内容正文:
专题03 动物细胞工程
1.(23-24高二下·甘肃白银·期中)下列关于细胞工程的叙述,正确的是( )
A.植物组织培养的全过程需要持续光照
B.在愈伤组织形成幼苗的再分化过程中,不会发生细胞的增殖
C.动物细胞在培养过程中均会出现细胞贴壁现象
D.细胞工程应用了细胞生物学、分子生物学和发育生物学等学科的原理和方法
【答案】D
【分析】细胞工程是应用细胞生物学和分子生物学的理论和方法,按照人们的设计蓝图,进行在细胞水平上的遗传操作及进行大规模的细胞和组织培养。
【详解】A、植物组织培养的脱分化阶段一般不需要光照,A错误;
B、在愈伤组织形成幼苗的再分化过程中,会发生细胞的分裂和分化现象,即会发生细胞的增殖,B错误;
C、动物细胞培养分为两种类型,一种是悬浮培养,一种是贴壁培养,前者不会出现细胞贴壁现象,后者会出现细胞贴壁现象,C错误;
D、细胞工程应用了细胞生物学、分子生物学、发育生物学的原理和方法,如将转基因和细胞培养相结合,D正确。
故选D。
2.(23-24高二下·四川内江·期中)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.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
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.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
【答案】D
【分析】干细胞是一类具有自我复制能力及多向分化潜能的细胞,在一定条件下,它可以分化成多种功能细胞。根据干细胞的发育潜能分为三类:全能干细胞、多能干细胞和单能干细胞。
【详解】A、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,A正确;
B、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;
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,即细胞的功能发生了特化,因而发生了细胞分化,C正确;
D、胚胎干细胞不能无限增殖,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,D错误。
故选D。
3.(23-24高二下·山西朔州·期中)下列有关动物细胞培养的叙述,正确的是( )
A.温度以(36.5±0.5)℃为宜 B.动物细胞培养过程不需要考虑渗透压
C.通入5%CO2以刺激细胞正常呼吸 D.一般用胃蛋白酶分散细胞
【答案】A
【分析】1、动物细胞培养过程:取动物组织块→用机械的方法或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理,分散成单个细胞→制成细胞悬液→原代培养→传代培养。
2、人们通常将分瓶之前的细胞培养,即动物组织经处理后的初次培养称为原代培养,将分瓶后的细胞培养称为传代培养。
3、动物细胞培养的条件有营养,无菌、无毒的环境,温度、pH和渗透压,气体环境。
【详解】A、哺乳动物细胞体外培养时的温度多以(36.5±0.5)℃为宜,A正确;
B、动物细胞培养过程需要考虑温度、pH和渗透压,B错误;
C、细胞体外培养通入5%的CO2主要是维持培养液的pH,C错误;
D、动物细胞培养可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶分散细胞,胃蛋白酶在强酸条件下发挥活性,在偏中性的pH下无活性,动物细胞培养液偏中性,D错误。
故选A。
4.(23-24高二下·山东枣庄·期中)如下图为诱导多能干细胞(iPS细胞)用于治疗糖尿病的示意图,下列相关叙述错误的是( )
A.iPS细胞全能性高于成体干细胞
B.iPS细胞可来源于病人自身体细胞,理论上可避免免疫排斥反应
C.成纤维细胞转化为iPS细胞的过程中,遗传物质不受影响
D.iPS细胞较胚胎干细胞更容易发育为特定组织或器官,因而应用前景更优
【答案】D
【分析】动物和人体内少数具有分裂和分化能力的细胞称为干细胞,干细胞存在于早期胚胎、骨髓和脐带血等多种组织和器官中,包括胚胎干细胞和成体干细胞等。
【详解】A、成体干细胞只能分化成特定的细胞或组织,具有组织特异性,iPS细胞可诱导分化成多种细胞,iPS细胞全能性高于成体干细胞,A正确;
B、用患者自己的体细胞通过体外诱导成胰岛细胞,并将胰岛细胞细胞移植回病人体内,由于移植的细胞是由病人自身细胞得到的,理论上可以避免免疫排斥反应,B正确;
C、成纤维细胞转入相关因子后细胞发生转化形成iPS细胞,其全能性变高,遗传物质不受影响,C正确;
D、iPS细胞类似胚胎干细胞,并不比胚胎干细胞更容易发育为特定组织或器官,因为iPS细胞诱导过程中无须破坏胚胎,且iPS细胞可以来自病人自身的细胞,将它移植回病人体内,理论上可以避免免疫排斥反应,因此科学家普遍认为iPS细胞的应用前景优于胚胎干细胞,D错误。
故选D。
5.(23-24高二下·广东惠州·期中)使用高效的细胞毒素类药物进行化疗可以有效杀死肿瘤细胞,但细胞毒素没有特异性,在杀伤肿瘤细胞的同时还会对健康细胞造成伤害。构建抗体--药物偶联物(ADC)能对肿瘤细胞进行选择性杀伤,ADC通常由抗体、接头和药物(如细胞毒素)三部分组成,它的作用机制如图所示。下列叙述错误的是( )
A.制备单克隆抗体时,获得的杂交瘤细胞需进行克隆化培养和抗体检测
B.ADC 中抗体的作用是与肿瘤细胞特异性结合,将药物带到肿瘤细胞
C.ADC与癌细胞识别后,通过胞吞进入细胞体现了细胞膜的选择透过性
D.药物在癌细胞内释放并起作用,同时诱导溶酶体破裂,加速了癌细胞的凋亡
【答案】C
【分析】单克隆抗体是由单一B细胞克隆产生的高度均一、仅针对某一特定抗原的抗体。通常采用杂交瘤技术来制备,单克隆抗体是在细胞融合技术的基础上,将具有分泌特异性抗体能力的浆细胞和具有无限繁殖能力的骨髓瘤细胞融合为杂交瘤细胞,杂交瘤细胞既能产生抗体,又能无限增殖。用具备这种特性的单个杂交瘤细胞培养成细胞群,可制备针对一种抗原的特异性抗体即单克隆抗体
【详解】A、制备单克隆抗体时,融合细胞首先需要经过选择性培养基进行筛选获得杂交瘤细胞;还需进行克隆化培养和抗体检测,经多次筛选,用专一抗体检验呈阳性才可获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞,再进行体内或体外培养,大量制备单克隆抗体,A正确;
B、肿瘤细胞相当于抗原,ADC中抗体可以特异性的和肿瘤细胞结合,将药物带到肿瘤细胞,起到导向作用,B正确;
C、ADC与癌细胞识别后,通过胞吞进入细胞体现了细胞膜的流动性特点,C错误;
D、由图可知,药物在癌细胞内释放并起作用,同时诱导溶酶体破裂,加速了癌细胞的凋亡,达到了杀死癌细胞的目的,D正确。
故选C。
6.(23-24高二下·山东临沂·期中)CD47是一种跨膜糖蛋白,肺癌、结肠癌等多种肿瘤细胞表面的CD47含量明显高于正常细胞。为此科学家研究并制备了抗CD47单克隆抗体,以抑制肿瘤细胞表面CD47蛋白的活性,从而促进巨噬细胞吞噬肿瘤细胞。提取肿瘤细胞的mRNA,通过RT-PCR技术扩增获得大量CD47基因,再利用基因工程、单克隆抗体制备以获得大量抗CD47单克隆抗体。相关叙述错误的是( )
A.RT-PCR过程需要逆转录酶和耐高温的DNA聚合酶
B.CD47基因必须插入重组质粒的启动子和终止子之间才能进行复制
C.细胞B是从经免疫处理的小鼠体内获取的B淋巴细胞
D.上述方法生产的CD47与肿瘤细胞表面的CD47往往具有不同的结构
【答案】B
【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、提取肿瘤细胞的mRNA,通过RT-PCR技术扩增获得大量CD47基因,需要用逆转录酶以RNA为模板合成DNA片段,再利用耐高温的DNA聚合酶进行基因扩增,A正确;
B、CD47基因必须插入复制原点才能进行复制,B错误;
C、细胞B是从经免疫处理的小鼠体内获取的B淋巴细胞,能够产生抗CD47抗体,C正确;
D、大肠杆菌为原核生物,其细胞中没有内质网和高尔基体,因此大肠杆菌分泌的CD47蛋白,其形成过程中没有经过内质网和高尔基体的加工;肿瘤细胞中有内质网和高尔基体,所以肿瘤细胞产生的CD47,其形成过程经过了内质网和高尔基体的加工,因此两种不同方式合成的蛋白质往往具有不同的结构,D正确。
故选B。
7.(23-24高二下·河北唐山·期中)下列是动物细胞工程常用的技术手段与相关应用的搭配,不合理的是( )
A.细胞培养技术——促进优良畜群繁育
B.动物细胞融合技术——制备单克隆抗体
C.体细胞核移植技术——保护濒危物种
D.细胞培养技术——获取自体健康皮肤
【答案】A
【分析】动物细胞工程常用的技术手段有:动物细胞培养、动物细胞核移植、动物细胞融合、生产单克隆抗体等。
【详解】A、促进优良畜群繁育是利用了胚胎移植技术,而细胞培养技术只能使细胞数量增多,A错误;
B、制备单克隆抗体就是将已免疫的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞进行融合,再由杂交瘤细胞产生单克隆抗体,B正确;
C、通过细胞核移植技术可以克隆大量的濒危动物,保护濒危物种,C正确;
D、在进行皮肤移植的时候可以获取自体健康皮肤进行动物细胞培养,获得大量的自体皮肤,移植后不会发生免疫排斥反应,D正确。
故选A。
8.(23-24高二下·河南濮阳·期中)用牛的皮肤细胞进行核移植后获得克隆牛。与非克隆牛相比,克隆牛乳汁中的蛋白质和脂肪含量低,但就乳蛋白和乳脂含量的差异程度而言,同一供体的克隆牛之间的差异程度小于非克隆牛。据此判断,下列说法正确的是( )
A.克隆牛的产生过程属于有性生殖
B.该过程体现了动物体细胞具有全能性
C.操作时需要对牛的皮肤细胞进行显微操作去核
D.遗传物质差异小导致克隆牛之间物质差异程度小
【答案】D
【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。 哺乳动物核移植可以分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植。由于动物胚胎细胞分化程度低,表现全能性相对容易,而动物体细胞分化程度高,表现全能性十分困难,因此动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植。
【详解】A、克隆牛的产生过程属于无性生殖,A错误;
B、该过程体现了动物体细胞核具有全能性,B错误;
C、牛的皮肤细胞提供细胞核,操作时需要对卵母细胞进行显微操作去核,C错误;
D、同一供体的克隆牛遗传物质差异小,题干信息:同一供体的克隆牛之间的差异程度小于非克隆牛,可见遗传物质差异小导致克隆牛之间物质差异程度小,D正确。
故选D。
9.(23-24高二下·黑龙江哈尔滨·期中)如图为核移植实验过程示意图,根据图示分析下列叙述正确的是( )
A.去核的时期应该在MⅠ期,原因是该时期第一极体和卵母细胞核较近
B.桑葚胚细胞必须要提取出细胞核后,尽快注入去核的卵母细胞中
C.重构胚形成后还需要其他方法激活
D.克隆动物细胞质中的DNA完全由卵母细胞中提供
【答案】C
【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,A错误;
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、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,意味着其也提供了一部分细胞质,因此克隆动物细胞质中的DNA并非完全由卵母细胞中提供,D错误。
故选C。
10.(23-24高二下·云南红河·期中)下列关于动物细胞核移植技术和克隆动物的叙述,不正确的是( )
A.在动物体细胞核移植过程中,可用电刺激的方法激活重构胚
B.在畜牧生产中,可利用体细胞核移植技术加速家畜遗传改良进程
C.动物体细胞核移植时,常用显微操作技术将供体细胞注入去核的体细胞
D.在体细胞核移植技术中,采集的卵母细胞一般需要在体外培养到MⅡ期
【答案】C
【分析】动物核移植是指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。
【详解】A、激活重构胚的方法有电刺激、Ca2+载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂,所以在动物体细胞核移植过程中,可用电刺激的方法激活重构胚,A正确;
B、体细胞核移植技术在畜牧生产方面主要可以加速家畜遗传改良进程,促进优良畜群繁育,B正确;
C、动物体细胞核移植时,常用显微操作技术将供体细胞注入去核的卵母细胞,而非体细胞,C错误;
D、核移植时,受体卵母细胞要在体外培养至MⅡ中期,该时期卵母细胞核的位置靠近极体,可用微型吸管将之与细胞核一并吸出,D正确。
故选C。
二、非选择题
11.(23-24高二下·山西阳泉·期中)诱导多能干细胞(iPS细胞),因为诱导过程无须破坏胚胎,而且iPS细胞可来源于病人自身体细胞,因此iPS细胞应用前景优于胚胎干细胞。下图为iPS细胞的获得及用其培育不同种细胞的示意图(c-Myc、Klf4、Sox2和Oct3/4基因与细胞分化方向改变有关)。请回答下列问题。
(1)在对成纤维细胞进行培养时,常用 处理使之分散成单个细胞,对其进行的初次培养称为 ,培养的细胞在贴壁成长至充满培养皿底时停止分裂,这种现象称为 ,
培养过程通常加入血清等一些天然成分的原因是 。
(2)培养iPS细胞培养基中应含有细胞所需的各种营养物质,并定期更换培养液。定期更换培养液的目的是 。将细胞置于95%空气和5%CO2的混合气体环境培养的原因是 。
(3)过程③④为iPS细胞提供的条件不同,分化得到的细胞不同,可知细胞分化是 的结果。若iPS细胞来源于病人自身体细胞的诱导,再将其分化出的细胞移入患者体内的优势是 。
【答案】(1) 胰蛋白酶 原代培养 接触抑制 血清、血浆等一些天然成分可以补充细胞所需的合成培养液中缺乏的营养成分
(2) 清除代谢物﹐防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害 空气中的O2是细胞代谢所必需的,CO2能维持培养液的pH
(3) 基因选择性表达 避免了免疫排斥问题
【分析】干细胞的应用:拥有自我更新能力及分化潜能的干细胞,与组织、器官的发育、再生和修复等密切相关。
【详解】(1)在对成纤维细胞进行培养时,常用胰蛋白酶处理使之分散成单个细胞,对其进行的初次培养称为原代培养,培养的细胞在贴壁成长至充满培养皿底时停止分裂,这种现象称为接触抑制。
由于血清、血浆等一些天然成分可以补充细胞所需的合成培养液中缺乏的营养成分,因此动物细胞培养时常加入血清等一些天然成分。
(2)定期更换培养液的目的是清除代谢废物﹐防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害。将细胞置于95%空气和5%CO2的混合气体环境培养既满足细胞呼吸对氧气的需求(O2是细胞代谢所必需的),又能维持培养液pH(CO2能维持培养液的pH)。
(3)细胞分化是基因的选择性表达的结果。若iPS细胞来源于病人自身体细胞的诱导,再将其分化出的细胞移入患者体内,由于自体细胞组织相容性抗原相同,故可以避免发生免疫排斥。
12.(23-24高二下·河南郑州·期中)生物体细胞代谢过程会产生活性氧(ROS),活性氧产生过多是高氧诱导肺损伤的主要原因。研究人员使用大鼠肺泡上皮细胞进行相关实验,检测的线粒体内的相关指标如表所示。回答下列问题。
检测指标
组别
细胞(个/mL)
Ca2+(nmol/L)
活性氧(RFU)
NAD+/NADH比值
对照组
2×106
19.5
491
3.89
高氧组
2×106
24.3
530
2.44
拮抗剂组
2×106
17.2
480
3.71
(1)培养大鼠肺泡上皮细胞时,首先需要使用 处理上皮组织一段时间,使组织分散成单个细胞。培养过程中提供适宜的温度、pH和 。
(2)培养大鼠肺泡上皮细胞时,上皮细胞需要贴附在培养瓶的瓶壁上才能生长,这种现象叫作 。一般来说,幼龄动物的细胞比老龄动物的细胞更容易培养的原因是 。
(3)研究人员按上表实验要求设置了三组实验,其中对照组置于适宜氧浓度的培养箱中,高氧组置于氧浓度90%的培养箱中,拮抗剂组加入能与线粒体钙通道蛋白结合的拮抗剂后,置于 的培养箱中。研究发现,高氧环境促进Ca2+进入线粒体,Ca2+可提高线粒体内部分酶的活性。根据表中实验结果,结合已学的细胞呼吸和细胞衰老的相关知识,推测Ca2+、活性氧量、NAD+/NADH比值之间的调控关系是 (用“A→B→C”格式填写)。
【答案】(1) 胰蛋白酶和胶原蛋白酶 渗透压
(2) 细胞贴壁 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
(3) 氧浓度90% Ca2+→NAD+/NADH比值→活性氧
【分析】动物细胞培养需要适宜条件:营养、无菌无毒、适宜温度、pH和渗透压以及一定的气体条件如95%空气和5%CO2。
【详解】(1)培养大鼠肺泡上皮细胞时,首先需要使用胰蛋白酶和胶原蛋白酶处理上皮组织一段时间,使组织分散成单个细胞。培养过程中提供适宜的温度、pH和渗透压。
(2)培养大鼠肺泡上皮细胞时,上皮细胞需要贴附在培养瓶的瓶壁上才能生长,这种现象叫作细胞贴壁。一般来说,幼龄动物的细胞比老龄动物的细胞更容易培养的原因是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。
(3)分析表格可知,实验自变量是是否高氧以及是否加拮抗剂,拮抗剂组应与高氧组形成对照,故拮抗剂组加入能与线粒体钙通道蛋白结合的拮抗剂后,置于氧浓度90%的培养箱中。研究发现,高氧环境促进Ca2+进入线粒体,Ca2+可提高线粒体内部分酶的活性。根据表中实验结果,比较高氧组和拮抗剂组结果,高氧组的Ca2+和活性氧量均比对照组高,NAD+/NADH比值比对照组低,而拮抗剂组与对照组差别不大,且拮抗剂组的处理为加入能与线粒体钙通道蛋白结合的拮抗剂后,也置于氧浓度90%的培养箱中,同时结合“Ca2+可提高线粒体内部分酶的活性,从而调节NAD+/NADH的比值”,说明Ca2+、活性氧量、NAD+/NADH比值之间的调控关系是Ca2+→NAD+/NADH比值→活性氧。
13.(23-24高二下·黑龙江哈尔滨·期中)人乳头状瘤病毒(HPV)与宫颈癌的发生密切相关,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。如图是以HPV衣壳蛋白为抗原制备出单克隆抗体的过程,请据图回答:
(1)图中向小鼠注射的A是 。
(2)图中选用B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合成杂交瘤细胞,该细胞有 的特点。筛选②需要进行克隆化培养和 。
(3)从图中可以看出,单克隆抗体的制备过程运用了动物细胞工程中的 和 两大技术。
【答案】(1)HPV衣壳蛋白
(2) 既能迅速大量增殖,又能产生抗体 抗体检测
(3) 动物细胞培养 动物细胞融合
【分析】单克隆抗体制备流程:对小鼠注射特定的抗原蛋白,使小鼠产生免疫反应,从脾脏中获得相应的B淋巴细胞;将小鼠骨髓瘤细胞与已免疫的B淋巴细胞诱导融合;(筛选①)再用特定的选择性培养基进行筛选,只有融合的杂种细胞才能生长;(筛选②)对上述杂种细胞进行克隆化培养和抗体检测,获得能产生专一抗体的杂交瘤细胞;将杂交瘤细胞在体外大规模培养或注射到小鼠腹腔内增殖,最终获得单克隆抗体。
【详解】(1)为获得抗HPV的单克隆抗体,图中向小鼠注射的A是HPV衣壳蛋白,传统生产抗体的方法是反复向小鼠注射A,然后从血清中分离所需抗体,但这种方法生的产抗体产量低、纯度低、特异性差。要想获得大量的单一抗体,也不能通过直接培养B淋巴细胞来实现,因为在体外培养条件下,B淋巴细胞不能无限增殖产生大量抗体。
(2) 图中选用B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合成杂交瘤细胞,杂交瘤细胞既有瘤细胞的特征又有B淋巴细胞的特征,即既能迅速大量增殖,又能产生抗体。筛选②需要进行克隆化培养和抗体检测,从而筛选出足够数量的能分泌抗HPV抗体的杂交瘤细胞。
(3) 单克隆抗体的制备过程运用了动物细胞培养和动物细胞融合两大技术。
14.(23-24高二下·广东佛山·期中)研究表明,转铁蛋白受体(TfR)在多种肿瘤中高表达,其在肿瘤细胞中的主要作用是参与铁离子吸收,而铁离子对包括肿瘤细胞在内的所有细胞的生产和代谢至关重要。由转铁蛋白(Tf)和TfR参与的铁运输过程如图1所示。TfR单克隆抗体能与TfR特异性结合,可阻止肿瘤细胞对铁离子的吸收,进而导致肿瘤细胞死亡,因此可用于控制肿瘤增长。回答下列问题:
(1)据图1,简述TfR单克隆抗体控制肿瘤增长的机理: 。
(2)制备TfR单克隆抗体的基本流程,如图2所示:
①过程Ⅰ中,常用的化学方法是 。
②由于密度差异导致骨髓瘤细胞与B淋巴细胞不能长时间混匀、 (答出1点)等原因,得到的少数是杂交瘤细胞,因此需要进行筛选1。
③筛选2是对杂交瘤细胞进行 ,“?”表示的内容是 。
【答案】(1)TfR单克隆抗体与TfR特异性结合,阻止全铁转铁蛋白与TfR结合,从而阻止肿瘤细胞吸收铁离子,进而导致肿瘤细胞死亡
(2) PEG融合法 细胞融合成功率低、细胞融合是随机的 克隆化培养和抗体检测 能分泌TfR抗体的杂交瘤
【分析】单克隆抗体的制备一般要经过两次筛选:第一次筛选为从多种融合的细胞中,筛选杂交瘤细胞,即从B淋巴细胞与B淋巴细胞、B淋巴细胞与骨髓瘤细胞、骨髓瘤细胞与骨髓瘤细胞这三种融合细胞中,筛选出融合的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞;第二次筛选是从杂交瘤细胞中筛选出能产生所需抗体的细胞群,然后继续培养,以获得足够数量的细胞,在体外条件下做大规模培养或注射到小鼠腹腔内增殖。
【详解】(1)据图可知,铁与Tf结合形成全铁转铁蛋白,全铁转铁蛋白能与细胞膜上的TfR结合,通过胞吞将铁运进细胞,而TfR单克隆抗体与TfR特异性结合,阻止全铁转铁蛋白与TfR结合,从而阻止肿瘤细胞吸收铁离子,进而导致肿瘤细胞死亡,因此TfR单克隆抗体可控制肿瘤增长。
(2)①过程Ⅰ中是诱导动物细胞融合,常用的化学方法是PEG融合法。
②由于密度差异导致骨髓瘤细胞与B淋巴细胞不能长时间混匀、细胞融合成功率低、细胞融合是随机的等原因,得到的少数是杂交瘤细胞,因此需要进行筛选1。
③筛选1获得的是杂交瘤细胞,但小鼠处在多种抗原刺激下,从小鼠脾脏中分离到的B淋巴细胞有多种,形成的杂交瘤细胞有多种,因此获得的杂交瘤细胞不一定能产生所需的抗体,故还需对杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测。“?”表示第二次筛选出的能分泌TfR抗体的杂交瘤。
15.(23-24高二下·安徽合肥·期中)作为实验中重要的模式动物,小鼠与人类在基因水平上高度同源,因此常用于人类某些疾病的研究。研究人员欲以小鼠为实验材料,将细胞核移植技术与干细胞技术相结合,培养所需要的细胞、组织或器官,其部分实验过程如图所示。请回答下列问题:
(1)干细胞包括胚胎干细胞和 ,后者具有 性,只能分化成特定的细胞或组织。
(2)体外培养胚胎干细胞时所需气体主要有 ,前者是细胞代谢所必需的,后者的主要作用是 。培养胚胎干细胞的培养液要定期更换,目的是 。
(3)将细胞核移植技术与干细胞技术相结合,培养所需要的细胞、组织或器官,其意义有 。
【答案】(1) 成体干细胞 组织特异
(2) O2和 CO2 维持培养液的 pH 清除代谢物,防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害
(3)有利于解决器官移植中存在的器官来源紧缺和免疫排斥问题
【分析】在体外培养细胞时,必须保证环境是无菌、无毒的,即需要对培养液和所有培养用具进行灭菌 处理以及在无菌环境下进行操作。培养液还需要定期更换, 以便清除代谢物,防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害。动物细胞培养所需气体主要有O2和CO2。 O2是细胞代谢所必需的,CO2的主要作用是维持培养液的 pH。在进行细胞培养时,通常采用培养皿或松盖培养瓶。
【详解】(1)干细胞存在于早期胚胎、骨髓和脐带血等多种组织和器官中,包括胚胎干细胞和成体干细胞。成体干细胞具有组织特异性,只能分化成特定的细胞或组织,不具有发育成完整个体的能力。
(2)体外培养胚胎干细胞时所需气体主要有O2和CO2,前者是细胞代谢所必需的,后者的主要作用是维持培养液的 pH。培养胚胎干细胞的培养液要定期更换,目的是清除代谢物,防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害。
(3)在治疗人类疾病时,转基因克隆动物的细胞、组织或器官可以用于异种移植;以患者作为供体培育的人核移植胚胎干细胞,经过诱导分化能形成相应的细胞、 组织或器官,将它们移植给患者时可以避免发生免疫排斥反应;故将细胞核移植技术与干细胞技术相结合,培养所需要的细胞、组织或器官,其意义有有利于解决器官移植中存在的器官来源紧缺和免疫排斥问题。
1.(23-24高二下·贵州遵义·期中)细胞工程中,正确选择实验材料是生物实验成功的关键。下列叙述不合理的是( )
A.选择马铃薯幼苗根尖分生组织培养,可获得脱毒苗
B.选择高产奶牛胚胎细胞作为核供体进行核移植,可提高胚胎移植的成功率
C.选择X射线处理培养瓶中的薄壁组织团块,进一步培养可获得突变体
D.选择胃蛋白酶处理牛肌肉组织,获得分裂能力强的肌肉母细胞
【答案】D
【分析】1、动物细胞核移植是指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个体。
2、选用去核卵(母)细胞的原因:卵(母)细胞大,容易操作;卵(母)细胞质多,营养丰富;含有促使细胞全能性表达的物质。
3、植物组织培养技术的应用:植物繁殖的新途径(微型繁殖、作物脱毒、人工种子)、作物新品种的培育(单倍体育种、突变体的利用)、细胞产物的工厂化生产。
【详解】A、根尖等分生区组织几乎不含病毒,因此选择马铃薯幼苗根尖分生组织培养,可获得脱毒苗,A正确;
B、胚胎细胞全能性较高,选择高产奶牛胚胎细胞作为核供体进行核移植,可提高胚胎移植的成功率,B正确;
C、薄壁组织团块分裂旺盛,DNA复制过程中易受到射线、化学物质等诱变而发生基因突变,因此选择X射线处理培养瓶中的薄壁组织团块,进一步培养可获得突变体,C正确;
D、胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理动物组织,可以使组织分散成单个细胞,利于动物细胞培养,D错误。
故选D。
2.(23-24高二下·山东日照·期中)动物细胞培养是动物细胞工程常用的技术之一。下列叙述错误的是( )
A.将动物组织分散成单个细胞需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理
B.原代培养和传代培养过程都需要95%氧气和5%CO2的气体条件
C.培养液中通常含有糖类、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等
D.向培养的体细胞中转入相关因子可能会使其转化为诱导多能干细胞
【答案】B
【分析】动物细胞培养的气体条件:95%空气和5%CO2,取动物组织块→剪碎组织→用胰蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养液中(原代培养)→放入二氧化碳培养箱培养→贴满瓶壁的细胞用酶分散为单个细胞,制成细胞悬液→转入培养液(传代培养)→放入二氧化碳培养箱培养。
【详解】A、将动物组织分散成单个细胞需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理,A正确;
B、原代培养和传代培养过程都需要95%空气和5%CO2的气体条件,B错误;
C、培养液中通常含有糖类、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等,C正确;
D、向培养的体细胞中转入相关因子可能会使其转化为诱导多能干细胞,D正确。
故选B。
3.(23-24高二下·四川南充·期中)如图为科学家在实验室中培养“人造牛肉”的简要过程,下列相关叙述正确的是( )
A.“人造牛肉”的培养有利于牛肉的工厂化生产,但环境污染严重
B.该试验中用到的培养液也能用来培养乙肝病毒
C.生物反应器内应控制适宜的温度,并充入纯氧保证细胞呼吸
D.培养瓶中的肌肉母细胞需定期用胰蛋白酶处理,分瓶后才能继续增殖
【答案】D
【分析】用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞继续传代培养。动物细胞培养过程中悬液中的细胞会很快贴附在瓶壁上。动物细胞培养的气体环境:95%空气(细胞代谢必需的)和5%CO2。“人造牛肉”的培养不仅产量高,并可以减少成本和降低环境污染。
【详解】A、理论上来说,仅来自1只动物的干细胞,可制成的肉品数量,比宰杀1头牛还多100万倍,可有利于牛肉的工厂化生产,同时也可减少对土地、饮用水和饲料的需求,且温室气体等其他环境污染物也会减少,A错误;
B、该试验中用到的培养液用来培养动物细胞,不能用来培养乙肝病毒,B错误;
C、动物细胞培养的气体环境:95%空气(细胞代谢必需的)和5%CO2,C错误;
D、动物细胞培养过程中悬液中的细胞会很快贴附在瓶壁上,培养瓶中的肌肉母细胞需定期用胰蛋白酶处理,分瓶后才能继续增殖,D正确。
故选D。
4.(23-24高二下·四川南充·期中)诺贝尔生理学奖获得者发现,利用逆转录病毒将0ct4等4个关键基因导入已分化的体细胞中并表达,可使这个细胞成为类似干细胞的诱导多能干细胞(iPS细胞)。下图为该技术在人体细胞中的实验示意图。下列相关叙述不正确的是( )
A.iPS细胞核移植比胚胎干细胞核移植更容易表现全能性
B.iPS细胞的诱导过程无需破坏胚胎,还可以避免免疫排斥
C.导入的4个关键基因能促使已分化的体细胞恢复分裂能力
D.①②③利用iPS获得各种器官组织时应加入分化诱导因子
【答案】A
【分析】分析题图:图示表示将4个关键基因移植入已分化的体细胞中并表达,使这个细胞成为具有类似干细胞的诱导多能干细胞(iPS细胞)。图中@②③表示细胞分化,其实质是基因的选择性表达。用该技术得到的新生器官替换供体病变器官,属于自体移植,不发生免疫排斥反应,这可以大大提高器官移植成功率。
【详解】A、结合题意“iPS细胞是类似干细胞的诱导多能干细胞”,而胚胎干细胞属于全能干细胞,故胚胎干细胞核移植更容易表现全能性,A错误;
B、iPS技术不使用胚胎细胞或卵细胞,只需对体细胞进行操作及适当的培养即可,无需破坏胚胎,由于该技术属于自体移植,还可以避免免疫排斥,B正确;
C、根据题文,导入的基因能促使已分化的体细胞成为诱导多能干细胞(iPS细胞),已分化体细胞无分裂能力或分裂能力较弱,而干细胞是一类有分裂能力的细胞,故导入的基因能促使已分化的体细胞恢复分裂能力,C正确;
D、iPS可分化为多种细胞,加入分化诱导因子才能获得相应的组织或器官,D正确。
故选A。
5.(23-24高二下·安徽合肥·期中)如图为诱导多能干细胞(iPS细胞)治疗糖尿病的示意图,下列叙述错误的是( )
A.成体干细胞只能分化成特定的细胞或组织
B.由iPS细胞产生的特定细胞,可以在新药测试中发挥重要作用
C.取自身细胞形成的iPS细胞来治疗心血管疾病可避免免疫排斥反应
D.iPS细胞较胚胎干细胞更容易发育为特定组织或器官,因而应用前景更优
【答案】D
【分析】动物和人体内少数具有分裂和分化能力的细胞称为干细胞,干细胞存在于早期胚胎、骨髓和脐带血等多种组织和器官中,包括胚胎干细胞和成体干细胞等。
【详解】A、成体干细胞只能分化成特定的细胞或组织,具有组织特异性,A正确;
B、由iPS细胞产生的特定细胞,是一类类似胚胎干细胞的细胞,故可以在新药的测试中发挥重要作用,B正确;
C、取自身细胞形成的iPS细胞来治疗心血管疾病可避免免疫排斥反应,原因是遗传物质相同,C正确;
D、iPS细胞类似胚胎干细胞,并不比胚胎干细胞更容易发育为特定组织或器官,因为iPS细胞诱导过程中无须破坏胚胎,且iPS细胞可以来自病人自身的细胞,将它移植回病人体内,理论上可以避免免疫排斥反应,因此科学家普遍认为iPS细胞的应用前景优于胚胎干细胞,D错误。
故选D。
6.(23-24高二下·浙江·期中)“神舟十五”飞船带回了在太空微重力环境下进行的多能干细胞向早期造血干细胞分化的研究样品,首次实现了人类干细胞“太空造血”。在太空培养的干细胞呈现出优于地面的生长方式,在微重力环境中干细胞的体外培养更接近于胚胎内干细胞的增殖与分化。下列有关于细胞分化的说法错误的是( )
A.微重力环境能使多能干细胞的遗传物质发生改变进而分化为早期造血干细胞
B.多能干细胞和早期造血干细胞的蛋白质种类不完全相同
C.细胞分化发生在个体的整个生命历程中
D.太空的微重力环境能为增强干细胞的增殖与分化提供新途径
【答案】A
【分析】1、干细胞的概念:动物和人体内保留着少量具有分裂和分化能力的细胞。
2、干细胞的分类:(1)全能干细胞:具有形成完整个体的分化潜能。(2)多能干细胞:具有分化出多种细胞组织的潜能。(3)专能干细胞:只能向一种或两种密切相关的细胞类型分化。如神经干细胞可分化为各类神经细胞,造血干细胞可分化为红细胞、白细胞等各类血细胞。
【详解】A、细胞分化是基因的选择性表达,但不会改变细胞的遗传物质,A错误;
B、由于基因的选择性表达,多能干细胞和早期造血干细胞的蛋白质种类不完全相同,B正确;
C、细胞分化发生在个体的整个生命历程中,细胞分化对于机体而言是有利的,C正确;
D、、在太空培养的干细胞呈现出优于地面的生长方式,在太空微环境中干细胞的体外培养更接近于胚胎内干细胞的增殖与分化,则太空的微重力环境能为增强干细胞诱导分化效率提供新途径,D正确。
故选A。
7.(23-24高二下·甘肃白银·期中)使用高效的细胞毒素类药物进行化疗可以有效杀伤肿瘤细胞,为了减小药物的毒副作用,将单克隆抗体与相应药物偶联结合,制成“生物导弹”来定向治疗癌症。如图为制备单克隆抗体的过程,所制得的抗体为鼠源性抗体。下列有关叙述正确的是( )
A.图中的多种B淋巴细胞可在小鼠的胸腺中获取
B.②过程在选择培养基中生长繁殖的细胞均能分泌所需抗体
C.图示过程获得的单克隆抗体不能大量制备
D.利用“生物导弹”可定向治疗癌症可减轻药物对正常细胞的伤害
【答案】D
【分析】单克隆抗体制备流程: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、用特定的抗原对小鼠进行免疫后,从小鼠的脾中得到能产生特定抗体的B淋巴细胞,而胸腺中主要是T细胞发育和成熟的场所,A错误;
B、②过程能在选择培养基中生长繁殖的细胞均为杂交瘤细胞,但不一定能分泌所需抗体,B错误;
C、图示过程获得的单克隆抗体能大量制备,C错误;
D、细胞毒素类药物对正常细胞也有杀伤作用,“生物导弹”可定向治疗癌症,减轻药物对正常细胞的伤害,D正确。
故选D。
8.(23-24高二下·贵州·期中)IL-17C是一种细胞因子,促进Th17细胞活化,激活适应性免疫系统,增强机体抵御感染的能力而起到免疫保护作用。但过度活化可能会导致炎症放大和多种自身免疫性疾病。科学研究发现,MOR106是一种IL-17C特异性抗体,能够选性地与人和小鼠IL-17C结合。关于该单克隆抗体的制备,下列说法错误的是( )
A.灭活的病毒诱导下B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合,该过程体现了细胞膜具有一定的流动性
B.需要用IL-17C对小鼠进行多次免疫,以便从小鼠脾脏中获取更多的B淋巴细胞
C.第一次筛选时,在特定的选择培养基上存活的细胞既能够大量繁殖,又都能够产生MOR106
D.用IL-17C特异性抗体MOR106可治疗自身免疫病,而非免疫缺陷病
【答案】C
【分析】1、在制备单克隆抗体时,首先要给小鼠免疫,产生相应的浆细胞,然后将浆细胞与骨髓瘤细胞融合,经过选择培养基两次筛选,最后获得能产生所需抗体的杂交瘤细胞。在单克隆抗体的制备过程中,使用了动物细胞培养和动物细胞融合等动物细胞工程技术。
2、单克隆抗体的作用:①作为诊断试剂:(最广泛的用途)具有准确、高效、简易、快速的优点;②用于治疗疾病和运载药物:主要用于治疗癌症,可制成“生物导弹”。
【详解】A、动物细胞融合过程体现了细胞膜的流动性,是细胞膜的结构特点,A正确;
B、脾脏为免疫细胞聚集的免疫器官之一,在脾脏中可分离出能产生特定抗体的B淋巴细胞,B正确;
C、第一次筛选得到的杂交瘤细胞有多种,产生的抗体有多种,C错误;
D、IL-17C特异性抗体MOR106可与IL-17C特异性结合,避免其过度活化导致炎症继而引发自身免疫性疾病,D正确。
故选C。
9.(23-24高二下·内蒙古呼和浩特·期中)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.用电刺激、Ca²+载体等方法激活重构胚,使其完成细胞分裂和发育进程
C.体细胞核移植时可用取自新鲜卵巢的卵母细胞直接作为受体细胞
D.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
【答案】C
【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、在体细胞核移植过程中,用物理方法或化学方法(如电脉冲、钙离子载体、乙醇、蛋白质合成酶抑制剂等)激活重构胚,使其完成细胞分裂和发育进程,B正确;
C、体细胞核移植需用取自新鲜卵巢的卵母细胞培养到减数第二次分裂的中期,再做受体细胞,C错误;
D、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,D正确。
故选C。
10.(22-23高二下·天津·期中)下表细胞工程技术应用中各组所选择的实验材料及材料特点与实验目的匹配错误的是( )
组别
实验目的
实验材料
材料特点
1
克隆高产奶牛
次级卵母细胞与体细胞
次级卵母细胞去核留质
2
培育脱毒草莓
茎尖
分裂能力强,易诱发突变
3
培育西红柿-马铃薯超级杂种
花粉粒
易于获取,易于组织培养
4
烧伤患者皮肤细胞移植
自体皮肤生发层细胞
分裂能力强,且不会引起免疫排斥
A.1和2 B.2和3 C.3和4 D.1和4
【答案】B
【分析】卵母细胞适于作为受体细胞,因为卵(母)细胞大,容易操作;卵(母)细胞质多,营养丰富;含有促使细胞全能性表达的物质。愈伤组织细胞分化程度低,全能性较高,细胞分裂能力强。花粉粒能用于单倍体育种,但不能用于植物体细胞杂交。
【详解】克隆动物用次级卵母细胞作为受体细胞,因为卵细胞大,营养丰富,且细胞质物质能有效调控核发育,1组正确;培育脱毒草莓时,应选用根尖或茎尖的材料,选材的原因是茎尖含病毒很少,甚至不含毒,但诱发突变不是选材的原因,2组错误;培育番茄—马铃薯超级杂种植株,应选用两种植物的体细胞,不能选用花粉粒,3组错误;烧伤患者的皮肤移植,可以选用自己的生发层细胞,分裂能力强,不会发生排斥反应,4组正确。
综上所述,2和3错误,B符合题意。
故选B。
二、非选择题
11.(23-24高二下·重庆荣昌·期中)如图为iPS细胞的获得及用其培育不同种细胞的示意图(cMyc、Klf4、Sox2和Oct3/4等基因与细胞的脱分化有关)。回答下列问题:
(1)结缔组织含成纤维细胞,请写出将结缔组织制备单细胞悬液的主要实验步骤 。在对成纤维细胞进行培养时,常用胰蛋白酶处理使之分散成单个细胞,这说明细胞间的物质为 , (填“能”或“不能”)用胃蛋白酶处理成纤维细胞,原因是 。
(2)在培养iPS细胞的过程中,需要为培养细胞提供无菌、无毒的环境,为达到此目的对培养液采取的具体操作有 (答两点)。②类似于植物组织培养中的 过程。
(3)过程③④为iPS细胞提供的条件不同,分化得到的细胞不同,可知细胞分化是 的结果。
(4)iPS细胞的应用前景优于胚胎干细胞的原因 。
【答案】(1) 结缔组织剪碎,用胰蛋白酶处理使其分散成单个细胞,加入培养液制成单细胞悬液 蛋白质 不能 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变性失活
(2) 灭菌、无菌操作、定期更换培养液和加一定量的抗生素 脱分化
(3)基因与环境共同作用
(4)无须破坏胚胎,避免免疫排斥反应
【分析】1、细胞分化:在个体发育中,相同细胞的后代,在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。细胞分化过程遗传物质不变,只是基因选择性表达的结果。
2、动物细胞培养的条件:(1)营养:细胞在体外培养时,需要提供所需的各种营养物质,通常还需要添加血清等移向天然成分,提供细胞生长必须的营养成份。(2)无菌、无毒的环境:对培养液和所有培养用具进行灭菌处理以及在无菌环境下进行操作,以防被污染。此外应定期更换培养液,以便清除代谢产物,防止细胞代谢产物累积对细胞自身产生危害。(3)温度和pH:36.5±0.5℃,7.2~7.4 。(4)气体环境:95%的空气+5%CO2的混合气体,其中5%CO2气体是为保持培养液的pH。
3、动物细胞培养的流程:取动物组织块(动物胚胎或幼龄动物的器官或组织)→剪碎→用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养瓶中进行原代培养→贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞继续传代培养。
【详解】(1)利用组织获得单细胞的步骤为结缔组织剪碎,用胰蛋白酶处理使其分散成单个细胞,加入培养液制成单细胞悬液。用胰蛋白酶分散细胞,说明细胞间的物质主要是蛋白质。胃蛋白酶作用的适宜pH约为1.5左右,当pH大于6时,胃蛋白酶就会失去活性。胰蛋白酶作用的适宜环境pH也为7.2~8.4,多数动物细胞培养的适宜pH也为7.2~7.4,胃蛋白酶在此环境中没有活性,而胰蛋白酶在此环境中活性较高,因此不能用胃蛋白酶处理成纤维细胞。
(2)为培养细胞提供无菌、无毒的环境,可定期更换培养液以清除代谢废物﹐防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害,可在培养液中加入一定量的抗生素、注意灭菌和无菌操作等,避免造成污染。培养iPS细胞的过程是将成体细胞诱导为具有分化能力细胞的过程,相当于植物组织培养中的脱分化过程。
(3)过程③④为iPS细胞提供的条件不同,分化得到的细胞不同,说明细胞分化受基因和环境共同控制。
(4)iPS细胞无须破坏胚胎,避免免疫排斥反应,其应用前景优于胚胎干细胞。
12.(23-24高二下·广东揭阳·期中)双特异性抗体是指一个抗体分子可以与两个不同抗原或同一抗原的两个不同抗原表位相结合,目前最常利用杂交瘤杂交法来制备。长春花是原产于非洲东海岸的野生花卉,其所含的长春碱具有良好的抗肿瘤作用。下图1是科研人员通过杂交一杂交瘤细胞技术(免疫的B淋巴细胞和杂交瘤细胞杂交技术)生产能同时识别癌胚抗原和长春碱的双特异性单克隆抗体的部分过程。图2是某双特异性抗体作用图。请分析回答下列问题:
(1)对③筛选出的杂交瘤细胞,还需进行 和 ,才能筛选出足够量的既能无限增殖又能产生特异性抗体的杂交瘤细胞。
(2)图2方框内至少需要经过 次筛选,才能获取单克隆杂交-杂交瘤细胞。单克隆杂交-杂交瘤细胞在体外培养时,需要满足的条件是充足的营养,无菌无毒的环境,适宜的 ,和适宜的气体环境等。
(3)临床试验发现,从小鼠腹水中提取抗体具有外源性,直接注入人体治疗效果大大降低。因此鼠源性的双特异性单克隆抗体在注射到人体前需要进行人源化改造,除抗原结合区域外,其他部分都替换为人抗体区段,目的是降低 。
(4)与直接使用长春碱相比,将长春碱与双特异性单克隆抗体结合后给药,对人体的副作用更小,原因是 。
【答案】(1) 克隆化培养 (专一)抗体检测
(2) 2/两 温度、pH和渗透压
(3)免疫排斥反应
(4)双特异性单克隆抗体能将抗癌药物定向带到癌细胞所在位置,在原位杀死癌细胞
【分析】单克隆抗体的制备过程:首先将特定抗原注射到小鼠体内,使其发生相应特异性免疫反应,小鼠体内产生具有免疫能力的B淋巴细胞。利用动物细胞融合技术将B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合,再经两次筛选:第一次筛选是利用特定选择培养基筛选,获得杂交瘤细胞,即AB型细胞(A为B淋巴细胞,B为骨髓瘤细胞),不需要A、B、AA、BB型细胞。第二次筛选是利用多孔板法和抗原-抗体杂交法筛选,获得产生特定抗体的杂交瘤细胞。
【详解】(1)为选出能产生专一抗体的杂交瘤细胞,要将从HAT培养基上筛选出的细胞稀释液滴入多孔培养板中,使多孔培养板每孔中有一个细胞,然后筛选出专一抗体检测呈阳性的细胞,进行克隆化培养。因此对③筛选出的杂交瘤细胞,还需进行克隆化培养和(专一)抗体检测,才能筛选出足够量的既能无限增殖又能产生特异性抗体的杂交瘤细胞。
(2)图2方框内需要经过2次筛选,先筛选得到对长春碱免疫的B淋巴细胞,后筛选出杂交—杂交瘤细胞;单克隆杂交一杂交瘤细胞在体外培养时,需要满足的条件是充足的营养,无菌、无毒的环境,适宜的温度、pH和渗透压,适宜的气体环境等。
(3)由于从小鼠腹水中提取抗体具有外源性,直接注入人体后会被人体免疫系统识别和清除,因此鼠源性的双特异性单克隆抗体在注射到人体前需要进行人源化改造,除抗原结合区域外,其他部分都替换为人抗体区段,目的是降低免疫排斥反应。
(4)双特异性单克隆抗体能将抗癌药物定向带到癌细胞所在位置,在原位杀死癌细胞,避免了对正常细胞的损伤,因而对人体的副作用更小。
13.(23-24高二下·甘肃白银·期中)双特异性抗体是指一个抗体分子可以与两个不同抗原或同一抗原的两个不同抗原表位相结合,目前最常利用杂交瘤杂交法来制备。长春花是原产于非洲东海岸的野生花卉,其所含的长春碱具有良好的抗肿瘤作用。下图1是科研人员通过杂交—杂交瘤细胞技术(免疫的B淋巴细胞和杂交瘤细胞杂交技术)生产能同时识别癌胚抗原和长春碱的双特异性单克隆抗体的部分过程。图2是某双特异性抗体作用图。请分析回答下列问题:
(1)图2中过程②诱导细胞融合的方法有 、电融合法、 。
(2)对③筛选出的杂交瘤细胞,还需进行 和 ,才能筛选出足够量的既能 又能产生 的杂交瘤细胞。
(3)图2中①步骤注射癌胚抗原的目的是 。图2方框内需要经过 次筛选,才能获取单克隆杂交—杂交瘤细胞。体外培养到一定时期的单克隆杂交—杂交瘤细胞会因为 、有害代谢物的积累和培养液中营养物质缺乏等因素而分裂受阻。
(4)与直接使用长春碱相比,将长春碱与双特异性单克隆抗体结合后给药,对人体的副作用更小、效果更好,原因是 。
【答案】(1) PEG融合法 灭活病毒诱导法
(2) 克隆化培养 抗体检测 无限增殖 特异性抗体
(3) 刺激小鼠产生抗癌胚抗原抗体的B淋巴细胞 两/2/二 细胞密度过大
(4)双特异性单克隆抗体能将抗癌药物定向带到癌细胞所在位置,在原位杀死癌细胞
【分析】根据题图分析,双特异性抗体制备流程为,先给小鼠注射特定癌胚抗原使之发生免疫反应,然后获取已经免疫的B淋巴细胞。诱导免疫的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;再把单克隆杂交瘤细胞与经注射长春碱后从小鼠中获得的免疫的B淋巴细胞再杂交,得到单克隆杂交—杂交瘤细胞,再培养该细胞,最终生产出能同时识别癌胚抗原和长春碱(一种抗癌药物)的双特异性单克隆抗体。
【详解】(1)诱导动物细胞融合的方法有:物理法(电融合法、离心法)、化学法(聚乙二醇融合法)、生物法(灭活病毒诱导法),与植物体细胞杂交相比,图2中过程②特有的诱导融合的方法是灭活病毒诱导法。
(2)为选出能产生专一抗体的杂交瘤细胞,要将从HAT培养基上筛选出的细胞稀释液滴入多孔培养板中,使多孔培养板每孔中有一个细胞,然后筛选出专一抗体检测呈阳性的细胞,进行克隆化培养,因此对③筛选出的杂交瘤细胞,还需进行克隆化培养和(专一)抗体检测,才能筛选出足够量的既能无限增殖又能产生特异性抗体的杂交瘤细胞。
(3)图2中①步骤注射癌胚抗原的目的是刺激小鼠产生抗癌胚抗原抗体的B淋巴细胞。图2方框内需要经过2次筛选,先筛选得到对长春碱免疫的B淋巴细胞,后筛选出杂交—杂交瘤细胞,才能获取单克隆杂交—杂交瘤细胞。体外培养到一定时期的单克隆杂交—杂交瘤细胞会因为细胞密度过大、有害代谢物的积累和培养液中营养物质缺乏等因素而分裂受阻。
(4)双特异性单克隆抗体能将抗癌药物定向带到癌细胞所在位置,在原位杀死癌细胞,对人体的副作用更小,这是利用单克隆抗体治疗疾病,体现的是双特异性单克隆抗体在治疗疾病(运载药物)方面的用途。
14.(23-24高二下·四川遂宁·期中)双特异性单克隆抗体是指可同时与癌细胞和药物结合的特异性抗体。下图是科研人员通过杂交—杂交瘤细胞技术(免疫的B细胞和杂交瘤细胞杂交技术)生产能同时识别癌胚抗原和长春碱(一种抗癌药物)的双特异性单克隆抗体的部分过程。分析回答:
(1)过程①注射癌胚抗原,制备双特异性单克隆抗体的过程中用到的技术有 。
(2)过程②诱导融合的方法有 (至少写出两种),假设仅考虑某两个细胞的融合,则经过②过程试管内含有 种类型的细胞。
(3)过程③能在HAT选择培养基上生长的细胞是 ,未融合的B淋巴细胞经过多次传代培养后都不能存活,原因是 。
(4)经过程③筛选得到的细胞还需转移至多孔培养板中进行过程④,原因是 。
(5)获得的单克隆杂交—杂交瘤细胞在体外条件下培养或 ,均可提取出大量的双特异性单克隆抗体。
【答案】(1)动物细胞融合、动物细胞培养
(2) 聚乙二醇(PEG)融合法、电融合法、灭活病毒诱导法等 5
(3) 杂交瘤细胞 不能无限增殖
(4)从小鼠体内提取的B淋巴细胞不止一种类型
(5)注射到小鼠腹腔内增殖
【分析】单克隆抗体的制备过程:(1)二次筛选:①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);②筛选出能够产生特异性抗体的细胞群。(2)细胞来源:B淋巴细胞:能产生特异性抗体,在体外不能无限繁殖;骨髓瘤细胞:不产生专一性抗体,体外能无限繁殖。(3)杂交瘤细胞的特点:既能大量增殖,又能产生特异性抗体。(4)提取单克隆抗体:从培养液或小鼠腹水中提取。
【详解】(1)根据单克隆抗体制备流程可知,该过程涉及到的技术有动物细胞融合技术、动物细胞培养技术。
(2)过程②诱导融合的方法是聚乙二醇(PEG)、灭活的病毒、电激等。仅考虑某两个细胞的融合,则可能形成骨髓瘤细胞—骨髓瘤细胞、B细胞—B细胞、骨髓瘤细胞—B淋巴细胞3种融合细胞;另外,还有部分B细胞、骨髓瘤细胞不发生融合,总共形成5种类型的细胞。
(3)HAT培养基是特定的选择性培养基,只有杂交瘤细胞能在其上生长,未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡。未融合的B淋巴细胞经多次传代培养后,仍然不是能恶性增殖的细胞,即不能无限增殖。
(4)从小鼠体内提取的B淋巴细胞不止一种类型(筛选得到的杂交瘤细胞产生的抗体并不是单克隆抗体),因此经过程③筛选得到的细胞还需转移至多孔培养板中继续进行过程④。
(5)获得的单克隆杂交—杂交瘤细胞在体外条件下培养或注射到小鼠腹腔内增殖,均可提取出大量的双特异性单克隆抗体。
15.(23-24高二下·广东揭阳·期中)下图为动物细胞培养的基本过程示意图。请回答下列问题。
(1)容器A中放置的一般是幼龄动物的器官或组织,原因是其细胞 ,易于培养。培养时先要剪碎,然后用胶原蛋白酶或 酶分散细胞,制成B瓶中的细胞悬液。将细胞悬液转入C瓶中进行的初次培养称为 。
(2)细胞正常培养了一段时间后,发现细胞绝大部分死亡,只有极少数细胞存活,这是因为存活的细胞发生了基因突变,可 。
(3)动物细胞培养过程中还需要提供O2和 CO2等气体环境,CO2的作用主要是 。
(4)动物细胞体外培养时,通常要在培养基中补充一定浓度的某些物质。下图是血清对正常细胞和癌细胞培养影响的实验结果。据图可知,培养 细胞一定需要添加血清。
【答案】(1) 分裂能力强 胰蛋白 原代培养
(2)无限增殖
(3)维持培养液的PH
(4)正常
【分析】动物细胞培养的过程
1、动物细胞培养的流程:取动物组织块(动物胚胎或幼龄动物的器官或组织)→剪碎→用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养瓶中进行原代培养→贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞继续传代培养。
2、细胞贴壁和接触抑制: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抑制时,细胞就会停止分裂增殖,这种现象称为细胞的接触抑制。
3、动物培养条件:
(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
(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】(1)容器A 中放里的一般是幼龄动物的器官或组织,原因是其细胞分裂能力强,易于培养。培养时先要剪碎,然后用胶原蛋白酶或胰蛋白酶分散细胞,制成B瓶中的细胞悬液。将细胞悬液转入C瓶中进行的初次培养称为原代培养。
(2)细胞正常培养了一段时间后,发现细胞绝大部分死亡,只有极少数细胞存活,这是因为存活的细胞发生了突变,可无限增殖。
(3)C、D 瓶中的培养液为保证无菌、无毒的环境,需要添加一定量的抗生素。培养过程中还需要提供O2和CO2 等气体环境,CO2的作用主要是维持培养液的PH值。
(4)分析曲线图:是否添加血清对于癌细胞的增殖影响不大,而对于正常细胞增殖影响很大,故培养正常细胞一定需要添加血清。
(
1
)
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
$$
专题03 动物细胞工程
1.(23-24高二下·甘肃白银·期中)下列关于细胞工程的叙述,正确的是( )
A.植物组织培养的全过程需要持续光照
B.在愈伤组织形成幼苗的再分化过程中,不会发生细胞的增殖
C.动物细胞在培养过程中均会出现细胞贴壁现象
D.细胞工程应用了细胞生物学、分子生物学和发育生物学等学科的原理和方法
2.(23-24高二下·四川内江·期中)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.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
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.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
3.(23-24高二下·山西朔州·期中)下列有关动物细胞培养的叙述,正确的是( )
A.温度以(36.5±0.5)℃为宜 B.动物细胞培养过程不需要考虑渗透压
C.通入5%CO2以刺激细胞正常呼吸 D.一般用胃蛋白酶分散细胞
4.(23-24高二下·山东枣庄·期中)如下图为诱导多能干细胞(iPS细胞)用于治疗糖尿病的示意图,下列相关叙述错误的是( )
A.iPS细胞全能性高于成体干细胞
B.iPS细胞可来源于病人自身体细胞,理论上可避免免疫排斥反应
C.成纤维细胞转化为iPS细胞的过程中,遗传物质不受影响
D.iPS细胞较胚胎干细胞更容易发育为特定组织或器官,因而应用前景更优
5.(23-24高二下·广东惠州·期中)使用高效的细胞毒素类药物进行化疗可以有效杀死肿瘤细胞,但细胞毒素没有特异性,在杀伤肿瘤细胞的同时还会对健康细胞造成伤害。构建抗体--药物偶联物(ADC)能对肿瘤细胞进行选择性杀伤,ADC通常由抗体、接头和药物(如细胞毒素)三部分组成,它的作用机制如图所示。下列叙述错误的是( )
A.制备单克隆抗体时,获得的杂交瘤细胞需进行克隆化培养和抗体检测
B.ADC 中抗体的作用是与肿瘤细胞特异性结合,将药物带到肿瘤细胞
C.ADC与癌细胞识别后,通过胞吞进入细胞体现了细胞膜的选择透过性
D.药物在癌细胞内释放并起作用,同时诱导溶酶体破裂,加速了癌细胞的凋亡
6.(23-24高二下·山东临沂·期中)CD47是一种跨膜糖蛋白,肺癌、结肠癌等多种肿瘤细胞表面的CD47含量明显高于正常细胞。为此科学家研究并制备了抗CD47单克隆抗体,以抑制肿瘤细胞表面CD47蛋白的活性,从而促进巨噬细胞吞噬肿瘤细胞。提取肿瘤细胞的mRNA,通过RT-PCR技术扩增获得大量CD47基因,再利用基因工程、单克隆抗体制备以获得大量抗CD47单克隆抗体。相关叙述错误的是( )
A.RT-PCR过程需要逆转录酶和耐高温的DNA聚合酶
B.CD47基因必须插入重组质粒的启动子和终止子之间才能进行复制
C.细胞B是从经免疫处理的小鼠体内获取的B淋巴细胞
D.上述方法生产的CD47与肿瘤细胞表面的CD47往往具有不同的结构
7.(23-24高二下·河北唐山·期中)下列是动物细胞工程常用的技术手段与相关应用的搭配,不合理的是( )
A.细胞培养技术——促进优良畜群繁育
B.动物细胞融合技术——制备单克隆抗体
C.体细胞核移植技术——保护濒危物种
D.细胞培养技术——获取自体健康皮肤
8.(23-24高二下·河南濮阳·期中)用牛的皮肤细胞进行核移植后获得克隆牛。与非克隆牛相比,克隆牛乳汁中的蛋白质和脂肪含量低,但就乳蛋白和乳脂含量的差异程度而言,同一供体的克隆牛之间的差异程度小于非克隆牛。据此判断,下列说法正确的是( )
A.克隆牛的产生过程属于有性生殖
B.该过程体现了动物体细胞具有全能性
C.操作时需要对牛的皮肤细胞进行显微操作去核
D.遗传物质差异小导致克隆牛之间物质差异程度小
9.(23-24高二下·黑龙江哈尔滨·期中)如图为核移植实验过程示意图,根据图示分析下列叙述正确的是( )
A.去核的时期应该在MⅠ期,原因是该时期第一极体和卵母细胞核较近
B.桑葚胚细胞必须要提取出细胞核后,尽快注入去核的卵母细胞中
C.重构胚形成后还需要其他方法激活
D.克隆动物细胞质中的DNA完全由卵母细胞中提供
10.(23-24高二下·云南红河·期中)下列关于动物细胞核移植技术和克隆动物的叙述,不正确的是( )
A.在动物体细胞核移植过程中,可用电刺激的方法激活重构胚
B.在畜牧生产中,可利用体细胞核移植技术加速家畜遗传改良进程
C.动物体细胞核移植时,常用显微操作技术将供体细胞注入去核的体细胞
D.在体细胞核移植技术中,采集的卵母细胞一般需要在体外培养到MⅡ期
二、非选择题
11.(23-24高二下·山西阳泉·期中)诱导多能干细胞(iPS细胞),因为诱导过程无须破坏胚胎,而且iPS细胞可来源于病人自身体细胞,因此iPS细胞应用前景优于胚胎干细胞。下图为iPS细胞的获得及用其培育不同种细胞的示意图(c-Myc、Klf4、Sox2和Oct3/4基因与细胞分化方向改变有关)。请回答下列问题。
(1)在对成纤维细胞进行培养时,常用 处理使之分散成单个细胞,对其进行的初次培养称为 ,培养的细胞在贴壁成长至充满培养皿底时停止分裂,这种现象称为 ,
培养过程通常加入血清等一些天然成分的原因是 。
(2)培养iPS细胞培养基中应含有细胞所需的各种营养物质,并定期更换培养液。定期更换培养液的目的是 。将细胞置于95%空气和5%CO2的混合气体环境培养的原因是 。
(3)过程③④为iPS细胞提供的条件不同,分化得到的细胞不同,可知细胞分化是 的结果。若iPS细胞来源于病人自身体细胞的诱导,再将其分化出的细胞移入患者体内的优势是 。
12.(23-24高二下·河南郑州·期中)生物体细胞代谢过程会产生活性氧(ROS),活性氧产生过多是高氧诱导肺损伤的主要原因。研究人员使用大鼠肺泡上皮细胞进行相关实验,检测的线粒体内的相关指标如表所示。回答下列问题。
检测指标
组别
细胞(个/mL)
Ca2+(nmol/L)
活性氧(RFU)
NAD+/NADH比值
对照组
2×106
19.5
491
3.89
高氧组
2×106
24.3
530
2.44
拮抗剂组
2×106
17.2
480
3.71
(1)培养大鼠肺泡上皮细胞时,首先需要使用 处理上皮组织一段时间,使组织分散成单个细胞。培养过程中提供适宜的温度、pH和 。
(2)培养大鼠肺泡上皮细胞时,上皮细胞需要贴附在培养瓶的瓶壁上才能生长,这种现象叫作 。一般来说,幼龄动物的细胞比老龄动物的细胞更容易培养的原因是 。
(3)研究人员按上表实验要求设置了三组实验,其中对照组置于适宜氧浓度的培养箱中,高氧组置于氧浓度90%的培养箱中,拮抗剂组加入能与线粒体钙通道蛋白结合的拮抗剂后,置于 的培养箱中。研究发现,高氧环境促进Ca2+进入线粒体,Ca2+可提高线粒体内部分酶的活性。根据表中实验结果,结合已学的细胞呼吸和细胞衰老的相关知识,推测Ca2+、活性氧量、NAD+/NADH比值之间的调控关系是 (用“A→B→C”格式填写)。
13.(23-24高二下·黑龙江哈尔滨·期中)人乳头状瘤病毒(HPV)与宫颈癌的发生密切相关,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。如图是以HPV衣壳蛋白为抗原制备出单克隆抗体的过程,请据图回答:
(1)图中向小鼠注射的A是 。
(2)图中选用B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合成杂交瘤细胞,该细胞有 的特点。筛选②需要进行克隆化培养和 。
(3)从图中可以看出,单克隆抗体的制备过程运用了动物细胞工程中的 和 两大技术。
14.(23-24高二下·广东佛山·期中)研究表明,转铁蛋白受体(TfR)在多种肿瘤中高表达,其在肿瘤细胞中的主要作用是参与铁离子吸收,而铁离子对包括肿瘤细胞在内的所有细胞的生产和代谢至关重要。由转铁蛋白(Tf)和TfR参与的铁运输过程如图1所示。TfR单克隆抗体能与TfR特异性结合,可阻止肿瘤细胞对铁离子的吸收,进而导致肿瘤细胞死亡,因此可用于控制肿瘤增长。回答下列问题:
(1)据图1,简述TfR单克隆抗体控制肿瘤增长的机理: 。
(2)制备TfR单克隆抗体的基本流程,如图2所示:
①过程Ⅰ中,常用的化学方法是 。
②由于密度差异导致骨髓瘤细胞与B淋巴细胞不能长时间混匀、 (答出1点)等原因,得到的少数是杂交瘤细胞,因此需要进行筛选1。
③筛选2是对杂交瘤细胞进行 ,“?”表示的内容是 。
15.(23-24高二下·安徽合肥·期中)作为实验中重要的模式动物,小鼠与人类在基因水平上高度同源,因此常用于人类某些疾病的研究。研究人员欲以小鼠为实验材料,将细胞核移植技术与干细胞技术相结合,培养所需要的细胞、组织或器官,其部分实验过程如图所示。请回答下列问题:
(1)干细胞包括胚胎干细胞和 ,后者具有 性,只能分化成特定的细胞或组织。
(2)体外培养胚胎干细胞时所需气体主要有 ,前者是细胞代谢所必需的,后者的主要作用是 。培养胚胎干细胞的培养液要定期更换,目的是 。
(3)将细胞核移植技术与干细胞技术相结合,培养所需要的细胞、组织或器官,其意义有 。
1.(23-24高二下·贵州遵义·期中)细胞工程中,正确选择实验材料是生物实验成功的关键。下列叙述不合理的是( )
A.选择马铃薯幼苗根尖分生组织培养,可获得脱毒苗
B.选择高产奶牛胚胎细胞作为核供体进行核移植,可提高胚胎移植的成功率
C.选择X射线处理培养瓶中的薄壁组织团块,进一步培养可获得突变体
D.选择胃蛋白酶处理牛肌肉组织,获得分裂能力强的肌肉母细胞
2.(23-24高二下·山东日照·期中)动物细胞培养是动物细胞工程常用的技术之一。下列叙述错误的是( )
A.将动物组织分散成单个细胞需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理
B.原代培养和传代培养过程都需要95%氧气和5%CO2的气体条件
C.培养液中通常含有糖类、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等
D.向培养的体细胞中转入相关因子可能会使其转化为诱导多能干细胞
3.(23-24高二下·四川南充·期中)如图为科学家在实验室中培养“人造牛肉”的简要过程,下列相关叙述正确的是( )
A.“人造牛肉”的培养有利于牛肉的工厂化生产,但环境污染严重
B.该试验中用到的培养液也能用来培养乙肝病毒
C.生物反应器内应控制适宜的温度,并充入纯氧保证细胞呼吸
D.培养瓶中的肌肉母细胞需定期用胰蛋白酶处理,分瓶后才能继续增殖
4.(23-24高二下·四川南充·期中)诺贝尔生理学奖获得者发现,利用逆转录病毒将0ct4等4个关键基因导入已分化的体细胞中并表达,可使这个细胞成为类似干细胞的诱导多能干细胞(iPS细胞)。下图为该技术在人体细胞中的实验示意图。下列相关叙述不正确的是( )
A.iPS细胞核移植比胚胎干细胞核移植更容易表现全能性
B.iPS细胞的诱导过程无需破坏胚胎,还可以避免免疫排斥
C.导入的4个关键基因能促使已分化的体细胞恢复分裂能力
D.①②③利用iPS获得各种器官组织时应加入分化诱导因子
5.(23-24高二下·安徽合肥·期中)如图为诱导多能干细胞(iPS细胞)治疗糖尿病的示意图,下列叙述错误的是( )
A.成体干细胞只能分化成特定的细胞或组织
B.由iPS细胞产生的特定细胞,可以在新药测试中发挥重要作用
C.取自身细胞形成的iPS细胞来治疗心血管疾病可避免免疫排斥反应
D.iPS细胞较胚胎干细胞更容易发育为特定组织或器官,因而应用前景更优
6.(23-24高二下·浙江·期中)“神舟十五”飞船带回了在太空微重力环境下进行的多能干细胞向早期造血干细胞分化的研究样品,首次实现了人类干细胞“太空造血”。在太空培养的干细胞呈现出优于地面的生长方式,在微重力环境中干细胞的体外培养更接近于胚胎内干细胞的增殖与分化。下列有关于细胞分化的说法错误的是( )
A.微重力环境能使多能干细胞的遗传物质发生改变进而分化为早期造血干细胞
B.多能干细胞和早期造血干细胞的蛋白质种类不完全相同
C.细胞分化发生在个体的整个生命历程中
D.太空的微重力环境能为增强干细胞的增殖与分化提供新途径
7.(23-24高二下·甘肃白银·期中)使用高效的细胞毒素类药物进行化疗可以有效杀伤肿瘤细胞,为了减小药物的毒副作用,将单克隆抗体与相应药物偶联结合,制成“生物导弹”来定向治疗癌症。如图为制备单克隆抗体的过程,所制得的抗体为鼠源性抗体。下列有关叙述正确的是( )
A.图中的多种B淋巴细胞可在小鼠的胸腺中获取
B.②过程在选择培养基中生长繁殖的细胞均能分泌所需抗体
C.图示过程获得的单克隆抗体不能大量制备
D.利用“生物导弹”可定向治疗癌症可减轻药物对正常细胞的伤害
8.(23-24高二下·贵州·期中)IL-17C是一种细胞因子,促进Th17细胞活化,激活适应性免疫系统,增强机体抵御感染的能力而起到免疫保护作用。但过度活化可能会导致炎症放大和多种自身免疫性疾病。科学研究发现,MOR106是一种IL-17C特异性抗体,能够选性地与人和小鼠IL-17C结合。关于该单克隆抗体的制备,下列说法错误的是( )
A.灭活的病毒诱导下B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合,该过程体现了细胞膜具有一定的流动性
B.需要用IL-17C对小鼠进行多次免疫,以便从小鼠脾脏中获取更多的B淋巴细胞
C.第一次筛选时,在特定的选择培养基上存活的细胞既能够大量繁殖,又都能够产生MOR106
D.用IL-17C特异性抗体MOR106可治疗自身免疫病,而非免疫缺陷病
9.(23-24高二下·内蒙古呼和浩特·期中)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.用电刺激、Ca²+载体等方法激活重构胚,使其完成细胞分裂和发育进程
C.体细胞核移植时可用取自新鲜卵巢的卵母细胞直接作为受体细胞
D.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
10.(22-23高二下·天津·期中)下表细胞工程技术应用中各组所选择的实验材料及材料特点与实验目的匹配错误的是( )
组别
实验目的
实验材料
材料特点
1
克隆高产奶牛
次级卵母细胞与体细胞
次级卵母细胞去核留质
2
培育脱毒草莓
茎尖
分裂能力强,易诱发突变
3
培育西红柿-马铃薯超级杂种
花粉粒
易于获取,易于组织培养
4
烧伤患者皮肤细胞移植
自体皮肤生发层细胞
分裂能力强,且不会引起免疫排斥
A.1和2 B.2和3 C.3和4 D.1和4
二、非选择题
11.(23-24高二下·重庆荣昌·期中)如图为iPS细胞的获得及用其培育不同种细胞的示意图(cMyc、Klf4、Sox2和Oct3/4等基因与细胞的脱分化有关)。回答下列问题:
(1)结缔组织含成纤维细胞,请写出将结缔组织制备单细胞悬液的主要实验步骤 。在对成纤维细胞进行培养时,常用胰蛋白酶处理使之分散成单个细胞,这说明细胞间的物质为 , (填“能”或“不能”)用胃蛋白酶处理成纤维细胞,原因是 。
(2)在培养iPS细胞的过程中,需要为培养细胞提供无菌、无毒的环境,为达到此目的对培养液采取的具体操作有 (答两点)。②类似于植物组织培养中的 过程。
(3)过程③④为iPS细胞提供的条件不同,分化得到的细胞不同,可知细胞分化是 的结果。
(4)iPS细胞的应用前景优于胚胎干细胞的原因 。
12.(23-24高二下·广东揭阳·期中)双特异性抗体是指一个抗体分子可以与两个不同抗原或同一抗原的两个不同抗原表位相结合,目前最常利用杂交瘤杂交法来制备。长春花是原产于非洲东海岸的野生花卉,其所含的长春碱具有良好的抗肿瘤作用。下图1是科研人员通过杂交一杂交瘤细胞技术(免疫的B淋巴细胞和杂交瘤细胞杂交技术)生产能同时识别癌胚抗原和长春碱的双特异性单克隆抗体的部分过程。图2是某双特异性抗体作用图。请分析回答下列问题:
(1)对③筛选出的杂交瘤细胞,还需进行 和 ,才能筛选出足够量的既能无限增殖又能产生特异性抗体的杂交瘤细胞。
(2)图2方框内至少需要经过 次筛选,才能获取单克隆杂交-杂交瘤细胞。单克隆杂交-杂交瘤细胞在体外培养时,需要满足的条件是充足的营养,无菌无毒的环境,适宜的 ,和适宜的气体环境等。
(3)临床试验发现,从小鼠腹水中提取抗体具有外源性,直接注入人体治疗效果大大降低。因此鼠源性的双特异性单克隆抗体在注射到人体前需要进行人源化改造,除抗原结合区域外,其他部分都替换为人抗体区段,目的是降低 。
(4)与直接使用长春碱相比,将长春碱与双特异性单克隆抗体结合后给药,对人体的副作用更小,原因是 。
13.(23-24高二下·甘肃白银·期中)双特异性抗体是指一个抗体分子可以与两个不同抗原或同一抗原的两个不同抗原表位相结合,目前最常利用杂交瘤杂交法来制备。长春花是原产于非洲东海岸的野生花卉,其所含的长春碱具有良好的抗肿瘤作用。下图1是科研人员通过杂交—杂交瘤细胞技术(免疫的B淋巴细胞和杂交瘤细胞杂交技术)生产能同时识别癌胚抗原和长春碱的双特异性单克隆抗体的部分过程。图2是某双特异性抗体作用图。请分析回答下列问题:
(1)图2中过程②诱导细胞融合的方法有 、电融合法、 。
(2)对③筛选出的杂交瘤细胞,还需进行 和 ,才能筛选出足够量的既能 又能产生 的杂交瘤细胞。
(3)图2中①步骤注射癌胚抗原的目的是 。图2方框内需要经过 次筛选,才能获取单克隆杂交—杂交瘤细胞。体外培养到一定时期的单克隆杂交—杂交瘤细胞会因为 、有害代谢物的积累和培养液中营养物质缺乏等因素而分裂受阻。
(4)与直接使用长春碱相比,将长春碱与双特异性单克隆抗体结合后给药,对人体的副作用更小、效果更好,原因是 。
14.(23-24高二下·四川遂宁·期中)双特异性单克隆抗体是指可同时与癌细胞和药物结合的特异性抗体。下图是科研人员通过杂交—杂交瘤细胞技术(免疫的B细胞和杂交瘤细胞杂交技术)生产能同时识别癌胚抗原和长春碱(一种抗癌药物)的双特异性单克隆抗体的部分过程。分析回答:
(1)过程①注射癌胚抗原,制备双特异性单克隆抗体的过程中用到的技术有 。
(2)过程②诱导融合的方法有 (至少写出两种),假设仅考虑某两个细胞的融合,则经过②过程试管内含有 种类型的细胞。
(3)过程③能在HAT选择培养基上生长的细胞是 ,未融合的B淋巴细胞经过多次传代培养后都不能存活,原因是 。
(4)经过程③筛选得到的细胞还需转移至多孔培养板中进行过程④,原因是 。
(5)获得的单克隆杂交—杂交瘤细胞在体外条件下培养或 ,均可提取出大量的双特异性单克隆抗体。
15.(23-24高二下·广东揭阳·期中)下图为动物细胞培养的基本过程示意图。请回答下列问题。
(1)容器A中放置的一般是幼龄动物的器官或组织,原因是其细胞 ,易于培养。培养时先要剪碎,然后用胶原蛋白酶或 酶分散细胞,制成B瓶中的细胞悬液。将细胞悬液转入C瓶中进行的初次培养称为 。
(2)细胞正常培养了一段时间后,发现细胞绝大部分死亡,只有极少数细胞存活,这是因为存活的细胞发生了基因突变,可 。
(3)动物细胞培养过程中还需要提供O2和 CO2等气体环境,CO2的作用主要是 。
(4)动物细胞体外培养时,通常要在培养基中补充一定浓度的某些物质。下图是血清对正常细胞和癌细胞培养影响的实验结果。据图可知,培养 细胞一定需要添加血清。
(
1
)
学科网(北京)股份有限公司
$$