2.2 动物细胞工程-【帮课堂】2024-2025学年高二生物同步学与练（人教版2019选择性必修3）

第2章 细胞工程 第2节 动物细胞工程 学习目标 1.阐明动物细胞培养的条件和过程。 2.阐明利用动物细胞融合技术制备单克隆抗体的过程，认同单克隆抗体在临床上有重要的应用价值。 3.阐述干细胞在生物医学工程中有广泛的应用价值。 4.阐明利用动物体细胞核移植技术克隆动物的过程和该技术的应用前景。 学习重点：动物细胞培养的条件和过程，单克隆抗体的制备和应用。 学习难点：单克隆抗体的制备过程，用动物体细胞核移植技术克隆动物的过程。 ～ 1.动物细胞培养：动物细胞培养是指从动物体中取出相关的组织，将它分散成 细胞，然后在适宜的培养条件下，让这些细胞 的技术。 （1）动物细胞培养的条件 ①培养液中应含有细胞所需要的各种营养物质。在使用合成培养基时，通常需要加入 等一些天然成分 ②需要对培养液和所有培养用具进行 处理以及在 环境下进行操作。培养液需要定期更换、以便 ，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害。 ③培养液需要适宜的 ，维持细胞生存必须有适宜的温度（36.5±0.5℃），适宜pH（7.2～7.4）和渗透压。 ④动物细胞培养，O2是细胞代谢所必需的，CO2的主要作用是维持 。细胞培养时，要将它们置于含有 的混合气体的CO2培养箱中进行培养。 （2）动物细胞的培养包括原代培养和传代培养。原代培养指动物组织的 培养，传代培养指将动物组织初次培养或分瓶培养后的细胞的 培养称为传代培养 （3）下图是动物细胞培养的过程示意图 图中①指 ，②指 ，③指 ，④指 。 （4）干细胞指在一定条件下，可以 成其他类型的细胞的细胞 （5）干细胞的种类及应用（完成下面的表格） 胚胎干细胞（ES细胞） 成体干细胞 诱导多能干细胞（iPS细胞） 来源 特点 应用 2.动物细胞融合技术与单克隆抗体 （1）动物细胞融合技术就是使两个或多个动物细胞结合形成 的技术。融合后形成的杂交细胞具有原来两个或多个细胞的 。 （2）诱导融合常用的方法包括：物理法（如 法）、化学法（如 法）和生物法（如 法）。 （3）单克隆抗体：由克隆的单一 细胞形成的细胞群，所分泌的单一种类的抗体。 （4）单克隆抗体的制备 图中①表示 细胞，②表示 细胞，③表示 细胞，④表示 细胞。 （5）单克隆抗体的应用：治疗疾病，诊断疾病（在多种疾病诊断和 鉴定中发挥重要作用） ①单克隆抗体诊断试剂盒的优点包括： 强、 高、可以大量制备 ②抗体-药物偶联物（ADC)：组成包括 三部分；特点是既可以特异性识别肿瘤抗原，又可以杀伤肿瘤细胞。具有 清除、效率高、毒副作用小等优点。 3.动物体细胞核移植技术和克隆动物：将动物一个细胞的 移入去核的 中，使这个重新组合的细胞发育成胚胎，进而发育成动物个体的技术。 ①原理：动物体 具有全能性 ②类型： 细胞核移植：胚胎细胞分化程度低，表现全能性较容易； 细胞核移植：体细胞分化程度高，表现全能性十分困难。 ③选择卵母细胞为受体细胞的原因是：卵母细胞内含有 的营养物质和调节物质，且卵母细胞 、易于操作。 1.动物细胞工程常用的技术有动物细胞培养、动物细胞核移植、动物细胞融合等。其中动物细胞培养是动物细胞工程的基础。思考讨论下面的问题： 2.进行动物传代培养时用胰蛋白酶分散细胞，可以用胃蛋白酶替代胰蛋白酶吗？说明原因。 3.若将病人的皮肤成纤维细胞诱导成iPS细胞，再使它转化为需要的细胞，用这些细胞给病人治病，不会产生免疫排斥反应，尝试解释其中的原因。 4.利用iPS细胞治疗镰状细胞贫血的过程是首先制备患者的iPS细胞，再将其诱导形成造血干细胞，最终输给患者使其产生健康的血细胞。判断该过程是否能治疗镰状细胞贫血？并阐述理由。 5.制备单克隆抗体时，需要用特定的抗原对小鼠进行免疫，要诱导细胞融合形成杂交细胞和对融合细胞进行筛选。回答下面的问题： （1）用特定抗原对小鼠进行免疫的原因： （2）制备过程中有哪些类型的杂交细胞： （3）两次筛选的目的： 1．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 2．我国科研人员在航天器微重力环境下对多能干细胞的分化进行了研究，发现与正常重力相比，多能干细胞在微重力环境下加速分化为功能健全的心肌细胞。下列叙述错误的是（    ） A．微重力环境下多能干细胞和心肌细胞具有相同的细胞周期 B．微重力环境下进行人体细胞的体外培养需定期更换培养液 C．多能干细胞在分化过程中蛋白质种类和数量发生了改变 D．该研究有助于了解微重力对细胞生命活动的影响 3．二甲基亚砜（DMSO）易与水分子结合，常用作细胞冻存的渗透性保护剂。干细胞冻存复苏后指标检测结果见下表。下列叙述错误的是（    ） 冻存剂 指标                                   合成培养基+DMSO 合成培养基+DMSO+血清 G1期细胞数百分比（%） 65.78 79.85 活细胞数百分比（%） 15.29 41.33 注：细胞分裂间期分为G1期、S期（DNA复制期）和G2期 A．冻存复苏后的干细胞可以用于治疗人类某些疾病 B．G1期细胞数百分比上升，导致更多干细胞直接进入分裂期 C．血清中的天然成分影响G1期，增加干细胞复苏后的活细胞数百分比 D．DMSO的作用是使干细胞中自由水转化为结合水 4．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 5．某兴趣小组开展小鼠原代神经元培养的研究，结果发现其培养的原代神经元生长缓慢，其原因不可能的是（　　） A．实验材料取自小鼠胚胎的脑组织 B．为了防止污染将培养瓶瓶口密封 C．血清经过高温处理后加入培养基 D．所使用的培养基呈弱酸 探究一 比较动物细胞培养和植物组织培养 1.比较动物细胞培养和植物组织培养 动物细胞培养 植物组织培养 理论基础 培养前处理 取材 培养基类型 培养基成分 培养结果 应用 相同点 探究二 核移植及克隆动物 2.若通过核移植等技术获得的克隆动物与供体动物性状不完全相同，从遗传物质的角度分析其原因是_______________________________________________。 3.科学家利用CRISPR/Cas9基因编辑系统，成功改造了猕猴基因组中与某病症(Z症)相关的SHANK3基因，获得了Z症猕猴。由此技术获得的Z症猕猴，可通过体细胞核移植技术得到克隆Z症猕猴，请写出基本程序(用流程图表示)。 4.2018年，中国科学家成功培育全球首个体细胞克隆猴“中中”和“华华”。克隆猴的成功为阿尔茨海默症、自闭症等脑疾病以及免疫缺陷、肿瘤等疾病机理研究、干预、诊治带来前所未有的光明前景。与以往用普通猴子做实验相比，克隆猴作为实验动物模型的两大优势在哪里？ · 基础过关练 1.如图所示为动物细胞培养的基本过程，下列关于甲、乙、丙、丁四个操作过程的叙述，正确的是(　　) A.甲过程可选取动物个体的任何组织细胞 B.乙过程可用纤维素酶和果胶酶处理细胞 C.丙过程所用培养液中需添加动物血清 D.丁过程中的细胞因接触抑制而大量死亡 2.Vero细胞系来源于非洲绿猴肾上皮细胞，具有无限分裂和贴壁生长的特性。将新冠病毒接种到Vero细胞后，经Vero细胞培养、新冠病毒灭活及提纯，可制成新冠病毒灭活疫苗。下列叙述错误的是(　　) A.Vero细胞可作为新冠病毒大量繁殖的“培养基” B.向Vero细胞培养液中加入适量干扰素可防止杂菌污染 C.分瓶前需要用胰蛋白酶处理贴壁生长的Vero细胞 D.每传代1次，培养瓶中的Vero细胞分裂不止1次 3.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 4.研究人员采用体细胞克隆技术培育克隆羊，其操作流程如图所示。下列叙述正确的是(　　) A.X不能直接发育为个体的原因是细胞中的遗传物质不能表达 B.重组细胞要进行分裂和发育需经振荡或用灭活的病毒、PEG等激活 C.早期胚胎在丙体内能正常孕育是因为胚胎可与母体建立正常的生理和组织联系 D.经培育得到的丁羊，其细胞内的遗传物质与甲完全相同 5.“中中”和“华华”是两只在我国出生的克隆猕猴，它们也是国际上首例利用体细胞克隆技术获得的非人灵长类动物。如图表示培育“中中”和“华华”的流程。下列相关叙述正确的是(　　) A.图示过程中利用的技术有核移植和干细胞移植技术等 B.这两只克隆猕猴是由同一受精卵发育而成的双胞胎 C.融合细胞的培养过程需要无菌、无毒的环境和营养等条件 D.利用A猴的胚胎干细胞核移植获得克隆猕猴的难度更大些 6.一个抗原往往有多个不同的抗原决定簇，一个抗原决定簇只能刺激机体产生一种抗体，由同一抗原刺激产生的不同抗体统称为多抗。将非洲猪瘟病毒衣壳蛋白p72注入小鼠体内，可利用该小鼠的免疫细胞制备抗p72的单抗，也可以从该小鼠的血清中直接分离出多抗。下列说法正确的是(　　) A.注入小鼠体内的抗原纯度对单抗纯度的影响比对多抗纯度的影响大 B.单抗制备过程中通常将分离出的浆细胞与骨髓瘤细胞融合 C.利用该小鼠只能制备出一种抗p72的单抗 D.p72部分结构改变后会出现原单抗失效而多抗仍有效的情况 7.下图是利用体细胞核移植技术克隆优质奶牛的简易流程图，有关叙述正确的是(　　) A.后代丁的遗传性状由甲和丙的遗传物质共同决定 B.过程①需要提供95%空气和5% CO2的混合气体 C.过程②常使用显微操作去核法对受精卵进行处理 D.过程③将激活后的重组细胞培养至原肠胚后移植 8.下列关于哺乳动物胚胎工程和细胞工程的叙述，错误的是(　　) A.细胞培养和早期胚胎培养的培养液中通常需要添加血清等物质 B.早期胚胎需移植到经同期发情处理的同种雌性动物体内发育成个体 C.猴的核移植细胞通过胚胎工程已成功地培育出了克隆猴 D.将骨髓瘤细胞和B淋巴细胞混合，经诱导后融合的细胞即为杂交瘤细胞 9．下图为动物成纤维细胞的培养过程示意图。下列叙述正确的是（　　） A．步骤①的操作不需要在无菌环境中进行 B．步骤②中用盐酸溶解细胞间物质使细胞分离 C．步骤③到④的分瓶操作前常用胰蛋白酶处理 D．步骤④培养过程中不会发生细胞转化 10．通过特定方法，科学家将小鼠和人已分化的体细胞成功地转变成了类胚胎干细胞。有关分化的体细胞和类胚胎干细胞的描述，正确的是（   ） A．类胚胎干细胞能够分化成多种细胞 B．分化的体细胞丢失了某些基因 C．二者功能有差异，但形态没有差异 D．二者基因组相同，且表达的基因相同 · 能力提升练 11.动物细胞培养的基本过程如图所示，下列叙述正确的是(　　) 皮肤组织皮肤细胞细胞培养1细胞培养2 A.应选择幼龄动物的皮肤组织进行动物细胞培养 B.甲过程需要用纤维素酶和果胶酶处理 C.丙过程是传代培养，所有细胞贴壁生长 D.乙过程是原代培养，一般不会出现接触抑制现象 12.美国和日本的两个研究小组分别宣布，其研究人员成功地将人体皮肤细胞改造成了几乎可以和胚胎干细胞相媲美的诱导多能干细胞——iPS细胞，人类“iPS细胞”可以形成神经元等人体多种组织细胞。以下有关“iPS细胞”的说法正确的是(　　) A.“iPS细胞”分化为人体多种组织细胞的过程体现了细胞的全能性 B.“iPS细胞”既可分化形成神经元，也可用于分化形成心肌细胞，说明“iPS细胞”在分裂时很容易发生突变 C.“iPS细胞”有细胞周期，它分化形成的神经细胞没有细胞周期 D.“iPS细胞”只能分化成人体多种组织细胞，是因为它不具有人体细胞的全部遗传物质 13.抗体—药物偶联物(ADC)通过将细胞毒素与单克隆抗体结合，实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤，过程如图所示。下列表述正确的是(　　) A.ADC可通过主动运输进入肿瘤细胞 B.抗体进入细胞后激活溶酶体酶，导致细胞凋亡 C.单克隆抗体携带细胞毒素与肿瘤细胞特异性结合 D.肿瘤细胞凋亡是细胞主动死亡的过程，所以不会产生新的蛋白质 14.细胞合成DNA通常有2条途径：第1条途径是利用糖和氨基酸合成核苷酸，进而合成DNA；第2条途径是通过HGPRT利用核苷酸的前体合成核苷酸，进而合成DNA，HAT培养基是基本培养基添加了次黄嘌呤(H)、甲氨蝶呤(A)和胸腺嘧啶核苷(T)，A可以阻断DNA合成的第1条途径，H和T则是第2条途径中合成核苷酸的原料。HAT培养基可以用于单克隆抗体制备杂交瘤细胞的选择，小鼠骨髓瘤细胞是一类HGPRT代谢缺陷型细胞。下列说法正确的是(　　) A.小鼠免疫B细胞和骨髓瘤细胞融合后，培养基上会有3种类型的细胞 B.HAT培养基中未融合的骨髓瘤细胞在A的阻遏下因不能合成DNA而死亡 C.HAT培养基中未融合的免疫B细胞仍具有增殖能力而持续进行细胞分裂 D.HAT培养基中选择出的杂交瘤细胞都能无限增殖和产生所需抗体 15.黄曲霉毒素在保存不当的霉变粮油食品中含量较高，具有很强的致癌性。研究表明黄曲霉毒素能引起细胞中粗面内质网上的核糖体不断脱落。科研人员用黄曲霉毒素偶联抗原制备出单克隆抗体以检测食品中黄曲霉毒素的含量。下列叙述错误的是(　　) A.当人误食黄曲霉毒素后，肠腺细胞可能发生消化酶的合成分泌减少 B.可用电融合法、PEG法或灭活的病毒诱导B淋巴细胞和骨髓瘤细胞的融合 C.细胞融合体现了细胞膜的流动性，杂交瘤细胞体外增殖体现了细胞的全能性 D.单克隆抗体用于检测食品中黄曲霉毒素的原理是抗原－抗体杂交 16.HER—2(一种跨膜糖蛋白)高表达通常只出现于胎儿期，正常人体组织中其表达量极低，在乳腺细胞中高表达可加速细胞分裂，使其增殖、分化过程失衡，最终转变为乳腺癌。抗体—药物偶联物T—DMI由曲妥珠单抗和药物DMI连接而成，对HER—2有很强的靶向性。下列相关分析错误的是(　　) A.胎儿期HER—2高表达可能与胚胎发育有关，成人HER—2含量高可为乳腺癌诊断提供参考 B.因为获取的B淋巴细胞可能有多种，所以曲妥珠单抗的制备过程需进行专一抗体阳性检测 C.DMI与HER—2特异性结合是T—DMI对癌细胞进行选择性杀伤的关键 D.利用同位素标记的曲妥珠单抗在乳腺组织中成像的技术可定位诊断肿瘤的位置 17.体细胞克隆猴培育过程中，组蛋白甲基化不利于胚胎的发育率和妊娠率。为提高胚胎发育率，科研人员将Kdm4d的mRNA注入了重构胚。具体培育流程如图所示，下列有关叙述正确的是(　　) A.从母猴卵巢中采集的卵母细胞可以直接作为核移植的受体 B.使用免疫抑制剂处理代孕母猴才能保证移入的胚胎能在子宫中发育 C.胚胎分割需均等分割桑葚胚的内细胞团，以免影响胚胎发育 D.Kdm4d的mRNA翻译产生的蛋白质可能会催化组蛋白的去甲基化 18.我省研究人员利用体细胞核移植技术成功培育出苏淮猪“龙凤胎”，主要步骤如下。相关叙述错误的是(　　) 步骤①：分离培养一对苏淮猪的耳组织体细胞，低温保存 步骤②：从其他品种母猪卵巢中获取卵母细胞并培养 步骤③：细胞核移植获得重构胚胎 步骤④：将不同性别的多个胚胎移植到代孕母猪体内 步骤⑤：孕育出苏淮小猪“龙凤胎” A.步骤①分离获取苏淮猪耳组织体细胞时需要使用胰蛋白酶、动物细胞培养液等 B.步骤②培养卵母细胞时，应一直培养到卵母细胞外出现1个极体 C.步骤③可将步骤①获得的体细胞直接显微注射到培养成熟的卵母细胞中 D.步骤④移植胚胎的性别可依据步骤①提供体细胞个体的性别确定 19. 精准爆破肿瘤细胞的“生物导弹”—抗体—药物偶联物（ADC）能对肿瘤细胞进行选择性杀伤，该物质由抗体、药物（如细胞毒素）和接头三部分组成，其作用机制如下图所示。下列叙述错误的是（ ） A. ADC通过主动运输进入肿瘤细胞，需要消耗细胞代谢产生的ATP B. ADC中抗体的制备过程运用了动物细胞培养和动物细胞融合等技术手段 C. ADC中的抗体能特异性识别肿瘤细胞表面的抗原并与之结合 D. ADC中药物的作用是通过诱发肿瘤细胞凋亡，从而杀伤肿瘤细胞 20. 人绒毛膜促性腺激素（HCG）是女性怀孕后胎盘滋养层细胞分泌的一种糖蛋白，用抗HCG单克隆抗体制成的“早早孕诊断试剂盒”最早可以在妊娠第8天进行检测，避免孕妇在不知道妊娠的情况下服用对胎儿产生不利影响的药物，如图是抗 HCG 单克隆抗体制备流程示意图。下列叙述错误的是（　　） A. 给小鼠注射HCG，并从小鼠的脾脏中获取产生所需抗体且能大量增殖的B淋巴细胞 B. 过程③采用抗原—抗体杂交法得到能产生特定抗体的杂交瘤细胞 C. 过程②筛选得到的杂交瘤细胞不一定能产生抗体 D. 抗HCG 单克隆抗体制备过程涉及的细胞工程技术有动物细胞培养、动物细胞融合 · 思维拓展练 21.2022年春天，新冠病毒的变异株传播性更强，给人们的日常生产、生活带来很大的影响，因此研发更有效的新冠疫苗受到广泛关注。请回答下列问题： (1)新冠病毒感染人体后，其S蛋白识别人体细胞膜蛋白ACE2并与之结合，使病毒侵入细胞，同时会引起人体发生相应的免疫反应。所以在用小鼠作为实验材料制备杂交瘤细胞时，可以给小鼠注射____________或____________作为抗原，一段时间后从小鼠的脾脏中获取B淋巴细胞，将其与小鼠的________细胞融合。 (2)进行细胞融合操作后，用特定的选择培养基进行筛选，在该培养基上不能存活的细胞是_____________________________________________________________， 能够存活下来的细胞的特点是____________________________________ ______________________________________________________________。 筛选出的细胞再进行________培养和抗体检测，经过多次筛选就可得到所需的细胞群。选取检测抗体阳性的杂交瘤细胞进行体外培养时需要的气体环境是_________________________________________________________________。 (3)有人也用类似的技术研究植物，想利用植物体细胞杂交技术培育“番茄—马铃薯”，结果并没有预想中的“地上结番茄，地下长马铃薯”，可能的原因是 ___________________________________________________________________ __________________________________________________________________； 培育该杂种植物的过程中，遗传物质的传递________(填“遵循”或“不遵循”)孟德尔遗传规律。 22.2017年11月27日，世界上首例体细胞克隆猴“中中”诞生；12月5日，第二例克隆猴“华华”诞生。我国科学家攻克了与人类相近的灵长类动物猕猴的体细胞克隆的难题。获得克隆猴的流程如图所示，据图回答问题： (1)“中中”“华华”的性状与________(填“核供体”“卵母细胞供体”或“代孕”)动物的性状基本无关。 (2)图示过程运用了__________________(填“胚胎细胞核移植”或“体细胞核移植”)技术，该技术难度____________，原因是___________________________ __________________________________________________________________。 (3)欲获得单个雌猕猴体细胞，可用__________________酶处理动物组织。过程①表示去除卵母细胞的细胞核，该过程一般要将卵母细胞培养至________期再进行。 (4)与克隆羊多莉培养成功一样，“中中”和“华华 ”克隆猕猴的成功证明了____________________________________________________________________________________________________________________________________。 23．某些植物根际促生菌具有生物固氮、分解淀粉和抑制病原菌等作用。回答下列问题： (1)若从植物根际土壤中筛选分解淀粉的固氮细菌，培养基的主要营养物质包括水和 。 (2)现从植物根际土壤中筛选出一株解淀粉芽孢杆菌H，其产生的抗菌肽抑菌效果见表。据表推测该抗菌肽对 的抑制效果较好，若要确定其有抑菌效果的最低浓度，需在 μg·mL-1浓度区间进一步实验。 测试菌 抗菌肽浓度/（µg•mL-1） 55.20 27.60 13.80 6.90 3.45 1.73 0.86 金黄色葡萄球菌 - - - - - + + 枯草芽孢杆菌 - - - - - + + 禾谷镰孢菌 - + + + + + + 假丝酵母 - + + + + + + 注：“+”表示长菌，“-”表示未长菌。 (3)研究人员利用解淀粉芽孢杆菌H的淀粉酶编码基因M构建高效表达质粒载体，转入大肠杆菌成功构建基因工程菌A。在利用A菌株发酵生产淀粉酶M过程中，传代多次后，生产条件未变，但某子代菌株不再产生淀粉酶M。分析可能的原因是 （答出两点即可）。 (4)研究人员通过肺上皮干细胞诱导生成肺类器官，可自组装或与成熟细胞组装成肺类装配体，如图所示。肺类装配体培养需要满足适宜的营养、温度、渗透压、pH以及 （答出两点）等基本条件。肺类装配体形成过程中是否运用了动物细胞融合技术 （填“是”或“否”）。    (5)耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）是一种耐药菌，严重危害人类健康。科研人员拟用MRSA感染肺类装配体建立感染模型，来探究解淀粉芽孢杆菌H抗菌肽是否对MRSA引起的肺炎有治疗潜力。以下实验材料中必备的是 。 ①金黄色葡萄球菌感染的肺类装配体   ②MRSA感染的肺类装配体   ③解淀粉芽孢杆菌H抗菌肽   ④生理盐水   ⑤青霉素（抗金黄色葡萄球菌的药物）   ⑥万古霉素（抗MRSA的药物） 24．新型冠状病毒可通过表面的棘突蛋白（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。图1为病毒侵入后，人体内发生的部分免疫反应示意图。单克隆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的研究热点之一。图2为筛选、制备抗S蛋白单克隆抗体的示意图。请据图回答下列问题： （1）图1中人体内抗原递呈细胞吞噬病毒，并将病毒的抗原暴露在细胞表面，被 细胞表面的受体识别后激活该细胞。 （2）B细胞识别入侵的病毒后，在淋巴因子作用下，经过细胞的 ，形成 细胞。 （3）为判断疑似患者是否为新型冠状病毒感染者，采集鼻咽拭子主要用于病原学检查，检测病毒的 ；采集血液样本主要用于血清学检查，检测 。 （4）据图2所示，研制抗S蛋白单克隆抗体，需先注射 免疫小鼠以激活小鼠的免疫细胞，再提取激活的B细胞与骨髓瘤细胞融合，用HAT培养基筛选获得 细胞。因为同一种抗原可能激活 细胞，还需继续筛选才能获得分泌单克隆抗体的细胞株。 25．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 。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司1 / 16 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第2章 细胞工程 第2节 动物细胞工程 学习目标 1.阐明动物细胞培养的条件和过程。 2.阐明利用动物细胞融合技术制备单克隆抗体的过程，认同单克隆抗体在临床上有重要的应用价值。 3.阐述干细胞在生物医学工程中有广泛的应用价值。 4.阐明利用动物体细胞核移植技术克隆动物的过程和该技术的应用前景。 学习重点：动物细胞培养的条件和过程，单克隆抗体的制备和应用。 学习难点：单克隆抗体的制备过程，用动物体细胞核移植技术克隆动物的过程。 ～ 1.动物细胞培养：动物细胞培养是指从动物体中取出相关的组织，将它分散成 细胞，然后在适宜的培养条件下，让这些细胞 的技术。 （1）动物细胞培养的条件 ①培养液中应含有细胞所需要的各种营养物质。在使用合成培养基时，通常需要加入 等一些天然成分 ②需要对培养液和所有培养用具进行 处理以及在 环境下进行操作。培养液需要定期更换、以便 ，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害。 ③培养液需要适宜的 ，维持细胞生存必须有适宜的温度（36.5±0.5℃），适宜pH（7.2～7.4）和渗透压。 ④动物细胞培养，O2是细胞代谢所必需的，CO2的主要作用是维持 。细胞培养时，要将它们置于含有 的混合气体的CO2培养箱中进行培养。 （2）动物细胞的培养包括原代培养和传代培养。原代培养指动物组织的 培养，传代培养指将动物组织初次培养或分瓶培养后的细胞的 培养称为传代培养 （3）下图是动物细胞培养的过程示意图 图中①指 ，②指 ，③指 ，④指 。 （4）干细胞指在一定条件下，可以 成其他类型的细胞的细胞 （5）干细胞的种类及应用（完成下面的表格） 胚胎干细胞（ES细胞） 成体干细胞 诱导多能干细胞（iPS细胞） 来源 特点 应用 2.动物细胞融合技术与单克隆抗体 （1）动物细胞融合技术就是使两个或多个动物细胞结合形成 的技术。融合后形成的杂交细胞具有原来两个或多个细胞的 。 （2）诱导融合常用的方法包括：物理法（如 法）、化学法（如 法）和生物法（如 法）。 （3）单克隆抗体：由克隆的单一 细胞形成的细胞群，所分泌的单一种类的抗体。 （4）单克隆抗体的制备 图中①表示 细胞，②表示 细胞，③表示 细胞，④表示 细胞。 （5）单克隆抗体的应用：治疗疾病，诊断疾病（在多种疾病诊断和 鉴定中发挥重要作用） ①单克隆抗体诊断试剂盒的优点包括： 强、 高、可以大量制备 ②抗体-药物偶联物（ADC)：组成包括 三部分；特点是既可以特异性识别肿瘤抗原，又可以杀伤肿瘤细胞。具有 清除、效率高、毒副作用小等优点。 3.动物体细胞核移植技术和克隆动物：将动物一个细胞的 移入去核的 中，使这个重新组合的细胞发育成胚胎，进而发育成动物个体的技术。 ①原理：动物体 具有全能性 ②类型： 细胞核移植：胚胎细胞分化程度低，表现全能性较容易； 细胞核移植：体细胞分化程度高，表现全能性十分困难。 ③选择卵母细胞为受体细胞的原因是：卵母细胞内含有 的营养物质和调节物质，且卵母细胞 、易于操作。 【答案】1.单个 生长和增殖 （1）①血清 ②无菌 无菌 清除代谢物 ③温度、pH和渗透压 ④培养液的pH 95%空气和5%CO2 （2）初次 分瓶 （3）胰蛋白酶处理 细胞悬液 原代培养 传代培养 （4）分化 （5） 胚胎干细胞（ES细胞） 成体干细胞 诱导多能干细胞（iPS细胞） 来源 早期胚胎 骨髓、脐带血和外周血 体细胞（如成纤维细胞） 特点 具有分化为成年动物体内任何一种类型的细胞，并进一步形成机体所有组织和器官甚至个体的潜能 分化成特定的细胞或组织 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、神经细胞和造血干细胞等 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 治疗阿尔茨海默病、心血管疾病等。 2.（1）一个细胞 遗传信息 （2）电融合 PEG融合 灭活病毒诱导 （3）B淋巴 （4）多种B淋巴 骨髓瘤 杂交瘤 产生单一抗体的杂交瘤 （5）病原体 ①特异性 灵敏度 ②抗体、接头、药物 靶点 3.细胞核 卵母细胞 ①细胞核 ②胚胎 体 ③促使体细胞核表现出全能性 体积大 1.动物细胞工程常用的技术有动物细胞培养、动物细胞核移植、动物细胞融合等。其中动物细胞培养是动物细胞工程的基础。思考讨论下面的问题： （1）进行动物细胞培养时一般使用什么培养基? (2)区分原代培养和传代培养的关键是什么？ (3)解释细胞贴壁和接触抑制： （1）液体培养基 （2）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，使细胞从瓶壁上脱离下来，分瓶后的细胞培养为传代培养。 （3）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.进行动物传代培养时用胰蛋白酶分散细胞，可以用胃蛋白酶替代胰蛋白酶吗？说明原因。 不可以，胃蛋白酶作用的适宜pH约为1.5，当pH大于6时，胃蛋白酶就会失活。胰蛋白酶作用的适宜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失活，而胰蛋白酶在此环境中活性较高，因此胰蛋白酶适宜用于传代培养时分散细胞。 3.若将病人的皮肤成纤维细胞诱导成iPS细胞，再使它转化为需要的细胞，用这些细胞给病人治病，不会产生免疫排斥反应，尝试解释其中的原因。 iPS细胞来源于病人自身的体细胞。 4.利用iPS细胞治疗镰状细胞贫血的过程是首先制备患者的iPS细胞，再将其诱导形成造血干细胞，最终输给患者使其产生健康的血细胞。判断该过程是否能治疗镰状细胞贫血？并阐述理由。 不能。因为患者体细胞的相应基因是突变的，制成iPS细胞仍然是突变的，分化成的细胞也是突变的，因此无法通过该方法治疗。 5.制备单克隆抗体时，需要用特定的抗原对小鼠进行免疫，要诱导细胞融合形成杂交细胞和对融合细胞进行筛选。回答下面的问题： （1）用特定抗原对小鼠进行免疫的原因： （2）制备过程中有哪些类型的杂交细胞： （3）两次筛选的目的： （1）B淋巴细胞要经过免疫过程，即接触抗原，增殖分化为有特异性免疫功能的B淋巴细胞，才能产生相应的抗体，所以，与骨髓瘤细胞融合的B淋巴细胞实际上是经过特定抗原免疫的B淋巴细胞。 （2）在诱导因素的作用下进行细胞的诱导融合，形成的杂交细胞有多种，若仅考虑两两融合的情况，形成的杂交细胞有三种，AA型、BB型、AB型。只有AB型才是我们所需要的杂交细胞，所以需要用选择培养基进行筛选。 （3）第一次是在诱导融合之后，利用特定的选择培养基筛选出杂交瘤细胞。第二次是对上述杂交瘤细胞进行筛选，利用96孔板培养，采用专一抗体检测的方法筛选出能产生所需特定抗体的杂交瘤细胞。 1．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】A 营养供应充足时，传代培养的胚胎干细胞也会发生接触抑制，A错误；XO胚胎干细胞中丢失了Y染色体，因而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发生了细胞分化，即细胞的功能发生了特化，因而发生了细胞分化，C正确；若某濒危哺乳动物仅存雄性个体，可用该法，即获得有功能的卵母细胞，进而用于繁育，实现濒危物种的保护，D正确。 2．我国科研人员在航天器微重力环境下对多能干细胞的分化进行了研究，发现与正常重力相比，多能干细胞在微重力环境下加速分化为功能健全的心肌细胞。下列叙述错误的是（    ） A．微重力环境下多能干细胞和心肌细胞具有相同的细胞周期 B．微重力环境下进行人体细胞的体外培养需定期更换培养液 C．多能干细胞在分化过程中蛋白质种类和数量发生了改变 D．该研究有助于了解微重力对细胞生命活动的影响 【解析】A 连续分裂的细胞才有细胞周期，心肌细胞已经高度分化，不能再分裂，没有细胞周期，A错误；进行细胞的体外培养需定期更换培养液，避免代谢废物对细胞的毒害作用，B正确；分化过程的本质是基因的选择性表达，故多能干细胞在分化过程中蛋白质种类和数量发生了改变，C正确；由题意可知，多能干细胞在微重力环境下能加速分化，所以该研究有助于了解微重力对细胞生命活动的影响，D正确。 3．二甲基亚砜（DMSO）易与水分子结合，常用作细胞冻存的渗透性保护剂。干细胞冻存复苏后指标检测结果见下表。下列叙述错误的是（    ） 冻存剂 指标                                   合成培养基+DMSO 合成培养基+DMSO+血清 G1期细胞数百分比（%） 65.78 79.85 活细胞数百分比（%） 15.29 41.33 注：细胞分裂间期分为G1期、S期（DNA复制期）和G2期 A．冻存复苏后的干细胞可以用于治疗人类某些疾病 B．G1期细胞数百分比上升，导致更多干细胞直接进入分裂期 C．血清中的天然成分影响G1期，增加干细胞复苏后的活细胞数百分比 D．DMSO的作用是使干细胞中自由水转化为结合水 【解析】B 冻存复苏后的干细胞可以经诱导分裂分化形成多种组织器官，用于治疗人类某些疾病，A正确；G1期细胞数百分比上升，说明细胞进入分裂间期，但不会导致干细胞直接进入分裂期，还需经过S和G2期，B错误；分析表格可知，血清中的天然成分影响G1期（该期细胞数百分比增大），能增加干细胞复苏后的活细胞数百分比，C正确；二甲基亚砜（DMSO）易与水分子结合，可以使干细胞中自由水转化为结合水，D正确。 4．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 【解析】B 培养心肌细胞的器具要先进行高压蒸汽灭菌，但是试剂并不都需要灭菌，如动物血清不能进行高压蒸汽灭菌，否则会使其中的成分失活，A错误；培养心肌细胞的时候既需要氧气（有助于进行有氧呼吸）也需要二氧化碳（有助于维持培养液的pH），B正确；在体外培养条件下，细胞会因接触抑制、细胞密度过大、代谢废物积累、营养物质消耗而停止分裂，C错误；心肌细胞节律性收缩，受植物性神经的支配，是不随意的，在神经细胞释放的神经递质的支配下跳动，D错误。 5．某兴趣小组开展小鼠原代神经元培养的研究，结果发现其培养的原代神经元生长缓慢，其原因不可能的是（　　） A．实验材料取自小鼠胚胎的脑组织 B．为了防止污染将培养瓶瓶口密封 C．血清经过高温处理后加入培养基 D．所使用的培养基呈弱酸性 【解析】A 小鼠胚胎脑组织中含有丰富的原代神经元，细胞增殖能力强，不会造成生长缓慢，A符合题意；培养瓶瓶口密封会使培养液中缺氧，影响细胞有氧呼吸，造成供能不足，可能使细胞生长缓慢，B不符合题意；血清经过高温处理后，其中活性成分变性，失去原有功能，细胞生存环境严重恶化，可能使细胞生长缓慢，C不符合题意；小鼠内环境为弱碱性，所使用的培养基呈弱酸性，使细胞生存环境恶劣，可能造成细胞生长缓慢，D不符合题意。 探究一 比较动物细胞培养和植物组织培养 1.比较动物细胞培养和植物组织培养 动物细胞培养 植物组织培养 理论基础 培养前处理 取材 培养基类型 培养基成分 培养结果 应用 相同点 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 胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理，使细胞分散成单个细胞 无菌、离体 取材 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 培养基类型 液体培养基 固体培养基 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 培养结果 产生大量细胞，不形成个体 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需要无菌操作，②需要适宜的温度、pH等，③都进行有丝分裂、不涉及减数分裂 探究二 核移植及克隆动物 2.若通过核移植等技术获得的克隆动物与供体动物性状不完全相同，从遗传物质的角度分析其原因是_______________________________________________。 卵母细胞的细胞质中的遗传物质会对克隆动物的性状产生影响 3.科学家利用CRISPR/Cas9基因编辑系统，成功改造了猕猴基因组中与某病症(Z症)相关的SHANK3基因，获得了Z症猕猴。由此技术获得的Z症猕猴，可通过体细胞核移植技术得到克隆Z症猕猴，请写出基本程序(用流程图表示)。 4.2018年，中国科学家成功培育全球首个体细胞克隆猴“中中”和“华华”。克隆猴的成功为阿尔茨海默症、自闭症等脑疾病以及免疫缺陷、肿瘤等疾病机理研究、干预、诊治带来前所未有的光明前景。与以往用普通猴子做实验相比，克隆猴作为实验动物模型的两大优势在哪里？ 一是体细胞克隆猴遗传背景相同，避免个体间差异对实验的干扰，大大减少实验动物的使用数量；二是体细胞克隆猴制备时间缩短，基因编辑等可在体外培养的细胞进行。 · 基础过关练 1.如图所示为动物细胞培养的基本过程，下列关于甲、乙、丙、丁四个操作过程的叙述，正确的是(　　) A.甲过程可选取动物个体的任何组织细胞 B.乙过程可用纤维素酶和果胶酶处理细胞 C.丙过程所用培养液中需添加动物血清 D.丁过程中的细胞因接触抑制而大量死亡 【解析】C　甲过程可选取幼龄动物的器官或组织，A错误；乙过程可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理细胞，B错误；由于人们对细胞所需的营养物质尚未完全研究清楚，因此在使用合成培养基时，通常需要加入血清等一些天然成分，C正确；丁过程中的细胞因接触抑制而影响细胞增殖，并不会大量死亡，D错误。 2.Vero细胞系来源于非洲绿猴肾上皮细胞，具有无限分裂和贴壁生长的特性。将新冠病毒接种到Vero细胞后，经Vero细胞培养、新冠病毒灭活及提纯，可制成新冠病毒灭活疫苗。下列叙述错误的是(　　) A.Vero细胞可作为新冠病毒大量繁殖的“培养基” B.向Vero细胞培养液中加入适量干扰素可防止杂菌污染 C.分瓶前需要用胰蛋白酶处理贴壁生长的Vero细胞 D.每传代1次，培养瓶中的Vero细胞分裂不止1次 【解析】　病毒必须寄生在活细胞内，因此Vero细胞可作为新冠病毒大量繁殖的“培养基”，A正确；向Vero细胞培养液中加入适量抗生素可防止杂菌污染，而干扰素是抗病毒的，B错误；胰蛋白酶可使组织细胞分散成单个细胞，因此分瓶前需要用胰蛋白酶处理贴壁生长的Vero细胞，以进行传代培养，C正确；当细胞发生接触抑制时需要进行传代培养，每传代1次，培养瓶中的Vero细胞分裂不止1次，D正确。 3.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】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；由于双抗是在两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的单抗，自体偶联后重新偶联制备成的，因此，筛选双抗时需使用制备单克隆抗体时所使用的2种抗原来进行抗原—抗体检测，从而实现对双抗的筛选，C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，D错误。 4.研究人员采用体细胞克隆技术培育克隆羊，其操作流程如图所示。下列叙述正确的是(　　) A.X不能直接发育为个体的原因是细胞中的遗传物质不能表达 B.重组细胞要进行分裂和发育需经振荡或用灭活的病毒、PEG等激活 C.早期胚胎在丙体内能正常孕育是因为胚胎可与母体建立正常的生理和组织联系 D.经培育得到的丁羊，其细胞内的遗传物质与甲完全相同 【解析】C　X不能直接发育为个体的原因是动物体细胞表现全能性十分困难，A错误；重组细胞要进行分裂和发育需用物理或化学方法(如电刺激、Ca2＋载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等)激活，B错误；经培育得到的丁羊，其细胞核遗传物质来自甲，而细胞质遗传物质大部分来自乙，因此其细胞内的遗传物质与甲不完全相同，D错误。 5.“中中”和“华华”是两只在我国出生的克隆猕猴，它们也是国际上首例利用体细胞克隆技术获得的非人灵长类动物。如图表示培育“中中”和“华华”的流程。下列相关叙述正确的是(　　) A.图示过程中利用的技术有核移植和干细胞移植技术等 B.这两只克隆猕猴是由同一受精卵发育而成的双胞胎 C.融合细胞的培养过程需要无菌、无毒的环境和营养等条件 D.利用A猴的胚胎干细胞核移植获得克隆猕猴的难度更大些 【解析】C　图示过程包括核移植和动物细胞培养等技术，没有干细胞移植技术，A错误；这两只克隆猕猴是通过核移植、胚胎移植产生的，没有用到受精卵，B错误；胚胎干细胞的全能性比体细胞的全能性高，所以利用A猴的胚胎干细胞核移植获得克隆猕猴的难度要小些，D错误。 6.一个抗原往往有多个不同的抗原决定簇，一个抗原决定簇只能刺激机体产生一种抗体，由同一抗原刺激产生的不同抗体统称为多抗。将非洲猪瘟病毒衣壳蛋白p72注入小鼠体内，可利用该小鼠的免疫细胞制备抗p72的单抗，也可以从该小鼠的血清中直接分离出多抗。下列说法正确的是(　　) A.注入小鼠体内的抗原纯度对单抗纯度的影响比对多抗纯度的影响大 B.单抗制备过程中通常将分离出的浆细胞与骨髓瘤细胞融合 C.利用该小鼠只能制备出一种抗p72的单抗 D.p72部分结构改变后会出现原单抗失效而多抗仍有效的情况 【解析】D　抗原的纯度低会刺激机体产生其他种抗体，使得多抗的纯度明显下降，A错误；制备单抗时需要经免疫的相应的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，筛选能产生单一抗体的杂交瘤细胞，B错误；p72有多个不同的抗原决定簇，可以针对不同的决定簇制备多种单抗，C错误。 7.下图是利用体细胞核移植技术克隆优质奶牛的简易流程图，有关叙述正确的是(　　) A.后代丁的遗传性状由甲和丙的遗传物质共同决定 B.过程①需要提供95%空气和5% CO2的混合气体 C.过程②常使用显微操作去核法对受精卵进行处理 D.过程③将激活后的重组细胞培养至原肠胚后移植 【解析】B　图示过程为体细胞克隆过程，取甲牛体细胞，对处于减数第二次分裂中期的卵母细胞去核，然后进行细胞核移植；融合后的重组细胞激活后培养得到早期胚胎，再进行胚胎移植，最终得到克隆牛。后代丁的细胞核中的遗传物质主要来自甲，细胞质中的遗传物质主要来自于乙，则丁的遗传性状由甲和乙的遗传物质共同决定，A错误；动物细胞培养中需要提供95%空气(保证细胞的有氧呼吸)和5% CO2(维持培养液的pH)的混合气体，B正确；过程②常使用显微操作去核法对卵母细胞进行处理，C错误；过程③将激活后的重组细胞培养至囊胚或桑葚胚后移植，D错误。 8.下列关于哺乳动物胚胎工程和细胞工程的叙述，错误的是(　　) A.细胞培养和早期胚胎培养的培养液中通常需要添加血清等物质 B.早期胚胎需移植到经同期发情处理的同种雌性动物体内发育成个体 C.猴的核移植细胞通过胚胎工程已成功地培育出了克隆猴 D.将骨髓瘤细胞和B淋巴细胞混合，经诱导后融合的细胞即为杂交瘤细胞 【解析】D　我国利用核移植技术成功培育出克隆猴“中中”和“华华”，C正确；将骨髓瘤细胞和B淋巴细胞混合，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，D错误。 9．下图为动物成纤维细胞的培养过程示意图。下列叙述正确的是（　　） A．步骤①的操作不需要在无菌环境中进行 B．步骤②中用盐酸溶解细胞间物质使细胞分离 C．步骤③到④的分瓶操作前常用胰蛋白酶处理 D．步骤④培养过程中不会发生细胞转化 【解析】C 动物细胞培养过程需要无菌操作，故步骤①的操作需要在无菌环境中进行，A错误；动物细胞培养过程需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理动物组织，分散成单个细胞，制成细胞悬液，B错误；传代培养时需要用胰蛋白酶处理贴壁生长的细胞，使之分散成单个细胞，再分瓶培养，C正确；步骤④为传代培养过程，该过程中部分细胞可能发生细胞转化，核型改变，D错误。 10．通过特定方法，科学家将小鼠和人已分化的体细胞成功地转变成了类胚胎干细胞。有关分化的体细胞和类胚胎干细胞的描述，正确的是（   ） A．类胚胎干细胞能够分化成多种细胞 B．分化的体细胞丢失了某些基因 C．二者功能有差异，但形态没有差异 D．二者基因组相同，且表达的基因相同 【解析】A 干细胞指的是体内保持分裂和分化能力的细胞，命名为“类胚胎干细胞”，也就是也具有了分裂和分化能力，A正确；细胞分化的过程遗传物质不变，B错误；已分化的体细胞和未分化的干细胞二者功能有差异，形态也会有差异，C错误；由于细胞分化过程中基因的表达具有选择性，所以表达的基因不相同，D错误。 · 能力提升练 11.动物细胞培养的基本过程如图所示，下列叙述正确的是(　　) 皮肤组织皮肤细胞细胞培养1细胞培养2 A.应选择幼龄动物的皮肤组织进行动物细胞培养 B.甲过程需要用纤维素酶和果胶酶处理 C.丙过程是传代培养，所有细胞贴壁生长 D.乙过程是原代培养，一般不会出现接触抑制现象 【解析】A　应选择幼龄动物的皮肤组织进行动物细胞培养，因为幼龄动物细胞分裂能力较强，A正确；甲过程需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理，B错误；丙过程是传代培养，体外培养的动物细胞除贴壁生长外，有的细胞还可以悬浮在培养液中生长增殖，C错误；原代培养会出现接触抑制现象，D错误。 12.美国和日本的两个研究小组分别宣布，其研究人员成功地将人体皮肤细胞改造成了几乎可以和胚胎干细胞相媲美的诱导多能干细胞——iPS细胞，人类“iPS细胞”可以形成神经元等人体多种组织细胞。以下有关“iPS细胞”的说法正确的是(　　) A.“iPS细胞”分化为人体多种组织细胞的过程体现了细胞的全能性 B.“iPS细胞”既可分化形成神经元，也可用于分化形成心肌细胞，说明“iPS细胞”在分裂时很容易发生突变 C.“iPS细胞”有细胞周期，它分化形成的神经细胞没有细胞周期 D.“iPS细胞”只能分化成人体多种组织细胞，是因为它不具有人体细胞的全部遗传物质 【解析】C　全能性的体现需发育为完整的个体或分化成其他各种细胞，A错误；“iPS细胞”分化为多种细胞是基因的选择性表达的结果，B错误；“iPS细胞”具有连续分裂能力，有细胞周期，而其分化形成的神经细胞无增殖能力，没有细胞周期，C正确；“iPS细胞”与人体内其他细胞的遗传物质相同，其只能分化成人体多种组织细胞是因为其分化能力有限，D错误。 13.抗体—药物偶联物(ADC)通过将细胞毒素与单克隆抗体结合，实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤，过程如图所示。下列表述正确的是(　　) A.ADC可通过主动运输进入肿瘤细胞 B.抗体进入细胞后激活溶酶体酶，导致细胞凋亡 C.单克隆抗体携带细胞毒素与肿瘤细胞特异性结合 D.肿瘤细胞凋亡是细胞主动死亡的过程，所以不会产生新的蛋白质 【解析】C　据图分析可知，ADC可通过胞吞的方式进入肿瘤细胞，A错误；据图分析可知，抗体进入细胞后被溶酶体裂解，释放的药物导致细胞凋亡，B错误；肿瘤细胞凋亡是细胞主动死亡的过程，细胞凋亡过程中基因进行选择性表达，因此会产生新的蛋白质，D错误。 14.细胞合成DNA通常有2条途径：第1条途径是利用糖和氨基酸合成核苷酸，进而合成DNA；第2条途径是通过HGPRT利用核苷酸的前体合成核苷酸，进而合成DNA，HAT培养基是基本培养基添加了次黄嘌呤(H)、甲氨蝶呤(A)和胸腺嘧啶核苷(T)，A可以阻断DNA合成的第1条途径，H和T则是第2条途径中合成核苷酸的原料。HAT培养基可以用于单克隆抗体制备杂交瘤细胞的选择，小鼠骨髓瘤细胞是一类HGPRT代谢缺陷型细胞。下列说法正确的是(　　) A.小鼠免疫B细胞和骨髓瘤细胞融合后，培养基上会有3种类型的细胞 B.HAT培养基中未融合的骨髓瘤细胞在A的阻遏下因不能合成DNA而死亡 C.HAT培养基中未融合的免疫B细胞仍具有增殖能力而持续进行细胞分裂 D.HAT培养基中选择出的杂交瘤细胞都能无限增殖和产生所需抗体 【解析】B　由于细胞融合的随机性和不完全性，小鼠免疫B细胞和骨髓瘤细胞融合后，培养基上会有5种类型的细胞即AB型细胞(A为B淋巴细胞，B为骨髓瘤细胞)，A型、B型、AA型和BB型细胞，但最终生存下来的只有杂交瘤细胞，A错误；由于小鼠骨髓瘤细胞是一类HGPRT代谢缺陷型细胞，因此骨髓瘤细胞合成DNA只有第1条途径，但是A可以阻断DNA合成的第1条途径，所以HAT培养基中未融合的骨髓瘤细胞在A的阻遏下因不能合成DNA而死亡，B正确；免疫B细胞属于高度分化的细胞，不再增殖，C错误；HAT培养基中选择出的杂交瘤细胞都能无限增殖，但不是都能产生所需抗体，D错误。 15.黄曲霉毒素在保存不当的霉变粮油食品中含量较高，具有很强的致癌性。研究表明黄曲霉毒素能引起细胞中粗面内质网上的核糖体不断脱落。科研人员用黄曲霉毒素偶联抗原制备出单克隆抗体以检测食品中黄曲霉毒素的含量。下列叙述错误的是(　　) A.当人误食黄曲霉毒素后，肠腺细胞可能发生消化酶的合成分泌减少 B.可用电融合法、PEG法或灭活的病毒诱导B淋巴细胞和骨髓瘤细胞的融合 C.细胞融合体现了细胞膜的流动性，杂交瘤细胞体外增殖体现了细胞的全能性 D.单克隆抗体用于检测食品中黄曲霉毒素的原理是抗原－抗体杂交 【解析】C　消化酶属于分泌蛋白，在粗面内质网的核糖体上合成，根据题干信息“研究表明黄曲霉毒素能引起细胞中粗面内质网上的核糖体不断脱落”，会影响消化酶(分泌蛋白)的合成和分泌，A正确；诱导动物细胞融合的常用方法有PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法等，可用以上方法诱导B淋巴细胞和骨髓瘤细胞的融合，获得杂交瘤细胞，B正确；动、植物细胞融合都能体现细胞膜的流动性，杂交瘤细胞体外增殖并没有形成新个体或分化成其他各种细胞，不能体现细胞的全能性，C错误；抗体与抗原结合具有特异性，单克隆抗体是化学性质单一、特异性强的抗体，能与黄曲霉毒素特异性结合，其原理是抗原－抗体杂交，D正确。 16.HER—2(一种跨膜糖蛋白)高表达通常只出现于胎儿期，正常人体组织中其表达量极低，在乳腺细胞中高表达可加速细胞分裂，使其增殖、分化过程失衡，最终转变为乳腺癌。抗体—药物偶联物T—DMI由曲妥珠单抗和药物DMI连接而成，对HER—2有很强的靶向性。下列相关分析错误的是(　　) A.胎儿期HER—2高表达可能与胚胎发育有关，成人HER—2含量高可为乳腺癌诊断提供参考 B.因为获取的B淋巴细胞可能有多种，所以曲妥珠单抗的制备过程需进行专一抗体阳性检测 C.DMI与HER—2特异性结合是T—DMI对癌细胞进行选择性杀伤的关键 D.利用同位素标记的曲妥珠单抗在乳腺组织中成像的技术可定位诊断肿瘤的位置 【解析】C　HER—2(一种跨膜糖蛋白)高表达通常只出现于胎儿期，可能与胚胎发育有关，正常人体组织中其表达量极低，在乳腺细胞中高表达可加速细胞分裂，使其增殖、分化过程失衡，最终转变为乳腺癌，所以成人HER—2含量高可为乳腺癌诊断提供参考，A正确；机体生活的环境存在多种抗原，所以获取的B淋巴细胞可能有多种，故曲妥珠单抗的制备过程需进行专一抗体阳性检测，以保证能与HER—2特异性结合，B正确；DMI是药物，不能与HER—2特异性结合，能与HER—2特异性结合的是曲妥珠单抗，C错误；曲妥珠单抗能与HER—2特异性结合，故利用同位素标记的曲妥珠单抗在乳腺组织中成像的技术可定位诊断肿瘤的位置，D正确。 17.体细胞克隆猴培育过程中，组蛋白甲基化不利于胚胎的发育率和妊娠率。为提高胚胎发育率，科研人员将Kdm4d的mRNA注入了重构胚。具体培育流程如图所示，下列有关叙述正确的是(　　) A.从母猴卵巢中采集的卵母细胞可以直接作为核移植的受体 B.使用免疫抑制剂处理代孕母猴才能保证移入的胚胎能在子宫中发育 C.胚胎分割需均等分割桑葚胚的内细胞团，以免影响胚胎发育 D.Kdm4d的mRNA翻译产生的蛋白质可能会催化组蛋白的去甲基化 【解析】D　从母猴卵巢中采集的卵母细胞需要培养到减数第二次分裂中期，才能做核移植的受体细胞，A错误；移入子宫的外来胚胎能在受体存活的生理学基础是不发生免疫排斥反应，所以不需要使用免疫抑制剂处理代孕母猴，B错误；胚胎分割需均等分割囊胚的内细胞团，以免影响胚胎发育，C错误；科学家发现胚胎发育障碍与克隆胚胎基因组上大量组蛋白的甲基化密切相关，kdm4d的mRNA翻译产生的蛋白质可能会催化组蛋白的去甲基化，D正确。 18.我省研究人员利用体细胞核移植技术成功培育出苏淮猪“龙凤胎”，主要步骤如下。相关叙述错误的是(　　) 步骤①：分离培养一对苏淮猪的耳组织体细胞，低温保存 步骤②：从其他品种母猪卵巢中获取卵母细胞并培养 步骤③：细胞核移植获得重构胚胎 步骤④：将不同性别的多个胚胎移植到代孕母猪体内 步骤⑤：孕育出苏淮小猪“龙凤胎” A.步骤①分离获取苏淮猪耳组织体细胞时需要使用胰蛋白酶、动物细胞培养液等 B.步骤②培养卵母细胞时，应一直培养到卵母细胞外出现1个极体 C.步骤③可将步骤①获得的体细胞直接显微注射到培养成熟的卵母细胞中 D.步骤④移植胚胎的性别可依据步骤①提供体细胞个体的性别确定 【解析】C　步骤①分离获取苏淮猪耳组织体细胞时需要使用胰蛋白酶处理目的是获得单细胞悬液，也需要动物细胞培养液等，以保持细胞的活性，A正确；步骤②培养卵母细胞时，应培养到减数第二次分裂中期，因为此时卵母细胞具有受精能力，且卵母细胞外存在一个极体，B正确；步骤③可将步骤①获得的体细胞直接显微注射到培养成熟的去核卵母细胞中，C错误；步骤④移植胚胎的性别由步骤①中提供体细胞个体的性别确定，因此，可依据步骤①提供体细胞个体的性别来确定胚胎的性别，D正确。 19. 精准爆破肿瘤细胞的“生物导弹”—抗体—药物偶联物（ADC）能对肿瘤细胞进行选择性杀伤，该物质由抗体、药物（如细胞毒素）和接头三部分组成，其作用机制如下图所示。下列叙述错误的是（ ） A. ADC通过主动运输进入肿瘤细胞，需要消耗细胞代谢产生的ATP B. ADC中抗体的制备过程运用了动物细胞培养和动物细胞融合等技术手段 C. ADC中的抗体能特异性识别肿瘤细胞表面的抗原并与之结合 D. ADC中药物的作用是通过诱发肿瘤细胞凋亡，从而杀伤肿瘤细胞 【解析】A 结合题图可知，ADC通过胞吞的方式进入肿瘤细胞，需要消耗细胞代谢产生的ATP，A错误；ADC中抗体的制备过程运用了动物细胞培养（动物细胞工程的基础）和动物细胞融合（涉及B淋巴细胞和骨髓瘤细胞的融合）等技术手段，B正确；ADC中的抗体能特异性识别肿瘤细胞表面的抗原并与之结合，因而抗体—药物偶联物（ADC）对正常细胞的损害较小，对机体的副作用较小，C正确；由图可知，药物在肿瘤细胞内释放并起作用，同时诱导溶酶体破裂，加速了肿瘤细胞的凋亡，从而杀伤肿瘤细胞，D正确。 20. 人绒毛膜促性腺激素（HCG）是女性怀孕后胎盘滋养层细胞分泌的一种糖蛋白，用抗HCG单克隆抗体制成的“早早孕诊断试剂盒”最早可以在妊娠第8天进行检测，避免孕妇在不知道妊娠的情况下服用对胎儿产生不利影响的药物，如图是抗 HCG 单克隆抗体制备流程示意图。下列叙述错误的是（　　） A. 给小鼠注射HCG，并从小鼠的脾脏中获取产生所需抗体且能大量增殖的B淋巴细胞 B. 过程③采用抗原—抗体杂交法得到能产生特定抗体的杂交瘤细胞 C. 过程②筛选得到的杂交瘤细胞不一定能产生抗体 D. 抗HCG 单克隆抗体制备过程涉及的细胞工程技术有动物细胞培养、动物细胞融合 【解析】 A 在制备单克隆抗体过程中，首先要将纯化HCG注入小鼠体内，其目的是从产生免疫反应小鼠的脾脏中获得B淋巴细胞，此时的B淋巴细胞未必能大量增殖，A错误；过程③采用克隆化培养和抗原—抗体杂交法筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞， B正确；过程②筛选得到细胞为杂交瘤细胞，但该杂交瘤细胞未必能产生抗体，C正确；抗HCG 单克隆抗体制备过程涉及的细胞工程技术有动物细胞培养、动物细胞融合等技术，该技术的原理有细胞膜的流动性和细胞增殖，D正确。 · 思维拓展练 21.2022年春天，新冠病毒的变异株传播性更强，给人们的日常生产、生活带来很大的影响，因此研发更有效的新冠疫苗受到广泛关注。请回答下列问题： (1)新冠病毒感染人体后，其S蛋白识别人体细胞膜蛋白ACE2并与之结合，使病毒侵入细胞，同时会引起人体发生相应的免疫反应。所以在用小鼠作为实验材料制备杂交瘤细胞时，可以给小鼠注射____________或____________作为抗原，一段时间后从小鼠的脾脏中获取B淋巴细胞，将其与小鼠的________细胞融合。 (2)进行细胞融合操作后，用特定的选择培养基进行筛选，在该培养基上不能存活的细胞是_____________________________________________________________， 能够存活下来的细胞的特点是____________________________________ ______________________________________________________________。 筛选出的细胞再进行________培养和抗体检测，经过多次筛选就可得到所需的细胞群。选取检测抗体阳性的杂交瘤细胞进行体外培养时需要的气体环境是_________________________________________________________________。 (3)有人也用类似的技术研究植物，想利用植物体细胞杂交技术培育“番茄—马铃薯”，结果并没有预想中的“地上结番茄，地下长马铃薯”，可能的原因是 ___________________________________________________________________ __________________________________________________________________； 培育该杂种植物的过程中，遗传物质的传递________(填“遵循”或“不遵循”)孟德尔遗传规律。 【解析】(1)若用小鼠来制备抗新冠病毒的单克隆抗体，制备过程中需向小鼠注入的抗原是灭活的新冠病毒或纯化的新冠病毒的S蛋白，一段时间后，提取B淋巴细胞和小鼠骨髓瘤细胞进行融合。(2)进行细胞融合操作后，要经过筛选才能得到所需的杂交瘤细胞，第一次用特定的选择培养基进行筛选，在该培养基上不能存活的是未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞，只有融合的杂种细胞才能生长，这种杂种细胞的特点是既能迅速大量繁殖，又能产生专一的抗体。杂交瘤细胞再进行克隆化培养和抗体检测，经多次筛选就能得到能产生特异性抗体的细胞群。选取检测抗体阳性的杂交瘤细胞进行体外培养时需要的气体环境是95%空气加5%CO2。 (3)由于原材料番茄、马铃薯两个物种之间的基因相互影响，导致某些基因无法正常表达，所以没有得到预想中的“地上结番茄，地下长马铃薯”；孟德尔的遗传规律发生在有性生殖过程中，培育该杂种植物的过程属于无性繁殖，遗传物质的传递不遵循孟德尔遗传规律。 【答案】　(1)纯化的新冠病毒的S蛋白　灭活的新冠病毒(前两空顺序可互换)　骨髓瘤　(2)未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞　既能迅速大量繁殖，又能产生专一的抗体　克隆化　95%空气加5%CO2　(3)两个物种之间的基因相互影响，导致某些基因无法正常表达(或生物基因的表达不是孤立的，它们之间是相互调控、相互影响的)　不遵循 22.2017年11月27日，世界上首例体细胞克隆猴“中中”诞生；12月5日，第二例克隆猴“华华”诞生。我国科学家攻克了与人类相近的灵长类动物猕猴的体细胞克隆的难题。获得克隆猴的流程如图所示，据图回答问题： (1)“中中”“华华”的性状与________(填“核供体”“卵母细胞供体”或“代孕”)动物的性状基本无关。 (2)图示过程运用了__________________(填“胚胎细胞核移植”或“体细胞核移植”)技术，该技术难度____________，原因是___________________________ __________________________________________________________________。 (3)欲获得单个雌猕猴体细胞，可用__________________酶处理动物组织。过程①表示去除卵母细胞的细胞核，该过程一般要将卵母细胞培养至________期再进行。 (4)与克隆羊多莉培养成功一样，“中中”和“华华 ”克隆猕猴的成功证明了__________________________________________________________________ __________________________________________________________________。 【答案】　(1)代孕　(2)体细胞核移植　更高　动物胚胎细胞分化程度低，表现全能性相对容易；动物体细胞分化程度高，表现全能性十分困难　(3)胰蛋白酶或胶原蛋白　MⅡ　(4)动物已分化体细胞的细胞核具有全能性 23．某些植物根际促生菌具有生物固氮、分解淀粉和抑制病原菌等作用。回答下列问题： (1)若从植物根际土壤中筛选分解淀粉的固氮细菌，培养基的主要营养物质包括水和 。 (2)现从植物根际土壤中筛选出一株解淀粉芽孢杆菌H，其产生的抗菌肽抑菌效果见表。据表推测该抗菌肽对 的抑制效果较好，若要确定其有抑菌效果的最低浓度，需在 μg·mL-1浓度区间进一步实验。 测试菌 抗菌肽浓度/（µg•mL-1） 55.20 27.60 13.80 6.90 3.45 1.73 0.86 金黄色葡萄球菌 - - - - - + + 枯草芽孢杆菌 - - - - - + + 禾谷镰孢菌 - + + + + + + 假丝酵母 - + + + + + + 注：“+”表示长菌，“-”表示未长菌。 (3)研究人员利用解淀粉芽孢杆菌H的淀粉酶编码基因M构建高效表达质粒载体，转入大肠杆菌成功构建基因工程菌A。在利用A菌株发酵生产淀粉酶M过程中，传代多次后，生产条件未变，但某子代菌株不再产生淀粉酶M。分析可能的原因是 （答出两点即可）。 (4)研究人员通过肺上皮干细胞诱导生成肺类器官，可自组装或与成熟细胞组装成肺类装配体，如图所示。肺类装配体培养需要满足适宜的营养、温度、渗透压、pH以及 （答出两点）等基本条件。肺类装配体形成过程中是否运用了动物细胞融合技术 （填“是”或“否”）。    (5)耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）是一种耐药菌，严重危害人类健康。科研人员拟用MRSA感染肺类装配体建立感染模型，来探究解淀粉芽孢杆菌H抗菌肽是否对MRSA引起的肺炎有治疗潜力。以下实验材料中必备的是 。 ①金黄色葡萄球菌感染的肺类装配体   ②MRSA感染的肺类装配体   ③解淀粉芽孢杆菌H抗菌肽   ④生理盐水   ⑤青霉素（抗金黄色葡萄球菌的药物）   ⑥万古霉素（抗MRSA的药物） 【解析】（1）由题意可知，根际促生菌具有固氮作用，可利用空气中的氮气作为氮源，因此用于筛选根际促生菌的培养基的主要营养物质包括水、无机盐和淀粉。 （2）由题表可知，在抗菌肽浓度为3.45-55.20 μg·mL-1范围内，金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌均不能生长，表明该抗菌肽对它们的抑菌效果较好；因为抗菌肽的浓度为1.73μg·mL-1时，它们均能生长，所以要确定抗菌肽抑菌效果的最低浓度，应在1.73~3.45 μg·mL-1的浓度区间进一步实验。 （3）在利用A菌株发酵生产淀粉酶M过程中，传代多次后，生产条件未变，但某子代菌株不再产生淀粉酶M，可能的原因是淀粉酶编码基因M发生突变；或者是重组质粒在大肠杆菌分裂过程中丢失。 （4）肺类装配体培养需要满足适宜的营养、温度、渗透压、pH以及无菌、无毒环境，含95%空气和5%CO2的气体环境等基本条件；由图示可知，肺类装配体形成的过程中没有运用动物细胞融合技术，只涉及了细胞的分裂和分化等内容。 （5）科研人员拟用MRSA感染肺类装配体建立感染模型，来探究解淀粉芽孢杆菌H抗菌肽是否对MRSA引起的肺炎有治疗潜力，必备实验材料为：②MRSA感染的肺类装配体、 ③解淀粉芽孢杆菌H抗菌肽、④生理盐水（设置对照实验使用）、 ⑥万古霉素（抗MRSA的药物，比较解淀粉芽孢杆菌H抗菌肽的疗效），故选②③④⑥。 【答案】(1)无机盐、淀粉 (2) 金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌 1.73~3.45 (3)淀粉酶编码基因M发生突变；重组质粒在大肠杆菌分裂过程中丢失 (4) 无菌、无毒环境，含95%空气和5%CO2的气体环境 否 (5)②③④⑥ 24．新型冠状病毒可通过表面的棘突蛋白（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。图1为病毒侵入后，人体内发生的部分免疫反应示意图。单克隆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的研究热点之一。图2为筛选、制备抗S蛋白单克隆抗体的示意图。请据图回答下列问题： （1）图1中人体内抗原递呈细胞吞噬病毒，并将病毒的抗原暴露在细胞表面，被 细胞表面的受体识别后激活该细胞。 （2）B细胞识别入侵的病毒后，在淋巴因子作用下，经过细胞的 ，形成 细胞。 （3）为判断疑似患者是否为新型冠状病毒感染者，采集鼻咽拭子主要用于病原学检查，检测病毒的 ；采集血液样本主要用于血清学检查，检测 。 （4）据图2所示，研制抗S蛋白单克隆抗体，需先注射 免疫小鼠以激活小鼠的免疫细胞，再提取激活的B细胞与骨髓瘤细胞融合，用HAT培养基筛选获得 细胞。因为同一种抗原可能激活 细胞，还需继续筛选才能获得分泌单克隆抗体的细胞株。 【解析】（1）据题图1可知，人体内抗原递呈细胞吞噬新冠病毒，并将新冠病毒的抗原暴露，呈递给T细胞，被T细胞表面的受体识别后激活T细胞； （2）激活的T细胞释放淋巴因子，并将抗原呈递给B细胞，B细胞识别入侵的病毒后，迅速增殖分化成浆细胞和记忆细胞； （3）临床上为判断疑似患者是否为新型冠状病毒感染者，采集鼻咽拭子主要用于病原学检查，检测疑似患者的呼吸道是否有新冠病毒的核酸，采集血液样本主要用于血清学检查，检测血清中是否产生抗新型冠状病毒的抗体； （4）据题中图2所示，结合单克隆抗体制备方法，要研制抗棘突蛋白单克隆抗体，需先注射新冠病毒的棘突蛋白（或S蛋白），以激活小鼠的免疫细胞，再提取激活的B细胞与骨髓瘤细胞融合，获得融合的、未融合的细胞，用HAT筛选培养基培养，未融合的B细胞不能长期生存而死亡，未融合的骨髓瘤细胞不能合成DNA而死亡，只有杂交瘤细胞能成活；由于同一种抗原可能激活多种B细胞，筛选出的融合的骨髓瘤细胞就可能分泌多种抗体，还需继续筛选才能获得分泌单克隆抗体的细胞。 【答案】 T 增殖、分化 浆细胞和记忆 核酸 抗新型冠状病毒抗体 棘突蛋白（或S蛋白） 杂交瘤 多种B 25．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】（1）基因工程中切割DNA的工具酶是限制性核酸内切酶（限制酶），故在构建含有片段F的重组质粒过程中，切割质粒DNA的工具酶是限制性核酸内切酶（限制酶）。限制性内切核酸内切酶是作用于其所识别序列中两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键。不同的限制酶可以获得不同的末端，主要分为黏性末端和平末端。 （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，目的是清除代谢产物，防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害。 （3）由于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，故与胚胎细胞核移植技术相比，体细胞核移植技术的成功率低。胚胎干细胞在形态上表现为细胞体积小，细胞核大，核仁明显；在功能上具有发育的全能性，可分化为成年动物体内任何一种组织细胞。另外，在体外培养的条件下，可以增殖而不发生分化，可进行冷冻保存，也可进行遗传改造。 （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，制备M蛋白的单克隆抗体；若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：取动物A和克隆动物A的肝组织细胞，分别提取蛋白质进行抗原—抗体杂交。 【答案】限制性核酸内切酶（限制酶） 磷酸二酯键 清除代谢产物，防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害，同时给细胞提供足够的营养 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 B 取动物A和克隆动物A的肝组织细胞，分别提取蛋白质进行抗原—抗体杂交 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北 1 / 23 学科网（北京）股份有限公司 $$