课时质量评价38动物细胞工程---2024版高考生物一轮总复习

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三十八　动物细胞工程(建议用时：40分钟)一、选择题：每小题给出的四个选项中只有一个符合题目要求。1．(2023·广东东莞期末)一种杂交瘤细胞只能产一种抗体，抗体由两条相同的重链和两条相同的轻链构成。科学家通过动物细胞融合技术，将两株不同的杂交瘤细胞(A和B)融合形成双杂交瘤细胞AB。双杂交瘤细胞能够悬浮在培养基中生长繁殖，产生的双特异性抗体AB如下图所示。下列相关说法错误的是(　　)A．将杂交瘤细胞A、B混合并诱导融合后，利用选择培养基无法筛选出双杂交瘤细胞ABB．双杂交瘤细胞同时识别α、β抗原后，才能产生双特异性抗体C．对培养到一定密度的双杂交瘤细胞进行传代培养时，无需使用胰蛋白酶处理D．将杂交瘤细胞注射到小鼠腹腔，腹水能为细胞提供糖类、氨基酸、无机盐、维生素等营养条件2．如下图所示，核苷酸合成有两条途径，物质A可以阻断其中的全合成途径。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。下列相关叙述正确的是(　　)A．B淋巴细胞及其自身融合细胞因含有转化酶可在HAT培养基上大量增殖B．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C．HAT培养基上筛选出的杂交瘤细胞都能分泌针对同一种抗原的抗体D．利用杂交瘤细胞制备的单抗可作为特异性探针研究相应抗原蛋白的结构3．(2023·湖北武汉模拟)核移植后，从克隆胚胎中分离、培育而成的干细胞称为核移植胚胎干细胞(NTESC)，这种细胞对于胚胎嵌合研究和细胞治疗研究均具有重要的意义。有关说法正确的是(　　)A．重组细胞进行体外培养时，气体环境中CO2的主要作用是促进呼吸作用B．NTESC在饲养层细胞上或在添加抑制因子的溶液中，能够迅速增殖分化C．将小鼠NTESC注入猪囊胚时须注入滋养层处才能获得猪—鼠嵌合胚胎D．NTESC分化成的组织器官，移植给供核个体，发生免疫排斥可能性小4．青蒿素主要用于恶性疟疾的症状控制以及耐氯喹虫株的治疗。为了快速检测青蒿素，科研人员利用细胞工程技术制备了抗青蒿素的单克隆抗体，其基本操作过程如图。以下相关叙述错误的是(　　)A．过程②体现了细胞膜的流动性，过程⑤若在体内进行则操作更简单B．过程③常使用选择培养基，过程④常使用抗原—抗体杂交技术C．若细胞乙均由细胞两两融合而成，则细胞乙、丙、丁的染色体组数一定相同D．骨髓瘤细胞通常是从小鼠脾脏中提取的，其表面糖蛋白减少，培养时失去接触抑制5．(2022·山东日照三模)2021年6月，我国首个原创性抗体偶联药物(ADC)获批上市。该药采用人源化抗HER2抗体，通过可切割的接头与高效毒性分子MMAE偶联。ADC被肿瘤细胞内吞后，载荷MMAE被释放到细胞质中后，可抑制细胞中微管蛋白聚合，进而影响纺锤体的形成。下列叙述错误的是(　　)A．传统鼠源性单抗可能会引起人体产生相应抗体进而影响ADC的效果B．ADC中接头稳定性偏低会导致药物分子脱落而对正常细胞造成损伤C．连接抗体和MMAE的接头可能在肿瘤细胞溶酶体中被蛋白酶破坏D．MMAE可能抑制肿瘤细胞内着丝粒分裂从而使其停滞在分裂中期6．阿霉素是一种抗肿瘤抗生素，可抑制RNA和DNA的合成。阿霉素没有特异性，在杀伤肿瘤细胞的同时还会对机体其他细胞造成伤害。科研人员将阿霉素与能特异性识别肿瘤抗原的单克隆抗体结合制成抗体—药物偶联物(ADC)，ADC通常由抗体、接头和药物三部分组成，作用机制如下图所示。下列有关叙述错误的是(　　)A．阿霉素对肿瘤细胞和已经分化的组织细胞都有杀伤作用B．将肿瘤抗原反复注射到小鼠体内，从小鼠的血清中分离出的抗体为单克隆抗体C．ADC的制成实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤D．利用同位素标记的单克隆抗体在特定组织中的成像技术，可定位诊断肿瘤7．哺乳动物的单倍体胚胎干细胞(haESCs)是指只含有一套染色体(性染色体只含X染色体)、拥有类似于正常胚胎干细胞特性的细胞类群，可分为孤雌单倍体胚胎干细胞和孤雄单倍体胚胎干细胞两种类型，在研究隐性基因突变、表观遗传修饰和配子发育中具有独特的优势。下列说法错误的是(　　)A．在体外培养条件下，haESCs可以只增殖而不发生细胞分化B．推测仅携带Y染色体的早期单倍体胚胎可能难以发育到囊胚阶段C．haESCs与成体干细胞类似，可诱导分化成各种功能的细胞、组织和器官D．haESCs中通常不含等位基因，为获取遗传操作的动物模型提供了新思路8．生物活性绷带能够加速人的伤口愈合，其制作过程是：从患者身上采集一些细胞样本，让其在特殊的膜片上增殖，5至7天后，将这种特殊膜片敷在患者的伤口上，膜片会将其中细胞逐渐“释放”到伤口。下列相关叙述正确的是(　　)A．在生物活性绷带上增殖的细胞不会产生接触抑制B．特殊膜片上含有细胞分裂素等调节生命活动的物质C．膜片释放到伤口的细胞一般不会引起机体发生免疫排斥D．生物活性绷带可以源源不断地为伤口提供新的细胞9．NRP­1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NRP­1MAb(NRP­1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。下列叙述错误的是(　　)A．据图推测，NRP­1MAb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B．NRP­1MAb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NRP­1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NRP­1MAbD．治疗机理可能为NRP­1MAb与NRP­1特异性结合，阻止了NRP­1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10．DNA甲基化指生物体在DNA甲基转移酶的作用下，将甲基基团加到DNA模板链的胞嘧啶上的过程，多数情况下可抑制基因的表达。我国科学家首次成功培育出体细胞克隆猴“中中”和“华华”，体细胞克隆技术的难点在于将体细胞的细胞核转移到去核的卵细胞后，由于DNA甲基化修饰，某些生长因子基因无法正常表达，从而使重组细胞无法正常发育。下列相关叙述错误的是(　　)A．克隆猴体细胞的细胞核中的染色体数目与受精卵的细胞核中的相同B．与DNA未甲基化相比，DNA甲基化后，基因表达情况可不同，导致性状有所差异C．DNA甲基化使某些生长因子基因无法正常表达的根本原因是基因突变D．克隆猴的诞生说明已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性二、非选择题11．胚胎干细胞必须从胚胎中获取，但这涉及伦理问题，因而限制了它在医学上的应用。科学家通过体外诱导成纤维细胞，获得了类似于胚胎干细胞的一种细胞，称为诱导多能干细胞(简称iPS细胞)。因为诱导过程无须破坏胚胎，而且iPS细胞可来源于病人自身的体细胞，因此iPS细胞的应用前景优于胚胎干细胞。下图为iPS细胞的获得及用其培育不同种细胞的示意图(c­Myc、Klf4、So2和Oct­3/4等基因与细胞的脱分化有关)。回答下列问题。(1)在对成纤维细胞进行培养时，常用胰蛋白酶处理使之分散成单个细胞，这说明细胞间的物质为________。________(填“能”或“不能”)用胃蛋白酶处理成纤维细胞，原因是_________________________________________________________________________________________________________________________。(2)在培养iPS细胞的过程中，培养基中应含有细胞所需的各种营养物质，并定期更换培养液。定期更换培养液的目的是_____________________________________________________________________________________________________。(3)过程③④为iPS细胞提供的条件不同，分化得到的细胞不同，可知细胞分化是________________的结果。若iPS细胞来源于病人自身体细胞的诱导，再将其分化出的细胞移入患者体内的优势是____________________________________。(4)如果诱导iPS细胞定向分化为原始生殖细胞，该技术可能的应用是____________________________________________________________________。12．小鼠体细胞中有20对同源染色体，是生物实验和科学研究中最常用的一种小型哺乳动物。回答下列问题。(1)培养小鼠细胞时，从体内取出组织块，剪碎，用胰蛋白酶处理，使其分散成单个细胞，制成细胞悬液，放入培养瓶内进行________(填“传代”或“原代”)培养，该培养需要的条件有________________________________________________________________________________________________________(答3点)。(2)若用小鼠来制备抗新冠病毒的单克隆抗体，制作过程中需向小鼠注入的抗原是____________________，一段时间后，提取B细胞和小鼠骨髓瘤细胞进行融合，通过选择性培养筛选得到杂交瘤细胞，进行________培养和抗体检测，获得能无限增殖又能产生所需抗体的杂交瘤细胞，该细胞分裂中期有核DNA分子________个，通过体外或体内培养该细胞，从中提取抗新冠病毒的单克隆抗体。(3)为探究血清对动物细胞培养的影响，实验的设计思路为__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。   三十八　动物细胞工程1．B　解析：单克隆抗体制备过程中，杂交瘤细胞需要进行两次筛选，第一次利用选择培养基筛选出能在特定培养基上生长且能无限增殖的杂交瘤细胞，第二次筛选可用抗原—抗体杂交的方法筛选出产生特异性抗体的杂交瘤细胞，双杂交瘤细胞本身就是由两个杂交瘤细胞融合而成，无需使用选择培养基筛选，A正确；杂交瘤细胞是由已免疫的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合产生的，无需接触抗原就能产生抗体，B错误；杂交瘤细胞是悬浮培养的细胞，细胞之间并未接触，若要传代培养，细胞培养液直接离心，去除上清液培养基，加入新鲜培养基即可，C正确；将杂交瘤细胞注射到小鼠腹水中培养，腹水作为天然培养基，为细胞提供各种生长条件，D正确。2．D　解析：B淋巴细胞及其自身融合细胞因均属于成熟细胞，不能增殖，A错误；杂交瘤细胞因为可以进行补救合成途径，所以能够在HAT培养基上大量增殖，B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，但不一定产生针对同一种抗原的抗体，C错误；单克隆抗体的作用之一是采用抗原—抗体杂交技术，利用抗体作为特异性探针，研究相应的抗原蛋白的结构，D正确。3．D　解析：重组细胞进行体外培养时，气体环境中CO2的主要作用是维持培养液的pH，A错误；NTESC细胞在饲养层细胞上或在添加抑制因子的培养基中，能够使细胞维持不分化的状态，在此过程中，饲养层提供干细胞增殖所需的营养物质，B错误；滋养层细胞将来发育成胎膜、胎盘，内细胞团将来发育为胚胎的各种组织、器官，故应将小鼠NTESC注入猪囊胚的内细胞团处才能获得猪—鼠嵌合胚胎，C错误；由于NTESC分化成的组织器官中细胞核内的遗传物质与核供体相同，故获得的组织器官移植给供核个体，发生免疫排斥可能性小，D正确。4．D　解析：过程②为将具有免疫能力的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合，体现了细胞膜的流动性，过程⑤若在体内进行则操作更简单，A正确；过程③是筛选杂交瘤细胞，常使用选择培养基，过程④用抗体检测和克隆培养得到能产生特定抗体的杂交瘤细胞，常使用抗原—抗体杂交技术，B正确；若细胞乙均由细胞两两融合而成，则细胞乙、丙、丁的染色体组数一定相同，C正确；骨髓瘤细胞是从小鼠的骨髓中提取的，脾脏中无骨髓瘤细胞，D错误。5．D　解析：传统鼠源性单抗对人体来说是抗原，可能会引起人体产生相应抗体，引起严重的不良反应，进而影响ADC的效果，而人源化单抗能够避免单抗分子被免疫系统当作异源蛋白而被快速清除，提高单抗药物的药效，A正确；抗体偶联药物(ADC)是采用人源化抗HER2抗体，通过可切割的接头与高效毒性分子MMAE偶联，因此ADC中接头稳定性偏低会导致药物分子脱落而对正常细胞造成损伤，造成“脱靶毒性”，B正确；抗体的化学本质是蛋白质，连接抗体和MMAE的接头是蛋白质，因此可能在肿瘤细胞溶酶体中被蛋白酶破坏，C正确；据题意可知，ADC被肿瘤细胞内吞后，可抑制细胞中微管蛋白聚合，进而影响纺锤体的形成，进而影响纺锤丝牵拉染色体移向两极，不影响着丝粒的分裂，D错误。6．B　解析：由题干信息可知，阿霉素没有特异性，在杀伤肿瘤细胞的同时还会对机体其他细胞造成伤害，所以阿霉素对肿瘤细胞和已经分化的组织细胞都有杀伤作用，A正确；将肿瘤抗原反复注射到小鼠体内，从小鼠的血清中分离出的抗体为血清抗体，单克隆抗体由杂交瘤细胞分泌，特异性强，B错误；阿霉素与能特异性识别肿瘤抗原的单克隆抗体结合制成抗体—药物偶联物(ADC)，所以ADC的制成实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤，C正确；单克隆抗体特异性强，利用同位素标记的单克隆抗体在特定组织中的成像技术，可定位诊断肿瘤，D正确。7．C　解析：单倍体胚胎干细胞是拥有类似于正常胚胎干细胞特性的细胞类群，在体外培养条件下，单倍体胚胎干细胞同样具有胚胎干细胞的特点，也可只增殖而不发生细胞分化，A正确；由单倍体胚胎干细胞性染色体只含X染色体推测，仅携带Y染色体的早期单倍体胚胎可能难以发育到囊胚阶段，B正确；单倍体胚胎干细胞类似于正常胚胎干细胞，具有发育的全能性，可诱导分化成各种功能的细胞、组织和器官，而成体干细胞具有组织特异性，只能分化成特定的细胞或组织，不具有发育成完整个体的能力，C错误；单倍体胚胎干细胞中不含等位基因，动物细胞核具有全能性，需要核移植技术才能培育成单倍体动物，为获取遗传操作的动物模型提供了新思路，D正确。8．C　解析：在生物活性绷带上增殖的细胞，进行有丝分裂，数量不断增多，当贴壁生长的细胞相互接触时，细胞就会停止分裂增殖，出现细胞的接触抑制，A错误；细胞分裂素是植物激素，不会调节动物细胞生命活动，B错误；自身的细胞增殖后再回到自身，不会引起机体的免疫排斥反应，C正确；生物活性绷带只能逐渐为伤口提供细胞，而不是源源不断地为伤口提供新的细胞，D错误。9．C　解析：由曲线图可知，NRP­1MAb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；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重新排布，细胞膜打开，细胞发生融合，B正确；经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，最终筛选到只能产生NRP­1MAb的杂交瘤细胞，C错误；根据题干信息“NRP­1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，NRP­1MAb可能与NRP­1特异性结合，阻止了NRP­1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。10．C　解析：克隆猴体细胞的细胞核中的染色体数目与受精卵的细胞核中的相同，A正确；与DNA未甲基化相比，DNA甲基化后基因表达情况可不同，导致性状有所差异，B正确；DNA甲基化是指生物体在DNA甲基转移酶的作用下，将甲基基团加到DNA模板链的胞嘧啶上的过程，此过程中DNA的碱基序列并未发生改变，因此不会导致基因突变，C错误；克隆猴的诞生说明已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性，D正确。11．解析：(1)在对成纤维细胞进行培养时，常用胰蛋白酶处理使之分散成单个细胞，用胰蛋白酶分散细胞，说明细胞间的物质主要是蛋白质。胃蛋白酶作用的适宜pH约为2，当pH大于6时，胃蛋白酶就会失去活性。胰蛋白酶作用的适宜环境pH为7.2～8.4。多数动物细胞培养的适宜pH为7.2～7.4，胃蛋白酶在此环境中没有活性，而胰蛋白酶在此环境中活性较高，因此胰蛋白酶适用于细胞培养。(2)在培养iPS细胞的过程中，培养基中应含有细胞所需的各种营养物质，并定期更换培养液。定期更换培养液的目的是清除代谢废物，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害。(3)细胞分化是基因选择性表达的结果。若iPS细胞来源于病人自身体细胞的诱导，再将其分化出的细胞移入患者体内，与自身体细胞组织相容性抗原相同，故可以避免发生免疫排斥。(4)如果诱导iPS细胞定向分化为原始生殖细胞，可以用该技术解决不育问题。答案：(1)蛋白质　不能　多数动物细胞培养的适宜pH为7.2～7.4，胃蛋白酶在此环境中失活变性　(2)清除代谢废物，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害　(3)基因的选择性表达　避免了免疫排斥问题　(4)解决不育问题12．解析：(1)原代培养是指动物组织经处理后的初次培养，培养小鼠细胞时，从体内取出组织块，剪碎，用胰蛋白酶处理，使其分散成单个细胞，制成细胞悬液，放入培养瓶内进行原代培养，该培养需要的条件有无毒、无菌的环境，适宜温度和pH、气体环境，适宜的营养物质。(2)若用小鼠来制备抗新冠病毒的单克隆抗体，制作过程中需向小鼠注入的抗原是新冠病毒，一段时间后，提取B淋巴细胞和小鼠骨髓瘤细胞进行融合，通过选择性培养筛选得到杂交瘤细胞，进行克隆化培养和抗体检测，获得能无限增殖又能产生所需抗体的杂交瘤细胞。杂交瘤细胞是小鼠的B淋巴细胞和小鼠骨髓瘤细胞融合后形成的，共有染色体80条，且该细胞通过有丝分裂增加细胞数目，故分裂中期有核DNA分子160个，通过体外或体内培养该细胞，从中提取抗新冠病毒的单克隆抗体。(3)探究血清对动物细胞培养的影响时，实验的变量是有无血清，故实验的设计思路为将配制好的基本培养基均分成甲、乙两组，乙组加入适量的血清，甲组加入等量的生理盐水，然后将等量的动物细胞分别放入甲、乙两组培养基中，在相同且适宜的条件下培养，观察细胞的生长发育状况。答案：(1)原代　无毒、无菌的环境(无菌操作)，适宜温度和pH、气体环境，适宜的营养物质　(2)新冠病毒(或灭活的新冠病毒)　克隆化　160　(3)将配制好的基本培养基均分成甲、乙两组，乙组加入适量的血清，甲组加入等量的生理盐水，然后将等量的动物细胞分别放入甲、乙两组培养基中，在相同适宜的条件下培养，观察细胞的生长发育状况