内容正文:
专题3 动物细胞工程
考点概览
考点01 动物细胞培养
考点02 动物细胞融合技术与单克隆抗体
考点03 动物细胞融合技术和克隆动物
动物细胞培养考点01
一、单选题
1.(23-24高二下·广东广州·期中)体外动物细胞培养制造出的细胞培养肉是一种人造肉,具有营养可控、结构仿真、口感真实的特点。其主要生产流程如下图,图中的微载体是一种固体的细胞生长基质,其表面能使细胞贴附。下列叙述正确的是( )
A.①过程可用机械的方法或用胰蛋白酶、胃蛋白酶等处理的方法获得细胞悬液
B.③过程中加入微载体为细胞提供更大附着面积,使细胞间不出现接触抑制,产量增加
C.③④过程需使用经灭菌处理的培养液,培养细胞时既要提供O2也要提供CO2
D.肌肉干细胞属于成体干细胞,能够分化成特定的细胞和组织,具有全能性
【答案】C
【分析】动物细胞培养需要满足以下条件:①无菌、无毒的环境。②营养:合成培养基成分:糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等。通常需加入血清、血浆等天然成分。③温度:适宜温度。④气体环境:95%空气+5%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。
【详解】A、①过程为制备细胞悬液的过程,可用机械的方法或用胰蛋白酶处理的方法获得细胞悬液,胃蛋白酶催化的酸性环境对细胞有害,A错误;
B、③过程中加入微载体为细胞提供了更大的附着面积,但细胞间会出现接触抑制,B错误;
C、③④过程需使用经灭菌处理的培养液,培养细胞时提供95%空气+5%CO2,C正确;
D、肌肉干细胞属于成体干细胞,能够分化成特定的细胞和组织,但不具有发育成完整个体的能力,不具有全能性,D错误。
故选C。
2.(23-24高二下·广东深圳·阶段练习)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基因突变
【答案】C
【分析】动物细胞培养过程: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、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;
B、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,使其分散成单个细胞,制成细胞悬液,B错误;
C、③到④为传代培养的分瓶操作过程,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;
D、步骤④为传代培养过程,该过程中发生细胞的有丝分裂,可能会发生基因突变,D错误。
故选C。
3.(23-24高二下·广东佛山·期中)卡铂为一种广谱抗肿瘤药,其通过抑制DNA复制来起效。卡铂微溶于水,其在水溶液中不稳定,溶液中的Cl⁻也会促进其分解。临床上用5%的葡萄糖溶液与卡铂制成试剂后用于注射治疗。某生物小组为验证卡铂试剂的作用,进行了如图所示的实验。下列说法错误的是( )
A.宫颈癌细胞培养过程中会出现贴壁生长及接触抑制现象
B.②组和③组中的M可为5%葡萄糖溶液
C.培养宫颈癌细胞时的气体环境是95%的空气和5%的二氧化碳
D.本实验的预期结果为①组的癌细胞数目高于②或③组的
【答案】A
【分析】分析题意可知,本实验的目的是研究卡铂引发癌细胞数量减少的具体机理;在实验思路中,用DNA复制抑制剂和卡铂+M溶液添加到宫颈癌细胞悬液中,研究它们单独和共同作用下宫颈癌细胞数量变化,因此该实验的自变量是卡铂+M试剂和DNA复制抑制剂的有无,因变量是宫颈癌细胞数量变化,药剂浓度、Cl-和其他影响细胞代谢的因素为无关变量。
【详解】A、宫颈癌细胞能无限增殖,没有贴壁生长和接触抑制现象,A错误;
B、①组加入5%葡萄糖溶液,没有对宫颈癌细胞起抑制作用;②组中的卡铂和③组中的DNA复制抑制剂可抑制DNA复制,根据实验设计的单一变量原则,②组和③组都应该加入与①组等量的5%葡萄糖溶液,所以M为5%葡萄糖溶液,B正确;
C、动物细胞培养时的气体环境是95%空气和5%的二氧化碳,C正确;
D、①组宫颈癌细胞能无限增殖,②组中的卡铂和③组中的DNA复制抑制剂可抑制DNA复制,从而抑制宫颈癌细胞的增殖,所以①组癌细胞数目高于②和③组的,D正确。
故选A。
4.(23-24高二下·广东茂名·期中)有研究团队正在尝试建立HA(Human Leukocyte Antigen,人类白细胞抗原)多态性丰富的iPS细胞库,可以为需要的人找到HLA匹配度较高的iPS细胞,这样不仅可以节省时间、成本,还能减轻异体干细胞移植后发生的免疫排斥反应。下列关于iPS细胞培养的表述正确的是( )
A.培养iPS细胞的环境中需要95%O2和5%CO2
B.iPS细胞要经过脱分化形成愈伤组织才能获得
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
D.培养瓶中的iPS细胞需定期用胃蛋白酶处理,分瓶后才能继续增殖
【答案】C
【分析】动物细胞培养需要满足以下条件:
(1)无菌、无毒的环境:培养液应进行无菌处理。通常还要在培养液中添加一定量的抗生素,以防培养过程中的污染。此外,应定期更换培养液,防止代谢产物积累对细胞自身造成危害。
(2)营养:通常需加入血清、血浆等天然成分。
(3)温度、pH和渗透压:适宜温度:哺乳动物多是36.5°C+0.5°C; pH: 7.2~7.4。
(4)气体环境:95%空气+5%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。
【详解】A、iPS细胞属于动物细胞,动物细胞培养过程需要95%空气+5%CO2,A错误;
B、iPS细胞培养不需要脱分化,植物组织培养过程要经过脱分化形成愈伤组织,B错误;
C、培养液中通常含有糖类、氨基酸、无机盐、维生素等,通常需加入血清、血浆等天然成分,C正确;
D、动物细胞培养过程中,需要添加胰蛋白酶分散细胞,而非胃蛋白酶,D错误。
故选C。
5.(23-24高二下·广东惠州·期中)实验小鼠皮肤细胞培养的基本过程如图所示。下列叙述错误的是( )
A.所需培养基是按细胞所需的营养物质种类和量严格配制的
B.培养细胞1是原代培养,往往会因为细胞密度过大、有害物质积累而分裂受阻
C.传代培养时,悬浮培养的细胞直接用离心法收集,无须再用酶处理
D.体外培养的细胞既能贴壁生长又能悬浮生长,都会发生接触抑制现象
【答案】D
【分析】动物细胞培养的流程:取动物胚胎或幼龄动物器官、组织。将材料剪碎,并用胰蛋白酶(或用胶原蛋白酶)处理(消化),形成分散的单个细胞,将处理后的细胞移入培养基中配成一定浓度的细胞悬浮液。悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上,称为细胞贴壁。当贴壁细胞分裂生长到互相接触时,细胞就会停止分裂增殖,出现接触抑制。此时需要将出现接触抑制的细胞重新使用胰蛋白酶处理。再配成一定浓度的细胞悬浮液。
【详解】A、在配制动物细胞培养液时,除了需要添加一定的营养物质(如糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等)外,往往还需加入动物的血清和血浆等天然成分,同时所需培养基一般是按细胞所需的营养物质种类和量严格配制的,A正确;
B、培养细胞1是原代培养,该过程是获得组织细胞中进行的初次培养,往往会因为细胞密度过大、有害物质积累等分裂受阻,B正确;
C、传代培养时,悬浮培养的细胞没有体现贴壁生长的现象,因而可以直接用离心法收集,无须再用酶处理,C正确;
D、体外培养的细胞既能贴壁生长又能悬浮生长,前者会发生接触抑制现象,后者不会,D错误。
故选D。
6.(23-24高二下·广东茂名·期中)脐带间充质干细胞(MSCs)是指存在于新生儿脐带组织中的一种多功能干细胞,它能分化成许多种组织细胞,具有广阔的临床应用前景。科研人员采用不同浓度血清培养MSCs,48h后收集各组上清液,用以培养角膜上皮细胞(HCEcs),过程及结果如下表。下列相关叙述不正确的是( )
实验步骤
A组
B组
C组
D组
配制不同浓度的血清
1%
3%
5%
10%
培养MSCs细胞48 h后,取上清液
进行
进行
进行
进行
用上清液培养HCEcs
进行
进行
进行
进行
24 h后测吸光度(数值越大代表活细胞数目越多)
0.67
0.68
0.52
0.48
A.本实验的自变量为血清浓度,因变量为HCECs活细胞数目
B.用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理使HCEcs分散以检测吸光度
C.由表格数据可知,血清浓度越低越有利于获得更多的HCECs
D.前期培养的MSCs可能产生某种物质而不利于HCECs增殖
【答案】C
【分析】1、根据题意和表格信息可知,该实验的自变量为血清浓度,因变量为HCECs活细胞数目。
2、胰蛋白酶处理可以使细胞团分散成单个细胞。
【详解】A、根据表格可知,实验自变量为实验过程中人为设置的变量,即不同浓度的血清,因变量为因自变量而引起的变量,即通过测吸光度而反应出的HCECs活细胞数目,A正确;
B、为检测HCEcs吸光度,可利用胰蛋白酶处理使HCEcs分散成单个细胞,B正确;
C、由表中数据可知,在所给血清浓度中,浓度为3%时,HCECs细胞数目最多,但与血清浓度为1%时的数据相差不大,可得出血清浓度较低时有利于获得更多的HCECs细胞,C错误;
D、利用不同的血清培养MSCs得到的上清液来培养HCEcs,其原因可能是MSCs在培养过程中产生某种物质调控HCECs增殖。高浓度血清培养MSCs细胞后取上清液继续培养HCEcs,HCEcs活细胞数量低于低浓度血清条件下的结果,可能是由于高浓度血清条件下培养的MSCs细胞数量更多,产生的不利于HCECs增殖的物质更多导致,D正确。
故选C。
7.(23-24高二下·广东珠海·期中)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.心肌细胞在培养容器中通过有丝分裂不断增殖
B.心肌细胞在神经细胞发出的神经冲动的支配下跳动
C.培养心肌细胞的器具和试剂都要先进行高压蒸汽灭菌
D.培养心肌细胞的时候既需要氧气也需要二氧化碳
【答案】D
【分析】动物细胞培养的过程: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、心肌细胞在培养容器中通过有丝分裂增殖,但增殖一定时间后会出现接触抑制,A错误;
B、心肌细胞节律性收缩,受植物性神经的支配,是不随意的,在神经细胞发出的神经冲动的支配下跳动,B错误;
C、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,C错误;
D、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),D正确。
故选D。
8.(23-24高二下·广东深圳·阶段练习)哺乳动物细胞可以根据其培养条件分为附着于容器表面上生长型(贴壁依赖型)或自由悬浮生长型,悬浮生长的能力经常与细胞展现出的“永生”或者无限增殖特性相关,悬浮培养系统适合于大多数工业条件。下列关于动物细胞培养的叙述,正确的是( )
A.用胃蛋白酶处理动物组织以获得单个细胞
B.贴壁依赖型培养的动物细胞无接触抑制现象
C.贴壁依赖型和自由悬浮生长型细胞都可用离心法收集
D.不可以用体外培养的人体细胞培养病毒
【答案】C
【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、由于酶活性的发挥需要适宜的pH,获取单个动物细胞时可采用胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理,不能用胃蛋白酶,A错误;
B、贴壁依赖型培养的动物细胞有接触抑制现象,B错误;
C、悬浮培养的细胞可直接用离心法收集,贴壁细胞需要重新用胰蛋白酶等处理,使之分散成单个细胞,再用离心法收集,C正确;
D、病毒没有细胞结构,不能独立生存,必须寄生在活细胞中,因此可以用体外培养的人体细胞培养病毒,D错误。
故选C。
动物细胞融合技术与单克隆抗体考点02
一、单选题
1.(23-24高二下·广东深圳·阶段练习)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。
2.(23-24高二下·广东·期中)美人鱼的原型儒艮是生活在海洋里的哺乳动物,近年由于栖息地被破坏导致数量逐年下降,2022年 8 月儒艮被科学家宣布在中国功能性灭绝(指自然条件下,种群数量减少到无法维持繁衍的状态)。下列“复活”的措施中,最可行的是( )
A.将儒艮的体细胞取出,经动物细胞培养成新个体
B.取出儒艮的体细胞两两融合,再经细胞培养培育成新个体
C.将儒艮的性染色体导入近亲物种的受精卵中,培育成新个体
D.取出儒艮的体细胞核移植到近亲物种的去核卵母细胞中,经孕育培养成新个体
【答案】D
【分析】植物组织培养的过程为:离体的植物组织,器官或细胞经过脱分化(避光)形成愈伤组织;愈伤组织经过再分化(需光)过程形成胚状体,进一步发育形成植株。
【详解】A、组织培养技术是植物细胞工程的应用,目前尚不能应用到动物细胞培养中,A错误;
B、由于动物细胞的全能性受到限制,目前动物细胞还不能培养成动物个体,B错误;
C、将儒艮的性染色体导入近亲物种的受精卵中,会使受精卵发生染色体变异,不能让儒艮“复生”,C错误;
D、动物细胞核具有全能性,将儒艮的体细胞核移植到近亲物种的去核卵母细胞中,在体外培养到早期胚胎再植入母体内发育,可以克隆形成儒艮, D正确。
故选D。
3.(23-24高二下·广东清远·期中)我国科学家成功地用iPS细胞克隆出了活体小鼠,部分流程如下图所示,其中Kdm4d为组蛋白去甲基化酶,TSA为组蛋白脱乙酰酶抑制剂。下列说法正确的是( )
A.组蛋白乙酰化和去甲基化有利于重构胚后续的胚胎发育过程
B.①过程的小分子化合物诱导小鼠成纤维细胞突变为iPS细胞
C.③过程中使用有活性的病毒处理的目的是诱导细胞融合
D.④过程有细胞分裂没细胞分化
【答案】A
【分析】生物体基因的碱基序列保持不变,但基因表达和表型发生可遗传变化的现象,叫作表观遗传;除了DNA甲基化,构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰也会影响基因的表达。
【详解】A、结合题图,重构胚中在加入Kdm4d的mRNA和TSA后,发育成克隆鼠,而Kdm4d的mRNA表达产物为组蛋白去甲基化酶,可以使组蛋白去甲基化,TSA为组蛋白脱乙酰酶抑制剂,抑制组蛋白脱乙酰酶的作用,保持组蛋白乙酰化,即组蛋白乙酰化和去甲基化有利于重构胚后续的胚胎发育过程,A正确;
B、①过程的小分子化合物诱导小鼠成纤维细胞脱分化为iPS细胞,并未发生突变,B错误;
C、③为动物细胞融合的过程,诱导动物细胞发生融合所用的是灭活的病毒,C错误;
D、④重构胚发育为小鼠,不仅有细胞分裂也有细胞分化,D错误。
故选A。
4.(23-24高二下·广东茂名·期中)2017年,世界上首个体细胞克隆猴“中中”和“华华”在中国科学院神经科学研究所(上海)、脑科学与智能技术卓越创新中心的非人灵长类平台诞生。其培育过程如下图。据图分析下列叙述错误的是( )
A.克隆猴的成功证明了动物细胞核仍具有全能性
B.该技术涉及动物细胞培养、细胞核移植等操作
C.图中卵母细胞必须完成减数第二次分裂才能使用
D.体细胞、卵母细胞供体和受体动物都会影响克隆后代的表现型
【答案】C
【分析】克隆动物的培育过程中需要进行细胞核移植,早期的细胞核移植操作会将供体细胞的细胞核取出,再植入去核的卵母细胞,后期的核移植操作是直接将供体细胞注射到MⅡ期时期的去核卵母细胞外的透明带位置,再通过电刺激的方法诱导细胞融合,从而实现供体细胞核进入去核卵母细胞,形成重构胚,运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。
【详解】A、利用核移植技术培育的克隆猴证明了动物细胞核仍具有全能性,A正确;
B、克隆猴培育过程中涉及到对供受体细胞的培养,以及向去核卵母细胞中进行细胞核移植操作,B正确;
C、卵母细胞需培养至MⅡ期再进行核移植操作,C错误;
D、克隆猴的核遗传物质来自体细胞,质遗传物质来自卵母细胞,其性状受核遗传物质和质遗传物质共同影响,同时还可能受到受体动物的影响,如受体动物营养不良等,D正确。
故选C。
5.(23-24高二下·广东清远·期中)抗体—药物偶联物(ADC)通过将细胞毒素与能特异性识别肿瘤抗原的单克隆抗体结合,实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤。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。下列相关叙述正确的是( )
A.ADC中的抗体主要是发挥治疗效应,杀伤靶细胞
B.制备ADC中的抗体应用了体细胞核移植、动物细胞培养等技术
C.ADC通过胞吞作用进入肿瘤细胞体现了细胞膜的选择透过性,ADC同传统药物相比精准度更高,对机体损伤更小
D.可以将ADC中的药物换成放射性同位素,标记单克隆抗体进行靶向治疗
【答案】D
【分析】据图分析,抗体与靶细胞膜上的特异性受体结合通过胞吞的方式把药物(细胞毒素)一并带进靶细胞,引起靶细胞溶酶体膜的破裂,最后导致细胞凋亡,实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤。
【详解】A、由题干信息可知,抗体药物偶联物(ADC)通过将细胞毒素与能特异性识别肿瘤抗原的单克隆抗体结合,ADC中的抗体在选择性杀伤肿瘤细胞中起识别作用,A错误;
B、制备单克隆抗体用到的动物细胞工程技术有:动物细胞融合、动物细胞培养,B错误;
C、ADC通过胞吞作用进入肿瘤细胞体现了细胞膜的流动性;ADC同传统药物相比精准度更高,对机体损伤更小,C错误;
D、特异性抗体能特异性识别肿瘤抗原,所以利用同位素标记的单克隆抗体,可用于定位诊断肿瘤,进行靶向治疗,D正确。
故选D。
6.(23-24高二下·广东广州·期中)抗体—药物偶联物(ADC)通过采用特定技术将具有生物活性的小分子药物连接到能特异性识别肿瘤细胞的单克隆抗体上,实现对肿瘤细胞的选择性杀伤。根据ADC的结构及其发挥作用的机理(如下图所示),下列有关说法错误的是( )
A.单克隆抗体制备过程中通常将免疫后得到的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合
B.用96孔板一次筛选后的杂交瘤细胞,即可在体外大规模培养获得单克隆抗体
C.ADC通过抗体与细胞膜上的受体特异性结合,以胞吞的方式进入肿瘤细胞
D.ADC在肿瘤细胞里被溶酶体裂解,释放药物,使肿瘤细胞死亡
【答案】B
【分析】分析题图,抗体药物偶联物(ADC) 通过将具有生物活性的小分子药物与单克隆抗体结合,被肿瘤细胞特异性识别,通过胞吞的方式进入肿瘤细胞,导致溶酶体裂解,释放药物,实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤。
【详解】A、效应B细胞能够分泌抗体,但是不具有增殖能力,而骨髓瘤细胞具有无线增殖的能力,因此利用动物细胞融合技术将效应B细胞和骨髓瘤细胞融合成杂交瘤细胞,杂交瘤细胞既能无限增殖,又能产生特异性抗体,利用该细胞制备单克隆抗体,A正确;
B、用96孔板培养和多次筛选杂交瘤细胞后,就可获得既能无限增殖,又能分泌特异性抗体的杂交瘤细胞,然后可在体外大规模培养获得单克隆抗体,B错误;
C、由题图可知,ADC进入肿瘤细胞是胞吞的方式,C正确;
D、ADC通过胞吞的方式进入肿瘤细胞,溶酶体使其裂解,释放药物,实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤,D正确。
故选B。
二、非选择题
7.(23-24高二下·广东·期中)我国科学家在世界上率先利用去甲基化酶(Kd4d)的 mRNA,通过调控重构胚相关基因表达,解决了体细胞克隆猴胚胎发育率和妊娠率低这一技术难点,首次成功克隆了食蟹猴(“中中”和“华华”)。克隆猴技术成功研发对于创新药物的临床实验具有重要意义。下图是我国科学家利用成纤维细胞和卵母细胞成功克隆食蟹猴的流程图,其中①~⑥表示过程。回答下列问题:
(1)获得食蟹猴的体细胞核移植技术难度明显高于胚胎细胞核移植,原因是体细胞 ,恢复其全能性较难。选择卵母细胞作为核受体的成功率要远远高于其他细胞,分析其原因是 (答出两点)。
(2)①表示食蟹猴成纤维细胞培养过程,应放在 CO2 培养箱中培养,CO2 的作用是 。当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时,细胞会停止分裂增殖,这种现象称为 ,因此在核移植前要用 酶将培养的体细胞分散开来。
(3)②、③分别表示动物细胞核移植技术中的“去核”和“植核”过程,其中“去核”的目的是 ,常使用的方法是 。
(4)将 Kd4d(能去除某组蛋白甲基化位点的甲基)的 mRNA 注入融合细胞,能提高食蟹猴的胚胎发育率和妊娠率,机理可能是 。
(5)在遵循动物研究伦理准则的前提下,克隆猴技术可用于构建动物模型,帮助科学家在临床试验中检测药物的有效性。这是因为这批动物模型 ,可以减少无关变量对实验结果的影响。
【答案】(1) 分化程度高 ①卵母细胞含有丰富的营养物质;②体积大,便于操作;③细胞质中含有某些利于全能性表达的物质
(2) 能调节培养液的pH 接触抑制 胰蛋白或胶原蛋白
(3) 确保克隆动物的核遗传物质全部来自供体细胞 显微操作法
(4)Kd4d的mRNA经翻译形成Kd4d,降低了组蛋白甲基化水平,使重构胚相关基因能正常表达
(5)核遗传物质一致,性状高度相似
【分析】动物细胞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成为动物个体。
【详解】(1)获得食蟹猴的体细胞核移植技术难度明显高于胚胎细胞核移植,原因是体细胞分化程度高,恢复其全能性较难。选择卵母细胞作为核受体的成功率要远远高于其他细胞,原因是①卵母细胞含有丰富的营养物质;②体积大,便于操作;③细胞质中含有某些利于全能性表达的物质。
(2)①表示食蟹猴成纤维细胞培养过程,应放在 CO2 培养箱中培养,CO2 的作用是能调节培养液的pH。当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时,细胞会停止分裂增殖,这种现象称为接触抑制。因此在核移植前要用胰蛋白或胶原蛋白,分解动物细胞之间的胶原纤维及其它成分,将培养的体细胞分散开来。
(3)图中②表示动物细胞核移植技术中的“移核”,体细胞核移植时通常用去核的卵母细胞做受体细胞,去除卵母细胞核时,可采用显微操作法,“移核”的目的是确保核遗传物质全部来自供体细胞。
(4)Kd4d能能去除某组蛋白甲基化位点的甲基,甲基化能抑制某些基因表达,因此推测将Kd4d(能去除某组蛋白甲基化位点的甲基)的mRNA注入融合细胞,能提高食蟹猴的胚胎发育率和妊娠率,机理可能是Kd4d的mRNA经翻译形成的Kd4d,降低了组蛋白甲基化水平,使重构胚相关基因能正常表达。
(5)通过克隆技术发育形成的动物核遗传物质一致(相同),可用于构建动物模型,帮助科学家在临床试验中检测药物的有效性,因为它们性状高度相似,可以减少无关变量对实验结果的影响。
8.(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。
9.(23-24高二下·广东揭阳·期中)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 。
(2)常用的去核方法: 法;选择卵母细胞的最主要的原因是 。
(3)鉴定转基因动物:以免疫小鼠的B淋巴细胞与 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。单克隆抗体在临床上的应用有哪些 (至少答2点)
【答案】(1)清除代谢产物,防止细胞代谢产物积累对自身造成危害
(2) 显微操作 卵母细胞的细胞质中含有激发细胞核全能性表达的物质
(3) 骨髓瘤 ①用作诊断试剂②运载药物③治疗疾病
【分析】1、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。
2、核移植技术指的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成动物个体;用核移植的方法得到的动物称为克隆动物,原理是动物细胞核的全能性;动物细胞核移植可分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植。
【详解】(1)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,为清除代谢产物,防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害,所以需要定期更换培养液。
(2)目前常用的去核方法是显微操作去核法。将卵母细胞作为受体细胞的原因是卵母细胞体积大,易于操作、可为重组细胞早期发育提供较充足的营养、卵母细胞的细胞质中存在激发动物体细胞的细胞核全能性表达的物质,其中最主要的原因是卵母细胞的细胞质中含有激发细胞核全能性表达的物质。
(3)鉴定转基因动物:以免疫小鼠的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞(适宜条件下可以无限增殖)进行融合;单克隆抗体在临床应用有:①用作诊断试剂、②运载药物、③治疗疾病。
10.(23-24高二下·广东清远·期中)下图为筛选、制备单克隆抗体的示意图,①~⑤代表相关过程,a~g代表相关细胞。据图回答下列问题:
(1)由图可看出,单克隆抗体制备过程运用的动物细胞工程技术有 ,过程①是给小鼠注射S抗原蛋白,其目的是 。
(2)图中过程③④为两次筛选过程,过程③是指把c细胞群稀释,然后都放在 培养基的多孔培养皿中培养,只有 能够存活且增殖,因此细胞集落为单个存活细胞的克隆;过程④是用 方法,经多次筛选得到能产生所需抗体的杂交瘤细胞群。
(3)抗体—药物偶联物(ADC)通过将具有生物活性的小分子药物与单克隆抗体结合,实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤。如下图所示,ADC依靠 (填“a”或“b”)最终作用于细胞核,可导致癌细胞凋亡。
【答案】(1) 动物细胞培养和动物细胞融合技术 为了让小鼠能产生抗S抗原的抗体的B淋巴细胞
(2) 特定的选择培养基 融合的杂交瘤细胞 抗原-抗体杂交检测
(3)b
【分析】抗体药物偶联物(ADC) 通过将具有生物活性的小分子药物与单克隆抗体结合,被肿瘤细胞特异性识别,通过胞吞的方式进入肿瘤细胞,导致溶酶体裂解,释放药物,实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤。
【详解】(1)由图可知,单克隆抗体制备过程运用的动物细胞工程技术包括动物细胞培养和动物细胞融合技术,给小鼠注射S抗原蛋白,是为了让小鼠能产生抗S抗原的抗体的B淋巴细胞。
(2)图中过程③④为两次筛选过程,将细胞群稀释之后都放在特定的选择培养基的多孔培养皿中培养,只有融合的杂交瘤细胞能够存活且增殖。再利用④抗原-抗体杂交的检测法筛选得到能产生所需抗体的杂交瘤细胞群。
(3)抗体—药物偶联物依靠b药物最终作用于细胞核,可导致癌细胞凋亡。
动物细胞融合技术和克隆动物考点03
一、单选题
1.(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。
2.(23-24高二下·广东佛山·期中)科学家以病毒A的外壳蛋白为抗原,制备出了单克隆抗体。下列相关叙述错误的是( )
A.可利用选择培养基筛选出能产生抗体的杂交瘤细胞
B.用病毒A的外壳蛋白对小鼠进行免疫,可获得产生特定抗体的B细胞
C.用灭活的病毒诱导获得的融合细胞都具有浆细胞和骨髓瘤细胞的特性
D.运用该单克隆抗体可以诊断人体是否感染病毒A
【答案】C
【分析】1、单克隆抗体的制备过程:首先用特定抗原注射小鼠体内,使其发生免疫,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,在经过三次筛选:①筛选能够产生单一抗体的B淋巴细胞②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)③筛选出能够产生特异性抗体的细胞群。两次抗体检测:专一抗体检验阳性,获得能产生特异性抗体、又能大量增殖杂交瘤细胞,最后从培养液或小鼠腹水中提取单克隆抗体;
2、单克隆抗体的特点:特异性强、灵敏度高、并可大量制备。
【详解】A、可利用选择培养基筛选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞,A正确;
B、用病毒A的外壳蛋白对小鼠进行免疫,经过筛选培养及抗体检测,可获得产生特定抗体的B细胞,B正确;
C、融合的细胞可能是浆细胞与浆细胞的融合、也可能是骨髓瘤与骨髓瘤细胞的融合,因此不一定都具有浆细胞和骨髓瘤细胞特性,C错误;
D、单克隆抗体可制作成诊断盒,可以诊断人体是否感染病毒A,D正确。
故选C。
3.(23-24高二下·广东肇庆·期中)某实验室做了如图所示的实验研究,下列与实验相关的叙述正确的是( )
A.过程①导入的诱导基因使成纤维母细胞发生基因突变
B.丙细胞既能持续分裂,又能分泌单一的抗体
C.过程②体现了动物细胞的全能性
D.过程③④所用的培养基中都含有聚乙二醇
【答案】B
【分析】分析题图可知:①是将目的基因导入受体动物细胞,②是干细胞培养过程中的增殖分化,③是诱导动物细胞融合,④是培养杂交细胞生产单克隆抗体。
【详解】A、图中过程①导入的诱导基因使成纤维母细胞成为干细胞,该过程发生的是基因重组,A错误;
B、丙细胞由能无限增殖的甲细胞和能分泌特定抗体的乙细胞融合而成,且经过了筛选获得既能持续分裂,又能分泌单一的抗体的丙细胞,并对其进行大量培养,进而可从其培养液中获得单克隆抗体,B正确;
C、细胞全能性是指已高度分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能,过程②为干细胞的增殖分化过程,没有实现动物细胞的全能性,C错误;
D、过程③所用的培养基中含有聚乙二醇,过程④所用的培养基中不需要聚乙二醇,D错误。
故选B。
4.(23-24高二下·广东肇庆·期中)下列有关生物工程的叙述正确的是( )
A.制备单克隆抗体时,在筛选杂交瘤细胞的过程中需要使用特定的选择培养基
B.动物细胞培养和植物组织培养过程中都需要用胰蛋白酶使细胞分散开来
C.茎尖细胞具有很强的分裂能力,离体培养时不需要脱分化即可培养成完整植株
D.将牛的体细胞核移植到去核卵母细胞中,培育获得克隆牛是一种培育新物种的方式
【答案】A
【分析】1、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。
2、动物核移植的概念: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动物个体;核移植得到的动物称克隆动物。
3、植物组织培养依据的原理为植物体细胞的全能性,即已经分化的细胞仍然具有发育成完整植株的潜能;培养过程的顺序是离体植物器官、组织或细胞(外植体)脱分化形成愈伤组织,再分化形成根、芽等器官进而形成新的植物体。
【详解】A、筛选产生特异性抗体的杂交瘤细胞时要用特定的选择性培养基,淘汰其他不符合要求的细胞,A正确;
B、动物细胞培养过程中要用胰蛋白酶使细胞分散,而植物组织培养过程不需要用胰蛋白酶处理,B错误;
C、离体培养茎尖细胞时,需经脱分化、再分化才可形成完整的植株,C错误;
D、将牛的体细胞核移植到去核卵细胞中,获得的克隆牛属于无性繁殖,没有出现新物种,D错误。
故选A。
5.(23-24高二下·广东·期中)抗体-药物偶联物 ADC 通过将细胞毒素类药物与能特异性识别肿瘤抗原的单克隆抗体结合,实现了对肿瘤细胞的定向杀伤。ADC 通常由抗体、接头和药物三部分组成。下列叙述错误的是( )
A.除了细胞毒素,放射性同位素也可作为 ADC 偶联的药物
B.接头不稳定会导致药物分子脱落,会造成正常细胞被破坏
C.单克隆抗体由杂交瘤细胞释放的过程,体现了细胞膜具有一定的选择透过性
D.单克隆抗体的靶向作用使 ADC 不会伤害正常细胞,具有高度的特异性
【答案】C
【分析】胞吐体现了细胞膜的结构特性,即细胞膜具有一定的流动性。
【详解】A、当放射性同位素被引入体内后,它们会被特定组织或细胞吸收,并在那里释放出射线,直接对细胞造成损伤,因此除了细胞毒素,放射性同位素也可作为 ADC 偶联的药物,A正确;
B、ADC通常由抗体、接头和药物三部分组成,如果接头的结构不稳定会导致药物分子脱落,则药物分子失去了靶向性,造成正常细胞被破坏,B正确;
C、单克隆抗体由杂交瘤细胞通过胞吐的方式释放,体现了细胞膜具有一定的流动性,C错误;
D、单克隆抗体能与抗原特异性结合,这种靶向作用使ADC不会伤害正常细胞,具有高度的特异性,D正确。
故选C。
6.(23-24高二下·广东清远·期中)研究表明,髓系细胞触发受体2(TREM2)是一种免疫抑制受体,在肿瘤免疫逃逸中发挥重要作用。因此,TREM2抗体药物有望提高肿瘤免疫疗法的疗效。下图为TREM2单克隆抗体的制备流程图,下列说法正确的是( )
A.步骤①和步骤⑤分别向小鼠注射TREM2蛋白和分泌TREM2抗体的杂交瘤细胞
B.经步骤②诱导后融合的细胞既能分泌TREM2抗体又可无限增殖
C.步骤③和④的培养孔中均含有TREM2蛋白,依据的原理都是抗原——抗体杂交
D.步骤⑥同植物组织培养均需使用CO2培养箱进行大规模培养,在培养基中需要添加动物血清和抗生素
【答案】A
【分析】单克隆抗体的制备过程:
(1)制备产生抗体的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、步骤①向小鼠注射TREM2蛋白,让小鼠发生免疫反应,获得能产生抗体的B淋巴细胞;步骤⑤向小鼠腹腔注射杂交瘤细胞,目的是获得单克隆抗体,A正确;
B、经步骤②诱导后融合的细胞只有杂交瘤细胞才能既能分泌TREM2抗体又可无限增殖,B错误;
C、步骤③是用特定培养基筛选杂交瘤细胞,步骤④是抗原—抗体杂交,C错误;
D、动物细胞培养过程中CO2用于调节培养液的pH,而植物组织培养的过程中不需要CO2培养箱,添加动物血清是因为人们对所需物质尚未研究清楚,添加抗生素是保证无菌,D错误。
故选A。
7.(23-24高二下·广东·期中)甲流病毒检测试剂盒中的一种抗 PD﹣L1 单克隆抗体能与甲流病毒表面的 PD﹣L1 特异性结合,发挥诊断作用。利用小鼠制备抗 PD﹣L1 单克隆抗体的流程如图,下列正确的是( )
A.制备抗 PD﹣L1 单克隆抗体使用的 B 淋巴细胞取自任意一只小鼠的脾脏
B.放入 96 孔板的细胞有多种杂交瘤细胞,均能产生所需抗体
C.制备杂交瘤细胞时产生特定抗体的淋巴细胞需要传代培养
D.a 孔洞内的每个细胞理论上都可以作为扩大培养的对象
【答案】D
【分析】单克隆抗体是由单一B淋巴细胞克隆产生的高度均一、仅针对某一特定抗原起作用的抗体;通常采用杂交瘤技术来制备,杂交瘤抗体技术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B淋巴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,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表位的特异性抗体即单克隆抗体。
【详解】A、制备抗 PD﹣L1 单克隆抗体使用的 B 淋巴细胞取自经注射抗原处理后的一只小鼠的脾脏,A错误;
B、放入 96 孔板的细胞有多种杂交瘤细胞,并非均能产生所需抗体,需要进行抗体检测,B错误;
C、制备杂交瘤细胞时产生特定抗体的淋巴细胞不需要传代培养,而是与骨髓瘤细胞进行融合,C错误;
D、细胞群a在加入PD−L1后呈阳性,说明细胞群a产生了抗PD-L1的抗体,因此可以作为扩大培养的对象,D正确。
故选D。
8.(23-24高二下·广东广州·期中)下列关于生物工程的叙述,错误的是( )
A.可利用植物组织培养技术实现紫草素的工厂化生产
B.由根尖细胞形成愈伤组织的过程中,可能会发生基因突变
C.动物细胞融合与植物体细胞杂交所依据的原理不完全相同
D.单细胞蛋白是从人工培养的微生物菌体中提取的蛋白质
【答案】D
【分析】发酵工程是指采用现代工程技术手段,利用微生物的某些特定功能,为人类生产有用的产品,或直接把微生物应用于工业生产过程的一种技术。发酵工程的内容包括菌种选育、培养基的配制、灭菌、种子扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯等方面。
【详解】A、可利用植物组织培养技术获得愈伤组织,实现紫草素的工厂化生产,A正确;
B、在进行组织培养时,由根尖细胞形成愈伤组织的过程中,进行了有丝分裂,该过程可能会发生基因突变,B正确;
C、动物细胞融合与植物体细胞杂交,依据的原理不完全相同,前者的原理是细胞膜具有一定的流动性,后者的原理是细胞膜具有一定的流动性和细胞的全能性, C正确;
D、单细胞蛋白是通过发酵工程生产的微生物菌体,D错误。
故选D。
9.(23-24高二下·广东·期中)人乳头瘤病毒(HPV)是一种DNA病毒,可诱发细胞癌变。HPV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。HPV单克隆抗体的制备过程如图所示。下列相关分析错误的是( )
A.给小鼠多次注射HPV抗原以获得能产生HPV抗体的B淋巴细胞
B.HAT培养基的主要作用是使杂交瘤细胞大量增殖以产生足量抗体
C.步骤①需要克隆化培养和抗体检测来获得能产生所需抗体的杂交瘤细胞
D.用HPV单克隆抗体检测HPV利用了抗原和抗体特异性结合的原理
【答案】B
【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、给小鼠多次注射HPV抗原相当于激发机体的二次免疫过程,以获得能产生HPV抗体的B淋巴细胞,A正确;
B、HAT培养基的主要作用是选择杂交瘤细胞:在该培养基上未融合的细胞和同种融合的细胞都死亡,只有杂交瘤细胞能存活,B错误;
C、步骤①需要克隆化培养和抗体检测来获得能产生所需抗体的杂交瘤细胞,经多次筛选,就可获得足量的能分泌所需抗体的细胞,C正确;
D、抗原与抗体可特异性结合,故可利用抗原与抗体特异性结合的原理检测HPV,D正确。
故选B。
10.(23-24高二下·广东揭阳·期中)如图表示双抗体夹心法,该方法是医学上常用的定量检测抗原的方法,利用细胞工程技术制备的单克隆抗体能增强该过程的有效性,下列相关叙述正确的是( )
A.该方法与只使用单克隆抗体相比,能增加可识别抗原的种类
B.固相抗体和酶标抗体均能与抗原结合,这是由于两者结构相同
C.加入酶标抗体的目的是通过测定酶反应产物量来判断待测抗原量
D.将相关抗原注射到小鼠体内,可从小鼠脾中获得所需的单克隆抗体
【答案】C
【分析】据图分析,固相抗体和抗原特异性结合,再与酶标抗体结构,催化特定底物形成检测产物。
【详解】A、抗原与抗体的结合具有特异性,该方法与只使用单克隆抗体相比,未增加识别抗原的种类,A错误;
B、分析上图可知,固相抗体和酶标抗体分别与抗原结合部位不同,说明两者结构不同,B错误;
C 、加入酶标抗体的目的是通过酶的催化作用,检测底物含量,可通过酶反应产物量来测定待测抗原量,C正确;
D、将相关抗原注射到小鼠体内,可从小鼠脾脏中获得能产生相应抗体的B淋巴细胞,不能直接得到单克隆抗体,D错误。
故选C。
11.(23-24高二下·广东东莞·期中)如图为某同学构建的细胞工程知识框架。以下相关说法正确的是( )
A.图中①指植物体细胞杂交,该过程常用灭活的病毒处理两种植物细胞
B.图中②属于分子水平上的生物工程技术
C.动物细胞融合与植物体细胞杂交,依据的原理完全相同,且都只能形成杂种细胞
D.用聚乙二醇处理大量混合在一起的两种植物细胞的原生质体,所获得的融合细胞并不是都具备双亲的遗传特性
【答案】D
【分析】题图分析:图示为细胞工程的概念图,其中①为植物体细胞杂交技术,②为核移植技术。
【详解】A、分析图示可知,图中①代表的技术手段为植物体细胞杂交,灭活的病毒不能用于植物原生质体融合,A错误;
B、图中②为细胞核移植,属于细胞水平上的生物工程技术,B错误;
C、动物细胞融合与植物体细胞杂交相比,依据的原理不完全相同,前者的原理是细胞膜的流动性和细胞增殖,后者的原理是细胞膜的流动性和植物细胞的全能性,前者获得的是杂种细胞,后者获得的是杂种植株,C错误;
D、用聚乙二醇处理大量混合在一起的两种植物细胞的原生质体,由于杂种细胞在分裂过程中会出现染色体丢失的现象,因而所获得的融合细胞不都具备双亲的遗传特性,D正确。
故选D。
12.(23-24高二下·广东广州·期中)支原体肺炎是由肺炎支原体引起的急性肺部感染性疾病,是我国5岁及以上儿童最主要的社区获得性肺炎。单克隆抗体能准确识别抗原的细微差异,抗人肺炎支原体单克隆抗体的制备流程如图所示,其中①~④表示相关过程。下列相关叙述错误的是( )
A.过程①中小鼠体内产生的相应抗体与注射的抗原结合,可能会形成沉淀
B.通过干扰病原体细胞壁形成而杀灭病原体的抗生素可有效治疗支原体肺炎
C.过程③中的未融合细胞和同种核融合的细胞都会因为不能生存而死亡
D.研制抗人肺炎支原体单克隆抗体对支原体肺炎的早期快速诊断有重要意义
【答案】B
【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、过程①表示用特定的抗原对小鼠进行免疫,目的是获得能产生抗人肺炎支原体抗体的B淋巴细胞,在该过程中,小鼠体内产生的抗体与注射的抗原结合,可能会形成沉淀,A正确;
B、支原体不具有细胞壁,故通过干扰病原体细胞壁形成而杀灭病原体的抗生素不能有效治疗支原体肺炎,B错误;
C、过程③表示在选择培养基上选择杂交瘤细胞,该过程中未融合细胞和同种核融合的细胞都会因为不能生存而死亡,C正确;
D、单克隆抗体能准确识别抗原的细微差异,抗人肺炎支原体单克隆抗体可用于支原体肺炎的早期快速诊断,D正确。
故选B。
二、非选择题
13.(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。
14.(23-24高二下·广东深圳·阶段练习)抗CD14 单克隆抗体的制备流程如图所示:
(1)步骤①向小鼠注射CD14 抗原,其目的是 。
(2)步骤②所用的SP2/0 细胞的生长特点是 。
(3)步骤③的目的是 ,在步骤④中,根据抗原—抗体特异性性结合的原理,需加入CD14进行专一抗体检测,检测过程发现有些杂交瘤细胞不能分泌抗CD14抗体,原因是 。
(4)步骤⑤将筛选后的细胞注射到小鼠腹腔进行增殖培养。步骤⑥从 中提取到大量的 抗 CD14 抗体,成为单克隆抗体,除此以外,还可以运用 技术进行体外扩增培养,获得单克隆抗体。
【答案】(1)促进小鼠产生能够产生抗CD14抗体的B淋巴细胞
(2)在体外无限增殖
(3) 获得杂交瘤细胞 形成杂交瘤细胞的B淋巴细胞种类很多
(4) 小鼠腹水 动物细胞培养
【分析】在单克隆抗体的制备过程中使用的细胞工程技术有动物细胞融合和动物细胞培养;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,将鼠的骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合,用特定的选择培养基筛选出杂交瘤细胞;在单克隆抗体的制备过程中,在选择培养基中有两次筛选,第一次筛选的目的是选择出杂交瘤细胞,第二次筛选的目的是筛选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞;单克隆抗体的特点是特异性强、灵敏度高,并可大量制备。
【详解】(1)CD14 作为抗原,注射到小鼠体内,促进小鼠产生能够产生抗CD14抗体的B淋巴细胞。
(2)SP2/0是骨髓瘤细胞,特点是能在体外无限增殖。
(3)步骤③采用特定的培养基进行筛选,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,只有融合的杂交瘤细胞可以生长,所以目的是获得杂交瘤细胞。形成杂交瘤细胞的B淋巴细胞种类很多,因此有些杂交瘤细胞不能分泌抗CD14抗体。
(4)步骤⑤将筛选后的细胞注射到小鼠腹腔进行增殖培养,步骤⑥从小鼠腹水中提取抗CD14抗体,还可以用动物细胞培养技术进行体外扩增培养。
15.(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。
16.(23-24高二下·广东深圳·期中)科学家将能特异性识别肿瘤抗原的单克隆抗体与药物结合,制成了抗体-药物偶联物(ADC),实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤,ADC的作用机理如图1所示。为了生产能同时与药物和肿瘤细胞抗原结合的抗体,科学家创造了制备双特异性抗体的方法,其过程如图2所示。请据图分析回答问题:
(1)单克隆抗体的特点是 。
(2)由图1可以看出,ADC进入细胞的过程依赖于 ,ADC可在 (细胞器)中被裂解并释放出药物,以达到精准治疗的目的。
(3)图2过程①中给小鼠注射的是 ,从而获得已免疫的B淋巴细胞;步骤②常用方法包括灭活病毒诱导法、电融合法和 等。
(4)HAT培养基可用于杂交瘤细胞的筛选,其中含有次黄嘌呤、氨基蝶呤和胸腺嘧啶核苷3种关键成分。哺乳动物的DNA合成有D途径和S途径两条。氨基蝶呤可阻断D途径;S途径需要HGPRT和TK(两种酶)的参与,以催化次黄嘌呤和胸腺嘧啶核苷用于DNA合成。在HAT培养基中,人工筛选的缺乏HGPRT和TK基因的骨髓瘤细胞将 (“存活”或“死亡”),而杂交瘤细胞将 (“存活”或“死亡”),请解释后者的原因 。
(5)图中过程⑤给小鼠注射抗肿瘤药物的目的是 ,图2方框内的主要操作是 。
【答案】(1)准确地识别抗原的细微差异、与特定抗原发生特异性结合、可以大量制备
(2) 细胞膜的流动性 溶酶体
(3) 肿瘤细胞抗原(或癌细胞抗原) PEG融合法
(4) 死亡 存活 杂交瘤细胞可从B淋巴细胞获得HGPRT和TK基因,能利用培养基中的次黄嘌呤和胸腺嘧啶核苷(经过S途径)来合成DNA
(5) 刺激小鼠产生相应的B淋巴细胞 将B淋巴细胞与单克隆杂交瘤细胞融合
【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;进行克隆化培养和抗体检测,筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞;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】(1)与直接从生物体中提取的抗体相比,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、可以大量制备。
(2)由图1可以看出,ADC通过胞吞的方式进入细胞,该过程依赖膜的流动性。溶酶体含有多种水解酶,可分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌,因此,ADC应是在溶酶体中被裂解后释放出药物。
(3)图2所示过程的目的是生产能同时与药物和肿瘤细胞抗原结合的抗体,因此要先从小鼠体内获得能产生抗肿瘤细胞抗原的抗体的B淋巴细胞,则图2中过程①应给小鼠注射肿瘤细胞抗原。诱导动物细胞融合的方法有PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法等。
(4)依题意,人工筛选的缺乏HGPRT和TK基因的骨髓瘤细胞中缺少S途径所需要的HGPRT和TK,HAT培养基中含有氨基蝶呤,氨基蝶呤又阻断D途径,所以该骨髓瘤细胞在HAT培养基中将会死亡;而杂交瘤细胞可从B淋巴细胞获得HGPRT和TK基因,能利用培养基中的次黄嘌呤和胸腺嘧啶核苷(经过S途径)来合成DNA,所以,在HAT培养基中,杂交瘤细胞将存活。
(5)图中过程⑤给小鼠注射抗肿瘤药物的目的是刺激小鼠产生相应的B淋巴细胞,图2方框内的主要操作是将B淋巴细胞与单克隆杂交瘤细胞融合,然后经过筛选,最终获得能产生同时与药物和肿瘤细胞抗原结合的抗体的杂交瘤细胞。
17.(23-24高二下·广东汕头·期中)如图是生产抗β干扰素单克隆抗体的过程,回答下列问题:
(1)图甲中制备单克隆抗体首先需要对动物进行免疫处理,所用的抗原是 ,制备单克隆抗体的过程涉及的细胞工程技术有 。
(2)图甲中的②过程常用 作为诱导剂,该诱导剂不能用于植物细胞的融合。③和④过程为两次筛选过程,这两次筛选的目的分别是:第一次用 筛选出 ,第二次进行 ,筛选出 。
(3)与植物组织培养相比,杂交瘤细胞扩大培养需要特殊的 成分,将杂交瘤细胞在体外条件下做大规模培养时,需将其置入含有95%的空气和5%的CO2的混合气体的培养箱中进行培养。CO2的主要作用是 。在培养细胞过程中,由于出现了 现象,因此要第二次使用胰蛋白酶进行处理,然后分瓶培养,称为 培养。在培养过程中,应定期更换培养液,目的是 。
【答案】(1) β干扰素 动物细胞培养和动物细胞融合
(2) 灭活的病毒 选择培养基 杂交瘤细胞 克隆化培养和抗体检测 能产生所需抗体的杂交瘤细胞
(3) 动物血清 维持培养液的pH 贴壁生长、接触抑制 传代 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
【分析】单克隆抗体制备的基本步骤:对小鼠进行免疫→提取B淋巴细胞→将B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合→通过筛选、克隆化培养和扩大化培养→最终注入小鼠体内→从腹腔腹水中提取单克隆抗体。
【详解】(1)分析题意可知,本实验目的是生产抗β干扰素单克隆抗体,故所用的抗原是β干扰素;制备单克隆抗体的过程涉及动物细胞培养和动物细胞融合等细胞工程技术。
(2)图甲中的②是诱导动物细胞融合,常用灭活的病毒作为诱导剂,这是区别于植物细胞的融合的特殊方法;③和④过程为两次筛选过程,第一次筛选: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:利用多孔板法筛选,进行克隆化培养和抗体检测,获得产生特定抗体的杂交瘤细胞。
(3)为保证动物细胞的正常生长,杂交瘤细胞扩大培养需要特殊的动物血清;杂交瘤细胞在体外条件下做大规模培养时,需将其置入含有95%的空气和5%的CO2的混合气体的培养箱中进行培养,CO2的主要作用是维持培养液的pH,95%空气是细胞代谢必需的。胰蛋白酶和胶原蛋白酶都可以将组织分散成单个细胞,动物细胞培养具有贴壁生长、接触抑制现象,出现接触抑制后,要第二次使用胰蛋白酶进行处理,然后分瓶培养,称为传代培养。在培养过程中,应定期更换培养液,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。
18.(23-24高二下·广东惠州·期中)2020年5月中国科研团队发现了可有效阻断新冠病毒(SARS-COV-2)感染的单克隆抗体,可用于抗新冠药物和疫苗的研发。该单克隆抗体如注射进人体,将抢先与新冠病毒的刺突蛋白(S蛋白)结合,使病毒无法感染人体细胞,从而被免疫系统清除。如图是单克隆抗体制备过程示意图,请据图回答下列问题:
(1)d 过程是诱导两个细胞融合,诱导动物细胞融合相比于诱导植物细胞融合所特有的方法是 。
(2)在单克隆抗体制备的过程中要进行两次筛选,第二次筛选的目的是 。
(3)通过上述过程得到的细胞C有特点是 。
(4)核移植技术与产生单克隆抗体都用到的技术手段是 。
【答案】(1)灭活病毒诱导法
(2)获得能分泌所需抗体的杂交瘤细胞
(3)既能迅速大量增殖,又能产生专一抗体
(4)动物细胞融合技术、动物细胞培养技术
【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,之后从小鼠脾中获取已经免疫的B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。进行克隆化培养和抗体检测,筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞。将最终筛选出的杂交瘤细胞在体外进行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提取大量的单克隆抗体。
【详解】(1)d过程是诱导动物细胞融合,常用的诱导方法有电融合法、PEG融合法、灭活病毒诱导法等。与诱导植物原生质体融合的方法相比,诱导动物细胞融合所特有的方法灭活病毒诱导法。
(2)在单克隆抗体制备的过程中,至少要进行两次筛选。第二次筛选采用克隆化培养和抗体检测的方法,其目的是获得足够数量的能分泌所需抗体的杂交瘤细胞。
(3)细胞C是杂交瘤细胞,其特点是:既能迅速大量增殖,又能产生专一抗体。
(4)核移植技术需要将去核的卵母细胞与提供细胞核的细胞融合,单克隆抗体制备过程需要将骨髓瘤细胞与经过免疫的B细胞融合形成杂交瘤细胞,另外动物细胞培养是动物细胞工程的基础,因此核移植技术与产生单克隆抗体都用到了动物细胞融合技术、动物细胞培养技术。
19.(23-24高二下·广东佛山·期中)吴茱萸是一种中药,其主要成分为吴茱萸碱(EVO)。为研究EVO对人胃癌细胞增殖的影响,科研人员做了以下实验。请回答问题:
(1)体外培养人胃癌细胞时,首先应保证其处于 的环境,除了适宜的营养物质、温度等条件外,还需要控制气体条件是 的混合气体,此外在使用合成培养基时通常还需加入 。
(2)将胃癌细胞制成细胞悬液,放入培养瓶中进行培养,为得到上图所示实验结果,如何继续进行实验?请简要写出实验设计思路。
(3)EVO对人胃癌细胞增殖影响的实验结果如图所示,实验结果表明: 。
(4)某科研小组为了降低吴茱萸在治疗胃癌时对人体的副作用,尝试在单克隆抗体技术的基础上,构建抗体—药物偶联物(ADC),过程如下图所示。
为了刺激小鼠机体产生更多的B淋巴细胞,每隔2周用取自 的特定抗原注射小鼠1次,共注射3次。最后一次免疫后第3天,取脾脏内部分组织制成细胞悬液与骨髓瘤细胞诱导融合,常用的生物诱导剂是 。单克隆抗体是ADC中的 (填“a”或“b”)部分。
【答案】(1) 无菌、无毒 95%空气与5%CO2 血清
(2)将制成的单细胞悬液平均分为三组,分别置于加入1μm、5μm和10μm浓度的EVO的多孔板中进行培养,统计各组细胞增殖活性的相对值
(3)EVO可抑制胃癌细胞增殖,且作用效果与作用时间和浓度呈正相关
(4) 人胃癌细胞 灭活的病毒 a
【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,杂交瘤抗体技术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效应B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】(1)动物细胞体外培养时,首先应保证其处于无菌、无毒的环境,否则会受到杂菌污染,除了适宜的营养物质、温度等条件外,还需要控制气体条件是95%空气与5%CO2的混合气体,其中二氧化碳的作用是维持培养液的pH,此外在使用合成培养基时通常还需加入血清,以保证动物细胞所需要的各种营养。
(2)将制成的单细胞悬液平均分为三组,分别置于加入1μm、5μm和10μm浓度的EVO的多孔板中进行培养,统计各组细胞增殖活性的相对值。
(3)由实验结果可知,随EVO浓度升高和作用时间延长,细胞增殖活性的相对值降低,即表明EVO可抑制胃癌细胞增殖,且作用效果与作用时间和浓度呈正相关。
(4)为了刺激小鼠机体产生更多的B淋巴细胞,每隔2周用取自人的胃腺癌细胞的特定抗原注射小鼠1次,共注射3次。最后一次免疫后第3天,取脾脏内部分组织制成细胞悬液与骨髓瘤细胞诱导融合,常用的生物诱导剂是灭活的病毒,该方法是诱导动物细胞融合特有的方法。单克隆抗体能与抗原特异性结合,与抗原结合的抗体部位为a。
20.(23-24高二下·广东中山·期中)细胞工程在药物生产和育种等领域应用十分广泛。阅读下列材料,回答下列问题。
材料一: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。如图是制备抗HCG单克隆抗体流程示意图。
材料二:西湖龙井含有的茶碱是植物细胞的代谢产物,具有提神、抗衰老功效,可利用植物组织培养技术来实现茶碱的工业化生产。
(1)免疫处理的小鼠产生的B淋巴细胞群能合成并分泌 (填“一种”或“多种”)抗体。诱导小鼠B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合时,采用的化学诱导试剂是 。经HAT培养基培养筛选得到杂交瘤细胞,该细胞具有 特点,再进行克隆化培养和抗体检测,经过多次筛选,才能获得足够数量的能分泌 的杂交瘤细胞。该过程一般在多孔细胞培养板上进行:先将细胞悬浮液稀释到7~10个细胞/mL,再在每个培养孔中滴入0.1mL细胞稀释液,其目的是 。
(2)单克隆抗体最广泛的用途是用作体外诊断试剂,如科学家利用人绒毛膜促性腺激素(HCG)的单克隆抗体,制作出了早孕试纸,该试纸可以利用尿液诊断早孕的理由是 。
(3)若利用植物组织培养技术,可将龙井茶叶细胞培养到 阶段,然后从 (填细胞器)中提取茶碱;一般来说,植物组织培养培育成植株的生殖方式为 。
【答案】(1) 多种 聚乙二醇/PEG 既能迅速大量增殖,又能产生抗体 所需抗体 使每个孔内不多于一个细胞,达到单克隆培养的目的
(2)怀孕后尿液中含有HCG,单克隆抗体可以与它特异性结合,从而诊断早孕
(3) 愈伤组织 液泡 无性生殖
【分析】单克隆抗体的制备过程:首先用特定抗原注射小鼠体内,使其发生免疫,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。
植物细胞工程技术的应用: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】(1)免疫处理的小鼠产生相应的B淋巴细胞群,能合成并分泌多种抗体,而1个浆细胞只能合成一种抗体;诱导小鼠B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合时,采用的化学诱导试剂是聚乙二醇/PEG;经HAT培养基培养筛选得到杂交瘤细胞,该细胞具有既能迅速大量增殖,又能产生抗体,进行克隆化培养和抗体检测,经过多次筛选,才能获得足够数量的能分泌所需抗体(抗HCG抗体);步骤③需对选择培养的杂交瘤细胞进行克隆化培养及抗体检测,该过程一般在多孔细胞培养板上进行;用多孔培养板培养时,需要稀释,其目的是使每个孔内不多于一个细胞,达到单克隆培养的目的。
(2)人绒毛膜促性腺激素的单克隆抗体本质为蛋白质,所用检测早孕的方法为抗原-抗体杂交,生产的单克隆抗体可以与人绒毛膜促性腺激素(或HCG)特异性结合,怀孕后尿液中含有 HCG,单克隆抗体可以与它特异性结合,从而诊断早孕。
(3) 愈伤组织是一群未分化的细胞,液泡中含有无机盐、糖类等有机物,故若利用植物组织培养技术,可将龙井茶叶细胞培养到愈伤组织阶段,愈伤组织细胞呈高度液泡化,然后从其液泡中提取茶碱;由于该过程中没有经过精卵结合,故生殖方式为无性生殖。
21.(23-24高二下·广东深圳·期中)细胞工程在药物生产和育种等领域应用十分广泛。阅读下列材料,回答有关问题:
材料一: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。如图是制备抗HCG单克隆抗体流程示意图。
材料二:西湖龙井含有的茶碱是植物细胞的代谢产物,具有提神、抗衰老功效,可利用植物组织培养技术来实现茶碱的工业化生产。
(1)从经过免疫处理的小鼠体内分离的B淋巴细胞群能合成并分泌 (填“一种”或“多种”)抗体。诱导小鼠B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合时,采用的化学诱导试剂是 。经特定的选择培养基培养筛选得到杂交瘤细胞,该细胞具有 的特点,再进行克隆化培养和抗体检测,经过多次筛选,才能获得足够数量的能分泌 的杂交瘤细胞。该过程一般在多孔细胞培养板上进行:先将细胞悬浮液稀释到7~10个细胞/mL,再在每个培养孔中滴入0.1mL细胞稀释液,其目的是 。
(2)单克隆抗体最广泛的用途是用作体外诊断试剂,如科学家利用人绒毛膜促性腺激素的单克隆抗体,制作出了早孕试纸,该试纸可以利用尿液诊断早孕的理由是 。鼠源性单克隆抗体可应用于肿瘤的临床免疫治疗,在注射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 。
(3)若利用植物组织培养技术,可将龙井茶叶细胞培养到 阶段,然后从 (填细胞器)中提取茶碱;经植物组织培养培育成植株的方式属于 (填“有性生殖”或“无性生殖”)。
【答案】(1) 多种 聚乙二醇/PEG 既能迅速大量增殖,又能产生抗体 所需抗体(抗HCG抗体) 使每个孔内不多于一个细胞,达到克隆化培养的目的
(2) 怀孕后尿液中含有HCG,单克隆抗体可以与它特异性结合,从而诊断早孕 免疫排斥反应
(3) 愈伤组织 液泡 无性生殖
【分析】1、单克隆抗体的制备过程:首先用特定抗原注射小鼠体内,使其发生免疫,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。
2、植物细胞工程技术的应用: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】(1)免疫处理的小鼠产生相应的B淋巴细胞群,能合成并分泌多种抗体,而1个浆细胞只能合成一种抗体;诱导小鼠B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合时,采用的化学诱导试剂是聚乙二醇/PEG;经HAT培养基培养筛选得到杂交瘤细胞,该细胞具有既能迅速大量增殖,又能产生抗体,进行克隆化培养和抗体检测,经过多次筛选,才能获得足够数量的能分泌所需抗体(抗HCG抗体);步骤③需对选择培养的杂交瘤细胞进行克隆化培养及抗体检测,该过程一般在多孔细胞培养板上进行;用多孔培养板培养时,需要稀释,其目的是使每个孔内不多于一个细胞,达到单克隆培养的目的。
(2)人绒毛膜促性腺激素的单克隆抗体本质为蛋白质,所用检测早孕的方法为抗原-抗体杂交,生产的单克隆抗体可以与人绒毛膜促性腺激素(或HCG)特异性结合,怀孕后尿液中含有 HCG,单克隆抗体可以与它特异性结合,从而诊断早孕。为避免鼠源性单克隆抗体进入人体后被人体免疫系统识别并清除,降低免疫排斥反应,在注射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。
(3)液泡中含有无机盐、糖类等有机物,故若利用植物组织培养技术,可将龙井茶叶细胞培养到愈伤组织阶段,愈伤组织细胞呈高度液泡化,然后从其液泡中提取茶碱;由于该过程中没有经过精卵结合,故生殖方式为无性生殖。
22.(23-24高二下·广东·期中)针对肿瘤细胞相关的靶标蛋白和基因,可设计和研制特异性的靶向药物,靶向杀伤肿瘤细胞。
(1)下图所示转铁蛋白受体(TIR)与转铁蛋白(Tf)结合,通过 方式,将铁元素运输至胞内。肿瘤细胞由于增长快速,需要更多的铁元素,因此肿瘤细胞表面TIR表达量 (“上升”或“下降”)。可运用单克隆抗体技术制备抗TIR抗体,该抗体的作用机制是 进而影响肿瘤细胞增长。
(2)若想获得上述单克隆抗体,可将TIR作为抗原注射到小鼠体内,分离出B淋巴细胞并与小鼠骨髓瘤细胞融合,经HAT选择培养基筛选获得多种杂交瘤细胞。再经 ,多次筛选得到 的杂交瘤细胞,注入到小鼠腹腔中;从 中获得相应抗体,由于该抗体来源于小鼠,称为鼠源单克隆抗体。
(3)将该鼠源单克隆抗体与人癌细胞混合后发现,单独使用该抗体对人癌细胞的增殖无显著影响,可能原因是抗体与细胞表面TiR结合后 。为探究该假设成立与否,采用荧光标记抗体定位的方法,结果发现细胞膜上和细胞内均出现荧光,则此实验结果支持该假设。
(4)由于在本实验中单独使用抗体效果不佳,考虑利用抗体介导杀伤细胞对靶细胞的裂解作用来抑制癌细胞,该过程如下图所示。若无论何种抗体,杀伤细胞都可与之结合,最终使靶细胞裂解死亡,则说明抗体Fc段在不同种类的抗体中 (“相同”或“不同”)。
【答案】(1) 胞吞 上升 阻止了Tf与TfR结合,抑制铁元素的摄取
(2) 抗体检测 既能无限增殖,又能产生所需抗体 小鼠腹水
(3)抗体同样会被胞吞进细胞,TfR最终会返回细胞膜表面
(4)相同
【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】(1)图1所示铁元素进入细胞过程涉及膜向内凹陷形成膜泡,可知该运输方式是胞吞。肿瘤细胞由于增长快速,需要更多的铁元素,所以癌细胞转运铁的速度更快,因此肿瘤细胞表面TR表达量上升;可运用单克隆抗体技术制备抗TIR抗体,该抗体的作用机制是与TfR特异性结合,阻断了转铁蛋白受体(TfR)与转铁蛋白(Tf)结合,铁元素运输受阻,肿瘤的生长受到抑制。
(2)若想获得上述单克隆抗体,可将TIR作为抗原注射到小鼠体内,分离出B淋巴细胞并与小鼠骨髓瘤细胞融合,经HAT选择培养基筛选获得多种杂交瘤细胞,再经专一抗体检验,筛选呈阳性的细胞,多次筛选得到既能无限增殖,又能产生特异性(所需)抗体的杂交瘤细胞,注入到小鼠腹腔中,该过程属于体内培养,可从小鼠腹水中获得相应抗体。
(3)将该TR抗体与人癌细胞混合后发现,单独使用抗体对人癌细胞的增殖无显著影响,可能原因是抗体与细胞表面THR结合后抗体同样会被胞吞进细胞,TfR最终会返回细胞膜表面。
(4)由图2可知,杀伤细胞能与抗体Fc段结合,若无论何种抗体,杀伤细胞都可与之结合,最终使靶细胞裂解死亡,则说明抗体Fc段在不同种类的抗体中是相同的。
23.(23-24高二下·广东·期中)为降低乳腺癌治疗药物的副作用,科研人员尝试在单克隆抗体技术的基础上,构建抗体药物偶联物(ADC),过程如下图1所示。
(1)本实验中小鼠注射的特定抗原应取自 ,图中诱导细胞融合时需要采用 诱导法、聚乙二醇融合法或电融合法等方法诱导。
(2)图中步骤②得到的细胞杂交瘤细胞具有 的特点,之后必须经过步骤③ 才能筛选得到符合要求的杂交瘤细胞。
(3)研究发现,ADC在患者体内的作用如图2所示。
据图分析,ADC中抗体的作用是 ,药物的作用是 ,与直接使用药物进行化疗杀伤肿瘤细胞相比, ADC药物能够降低乳腺癌治疗药物副作用的原因是 。
【答案】(1) 人的乳腺癌细胞 病毒
(2) 既能迅速大量增殖又能产生抗体 克隆化培养和抗体检测
(3) 与肿瘤细胞特异性结合,将药物带到肿瘤细胞 诱发肿瘤细胞凋亡而杀伤肿瘤细胞 不能识别正常细胞且不会让正常细胞凋亡,实现对肿瘤细胞的选择性杀伤
【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】(1)本实验为了降低乳腺癌治疗药物的副作用而制备单克隆抗体,小鼠注射的特定抗原应取自人的乳腺癌细胞。步骤①是动物细胞融合过程,常用的方法包括PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法等。
(2)图中步骤②得到的杂交瘤细胞既能迅速大量增殖又能产生抗体,之后必须经过步骤③克隆化培养和抗体检测才能筛选得到符合要求的杂交瘤细胞。
(3)抗体能与抗原发生特异性结合,因此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;药物可诱发肿瘤细胞凋亡而杀伤肿瘤细胞,与直接使用药物进行化疗杀伤肿瘤细胞相比, ADC药物不能识别正常细胞且不会让正常细胞凋亡,实现对肿瘤细胞的选择性杀伤,因此能够降低乳腺癌治疗药物副作用。
24.(23-24高二下·广东肇庆·期中)新冠病毒外壳中的S蛋白具有很强的抗原性,S蛋白与人细胞膜上ACE2受体结合后入侵人体细胞,导致人体患肺炎,抗体可阻断病毒的黏附或入侵。2021年12月8日,我国拥有的首个全自主研发并证明有效的抗新冠病毒抗体特效药正式问世。回答下列问题:
(1)制备抗S蛋白单克隆抗体时,为获得大量免疫过的小鼠B淋巴细胞,可采取的措施是 ,诱导小鼠B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合时,采用的诱导因素有 (答两种)。
(2)经选择性培养的杂交瘤细胞,还要进行 ,经过多次筛选,才能获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。在体外培养杂交瘤细胞时,需要O2和CO2,其中CO2的主要作用是 。培养过程中为防止杂菌污染,培养液需添加一定量的 。
(3)抗S蛋白的单克隆抗体能准确诊断出某人是否感染新冠病毒,原因是 。
【答案】(1) 分多次间隔给小鼠注射S蛋白 灭活的病毒、电激、聚乙二醇(PEG)等
(2) 克隆化培养和抗体检测 维持培养液的pH 抗生素
(3)抗S蛋白单克隆抗体纯度高、特性强,能准确识别抗原(新冠病毒)的细微差异并跟抗原(新冠病毒)发生特异性结合
【分析】单克隆抗体的制备过程:
(1)两次筛选: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)分多次间隔给小鼠注射S蛋白,可以使小鼠体内产生足够多的记忆细胞和抗体,同时可以获得大量免疫过的小鼠B淋巴细胞;诱导动物细胞融合常用的诱导因素:聚乙二醇、灭活的病毒、电激。
(2)单克隆抗体的制备过程需要经过多次筛选,首先用选择性培养基筛选出杂交瘤细胞,还需进行克隆化培养和专一抗体检测阳性,最终获得能产生所需抗体的细胞,可在体外条件下培养或注射到小鼠的腹腔内进行增殖。CO2可以维持培养液的pH的稳定,故在体外培养杂交瘤细胞时,需通入95%空气+5%CO2的混合气体;使用培养基进行动物重组细胞培养时,为防止培养过程中杂菌污染,通常要在细胞培养液中添加一定量的抗生素。
(3)抗S蛋白单克隆抗体纯度高、特性强,能准确识别抗原(新冠病毒)的细微差异并跟抗原(新冠病毒)发生特异性结合,故抗S蛋白的单克隆抗体能准确诊断出某人是否感染新冠病毒。
25.(23-24高二下·广东肇庆·期中)乳腺癌是目前全球发病率较高的癌症之一。为降低乳腺癌化疗的副作用,科研人员在单克隆抗体技术的基础上,构建了抗体—药物偶联物(ADC)。构建过程如图1,b为药物分子,ADC发挥作用机理如图2,请回答下列问题:
(1)图1过程中,小鼠注射的特定抗原应取自 细胞,对小鼠进行免疫处理后,从脾中得到多种B淋巴细胞,然后诱导其与骨髓瘤细胞融合,诱导融合的常用方法有 (答出2点即可),然后用选择培养基进行筛选得到杂交瘤细胞。
(2)已知细胞合成DNA有D和S两条途径,其中D途径能被氨基蝶呤阻断。小鼠的淋巴细胞中有这两种DNA的合成途径,但一般不分裂,小鼠的骨髓瘤细胞中尽管没有S途径,但能不断分裂。图I中①过程是在含氨基蝶呤的试管中混合后促融,则试管中细胞的种类数和能增殖的细胞种类数分别是 (不考虑三个及以上细胞融合)。
(3)据图2可知,ADC能精确地定位乳腺癌细胞降低化疗的副作用,进入乳腺癌细胞后,细胞中的溶酶体可将其水解,释放出的药物最终作用于 (结构),可导致癌细胞凋亡。单克隆抗体还被广泛用作诊断试剂,因为它具有以下优点 (答出2点即可)。
(4)科研人员发现癌细胞由于基因突变,其表面物质发生了改变,如某些种类癌细胞表面高表达膜蛋白PSMA和PD-L1(如图3),其中PD-L1能抑制T细胞的活化,使癌细胞发生免疫逃逸。临床上可利用抗PD-1的单克隆抗体进行癌症治疗,据图3推测其原因是 。
【答案】(1) (人的)乳腺癌 PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法
(2)5和1
(3) 细胞核 特异性强、灵敏度高
(4)PD-1单抗与PD-1的结合阻断了PD-1和PD-L1结合,避免PD-L1抑制T细胞活化
【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】(1)据图可知,为获得治疗乳腺癌的特异性抗体,给小鼠注射的特定抗原应取自人的乳腺癌细胞;诱导其与骨髓瘤细胞融合常用方法包括 PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法等。
(2)不考虑三个及以上细胞融合,在筛选杂交瘤细胞时,试管中共有5种细胞:未融合的B细胞、互融的B细胞、未融合的骨髓瘤细胞、互融的骨髓瘤细胞融合的B细胞和瘤细胞;由于小鼠的骨髓瘤细胞中尽管没有S途径,故未融合的骨髓瘤细胞和同种融合的骨髓瘤细胞都死亡,而B细胞不能无限增殖,未融合的B细胞和同种融合的B细胞都死亡,故能增殖的细胞种类数只有B-骨髓瘤融合型。
(3)分析题意,单克隆抗体能精确地定位乳腺癌细胞,故ADC能降低乳腺癌治疗药物的副作用,ADC进入乳腺癌细胞后,细胞中的溶酶体释放水解酶可将其水解,释放出的药物最终作用于细胞核,可导致癌细胞凋亡;单克隆抗体还被广泛用作诊断试剂,因为它具有特异性强、灵敏度高的特点。
(4)由图3可知,癌细胞通过PD-L1与T细胞上的PD-1结合,抗PD-1的单克隆抗体可与PD-1结合,从而阻断PD-1和PD-L1结合,避免PD-L1抑制T细胞的活化,故临床上可利用抗PD-1的单克隆抗体进行癌症治疗。
26.(23-24高二下·广东东莞·期中)科研人员在杂交瘤细胞的基础上,获得了双杂交瘤细胞,每种杂交瘤细胞产生的抗体结构、与抗原结合的情况如图1所示。请回答下列问题。
(1)科研人员将抗原α、β分别注射到不同的小鼠体内,引起机体发生 免疫,其中的 分泌相应抗体。
(2)制备杂交瘤细胞时,需将上述小鼠的脾脏组织处理获得单细胞后,再与小鼠的骨髓瘤细胞融合,分别经过两次筛选得到两种杂交瘤细胞,其中第一次筛选一般用 培养基,以筛选出 。细胞培养时,需在培养液中加入 (天然成分),且置于CO2培养箱中,其中CO2的主要作用是 。如果将得到的两种杂交瘤细胞成功融合,则会同时表达出抗体的重链A、B和轻链a、b,这种细胞称作双杂交瘤细胞。
(3).结合所学知识,应用于肿瘤治疗的双特异性抗体的特点是 。
【答案】(1) 体液(或特异性) 浆细胞
(2) (HAT)选择 既能产生抗体,又能无限增殖的杂交瘤细胞 动物血清 维持培养液的pH
(3)既能与肿瘤细胞特异性结合,又能与抗肿瘤药物特异性结合,从而降低了抗肿瘤药物的副作用(提高了抗肿瘤药物的靶向性)
【分析】1、题图分析:图1中是抗原α、β分别注射到小鼠体内,小鼠分别产生的α、β的两种单克隆抗体;图2中是双杂交瘤细胞产生的双特异性抗体。
2、图中抗体由两条重链和两条轻链组成,重链和轻链均分为恒定区和可变区,两条重链依赖于A1或B1进行组装(A1与B1相同),重链与轻链的组装依赖于恒定区A2、a或B2、b(a与b相同)。
【详解】(1)科研人员将抗原α、β分别注射到小鼠体内,引起机体发生体液(或特异性)免疫,由浆细胞分泌相应抗体。
(2)制备杂交瘤细胞时,需将上述小鼠的脾脏组织用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理获得单细胞后,再与小鼠的骨髓瘤细胞融合,分别筛选得到两种杂交瘤细胞,其中第一次筛选要用(HAT)选择培养基,以筛选出既能产生抗体,又能无限增殖的杂交瘤细胞;细胞培养时,为保证细胞的正常生长,需在培养液中加入动物血清,且置于CO2培养箱中,其中CO2的主要作用是维持培养液的pH。
(3)应用于肿瘤治疗的双特异性抗体的特点是既能与肿瘤细胞特异性结合,又能与抗肿瘤药物特异性结合,从而降低了抗肿瘤药物的副作用(提高了抗肿瘤药物的靶向性)。
27.(23-24高二下·广东惠州·期中)某病毒对动物养殖业危害十分严重。我国学者拟以该病毒外壳蛋白A为抗原来制备单克隆抗体,以期快速检测该病毒,其主要技术路线如图所示。
回答下列问题:
(1)与小鼠骨髓瘤细胞融合前,已免疫的脾细胞(含浆细胞) (填“需要”或“不需要”)通过原代培养扩大细胞数量;诱导动物细胞融合的常用方法 (写出2种方法)。
(2)在杂交瘤细胞筛选过程中,常使用特定的选择培养基,该培养基对 和 生长具有抑制作用。
(3)单克隆抗体筛选中,将抗体与该病毒外壳蛋白进行杂交,其目的是 。
(4)这种方法制备出来的单克隆抗体有哪些优点? 。
【答案】(1) 不需要 灭活病毒诱导法、PEG融合法、电融合法
(2) 未融合的亲本细胞 融合的具有同种核的细胞
(3)获得分泌所需抗体的杂交瘤细胞
(4)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。(特异性强,灵敏度高,可大量制备)
【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】(1)浆细胞是高度分化的细胞,不能增殖,所以不需要通过原代培养扩大细胞数量。诱导动物细胞融合的常用方法有灭活病毒诱导法、PEG融合法、电融合法。
(2)在杂交瘤细胞筛选过程中,用特定的选择培养基进行筛选,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,只有融合的杂交瘤细胞才能生长。
(3)单克隆抗体筛选中,将抗体与该病毒外壳蛋白进行杂交,是运用了抗原-抗体杂交技术,抗体检测呈阳性的细胞,即为所需的杂交瘤细胞。
(4)这种方法制备出来的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。
28.(23-24高二下·广东云浮·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。回答下列问题:
(1)①处理后 (填“需要”或“不需要”)对小鼠进行抗体检测。过程③能在特定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 。
(2)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 。体外培养到一定时期的单克隆杂交—杂交瘤细胞因为 (答2点)等因素而分裂受阻,需进行传代培养。
(3)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) 需要 杂交瘤细胞 不能无限增殖
(2) . 从小鼠体内提取的B淋巴细胞不止一种类型(或筛选得到的杂交瘤细胞产生的抗体并不是单克隆抗体) 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
(3)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:免疫的B淋巴细胞:能产生特异性抗体,在体外不能无限增殖;骨髓瘤细胞:不产生专一性抗体,体外能无限增殖。
(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)过程①是给小鼠注射癌胚抗原,其目的是使小鼠产生能分泌识别癌胚抗原抗体的B淋巴细胞,此时需要对小鼠进行抗体检测,确定小鼠对该抗原发生了特异性免疫,形成了对该抗原已经免疫的B淋巴细胞。过程③是用特定的培养基进出选择性培养,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都不能存活,因为B淋巴细胞不能无限增殖。
(2)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都是需要的抗体),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。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,需进行传代培养。
(3)获得的单克隆杂交—杂交瘤细胞有两个培养途径,一是在体外培养液中培养,二是注射到小鼠腹腔内腹水中培养增殖。
29.(23-24高二下·广东广州·期中)如图是生产抗β干扰素单克隆抗体的过程,回答相关问题。
(1)与传统方法生成的抗体相比,单克隆抗体最主要的优点是 。在癌症治疗时,把抗癌细胞的单克隆抗体跟抗癌药物相结合制成的生物导弹,“生物导弹”中单克隆抗体的作用是 。
(2)过程①中,将 溶液注射给小鼠,再从小鼠脾脏中分离B淋巴细胞。实验小鼠若无胸腺,则对实验结果 (填“有”或“没有”)影响。实验中所需的骨髓瘤细胞具有 的特性。
(3)过程②中,B淋巴细胞与骨髓瘤细胞混合,加入 促进细胞融合,此过程体现的细胞膜结构特点是 。
(4)过程④中,对杂交瘤细胞进行克隆化培养和 检测,经多次筛选,就可获得能分泌抗β干扰素单克隆抗体的细胞。将杂交瘤细胞在体外条件下大规模培养,从 中获取单克隆抗体。
【答案】(1) 特异性强、灵敏度高,并可大量制备(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) 将药物定向运到靶细胞
(2) β干扰素 有 无限增殖
(3) 聚乙二醇/PEG 具有(一定的)流动性
(4) 抗体 细胞培养液
【分析】分析题文描述和题图可知:过程①是向小鼠体内注射β干扰素,使其发生免疫,然后从小鼠脾内获得能产生抗β干扰素抗体的B淋巴细胞。过程②是诱导小鼠的骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合。过程③是用特定的选择培养基筛选出杂交瘤细胞。过程④是克隆化培养和抗体检测,从而筛选出能产生抗β干扰素单克隆抗体的杂交瘤细胞。将最终筛选出的杂交瘤细胞在体外培养,从细胞培养液中提取单克隆抗体。
【详解】(1)与传统方法生成的抗体相比,单克隆抗体最主要的优点是: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。在癌症治疗时,“生物导弹”是借助单克隆抗体的导向作用,将药物带到癌细胞所在的位置,将其在原位杀死。可见,“生物导弹”中单克隆抗体的作用是将药物定向运到靶细胞。
(2)图示是生产抗β干扰素单克隆抗体的过程,因此过程①中,应将β干扰素溶液注射给小鼠,再从脾脏中分离B淋巴细胞。胸腺是T淋巴细胞集中、成熟的地方,T淋巴细胞能将抗原呈递给B淋巴细胞,且能产生细胞因子,因此若实验小鼠若无胸腺,则对实验结果是有影响的。骨髓瘤细胞具有无限增殖的特性。
(3)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。过程②是诱导B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合,可以加入PEG(聚乙二醇)促进细胞融合,此过程体现的细胞膜结构特点是具有一定的流动性。
(4)过程④中,对杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测,经多次筛选,就可获得能分泌抗β干扰素单克隆抗体的细胞。将杂交瘤细胞在体外条件下大规模培养,杂交瘤细胞会将抗β干扰素单克隆抗体分泌到培养液中,因此应该从细胞培养液中获取单克隆抗体。
30.(23-24高二下·广东茂名·期中)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 的单克隆抗体,并构建抗体药物偶联物(ADC),其主要技术路线如图所示。
(1)步骤①和步骤⑤分别向小鼠注射 和 。
(2)步骤②所用的SP2/0细胞的生长特点是 。
(3)吸取③中的上清液到④的培养孔中,根据抗原—抗体杂交原理,需加入 进行专一抗体检测,检测过程发现有些杂交瘤细胞不能分泌抗p72抗体,原因是 。
(4)单克隆抗体的优点是 。单克隆抗体是ADC中的 (填“a”或“b”)部分。
【答案】(1) 非洲猪瘟病毒衣壳蛋白 p72 产生特定抗体的杂交瘤细胞
(2)能够无限增殖
(3) 抗原或非洲猪瘟病毒衣壳蛋白 p72 参与形成杂交瘤细胞的B淋巴细胞种类多,有的不能分泌抗p72抗体
(4) 能准确地识别抗原的细微差异,与特定的抗原发生特异性结合,并且可以大量制备 a
【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】(1)步骤①是注射特定抗原,针对本实验目的,应该注射非洲猪瘟病毒衣壳蛋白p72;步骤⑤是将产生特定抗体的杂交瘤细胞注入小鼠体内培养,以获得大量单克隆抗体。
(2)步骤②所用的SP2/0细胞是骨髓瘤细胞,特点是能在体外无限增殖。
(3)根据抗原—抗体杂交原理,应该用抗原或非洲猪瘟病毒衣壳蛋白p72检测其中是否含抗p72的抗体;一般而言,一种B淋巴细胞只能分泌一种抗体,由于形成杂交瘤细胞的B淋巴细胞种类很多,因此有些杂交瘤细胞不能分泌抗p72抗体。
(4)单克隆抗体由于纯度高,因而表现出的典型优点是特异性强、灵敏度高,由于杂交瘤细胞可以无限增殖,因此单克隆抗体具有可大量制备的优点;ADC药物是利用单克隆抗体的导向作用,起到定向作用到癌细胞的作用,其对应图中的a部分。
31.(23-24高二下·广东东莞·期中)为研制抗病毒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。
(1)上述实验前必须给小鼠甲注射病毒A,该处理的目的是诱导小鼠甲产生 。
(2)写出以小鼠甲的脾脏为材料制备单细胞悬液的主要实验步骤;取小鼠脾脏组织剪碎→用 酶处理一段时间→加入培养液制成细胞悬液。
(3)为了得到能产生抗病毒A的单克隆抗体的杂交瘤细胞,需要进行筛选,图中筛选1所采用的培养基属于 (按功能),使用该培养基进行细胞培养的目的是 。
(4)筛选2中对于抗体检测呈 性的杂交瘤细胞应尽早进行克隆化培养。要使能产生抗病毒A的单克隆抗体的杂交瘤细胞大量增殖,可在体外培养或 。
【答案】(1)能够分泌抗病毒A抗体的B淋巴细胞(能分泌特定抗体的B淋巴细胞)
(2)胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)
(3) 选择培养基 获得杂交瘤细胞
(4) 阳 注射到小鼠腹腔内增殖
【分析】1、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,并将它们置于含有95%空气和5%CO2的混合气体的CO2培养箱中进行培养;
2、单克隆抗体的制备是将骨髓瘤细胞与浆细胞结合,经过选择培养基的筛选得到杂交瘤细胞,经专一抗体检测后,培养能产生特定抗体的杂交瘤细胞,即可得单克隆抗体。
【详解】(1)实验前给小鼠甲注射病毒A,是为了诱导小鼠甲产生能够分泌抗病毒A抗体的B淋巴细胞;
(2) 以小鼠甲的脾脏为材料制备单细胞悬液的主要实验步骤为:取小鼠脾脏组织剪碎,用胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)处理一段时间,将 组织分散成单个细胞,加入培养液制成细胞悬液;
(3) 图中筛选1需要用到选择培养基,只有杂交瘤细胞可以存活,所以使用该培养基进行细胞培养的目的是获得杂交瘤细胞;
(4)筛选2是为了获得能产生特定抗体的杂交瘤细胞,该过程要用到抗原抗体杂交,所以筛选 2 中对于抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞应尽早进行克隆化培养, 获得能产生抗病毒A的单克隆抗体的杂交瘤细胞后,可以在体外培养液中进行培养,或注射到小鼠腹腔内,在小鼠的腹腔中进行培养,使杂交瘤细胞大量增殖。
32.(23-24高二下·广东惠州·期中)HER2 是一种定位于细胞膜上的表皮生长因子受体,HER2 过度表达与恶性肿瘤的发生及发展密切相关。为开发用于治疗HER2过度表达的恶性肿瘤单克隆抗体偶联药物(抗 HER2-ADC),科研人员开展了相关研究,实验流程如图1所示。回答下列问题:
(1)在制备抗HER2-ADC的过程中,需要用 对小鼠多次进行免疫,以期获得相应的B淋巴细胞。过程②和③分别表示筛选出 、 。
(2)经实验证明,抗HER2-ADC对HER2表达少的肿瘤细胞的效果不明显,而对HER2 过度表达的恶性肿瘤细胞的杀伤效果较为明显,其原因是 。
(3)为研究抗HER2-ADC对HER2过度表达的胃癌细胞代谢的影响,科研人员选取人乳腺癌细胞BT-474、裸鼠(先天性胸腺缺陷的突变小鼠)、多种化疗药物和试剂(磷酸缓冲液配制的抗HER2-ADC、曲妥珠单抗、曲妥珠单抗——美坦新联药物、磷酸缓冲液等)进行了相关实验。
①将乳腺癌细胞BT-474移植到裸鼠体内,待肿瘤体积达到 200 mm3时将裸鼠分为4组并分别给药处理,空白对照组的给药处理是注射 ,一段时间后检测裸鼠体内肿瘤的体积,结果如图2所示。
②实验结果表明,抗HER2-ADC对BT-474细胞的 具有促进作用,且效果较其他药物更好。
③后续可通过研究抗HER2-ADC 等情况,为抗HER2-ADC进入临床实验奠定数据基础。
④开发出抗HER2-ADC,体现的是单克隆抗体在 方面的用途。
【答案】(1) HER2 杂交瘤细胞 分泌抗 HER2 抗体的杂交瘤细胞
(2)HER2过度表达的恶性肿瘤细胞表面的HER2多,与抗HER2-ADC结合的概率高
(3) 等剂量的磷酸缓冲液 凋亡 在动物体内的代谢、对正常细胞的毒性、用药剂量(浓度) 运载药物/靶向治疗
【分析】1、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,即用培养基培养或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。
2、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表位的抗体,通常采用杂交瘤技术来制备;单克隆抗体的作用,作为诊断试剂盒、用于治疗疾病和运载药物。
【详解】(1)结合题干,在制备抗HER2-ADC的过程中,需要用HER2对小鼠多次进行免疫,获得分泌抗HER2抗体的B淋巴细胞。过程②为特定的选择培养基筛选杂交瘤细胞,过程③为抗体检测,目的是筛选产生特定抗体(分泌抗HER2抗体)的杂交瘤细胞。
(2)正常细胞和HER2过度表达的恶性肿瘤细胞都能产生HER2,但是HER2过度表达的恶性肿瘤细胞表面的HER2多,与抗HER2-ADC结合的概率高,因而抗HER2-ADC可作为靶向药杀伤HER2过度表达的恶性肿瘤细胞。
(3)①根据题意可知,HER2-ADC、曲妥珠单抗、曲妥珠单抗—美坦新联药物都是治疗癌细胞的药物,它们均是用磷酸缓冲液配制的,因此空白对照组应注射等剂量的磷酸缓冲液。
②根据实验结果可知,抗HER2-ADC组裸鼠的肿瘤体积最小,且比初始肿瘤体积小,说明抗HER2-ADC对BT-474细胞的凋亡具有促进作用,且效果较其他药物更好。
③实验仅研究了抗HER2-ADC对肿瘤细胞代谢的影响,后续可通过研究抗HER2-ADC在动物体内的代谢、对正常细胞的毒性等情况,为抗HER2-ADC进入临床实验奠定数据基础。
④根据题意,开发出抗HER2-ADC是用于治疗HER2过度表达的恶性肿瘤单克隆抗体偶联药物,因此体现的是单克隆抗体在运载药物(靶向治疗)方面的用途。
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学科网(北京)股份有限公司
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专题3 动物细胞工程
考点概览
考点01 动物细胞培养
考点02 动物细胞融合技术与单克隆抗体
考点03 动物细胞融合技术和克隆动物
动物细胞培养考点01
一、单选题
1.(23-24高二下·广东广州·期中)体外动物细胞培养制造出的细胞培养肉是一种人造肉,具有营养可控、结构仿真、口感真实的特点。其主要生产流程如下图,图中的微载体是一种固体的细胞生长基质,其表面能使细胞贴附。下列叙述正确的是( )
A.①过程可用机械的方法或用胰蛋白酶、胃蛋白酶等处理的方法获得细胞悬液
B.③过程中加入微载体为细胞提供更大附着面积,使细胞间不出现接触抑制,产量增加
C.③④过程需使用经灭菌处理的培养液,培养细胞时既要提供O2也要提供CO2
D.肌肉干细胞属于成体干细胞,能够分化成特定的细胞和组织,具有全能性
2.(23-24高二下·广东深圳·阶段练习)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基因突变
3.(23-24高二下·广东佛山·期中)卡铂为一种广谱抗肿瘤药,其通过抑制DNA复制来起效。卡铂微溶于水,其在水溶液中不稳定,溶液中的Cl⁻也会促进其分解。临床上用5%的葡萄糖溶液与卡铂制成试剂后用于注射治疗。某生物小组为验证卡铂试剂的作用,进行了如图所示的实验。下列说法错误的是( )
A.宫颈癌细胞培养过程中会出现贴壁生长及接触抑制现象
B.②组和③组中的M可为5%葡萄糖溶液
C.培养宫颈癌细胞时的气体环境是95%的空气和5%的二氧化碳
D.本实验的预期结果为①组的癌细胞数目高于②或③组的
4.(23-24高二下·广东茂名·期中)有研究团队正在尝试建立HA(Human Leukocyte Antigen,人类白细胞抗原)多态性丰富的iPS细胞库,可以为需要的人找到HLA匹配度较高的iPS细胞,这样不仅可以节省时间、成本,还能减轻异体干细胞移植后发生的免疫排斥反应。下列关于iPS细胞培养的表述正确的是( )
A.培养iPS细胞的环境中需要95%O2和5%CO2
B.iPS细胞要经过脱分化形成愈伤组织才能获得
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
D.培养瓶中的iPS细胞需定期用胃蛋白酶处理,分瓶后才能继续增殖
5.(23-24高二下·广东惠州·期中)实验小鼠皮肤细胞培养的基本过程如图所示。下列叙述错误的是( )
A.所需培养基是按细胞所需的营养物质种类和量严格配制的
B.培养细胞1是原代培养,往往会因为细胞密度过大、有害物质积累而分裂受阻
C.传代培养时,悬浮培养的细胞直接用离心法收集,无须再用酶处理
D.体外培养的细胞既能贴壁生长又能悬浮生长,都会发生接触抑制现象
6.(23-24高二下·广东茂名·期中)脐带间充质干细胞(MSCs)是指存在于新生儿脐带组织中的一种多功能干细胞,它能分化成许多种组织细胞,具有广阔的临床应用前景。科研人员采用不同浓度血清培养MSCs,48h后收集各组上清液,用以培养角膜上皮细胞(HCEcs),过程及结果如下表。下列相关叙述不正确的是( )
实验步骤
A组
B组
C组
D组
配制不同浓度的血清
1%
3%
5%
10%
培养MSCs细胞48 h后,取上清液
进行
进行
进行
进行
用上清液培养HCEcs
进行
进行
进行
进行
24 h后测吸光度(数值越大代表活细胞数目越多)
0.67
0.68
0.52
0.48
A.本实验的自变量为血清浓度,因变量为HCECs活细胞数目
B.用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理使HCEcs分散以检测吸光度
C.由表格数据可知,血清浓度越低越有利于获得更多的HCECs
D.前期培养的MSCs可能产生某种物质而不利于HCECs增殖
7.(23-24高二下·广东珠海·期中)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.心肌细胞在培养容器中通过有丝分裂不断增殖
B.心肌细胞在神经细胞发出的神经冲动的支配下跳动
C.培养心肌细胞的器具和试剂都要先进行高压蒸汽灭菌
D.培养心肌细胞的时候既需要氧气也需要二氧化碳
8.(23-24高二下·广东深圳·阶段练习)哺乳动物细胞可以根据其培养条件分为附着于容器表面上生长型(贴壁依赖型)或自由悬浮生长型,悬浮生长的能力经常与细胞展现出的“永生”或者无限增殖特性相关,悬浮培养系统适合于大多数工业条件。下列关于动物细胞培养的叙述,正确的是( )
A.用胃蛋白酶处理动物组织以获得单个细胞
B.贴壁依赖型培养的动物细胞无接触抑制现象
C.贴壁依赖型和自由悬浮生长型细胞都可用离心法收集
D.不可以用体外培养的人体细胞培养病毒
动物细胞融合技术与单克隆抗体考点02
一、单选题
1.(23-24高二下·广东深圳·阶段练习)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
2.(23-24高二下·广东·期中)美人鱼的原型儒艮是生活在海洋里的哺乳动物,近年由于栖息地被破坏导致数量逐年下降,2022年 8 月儒艮被科学家宣布在中国功能性灭绝(指自然条件下,种群数量减少到无法维持繁衍的状态)。下列“复活”的措施中,最可行的是( )
A.将儒艮的体细胞取出,经动物细胞培养成新个体
B.取出儒艮的体细胞两两融合,再经细胞培养培育成新个体
C.将儒艮的性染色体导入近亲物种的受精卵中,培育成新个体
D.取出儒艮的体细胞核移植到近亲物种的去核卵母细胞中,经孕育培养成新个体
3.(23-24高二下·广东清远·期中)我国科学家成功地用iPS细胞克隆出了活体小鼠,部分流程如下图所示,其中Kdm4d为组蛋白去甲基化酶,TSA为组蛋白脱乙酰酶抑制剂。下列说法正确的是( )
A.组蛋白乙酰化和去甲基化有利于重构胚后续的胚胎发育过程
B.①过程的小分子化合物诱导小鼠成纤维细胞突变为iPS细胞
C.③过程中使用有活性的病毒处理的目的是诱导细胞融合
D.④过程有细胞分裂没细胞分化
4.(23-24高二下·广东茂名·期中)2017年,世界上首个体细胞克隆猴“中中”和“华华”在中国科学院神经科学研究所(上海)、脑科学与智能技术卓越创新中心的非人灵长类平台诞生。其培育过程如下图。据图分析下列叙述错误的是( )
A.克隆猴的成功证明了动物细胞核仍具有全能性
B.该技术涉及动物细胞培养、细胞核移植等操作
C.图中卵母细胞必须完成减数第二次分裂才能使用
D.体细胞、卵母细胞供体和受体动物都会影响克隆后代的表现型
5.(23-24高二下·广东清远·期中)抗体—药物偶联物(ADC)通过将细胞毒素与能特异性识别肿瘤抗原的单克隆抗体结合,实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤。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。下列相关叙述正确的是( )
A.ADC中的抗体主要是发挥治疗效应,杀伤靶细胞
B.制备ADC中的抗体应用了体细胞核移植、动物细胞培养等技术
C.ADC通过胞吞作用进入肿瘤细胞体现了细胞膜的选择透过性,ADC同传统药物相比精准度更高,对机体损伤更小
D.可以将ADC中的药物换成放射性同位素,标记单克隆抗体进行靶向治疗
6.(23-24高二下·广东广州·期中)抗体—药物偶联物(ADC)通过采用特定技术将具有生物活性的小分子药物连接到能特异性识别肿瘤细胞的单克隆抗体上,实现对肿瘤细胞的选择性杀伤。根据ADC的结构及其发挥作用的机理(如下图所示),下列有关说法错误的是( )
A.单克隆抗体制备过程中通常将免疫后得到的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合
B.用96孔板一次筛选后的杂交瘤细胞,即可在体外大规模培养获得单克隆抗体
C.ADC通过抗体与细胞膜上的受体特异性结合,以胞吞的方式进入肿瘤细胞
D.ADC在肿瘤细胞里被溶酶体裂解,释放药物,使肿瘤细胞死亡
二、非选择题
7.(23-24高二下·广东·期中)我国科学家在世界上率先利用去甲基化酶(Kd4d)的 mRNA,通过调控重构胚相关基因表达,解决了体细胞克隆猴胚胎发育率和妊娠率低这一技术难点,首次成功克隆了食蟹猴(“中中”和“华华”)。克隆猴技术成功研发对于创新药物的临床实验具有重要意义。下图是我国科学家利用成纤维细胞和卵母细胞成功克隆食蟹猴的流程图,其中①~⑥表示过程。回答下列问题:
(1)获得食蟹猴的体细胞核移植技术难度明显高于胚胎细胞核移植,原因是体细胞 ,恢复其全能性较难。选择卵母细胞作为核受体的成功率要远远高于其他细胞,分析其原因是 (答出两点)。
(2)①表示食蟹猴成纤维细胞培养过程,应放在 CO2 培养箱中培养,CO2 的作用是 。当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时,细胞会停止分裂增殖,这种现象称为 ,因此在核移植前要用 酶将培养的体细胞分散开来。
(3)②、③分别表示动物细胞核移植技术中的“去核”和“植核”过程,其中“去核”的目的是 ,常使用的方法是 。
(4)将 Kd4d(能去除某组蛋白甲基化位点的甲基)的 mRNA 注入融合细胞,能提高食蟹猴的胚胎发育率和妊娠率,机理可能是 。
(5)在遵循动物研究伦理准则的前提下,克隆猴技术可用于构建动物模型,帮助科学家在临床试验中检测药物的有效性。这是因为这批动物模型 ,可以减少无关变量对实验结果的影响。
8.(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。
9.(23-24高二下·广东揭阳·期中)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 。
(2)常用的去核方法: 法;选择卵母细胞的最主要的原因是 。
(3)鉴定转基因动物:以免疫小鼠的B淋巴细胞与 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。单克隆抗体在临床上的应用有哪些 (至少答2点)
10.(23-24高二下·广东清远·期中)下图为筛选、制备单克隆抗体的示意图,①~⑤代表相关过程,a~g代表相关细胞。据图回答下列问题:
(1)由图可看出,单克隆抗体制备过程运用的动物细胞工程技术有 ,过程①是给小鼠注射S抗原蛋白,其目的是 。
(2)图中过程③④为两次筛选过程,过程③是指把c细胞群稀释,然后都放在 培养基的多孔培养皿中培养,只有 能够存活且增殖,因此细胞集落为单个存活细胞的克隆;过程④是用 方法,经多次筛选得到能产生所需抗体的杂交瘤细胞群。
(3)抗体—药物偶联物(ADC)通过将具有生物活性的小分子药物与单克隆抗体结合,实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤。如下图所示,ADC依靠 (填“a”或“b”)最终作用于细胞核,可导致癌细胞凋亡。
动物细胞融合技术和克隆动物考点03
一、单选题
1.(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
2.(23-24高二下·广东佛山·期中)科学家以病毒A的外壳蛋白为抗原,制备出了单克隆抗体。下列相关叙述错误的是( )
A.可利用选择培养基筛选出能产生抗体的杂交瘤细胞
B.用病毒A的外壳蛋白对小鼠进行免疫,可获得产生特定抗体的B细胞
C.用灭活的病毒诱导获得的融合细胞都具有浆细胞和骨髓瘤细胞的特性
D.运用该单克隆抗体可以诊断人体是否感染病毒A
3.(23-24高二下·广东肇庆·期中)某实验室做了如图所示的实验研究,下列与实验相关的叙述正确的是( )
A.过程①导入的诱导基因使成纤维母细胞发生基因突变
B.丙细胞既能持续分裂,又能分泌单一的抗体
C.过程②体现了动物细胞的全能性
D.过程③④所用的培养基中都含有聚乙二醇
4.(23-24高二下·广东肇庆·期中)下列有关生物工程的叙述正确的是( )
A.制备单克隆抗体时,在筛选杂交瘤细胞的过程中需要使用特定的选择培养基
B.动物细胞培养和植物组织培养过程中都需要用胰蛋白酶使细胞分散开来
C.茎尖细胞具有很强的分裂能力,离体培养时不需要脱分化即可培养成完整植株
D.将牛的体细胞核移植到去核卵母细胞中,培育获得克隆牛是一种培育新物种的方式
5.(23-24高二下·广东·期中)抗体-药物偶联物 ADC 通过将细胞毒素类药物与能特异性识别肿瘤抗原的单克隆抗体结合,实现了对肿瘤细胞的定向杀伤。ADC 通常由抗体、接头和药物三部分组成。下列叙述错误的是( )
A.除了细胞毒素,放射性同位素也可作为 ADC 偶联的药物
B.接头不稳定会导致药物分子脱落,会造成正常细胞被破坏
C.单克隆抗体由杂交瘤细胞释放的过程,体现了细胞膜具有一定的选择透过性
D.单克隆抗体的靶向作用使 ADC 不会伤害正常细胞,具有高度的特异性
6.(23-24高二下·广东清远·期中)研究表明,髓系细胞触发受体2(TREM2)是一种免疫抑制受体,在肿瘤免疫逃逸中发挥重要作用。因此,TREM2抗体药物有望提高肿瘤免疫疗法的疗效。下图为TREM2单克隆抗体的制备流程图,下列说法正确的是( )
A.步骤①和步骤⑤分别向小鼠注射TREM2蛋白和分泌TREM2抗体的杂交瘤细胞
B.经步骤②诱导后融合的细胞既能分泌TREM2抗体又可无限增殖
C.步骤③和④的培养孔中均含有TREM2蛋白,依据的原理都是抗原——抗体杂交
D.步骤⑥同植物组织培养均需使用CO2培养箱进行大规模培养,在培养基中需要添加动物血清和抗生素
7.(23-24高二下·广东·期中)甲流病毒检测试剂盒中的一种抗 PD﹣L1 单克隆抗体能与甲流病毒表面的 PD﹣L1 特异性结合,发挥诊断作用。利用小鼠制备抗 PD﹣L1 单克隆抗体的流程如图,下列正确的是( )
A.制备抗 PD﹣L1 单克隆抗体使用的 B 淋巴细胞取自任意一只小鼠的脾脏
B.放入 96 孔板的细胞有多种杂交瘤细胞,均能产生所需抗体
C.制备杂交瘤细胞时产生特定抗体的淋巴细胞需要传代培养
D.a 孔洞内的每个细胞理论上都可以作为扩大培养的对象
8.(23-24高二下·广东广州·期中)下列关于生物工程的叙述,错误的是( )
A.可利用植物组织培养技术实现紫草素的工厂化生产
B.由根尖细胞形成愈伤组织的过程中,可能会发生基因突变
C.动物细胞融合与植物体细胞杂交所依据的原理不完全相同
D.单细胞蛋白是从人工培养的微生物菌体中提取的蛋白质
9.(23-24高二下·广东·期中)人乳头瘤病毒(HPV)是一种DNA病毒,可诱发细胞癌变。HPV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。HPV单克隆抗体的制备过程如图所示。下列相关分析错误的是( )
A.给小鼠多次注射HPV抗原以获得能产生HPV抗体的B淋巴细胞
B.HAT培养基的主要作用是使杂交瘤细胞大量增殖以产生足量抗体
C.步骤①需要克隆化培养和抗体检测来获得能产生所需抗体的杂交瘤细胞
D.用HPV单克隆抗体检测HPV利用了抗原和抗体特异性结合的原理
10.(23-24高二下·广东揭阳·期中)如图表示双抗体夹心法,该方法是医学上常用的定量检测抗原的方法,利用细胞工程技术制备的单克隆抗体能增强该过程的有效性,下列相关叙述正确的是( )
A.该方法与只使用单克隆抗体相比,能增加可识别抗原的种类
B.固相抗体和酶标抗体均能与抗原结合,这是由于两者结构相同
C.加入酶标抗体的目的是通过测定酶反应产物量来判断待测抗原量
D.将相关抗原注射到小鼠体内,可从小鼠脾中获得所需的单克隆抗体
11.(23-24高二下·广东东莞·期中)如图为某同学构建的细胞工程知识框架。以下相关说法正确的是( )
A.图中①指植物体细胞杂交,该过程常用灭活的病毒处理两种植物细胞
B.图中②属于分子水平上的生物工程技术
C.动物细胞融合与植物体细胞杂交,依据的原理完全相同,且都只能形成杂种细胞
D.用聚乙二醇处理大量混合在一起的两种植物细胞的原生质体,所获得的融合细胞并不是都具备双亲的遗传特性
12.(23-24高二下·广东广州·期中)支原体肺炎是由肺炎支原体引起的急性肺部感染性疾病,是我国5岁及以上儿童最主要的社区获得性肺炎。单克隆抗体能准确识别抗原的细微差异,抗人肺炎支原体单克隆抗体的制备流程如图所示,其中①~④表示相关过程。下列相关叙述错误的是( )
A.过程①中小鼠体内产生的相应抗体与注射的抗原结合,可能会形成沉淀
B.通过干扰病原体细胞壁形成而杀灭病原体的抗生素可有效治疗支原体肺炎
C.过程③中的未融合细胞和同种核融合的细胞都会因为不能生存而死亡
D.研制抗人肺炎支原体单克隆抗体对支原体肺炎的早期快速诊断有重要意义
二、非选择题
13.(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 。
14.(23-24高二下·广东深圳·阶段练习)抗CD14 单克隆抗体的制备流程如图所示:
(1)步骤①向小鼠注射CD14 抗原,其目的是 。
(2)步骤②所用的SP2/0 细胞的生长特点是 。
(3)步骤③的目的是 ,在步骤④中,根据抗原—抗体特异性性结合的原理,需加入CD14进行专一抗体检测,检测过程发现有些杂交瘤细胞不能分泌抗CD14抗体,原因是 。
(4)步骤⑤将筛选后的细胞注射到小鼠腹腔进行增殖培养。步骤⑥从 中提取到大量的 抗 CD14 抗体,成为单克隆抗体,除此以外,还可以运用 技术进行体外扩增培养,获得单克隆抗体。
15.(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 。
16.(23-24高二下·广东深圳·期中)科学家将能特异性识别肿瘤抗原的单克隆抗体与药物结合,制成了抗体-药物偶联物(ADC),实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤,ADC的作用机理如图1所示。为了生产能同时与药物和肿瘤细胞抗原结合的抗体,科学家创造了制备双特异性抗体的方法,其过程如图2所示。请据图分析回答问题:
(1)单克隆抗体的特点是 。
(2)由图1可以看出,ADC进入细胞的过程依赖于 ,ADC可在 (细胞器)中被裂解并释放出药物,以达到精准治疗的目的。
(3)图2过程①中给小鼠注射的是 ,从而获得已免疫的B淋巴细胞;步骤②常用方法包括灭活病毒诱导法、电融合法和 等。
(4)HAT培养基可用于杂交瘤细胞的筛选,其中含有次黄嘌呤、氨基蝶呤和胸腺嘧啶核苷3种关键成分。哺乳动物的DNA合成有D途径和S途径两条。氨基蝶呤可阻断D途径;S途径需要HGPRT和TK(两种酶)的参与,以催化次黄嘌呤和胸腺嘧啶核苷用于DNA合成。在HAT培养基中,人工筛选的缺乏HGPRT和TK基因的骨髓瘤细胞将 (“存活”或“死亡”),而杂交瘤细胞将 (“存活”或“死亡”),请解释后者的原因 。
(5)图中过程⑤给小鼠注射抗肿瘤药物的目的是 ,图2方框内的主要操作是 。
17.(23-24高二下·广东汕头·期中)如图是生产抗β干扰素单克隆抗体的过程,回答下列问题:
(1)图甲中制备单克隆抗体首先需要对动物进行免疫处理,所用的抗原是 ,制备单克隆抗体的过程涉及的细胞工程技术有 。
(2)图甲中的②过程常用 作为诱导剂,该诱导剂不能用于植物细胞的融合。③和④过程为两次筛选过程,这两次筛选的目的分别是:第一次用 筛选出 ,第二次进行 ,筛选出 。
(3)与植物组织培养相比,杂交瘤细胞扩大培养需要特殊的 成分,将杂交瘤细胞在体外条件下做大规模培养时,需将其置入含有95%的空气和5%的CO2的混合气体的培养箱中进行培养。CO2的主要作用是 。在培养细胞过程中,由于出现了 现象,因此要第二次使用胰蛋白酶进行处理,然后分瓶培养,称为 培养。在培养过程中,应定期更换培养液,目的是 。
18.(23-24高二下·广东惠州·期中)2020年5月中国科研团队发现了可有效阻断新冠病毒(SARS-COV-2)感染的单克隆抗体,可用于抗新冠药物和疫苗的研发。该单克隆抗体如注射进人体,将抢先与新冠病毒的刺突蛋白(S蛋白)结合,使病毒无法感染人体细胞,从而被免疫系统清除。如图是单克隆抗体制备过程示意图,请据图回答下列问题:
(1)d 过程是诱导两个细胞融合,诱导动物细胞融合相比于诱导植物细胞融合所特有的方法是 。
(2)在单克隆抗体制备的过程中要进行两次筛选,第二次筛选的目的是 。
(3)通过上述过程得到的细胞C有特点是 。
(4)核移植技术与产生单克隆抗体都用到的技术手段是 。
19.(23-24高二下·广东佛山·期中)吴茱萸是一种中药,其主要成分为吴茱萸碱(EVO)。为研究EVO对人胃癌细胞增殖的影响,科研人员做了以下实验。请回答问题:
(1)体外培养人胃癌细胞时,首先应保证其处于 的环境,除了适宜的营养物质、温度等条件外,还需要控制气体条件是 的混合气体,此外在使用合成培养基时通常还需加入 。
(2)将胃癌细胞制成细胞悬液,放入培养瓶中进行培养,为得到上图所示实验结果,如何继续进行实验?请简要写出实验设计思路。
(3)EVO对人胃癌细胞增殖影响的实验结果如图所示,实验结果表明: 。
(4)某科研小组为了降低吴茱萸在治疗胃癌时对人体的副作用,尝试在单克隆抗体技术的基础上,构建抗体—药物偶联物(ADC),过程如下图所示。
为了刺激小鼠机体产生更多的B淋巴细胞,每隔2周用取自 的特定抗原注射小鼠1次,共注射3次。最后一次免疫后第3天,取脾脏内部分组织制成细胞悬液与骨髓瘤细胞诱导融合,常用的生物诱导剂是 。单克隆抗体是ADC中的 (填“a”或“b”)部分。
20.(23-24高二下·广东中山·期中)细胞工程在药物生产和育种等领域应用十分广泛。阅读下列材料,回答下列问题。
材料一: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。如图是制备抗HCG单克隆抗体流程示意图。
材料二:西湖龙井含有的茶碱是植物细胞的代谢产物,具有提神、抗衰老功效,可利用植物组织培养技术来实现茶碱的工业化生产。
(1)免疫处理的小鼠产生的B淋巴细胞群能合成并分泌 (填“一种”或“多种”)抗体。诱导小鼠B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合时,采用的化学诱导试剂是 。经HAT培养基培养筛选得到杂交瘤细胞,该细胞具有 特点,再进行克隆化培养和抗体检测,经过多次筛选,才能获得足够数量的能分泌 的杂交瘤细胞。该过程一般在多孔细胞培养板上进行:先将细胞悬浮液稀释到7~10个细胞/mL,再在每个培养孔中滴入0.1mL细胞稀释液,其目的是 。
(2)单克隆抗体最广泛的用途是用作体外诊断试剂,如科学家利用人绒毛膜促性腺激素(HCG)的单克隆抗体,制作出了早孕试纸,该试纸可以利用尿液诊断早孕的理由是 。
(3)若利用植物组织培养技术,可将龙井茶叶细胞培养到 阶段,然后从 (填细胞器)中提取茶碱;一般来说,植物组织培养培育成植株的生殖方式为 。
21.(23-24高二下·广东深圳·期中)细胞工程在药物生产和育种等领域应用十分广泛。阅读下列材料,回答有关问题:
材料一: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。如图是制备抗HCG单克隆抗体流程示意图。
材料二:西湖龙井含有的茶碱是植物细胞的代谢产物,具有提神、抗衰老功效,可利用植物组织培养技术来实现茶碱的工业化生产。
(1)从经过免疫处理的小鼠体内分离的B淋巴细胞群能合成并分泌 (填“一种”或“多种”)抗体。诱导小鼠B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合时,采用的化学诱导试剂是 。经特定的选择培养基培养筛选得到杂交瘤细胞,该细胞具有 的特点,再进行克隆化培养和抗体检测,经过多次筛选,才能获得足够数量的能分泌 的杂交瘤细胞。该过程一般在多孔细胞培养板上进行:先将细胞悬浮液稀释到7~10个细胞/mL,再在每个培养孔中滴入0.1mL细胞稀释液,其目的是 。
(2)单克隆抗体最广泛的用途是用作体外诊断试剂,如科学家利用人绒毛膜促性腺激素的单克隆抗体,制作出了早孕试纸,该试纸可以利用尿液诊断早孕的理由是 。鼠源性单克隆抗体可应用于肿瘤的临床免疫治疗,在注射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 。
(3)若利用植物组织培养技术,可将龙井茶叶细胞培养到 阶段,然后从 (填细胞器)中提取茶碱;经植物组织培养培育成植株的方式属于 (填“有性生殖”或“无性生殖”)。
22.(23-24高二下·广东·期中)针对肿瘤细胞相关的靶标蛋白和基因,可设计和研制特异性的靶向药物,靶向杀伤肿瘤细胞。
(1)下图所示转铁蛋白受体(TIR)与转铁蛋白(Tf)结合,通过 方式,将铁元素运输至胞内。肿瘤细胞由于增长快速,需要更多的铁元素,因此肿瘤细胞表面TIR表达量 (“上升”或“下降”)。可运用单克隆抗体技术制备抗TIR抗体,该抗体的作用机制是 进而影响肿瘤细胞增长。
(2)若想获得上述单克隆抗体,可将TIR作为抗原注射到小鼠体内,分离出B淋巴细胞并与小鼠骨髓瘤细胞融合,经HAT选择培养基筛选获得多种杂交瘤细胞。再经 ,多次筛选得到 的杂交瘤细胞,注入到小鼠腹腔中;从 中获得相应抗体,由于该抗体来源于小鼠,称为鼠源单克隆抗体。
(3)将该鼠源单克隆抗体与人癌细胞混合后发现,单独使用该抗体对人癌细胞的增殖无显著影响,可能原因是抗体与细胞表面TiR结合后 。为探究该假设成立与否,采用荧光标记抗体定位的方法,结果发现细胞膜上和细胞内均出现荧光,则此实验结果支持该假设。
(4)由于在本实验中单独使用抗体效果不佳,考虑利用抗体介导杀伤细胞对靶细胞的裂解作用来抑制癌细胞,该过程如下图所示。若无论何种抗体,杀伤细胞都可与之结合,最终使靶细胞裂解死亡,则说明抗体Fc段在不同种类的抗体中 (“相同”或“不同”)。
23.(23-24高二下·广东·期中)为降低乳腺癌治疗药物的副作用,科研人员尝试在单克隆抗体技术的基础上,构建抗体药物偶联物(ADC),过程如下图1所示。
(1)本实验中小鼠注射的特定抗原应取自 ,图中诱导细胞融合时需要采用 诱导法、聚乙二醇融合法或电融合法等方法诱导。
(2)图中步骤②得到的细胞杂交瘤细胞具有 的特点,之后必须经过步骤③ 才能筛选得到符合要求的杂交瘤细胞。
(3)研究发现,ADC在患者体内的作用如图2所示。
据图分析,ADC中抗体的作用是 ,药物的作用是 ,与直接使用药物进行化疗杀伤肿瘤细胞相比, ADC药物能够降低乳腺癌治疗药物副作用的原因是 。
24.(23-24高二下·广东肇庆·期中)新冠病毒外壳中的S蛋白具有很强的抗原性,S蛋白与人细胞膜上ACE2受体结合后入侵人体细胞,导致人体患肺炎,抗体可阻断病毒的黏附或入侵。2021年12月8日,我国拥有的首个全自主研发并证明有效的抗新冠病毒抗体特效药正式问世。回答下列问题:
(1)制备抗S蛋白单克隆抗体时,为获得大量免疫过的小鼠B淋巴细胞,可采取的措施是 ,诱导小鼠B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合时,采用的诱导因素有 (答两种)。
(2)经选择性培养的杂交瘤细胞,还要进行 ,经过多次筛选,才能获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。在体外培养杂交瘤细胞时,需要O2和CO2,其中CO2的主要作用是 。培养过程中为防止杂菌污染,培养液需添加一定量的 。
(3)抗S蛋白的单克隆抗体能准确诊断出某人是否感染新冠病毒,原因是 。
25.(23-24高二下·广东肇庆·期中)乳腺癌是目前全球发病率较高的癌症之一。为降低乳腺癌化疗的副作用,科研人员在单克隆抗体技术的基础上,构建了抗体—药物偶联物(ADC)。构建过程如图1,b为药物分子,ADC发挥作用机理如图2,请回答下列问题:
(1)图1过程中,小鼠注射的特定抗原应取自 细胞,对小鼠进行免疫处理后,从脾中得到多种B淋巴细胞,然后诱导其与骨髓瘤细胞融合,诱导融合的常用方法有 (答出2点即可),然后用选择培养基进行筛选得到杂交瘤细胞。
(2)已知细胞合成DNA有D和S两条途径,其中D途径能被氨基蝶呤阻断。小鼠的淋巴细胞中有这两种DNA的合成途径,但一般不分裂,小鼠的骨髓瘤细胞中尽管没有S途径,但能不断分裂。图I中①过程是在含氨基蝶呤的试管中混合后促融,则试管中细胞的种类数和能增殖的细胞种类数分别是 (不考虑三个及以上细胞融合)。
(3)据图2可知,ADC能精确地定位乳腺癌细胞降低化疗的副作用,进入乳腺癌细胞后,细胞中的溶酶体可将其水解,释放出的药物最终作用于 (结构),可导致癌细胞凋亡。单克隆抗体还被广泛用作诊断试剂,因为它具有以下优点 (答出2点即可)。
(4)科研人员发现癌细胞由于基因突变,其表面物质发生了改变,如某些种类癌细胞表面高表达膜蛋白PSMA和PD-L1(如图3),其中PD-L1能抑制T细胞的活化,使癌细胞发生免疫逃逸。临床上可利用抗PD-1的单克隆抗体进行癌症治疗,据图3推测其原因是 。
26.(23-24高二下·广东东莞·期中)科研人员在杂交瘤细胞的基础上,获得了双杂交瘤细胞,每种杂交瘤细胞产生的抗体结构、与抗原结合的情况如图1所示。请回答下列问题。
(1)科研人员将抗原α、β分别注射到不同的小鼠体内,引起机体发生 免疫,其中的 分泌相应抗体。
(2)制备杂交瘤细胞时,需将上述小鼠的脾脏组织处理获得单细胞后,再与小鼠的骨髓瘤细胞融合,分别经过两次筛选得到两种杂交瘤细胞,其中第一次筛选一般用 培养基,以筛选出 。细胞培养时,需在培养液中加入 (天然成分),且置于CO2培养箱中,其中CO2的主要作用是 。如果将得到的两种杂交瘤细胞成功融合,则会同时表达出抗体的重链A、B和轻链a、b,这种细胞称作双杂交瘤细胞。
(3).结合所学知识,应用于肿瘤治疗的双特异性抗体的特点是 。
27.(23-24高二下·广东惠州·期中)某病毒对动物养殖业危害十分严重。我国学者拟以该病毒外壳蛋白A为抗原来制备单克隆抗体,以期快速检测该病毒,其主要技术路线如图所示。
回答下列问题:
(1)与小鼠骨髓瘤细胞融合前,已免疫的脾细胞(含浆细胞) (填“需要”或“不需要”)通过原代培养扩大细胞数量;诱导动物细胞融合的常用方法 (写出2种方法)。
(2)在杂交瘤细胞筛选过程中,常使用特定的选择培养基,该培养基对 和 生长具有抑制作用。
(3)单克隆抗体筛选中,将抗体与该病毒外壳蛋白进行杂交,其目的是 。
(4)这种方法制备出来的单克隆抗体有哪些优点? 。
28.(23-24高二下·广东云浮·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。回答下列问题:
(1)①处理后 (填“需要”或“不需要”)对小鼠进行抗体检测。过程③能在特定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 。
(2)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 。体外培养到一定时期的单克隆杂交—杂交瘤细胞因为 (答2点)等因素而分裂受阻,需进行传代培养。
(3)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。
29.(23-24高二下·广东广州·期中)如图是生产抗β干扰素单克隆抗体的过程,回答相关问题。
(1)与传统方法生成的抗体相比,单克隆抗体最主要的优点是 。在癌症治疗时,把抗癌细胞的单克隆抗体跟抗癌药物相结合制成的生物导弹,“生物导弹”中单克隆抗体的作用是 。
(2)过程①中,将 溶液注射给小鼠,再从小鼠脾脏中分离B淋巴细胞。实验小鼠若无胸腺,则对实验结果 (填“有”或“没有”)影响。实验中所需的骨髓瘤细胞具有 的特性。
(3)过程②中,B淋巴细胞与骨髓瘤细胞混合,加入 促进细胞融合,此过程体现的细胞膜结构特点是 。
(4)过程④中,对杂交瘤细胞进行克隆化培养和 检测,经多次筛选,就可获得能分泌抗β干扰素单克隆抗体的细胞。将杂交瘤细胞在体外条件下大规模培养,从 中获取单克隆抗体。
30.(23-24高二下·广东茂名·期中)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 的单克隆抗体,并构建抗体药物偶联物(ADC),其主要技术路线如图所示。
(1)步骤①和步骤⑤分别向小鼠注射 和 。
(2)步骤②所用的SP2/0细胞的生长特点是 。
(3)吸取③中的上清液到④的培养孔中,根据抗原—抗体杂交原理,需加入 进行专一抗体检测,检测过程发现有些杂交瘤细胞不能分泌抗p72抗体,原因是 。
(4)单克隆抗体的优点是 。单克隆抗体是ADC中的 (填“a”或“b”)部分。
31.(23-24高二下·广东东莞·期中)为研制抗病毒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。
(1)上述实验前必须给小鼠甲注射病毒A,该处理的目的是诱导小鼠甲产生 。
(2)写出以小鼠甲的脾脏为材料制备单细胞悬液的主要实验步骤;取小鼠脾脏组织剪碎→用 酶处理一段时间→加入培养液制成细胞悬液。
(3)为了得到能产生抗病毒A的单克隆抗体的杂交瘤细胞,需要进行筛选,图中筛选1所采用的培养基属于 (按功能),使用该培养基进行细胞培养的目的是 。
(4)筛选2中对于抗体检测呈 性的杂交瘤细胞应尽早进行克隆化培养。要使能产生抗病毒A的单克隆抗体的杂交瘤细胞大量增殖,可在体外培养或 。
32.(23-24高二下·广东惠州·期中)HER2 是一种定位于细胞膜上的表皮生长因子受体,HER2 过度表达与恶性肿瘤的发生及发展密切相关。为开发用于治疗HER2过度表达的恶性肿瘤单克隆抗体偶联药物(抗 HER2-ADC),科研人员开展了相关研究,实验流程如图1所示。回答下列问题:
(1)在制备抗HER2-ADC的过程中,需要用 对小鼠多次进行免疫,以期获得相应的B淋巴细胞。过程②和③分别表示筛选出 、 。
(2)经实验证明,抗HER2-ADC对HER2表达少的肿瘤细胞的效果不明显,而对HER2 过度表达的恶性肿瘤细胞的杀伤效果较为明显,其原因是 。
(3)为研究抗HER2-ADC对HER2过度表达的胃癌细胞代谢的影响,科研人员选取人乳腺癌细胞BT-474、裸鼠(先天性胸腺缺陷的突变小鼠)、多种化疗药物和试剂(磷酸缓冲液配制的抗HER2-ADC、曲妥珠单抗、曲妥珠单抗——美坦新联药物、磷酸缓冲液等)进行了相关实验。
①将乳腺癌细胞BT-474移植到裸鼠体内,待肿瘤体积达到 200 mm3时将裸鼠分为4组并分别给药处理,空白对照组的给药处理是注射 ,一段时间后检测裸鼠体内肿瘤的体积,结果如图2所示。
②实验结果表明,抗HER2-ADC对BT-474细胞的 具有促进作用,且效果较其他药物更好。
③后续可通过研究抗HER2-ADC 等情况,为抗HER2-ADC进入临床实验奠定数据基础。
④开发出抗HER2-ADC,体现的是单克隆抗体在 方面的用途。
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