内容正文:
动物细胞工程练习
一、选择题
1.动物细胞培养是动物细胞工程常用的技术手段。下列相关叙述正确的是( )
A.正常细胞体外培养都具有贴壁生长的特点
B.原代培养的贴壁细胞需经胰蛋白酶处理后再进行传代培养
C.对杂交瘤细胞进行克隆培养即可获得所需的单克隆抗体
D.CO2培养箱中95%的氧气保证细胞进行正常呼吸
2.某科研小组把人的诱导多能干细胞注入猪的早期胚胎中,成功培育出人猪嵌合体胚胎,并在猪体内孕育了3~4周后才终止妊娠。下列相关说法错误的是( )
A.实验过程需要利用体外受精、胚胎移植等胚胎工程技术
B.诱导多能干细胞可以由成体的成纤维细胞转化而来
C.若成功培育出“人猪嵌合体”将面临巨大的伦理道德挑战
D.该研究为在动物体内培育出可供移植的人类器官提供了可能
3.科研人员利用动物细胞培养技术生产可食用“人造肉”的基本流程如下图。下列有关叙述正确的是( )
―→
A.干细胞在培养过程中可能会发生同源染色体的分离
B.成体干细胞能分化为成年动物体内任何一种类型的细胞
C.评价人造肉质量的标准是细胞内控制蛋白质合成基因的含量
D.从食品安全角度考虑,制作人造肉的过程一般不添加抗生素
4.人乳头瘤病毒(HPV)是一种DNA病毒,可诱发细胞癌变。抗HPV的单克隆抗体可以准确检测出HPV,从而及时监控宫颈癌的发生。以HPV衣壳蛋白为抗原制备出单克隆抗体的过程如图所示。下列叙述错误的是( )
A.在HAT培养基上存活的杂交瘤细胞既能无限增殖又可以分泌抗体
B.单克隆抗体的特点是能准确地识别抗原的细微差异,与特定抗原发生特异性结合,并且可以大量制备
C.可用HPV衣壳蛋白检测筛选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞
D.单克隆抗体制备过程涉及的生物学原理有细胞增殖和细胞膜的选择透过性
5.图为制备新冠病毒S蛋白的单克隆抗体的流程图,相关叙述错误的是( )
A.过程①用S蛋白反复注射小鼠的目的是产生足够多的已免疫的B淋巴细胞
B.过程②通过聚乙二醇或灭活的病毒诱导融合可得到多种细胞1
C.过程③使用选择培养基筛选获得多种杂交瘤细胞,这些细胞中染色体数目一般不同
D.过程④通过多次克隆化培养和抗体检测获得的细胞3能分泌抗S蛋白的抗体
6.如图所示,将由2种不同的抗原分别制备的单克隆抗体分子,在体外解偶联后重新偶联可制备双特异性抗体,简称双抗。下列说法错误的是( )
A.制备单克隆抗体时可采用PEG融合法、电融合法和离心法诱导细胞融合
B.筛选双抗时需使用制备单克隆抗体时所使用的2种抗原
C.同时注射2种抗原可刺激B细胞分化为产双抗的浆细胞
D.利用双抗可以将蛋白类药物运送至靶细胞
7.(多选) 2022年6月10日,世界首例体细胞克隆北极狼在北京呱呱坠地。克隆北极狼的供体细胞来自哈尔滨极地公园引进的一只野生北极狼的皮肤样本,卵母细胞来自一只处于发情期的母犬,代孕母体则是一只比格犬。克隆过程如图所示,下列有关叙述正确的是( )
A.体细胞核移植技术比胚胎干细胞核移植技术更易成功
B.用电刺激、Ca2+载体等方法激活重构胚,促进其分裂发育
C.图中细胞分裂、分化形成克隆胚胎的过程中发生了基因重组
D.体细胞核移植技术有望用于增加濒危动物的种群数量
8.(多选) 2014年3月,云南农大科研团队通过物理、化学方法刺激MⅡ期卵母细胞完成减数第二次分裂,阻止第二极体排出,使其发育成胚胎,移植到代孕母猪体内,获得世界上第一批成活的孤雌生殖克隆猪。关于该克隆猪的表述正确的有( )
A.都是雌性个体
B.体细胞中有两个染色体组
C.通常情况下是纯合子
D.不可以正常繁殖后代
9.(多选)我国科学家利用猴胚胎干细胞首次创造了人工“猴胚胎”,研究流程如图所示。下列相关叙述正确的有( )
A.猴的成纤维细胞和胚胎干细胞功能不同,但具有相同的基因组
B.囊胚细胞②③都由细胞①分裂分化形成,但表达的基因都不同
C.移植前细胞和囊胚的培养都要放在充满CO2的培养箱中进行
D.移植后胚胎的发育受母体激素影响,也影响母体激素分泌
10.航天员叶光富和王亚平在天宫课堂上展示了培养的心肌细胞跳动的视频。下列相关叙述正确的是( )
A.培养心肌细胞的器具和试剂都要先进行高压蒸汽灭菌
B.培养心肌细胞的时候既需要氧气也需要二氧化碳
C.心肌细胞在培养容器中通过有丝分裂不断增殖
D.心肌细胞在神经细胞发出的神经冲动的支配下跳动
11.下列关于动物细胞工程和胚胎工程的叙述正确的是( )
A.通常采用培养法或化学诱导法使精子获得能量后进行体外受精
B.哺乳动物体外受精后的早期胚胎培养不需要额外提供营养物质
C.克隆牛技术涉及体细胞核移植、动物细胞培养、胚胎移植等过程
D.将小鼠桑葚胚分割成2等份获得同卵双胎的过程属于有性生殖
12.(多选)如图表示利用细胞融合技术进行基因定位的过程,在人—鼠杂种细胞中人的染色体会以随机方式丢失,通过分析基因产物进行基因定位。现检测细胞Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中人的4种酶活性,只有Ⅱ具有芳烃羟化酶活性,只有Ⅲ具有胸苷激酶活性,Ⅰ、Ⅲ都有磷酸甘油酸激酶活性,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均有乳酸脱氢酶活性。下列相关叙述正确的有( )
A.加入灭活仙台病毒的作用是促进细胞融合
B.细胞Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别为人—人、人—鼠、鼠—鼠融合细胞
C.芳烃羟化酶基因位于2号染色体上,乳酸脱氢酶基因位于11号染色上
D.胸苷激酶基因位于17号染色体上,磷酸甘油酸激酶基因位于X染色体上
二、非选择题
13.S棘突蛋白是新冠病毒侵染细胞的关键蛋白质,其结构域S-RBD能与人细胞表面的ACE2受体结合,介导病毒进入宿主细胞。科研人员制备抗S-RBD单克隆抗体并进行了相关实验(见图甲)。过程中获得四种杂交瘤细胞并进行抗体阳性检测(结果见图乙),(注:酶标抗体携带的酶与底物反应,产物越多,显色越深吸光值越大)。请回答下列问题:
(1)生产抗S-RBD单克隆抗体的过程,需要用到动物细胞工程中的___
_____________(答出两点)技术。在体外大规模培养杂交瘤细胞时,为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_____
________________。
(2)图甲中,抗原是________,待测抗体是______________________
__________。
(3)获取杂交瘤细胞时,诱导体系中除含有未融合的B细胞和杂交瘤细胞外,可能还有其他相互融合形成的细胞,出现多种类型细胞的原因是_________________________________________________________
____________。
(4)分析实验结果,杂交瘤细胞________(填序号)产生的抗体为“最佳抗体”,理由是______________________________________________
______________。
答案:
1. B 体外培养的动物细胞可以分为两大类:一类细胞能够悬浮在培养液中生长增殖;另一类需要贴附于某些基质表面才能生长增殖,A错误;原代培养的贴壁细胞需经胰蛋白酶处理后,从培养皿壁上脱落再传代,B正确;需要先进行筛选获得产特定抗体的杂交瘤细胞,再进行克隆培养才可获得单克隆抗体,C错误;动物细胞培养应在含95%空气和5%CO2的培养箱中培养,其中95%的空气中的氧气保证细胞的有氧呼吸,D错误。
2. A 本研究主要涉及早期胚胎培养、胚胎移植等现代生物技术,没有体外受精技术,A错误;诱导多能干细胞原理是细胞的增殖,所以可以利用成体的成纤维细胞、B细胞诱导多能干细胞,B正确;在伦理层面,人猪嵌合体会面临巨大的挑战,C正确;人猪嵌合体胚胎研究为解决移植器官来源不足和免疫排斥问题带来光明前景,D正确。
3. D 干细胞进行有丝分裂,不会发生同源染色体的分离,A错误;成体干细胞是已经分化的细胞,其全能性受到抑制,所以不能分化成任意细胞,B错误;评价人造肉质量的标志主要是必需氨基酸的含量和种类,C错误;从食品安全角度考虑,制作人造肉的过程一般不添加抗生素,D正确。
4. D 单克隆抗体的制备过程主要运用的细胞工程技术包括动物细胞培养和动物细胞融合,原理依次是细胞增殖、细胞膜的流动性,D错误。
5. C 由图示可知,过程①是用S蛋白反复注射小鼠以获得足够多的已免疫的B淋巴细胞,A正确;过程②通过聚乙二醇或灭活的病毒诱导骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合,可得到多种融合细胞1,B正确;过程③杂交瘤细胞使用选择培养基筛选获得多种杂交瘤细胞,这些细胞中染色体数目一般相同,C错误;过程④通过多次克隆化培养和抗体检测获得的细胞3既能无限增殖,又能分泌抗S蛋白的抗体,D正确。
6. C 诱导动物细胞融合的方法有PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法等,A正确;根据抗原和抗体发生特异性结合的原理推测,双抗可同时与2种抗原结合,B正确;同时注射2种抗原可刺激B细胞分化形成不同的浆细胞,而不是分化成产双抗的浆细胞,一种浆细胞只能产生一种抗体,C错误;根据抗原与抗体能够发生特异性结合的特性,利用双抗可以将蛋白类药物运送至靶细胞,从而使药物发挥相应的作用,D正确。
7. BD 体细胞的分化程度比胚胎干细胞的分化程度高,与体细胞核移植技术相比,胚胎干细胞核移植技术更易成功,A错误;在体细胞核移植过程中,用物理方法或化学方法(如电刺激、钙离子载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等)激活重构胚,使其完成细胞分裂和发育进程,B正确;基因重组发生在有性生殖的生物进行减数分裂产生配子的过程中(狭义上的基因重组)以及基因工程技术中(包含在广义的基因重组内),而细胞分裂、分化的过程一般不会发生基因重组,C错误;体细胞核移植技术是无性繁殖,有望用于增加濒危动物的种群数量,D正确。
8. ABC 从猪的雌性个体的性染色体为XX,MⅡ期卵母细胞的性染色体为X,第二极体的性染色体为X,形成的克隆猪的性染色体为XX,故克隆猪都是雌性个体,A正确;在MⅡ期卵母细胞完成减数第二次分裂,阻止第二极体排出,使其发育成胚胎,进而发育为孤雌生殖克隆猪,由于第二极体中的染色体和卵母细胞中的染色体是通过复制而来的,在不考虑变异的情况下,该第二极体中的染色体组和卵母细胞中的染色体组相同,因此该克隆猪体细胞中有两个染色体组,且通常情况下是纯合子,B、C正确;该克隆猪含有两个染色体组,在减数分裂时可以产生正常的配子,可以正常繁殖后代,D错误。
9. AD 猴的成纤维细胞和胚胎干细胞功能不同,但两者都来源于同一个受精卵细胞,具有相同的基因组,A正确;囊胚细胞②③都由细胞①分裂分化形成,表达的基因有些相同,例如呼吸酶基因、ATP合成酶基因等,有些基因不同,使两种细胞具备不同的功能,B错误;移植前细胞和囊胚的培养都要放在含有95%的空气和5%的CO2的培养箱中进行,C错误;供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系,移植后胚胎的发育受母体激素影响,也影响母体激素分泌,D正确。
10. B 动物细胞培养需要无菌、无毒的环境,但培养心肌细胞的试剂并不都能进行高压蒸汽灭菌,A错误;该培养过程中的气体条件为95%空气加5%CO2的混合气体,空气中含有氧气,B正确;心肌细胞在培养容器中通过有丝分裂增殖,但增殖一定时间后会出现接触抑制,C错误;心肌细胞自身就能自动收缩跳动,不一定需要神经冲动的支配,D错误。
11. C 对精子进行获能处理包括培养法和化学诱导法,但精子获能不是获取能量,A错误;哺乳动物体外受精后的早期胚胎培养所需营养物质与体内基本相同,例如需要有糖、氨基酸、无机盐等,还需加入血清、血浆等天然成分,B错误;克隆牛技术涉及体细胞核移植、动物细胞培养、胚胎移植等过程,该技术可加速家畜遗传改良,C正确;将小鼠桑葚胚分割成2等份获得同卵双胎的过程可以看作动物无性繁殖或克隆的方法,D错误。
12. ACD 加入灭活仙台病毒的作用是促进细胞融合,病毒表面的蛋白可以和细胞膜表面的糖蛋白结合,以此促进细胞融合,A正确;细胞Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均是在选择培养基上进行筛选过的细胞,所以是人—鼠杂交细胞,B错误;由题意可知,只有Ⅱ具有芳烃羟化酶活性,从细胞Ⅱ可以判断,该基因位于2号染色体上,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均有乳酸脱氢酶活性,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均含有11号染色体,故乳酸脱氢酶基因位于11号染色上,C正确;只有Ⅲ具有胸苷激酶活性,Ⅲ细胞含有17号染色体,故该基因位于17号染色体上,Ⅰ、Ⅲ都有X染色体,故磷酸甘油酸激酶基因位于X染色体上,D正确。
13. (1)动物细胞培养、动物细胞融合 定期更换培养液 (2)S-RBD 抗S-RBD单克隆抗体(3)动物细胞融合时是随机融合的 (4)① 乙图中①杂交瘤细胞产生的抗体在各个稀释比时吸光值最高,单克隆抗体浓度最高
解析(1)培养抗S-RBD单克隆抗体时,需要培养B细胞、骨髓瘤细胞、杂交瘤细胞等细胞,需要将B细胞与骨髓瘤细胞诱导融合,故需要用到动物细胞工程中的动物细胞培养、动物细胞融合技术。在体外大规模培养杂交瘤细胞时,为防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害,及时更换培养液,使代谢废物浓度降低,减少对细胞伤害。(2)图甲中,抗原和待测的抗S-RBD单克隆抗体特异性结合,抗原是S-RBD,待测抗体即是制得的抗S-RBD单克隆抗体。(3)诱导体系中出现多种类型细胞的原因是,诱导融合时,动物细胞融合是随机的,如果只考虑两两融合,会出现B细胞+B细胞、骨髓瘤细胞+骨髓瘤细胞、B细胞+骨髓瘤细胞的融合。(4)据图乙,①杂交瘤细胞产生的抗体在各个稀释比时吸光值最高,酶标抗体携带的酶与底物反应,产物越多,显色越深吸光值越大,说明其产生的单克隆抗体浓度最高。
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