淋巴细胞融合的,骨髓瘤细胞和骨髓瘤细胞融合的,也可能是B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合的杂交瘤细胞,所以需要将其接种到特定选择培养基中培养,进行第一次筛选,筛选出的杂交瘤细胞。由于B淋巴细胞的种类繁多,故获得的杂交瘤细胞还需要第二次筛选,其目的是获得能稳定分泌针对H蛋白的单克隆抗体的杂交瘤细胞,再注射到小鼠腹腔内或体外培养获取单克隆抗体。
(3)单克隆抗体能准确的识别抗原的细微差异,与特定抗原发生特异性结合,用于疾病的诊断,和普通的血清抗体相比优点是专一性强,灵敏度高。如将细胞毒素类药物与能特异性识别肿瘤抗原的单克隆抗体结合,该抗体能特异性的和肿瘤细胞结合,细胞毒素类药物可实现对肿瘤细胞的选择性杀伤。
【点睛】
本题考查动物细胞培养技术和单克隆抗体制备的相关知识,意在考查学生运用所学知识与观点,通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理,做出合理的判断或得出正确的结论。
63.大熊猫是我国特有珍稀保护动物,为扩大培育大熊猫,我国研究者进行了相关研究。
(1)研究者选择出生夭折的熊猫作为供核个体,用酒精对其腹部进行__________,取相应组织,剪碎后用___________酶处理,置于____________培养箱中培养。
(2)研究者选择家兔细胞作为受体细胞,通过超数排卵处理,获得大量处于MII期的_____________细胞。
(3)利用上述细胞构建的大熊猫—兔重构胚进行实验,实验处理及结果如表1所示
表1
组别
处理试剂
处理重构胚数(个)
激活后发育为2细胞数(个)
1
CB
101
83
2
Col
97
63
3
CB+Col
88
55
4
DMSO
89
68
注:CB为细胞松弛素,Col为秋水仙素,均为细胞骨架抑制剂,使用时用DMSO溶解
①第4组的作用是_______。
②实验结果表明CB能够提高核移植成功率,判断依据是__________。
(4)研究者利用“激活后的2细胞胚胎”,进行体外发育能力的研究,结果如表2所示。
表2
发育阶段
2细胞
4细胞
桑椹胚
囊胚
成活数量(个)
135
102
45
12
依据实验结果,构建大熊猫-兔重构胚能否成为繁育大熊猫的新途径,并说明理由_____。
【答案】消毒 胰蛋白酶(胶原蛋白酶) 5%CO2和95%的空气组成的混合气体恒温 去核卵母 作为对照 其核移植成功率高于对照组和其他实验组 不能 发育成功率较低
【分析】
动物细胞培养的流程: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。
【详解】
(1)动物细胞培养过程中应注意无菌操作,故需要先用酒精对供核个体进行消毒;为获得单个细胞,需要对剪碎后的组织用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理,置于5%CO2和95%的空气组成的混合气体恒温培养箱中进行。
(2)为保证遗传物质主要来自于供体细胞,受体细胞应选择处于MII期的去核卵母细胞。
(3)①实验设计应遵循对照与单一变量原则,据题干信息可知,使用时用DMSO溶解,故第4组的作用是作为对照。
②与第4组(对照)相比,CB组的核移植成功率为83/101≈82.2%,高于对照组68/89≈76.4%,也高于其他组别,故实验结果表明CB能够提高核移植成功率。
(4)据表格数据可知,激活后的2细胞(135个)胚胎能够发育为囊胚(12个)的数目较少,即发育成功率较低,故构建大熊猫-兔重构胚不能成为繁育大熊猫的新途径。
【点睛】
本题考查动物细胞培养的相关知识,要求考生识记动物细胞培养的过程及条件,掌握动物细胞培养技术的相关应用,能运用所学的知识准确作答。
下图为单克隆抗体制备流程示意图。
64.单克隆抗体制备过程中涉及的细胞工程技术有____________ 、_______________。
65.细胞融合是随机的过程,在HAT培养基中培养,目的是________________。在细胞培养过程中,培养液中需要添加无机盐,但要注意无机盐的_________,以保证生命活动的正常进行。
66.为选育出能产生高特异性抗体的细胞,要将从HAT培养基上筛选出的细胞稀释到7~10个细胞/mL,每孔滴入0.1 mL细胞稀释液,其目的是_________________。
67.与一般的血清抗体相比,单克隆抗体的优点是________________。
68.若用15N标记的氨基酸培养能产生单克隆抗体的细胞,放射性物质在细胞结构中出现的先后顺序是____________________________。
【答案】
64. 动物细胞培养 动物细胞融合
65. 筛选杂交瘤细胞 种类和数量(浓度)
66.使每个孔内不多于一个细胞,达到单克隆培养的目的(或单一细胞培养以保证抗体的纯度)
67.特异性强,灵敏度高
68.核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜
【分析】
分析题图:图示为单克隆抗体的制备过程,首先给小鼠注射特定的抗原,筛选出产生抗体的淋巴细胞;将能产生抗体的淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合,再转移到HAT培养基中培养,筛选出杂交瘤细胞;最后再筛选出能产生高特异性抗体的细胞。
64.
单克隆抗体的制备涉及的技术有动物细胞融合和动物细胞培养。
65.
由图可知,骨髓瘤细胞在HAT培养基上无法生长,所以骨髓瘤细胞自身融合的细胞也不能在该培养基上存活;淋巴细胞和淋巴细胞自身融合的细胞能在HAT培养基上正常生活,但不能增殖,所以,在HAT培养基中培养,目的是筛选出杂交瘤细胞。在细胞培养过程中,培养液中需要添加无机盐,但要注意无机盐的种类和数量(浓度),以保证生命活动的正常进行。
66.
为选育出能产生高特异性抗体的细胞,要将从HAT培养基上筛选出的细胞稀释到7~10个细胞/mL,每孔滴入0.1 mL细胞稀释液其目的是使每个孔内不多于一个细胞,达到单克隆培养的目的(或单一细胞培养以保证抗体的纯度)。
67.
与一般的血清抗体相比,单克隆抗体的优点是特异性强、灵敏度高、可大量制备。
68.
若用15N标记的氨基酸培养能产生单克隆抗体的细胞,单克隆抗体是分泌蛋白质,首先在核糖体中合成,在内质网上初步加工,之后内质网边缘以“出芽"形式冒出囊泡,囊泡离开内质网,转移到高尔基体上,与高尔基体膜融合,囊泡中的物质也进入到高尔基体中,在高尔基体中进一步加工成成熟的蛋白质,高尔基体膜也突起形成小泡,小泡离开高尔基体,转移到细胞膜上,小泡中物质释放到细胞膜外。因此,放射性物质在细胞结构中出现的先后顺序是:核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜。
【点睛】
本题结合图解,考查单克隆抗体的制备,要求考生识记单克隆抗体制备的原理及过程,能结合图中信息准确答题,属于考纲识记和理解层次的考查。
69.新型冠状病毒( RNA病毒)可通过表面的刺突蛋白(S蛋白)与人呼吸道黏膜上皮细胞的ACE2受体结合,侵入人体,引起肺炎。抗体可阻断病毒的粘附或入侵,故抗体药物的研发已成为治疗新冠肺炎研究的热点之一。下图为筛选、制备抗S蛋白单克隆抗体的示意图,序号①~④表示细胞。据图回答下列问题:
(1)诊断是否感染新型冠状病毒,可通过咽拭子取样,其检测的是病毒的____________。但由于采集的样品量较少,为了增加检材数量可进行_________________;还可采集血液样本检查血清中___________________;另外通过胸透检测胸部是否有病毒侵染的阴影,也可确诊。
(2)研制抗S蛋白单克隆抗体时,需先给小鼠注射_______________以激活小鼠的免疫细胞。
(3)图中①、②分别表示_______________;④为_________________,对选择培养的细胞④还要进行_____________________。
(4)细胞①、②融合常用的诱导技术有___________________,细胞融合技术突破了有性杂交方法的局限,使____________成为可能。
【答案】RNA PCR扩增 是否含有抗体 S蛋白 B细胞、骨髓瘤细胞 能产生特定抗体的杂交瘤细胞 克隆化培养和抗体检测 聚乙二醇(PEG)、灭活的病毒、电激等 远缘杂交
【分析】
1、分析题图:图中①为浆细胞,②为骨髓瘤细胞,③为杂交瘤细胞,④为能产生特定抗体的杂交瘤细胞。
2、单克隆抗体的制备是动物细胞融合技术的应用之一,此过程中需要先注射抗原,使生物体产生具有免疫能力的B淋巴细胞,再将B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合,并筛选出能产生特异性抗体和大量增殖的杂交瘤细胞,最后经过体内和体外培养获取单克隆抗体。单克隆抗体具有特异性强、灵敏度高,并可能大量制备的优点。
【详解】
(1)因为新冠病毒是RNA病毒,故咽拭子取样,其检测的是病毒的RNA。为了增加检材数量可进行PCR扩增;感染病毒后人体会产生相应抗体,故还可采集血液样本,检查血清中是否含有抗体。
(2)给小鼠注射S蛋白可引起小鼠特异性免疫产生B淋巴细胞。
(3)①为B淋巴细胞,该细胞与②骨髓瘤细胞融合为③杂交瘤细胞,经过两次筛选,依次筛选出杂交瘤细胞和能产生特定抗体的杂交瘤细胞,④是能产生特定抗体的杂交瘤细胞,它既能迅速大量繁殖,又能产生专一抗体,对细胞④还要进行克隆化培养和抗体检测。
(4)使动物细胞进行融合的诱导因素有聚乙二醇(PEG)、灭活的病毒、电激等,细胞融合技术突破了远缘杂交不亲和的障碍,使远缘杂交成为可能。
【点睛】
本题以新冠病毒作为情景,结合图解,考查单克隆抗体的制备,答题关键在于掌握单克隆抗体制备的原理、过程,能正确分析题图,再结合所学的知识准确答题。
70.双特异性抗体是指一个抗体分子可以与两个不同抗原或同一抗原的两个不同抗原表位相结合,目前最常利用杂交瘤杂交法来制备。长春花是原产于非洲东海岸的野生花卉,其所含的长春碱具有良好的抗肿瘤作用。下图1是科研人员通过杂交—杂交瘤细胞技术(免疫的B淋巴细胞和杂交瘤细胞杂交技术)生产能同时识别癌胚抗原和长春碱的双特异性单克隆抗体的部分过程。图2是某双特异性抗体作用图。请分析回答下列问题:
(1)图1中①步骤注射癌胚抗原的目的是______________;与植物体细胞杂交相比,图1中过程②特有的诱导融合的方法是______________。
(2)过程②选用的骨髓瘤细胞没有接触抑制的现象,主要原因是____________,该瘤细胞______________ (选填“能”或“不能”)在HAT培养基上生长。在细胞培养过程中除了提供营养物质外,还需向培养基中添加_________,并将其置于______________的气体环境的培养箱中进行培养。
(3)为选出能产生专一抗体的细胞,将从HAT培养基上筛选出的细胞稀释到7-10个细胞/mL,取0.1ml细胞稀释液滴入多孔培养板中,使多孔培养板每孔中有____个细胞,然后筛选出专一抗体检测为_____(选填“阳性”或“阴性”)的细胞进行克隆化培养;该克隆化培养细胞具有的特点为____________________________ 。
(4) 图1过程⑤注射后,方框内需要经过__次筛选,才能获取单克隆杂交—杂交瘤细胞。
(5)图2为双特异性抗体分子,下列叙述不正确的有___。
A.该双特异性抗体在核糖体当中合成
B.双特异性抗体可以在人体内持续发挥作用
C.该特异性抗体能与人体内各类肿瘤细胞结合
D.双特异性抗体能与药物和肿瘤细胞结合,因而不具有特异性
(6)与直接使用长春碱相比,将长春碱与双特异性单克隆抗体结合后给药,对人体的副作用更小,原因是_____________________。
【答案】刺激小鼠产生相应的B淋巴细胞; 灭活的病毒诱导 细胞膜表面的糖蛋白减少; 不能; 动物血清; 95%的空气、5%的CO2 一(或者最多一个); 阳性; 既能无限增殖,又能产生特异性抗体; 2 (BCD 双特异性单克隆抗体能将抗癌药物定向带到癌细胞所在位置,在原位置杀死癌细胞
【分析】
单克隆抗体制备流程:先给小鼠注射特定抗原使之发生免疫反应,之后从小鼠脾脏中获取已经免疫的B淋巴细胞(甲);诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合,利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞(乙);进行抗体检测,筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞(丙);进行克隆化培养,即用培养基培养和注入小鼠腹腔中培养;最后从培养液或小鼠腹水中获取单克隆抗体。
【详解】
(1)图1中①步骤注射癌胚抗原的目的是刺激小鼠产生特异性免疫反应,进而产生相应的B淋巴细胞;与植物原生质体融合(方法有物理方法和化学方法)相比,诱导动物细胞融合特有的诱导融合的方法是用灭活的病毒处理。
(2)因为骨髓瘤细胞内原癌基因和抑癌基因发生了突变,导致细胞膜表面的糖蛋白减少,从而具有在体外培养条件下无限增殖的能力,没有接触抑制现象;在HAT培养基上只有杂交瘤细胞能存活,故骨髓瘤细胞不能在HAT培养基上生长;在细胞培养过程中除了提供营养物质外,还需向培养基中添加动物血清等物质,并将其置于95%的空气、5%的CO2培养箱中培养。
(3)筛选出专一抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞进行克隆化培养时,由于要使每个孔内的细胞不多于一个,从而达到单克隆培养的目的;此后还要经过专一抗体检测,选出阳性的细胞进行克隆化培养;该克隆化培养细胞具有的特点为既能无限增殖,又能产生特异性抗体(或既能迅速大量繁殖,又能产生专一的抗体)。
(4)为制备单克隆抗体,需将癌胚抗原注射到小鼠体内,以此获取B淋巴细胞。为筛选能够产生单克隆抗体的杂交细胞,至少需要2次筛选才能达到目的,第一次筛选获得杂交瘤细胞,第二次筛选获得能产生特异性抗体的杂交瘤细胞。
(5)A、抗体的本质为蛋白质,该双特异性抗体在核糖体当中合成,A正确;
B、双特异性抗体有一定的时效,不能长期有效发挥作用,B错误;
C、该特异性抗体具有专一性,不能与人体内各类肿瘤细胞结合,C错误;
D、双特异性抗体能与药物和肿瘤细胞结合,具有特异性,D错误。
故选BCD。
(6)与直接使用长春碱相比,将长春碱与双特异性单克隆抗体结合后给药,对人体的副作用更小,原因是双特异性单克隆抗体能将抗癌药物(长春碱)定向带到癌细胞所在位置,在原位杀死癌细胞,这样既不损伤正常细胞,又减少了用药剂量,相当于“生物导弹”。
【点睛】
本题结合图解,考查动物细胞培养及其应用,要求考生识记动物细胞培养的过程及条件;识记诱导动物细胞融合的方法;掌握单克隆抗体的制备过程,能结合所学的知识准确答题。
71.下图为细胞融合的简略过程示意图,请据图完成问题:
(1)若A、B是植物细胞,在细胞融合之前已用_______酶处理去掉了细胞壁,由此生成的A和B称为__________;A、B到细胞C的过程中,常用的物理方法有_____________(举出2例)。
(2)若A、B是动物细胞,一般取自_______(填“幼龄”或“老龄”)健康动物的组织,因为该组织______________。对取出的组织先______________,然后用_____________处理使其分散开来。A、B到C的过程中,常用的不用于植物细胞工程的方法是用_______诱导细胞融合。对融合得到的D进行大规模培养时需要提供的气体环境为____________加上5%的CO2,其中CO2的作用是________________。
(3)若A为骨髓瘤细胞,B为经免疫的B淋巴细胞,那么D称为______________,这种细胞既能__________,又能产生________________________。
(4)若上述过程用于单克隆抗体的制备,为了大规模的生产单克隆抗体,还需对D进行第二次筛选,第二次筛选的目的是筛选出____________________________的D细胞。
【答案】纤维素酶和果胶酶 原生质体 离心、振动、电激 幼龄 分化程度低,分裂能力强,更易于培养 剪碎 胰蛋白酶(或胶原蛋白酶) 灭活的病毒 95%的空气 维持培养液的pH 杂交瘤细胞 迅速大量繁殖 专一的抗体 能分泌所需抗体
【分析】
植物细胞工程:细胞壁阻碍着细胞间的杂交。因此,在进行体细胞杂交之前,必须先利用纤维素酶和果胶酶去除这层细胞壁,获得原生质体。原生质体间的融合,必须要借助一定的技术手段才能实现。人工诱导原生质体融合的方法基本可以分为两大类:物理法和化学法。物理法包括电融合法、离心法等;化学法包括聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2+-高pH融合法等。融合后得到的杂种细胞再经过诱导可形成愈伤组织,并可进一步发育成完整的杂种植物。
动物细胞工程:在从动物体取出的成块组织中,用机械的方法或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理一段时间,将组织分散成单个细胞。然后,用培养液将细胞制成细胞悬液,再将细胞悬液放入培养皿或培养瓶内,置于适宜环境中培养。适宜的环境条件包括:温度多以36.5±0.5℃、pH为7.2~7.4、适宜渗透压等。气体环境 动物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。在进行细胞培养时,通常采用培养皿或松盖培养瓶并将它们置于含有95%空气和5%CO2的混合气体的培养箱中进行培养。
单克隆抗体制备过程中,有两次筛选过程,第一次是选出杂交瘤细胞(用选择培养基),第二次是进一步选出能产生我们需要的特定抗体的杂交瘤细胞。
【详解】
(1)若A、B是植物细胞,植物细胞由细胞壁,在细胞融合之前应该用纤维素酶和果胶酶处理去掉细胞壁,由此生成的A和B称为原生质体;A、B到细胞C的过程中,常用的物理方法有电融合法、离心法等。
(2)动物细胞工程中,A、B细胞一般取自年幼的、健康的动物组织,因为该组织有丝分裂旺盛,分化程度较低低。首先将取出的组织剪碎,然后用胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)处理,使组织细胞分散开来。从A、B到C的过程中,动物细胞工程常用但是植物细胞工程中不用的方法是用灭活的病毒诱导细胞融合。对融合得到的D进行大规模培养时需要提供的气体环境为95%的空气加上5%的CO2,其中CO2的作用是维持培养液的pH相对稳定。
(3)若A为骨髓瘤细胞,B为经免疫的B淋巴细胞,则D称为杂交瘤细胞,这种细胞既能快速大量繁殖,又能产生专一性的抗体。
(4)单克隆抗体制备过程中,有两次筛选过程,第一次是选出杂交瘤细胞(用选择培养基),第二次是进一步选出能产生我们需要的特定抗体的杂交瘤细胞。 若上述过程用于单克隆抗体的制备,为了大规模的生产单克隆抗体,还需对D进行第二次筛选,第二次筛选的目的是筛选出能分泌所需抗体的D细胞。
【点睛】
本题重点考查动物细胞工程和植物细胞工程的异同。难点是理解单克隆抗体制备过程中的两次筛选过程。
72.克隆技术可应用于器官移植,能解决供体器官不足和排斥反应等问题。下图为克隆组织器官的流程模式图,回答下列问题:
(1)动物细胞核移植过程中,通常采用卵母细胞作为受体细胞,原因可能是________。
(2)动物细胞融合除了采用植物细胞原生质体融合的方法外,还可以采用________。过程①细胞培养时,培养液中除必需的营养物质、抗生素和促生长因子外,还需要加入________。
(3)将获得的组织器官移植给个体B,不会发生免疫排斥反应,原因是________。图中流程需要用到的生物学技术有________。
【答案】卵母细胞的细胞质中含有促进细胞核发育的物质 灭活的病毒 血清、血浆 克隆器官的遗传物质主要与供核亲本的高度一致 动物细胞培养、动物体细胞核移植和早期胚胎培养
【分析】
1、治疗性克隆:指利用克隆技术产生特定细胞和组织(皮肤、神经或肌肉等)用于治疗性移植。生殖性克隆:指将克隆技术用于生育目的,即用于产生人类个体。
2、分析题图:①是核移植技术,②是早期胚胎培养。
【详解】
(1)在卵母细胞的细胞质中含有促进细胞核发育的物质,故在动物细胞核移植过程中,通常采用卵母细胞作为受体细胞。
(2)诱导动物细胞融合的方法有:物理法(离心、振动)、化学法(聚乙二醇)、生物法(灭活的病毒),故动物细胞融合除了采用植物细胞原生质体融合的物理和化学方法外,还可以采用灭活的病毒。过程①细胞培养时,培养液中除必需的营养物质、抗生素和促生长因子外,还需要加入血清、血浆。
(3)胚胎干细胞可以来自于囊胚中的内细胞团,遗传物质主要与供核亲本的高度一致。在一定条件下胎干细胞可以分化形成不同的组织器官,若将图中获得的组织器官移植给个体B不会发生免疫排斥反应。分析题图可知,图中流程需要用到的生物学技术有动物细胞培养、动物体细胞核移植和早期胚胎培养。
【点睛】
本题考查动物体细胞核移植技术、治疗性克隆等知识,提升学生分析问题和解决问题的能力,难度中等。
73.7岁的哈桑患有交界型大疱性表皮松解症(JEB),该病的病因是编码层黏连蛋白332的基因之一LAMB3发生了突变,导致表皮和真皮很容易脱离,进而产生水疱和糜烂,并伴有多种炎症威胁其生命。科学家实施了表皮干细胞基因疗法拯救了哈桑,治疗过程如下图:
(1)改造过的逆转录病毒作为载体,有利于提高基因治疗成功率,可能的原因有_______。
a.感染率高 b.对宿主细胞没有毒性 c.一般只感染处在分裂状态的细胞
(2)逆转录病毒在宿主细胞中能够合成“整合酶”,它能切开DNA双链的特定区域,便于之后目的基因与宿主DNA的整合,由此可推测整合酶的作用类似于基因工程工具中的________。感染过的细胞的后代就有了正确的LAMB3基因,经过________________过程可以制造正常的层黏连蛋白332。
(3)图中过程③所涉及的技术属于生物工程中的________________。过程③所需考虑的环境条件除了无菌、无毒、营养及气体条件外,还需要保证细胞生活所需的________________,其中无菌环境的达成需要的操作包括_______________________________________________________。三种克隆都能培养成单层细胞,因为贴壁细胞分裂生长到________________时,细胞就会停止分裂增殖。
(4)干细胞移植和基因治疗最大的风险就在于导致癌症。原因是逆转录病毒会把基因随机插入基因组里,如果破坏了一些____________________,那么就有可能导致细胞癌变。
【答案】abc 限制酶 转录、翻译 动物细胞培养技术 温度和pH 对培养液和培养用具进行无菌处理,培养液中添加一定量抗生素,定期更换培养液 表面相互接触 抑癌基因或原癌基因
【分析】
1、与其他病毒相比,逆转录病毒具有免疫原性低,感染效率高,整合性强,外源基因表达效率高,并且病毒本身具有一定的靶向性,一般只感染处在分裂状态的细胞,对宿主细胞没有毒性等优点;
2、在动物细胞培养过程中,当贴壁细胞分裂生长到细胞表面相互接触时,细胞会停止分裂增殖,这种现象称为细胞的接触抑制;
3、逆转录病毒会把基因随机插回基因组里,如果破坏了一些抑癌基因,那么就可能把细胞变成癌细胞,而且这样的癌细胞还可能生长分裂极快,超过其他细胞,成为优势细胞。在全部皮肤细胞里,大概有5%是皮肤干细胞,它们负责复制分化、更新所有的皮肤。
【详解】
(1)根据分析改造的逆转录病毒感染力高,且对宿主细胞没有毒性,一般只感染处在分裂状态的细胞,故选abc;
(2)“整合酶”能切开DNA双链的特定区域,则整合酶的作用类似于基因工程中的限制酶,作用于DNA的磷酸二酯键,形成DNA片段,感染后的细胞有了LAMB3基因,通过转录和翻译形成相关蛋白;
(3)图中③过程是动物细胞培养技术,需要考虑无菌、无毒、营养及气体条件外,还要考虑细胞生活所需的温度和pH,无机环境的操作通常包括对培养液和培养用具进行无菌处理,培养液中添加一定量抗生素以抑制细菌的生长,定期更换培养液等,正常细胞具有接触抑制的特性,当细胞表面相互接触时,细胞就会停止分裂增殖,因此三种克隆都能培养成单层细胞;
(4)逆转录病毒会把基因随机插入基因组里,如果破坏了一些原癌基因或抑癌基因则会导致细胞的癌变。
【点睛】
本题以动物细胞培养为背景,考察基因工程、动物细胞培养相关知识点,题目难度一般。
74.“生物导弹”是免疫导向药物的形象称呼,由单克隆抗体与药物结合而成。单克隆抗体能自动导向,在生物体内与特定细胞或组织结合,并由其携带的药物产生治疗作用。单克隆抗体的制备过程如图所示,分析回答下列问题:
(1)图中A过程是从小鼠的脾脏中取得___________细胞,提取该细胞之前,给小鼠注射的特定物质相当于___________;B过程最终得到的杂交瘤细胞的特点是______________________。
(2)体外培养杂交瘤细胞时需要适宜气体环境,故需将杂交瘤细胞置于含________________和________________的混合气体的培养箱中进行培养。另外,培养基中除了添加必要的营养物质外还需要加入一些天然成分,如______________________。
(3)特异性抗体也可以通过常规方法来制备:向动物体内反复注射某种抗原,使动物产生抗体,然后从动物的血清中分离所需抗体。与这种常规方法相比,单克隆抗体具有______________________等优点。
【答案】B淋巴 抗原 既能迅速大量繁殖,又能产生专一性抗体 95%空气 5%CO2 动物血清、血浆 特异性强、灵敏度高,能大量制备
【分析】
1.单克隆抗体的制备过程是:对小动物注射抗原,从该动物的脾脏中获取效应B细胞,将效应B细胞与骨髓瘤细胞融合,筛选出能产生单一抗体的杂交瘤细胞,克隆化培养杂交瘤细胞(体内培养和体外培养),最后获取单克隆抗体。诱导动物细胞融合的方法有:物理法(离心、振动、电激等)、化学法(聚乙二醇)、生物法(灭活的病毒)。
题图分析,A表示提取B淋巴细胞,B表示动物细胞融合,杂交瘤细胞的特点是既能大量增殖,又能产生特定的抗体。
【详解】
(1)图中A过程是从小鼠的脾脏中取得B淋巴细胞,提取该细胞之前,给小鼠注射的特定抗原,目的是获得能产生抗体的B淋巴细胞。B过程是促进细胞融合的过程,该过程最终需要获得的杂交瘤细胞需要具备既能产生专一性抗体又能无限增殖的特点。
(2)体外培养杂交瘤细胞时需要适宜气体环境,细胞正常生活需要氧气,加入二氧化碳是为了调节pH,故需将杂交瘤细胞置于含95%空气和5%CO2的混合气体的培养箱中进行培养。培养基中除了添加必要的营养物质外还需要加入含天然成分的动物血清、血浆。在培养液中加入一定量的抗生素,可以防止污染。为了清除代谢产物,防止其积累对细胞造成危害,需要定期更换培养液。
(3)特异性抗体也可以通过常规方法来制备:向动物体内反复注射某种抗原,使动物产生抗体,然后从动物的血清中分离所需抗体。与这种常规方法相比,单克隆抗体具有特异性强、灵敏度高、能大量制备的优点。
【点睛】
熟知单克隆抗体的制备过程及其操作流程是解答本题的关键,掌握动物细胞培养的条件及其操作要点是解答本题的另一关键,正确分析图示的信息是解答本题的前提。
75.下图是“细胞培养肉”生物制造流程图,请结合所学知识回答下列问题:
(1)生物制造“细胞培养肉”的第一步,就是要获取肌肉干细胞,所谓的”干细胞”,是指动物和人体内仍保留着少数具有____________能力的细胞。
(2)“细胞培养肉”生物制造的关键技术是动物细胞培养技术。
①进行动物细胞培养时,需要用____________酶将从动物体内取出的组织块分散成单个细胞。在适宜环境中培养,细胞悬液中的细胞很快贴附在瓶壁上,称为______________。
②在适宜条件下,培养瓶中的细胞进行有丝分裂,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____________。
(3)“细胞培养肉”生物制造过程中,肌肉细胞培养需要利用合适的支架体系,请推测其原因:___________________________。
【答案】分裂和分化 胰蛋白酶或胶原蛋白 贴壁生长 接触抑制 模拟体内肌肉生长环境,辅助形成细胞的三维结构
【分析】
1、动物细胞培养的流程: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。
2、细胞贴壁和接触抑制:悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上,称为细胞贴壁.细胞数目不断增多,当贴壁细胞分裂生长到表面相互抑制时,细胞就会停止分裂增殖,这种现象称为细胞的接触抑制。
【详解】
(1)动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞,这些细胞叫做干细胞。
(2)①胰蛋白酶或胶原蛋白酶可以将组织分散成单个细胞,进行动物细胞培养时,可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶将从动物体内取出的组织块分散成单个细胞;在适宜环境中培养,细胞悬液中的细胞很快贴附在瓶壁上,称为贴壁生长。
②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。
(3)“细胞培养肉”最终目标是要得到类似于从动物组织中取得的”肌肉”,这就要求细胞生长的环境也跟体内肌肉生长环境类似。所以采用支架体系主要就是模拟体内肌肉生长环境,辅助形成细胞组织的三维结构。
【点睛】
本题考查动物细胞培养的相关知识,要求考生识记动物细胞培养的具体过程及条件,能结合所学的知识准确判断各选项,属于考纲识记和理解层次的考查。
76.如图表示因胰岛B细胞基因缺陷而导致的糖尿病的基因治疗过程设计图解。请据图回答下列问题:
(1)图中①为细胞核,②代表的细胞是______________,③表示的生物工程技术是______________,④所示的生物工程技术是转基因技术。
(2)过程③通常用去核卵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____________。
(3)重组细胞b在一定的___________,如牛磺酸、丁酰环腺苷酸等的作用下,可以定向分化形成胰岛B细胞。
(4)除图中所用的方法外,治疗遗传性糖尿病的方法还有_________________。
【答案】内细胞团细胞(或胚胎干细胞) 核移植技术 含有促进(或激活)细胞核全能性表达的物质 分化诱导因子 胰岛素注射、控制饮食、适量运动、基因敲除等
【分析】
分析题图:①表示细胞核;②表示内细胞团细胞;③采用的是核移植技术;④采用的是转基因技术。此外图中还运用到了动物细胞培养、早期胚胎培养等技术。
【详解】
(1)由以上分析可知,囊胚中含有内细胞团细胞和滋养层细胞,其中内细胞团具有发育的全能性,可以定向诱导分化成各类细胞、组织、器官,可作为基因工程的受体细胞,因此图中②是内细胞团细胞(或胚胎干细胞),③表示的生物工程技术是核移植技术。
(2)动物体细胞核移植通常用去核的卵母细胞作为受体细胞,其营养丰富,含有促进(或激活)细胞核全能性表达的物质。
(3)重组细胞b在一定的细胞分化诱导剂(分化诱导因子)的作用下,可以定向分化形成胰岛B细胞。
(4)治疗遗传性糖尿病的方法还有胰岛素注射、控制饮食、适量运动和基因敲除等。
【点睛】
本题以遗传学糖尿病的治疗为背景,结合流程图,答题关键在于掌握现代生物技术间的内在联系,理解基因工程、细胞核移植、动物细胞培养、早期胚胎培养等技术。
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