内容正文:
第4课时 动物细胞工程
【课标要求】1.阐明动物细胞培养是从动物体获得相关组织,分散成单个细胞后,在适宜的培养条件下让细胞生长和增殖的过程。动物细胞培养是动物细胞工程的基础。2.阐明动物细胞核移植一般是将体细胞核移入一个去核的卵母细胞中,并使重组细胞发育成新胚胎,继而发育成动物个体的过程。3.阐明动物细胞融合是指通过物理、化学或生物学等手段,使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。4.概述细胞融合技术是单克隆抗体制备的重要技术。5.简述干细胞在生物医学工程中有广泛的应用价值。
考点1 动物细胞培养
整合必备知识
1.动物细胞培养的概念:从动物体中取出相关的组织,将它分散成单个细胞,然后在适宜的培养条件下,让这些细胞生长和增殖的技术。
2.动物细胞培养的条件
3.动物细胞培养的过程
[提醒] 在进行传代培养时,悬浮培养的细胞直接用离心法收集;贴壁细胞需要重新用胰蛋白酶等处理后,再用离心法收集。
【深挖教材】
(1)(选择性必修3 P44“旁栏思考”)进行动物细胞培养时不能用胃蛋白酶分散细胞的原因是胃蛋白酶作用的适宜pH为1.5左右,而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。
(2)(选择性必修3 P45“思考·讨论”)幼龄动物的细胞与老龄动物的细胞比较,分化程度低的细胞与分化程度高的细胞比较,哪些细胞更易于培养?为什么?
提示:细胞的增殖能力与供体的年龄有关,幼龄动物的细胞增殖能力强,有丝分裂旺盛,老龄动物的细胞则相反。所以,一般来说,幼龄动物的细胞比老龄动物的细胞更易于培养。同样,分化程度越低的细胞,増殖能力越强,所以更容易培养。
4.动物细胞培养和植物组织培养的比较
项目
动物细胞培养
植物组织培养
理论基础
细胞增殖
植物细胞的全能性
培养前处理
无菌;用机械的方法或胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理,使组织分散成单个细胞
无菌、离体
取材
动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织
植物幼嫩的部位或花药等
培养基性质
液体
固体
培养基成分
糖类、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等
水、矿质元素、蔗糖、维生素、植物激素和琼脂等
结果
产生大量细胞,不形成新个体
可产生新个体
应用
人造皮肤的构建、动物分泌蛋白的规模化生产
快速繁殖、作物脱毒、细胞产物的工厂化生产和单倍体育种等
相同点
①都需人工条件下的无菌操作;②都需要适宜的温度、pH等条件;③都进行有丝分裂,都不涉及减数分裂
5.细胞贴壁和接触抑制
(1)细胞贴壁:指体外培养的细胞贴附在瓶壁上生长的现象。
(2)接触抑制:指当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时,细胞通常会停止分裂增殖的现象。
6.干细胞培养及其应用
种类
胚胎干细胞
成体干细胞
诱导多能干细胞
来源
早期胚胎
成体的组织或器官
体细胞(如成纤维细胞等)
特点
能分化为成年动物体内的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
分化成特定的细胞或组织,不具有发育成完整个体的能力
能诱导分化成类似胚胎干细胞的细胞
应用
分化成心肌细胞、神经元和造血干细胞等
造血干细胞用于治疗白血病;神经干细胞用于治疗帕金森病、阿尔茨海默病等
治疗小鼠的镰状细胞贫血、阿尔茨海默病、心血管疾病等
【易错辨析】 ////////////////////////////////
(1)肝细胞培养过程中通常在培养液中通入5%的CO2刺激细胞呼吸。(×)
提示:通入5%的CO2是为了维持培养液的pH。
(2)动物细胞在培养过程中都具有细胞贴壁的现象。(×)
提示:悬浮培养的细胞培养过程中不出现细胞贴壁的现象。
(3)胚胎干细胞是发现最早、研究最多、应用也最为成熟的一类成体干细胞。(×)
提示:造血干细胞是发现最早、研究最多、应用也最为成熟的一类成体干细胞。
提升关键能力
1.胚胎干细胞为什么可以解决供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题?其应用有什么限制因素?
提示:胚胎干细胞经体外诱导分化,可以培育出人造组织器官,从而解决供体器官不足问题,且胚胎干细胞是自身细胞经诱导分化形成的,所以无免疫排斥反应。胚胎干细胞必须从胚胎中获取,这涉及伦理问题,因而限制了其应用。
2.为什么科学家认为iPS细胞的应用前景优于胚胎干细胞?
提示:iPS细胞的诱导过程无须破坏胚胎,而且iPS细胞可以来源于病人自身的体细胞,将它移植回病人体内后,理论上可以避免免疫排斥反应。
3.科学家已尝试采用多种方法来制备iPS细胞,请说出几种获取iPS细胞的方法。
提示:借助载体将特定基因导入细胞中,直接将特定蛋白导入细胞中或者用小分子化合物等来诱导形成iPS细胞。iPS细胞最初是由成纤维细胞转化而来的,后来发现已分化的T细胞、B细胞等也能被诱导为iPS细胞。
落实素养题组
1.(2023·湖南常德模拟)6磷酸葡萄糖脱氢酶(G6PD)有F和S两种类型,分别由一对等位基因XF和XS编码。基因型为XFXS的女性体细胞中的2个X染色体,会有1个随机失活。将基因型为XFXS的女性皮肤组织用胰蛋白酶处理后先进行细胞的原代培养,再对不同的细胞分别进行单克隆培养。分别对原代培养和单克隆培养的细胞进行G6PD蛋白电泳检测,结果如图所示。下列说法正确的是( )
A.CO2培养箱中加入5%的CO2的主要目的是刺激动物细胞进行细胞呼吸
B.用胃蛋白酶处理皮肤组织可使其分散成单个细胞
C.单克隆培养的细胞1、2、4、5、8、9与3、6、7所含基因不同
D.原代培养细胞电泳图有2个条带是因为同时检测了多个细胞
解析:选D。进行动物细胞培养时,CO2培养箱中加入5%的CO2的主要目的是维持培养液的pH,A错误。用胰蛋白酶处理皮肤组织可使其分散成单个细胞,B错误。基因型为XFXS的女性体细胞中的2个X染色体,会有1个随机失活。单克隆培养的细胞都来自原代培养的细胞,其基因型都为XFXS,只不过在细胞1、2、4、5、8、9中含XS基因的染色体具有活性,可以表达出S型G6PD,而细胞3、6、7中含XF基因的染色体具有活性,可以表达出F型G6PD,C错误。由题干可知,原代培养细胞是基因型为XFXS的女性皮肤组织用胰蛋白酶处理得到的,但是这些细胞中的2个X染色体,会有1个随机失活,即只能表达出1种G6PD,只有检测多个原代培养的细胞时,才可以检测出2个条带(2种G6PD),D正确。
题后点击 区分原代培养和传代培养的关键是看用胰蛋白酶处理的对象和是否分瓶
(1)分瓶前,第一次用胰蛋白酶对动物组织进行处理后的培养是原代培养。
(2)第二次用胰蛋白酶处理,使之分散成单个细胞,分瓶后的细胞培养为传代培养。
2.悬浮培养的动物细胞会因细胞密度过大、有害代谢产物积累等因素而分裂受阻。生产上常用灌流式培养避免这些现象出现。灌流式培养是在细胞培养管内,一边不断注入新鲜培养基,一边将培养液的上清液不断移出。下列相关叙述错误的是( )
A.灌流式培养的细胞会贴壁生长,但不会出现接触抑制现象
B.灌流是在细胞密度达到一定浓度或者营养物质低于一定浓度时进行的
C.过高的灌流速率会导致营养物质不能得到充分利用,造成培养基浪费
D.配制灌流式培养所需培养基时应考虑细胞生存的液体环境的渗透压
解析:选A。悬浮培养的动物细胞不出现贴壁生长现象,A错误;悬浮培养的动物细胞会因细胞密度过大、有害代谢产物积累等因素而分裂受阻,而灌流是在细胞密度达到一定浓度或者营养物质低于一定浓度时进行的,B正确;过高的灌流速率,培养的细胞没有及时利用营养物质,会导致营养物质不能得到充分利用,造成培养基浪费,C正确;动物细胞的细胞外液的渗透压是相对稳定且适宜的,配制灌流式培养所需培养基时应考虑细胞生存的液体环境的渗透压,D正确。
考点2 动物细胞融合与单克隆抗体
整合必备知识
1.动物细胞融合技术
【深挖教材】
(1)(选择性必修3 P48“相关信息”)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,使细胞互相凝聚,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。
(2)(选择性必修3 P49“旁栏思考”)19世纪30年代,科学家曾在患肺结核、天花和麻疹等疾病的病人的病理组织中观察到多核细胞。如何解释这一现象?
提示:病人体内的病毒等诱导多个体细胞融合形成了多核细胞。
[深化理解]
比较植物体细胞杂交和动物细胞融合
项目
植物体细胞杂交
动物细胞融合
原理
细胞膜的流动性、细胞的全能性
细胞膜的流动性、细胞增殖
融合前处理
除去细胞壁
使细胞分散开
相关酶
纤维素酶和果胶酶
胰蛋白酶或胶原蛋白酶
诱导方法
物理法:电融合法、离心法;
化学法:聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2+—高pH融合法
物理法:电融合法;
化学法:聚乙二醇(PEG)融合法;
生物法:灭活病毒诱导法
结果
杂种植株
杂交细胞
应用
培育植物新品种
主要用于制备单克隆抗体
意义
突破远缘杂交不亲和的障碍,打破了生殖隔离,扩展了杂交的亲本组合
相同点
动物细胞融合与植物原生质体融合的基本原理相同,诱导动物细胞融合的方法与植物原生质体融合的方法相似
2.单克隆抗体的制备
(1)传统抗体的获得
①方法
②缺点:产量低、纯度低、特异性差。
(2)单克隆抗体的制备及优点
①制备过程
②单克隆抗体的优点
a.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(特异性强、灵敏度高)。
b.可以大量制备。
③单克隆抗体制备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
诱导融合后会得到多种杂交细胞,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,所以经选择培养获得的杂交瘤细胞中有能产生其他抗体的细胞
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(“B—B”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
(3)单克隆抗体的应用
①被广泛用作诊断试剂,在多种疾病的诊断和病原体鉴定中发挥重要的作用。
②运载药物,形成抗体—药物偶联物,实现对肿瘤细胞的选择性杀伤。
③用于治疗疾病。
【深挖教材·选择性必修3 P50“思考·讨论”】
(3)ADC的抗体和药物各具有什么作用?
提示:抗体主要发挥靶向运输作用,即通过特异性结合靶细胞表面的抗原,将连接的药物输送到靶细胞;药物发挥治疗效应,如杀伤靶细胞。
(4)除了细胞毒素,还有哪些物质理论上可以作为ADC偶联的药物?
提示:一些作用于细胞信号转导通路的药物可以通过阻断肿瘤细胞的信号通路来抑制其生长,理论上也可以将这些药物与单克隆抗体结合进行治疗。
【易错辨析】 ////////////////////////////////
(1)杂交瘤细胞进行体外培养,更容易控制培养条件。(×)
提示:杂交瘤细胞进行体内培养,更容易控制培养条件。
(2)动物体细胞融合后的杂交细胞仍然是二倍体细胞。(×)
提示:二倍体动物体细胞融合后的杂交细胞是四倍体细胞,即融合后的杂交细胞有几个染色体组就是几倍体细胞。
(3)将B淋巴细胞与骨髓瘤细胞进行诱导融合,培养液中融合后的细胞即为杂交瘤细胞。(×)
提示:B淋巴细胞和骨髓瘤细胞经细胞融合后有三种细胞类型(仅考虑细胞两两融合的情况)。
提升关键能力
1.植物体细胞杂交技术,可以跨越植物种属间生殖隔离的屏障,培育出新的作物类型。科学家经过长期的探索,也实现了用不同种动物的体细胞进行杂交。参考图示,回答下列问题。
(1)动物细胞融合的结构基础是什么?
提示:细胞膜的流动性。
(2)动物细胞完成融合的标志是什么?
提示:动物细胞融合时,先是细胞膜发生融合,然后是细胞核的融合。当两个细胞核融合后形成具有单核的杂交细胞,则标志着动物细胞融合的完成。
(3)动物细胞和人的体细胞之间诱导融合,产生的融合细胞有多少种(只考虑两两融合)?
提示:3种。
2.单克隆抗体的制备中需要给小鼠注射特定的抗原蛋白,其目的是什么?
提示:刺激机体发生免疫应答,从而得到能产生特定抗体的B淋巴细胞。
3.单克隆抗体被广泛用作诊断试剂的原因是什么?
提示:单克隆抗体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。
落实素养题组
1.常见的新冠病毒抗原有刺突蛋白、膜蛋白、包膜蛋白和核衣壳蛋白,一种抗原只能与相应的抗体发生特异性结合。只针对一种抗原起作用的B细胞群(或杂交瘤细胞群)就是一个纯系,其所分泌的抗体叫单克隆抗体(单抗);由新冠病毒的多种抗原刺激机体后,形成的多种浆细胞系产生的不同抗体,称为多克隆抗体(多抗)。关于两类抗体的描述,错误的是( )
A.单抗能准确识别抗原的细微差别,具有特异性强、灵敏度高的特点
B.向动物体内注射病毒获得多抗,具有制备时间短、首次制备成本低的特点
C.若新冠病毒发生突变,之前制备的单抗可能失效,而多抗仍有效
D.向动物体内注射的灭活病毒纯度不高时,对单抗的纯度影响较大
解析:选D。单抗是由特定抗原刺激产生的,因此能准确识别抗原的细微差别,具有特异性强、灵敏度高的特点,A正确;通过向动物体内注射病毒获得多抗的方法,其操作时间短、首次制备成本低,B正确;若新冠病毒发生突变,可能造成某种抗原改变,因此之前制备的单抗可能失效,但多抗针对的是多种抗原,由于突变具有低频率性,所以多抗仍有效,C正确;向动物体内注射的灭活病毒纯度不高时,得到的杂交瘤细胞需进行克隆化培养和抗体检测,对单抗的纯度影响不大,D错误。
2.(2023·湖北襄阳模拟)VEGF是血管内皮生长因子。研究表明恶性肿瘤患者血清中的VEGF水平普遍高于健康人,VEGF已成为新型肿瘤标志物,在肿瘤筛查中具有诊断价值。科研人员设计如下流程制备VEGF单克隆抗体。下列叙述错误的是( )
A.该流程利用了动物细胞融合和动物细胞培养技术
B.①是从免疫小鼠脾脏中提取的多种B淋巴细胞
C.②和③所进行的两次筛选过程都不需要用到VEGF
D.该单克隆抗体直接应用于人体可能会引起过敏反应
解析:选C。制备单克隆抗体需要将已免疫的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合,制成杂交瘤细胞,然后进行细胞培养使之产生单克隆抗体,该过程中需要用到动物细胞融合和动物细胞培养技术,A正确。由图可知,在①之前向小鼠体内注射VEGF(作抗原),引发小鼠特异性免疫,获得B淋巴细胞,由于在此过程中,小鼠还可能接受其他抗原物质刺激,因此从其脾脏中提取的B淋巴细胞有多种,B正确。②代表利用选择培养基进行第一次筛选,该过程不需要用到VEGF;③代表第二次筛选,即克隆化培养和抗体检测,其中抗体检测需要用到VEGF与克隆化培养的杂交瘤细胞产生的抗体进行抗原—抗体杂交,C错误。由图可知,该单克隆抗体是利用小鼠制备的,属于异源蛋白,直接应用于人体可引起过敏反应甚至危及生命,D正确。
考点3 动物体细胞核移植技术和克隆动物
整合必备知识
1.动物细胞核移植技术的概念和类型
(1)概念:将动物一个细胞的细胞核移入去核的卵母细胞中,使这个重新组合的细胞发育成新胚胎,继而发育成动物个体的技术。
(2)原理:动物体细胞的细胞核具有全能性。
(3)类型:哺乳动物核移植可分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植,其中胚胎细胞核移植较易成功。
2.体细胞核移植的过程
[深挖教材]
(1)(选择性必修3 P52“相关信息”)减数分裂Ⅱ中期(MⅡ期)卵母细胞中的“核”其实是纺锤体—染色体复合物。
(2)(选择性必修3 P54“思考·讨论”)核移植技术中必须先去掉卵母细胞的细胞核的原因是保证核移植动物的核遗传物质全部来自供体细胞。
(3)(选择性必修3 P54“相关信息”)目前动物细胞核移植技术中普遍使用的去核方法是显微操作法。也有人采用梯度离心、紫外线短时间照射和化学物质处理等方法。这些方法是在没有穿透卵母细胞透明带的情况下去核或使其中的DNA变性。
3.体细胞核移植技术的应用前景和存在的问题
前景
畜牧业
加速家畜遗传改良进程、促进优良畜群繁育
医药
卫生
①作为生物反应器,生产医用蛋白;
②转基因克隆动物的细胞、组织或器官可以作为异种移植的供体;
③人核移植胚胎干细胞经过诱导分化形成相应的细胞、组织或器官,可用于器官移植
科学
研究
①研究克隆动物可使人类更深入地了解胚胎发育及衰老过程;
②克隆一批遗传背景相同的动物,可以通过它们之间的对比来分析致病基因;
③克隆特定疾病模型的动物,为研究该疾病的致病机制和开发相应的药物提供帮助
保护濒危物种
增加濒危物种的存活数量
问题
①成功率非常低;②核移植的理论研究较为滞后;
③绝大多数克隆动物存在健康问题,表现出遗传和生理缺陷
【易错辨析】 ////////////////////////////////
(1)动物细胞核移植的受体细胞必须是卵细胞。(×)
提示:受体细胞可能为受精卵,或者去核的卵母细胞等。
(2)克隆动物的制备属于有性繁殖。(×)
提示:克隆动物的制备属于无性繁殖。
(3)用于核移植的供体细胞一般都选用10代以内的培养细胞。(√)
提升关键能力
某国批准了首例使用细胞核移植技术培育“三亲婴儿”的申请,其培育过程可选用如下技术路线。
(1)探究“三亲婴儿”的性状表现与三个亲本的关系并分析原因。
提示:①因基因型与母亲(卵母细胞核供体)和父亲(精子细胞核供体)的核基因有关,故大多数性状由母亲和父亲共同决定。②少数性状(受质基因控制的性状)与捐献者(卵母细胞细胞质供体)相同。
(2)所谓的“三亲婴儿”中遗传学上的母亲应是哪一个?该技术主要是为了避免什么疾病?
提示:“三亲婴儿”中遗传学上的母亲应是提供卵细胞核的个体。该技术主要是为了避免母亲的线粒体遗传病基因传递给后代。
(3)据图分析,该技术涉及了哪些技术操作?
提示:该技术涉及动物细胞培养、体外受精、细胞核移植、胚胎移植等技术操作。
(4)动物细胞核移植技术的理论基础(原理)是什么?
提示:动物细胞细胞核的全能性。
(5)受体细胞为什么选用卵母细胞?
提示:因为卵母细胞体积大,易操作;去核时易于同时吸走第一极体;卵母细胞中含有激发细胞核全能性的物质。
落实素养题组
1.(2023·湖南郴州二模)常用的核移植方法主要有细胞质内注射法和透明带下注射法两种。前者是用微型注射针将供体细胞的细胞核吸出注入去核卵母细胞质内;后者是直接将供体细胞注入去核卵母细胞透明带内,然后促使两个细胞融合,从而具有发育的全能性。我国科学家于2017年底培育出的体细胞克隆猴“中中”和“华华”采用的就是后者。下列有关叙述正确的是( )
A.供体细胞注入卵母细胞透明带内后,就可自行进入卵母细胞
B.“中中”和“华华”的性状由多个亲本共同决定,属于有性生殖
C.相比之下,透明带下注射法对供体细胞核和卵母细胞的损伤更小
D.“中中”和“华华”核DNA均来自供体细胞,质DNA均来自去核卵母细胞
解析:选C。供体细胞注入卵母细胞透明带内后,还需要电融合法诱导才能使供体细胞进入卵母细胞形成重构胚,A错误;体细胞克隆猴“中中”和“华华”的形成属于无性生殖,B错误;微型注射针将供体细胞的细胞核吸出可能会破坏细胞核,而透明带下注射法是直接将供体细胞注入去核卵母细胞透明带内,对供体细胞核和卵母细胞的损伤更小,C正确;“中中”和“华华”是由透明带下注射法形成的,核DNA均来自供体细胞,但质DNA来自去核卵母细胞和供体细胞,D错误。
2.某研究团队建立了小鼠孤雄单倍体胚胎干细胞,并且能让这一细胞替代精细胞使雌鼠产生的卵细胞“受精”,生产出半克隆小鼠。孤雄单倍体胚胎干细胞系构建方式如下:精卵细胞结合排出第二极体后,在核融合之前,剔除卵母细胞的雌原核,诱导、培养。下列说法错误的是( )
A.选择卵母细胞进行操作是因为其具有体积大、易操作、营养物质丰富等优点
B.受精作用中透明带和卵细胞膜发生的生理反应可以防止多精入卵
C.单倍体胚胎干细胞体外培养时需要定期更换培养液以便清除代谢废物
D.孤雄单倍体胚胎干细胞包含两套完整且相同的染色体组
解析:选D。动物细胞核移植过程,受体细胞选择卵母细胞,是因为其具有体积大、易操作、营养物质丰富、细胞核全能性易于表达等优点,A正确;受精时,精子穿过透明带,触及卵细胞膜的瞬间发生透明带反应,精子头部进入卵细胞后,立即发生卵细胞膜反应,两大生理活动都防止多精子进入卵细胞,B正确;单倍体胚胎干细胞体外培养时需要在无菌、无毒的环境进行,这就要求定期更换培养液以便清除代谢废物,C正确;孤雄单倍体胚胎干细胞是在精卵细胞结合后,把雌原核去除后获得的,孤雄单倍体胚胎干细胞只含一套来自父本的染色体组,D错误。
[高考真题·感悟试做]
1.(2023·海南高考)某团队通过多代细胞培养,将小鼠胚胎干细胞的Y染色体去除,获得XO胚胎干细胞,再经过一系列处理,使之转变为有功能的卵母细胞。下列有关叙述错误的是( )
A.营养供应充足时,传代培养的胚胎干细胞不会发生接触抑制
B.获得XO胚胎干细胞的过程发生了染色体数目变异
C.XO胚胎干细胞转变为有功能的卵母细胞的过程发生了细胞分化
D.若某濒危哺乳动物仅存雄性个体,可用该法获得有功能的卵母细胞用于繁育
解析:选A。传代培养的胚胎干细胞会发生接触抑制,A错误;XO胚胎干细胞中丢失了Y染色体,该细胞的获得过程发生了染色体数目变异,B正确;XO胚胎干细胞转变为有功能的卵母细胞的过程中,细胞的功能发生了变化,即发生了细胞分化,C正确;若某濒危哺乳动物仅存雄性个体,可将胚胎干细胞的Y染色体去除,再经过一系列处理,使之转变为有功能的卵母细胞,用于繁殖后代,D正确。
2.(2022·山东高考)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.双抗可同时与2种抗原结合
B.利用双抗可以将蛋白类药物运送至靶细胞
C.筛选双抗时需使用制备单克隆抗体时所使用的2种抗原
D.同时注射2种抗原可刺激B细胞分化为产双抗的浆细胞
解析:选D。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,A正确;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,B正确;在2种不同的抗原刺激下,B细胞增殖、分化产生不同的浆细胞分泌形成2种抗体,因此,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正确;1种浆细胞只能产生1种抗体, 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,D错误。
3.(2022·江苏高考·改编)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。下列相关叙述错误的是( )
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号染色体上
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
解析:选B。动物细胞融合过程中,可以利用灭活的仙台病毒或聚乙二醇作诱导剂促进细胞融合,A正确;细胞Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均保留了人类染色体,故细胞Ⅲ不会是鼠—鼠融合细胞,B错误;根据题意和题图分析可知,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号染色体上,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,C、D正确。
4.(2021·湖南高考)M 基因编码的M蛋白在动物A的肝细胞中特异性表达。现设计实验,将外源DNA片段F插入M 基因的特定位置,再通过核移植、胚胎培养和胚胎移植等技术获得M 基因失活的转基因克隆动物A,流程如图所示。
回答下列问题:
(1)在构建含有片段F的重组质粒过程中,切割质粒DNA的工具酶是__________,这类酶能将特定部位的两个核苷酸之间的______________断开。
(2)在无菌、无毒等适宜环境中进行动物A成纤维细胞的原代和传代培养时,需要定期更换培养液,目的是________________________________________________________。
(3)与胚胎细胞核移植技术相比,体细胞核移植技术的成功率更低,原因是__________________________________________。从早期胚胎中分离获得的胚胎干细胞,在形态上表现为__________________________________________(答出两点即可),功能上具有____________________________________________。
(4)鉴定转基因动物:以免疫小鼠的______淋巴细胞与骨髓瘤细胞进行融合,筛选融合杂种细胞,制备M蛋白的单克隆抗体。简要写出利用此抗体确定克隆动物A中M 基因是否失活的实验思路:___________________________________________________。
解析:(4)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能产生特定抗体的B淋巴细胞;诱导B淋巴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,制备M蛋白的单克隆抗体。现要利用此抗体确定克隆动物A中M基因是否失活,如果M基因已经失活,则克隆动物A中无法产生M蛋白的单克隆抗体,则可利用抗原—抗体杂交技术进行检测。故实验思路为:取克隆动物A的肝组织细胞,提取蛋白质进行抗原—抗体杂交。
答案:(1)限制酶 磷酸二酯键 (2)清除代谢产物,防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成毒害,同时给细胞提供足够的营养 (3)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 细胞体积小、细胞核大、核仁明显(任选两点作答) 发育的全能性 (4)B 取克隆动物A的肝组织细胞,提取蛋白质进行抗原—抗体杂交
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