内容正文:
第2节 第2课时 单克隆抗体的制备和动物体细胞核移植技术
【题型1 单克隆抗体的制备】
【题型2 动物体细胞核移植技术和克隆动物】
【题型1 单克隆抗体的制备】
【紧扣教材】
一、动物细胞融合技术
1.动物细胞融合的含义:
(1)取材:两个或多个动物细胞。
(2)结果:形成一个细胞。
2.诱导融合常用方法:
物理法
化学法
生物法
电融合法
PEG融合法
灭活病毒诱导法
3.动物细胞融合的意义:突破了有性杂交的局限,使远缘杂交成为可能。
二、单克隆抗体产生的背景、制备过程和应用
1.单克隆抗体产生的背景
(1)存在问题
(2)解决思路:将B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合为杂交瘤细胞。
2.单克隆抗体的制备过程
填一填:基于单克隆抗体制备的过程,完成以下填空:
(1)A操作注射特定的抗原,目的是可以从小鼠的脾中得到产生特定抗体的B淋巴细胞。
(2)杂交瘤细胞技术选择融合的两种细胞:细胞①多种B淋巴细胞,细胞②骨髓瘤细胞。
(3)过程B和C为诱导细胞融合的过程,获得的细胞③是多种(填“一种”或“多种”)杂交细胞。
(4)细胞③到细胞④的过程使用特定的选择培养基进行筛选,只有细胞④杂交瘤细胞才能生长,其他细胞不能生长。
(5)细胞⑤来源于细胞④(填数字序号),细胞⑤为抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞,其分泌的抗体能与特定的抗原结合。
(6)培养杂交瘤细胞的方法是注射到小鼠腹腔和D体外培养,从培养液或小鼠腹水中可提取⑥单克隆抗体。
3.单克隆抗体的优点: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。
4.单克隆抗体的应用:
(1)作为诊断试剂。
(2)用于治疗疾病和运载药物。
【题型突破】
【例1】
下图为某生物技术的操作过程,有关叙述正确的是( )
A.甲细胞可来自经免疫处理小鼠的脾脏中
B.①中可加入乙二醇以促进细胞融合过程
C.④可置于CO2培养箱中进行培养
D.该技术可用于研发相应的诊断试剂盒
【变式1-1】
单克隆抗体在临床上应用较广泛,下图表示单克隆抗体的制备过程,相关叙述错误的是( )
A.制备过程可能需用胰蛋白酶和聚乙二醇等进行处理培养,所得单克隆抗体特异性强、灵敏度高
B.过程①注射特定抗原的目的是使小鼠产生能分泌特定抗体的B淋巴细胞
C.过程②诱导融合产生的融合细胞都能产生单克隆抗体,且能无限增殖
D.选择抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞在体外大规模培养或注射到鼠腹腔内增殖
【变式1-2】
为解决杂交瘤细胞在传代培养中出现来自B淋巴细胞的染色体丢失问题,研究者将抗原刺激后的B淋巴细胞,用EBV(一种病毒颗粒)感染,获得“染色体核型稳定”的EBV转化细胞。EBV转化细胞能够在HAT培养基中存活,但对Oua敏感。骨髓瘤细胞在HAT培养基中不能存活,但对Oua不敏感。下图表示操作过程。下列分析错误的是( )
A.B淋巴细胞可从多次间歇注射某种抗原的动物肝脏中获得
B.HAT培养基和Oua筛选去除的是未融合的EBV转化细胞
C.杂交瘤细胞染色体丢失可能会导致抗体的产生能力下降
D.图中获得的杂交瘤细胞需经抗体检测筛选后才可用于生产
【变式1-3】
单克隆抗体在疾病诊断治疗和病原体鉴定中发挥重要作用。下列叙述错误的是( )
A.B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合后就获得了杂交瘤细胞
B.杂交瘤细胞能无限增殖,也能分泌特定的抗体
C.杂交瘤细胞体外培养需要无菌、无毒的环境
D.单克隆抗体能准确地识别抗原并与其特异性结合
【变式1-4】
研制抗病毒A的单克隆抗体,某同学以小鼠甲为实验材料设计了以下实验流程。据图分析,以下叙述错误的是( )
A.实验前需要给小鼠甲多次注射病毒A,增加分泌抗病毒A抗体的浆细胞比例
B.取小鼠甲胸腺剪碎并用胰蛋白酶处理一段时间,可使其分散并制成单细胞悬液
C.筛选1所用的培养基属于选择培养基,多次传代后只有杂交瘤细胞能够生存
D.筛选2 需对杂交瘤细胞进行单克隆培养后进行抗原抗体杂交反应阳性鉴定
【题型2 动物体细胞核移植技术和克隆动物】
【紧扣教材】
一、动物体细胞核移植技术
1.概念:
2.类型:
类型
分化程度
全能性
胚胎细胞核移植
低
高
体细胞核移植
高
低
二、体细胞核移植的过程
填一填:基于体细胞核移植的过程,完成下列问题:
1.过程A为采集卵母细胞,该细胞在体外需要培养到MⅡ期。
2.过程B为显微操作去核的过程,过程C为将供体细胞注入去核的卵母细胞。
3.过程D为选取供体高产奶牛的体细胞培养。
4.过程E为通过电融合法,形成重构胚的过程。
5.过程F用物理或化学方法激活重构胚,使其完成细胞分裂和发育进程。
6.产生的G犊牛与供体奶牛遗传物质基本相同。
三、体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题
1.应用前景:
应用领域
具体实例
畜牧生产
加速家畜遗传改良进程,促进优良畜群繁育
医药卫生
领域
①作为生物反应器,生产医用蛋白
②用于器官移植等
理论研究
①了解胚胎发育及衰老过程
②通过对比遗传背景相同的克隆动物分析致病基因
③克隆特定疾病模型的动物,用于研究致病机制和开发相应药物等
保护濒危物种
增加濒危物种的存活数量
2.存在的问题:
(1)体细胞核移植技术的成功率非常低。
(2)相对于技术研究,核移植的理论研究较为滞后。
(3)克隆动物存在健康问题,表现出遗传和生理缺陷等。
【题型突破】
【例2】
2019年1月24日,我国科学家宣布世界首批疾病克隆猴——5只生物节律紊乱体细胞克隆猴在中国诞生,开启了克隆猴模型应用于生命科学研究的“春天”。科学家采集了一 只一岁半的、睡眠紊乱最明显的BMAL1(生物节律基因)敲除猴A6的体细胞,通过体细胞核移植技术,获得了5只克隆猴——这是国际上首次成功构建一批遗传背景一致的生物节律紊乱猕猴模型。下列相关叙述错误的是( )
A.体细胞核移植技术的原理是动物细胞(核)的全能性
B.5只克隆猕猴细胞核基因型与核供体细胞完全一致
C.体细胞核移植需用取自新鲜卵巢的卵母细胞直接做受体细胞
D.该研究可弥补实验猕猴繁殖周期长、单胎数量少的不足
【变式2-1】
郑州大学第一附属医院研究团队首次完成了去ECMO化的“人造子宫”动物实验。医生将胎龄4个月的胎羊从母体中取出,并将其脐动脉和脐静脉与母体颈部的动脉和静脉相连,建立起一个类似于ECMO的并体循环。下列叙述错误的是( )
A.“人造子宫”能为胎羊细胞提供氧气和营养物质,运走代谢废物
B.“人造子宫”作为液体屏障,能保护胎羊免受外界环境的直接干扰
C.“人造子宫”能与胎羊细胞进行物质和信息的双向交流
D.该实验证明维持稳态仅需分子水平上的调节,不需进行器官、系统水平上的调节
【变式2-2】
2023年2月7日,美国马里兰医学院进行了全球首例猪心脏移植进入人体的手术,如图为猪心脏移植过程图,下列有关叙述正确的是( )
A.D猪出生后完全呈现A猪的遗传性状
B.从免疫角度看移植到人体的猪心属于抗体
C.植入的基因是位于DNA上与遗传有关的片段
D.往A猪的体细胞中植入人类基因,采用了克隆技术
【变式2-3】
如图为某哺乳动物生殖过程示意图(b 为卵母细胞)。下列相关叙述中错误的是( )
A.动物个体①②的产生分别属于有性生殖和无性生殖
B.按照动物个体②的产生方式,后代的性别比例仍为1:1
C.动物个体②的产生表明,动物细胞核也具有全能性
D.图中a、b、c 三种细胞的产生方式,仅c 为有丝分裂
【变式2-4】
自然条件下,甲、乙两种鱼均通过体外受精繁殖后代,甲属于国家保护的稀有物种,乙的种群数量多且繁殖速度较甲快。我国科学家通过下图所示流程进行相关研究,以期用于濒危鱼类的保护。下列叙述正确的是( )
A.诱导后的iPGCs具有胚胎干细胞的特性
B.移植的iPGCs最终产生的配子具有相同的遗传信息
C.该实验中,子一代的遗传物质来源于物种甲
D.通过该实验可以获得甲的克隆
一、单选题
1.单克隆抗体技术是20世纪后期免疫学技术的重大突破。下列相关叙述错误的是
A.给小鼠免疫时,为减少感染机会只注射一次抗原
B.细胞融合后筛选杂交瘤细胞时,要在CO2培养箱中进行
C.培养和筛选时,96孔板每个小孔尽量接种一个杂交瘤细胞
D.体外培养抗体检测阳性的杂交瘤细胞是获得大量单克隆抗体的方法之一
2.下列关于动物细胞融合的说法,错误的是( )
A.动物细胞融合是指两个或多个细胞结合形成一个细胞的过程
B.动物细胞融合后形成的单核细胞称为杂交细胞
C.灭活病毒通过溶解磷脂双分子层诱导细胞融合
D.细胞融合技术突破了有性杂交的局限,使远缘杂交成为可能
3.双抗体夹心法是常用的检测抗原含量的方法,流程如下图所示。其中固相抗体是由固相载体连接后的单克隆抗体。下列叙述正确的是( )
A.将抗原A注射到小鼠体内,可从脾脏中获得相应单克隆抗体
B.检测过程中两种抗体的使用数量均应多于待测抗原的数量
C.采用该法进行检测,反应时间越长,所得的结果越准确
D.反应体系中光信号越强(颜色越深),则抗原A含量越低
4.2017年中国科学家利用“聪明的化学方法和操作技巧(10s内去核,15s内核移植)”成功培育了体细胞克隆猴,流程如下,下列叙述错误的是( )
A.科学家多年的反复实验带来的娴熟技术使卵细胞受损减少
B.核移植前用“灭活病毒短暂处理”主要目的是诱导细胞融合
C.上述技术有助于加速针对阿尔茨海默病、免疫缺陷、肿瘤等的新药研发进程
D.“聪明的化学方法”主要指图中①②,通过调节组蛋白修饰而抑制基因表达
5.某病毒颗粒表面有一特征性的大分子结构蛋白S(含有多个不同的抗原决定基,每一个抗原决定基能够刺激机体产生一种抗体)。为了建立一种灵敏、高效检测S蛋白的方法,研究人员采用杂交瘤技术制备了抗S单克隆抗体,过程如图。下列说法正确的是( )
A.用胃蛋白酶处理,使贴壁生长的骨髓瘤细胞分散开
B.单克隆抗体A和单克隆抗体B都能够特异性识别S蛋白
C.细胞融合后,第一次筛选需用96孔板培养以获得单一类型杂交瘤细胞
D.抗体由浆细胞分泌,其化学本质大多数为蛋白质,少数为RNA
6.中科院动物所利用大熊猫细胞和兔卵母细胞克隆出世界上第一批大熊猫早期胚胎,下列有关叙述正确的是( )
A.可用性激素对兔进行超数排卵来获取更多的卵母细胞
B.去核的实质是去除兔卵母细胞中核膜包被的细胞核
C.可用电刺激的方法激活重组细胞使其完成细胞分裂和发育进程
D.该过程涉及动物细胞培养、动物细胞融合和早期胚胎培养等技术
7.如图为细胞融合的示意图,下列叙述正确的是( )
A.若a细胞和b细胞是植物细胞,需先脱分化再诱导融合
B.a细胞和b细胞之间的融合需要促融处理后才能实现
C.c细胞的形成与a、b细胞的全能性有关
D.c细胞将同时表达a细胞和b细胞中的所有基因
8.野生动物郊狼的物种数量近年不断减少、濒临灭绝,科研人员利用种间体细胞核移植技术(iSCNT)培育小郊狼的流程如下图。下列叙述正确的是( )
A.卵母细胞去核不需要在显微镜下操作
B.iSCNT技术比胚胎细胞核移植技术难度要大
C.郊狼的耳廓组织培养时只需提供营养即可
D.小郊狼与郊狼遗传物质完全相同
9.2017年,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。据图分析下列叙述错误的是( )
A.该技术可避免母亲的线粒体遗传病基因传递给后代
B.进行体外成熟培养的原因是 MⅡ期的卵母细胞才能具备受精能力
C.卵母细胞捐献者携带的红绿色盲基因能够遗传给“三亲婴儿”
D.“三亲婴儿”同时拥有自己父亲、母亲及卵母细胞捐献者的部分基因
10.“中中”和“华华”是世界上首例体细胞克隆猴。我国研究人员将组蛋白去甲基化酶Kdm4d的mRNA 注入重构胚,同时用组蛋白脱乙酰酶抑制剂 TSA 处理重构胚,克服了多年来导致体细胞克隆猴失败的障碍,培育流程如图,下列叙述错误的是( )
A.用灭活的病毒处理的目的是诱导体细胞和去核卵母细胞的融合
B.体细胞克隆猴成功率低,可能与组蛋白甲基化有关
C.组蛋白乙酰化会阻碍重构胚中细胞的分裂和发育进程
D.去核的卵母细胞能提供激活供体细胞核全能性表达的物质和条件
二、多选题
11.近年来,野生动物郊狼的物种数量不断减少。科研人员利用种间体细胞核移植技术培育小郊狼的流程如图所示。下列叙述不正确的是( )
A.小郊狼的遗传性状和代孕家犬的相同
B.使用显微操作技术对卵母细胞去核,且所用卵母细胞处于MⅠ期
C.②是透明带,①中的染色体数目与初级卵母细胞中的相同
D.可用乙醇等处理激活结构③,使其完成细胞分裂和发育进程
12.如图为核移植实验过程示意图。据图分析,下列相关叙述正确的是( )
A.去核的时期应该在MⅡ期,原因是该时期第一极体和卵细胞核较近
B.桑葚胚细胞应提取出细胞核后,尽快注入去核的卵母细胞中
C.电融合法可促使重构胚形成,后期还需要其他方法激活重构胚
D.受体动物应选择与供体相同的品种,防止出现免疫排斥现象
13.线粒体遗传病是由线粒体DNA突变引起的,也受核基因的影响。为了研究线粒体遗传病的机制,需要构建核基因相同的转线粒体永生细胞系。构建转线粒体永生细胞系的过程如图所示。淋巴细胞受EB病毒(EBV)感染后能无限增殖,会被BrdU杀死。ρ°细胞不会被BrdU杀死,但其在含有尿嘧啶的培养基中才能生长。下列叙述正确的是( )
A.可通过紫外线短时间照射去除淋巴细胞的细胞核,实质是去除纺锤体—染色体复合物
B.ρ°细胞由于缺少核DNA,因此不能在缺乏尿嘧啶的培养基中生长
C.为了筛选出转线粒体永生细胞,选择培养基中应添加BrdU,不添加尿嘧啶
D.由于细胞融合具有随机性,因此需要经过选择培养基筛选,后续不需要经过克隆化培养和抗体检测
14.在制备抗A抗原的单克隆抗体过程中,杂交瘤细胞在传代培养时,来自B淋巴细胞的染色体往往会随机丢失。为解决此问题,研究者将经A抗原刺激后的B淋巴细胞,用 EBV (一种病毒颗粒)感染,获得“染色体核型稳定”的EBV 转化细胞。EBV 转化细胞能够在选择培养基X中存活,但对乌本苷(Oua)敏感,骨髓瘤细胞在选择培养基X中不能存活,对Oua不敏感。下图表示部分操作过程,①~⑤代表相关过程,a~g代表相关细胞。不考虑基因互作和其他变异。下列叙述正确的是( )
A.①向小鼠注射A抗原获得a细胞
B.③用选择培养基X筛选融合的杂交瘤细胞
C.用EBV感染a细胞,⑤过程中可持续获得抗A抗原的单克隆抗体
D.若未用EBV感染a细胞,通过研究g中的细胞可对抗体基因初步定位
15.下图是制备抗新冠病毒的单克隆抗体的过程。下列叙述正确的是( )
A.经①和②过程可获得多种杂交瘤细胞
B.②过程使用胰蛋白酶有利于获得能产生特异性抗体的杂交瘤细胞
C.③过程中的作用是刺激细胞进行呼吸作用
D.若④过程抗体检测的结果为阴性,则应重新制备杂交瘤细胞
三、非选择题
16.丙肝病毒引起的丙型肝炎可导致肝脏慢性炎症坏死和纤维化,部分患者可能发展为肝硬化甚至肝癌。为研制丙肝病毒的单克隆抗体,某研究者以小鼠为实验材料设计了以下实验流程。请回答下列问题:
(1)为使单细胞悬液中的B淋巴细胞产生的抗体中一定含有能与丙肝病毒结合的抗体,需要进行的操作是 。融合之前的两种细胞中,能通过动物细胞培养大量增加数量的是 。
(2)诱导细胞融合时利用的病毒表面含有的糖蛋白和一些酶,能够与细胞膜上的 (填化学本质)发生作用,使得细胞互相凝聚,细胞膜上的 重新排布,细胞发生融合。筛选1利用 进行筛选,而筛选2通过多次的 来完成。
(3)得到大量丙肝病毒单克隆抗体的方法之一是将杂交瘤细胞在体外培养液中进行培养,接入培养液中杂交瘤细胞的量是单克隆抗体产量的重要影响因素之一,为探究一定培养液中接种杂交瘤细胞的最佳数量,实验思路为将适宜的动物细胞培养液分为体积相同的几组(可自设组数)。在不同组别中接种 ,一定时间后测定 。
2
学科网(北京)股份有限公司
$$
第2节 第2课时 单克隆抗体的制备和动物体细胞核移植技术
【题型1 单克隆抗体的制备】
【题型2 动物体细胞核移植技术和克隆动物】
【题型1 单克隆抗体的制备】
【紧扣教材】
一、动物细胞融合技术
1.动物细胞融合的含义:
(1)取材:两个或多个动物细胞。
(2)结果:形成一个细胞。
2.诱导融合常用方法:
物理法
化学法
生物法
电融合法
PEG融合法
灭活病毒诱导法
3.动物细胞融合的意义:突破了有性杂交的局限,使远缘杂交成为可能。
二、单克隆抗体产生的背景、制备过程和应用
1.单克隆抗体产生的背景
(1)存在问题
(2)解决思路:将B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合为杂交瘤细胞。
2.单克隆抗体的制备过程
填一填:基于单克隆抗体制备的过程,完成以下填空:
(1)A操作注射特定的抗原,目的是可以从小鼠的脾中得到产生特定抗体的B淋巴细胞。
(2)杂交瘤细胞技术选择融合的两种细胞:细胞①多种B淋巴细胞,细胞②骨髓瘤细胞。
(3)过程B和C为诱导细胞融合的过程,获得的细胞③是多种(填“一种”或“多种”)杂交细胞。
(4)细胞③到细胞④的过程使用特定的选择培养基进行筛选,只有细胞④杂交瘤细胞才能生长,其他细胞不能生长。
(5)细胞⑤来源于细胞④(填数字序号),细胞⑤为抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞,其分泌的抗体能与特定的抗原结合。
(6)培养杂交瘤细胞的方法是注射到小鼠腹腔和D体外培养,从培养液或小鼠腹水中可提取⑥单克隆抗体。
3.单克隆抗体的优点: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。
4.单克隆抗体的应用:
(1)作为诊断试剂。
(2)用于治疗疾病和运载药物。
【题型突破】
【例1】
下图为某生物技术的操作过程,有关叙述正确的是( )
A.甲细胞可来自经免疫处理小鼠的脾脏中
B.①中可加入乙二醇以促进细胞融合过程
C.④可置于CO2培养箱中进行培养
D.该技术可用于研发相应的诊断试剂盒
【答案】ACD
【分析】图示为单克隆抗体的制备过程,甲为经过免疫的小鼠身上提取的B细胞,然后与骨髓瘤细胞进行融合然后从中筛选出杂交瘤细胞,并经过抗体检测,找出可以产生专一阳性抗体的杂交瘤细胞进行扩大培养。
【详解】A、经过抗原注射的小鼠产生免疫反应,可以从小鼠的脾脏中提取到经抗原刺激的B细胞,即浆细胞,A正确;
B、①中可加入聚乙二醇(PEG)以促进细胞融合过程,B错误;
C、进行动物细胞培养时可置于CO2培养箱中进行培养,CO2可维持培养液的pH,C正确;
D、抗原和抗体特异性结合,单克隆抗体技术可用于研发相应的诊断试剂盒,D正确。
故选ACD。
【变式1-1】
单克隆抗体在临床上应用较广泛,下图表示单克隆抗体的制备过程,相关叙述错误的是( )
A.制备过程可能需用胰蛋白酶和聚乙二醇等进行处理培养,所得单克隆抗体特异性强、灵敏度高
B.过程①注射特定抗原的目的是使小鼠产生能分泌特定抗体的B淋巴细胞
C.过程②诱导融合产生的融合细胞都能产生单克隆抗体,且能无限增殖
D.选择抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞在体外大规模培养或注射到鼠腹腔内增殖
【答案】C
【分析】据图分析:①表示给小鼠注射抗原,②表示动物细胞融合,③表示筛选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞,④表示动物细胞培养(克隆)。
【详解】A、制备过程可能需用胰蛋白酶分散细胞,聚乙二醇诱导细胞融合,单克隆抗体最主要的优点在于它的特异性强、灵敏度高,并可大量制备,A正确;
B、过程①表示给小鼠注射特定抗原,其目的是使小鼠产生能分泌特定抗体的浆细胞(B淋巴细胞),B正确;
C、过程②诱导融合产生的融合细胞有B淋巴细胞和B淋巴细胞,骨髓瘤细胞和骨髓瘤细胞、骨髓瘤细胞和B淋巴细胞,其中只有骨髓瘤细胞和B淋巴细胞既能产生单克隆抗体,且能无限增殖,C错误;
D、抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞,可在体外条件下大规模培养,也可注射到小鼠腹腔内进行培养,将来可分别从培养液和小鼠腹水中获得大量的单克隆抗体,D正确。
故选C。
【变式1-2】
为解决杂交瘤细胞在传代培养中出现来自B淋巴细胞的染色体丢失问题,研究者将抗原刺激后的B淋巴细胞,用EBV(一种病毒颗粒)感染,获得“染色体核型稳定”的EBV转化细胞。EBV转化细胞能够在HAT培养基中存活,但对Oua敏感。骨髓瘤细胞在HAT培养基中不能存活,但对Oua不敏感。下图表示操作过程。下列分析错误的是( )
A.B淋巴细胞可从多次间歇注射某种抗原的动物肝脏中获得
B.HAT培养基和Oua筛选去除的是未融合的EBV转化细胞
C.杂交瘤细胞染色体丢失可能会导致抗体的产生能力下降
D.图中获得的杂交瘤细胞需经抗体检测筛选后才可用于生产
【答案】AB
【分析】1、单克隆抗体的制备过程是:对小动物注射抗原,从该动物的脾脏中获取效应B细胞,将效应B细胞与骨髓瘤细胞融合,筛选出能产生单一抗体的杂交瘤细胞,克隆化培养杂交瘤细胞(体内培养和体外培养),最后获取单克隆抗体。
2、两次筛选:筛选得到杂交瘤细胞(去掉未杂交的细胞以及自身融合的细胞);筛选出能够产生特异性抗体的细胞群。
【详解】A、对动物进行间歇注射抗原处理,以刺激动物机体产生相应的B淋巴细胞,B淋巴细胞在骨髓中发育成熟,可分布于淋巴结和脾脏等处,故B淋巴细胞可从多次间歇注射某种抗原的动物脾脏中获得,A错误;
B、据题意“EBV转化细胞能够在HAT培养基中存活,但对Oua敏感,骨髓瘤细胞在HAT培养基中不能存活,但对Oua不敏感”可知,HAT培养基去除的是未与EBV转化细胞融合的骨髓瘤细胞和自身融合的骨髓瘤细胞,Oua筛选去除的是未与骨髓瘤细胞融合的EBV转化细胞和自身融合的EBV转化细胞,B错误;
C、抗体是由浆细胞分泌的,杂交瘤细胞若丢失来自B淋巴细胞的染色体,可能会导致抗体产生能力下降,C正确;
D、图示获得的杂交瘤细胞还需要经过进一步的筛选,用专一抗体检测呈现阳性的杂交瘤细胞才能直接用于生产单克隆抗体,D正确。
故选AB。
【变式1-3】
单克隆抗体在疾病诊断治疗和病原体鉴定中发挥重要作用。下列叙述错误的是( )
A.B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合后就获得了杂交瘤细胞
B.杂交瘤细胞能无限增殖,也能分泌特定的抗体
C.杂交瘤细胞体外培养需要无菌、无毒的环境
D.单克隆抗体能准确地识别抗原并与其特异性结合
【答案】A
【分析】单克隆抗体是指由单个B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合成的杂交瘤细胞,进行有丝分裂增殖形成的细胞系所产生出的化学性质单一、特异性强的抗体。
【详解】A、由于细胞融合是随机的,因此B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合过程中可能形成同种细胞融合形成的细胞,故还需要筛选才能获得杂交瘤细胞,A错误;
B、杂交瘤细胞具备骨髓瘤细胞和浆细胞的特点,既能无限增殖,也能分泌特定的抗体,B正确;
C、杂交瘤细胞体外培养利用的是动物细胞培养的技术,需要无菌、无毒、充足的营养和适宜温度与pH等环境,C正确;
D、单克隆抗体具有能准确识别抗原的细微差异、与特定抗原发生特异性结合,并可以大量制备的优点,D正确。
故选A。
【变式1-4】
研制抗病毒A的单克隆抗体,某同学以小鼠甲为实验材料设计了以下实验流程。据图分析,以下叙述错误的是( )
A.实验前需要给小鼠甲多次注射病毒A,增加分泌抗病毒A抗体的浆细胞比例
B.取小鼠甲胸腺剪碎并用胰蛋白酶处理一段时间,可使其分散并制成单细胞悬液
C.筛选1所用的培养基属于选择培养基,多次传代后只有杂交瘤细胞能够生存
D.筛选2 需对杂交瘤细胞进行单克隆培养后进行抗原抗体杂交反应阳性鉴定
【答案】B
【分析】单克隆抗体的制备,用抗原刺激小鼠得到经免疫的B淋巴细胞,和骨髓瘤细胞融合,融合后的细胞经过筛选等到杂交瘤细胞,然后再经过抗原-抗体杂交选择能产生特定抗体的杂交瘤细胞。
【详解】A、为了能得到产生特定的抗体的B淋巴细胞,就需要注入相应的抗原,启动特异性免疫,多次注射可获得更多的能产生特定抗体的浆细胞,A正确;
B、胸腺中的是T淋巴细胞,活化的B淋巴细胞在脾脏中获取,B错误;
C、诱导细胞融合后的第一次筛选,是用选择培养基来选择培养,只有杂交瘤细胞才能存活,C正确;
D、筛选2能产出特定抗体的杂交瘤细胞,需要通过细胞克隆化培养和抗原抗体杂交反应阳性鉴定,D正确。
故选B。
【题型2 动物体细胞核移植技术和克隆动物】
【紧扣教材】
一、动物体细胞核移植技术
1.概念:
2.类型:
类型
分化程度
全能性
胚胎细胞核移植
低
高
体细胞核移植
高
低
二、体细胞核移植的过程
填一填:基于体细胞核移植的过程,完成下列问题:
1.过程A为采集卵母细胞,该细胞在体外需要培养到MⅡ期。
2.过程B为显微操作去核的过程,过程C为将供体细胞注入去核的卵母细胞。
3.过程D为选取供体高产奶牛的体细胞培养。
4.过程E为通过电融合法,形成重构胚的过程。
5.过程F用物理或化学方法激活重构胚,使其完成细胞分裂和发育进程。
6.产生的G犊牛与供体奶牛遗传物质基本相同。
三、体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题
1.应用前景:
应用领域
具体实例
畜牧生产
加速家畜遗传改良进程,促进优良畜群繁育
医药卫生
领域
①作为生物反应器,生产医用蛋白
②用于器官移植等
理论研究
①了解胚胎发育及衰老过程
②通过对比遗传背景相同的克隆动物分析致病基因
③克隆特定疾病模型的动物,用于研究致病机制和开发相应药物等
保护濒危物种
增加濒危物种的存活数量
2.存在的问题:
(1)体细胞核移植技术的成功率非常低。
(2)相对于技术研究,核移植的理论研究较为滞后。
(3)克隆动物存在健康问题,表现出遗传和生理缺陷等。
【题型突破】
【例2】
2019年1月24日,我国科学家宣布世界首批疾病克隆猴——5只生物节律紊乱体细胞克隆猴在中国诞生,开启了克隆猴模型应用于生命科学研究的“春天”。科学家采集了一 只一岁半的、睡眠紊乱最明显的BMAL1(生物节律基因)敲除猴A6的体细胞,通过体细胞核移植技术,获得了5只克隆猴——这是国际上首次成功构建一批遗传背景一致的生物节律紊乱猕猴模型。下列相关叙述错误的是( )
A.体细胞核移植技术的原理是动物细胞(核)的全能性
B.5只克隆猕猴细胞核基因型与核供体细胞完全一致
C.体细胞核移植需用取自新鲜卵巢的卵母细胞直接做受体细胞
D.该研究可弥补实验猕猴繁殖周期长、单胎数量少的不足
【答案】C
【分析】动物体细胞核移植:将动物的一个细胞的细胞核移入一个去掉细胞核的卵母细胞中,使其重组并发育成一个新的胚胎,这个新的胚胎最终发育为克隆动物。克隆动物具备双亲的遗传特性,因为其细胞核基因来自提供细胞核的生物,而细胞质基因来自提供细胞质的生物,但其性状主要与提供细胞核的生物相似。核移植技术的原理是动物细胞(核)的全能性。
【详解】A、动物细胞核移植获得克隆动物所依据的原理是动物细胞核具有全能性,A正确;
B、5只克隆猕猴是通过体细胞核移植技术获得的,其细胞核基因型与核供体细胞完全一致,B正确;
C、取自卵巢的卵母细胞需要培养到MⅡ期时,才可进行核移植,C错误;
D、体细胞核移植时供核的供体可不受年龄影响,且体细胞数量多,所以该研究可弥补实验猕猴繁殖周期长、单胎数量少的不足,D正确。
故选C。
【变式2-1】
郑州大学第一附属医院研究团队首次完成了去ECMO化的“人造子宫”动物实验。医生将胎龄4个月的胎羊从母体中取出,并将其脐动脉和脐静脉与母体颈部的动脉和静脉相连,建立起一个类似于ECMO的并体循环。下列叙述错误的是( )
A.“人造子宫”能为胎羊细胞提供氧气和营养物质,运走代谢废物
B.“人造子宫”作为液体屏障,能保护胎羊免受外界环境的直接干扰
C.“人造子宫”能与胎羊细胞进行物质和信息的双向交流
D.该实验证明维持稳态仅需分子水平上的调节,不需进行器官、系统水平上的调节
【答案】D
【分析】该实验虽然展示了“人造子宫”在分子水平上能够为胎羊细胞提供必要的生存条件,但并不能证明维持稳态仅需要分子水平上的调节。生物体的稳态调节是一个复杂的过程,涉及分子、细胞、组织、器官和系统等多个层次的相互作用和协调。
【详解】AC、“人造子宫”与母体颈部的动脉和静脉相连,通过母体的血液循环,能为胎羊细胞提供氧气和营养物质,运走代谢废物,能与胎羊细胞进行物质和信息的双向交流,AC正确;
B、“人造子宫”作为液体屏障,是胎羊直接生活的环境,能保护胎羊免受外界环境的直接干扰,B正确;
D、该实验虽然展示了“人造子宫”在分子水平上能够为胎羊细胞提供必要的生存条件,但并不能证明维持稳态仅需要分子水平上的调节。生物体的稳态调节是一个复杂的过程,涉及分子、细胞、组织、器官和系统等多个层次的相互作用和协调。例如,在真正的母体内,胎羊不仅依赖于母体提供的营养物质和氧气,还依赖于自身器官、系统等的调节和支持,D错误。
故选D。
【变式2-2】
2023年2月7日,美国马里兰医学院进行了全球首例猪心脏移植进入人体的手术,如图为猪心脏移植过程图,下列有关叙述正确的是( )
A.D猪出生后完全呈现A猪的遗传性状
B.从免疫角度看移植到人体的猪心属于抗体
C.植入的基因是位于DNA上与遗传有关的片段
D.往A猪的体细胞中植入人类基因,采用了克隆技术
【答案】C
【分析】1、转基因技术是把一个生物体的基因转移到另一个生物体DNA中的生物技术。
2、抗原是能引起淋巴细胞产生抗体的物质,抗原包括进入人体的微生物等病原体、异物、异体器官等。
【详解】A、细胞核中含有主要的遗传物质,在A猪的体细胞中植入人体基因,其细胞核中遗传物质发生了变化,且D猪含有来自B猪的质基因,故D猪出生后不会完全呈现A猪的遗传性状,A错误。
B、抗原是能引起淋巴细胞产生抗体的物质,抗原包括进入人体的微生物等病原体、异物、异体器官等,可见,从免疫角度看移植到人体的猪心属于抗原,B错误。
C、基因通常是包含遗传信息(具有遗传效应)的DNA片段,猪与人的遗传物质是DNA,因此植入的基因是位于DNA上与遗传有关的片段,C正确。
D、转基因技术是把一个生物体的基因转移到另一个生物体DNA中的生物技术,所以往A猪的体细胞中植入人类基因,采用了转基因技术,D错误。
故选C。
【变式2-3】
如图为某哺乳动物生殖过程示意图(b 为卵母细胞)。下列相关叙述中错误的是( )
A.动物个体①②的产生分别属于有性生殖和无性生殖
B.按照动物个体②的产生方式,后代的性别比例仍为1:1
C.动物个体②的产生表明,动物细胞核也具有全能性
D.图中a、b、c 三种细胞的产生方式,仅c 为有丝分裂
【答案】B
【分析】图示哺乳动物生殖过程,其中a为精子,b为卵细胞,c为体细胞。动物个体①是由正常的受精卵发育形成的,属于有性生殖;动物个体②是通过核移植、早期胚胎培养和胚胎移植形成的,属于无性生殖。
【详解】A、动物个体①是由受精卵发育而来的,属于有性生殖,动物个体②是通过细胞核移植技术产生的,属于无性生殖,A正确;
B、按照动物个体②的产生方式,后代的性别由供体的细胞核决定,后代的性别比例不一定为1:1,B错误;
C、动物个体②是通过细胞核移植技术产生的,表明高度分化的动物细胞核也具有发育成完整个体的潜在能力,即表明动物细胞核也具有全能性,C正确;
D、a、b通过减数分裂产生的,c细胞是通过有丝分裂产生,D正确。
故选B。
【变式2-4】
自然条件下,甲、乙两种鱼均通过体外受精繁殖后代,甲属于国家保护的稀有物种,乙的种群数量多且繁殖速度较甲快。我国科学家通过下图所示流程进行相关研究,以期用于濒危鱼类的保护。下列叙述正确的是( )
A.诱导后的iPGCs具有胚胎干细胞的特性
B.移植的iPGCs最终产生的配子具有相同的遗传信息
C.该实验中,子一代的遗传物质来源于物种甲
D.通过该实验可以获得甲的克隆
【答案】C
【分析】胚胎移植的基本程序主要包括:①对供、受体的选择和处理。②配种或人工授精。③对胚胎的收集、检查、培养或保存。④对胚胎进行移植。⑤移植后的检查。
体外受精主要包括:卵母细胞的采集和培养、精子的采集和获能、受精。
【详解】A、胚胎干细胞具有发育的全能性,iPGCs是诱导型原始生殖细胞,具有成为卵原细胞或精原细胞的潜能,诱导后的iPGCs不具有胚胎干细胞的特性,A错误;
B、移植的iPGCs分化形成卵原细胞或精原细胞后,通过减数分裂形成配子,在减数分裂过程中基因会发生重组,最终产生的配子的遗传信息不一定相同,B错误;
C、由图可知,将物种甲的囊胚期的iPGCs移植到阻止PGCs形成的乙鱼的胚胎中,培育出的乙鱼的生殖腺中的细胞由甲鱼的iPGCs增值分化而来,该乙鱼再与物种甲杂交,配子均是由物种甲的生殖腺细胞产生,故子一代的遗传物质来源于物种甲,C正确;
D、克隆属于无性繁殖,该实验过程中涉及到有性生殖,D错误。
故选C。
一、单选题
1.单克隆抗体技术是20世纪后期免疫学技术的重大突破。下列相关叙述错误的是
A.给小鼠免疫时,为减少感染机会只注射一次抗原
B.细胞融合后筛选杂交瘤细胞时,要在CO2培养箱中进行
C.培养和筛选时,96孔板每个小孔尽量接种一个杂交瘤细胞
D.体外培养抗体检测阳性的杂交瘤细胞是获得大量单克隆抗体的方法之一
【答案】A
【分析】单克隆抗体的制备:(1)制备产生特异性抗体的B淋巴细胞:向免疫小鼠体内注射特定的抗原,然后从小鼠脾内获得相应的B淋巴细胞;(2)获得杂交瘤细胞:①将鼠的骨髓瘤细胞与脾细胞中形成的B淋巴细胞融合;②用特定的选择培养基筛选出杂交瘤细胞,该杂种细胞既能够增殖又能产生抗体;(3)克隆化培养和抗体检测;(4)将杂交瘤细胞在体外培养或注射到小鼠腹腔内增殖;(5)提取单克隆抗体:从细胞培养液或小鼠的腹水中提取。
【详解】A、给小鼠免疫时,应多次注射相同抗原,以获得更多的能产生特异性抗体的浆细胞,A错误;
B、细胞融合后筛选杂交瘤细胞时,要在CO2培养箱中进行,为维持pH值的相对稳定,B正确;
C、培养和筛选时,96孔板每个小孔尽量接种一个杂交瘤细胞,以便每孔中只有单一抗体,便于筛选,C正确;
D、体外培养抗体检测阳性的杂交瘤细胞是获得大量单克隆抗体的方法之一,还可以将抗体检测阳性的杂交瘤细胞注射到小鼠腹腔中培养,D正确。
故选A。
2.下列关于动物细胞融合的说法,错误的是( )
A.动物细胞融合是指两个或多个细胞结合形成一个细胞的过程
B.动物细胞融合后形成的单核细胞称为杂交细胞
C.灭活病毒通过溶解磷脂双分子层诱导细胞融合
D.细胞融合技术突破了有性杂交的局限,使远缘杂交成为可能
【答案】C
【分析】动物细胞融合:(1)动物细胞融合也称细胞杂交,是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程;融合后形成的具有原来两个或多个细胞遗传信息的单核细胞,称为杂交细胞;(2)诱导动物细胞融合的方法有物理法(电激等)、化学法(聚乙二醇PEG)、生物法(灭活的病毒)等;(3)动物细胞融合的意义:打破了生殖隔离,使远缘杂交成为可能;成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和生物新品种培育等的重要手段;(4)最主要的用途:制备单克隆抗体。
【详解】A、动物细胞融合也称细胞杂交,是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程,一般为两个细胞的融合,A正确;
B、动物细胞融合后,原来两个或多个动物细胞的遗传信息重新形成一个单核细胞,称为杂交细胞,例如骨髓瘤细胞和浆细胞融合,形成杂交瘤细胞,B正确;
C、灭活病毒让两个细胞的糖蛋白失去活性,相互不能识别,从而诱导细胞融合,而非“通过溶解磷脂双分子层”,C错误;
D、细胞融合技术突破了有性杂交方法的局限,克服远缘杂交不亲和的障碍,使远缘杂交成为可能,D正确。
故选C。
3.双抗体夹心法是常用的检测抗原含量的方法,流程如下图所示。其中固相抗体是由固相载体连接后的单克隆抗体。下列叙述正确的是( )
A.将抗原A注射到小鼠体内,可从脾脏中获得相应单克隆抗体
B.检测过程中两种抗体的使用数量均应多于待测抗原的数量
C.采用该法进行检测,反应时间越长,所得的结果越准确
D.反应体系中光信号越强(颜色越深),则抗原A含量越低
【答案】B
【分析】由图可知,酶标抗体和固相抗体都可与抗原特异性结合,固相抗体的作用是将抗原固定,酶标抗体是抗体和酶的结合,抗体与固定的抗原结合,酶可催化指示底物分解,通过检测酶促反应产物量,可测定酶的量,进而测定抗原量。
【详解】A、将抗原A注射到小鼠体内,可从脾脏中获得相应抗体的B淋巴细胞,A错误;
B、固相载体连接后的单克隆抗体,具有特异性,故其使用种类(量)应明显多于待测抗原的数量才能识别并结合更多的抗原,B正确;
C、实验组只要和对照组时间相同,就可以检测光信号,可以不给予足够长的时间,C错误;
D、反应体系中光信号强度(颜色的深浅)可能与抗原A有一定的关系,但不能用它来具体判断抗原A含量的高低,D错误。
故选B。
4.2017年中国科学家利用“聪明的化学方法和操作技巧(10s内去核,15s内核移植)”成功培育了体细胞克隆猴,流程如下,下列叙述错误的是( )
A.科学家多年的反复实验带来的娴熟技术使卵细胞受损减少
B.核移植前用“灭活病毒短暂处理”主要目的是诱导细胞融合
C.上述技术有助于加速针对阿尔茨海默病、免疫缺陷、肿瘤等的新药研发进程
D.“聪明的化学方法”主要指图中①②,通过调节组蛋白修饰而抑制基因表达
【答案】D
【分析】动物核移植是将动物的一个细胞的细胞核,移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中,使其重组并发育成一个新的胚胎,这个新的胚胎最终发育为动物个体。核移植得到的动物称克隆动物。
【详解】A、科学家多年的反复实验带来的娴熟技术减少对卵细胞的伤害,提高了核移植技术的成功率,A正确;
B、诱导动物细胞融合的方法可以是灭活的病毒,B正确;
C、上述技术有助于加快灵长类动物的克隆技术进步,加速针对阿尔茨海默病、免疫缺陷、肿瘤等的新药研发进程,C正确;
D、重构胚中有部分基因进行选择性表达,本质可能是表观遗传修饰,所以需要用组蛋白去甲基化酶的mRNA来降低组蛋白甲基化水平,组蛋白脱乙酰化抑制剂来提高组蛋白乙酰化水平,从而促进基因表达,D错误。
故选D。
5.某病毒颗粒表面有一特征性的大分子结构蛋白S(含有多个不同的抗原决定基,每一个抗原决定基能够刺激机体产生一种抗体)。为了建立一种灵敏、高效检测S蛋白的方法,研究人员采用杂交瘤技术制备了抗S单克隆抗体,过程如图。下列说法正确的是( )
A.用胃蛋白酶处理,使贴壁生长的骨髓瘤细胞分散开
B.单克隆抗体A和单克隆抗体B都能够特异性识别S蛋白
C.细胞融合后,第一次筛选需用96孔板培养以获得单一类型杂交瘤细胞
D.抗体由浆细胞分泌,其化学本质大多数为蛋白质,少数为RNA
【答案】B
【分析】杂交瘤细胞制备流程: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淋巴液细胞;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;进行抗体检测,筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞;进行克隆化培养,即用培养基培养和注入小鼠腹腔中培养;最后从培养液或小鼠腹水中获取单克隆抗体。
【详解】A、胃蛋白酶作用的适宜pH约为2,多数动物细胞培养的适宜pH为7.2~7.4,所以不能用胃蛋白酶处理使贴壁生长的骨髓瘤细胞分散开,应使用胶原蛋白酶或胰蛋白酶,A错误;
B、由题意可知,由于蛋白S含有多个不同的抗原决定基,每一个抗原决定基能够刺激机体产生一种抗体,所以单克隆抗体A和单克隆抗体B都能够特异性识别S蛋白,B正确;
C、细胞融合后,第一次筛选需用特定的选择性培养基进行筛选,在该培养基上,未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡,只有融合的杂种细胞才能生长,C错误;
D、抗体由浆细胞分泌,其化学本质为蛋白质,D错误。
故选B。
6.中科院动物所利用大熊猫细胞和兔卵母细胞克隆出世界上第一批大熊猫早期胚胎,下列有关叙述正确的是( )
A.可用性激素对兔进行超数排卵来获取更多的卵母细胞
B.去核的实质是去除兔卵母细胞中核膜包被的细胞核
C.可用电刺激的方法激活重组细胞使其完成细胞分裂和发育进程
D.该过程涉及动物细胞培养、动物细胞融合和早期胚胎培养等技术
【答案】C
【分析】将供体细胞注入去核的卵母细胞,通过电融合法使两细胞融合。还可通过电刺激法激活重构胚,使其完成细胞分裂和发育进程。
【详解】A、可用促性腺激素对兔进行超数排卵来获取更多的卵母细胞,A错误;
B、去核的实质是去除兔卵母细胞中纺锤体—染色体复合物,B错误;
C、利用电刺激可以激活重组细胞,使其完成细胞分裂和发育进程,利于重构胚的形成,C正确;
D、该过程涉及动物细胞培养、早期胚胎培养等技术,但未涉及动物细胞融合,D错误。
故选C。
7.如图为细胞融合的示意图,下列叙述正确的是( )
A.若a细胞和b细胞是植物细胞,需先脱分化再诱导融合
B.a细胞和b细胞之间的融合需要促融处理后才能实现
C.c细胞的形成与a、b细胞的全能性有关
D.c细胞将同时表达a细胞和b细胞中的所有基因
【答案】B
【分析】分析题意和题图:由细胞a和细胞b经诱导融合形成杂种细胞c。
【详解】A、若a细胞和b细胞是植物细胞,需先去细胞壁再诱导融合,A错误;
B、a细胞和b细胞之间的融合需要促融处理后才能实现,可通过物理、化学等方法促进融合,B正确;
C、c细胞的形成,体现细胞膜具有流动性,与a、b细胞的全能性无关,C错误;
D、c细胞将选择性的表达a细胞和b细胞中的基因,D错误。
故选B。
8.野生动物郊狼的物种数量近年不断减少、濒临灭绝,科研人员利用种间体细胞核移植技术(iSCNT)培育小郊狼的流程如下图。下列叙述正确的是( )
A.卵母细胞去核不需要在显微镜下操作
B.iSCNT技术比胚胎细胞核移植技术难度要大
C.郊狼的耳廓组织培养时只需提供营养即可
D.小郊狼与郊狼遗传物质完全相同
【答案】B
【分析】动物细胞培养条件:(1)无菌、无毒的环境:①消毒、灭菌;②添加一定量的抗生素;③定期更换培养液,以清除代谢废物;(2)营养物质:糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等,还需加入血清、血浆等天然物质;(3)温度和pH:哺乳动物多以36.5℃为宜,最适pH为7.2-7.4;(4)气体环境:95%空气(细胞代谢必需的)和5%的CO2(维持培养液的pH)。
【详解】A、目前核移植技术中普遍使用的去核方法是显微操作去核法,还有人采用其他方法,如梯度离心,紫外光短时间照射,化学物质处理等;哺乳动物卵母细胞去核一般采用显微操作法去核,则方法需要显微镜下操作,A错误;
B、与胚胎细胞核移植技术相比,种间体细胞核移植技术(iSCNT)的成功率更低,这是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,iSCNT技术难度更大,B正确;
C、郊狼的耳廓组织在培养时除营养外,还需提供的条件是适宜的温度、pH和渗透压、无菌、无毒的环境以及适宜的气体环境(95%空气和5%的CO2),其中最适的pH为7.2~7.4,C错误;
D、小郊狼的核遗传物质与郊狼完全相同,而质基因来自家犬和郊狼,可见,小郊狼与郊狼遗传物质不完全相同,D错误。
故选B。
9.2017年,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。据图分析下列叙述错误的是( )
A.该技术可避免母亲的线粒体遗传病基因传递给后代
B.进行体外成熟培养的原因是 MⅡ期的卵母细胞才能具备受精能力
C.卵母细胞捐献者携带的红绿色盲基因能够遗传给“三亲婴儿”
D.“三亲婴儿”同时拥有自己父亲、母亲及卵母细胞捐献者的部分基因
【答案】C
【分析】卵母细胞在输卵管中发育达到减数分裂Ⅱ时,才具备与精子受精的能力。
【详解】A、由图可知,该技术是将母亲卵母细胞的细胞核和供体的去核卵母细胞融合然后进行体外受精形成受精卵的,因此该技术可避免母亲的线粒体遗传病基因传递给后代,A正确;
B、卵母细胞的减数分裂进行到M Ⅱ期就会暂停,直到有精子进入次级卵母细胞之后才完成后续的分裂过程,即M Ⅱ期的卵母细胞才能具备受精能力,B正确;
C、红绿色盲基因位于X染色体上,X染色体位于细胞核中,卵母细胞捐献者提供的是去掉核的卵母细胞,因此卵母细胞捐献者携带的红绿色盲基因不会遗传给三亲婴儿,C错误;
D、由图可知,父亲提供精子,母亲提供卵母细胞的细胞核,卵母细胞捐献则提供去核卵母细胞,因此三亲婴儿同时拥有自己父亲、母亲以及卵母细胞捐献者的部分基因,D正确。
故选C。
10.“中中”和“华华”是世界上首例体细胞克隆猴。我国研究人员将组蛋白去甲基化酶Kdm4d的mRNA 注入重构胚,同时用组蛋白脱乙酰酶抑制剂 TSA 处理重构胚,克服了多年来导致体细胞克隆猴失败的障碍,培育流程如图,下列叙述错误的是( )
A.用灭活的病毒处理的目的是诱导体细胞和去核卵母细胞的融合
B.体细胞克隆猴成功率低,可能与组蛋白甲基化有关
C.组蛋白乙酰化会阻碍重构胚中细胞的分裂和发育进程
D.去核的卵母细胞能提供激活供体细胞核全能性表达的物质和条件
【答案】C
【分析】细胞核移植概念:将动物的一个细胞的细胞核移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中,使其重组并发育成一个新的胚胎,这个新的胚胎最终发育成动物个体。用核移植的方法得到的动物称为克隆动物。目前核移植技术中普遍使用的去核方法是显微直接去除法以及密度梯度离心,紫外光短时间照射、化学物质处理等方法。
【详解】A、灭活的病毒能诱导动物细胞融合,A正确;
B、由题干可知,将组蛋白去甲基化酶Kdm4d的mRNA 注入重构胚,利于发育成克隆小猴,说明组蛋白甲基化阻碍体细胞克隆猴生长发育,使其成功率低,B正确;
C、由题干可知,用组蛋白脱乙酰酶抑制剂TSA处理重构胚,发育成克隆小猴,说明组蛋白乙酰化会促进重构胚中细胞的分裂和发育进程,C错误;
D、去核的卵母细胞能提供激活供体细胞核全能性表达的物质和条件,D正确。
故选C。
二、多选题
11.近年来,野生动物郊狼的物种数量不断减少。科研人员利用种间体细胞核移植技术培育小郊狼的流程如图所示。下列叙述不正确的是( )
A.小郊狼的遗传性状和代孕家犬的相同
B.使用显微操作技术对卵母细胞去核,且所用卵母细胞处于MⅠ期
C.②是透明带,①中的染色体数目与初级卵母细胞中的相同
D.可用乙醇等处理激活结构③,使其完成细胞分裂和发育进程
【答案】ABC
【分析】动物细胞核移植技术是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。
【详解】A、小郊狼的细胞核基因来自郊狼,细胞质基因来自郊狼和家犬,所以小郊狼的遗传性状与郊狼和家犬有关,与代孕家犬无关,即小郊狼的遗传性状和代孕家犬的不同,A错误;
B、使用显微操作技术对卵母细胞去核,且所用卵母细胞处于MⅡ中期,B错误;
C、②是透明带,①表示经减数分裂Ⅰ结束形成的第一极体,其中的染色体的数目是体细胞的一半,初级卵母细胞中的染色体数目与体细胞中的相同,所以①中的染色体数目与初级卵母细胞中的不同,C错误;
D、结构③表示重构胚,可用电刺激、Ca2+ 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,D正确。
故选ABC。
12.如图为核移植实验过程示意图。据图分析,下列相关叙述正确的是( )
A.去核的时期应该在MⅡ期,原因是该时期第一极体和卵细胞核较近
B.桑葚胚细胞应提取出细胞核后,尽快注入去核的卵母细胞中
C.电融合法可促使重构胚形成,后期还需要其他方法激活重构胚
D.受体动物应选择与供体相同的品种,防止出现免疫排斥现象
【答案】AC
【分析】受精前的准备阶段:(1)准备阶段1-精子获能,刚刚排出的精子,不能立即与卵子受精,必须在雌性动物生殖道发生相应的生理变化后,才能获得受精能力。(2)准备阶段2-卵子的准备,动物排出的可能是初级卵母细胞也可能是次级卵母细胞,都要在输卵管内进一步成熟,达到减数第二次分裂中期时,才具备与精子受精的能力。
【详解】A、去核的时期应该在MⅡ期,此时第一极体和卵细胞核较近,利用显微操作去核法,将细胞核和第一极体一并吸出,A正确;
B、由图可知,桑葚胚细胞不需要提取出细胞核,可直接注入去核的卵母细胞中,B错误;
C、电融合法可促使重组胚胎形成,后期还需要其他方法(如电刺激、Ca2+载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等)激活重组胚胎,C正确;
D、受体动物应选择与供体相同的品种,一般不会出现免疫排斥现象,两者之间无关,D错误。
故选AC。
13.线粒体遗传病是由线粒体DNA突变引起的,也受核基因的影响。为了研究线粒体遗传病的机制,需要构建核基因相同的转线粒体永生细胞系。构建转线粒体永生细胞系的过程如图所示。淋巴细胞受EB病毒(EBV)感染后能无限增殖,会被BrdU杀死。ρ°细胞不会被BrdU杀死,但其在含有尿嘧啶的培养基中才能生长。下列叙述正确的是( )
A.可通过紫外线短时间照射去除淋巴细胞的细胞核,实质是去除纺锤体—染色体复合物
B.ρ°细胞由于缺少核DNA,因此不能在缺乏尿嘧啶的培养基中生长
C.为了筛选出转线粒体永生细胞,选择培养基中应添加BrdU,不添加尿嘧啶
D.由于细胞融合具有随机性,因此需要经过选择培养基筛选,后续不需要经过克隆化培养和抗体检测
【答案】ACD
【分析】细胞核移植概念:将动物的一个细胞的细胞核移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中,使其重组并发育成一个新的胚胎,这个新的胚胎最终发育成动物个体。用核移植的方法得到的动物称为克隆动物。目前核移植技术中普遍使用的去核方法是显微直接去除法以及密度梯度离心,紫外光短时间照射、化学物质处理等方法。
【详解】A、可采用梯度离心、紫外光短时间照射、化学物质处理等方法去除细胞核,实质是去除纺锤体—染色体复合物,A正确;
B、ρ°细胞缺少的是线粒体 DNA,ρ°细胞在含有尿嘧啶的培养基中能够生长,B错误;
C、由题干信息可知,淋巴细胞受EBV病毒感染后能无限增殖,会被BrdU杀死,ρ°细胞不会被BrdU杀死,但是在含有尿嘧啶的培养基中才能生长,所以在加BrdU不加尿嘧啶的选择培养基中,可筛选出转线粒体永生细胞,C正确;
D、由于细胞融合具有随机性,因此需要经过选择培养基筛选,通过选择培养得到的阳性细胞即为转线粒体永生细胞,后续不需要经过克隆化培养和抗体检测,D正确。
故选ACD。
14.在制备抗A抗原的单克隆抗体过程中,杂交瘤细胞在传代培养时,来自B淋巴细胞的染色体往往会随机丢失。为解决此问题,研究者将经A抗原刺激后的B淋巴细胞,用 EBV (一种病毒颗粒)感染,获得“染色体核型稳定”的EBV 转化细胞。EBV 转化细胞能够在选择培养基X中存活,但对乌本苷(Oua)敏感,骨髓瘤细胞在选择培养基X中不能存活,对Oua不敏感。下图表示部分操作过程,①~⑤代表相关过程,a~g代表相关细胞。不考虑基因互作和其他变异。下列叙述正确的是( )
A.①向小鼠注射A抗原获得a细胞
B.③用选择培养基X筛选融合的杂交瘤细胞
C.用EBV感染a细胞,⑤过程中可持续获得抗A抗原的单克隆抗体
D.若未用EBV感染a细胞,通过研究g中的细胞可对抗体基因初步定位
【答案】ACD
【分析】单克隆抗体的制备:注射特定抗原、从小鼠的脾脏中获得产生特定抗体的B淋巴细胞、将B淋巴细胞与骨髓瘤细胞诱导融合、用特定选择培养基筛选出杂交瘤细胞、再利用克隆化培养和抗体检测获得足够多数量的能分泌所需抗体的细胞、将该细胞在体外培养或者注射到小鼠腹腔内增殖、从细胞培养液或小鼠腹水中获取大量单克隆抗体。
【详解】A、①向小鼠注射A抗原获得能产生相应抗体a的B淋巴细胞,A正确;
B、分析题意,EBV转化细胞能够在选择培养基X中存活,骨髓瘤细胞在选择培养基X中不能存活,故③用选择培养基X筛选出EBV转化细胞和骨髓瘤细胞融合的细胞,B错误;
C、分析题意,用EBV(一种病毒颗粒)感染,获得“染色体核型稳定”的EBV转化细胞,由此可知,用EBV感染a细胞,⑤过程中可持续获得抗A抗原的单克隆抗体,C正确;
D、杂交瘤细胞在传代培养时,来自B淋巴细胞的染色体往往会随机丢失,从而导致得到的杂交瘤细胞不能产生抗体,故若未用EBV感染a细胞,通过研究g中的细胞可对抗体基因初步定位,D正确。
故选ACD。
15.下图是制备抗新冠病毒的单克隆抗体的过程。下列叙述正确的是( )
A.经①和②过程可获得多种杂交瘤细胞
B.②过程使用胰蛋白酶有利于获得能产生特异性抗体的杂交瘤细胞
C.③过程中的作用是刺激细胞进行呼吸作用
D.若④过程抗体检测的结果为阴性,则应重新制备杂交瘤细胞
【答案】AD
【分析】题图分析:图示是生产抗新冠病毒的单克隆抗体过程,其中①表示给小鼠注射特定抗原,②表示细胞融合,③表示筛选出杂交瘤细胞,④表示专一抗体检测和克隆化培养。
【详解】A、过程①是通过注射抗原或抗原蛋白使小鼠发生免疫反应,获得产生相应抗体的B淋巴细胞再经过②过程融合形成的杂交瘤细胞有多种,A正确;
B、若过程②是促进细胞融合的过程,该过程中不需要使用胰蛋白酶,而是利用物理、化学和生物手段促进融合,其中用的较多的是灭活病毒诱导法,B错误;
C、③过程中CO2的作用是维持培养液的pH,C错误;
D、④过程若进行克隆化培养和专一抗体检测结果为阴性,该杂交瘤细胞不能产生特定的抗体,则应重新制备杂交瘤细胞,D正确。
故选AD。
三、非选择题
16.丙肝病毒引起的丙型肝炎可导致肝脏慢性炎症坏死和纤维化,部分患者可能发展为肝硬化甚至肝癌。为研制丙肝病毒的单克隆抗体,某研究者以小鼠为实验材料设计了以下实验流程。请回答下列问题:
(1)为使单细胞悬液中的B淋巴细胞产生的抗体中一定含有能与丙肝病毒结合的抗体,需要进行的操作是 。融合之前的两种细胞中,能通过动物细胞培养大量增加数量的是 。
(2)诱导细胞融合时利用的病毒表面含有的糖蛋白和一些酶,能够与细胞膜上的 (填化学本质)发生作用,使得细胞互相凝聚,细胞膜上的 重新排布,细胞发生融合。筛选1利用 进行筛选,而筛选2通过多次的 来完成。
(3)得到大量丙肝病毒单克隆抗体的方法之一是将杂交瘤细胞在体外培养液中进行培养,接入培养液中杂交瘤细胞的量是单克隆抗体产量的重要影响因素之一,为探究一定培养液中接种杂交瘤细胞的最佳数量,实验思路为将适宜的动物细胞培养液分为体积相同的几组(可自设组数)。在不同组别中接种 ,一定时间后测定 。
【答案】(1) 给小鼠注射丙肝病毒使小鼠产生免疫反应 骨髓瘤细胞
(2) 糖蛋白 蛋白质分子和脂质分子 选择培养基 克隆化培养和抗体检测
(3) 不同量的能产生丙肝病毒的单克隆抗体的杂交瘤细胞 培养液中的抗体含量
【分析】单克隆抗体的制备过程:(1)制备产生特异性抗体的B淋巴细胞:向免疫小鼠体内注射特定的抗原,然后从小鼠脾内获得相应的B淋巴细胞。(2)获得杂交瘤细胞:①将鼠的骨髓瘤细胞与脾细胞中形成的B淋巴细胞融合;②用特定的选择培养基筛选出杂交瘤细胞,该杂种细胞既能够增殖又能产生抗体。(3)克隆化培养和抗体检测。(4)将杂交瘤细胞在体外培养或注射到小鼠腹腔内增殖。(5)提取单克隆抗体:从细胞培养液或小鼠的腹水中提取。
【详解】(1)用丙肝病毒对小鼠进行免疫后,小鼠的B淋巴细胞能产生抗丙肝病毒的抗体,从该小鼠的脾细胞中能获得产生该抗体的B淋巴细胞。B淋巴细胞在体外培养条件下不能无限增殖,而骨髓瘤细胞能无限增殖,故融合之前的两种细胞中,能通过动物细胞培养大量增加数量的是骨髓瘤细胞。
(2)诱导细胞融合的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,使得细胞互相凝聚,细胞膜具有一定的流动性,在灭活病毒的诱导下,其上的蛋白质分子和脂质分子重新排布,细胞膜会发生融合。细胞融合后产生的融合细胞有B细胞间的融合、骨髓瘤细胞间的融合及B细胞和骨髓瘤细胞的融合,会产生三类细胞。筛选1是指利用选择培养基进行筛选得到杂交瘤细胞。由于杂交瘤细胞产生的抗体除了抗丙肝病毒的抗体外,还可能有其他类型,故筛选2是指进行多次的克隆化培养和专一性抗体检测,以得到能产生所需抗体的杂交瘤细胞。
(3)实验的自变量是培养液中接种杂交瘤细胞的数量,因变量为一定时间内抗丙肝病毒抗体的数量,除自变量外,其他条件要相同且适宜。所以实验思路为:将适宜的动物细胞培养液分为体积相同的几组(可自设组数)。在不同组别中接种不同量的能产生丙肝病毒的单克隆抗体的杂交瘤细胞,一定时间后测定培养液中的抗体含量。
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