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课时作业(三十八) 动物细胞工程
1.为研究多种血糖调节因子的作用,我国科学家开发出胰岛素抵抗模型鼠。为扩增模型鼠数量,科学家通过诱导优良模型鼠体细胞转化获得iPS细胞,继而利用iPS细胞培育出与模型鼠遗传特性相同的克隆鼠,具体步骤如图。下列叙述错误的是( B )
A.图中黑鼠体细胞转化为iPS细胞的过程与植物组织培养的脱分化类似
B.胚胎移植后,重构胚进一步扩大导致滋养层破裂,胚胎伸展出来称为孵化
C.为获得更多的双细胞胚可对灰鼠注射促性腺激素超数排卵
D.为判断克隆鼠培育是否成功,需对X鼠进行胰岛素抵抗的相关检测
解析:模型鼠体细胞与植物体细胞类似,本身不能够分裂分化,诱导转化为iPS细胞以后具备了分裂 和分化能力,与植物组织培养的脱分化类似,A正确;胚胎移植后,重构胚进一步扩大导致透明带破裂,不是滋养层破裂,B错误;为获得更多的双细胞胚,一般用促性腺激素处理,以达到超数排卵的目的,C正确;据图示,最终得到了黑色X鼠,实验最终目的为“开发出胰岛素抵抗模型鼠”,故为确定克隆鼠培育是否成功,须对黑色X鼠进行胰岛素抵抗的相关检测,D正确;故选B。
2.科学家构建抗体偶联药物(ADC)对肿瘤细胞进行选择性杀伤,ADC通常由单克隆抗体、连接子和细胞毒性药物三部分组成,如图所示。下列叙述错误的是( C )
A.未与单克隆抗体偶联的细胞毒性药物没有选择杀伤肿瘤细胞的功能
B.连接子主要作用是连接药物和抗体,要在内环境中保持稳定,避免过早释放毒素
C.制备杂交瘤细胞获取单抗时,产生特定抗体的淋巴细胞需要先进行扩大培养
D.制备杂交瘤细胞获取单抗时,通过抗原抗体杂交技术筛选所需的杂交瘤细胞
解析:抗体偶联药物(ADC)能对肿瘤细胞进行选择性杀伤是因为抗体的作用,细胞毒性药物没有选择杀伤肿瘤细胞的功能,A正确;连接子在药物和抗体的结合中扮演着至关重要的角色,具有以下主要作用: 首先,它确保药物能够准确、稳定地与抗体相连,形成一个有效的复合物。这样可以保障在运输和作用过程中,药物不会轻易脱离抗体,从而维持整个体系的完整性和有效性。 其次,要求其在内环境中保持稳定是非常关键的。只有保持稳定,才能使药物在到达特定的作用靶点之前,不会因为连接子的不稳定而提前释放药物或毒素,避免对非目标组织或细胞造成不必要的损害,B正确;产生特定抗体的淋巴细胞不能增殖,C错误;抗原抗体杂交技术具有特异性强、灵敏度高的优点,可以准确地从大量融合细胞中筛选出目标杂交瘤细胞,为后续获得高纯度、高特异性的单克隆抗体奠定基础。D正确。故选C。
3.(2024·甘肃张掖模拟预测)猪繁殖与呼吸综合征(又称“猪蓝耳病”)是造成养猪业重大损失的主要疾病之一,CD163基因表达的蛋白质是猪繁殖与呼吸综合征病毒感染的关键受体,某团队通过基因工程和细胞核移植技术成功培育了CD163基因敲除大白猪。下列有关说法错误的是( A )
A.基因敲除应选择猪胚胎成纤维细胞的连续细胞系作为重组DNA的受体细胞
B.对经筛选的阳性转化细胞进行克隆化培养后作为供体细胞进行细胞核移植
C.采用电融合方法可促进核供体和受体细胞的融合及重组细胞的分裂发育
D.可从克隆猪仔耳组织提取DNA进行相关检测确定CD163基因是否成功敲除
解析:克隆动物是先将含有遗传物质的供体细胞的核移植到去除了细胞核的卵细胞中,A错误;对经筛选的阳性转化细胞(说明已经敲出CD163基因)进行克隆化培养后作为供体细胞进行细胞核移植,B正确;将两种细胞进行电融合,电融合的作用除了促进细胞融合,同时起到了 激活重组细胞发育的作用,C正确;克隆猪是由一个细胞发育而来的,可从克隆猪仔任何组织提取DNA进行相关检测确定CD163基因是否成功敲除,D正确。故选A。
4.呼吸道合胞病毒(RSV)是一种RNA病毒,可引起下呼吸道急性感染。NS1是RSV的特异蛋白,在病毒免疫逃逸中起关键作用。现欲制备抗NS1单克隆抗体(流程如图),以深入研究NSl蛋白的功能和调控机制。下列叙述正确的是( D )
A.过程①将各种B淋巴细胞分别与骨髓瘤细胞混合
B.经过程②可筛选得到杂交瘤细胞株
C.过程③采用抗原-抗体杂交技术分离杂交瘤细胞
D.借助荧光标记的抗NS1的单克隆抗体可对NS1进行定位
解析:脾脏中的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞直接混合,不需要分别混合,A错误;过程②是细胞系而非细胞株,B错误;需要用多孔细胞板分离杂交瘤细胞,再借助抗原抗体杂交筛选鉴定产生特定抗体的杂交瘤细胞,C错误;单克隆抗体具有特异性,可以对抗原定位,D正确。故选D。
5.(2024·湖北武汉模拟预测)单克隆抗体的制备过程通常涉及免疫动物、细胞融合、选择培养、单克隆抗体的大量制备等步骤。下列关于利用小鼠制备抗人绒毛膜促性腺激素单克隆抗体(用于制作“早早孕诊断试剂”)的叙述,正确的是( A )
A.免疫动物阶段,给小鼠注射人绒毛膜促性腺激素,致使小鼠发生体液免疫
B.细胞融合阶段,可以采用的诱导融合方法与诱导原生质体融合的方法完全相同
C.选择培养阶段,淘汰掉未融合的骨髓瘤细胞和B细胞即可得到所需杂交瘤细胞
D.第二次筛选出的杂交瘤细胞只能注射到小鼠腹腔内大规模培养
解析:利用小鼠制备抗人绒毛膜促性腺激素单克隆抗体,该过程中人绒毛膜促性腺激素作为抗原,致使小鼠发生体液免疫,A正确;动物细胞融合的方法和植物原生质体的融合方法不完全相同,动物细胞可用灭活的病毒融合,而植物细胞不能,B错误;选择培养阶段,淘汰掉的细胞还包括两个相同种类细胞融合形成的细胞,C错误;杂交瘤细胞可在体外条件下做大规模培养或注射到小鼠腹腔内增殖,从细胞培养液或小鼠腹水中,就可以提取出大量的单克隆抗体,D错误。故选A。
6.(2024·江苏苏州模拟预测)多克隆抗体是由多个B淋巴细胞克隆所产生的,受到多种抗原决定簇刺激并可与多种抗原表位结合的抗体,下图为多克隆抗体制备过程示意图,相关叙述正确的是( D )
A.天然抗原可直接刺激多种B细胞和辅助性T细胞
B.过程①多次注入的目的是获得已免疫的B细胞和抗体
C.过程②中需加入胶原蛋白酶以利于多克隆抗体的释放
D.多克隆抗体对病原体的免疫可能较单克隆抗体全面
解析:天然抗原可直接刺激B细胞,但通常需要通过抗原呈递细胞呈递给辅助性T细胞,A错误;过程①多次注入的目的是获得较多的免疫的B淋巴细胞,该过程不提取抗体,B错误;胶原蛋白酶可制备单个动物细胞,过程②中无需加入胶原蛋白酶,C错误;抗原与抗体的结合具有特异性,单克隆抗体可针对一种特定抗原,故多克隆抗体对病原体的免疫可能较单克隆抗体全面,D正确。故选D。
7.(2024·黑龙江三模)下图是利用体细胞核移植来克隆高产奶牛的大致流程示意图。下列相关叙述错误的是( A )
A.体外培养至MⅡ期的卵母细胞要先经过获能处理才能用于后续操作
B.图中过程①常用显微操作法去除细胞中的纺锤体和染色体的复合物
C.图中过程③是将供体细胞整个注入去核卵母细胞中
D.图中的重构胚中含有卵母细胞和供体细胞的细胞质
解析:体外培养至MⅡ期的卵母细胞不需要进行获能处理就可进行后续操作,A错误;卵母细胞去核通常是用显微操作法去除细胞中的纺锤体和染色体的复合物,B正确;过程③构建重构胚时是将供体细胞整个注入去核卵母细胞中,因此图中的重构胚中含有卵母细胞和供体细胞的细胞质,CD正确。故选A。
8.多发性骨髓瘤细胞高表达CD38,科研人员制备了CD38单克隆抗体来治疗多发性骨髓瘤,但该药物会和人的红细胞结合导致红细胞破裂。某科研小组开发出一种新型的CD38单克隆抗体(FTL004),FTL004不与人的红细胞结合,且能更准确地识别和促进骨髓瘤细胞凋亡。下列说法错误的是( C )
A.制备CD38单克隆抗体常用的技术有动物细胞培养和动物细胞融合
B.若利用小鼠来制备CD38单克隆抗体,则需要给小鼠注射CD38
C.FTL004与原CD38单克隆抗体相比特异性较弱
D.FTL004与原CD38单克隆抗体相比疗效更显著
解析:制备CD38单克隆抗体常用的技术有动物细胞培养和动物细胞融合,其中动物细胞培养是动物细胞工程的基本技术,A正确;若利用小鼠来制备CD38单克隆抗体,则需要给小鼠注射CD38,其目的是获得能产生相应的B淋巴细胞,B正确;FTL004与原CD38单克隆抗体相比特异性更强,因为题中显示,该单克隆抗体不与红细胞结合,C错误;FTL004与原CD38单克隆抗体相比疗效更显著,因为该抗体避免了原来的单抗引起的红细胞破裂,D正确。故选C。
9.研究人员诱导肺上皮干细胞增殖分化可生成不同肺类器官。肺类器官可自组装或与成熟体细胞组装成肺类装配体,过程如图所示。下列叙述正确的是( B )
A.为提供无菌的环境,培养肺类装配体时应对细胞进行灭菌处理
B.在培养肺上皮干细胞和体细胞时,培养液中通常需要加入血清
C.培养肺类装配体时,需提供含95%氧气和5%CO2的气体环境
D.在组装肺类装配体的培养过程中,运用了动物细胞融合技术
解析:题意为肺类器官可自组装或与成熟体细胞组装成肺类装配体,需要保持细胞活性,而灭菌会导致细胞失活,A错误;动物细胞培养时,培养基需要加入血清,B正确;肺上皮干细胞(动物细胞)需要在95%空气和5%CO2的气体环境中培养,C错误;由图可知,肺类装配体形成过程中没有利用动物细胞融合技术,仅是将不同类型的细胞组装起来,D错误。故选B。
10.MDCK细胞系是从犬肾脏中分离培养获得的上皮样细胞,易于培养,被广泛用于流感病毒疫苗的生产研究。传统方法大多选用含血清的培养基贴壁培养MDCK细胞,再经消化后,传代3~4次后,将培养液离心收集。下列叙述错误的是( C )
A.血清含有动物细胞生长所需的营养物质
B.“消化”可用胰蛋白酶等处理贴壁细胞
C.与贴壁培养相比,悬浮培养避免了细胞的接触抑制,分裂不会受阻
D.MDCK细胞培养时需加入5%CO,维持培养液pH的稳定
解析:动物细胞培养所需培养基含有水、无机盐、氨基酸等,除此还要加入血清,补充细胞所需但还未知的一些成分,A正确;贴壁细胞需要重新用胰蛋白酶等处理,使之分散,B正确;悬浮培养的细胞会因细胞密度过大、有害代谢物积累和培养液中营养物质缺乏等因素导致分裂受阻,C错误;进行动物细胞培养时,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CO2培养箱中,CO2 的主要作用是维持培养液的pH ,D正确。故选C。
11.成纤维细胞培养包括原代培养和传代培养。下列叙述正确的是( B )
A.可用胰蛋白酶消化细胞中的胶原纤维,获得成纤维细胞悬液
B.原代培养的成纤维细胞具有贴壁生长和接触抑制等特点
C.培养液中需添加青霉素等抗生素,提供无毒的细胞生长环境
D.成纤维细胞一次传代培养所需时间约等于一个细胞周期的时间
解析:胰蛋白酶能消化细胞间的胶原纤维和其他成分,获得成纤维细胞悬液,A错误;动物细胞培养中,细胞具有贴壁生长以及接触抑制的特点,即原代培养的成纤维细胞具有贴壁生长和接触抑制等特点,B正确;青霉素等抗生素能够杀死细菌,培养液中需添加青霉素等抗生素,提供无菌的细胞生长环境,定期更换培养液,提供无毒的细胞生长环境,C错误;传代培养的实质就是分离后再次培养,细胞进行一次传代培养所需时间大于一个细胞周期的时间,D错误。故选B。
12.(2024·河北邢台二模)下图为某病毒的单克隆抗体制备过程示意图,下列相关叙述错误的是( D )
A.“某基因”可能是调控细胞无限增殖的基因
B.通常利用显微注射将“某基因”导入细胞M
C.需要对细胞M需要进行克隆化培养和抗体检测
D.细胞N必须培养在无菌、无毒且加入血清的培养液中
解析:“某基因”可能是调控细胞无限增殖的基因,通过转基因即技术使细胞N具有了无限增殖能力,进而能大量合成单克隆抗体,A正确;将目的基因导入动物细胞的方法为显微注射技术,即通常利用显微注射将“某基因”导入细胞M,B正确;图示过程中需要对细胞M需要进行克隆化培养和抗体检测,进而筛选出能大量产生特定抗体的细胞N,C正确;细胞N可以培养在无菌、无毒且加入血清的培养液中,也可在体内大量培养,D错误。故选D。
13.紫杉醇是一种从红豆杉树皮中分离提纯的天然抗癌药物。为快速检测紫杉醇,研究人员利用细胞工程技术制备了抗紫杉醇单克隆抗体,制备过程如图所示。回答下列问题:
(1)抗紫杉醇单克隆抗体的获得所涉及的生物技术有__动物细胞培养和动物细胞融合__。
(2)过程①用化学方法诱导融合时可选用__聚乙二醇(PEG)__,能得到__3__类两两融合的细胞。
(3)为获得杂交瘤细胞,应用特定的选择培养基对细胞甲进行筛选,然后通过专一抗体检测和克隆化培养获得__既能大量增殖,又能产生抗紫杉醇抗体__的杂交瘤细胞。若要在体外培养液中培养筛选的杂交瘤细胞,需要将培养液放置在95%空气和5%CO2的培养箱中培养,CO2的作用是__维持培养液的pH__。
(4)紫杉醇是红豆杉产生的一种代谢产物,欲利用植物细胞培养获得大量的紫杉醇,应将红豆杉的外植体培育到愈伤组织阶段,原因是__愈伤组织的细胞分裂快,代谢旺盛__。研究人员用少量果胶酶处理红豆杉愈伤组织获取单细胞,由愈伤组织培养阶段转入细胞悬浮培养阶段。悬浮培养基为液体培养基,更有利于细胞的生长,原因是__细胞容易从液体培养基中获取营养,排出代谢产物__。据下图分析,为使紫杉醇总产量最高,图中最适合的2,4D浓度应为__1.0__mg/L。
解析:(1)据图分析,取免疫小鼠的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞进行融合,采用的是动物细胞融合技术,在融合前和筛选杂交瘤细胞的过程中均需要采用动物细胞培养技术来培养相应的细胞。故抗紫杉醇单克隆抗体的获得所涉及的生物技术有动物细胞培养和动物细胞融合。
(2)过程①用化学方法诱导细胞融合时可选用聚乙二醇(PEG),由于融合具有随机性,故能得到3类融合细胞,即瘤瘤融合、BB融合和B瘤融合。
(3)制备单克隆抗体的过程中至少需要两次对细胞进行筛选:第一次是在特定的选择性培养基上,将杂交瘤细胞筛选出来;由于筛选出的杂交瘤细胞有很多种,因此第二次筛选的目的是通过专一抗体检测阳性和克隆化培养,从很多种杂交瘤细胞中将既能大量增殖、又能产生抗紫杉醇的抗体的杂交瘤细胞筛选出来。在体外培养液中培养筛选的杂交瘤细胞,需要将培养液放置在95%空气和5%CO2的培养箱中培养,CO2的作用是维持培养液的pH。
(4)紫杉醇是红豆杉产生的一种代谢产物。由于愈伤组织的细胞分裂快,代谢旺盛,所以,欲利用植物组织培养获得大量的紫杉醇,应将红豆杉的外植体培育到愈伤组织阶段。悬浮培养基为液体培养基,更有利于细胞的生长,原因是细胞容易从液体培养基中获取营养,排出代谢产物。根据题干图分析,2,4D浓度为1.0 mg·L-1,紫杉醇总产量最高。
【选做多选题】
人肌红蛋白(Myo)是早期诊断急性心肌梗塞的生化标志物之一。为制备抗Myo的单克隆抗体,科研人员通过细胞工程技术获得杂交瘤细胞。下列相关叙述错误的是( ABC )
A.在培养骨髓瘤细胞时,为防止接触抑制现象,需进行传代培养
B.用选择培养基进行筛选时,只有能产生抗Myo的单克隆抗体的细胞能生长
C.给小鼠注射特定抗原以获取特定抗体
D.若利用制得的单克隆抗体进行检测,结果为阳性,说明该患者可能患有急性心肌梗塞
解析:骨髓瘤细胞能够进行无限增殖,不会出现接触抑制,A错误;经历第一次筛选,能获得产生多种抗体的多种B淋巴细胞,不会只获得产生单一抗体的B淋巴细胞,B错误;单克隆抗体的制备需对小鼠注射特定抗原以获取所需的B淋巴细胞,C错误;若利用制得的单克隆抗体进行检测,由于该抗体能特异性与人肌红蛋白(Myo)结合,因此若结果为阳性,则说明该患者可能患有急性心肌梗塞,D正确。故选ABC。
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