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专题03 动物细胞工程和胚胎工程
一、单选题
1.(23-24高二下·河南开封·期末)在进行人体皮肤细胞原代培养过程中,将培养瓶置于二氧化碳培养箱中培养。下列有关叙述正确的是( )
A.可以有效防止贴壁生长
B.可以有效防止接触抑制
C.培养液一定要定期更换
D.原代培养时瓶口需密封
【答案】C
【分析】人体皮肤细胞培养属于动物细胞培养,需要在无菌无毒和培养液提供类似内环境的条件下进行。
【详解】A、动物细胞在培养过程中,会倾向于贴附在培养容器的底部或壁面上生长,这种现象称为贴壁生长,将培养瓶置于二氧化碳培养箱中培养,不能防止贴壁生长,A错误;
B、接触抑制是指当动物细胞在体外培养过程中增殖到相互接触时,细胞会停止分裂增殖的现象,将培养瓶置于二氧化碳培养箱中培养,不能防止接触抑制,B错误;
C、培养液一定要定期更换,以清除代谢废物,C正确;
D、原代培养时瓶口需敞开,D错误。
故选C。
2.(23-24高二下·河南开封·期末)科学家通过体外诱导小鼠成纤维细胞获得了类似于胚胎干细胞的诱导多能干细胞(iPS细胞),并用iPS细胞治疗了小鼠的镰状细胞贫血症。后续研究发现已分化的T细胞、B细胞等也能被诱导为iPS细胞。下列说法错误的是( )
A.iPS细胞的分化程度低于小鼠成纤维细胞
B.iPS细胞是类似于胚胎干细胞的一种细胞
C.iPS细胞分化成不同组织细胞时基因表达存在差异
D.上述细胞被诱导为iPS细胞的过程,说明细胞的全能性
【答案】D
【分析】iPS细胞的诱导过程无需破坏胚胎,而且iPS细胞可以来源于病人自身的体细胞,将它移植回病人体内后,理论上可以避免免疫排斥反应,所以科学家普遍认为iPS细胞的应用前景优于胚胎干细胞。
【详解】A、iPS细胞类似于胚胎干细胞,其分化程度低于小鼠成纤维细胞,A正确;
B、由题干可知,iPS细胞是类似于胚胎干细胞的一种细胞,B正确;
C、iPS细胞分化成不同组织细胞时基因表达存在差异,即发生了基因的选择性表达,C正确;
D、细胞的全能性是指细胞分裂和分化后,仍然具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能,上述细胞被诱导为iPS细胞的过程,不能说明细胞的全能性,D错误。
故选D。
3.(23-24高二下·河南洛阳·期末)某科研团队开发了一种治疗抑郁的新药,利用刚出生的小鼠分离得到的神经元进行细胞培养,以研究这种药物对大脑神经元的影响。其中,动物细胞培养的特点是( )
①细胞贴壁生长②进行有丝分裂③多层生长④接触抑制⑤进行减数分裂⑥培养过程中遗传物质可能发生改变 ⑦分裂次数有限
A.①②④⑥⑦ B.①②③④⑤ C.①③④⑥⑦ D.①③④⑤⑥
【答案】A
【分析】动物培养条件:
(1)无菌无毒环境:无菌—对培养液和所有培养用具进行无菌处理;在细胞培养液中添加一定量的抗生素;无毒—定期更换培养液,防止细胞代谢产物积累对自身造成危害。
(2)营养:成分:所需营养物质与体内基本相同,例如需要有糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等,还需加入血清、血浆等天然成分。培养基类型:合成培养基(将细胞所需的营养物质按其种类和所需数量严格配制而成的培养基)。
(3)温度和pH值:哺乳动物多以36.5±0.5℃为宜,多数细胞生存的适宜pH为7.2~7.4。
(4)气体环境:通常采用培养皿或松盖培养瓶,将其置于含95%空气加5%CO2的混合气体的培养箱中进行培养。O2是细胞代谢所必需的,CO2主要作用是维持培养液的pH。
【详解】①动物细胞培养时,悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上,称为细胞贴壁生长,①正确;
②动物细胞增殖的过程中,细胞的增殖方式是有丝分裂,②正确;
③动物细胞培养时不会多层生长,③错误;
④当细胞分裂生长到细胞表面相互接触时,细胞就会停止分裂增殖,即接触抑制(癌细胞无接触抑制),④正确;
⑤动物细胞培养过程中,细胞的增殖方式是有丝分裂,不是减数分裂,⑤错误;
⑥⑦原代培养一般传代1~10代,十代后就不易传下去了,遗传物质可能发生改变,⑥⑦正确。
综上所述,动物细胞培养的特点是①②④⑥⑦,A正确,BCD错误。
故选A。
4.(23-24高二下·河南濮阳·期末)单克隆抗体具有特异性强、灵敏度高等特点,在生产实践中应用广泛。下列有关单克隆抗体应用的说法,正确的是( )
A.使用“早早孕诊断试剂盒”,可针对性清除孕妇所服药物,排除对胎儿的不利影响
B.抗体—药物偶联物可定向清除肿瘤细胞,发挥杀伤作用的主要是单克隆抗体
C.以新型冠状病毒的S蛋白为抗原制备的单克隆抗体,可用于新冠肺炎的快速诊断
D.基因工程中,可利用单克隆抗体对目的基因是否成功表达进行检测与鉴定
【答案】CD
【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、“早早孕诊断试剂盒”是用抗人绒毛膜促性腺激素单克隆抗体做成的,主要用于怀孕的早期诊断,可避免孕妇在不知道自己怀孕的情况下因服用药物而对胎儿造成不利影响,而不是通过抗体清除药物,A错误;
B、抗体-药物偶联物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,其作用机制是利用单克隆抗体寻找到癌细胞后,细胞毒素作用于癌细胞,使癌细胞被清除,B错误;
C、以新型冠状病毒的S蛋白为抗原制备的单克隆抗体能够与新冠病毒的S蛋白发生特异性结合,从而用于新冠肺炎的快速诊断,C正确;
D、在基因工程的第四个步骤“目的基因的检测与鉴定”中,可利用单克隆抗体进行抗原-抗体杂交,检测目的基因是否表达了相应的蛋白质,D正确。
故选CD。
5.(23-24高二下·河南濮阳·期末)下图表示正常小鼠细胞的培养过程,①~④表示相关过程。下列叙述正确的是( )
A.过程①可以用胃蛋白酶处理,使细胞分散成单个,利于计数
B.过程②为原代培养,培养细胞1会发生接触抑制,停止增殖
C.培养细胞2需要贴附于基质表面生长,可直接用离心法收集
D.连续进行过程④获得的细胞与培养细胞1的遗传信息一定相同
【答案】B
【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、进行动物细胞培养时,首先要对新鲜取材的动物组织进行处理,可用机械的方法,或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理一段时间,将组织分散成单个细胞,A错误;
B、过程②为原代培养,培养细胞1分裂生长到表面相互接触时,会发生接触抑制,细胞停止分裂增殖,B正确;
C、培养细胞2需要重新用胰蛋白酶等处理,使之分散成单个细胞,然后用离心法收集,C错误;
D、过程④传代培养过程中连续培养的细胞可能发生基因突变,与原代培养细胞的遗传信息可能不同,D错误。
故选B。
6.(23-24高二下·河南驻马店·期末)下列关于胚胎移植的叙述,错误的是( )
A.将检验合格的胚胎移植到任何一个受体的子宫内,胚胎都能正常发育
B.受体对来自供体的胚胎基本上不会发生免疫排斥反应
C.超数排卵是指应用外源促性腺激素,诱发卵巢排出比自然情况下更多的成熟卵子
D.胚胎移植的实质可简单概括为早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移
【答案】A
【分析】胚胎移植是指将通过体外受精及其他方式得到的胚胎,移植到同种的、生理状态相同的雌性动物的体内,使之继续发育为新个体的技术。其中提供胚胎的个体称为“供体”,接受胚胎的个体称为“受体”。
【详解】A、检验合格的胚胎需要移植到同种的经过同期发情处理的雌性个体的子宫内,胚胎才能正常发育,A错误;
B、胚胎在受体内能够存活的生理基础是受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应,B正确;
C、超数排卵是指应用外源促性腺激素,诱发卵巢排出比自然情况下更多的成熟卵子,故为获得更多的卵母细胞,可利用外源促性腺激素诱导供体母畜超数排卵,C正确;
D、胚胎移植成功率的高低与供、受体生理环境条件一致性密切相关,只有供、受体生理环境高度一致,移入受体的胚胎才能被接受,并继续发育,故胚胎移植的实质可简单概括为早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移,D正确。
故选A。
7.(23-24高二下·河南开封·期末)如下图所示将黑色小鼠囊胚的内细胞团部分细胞(图标号1)注射到白色小鼠囊胚腔中,将囊胚移植到白色小鼠体内(图标号6)继续发育为黑白相间的小鼠(图标号7)。下图中标号2~5表示相应的结构或过程。下列叙述错误的是( )
A.1经分裂分化后能成7的多种组织
B.对3进行体外动物细胞培养可获7
C.4滋养层细胞将发育成胎膜和胎盘
D.5过程需要对6进行同期发情处理
【答案】B
【分析】囊胚:细胞开始分化,其中个体较大的细胞叫内细胞团,将来发育成胎儿的各种组织;而滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘;胚胎内部逐渐出现囊胚腔。
【详解】A、1为黑色小鼠囊胚的内细胞团部分细胞,内细胞团细胞经分裂分化后能成7的多种组织,A正确;
B、3为内细胞团,在体外可培养获得胚胎干细胞,但要培养成黑白相间的小鼠7,需要进行胚胎移植才能发育成7,B错误;
C、4为滋养层细胞,将来发育成胎膜和胎盘,C正确;
D、5过程为胚胎移植,进行胚胎移植前需对代孕小鼠6进行同期发情处理,让供体、受体处于相同的生理状态,D正确。
故选B。
8.(23-24高二下·河南南阳·期末)不孕不育症给不少家庭带来了困扰。若丈夫的生育能力正常,而妻子因输卵管阻塞而不孕,体外受精技术可以解决这一难题。下列有关叙述错误的是( )
A.采集到的卵母细胞和精子,要分别在体外进行成熟培养和获能处理
B.体外受精前可用促性腺激素促进妻子超数排卵,从而获得多个卵子
C.精子和卵细胞的识别过程中,两个细胞的细胞膜可直接接触传递信息
D.在精子触及卵细胞膜的瞬间,卵细胞膜会立即发生生理反应拒绝多精入卵
【答案】D
【分析】受精过程为:顶体反应→穿越放射冠→穿越透明带(透明带反应)→卵细胞膜反应(卵黄膜封闭作用)→卵子完成减数第二次分裂并释放第二极体→雌雄原核的形成、核膜消失,雌、雄原核融合形成合子→第一次卵裂开始。
【详解】A、体外受精时,采集的卵母细胞需要在体外培养至MⅡ期(即成熟培养),采集的精子需要在人工配制的获能液中进行获能处理,A正确;
B、体外受精前可用促性腺激素促进妻子超数排卵,从而获得多个卵子,B正确;
C、相邻两个细胞的细胞膜接触,信息从一个细胞传递给另一个细胞,如精子和卵细胞的识别过程中,两个细胞的细胞膜可直接接触传递信息,C正确;
D、在精子入卵后,卵细胞膜会立即发生生理反应,即卵细胞膜反应拒绝多精入卵,这是防止多精入卵的第二道屏障,D错误。
故选D。
9.(23-24高二下·河南平顶山·期末)胚胎工程是一项具有广泛应用前景和深远意义的生物技术。胚胎工程的主要目的是进一步挖掘动物的繁殖潜力,为优良牲畜的大量繁殖等提供有效的解决办法。如图表示胚胎工程的部分流程,下列相关叙述错误的是( )
A.大量繁殖优良母畜时要进行过程③,所取细胞来自滋养层
B.过程①中,与获能的精子相互识别的细胞是成熟的卵细胞
C.胚胎工程可为稀有动物的种族延续提供有效的解决办法
D.过程⑤为胚胎移植,该过程移植的多个胚胎的基因组成不同
【答案】D
【分析】胚胎工程是指对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术,包括体外受精、胚胎移植、胚胎分割移植、胚胎干细胞培养等技术。胚胎工程的许多技术,实际是在体外条件下,对动物自然受精和早期胚胎发育条件进行的模拟操作。
【详解】A、大量繁殖优良母畜时要进行基因检测过程,所选取的细胞来自滋养层,A正确;
B、在受精前的准备阶段,精子需要获得受精能力,而卵细胞需要发育到减数第二次分裂中期才具备受精的能力。成熟的卵细胞在输卵管内进一步成熟,直到达到减数第二次分裂中期时,才会与获能的精子发生相互识别并进行受精,B正确;
C、稀有动物可以通过胚胎工程中的体外受精,胚胎移植繁殖数量更多的后代,完成种族的延续,C正确;
D、④过程为胚胎切割,切割的基因组成相同,⑤为胚胎移植过程,该过程中多个胚胎的基因组成也相同,D错误;
故选D。
10.(22-23高二下·河南开封·期末)下图表示研究人员利用胚胎工程培育优质奶牛的过程,下列相关说法正确的是( )
A.②代表早期胚胎培养,该过程中细胞只进行有丝分裂,无细胞分化
B.③代表胚胎分割,需均等分割原肠胚的内细胞团,以免影响胚胎发育
C.④是培育优质奶牛的必要步骤,要用胰蛋白酶处理后进行悬浮培养
D.⑤代表胚胎移植,胚胎移植能否成功与供体和受体的生理状态有关
【答案】D
【分析】图中①表示体外受精,②表示早期胚胎培养,③表示胚胎分割,④表示分割后的胚胎进行恢复和继续发育,⑤表示胚胎移植。
【详解】A、②代表受精卵发育为早期胚胎的过程,该过程中既有细胞有丝分裂过程,也有细胞分化过程,A错误;
B、③代表胚胎分割,需均等分割囊胚的内细胞团,以保证胚胎正常发育,B错误;
C、④代表分割后胚胎的恢复和继续发育过程,但胚胎分割并不是培育优质奶牛必不可少的步骤,也不需要胰蛋白酶处理后进行悬浮培养,C错误;
D、⑤代表胚胎移植,胚胎移植能否成功,与供体和受体的生理状态有关,因此胚胎移植前需要进行同期发情处理,使供体和受体的生理状态相同,D正确。
故选D。
11.(22-23高二下·河南许昌·期末)下图表示研究人员利用胚胎工程培育优质奶牛的过程,下列相关说法正确的是( )
A.②过程中,受精卵的分裂是在子宫内进行有丝分裂
B.在进行步骤③时,一般选择发育良好的原肠胚来操作
C.在胚胎发育中,桑葚胚时期的胚胎会从透明带中伸展出来
D.步骤①代表奶牛的体外受精,精子需要进行体外获能处理
【答案】D
【分析】1、胚胎工程是指对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术,分析题图,①是体外受精过程,②是早期胚胎培养,③是胚胎分割,④是分割后胚胎的恢复,⑤是胚胎移植。
2、胚胎发育过程:
(1)卵裂期:细胞进行有丝分裂,数量增加,胚胎总体积不增加。
(2)桑葚胚:32个细胞左右的胚胎。
(3)囊胚:细胞开始分化,其中个体较大的细胞叫内细胞团将来发育成胎儿的各种组织;而滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘;胚胎内部逐渐出现囊胚腔。
(4)原肠胚:内细胞团表层形成外胚层,下方细胞形成内胚层,由内胚层包围的囊腔叫原肠腔。
【详解】A、受精卵形成后在输卵管内进行早期有丝分裂,然后进入子宫着床,A错误;
B、③表示胚胎分割,进行胚胎分割时,应选择发育良好、形态正常的囊胚,因囊胚期的内细胞团未分化,而原肠胚已经分化,不能用于胚胎分割移植,B错误;
C、在胚胎发育中,囊胚的扩大会导致透明圈破裂,胚胎伸展出来,这一过程叫作孵化,发生在囊胚期,C错误;
D、①代表体外受精,与体内受精不同的是体外受精前精子需要人工获能处理,体内受精的精子可在雌性生殖道内进行获能,D正确。
故选D。
12.(22-23高二下·河南许昌·期末)下列有关胚胎工程的叙述,正确的是( )
A.在胚胎发育过程中,细胞的分化出现在桑葚胚期
B.分割囊胚期的胚胎时,内细胞团与滋养层都要均等分割
C.早期胚胎培养与动物细胞培养的培养液通常都需加入血清
D.在优良母畜的饲料中添加一定量的促性腺激素,可达到超数排卵的目的
【答案】C
【分析】进行胚胎分割时,应选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚,对囊胚阶段的胚胎进行分割时要注意将内细胞团均等分割,否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。
【详解】A、在胚胎发育过程中,细胞的分化出现在囊胚期,A错误;
B、分割囊胚期的胚胎时,内细胞团需要均等分割,但滋养层不需要均等分割,因为发育成个体的主要是由内细胞团分化而成,而滋养层发育成胎盘和胎膜,B错误;
C、早期胚胎培养与动物细胞培养的培养液通常都需加入血清,以满足某种特殊营养物质的需求,C正确;
D、促性腺激素的化学本质是多肽,口服会被消化酶分解,因此不能将该激素添加在饲料中,D错误。
故选C。
13.(22-23高二下·河南驻马店·期末)下列有关制备抗A抗原单克隆抗体过程的叙述,错误的是( )
A.用A抗原免疫后提取的脾B淋巴细胞有多种,但A抗原诱导产生的B淋巴细胞占比增大
B.灭活病毒诱导细胞融合的原理是病毒表面某些物质能与细胞膜上的糖蛋白发生作用
C.通过特定的选择培养基能将杂交瘤细胞筛选出来
D.利用ADC治疗癌症利用了单克隆抗体清除癌细胞的特性
【答案】D
【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,单克隆抗体制备过程中的两次筛选: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】A、由于一种抗原只可以诱导一种B淋巴细胞增殖、分化,小鼠处在多种抗原刺激下,当用A抗原免疫后提取的多种B淋巴细胞中,A抗原诱导产生的B淋巴细胞占比增大,A正确;
B、灭活病毒诱导细胞融合的原理是病毒表面某些物质能与细胞膜上的糖蛋白发生作用,有利于不同细胞的融合,B正确;
C、通过特定的选择培养基可将杂交瘤细胞筛选出来,再通过抗原抗体杂交原理,可将能产生抗A抗原抗体的杂交瘤细胞筛选出来,C正确;
D、利用ADC治疗癌症是利用了单克隆抗体与抗原特异性结合的特性将药物带到癌细胞处,单克隆抗体不能清除癌细胞,D错误。
故选D。
14.(22-23高二下·河南商丘·期末)关于动物细胞培养过程中原代培养和传代培养,下列叙述不正确的是( )
A.从机体取得动物组织经处理后的初次培养称为原代培养
B.分瓶培养可能会用到胰蛋白酶、胶原蛋白酶
C.分瓶后的细胞培养称为传代培养
D.传代培养细胞不断进行有丝分裂,因此传代培养的所有细胞遗传物质一定相同
【答案】D
【分析】动物细胞培养过程中涉及的几个概念:
原代培养:从机体取出后立即培养的细胞为原代细胞,初次培养称为原代细胞培养;
传代培养:将原代细胞从培养瓶中取出,配制成细胞悬浮液,分装到两个或两个以上的培养瓶中继续培养,称为传代培养;
细胞株:原代培养细胞传至10代左右就不容易传下去,细胞生长停滞,大部分细胞衰老死亡,少数细胞能存活传到40~50代,这部分细胞称为细胞株;
细胞系:细胞株传到50左右不能再继续传代,部分细胞遗传物质改变,具有癌变细胞的特点,可以在培养条件下无限制的传代下去,这部分细胞称为细胞系。
【详解】A、从机体取得动物组织经处理后的初次培养称为原代培养,A正确;
B、培养的细胞可能具有贴壁生长的特性,用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理贴壁生长的细胞使之分散成单个细胞再进行传代培养,B正确;
C、分瓶之后的细胞培养称为传代培养,C正确;
D、由于培养的细胞一直处于不断增殖过程,因此它们容易受到培养条件和诱变因素的影响而产生突变,并不是所有细胞遗传物质相同,D错误。
故选D。
15.(22-23高二下·河南许昌·期末)下列有关细胞工程的叙述不正确的是( )
A.单克隆抗体的制备过程中,需要进行两次筛选
B.培养癌细胞时,在培养瓶的壁上可形成多层细胞
C.植物体细胞杂交过程中可通过灭活的病毒诱导原生质体融合
D.培育脱毒苗,不选叶片的原因是叶肉细胞可能携带病毒且细胞的全能性低
【答案】C
【分析】诱导原生质体融合的方法包括:物理方法(离心、振动、电激)和化学方法(一般用聚乙二醇)。
诱导动物细胞融合的方法包括:物理方法(离心、振动、电激)、化学方法(一般用聚乙二醇)和灭活的病毒诱导。
【详解】A、单克隆抗体制备过程中需要进行两次筛选,第一次筛选的目的是获得杂交瘤细胞,第二次筛选的目的是获得能产生特定抗体的杂交瘤细胞,A正确;
B、癌细胞失去了接触抑制,故培养癌细胞时,在培养瓶的壁上可形成多层细胞,B正确;
C、灭活的病毒只能用于诱导动物细胞的融合,C错误;
D、培育脱毒苗,选茎尖、不选叶片的原因是叶肉细胞可能携带病毒且细胞的全能性低,D正确。
故选C。
二、解答题
16.(23-24高二下·河南周口·期末)近年来,我国科研工作者在国际上首次利用体细胞成功创建克隆猕猴中中、华华和梦梦。体细胞克隆猴的诞生,是人类认识克隆技术,研究细胞功能和治疗性克隆的里程碑式研究结果。同时,也是人类干细胞研究方兴未艾事业的一个开始。克隆上述猕猴的操作流程如图1。与此同时,我国科研人员利用大鼠、小鼠两个远亲物种创造出世界首例异源二倍体胚胎干细胞(AdESCs),操作流程如图2。请回答下列问题:
(1)利用 酶处理一只流产猕猴胎儿的皮肤,获取分散的成纤维细胞,制备细胞悬液。然后放入气体条件是 的恒温箱中培养。
(2)请你推测,图1中注入的神秘浓度比的药物的作用是 ,注入细胞的方法是 。
(3)通常情况下,卵母细胞要发育到 期才适合进行核移植,早期胚胎要发育到 时才适合进行胚胎移植,由此产生动物个体的过程是 生殖。
(4)图2中获取单倍体胚胎干细胞取自于囊胚的 ,胚胎干细胞能发育为完整个体,说明它具有 性。
(5)图2过程涉及的现代生物技术有动物细胞培养、早期胚胎培养和 ,不用大鼠和小鼠直接交配制备异源二倍体胚胎干细胞的原因是二者之间存在 。
【答案】(1) 胰蛋白酶/胶原蛋白酶 95%空气和5%的CO2
(2) 激活重构胚, 使其完成细胞分裂和发育进程 显微注射法
(3) MII 桑椹胚或囊胚 无性
(4) 内细胞团 全能
(5) 动物细胞融合 生殖隔离
【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(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】(1)用胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)处理组织可分散成单个细胞,故利用胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)处理一只流产猕猴胎儿的皮肤,获取分散的成纤维细胞,制备细胞悬液。动物细胞培养过程中,恒温箱的气体条件是95%空气和5%的CO2。
(2) 结合图可知,注入的神秘浓度比的药物的作用是激活重构胚, 使其完成细胞分裂和发育进程。图1中的重组细胞是动物细胞,将神秘浓度比的药物注入细胞的方法是显微注射法。
(3)卵母细胞培养到减数第二次分裂中期时,细胞已经成熟,具备受精能力,故卵母细胞要发育到减数第二次分裂中期时才适合核移植,早期胚胎要发育到桑椹胚或囊胚时才适合进行胚胎移植。此动物个体的产生是细胞核移植等一系列技术的结果,从繁殖的角度看本质是无性生殖。
(4)囊胚的内细胞团能发育为完整个体,它具有全能性。
(5) 图2过程涉及的现代生物技术有动物细胞培养、早期胚胎培养和动物细胞融合(孤雌单倍体胚胎干细胞和孤雄单倍体胚胎干细胞融合)。由题干可知,大鼠和小鼠是两个远亲物种,二者之间存在生殖隔离,自然状态下无法完成受精作用,或者即便能完成也不能发育,因此不用大鼠和小鼠直接交配制备异源二倍体胚胎干细胞。
17.(22-23高二下·河南信阳·期末)供体器官短缺是限制器官移植的重要因素,而异种器官移植会存在内源病毒跨种传播、免疫排斥等问题。某科研团队对猪的成纤维细胞进行了基因编辑,根除了猪细胞中所有内源性逆转录病毒(PERVs)的活性后,再通过核移植技术成功获得了第一批“无毒”的克隆猪,基本流程如下图所示。
(1)从猪的卵巢中采集卵母细胞后需要在体外培养到 期,去核过程通常使用的去核方法是 。
(2)过程③形成的重构胚还需用物理或化学方法激活,其目的是 。为获得更多的“无毒”猪,可以对早期胚胎进行 操作后再进行胚胎移植,若对囊胚进行此操作,需要注意的是 。
(3)该批无毒猪的器官直接用于人体器官移植会产生免疫排斥,为了解决这一问题,可以 (写出1种方法),再结合克隆技术培育出可用于移植的猪器官。
【答案】(1) MⅡ 显微操作法
(2) 使重构胚完成细胞分裂和发育进程 胚胎分割 将内细胞团均等分割
(3)在猪的基因组中导入某种调节因子,以抑制抗原决定基因的表达/设法除去抗原决定基因
【分析】动物细胞核移植技术是指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】(1)从猪的卵巢中采集卵母细胞需要在体外培养到MⅡ期,才具备与精子受精能力,去核过程通常使用的去核方法是显微操作法。
(2)形成的重构胚还需用物理或化学方法(电刺激、Ca2+载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等)激活,使其完成细胞分裂和发育进程。为获得更多的“无毒”猪,可以对早期胚胎进行胚胎分割,若对囊胚进行此操作,需要注意的是将内细胞团均等分割。
(3)该批无毒猪的器官直接用于人体器官移植会产生免疫排斥,为了解决这一问题,可以在猪的基因组中导入某种调节因子,以抑制抗原决定基因的表达,再结合克隆技术培育出可用于移植的猪器官。
一、单选题
1.(23-24高二下·河南安阳·期末)曲妥珠单抗是抗人表皮生长因子受体-2(HER-2)的单克隆抗体,它与人表皮生长因子竞争性结合乳腺癌细胞膜表面的HER-2,从而阻断癌细胞的生长。下列有关说法正确的是( )
A.曲妥珠单抗能抑制各种因素引起的乳腺癌细胞增殖
B.曲妥珠单抗对乳腺癌的治疗效果与抗体浓度密切相关
C.制备曲妥珠单抗时应将骨髓瘤细胞和记忆B细胞融合
D.选择培养基可筛选出产生抗HER-2抗体的杂交瘤细胞
【答案】B
【分析】单克隆抗体制备过程中的两次筛选: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】A、曲妥珠单抗作用的对象是HER-2.只能抑制由HER-2过量表达而引起的乳腺癌细胞增殖,不能抑制由其他因素引起的乳腺癌细胞增殖,A错误;
B、由于抗体和受体的结合具有竞争性,因此曲妥珠单抗对乳腺癌的治疗效果与抗体的浓度密切相关,B正确;
C、制备曲妥珠单抗时应将骨髓瘤细胞和已免疫的B淋巴细胞融合,C错误;
D、选择培养基上能筛选出杂交瘤细胞,但是筛选的杂交瘤细胞不一定能产生抗HER-2抗体,D错误;
故选B。
2.(23-24高二下·河南信阳·期末)急性肝衰竭是一种致命的疾病,死亡率很高。目前,肝移植仍然是治疗肝衰竭的唯一有效方法。由于肝脏器官的短缺,肝细胞移植被作为肝移植的替代策略。用海藻酸盐微胶囊(阻止细胞间识别)包裹可增殖人肝细胞,形成的结构被称为类器官(eLO)。下列叙述错误的是( )
A.供体肝组织需先用胰蛋白酶将其分散,再进行原代培养
B.培养肝细胞时,可采用培养皿或松盖培养瓶并置于CO2培养箱中进行培养
C.用海藻酸盐微胶囊包裹肝细胞,可以减少患者机体对外来肝细胞的免疫排斥
D.若eLO治疗组与空微囊治疗组的效果相当,可证明微胶囊包裹不影响肝细胞功能
【答案】D
【分析】取动物组织块→用机械法或胰蛋白酶和胶原蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养液中进行原代培养→悬浮生长的细胞直接离心收集制成细胞悬液,贴满瓶壁的细胞用胰蛋白酶分散为单个细胞,离心制成细胞悬液→分瓶转入培养液进行传代培养。
【详解】A、供体肝组织要用机械法或胰蛋白酶和胶原蛋白酶处理分散成单个细胞,再进行原代培养,以增加细胞数目,A正确;
B、培养肝细胞时,可采用培养皿或松盖培养瓶置于CO2培养箱中进行培养,以维持培养液一定的pH,B正确;
C、异体移植细胞会发生免疫排斥,用海藻酸盐微胶囊包裹肝细胞,会减少与免疫细胞的接触和识别,C正确;
D、若海藻酸盐微胶囊包裹可增殖人肝细胞获得类器官(eLO)与空微囊治疗组的效果相当,说明空微囊也可以治疗肝衰竭,不能证明微胶囊包裹不影响肝细胞功能,D错误。
故选D。
3.(23-24高二下·河南商丘·期末)如图为动物细胞培养的基本过程。下列相关叙述错误的是( )
A.a选用幼龄动物的组织细胞,因为其分裂能力强
B.c、d培养液中需要加入血清以补充未知营养成分
C.培养过程中定期更换培养液,主要目的是防止杂菌污染
D.培养箱中维持一定量的CO2有利于维持培养液 pH相对稳定
【答案】C
【分析】动物细胞培养的条件:
(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:36.5℃±0.5℃;适宜的pH: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、动物细胞培养一般选用幼龄动物的器官或组织,原因是其细胞分裂能力强,分裂旺盛,A正确;
B、c、d瓶中的培养液属于合成培养基,通常还需要加入血清或血浆等天然成分,天然成分中含有复杂且动物细胞增殖所必需的营养因子,B正确;
C、定期更换培养液的目的是防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害,C错误;
D、将动物细胞置于95%空气和5%CO2混合气体的培养箱中进行培养,二氧化碳可维持培养液pH相对稳定,D正确。
故选C。
4.(23-24高二下·河南新乡·期末)将细胞毒素和抗体、接头组成抗体—药物偶联物(ADC)可实现对肿瘤细胞的选择性杀伤,过程如图所示,下列叙述错误的是( )
A.小鼠注射的特定抗原来自患者正常体细胞上的特异蛋白
B.①过程可用PEG融合法、电融合法或灭活病毒诱导法
C.②过程的目的是获得能产生特定抗体的杂交瘤细胞
D.ADC携带细胞毒素到达人体内,会与肿瘤细胞特异性结合
【答案】A
【分析】由于单克隆抗体的特异性强,能特异性识别抗原,因此可以把抗癌细胞的单克隆抗体跟放射性同位素、药物等相结合,制成“生物导弹”.借助单克隆抗体的定位导向作用将药物定向带到癌细胞,在原位杀死癌细胞.疗效高,副作用小,位置准确。
【详解】A、为获得治疗肿瘤的抵抗力抗体,给小鼠注射的特定抗原应取自肿瘤细胞,而不是正常体细胞,A错误;
B、①表示动物细胞的融合,方法有聚乙二醇(PEG)融合法(化学方法), 电融合法(物理方法)、灭活病毒诱导法(生物 方法),B正确;
C、②过程表示克隆化培养和抗体检测,目的是获得能产生特定抗体的杂交瘤细胞,C正确;
D、依据抗原-抗体特异性结合,单克隆抗体携带细胞毒素与肿瘤细胞特异性结合,单克隆抗体在该过程起靶向作用,D正确。
故选A。
5.(23-24高二下·河南许昌·期末)抗体—药物偶联物(ADC)通过将细胞毒素与单克隆抗体结合,实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤,过程如图所示。下列表述不正确的是( )
A.ADC 特异性被胞吞进入肿瘤细胞需要单克隆抗体与肿瘤细胞的特异性识别
B.抗体进入细胞后导致溶酶体大量裂解释放药物,导致细胞凋亡
C.单克隆抗体靶向作用于肿瘤细胞,具有高度的特异性
D.细胞毒素也具有高度特异性地杀伤肿瘤细胞的特点
【答案】D
【分析】细胞自然更新、被病原体感染的细胞的清除,也是通过细胞凋亡完成的,细胞凋亡对于多细胞生物完成正常发育,维持内部环境的稳定以及抵御外界各种因素的干扰都起着非常关键的作用。
【详解】A、据图可知,ADC 特异性被胞吞进入肿瘤细胞前,需要单克隆抗体与肿瘤细胞表面的特异性受体发生特异性识别,A正确;
B、由图可知,抗体进入细胞后,被溶酶体裂解,使药物发生作用,导致细胞凋亡,B正确;
C、单克隆抗体本身不能杀伤肿瘤细胞,能利用其特异性帮助药物作用于肿瘤细胞,起到靶向治疗的作用,C正确;
D、细胞毒素本身不具有特异性,抗体具有特异性,D错误。
故选D。
6.(23-24高二下·河南许昌·期末)如图表示动物细胞培养过程中动物细胞增殖代数的变化曲线(B、D 两点表示经筛选后继续培养)。动物细胞离体培养至50代后,部分细胞会经历一些变化,带有癌变特点。下列叙述错误的是( )
A.O点时需将动物组织块剪碎并用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理分散成单个细胞
B.培养动物细胞的培养液需要定期更换,以便提供营养和清除代谢废物
C.D点后的细胞可能可以无限增殖,失去接触抑制现象
D.动物细胞培养时,培养箱应保持5%的CO₂环境以刺激细胞的呼吸
【答案】D
【分析】1、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;
2、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:36.5℃±0.5℃;适宜的pH: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、动物细胞培养前需先将组织形成分散的细胞,因此O点时需将动物组织块剪碎并用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理分散成单个细胞,A正确;
B、动物细胞培养过程中产生的代谢废物会影响细胞生长和增殖,因此培养动物细胞的培养液需要定期更换,以便清除代谢废物,B正确;
C、动物细胞离体培养至50代后,部分细胞会经历一些变化,带有癌变特点,因此D点后的细胞可能发生了基因突变,可能无限增殖,失去接触抑制现象,C正确;
D、动物细胞培养时,培养箱的气体环境应为95%空气(细胞代谢必需的)和5%的CO2(维持培养液的pH),D错误。
故选D。
7.(23-24高二下·河南南阳·期末)判断引起人体过敏反应的过敏原是医学中常见的难题,单克隆抗体提供了良好的解决方案。下列有关抗过敏原单克隆抗体生产和应用的叙述,错误的是( )
A.先将过敏原注射到小鼠体内,再从骨髓中分离出B淋巴细胞
B.可用聚乙二醇或灭活病毒诱导B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合
C.单克隆抗体能识别过敏原的细微差异,与过敏原特异性结合
D.鼠源单克隆抗体会使人体产生免疫反应,其作用效果会降低
【答案】A
【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、先将过敏原注射到小鼠体内,再从脾中分离出B淋巴细胞,A错误;
B、可用聚乙二醇或灭活病毒诱导B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合,B正确;
C、抗原能与抗体特异性结合,单克隆抗体能识别过敏原的细微差异,与过敏原(相当于抗原)特异性结合,C正确;
D、鼠源单克隆抗体对人体来说是外来异物,能使人体产生免疫反应,其作用效果会降低,D正确。
故选A。
8.(23-24高二下·河南平顶山·期末)治疗性克隆是将患者的体细胞移植到去核的卵母细胞中,形成重构胚,然后从重构胚发育而来的囊胚中分离出胚胎干细胞(ES细胞),并使其定向分化为所需的细胞类型的过程。如图表示利用治疗性克隆治疗某些疾病的部分流程。下列相关叙述错误的是( )
A.从囊胚中分离出的细胞都具有增殖和分化的能力
B.过程①可采用电融合法使细胞A和B融合成重构胚
C.过程①和过程②中所用到的生物技术是完全相同的
D.利用治疗性克隆培育的细胞不会被患者的免疫系统识别
【答案】C
【分析】治疗性克隆是指把患者体细胞移植到去核卵母细胞中构建形成重组胚胎,体外培养到一定时期分离出ES细胞,获得的ES细胞定向分化为所需的特定类型细胞(如神经细胞、肌肉细胞和血细胞),用于治疗。此技术解决供体器官缺乏和器官移植后免疫排斥反应具有重要意义。
【详解】A、囊胚中分离出来的细胞仍可以分裂是细胞数目增多、分化使细胞种类增多,A正确;
B、动物体细胞核移植技术里用到采用电融合法使细胞A和B融合成重构胚,B正确;
C、过程①为动物体细胞核移植技术和动物细胞培养,过程②只用了动物细胞培养,;两个过程用到的生物技术不完全相同,C错误;
D、治疗性克隆是运用患者体细胞进行培养,因此治疗性克隆能解决器官移植时的免疫排斥问题,所以利用治疗性克隆培育的细胞不会被患者的免疫系统识别,D正确;
故选C。
9.(23-24高二下·河南洛阳·期末)下列关于动物细胞核移植技术的叙述,错误的是( )
A.哺乳动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植
B.用物理或化学方法激活重构胚,使其完成分裂和发育进程
C.显微操作法是在没有穿透卵母细胞透明带的情况下去核的
D.以患者作为供体,通过核移植技术和诱导iPS细胞技术均能获得胚胎干细胞
【答案】C
【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、由于动物胚胎细胞分化程度较低,恢复其全能性相对容易,而动物体细胞分化程度高,恢复其全能性十分困难,所以体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植,A正确;
B、用物理或化学的方法(如电脉冲、钙离子载体、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,B正确;
C、显微操作去核法是在没有刺破透明带或卵母细胞质膜的情况下,去除细胞核或使卵母细胞核DNA变性的,从而达到去核的目的,C错误;
D、以患者作为供体,利用体细胞核移植技术和诱导iPS细胞都能生成干细胞生成带有核供体细胞遗传物质的胚胎干细胞,D正确。
故选C。
10.(23-24高二下·河南洛阳·期末)HCG是受孕后体内分泌的一种糖蛋白激素。在妊娠早期,HCG的浓度迅速升高,检测尿中的HCG即可证实妊娠。科学家据此并结合细胞工程技术发明了早孕检测试剂,可在受精10天左右测出是否怀孕。下列叙述正确的是( )
A.用纯化的HCG反复注射到小鼠体内,产生的抗体为单克隆抗体
B.体外培养单个B细胞可以获得大量针对HCG的单克隆抗体
C.等量B细胞和骨髓瘤细胞经诱导融合后的细胞均为杂交瘤细胞
D.单克隆抗体除用作诊断试剂外,还可以运载药物、治疗疾病等
【答案】D
【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】A、融合B淋巴细胞与骨髓瘤细胞获得可以增殖并产生抗体的杂交瘤细胞,从而制备单克隆抗体,A错误;
B、单个B细胞高度分化无法增殖,不能产生大量抗体,B错误;
C、B细胞和骨髓瘤细胞经诱导融合后,可以产生B细胞和B细胞融合细胞、骨髓瘤细胞和骨髓瘤细胞融合细胞以及杂交瘤细胞,C错误;
D、单克隆抗体可以特异性作用于抗原,除用作诊断试剂外,还可以运载药物、治疗疾病等,D正确。
故选D。
11.(23-24高二下·河南三门峡·期末)抗体—药物偶联物(ADC)通过将细胞毒素与单克隆抗体结合,实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤。ADC组成及作用机制如图,下列叙述错误的是( )
A.药物没有特异性,抗体的特异性是ADC能选择性作用于肿瘤细胞的关键。
B.ADC进入肿瘤细胞的运输方式为胞吞
C.接头的主要作用是保证药物不会脱落
D.ADC中药物的作用是通过诱发肿瘤细胞坏死而杀死肿瘤细胞
【答案】D
【分析】据图分析,抗体上带有细胞毒素,抗体与靶细胞膜上的特异性受体结合通过胞吞的方式把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。
【详解】A、药物没有特异性,抗体的特异性是ADC能选择性作用于肿瘤细胞的关键,A正确;
B、ADC通常由抗体、接头和药物(如细胞毒素)三部分组成,ADC进入肿瘤细胞的方式是胞吞,B正确;
C、接头的主要作用是保证药物不会脱落,C正确;
D、由图可知,ADC中药物的作用是通过诱发肿瘤细胞凋亡而杀伤肿瘤细胞,D错误。
故选D。
12.(23-24高二下·河南三门峡·期末)下列选项中所比较的两个项目的原理不相似的是
A.植物原生质体融合与动物体细胞杂交
B.利用乳腺生物反应器生产产品和利用膀胱生物反应器生产产品
C.利用小分子化合物诱导成纤维细胞生成iPS细胞与利用激素诱导胡萝卜韧皮部细胞生成愈伤组织
D.琼脂糖凝胶电泳分离DNA与纸层析法分离色素滤液中的光合色素
【答案】D
【分析】提取色素后,利用色素在层析液中的溶解度不同可将色素分离,色素在层析液中溶解度越高,层析时与滤纸的结合能力越低,在滤纸上的扩散得快,反之则慢。
【详解】A、植物原生质体融合与动物体细胞杂交均利用细胞膜的流动性,A正确;
B、利用乳腺生物反应器生产产品和利用膀胱生物反应器生产产品均利用基因工程和胚胎移植等,B正确;
C、利用小分子化合物诱导成纤维细胞生成iPS细胞与利用激素诱导胡萝卜韧皮部细胞生成愈伤组织原理均是基因的选择性表达,C正确;
D、琼脂糖凝胶电泳分离DNA的原理是不同的DNA分子在电泳缓冲液中迁移速率不同,提取色素后,利用色素在层析液中的溶解度不同可将色素分离,色素在层析液中溶解度越高,层析时与滤纸的结合能力越低,在滤纸上的扩散得快,反之则慢,D错误。
故选D。
13.(23-24高二下·河南三门峡·期末)一般来说,动物细胞体外培养需要满足以下条件( )
①糖类、维生素、血清等;②只使用合成培养基;③无菌、无毒的环境;④温度与动物的体温相近;⑤多数动物细胞培养的pH为7.2~7.4;⑥95%O2和5%CO2的混合气体培养
A.②④⑤⑥ B.①③④⑥ C.①③④⑤ D.①②④⑥
【答案】C
【分析】动物细胞培养的条件:(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动物细胞体外培养需要营养物质: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,①正确;
②用于动物细胞培养的合成培养基中还需加入血清、血浆等天然物质,②错误;
③动物细胞培养需要无毒、无菌环境,③正确;
④动物细胞培养需要适宜的温度和pH,其中温度要与动物体温相近,④正确;
⑤动物细胞培养需要适宜的温度和pH值,多数动物细胞培养在7.2~7.4的pH环境,⑤正确;
⑥动物细胞培养需要一定的气体环境,95%空气和5%的CO2,⑥错误;
综上所述①③④⑤正确,C正确,ABD错误。
故选C。
14.(23-24高二下·河南三门峡·期末)PD-L1是一种免疫抑制因子,可以防止T细胞过度活化导致的炎症反应,肿瘤细胞通过高效表达PD-L1来逃避免疫攻击。抗PD-L1单克隆抗体能与肿瘤细胞膜表面的PD-L1特异性结合,因而具有治疗某些癌症的作用。如图表示制备PD-L1单克隆抗体的流程。下列叙述不正确的是( )
A.从脾脏分离B淋巴细胞前,需要对小鼠注射PD-L1
B.用特定的选择培养基筛选得到的杂交瘤细胞不一定能产生抗体
C.图中细胞群a~d既能大量增殖又能产生同一抗体
D.图中细胞群a可用于克隆化培养产生所需抗体
【答案】C
【分析】单克隆抗体制备利用的是动物细胞融合技术和动物细胞培养技术,在该过程中需要进行两次筛选,第一次筛选需要用到选择培养基,其目的是筛选获得杂交瘤细胞,第二次筛选需要进行单克隆培养和抗体检测,其目的是获得能产生特异性抗体的杂交瘤细胞。
【详解】A、在分离B淋巴细胞前,需要对小鼠注射PD-L1进行免疫,产生已免疫的B淋巴细胞,A正确;
B、用特定的选择培养基筛选得到的杂交瘤细胞,还需进行抗体检测,B正确;
C、细胞群a~d是经特定选择培养基筛选后获得的细胞,因此都是杂交瘤细胞,杂交瘤细胞兼具骨髓瘤细胞能大量增殖的特点,但不一定产同一抗体,C错误;
D、图中细胞群a呈阳性,说明能产生抗PD-L1抗体,可扩大化培养生产抗PD-L1单克隆抗体,D正确。
故选C。
15.(23-24高二下·河南安阳·期末)2024年1月河南首例克隆羊“小龙”在商丘诞生。研究人员采集了大耳公羊“大龙”的皮肤组织,利用体细胞克隆技术获得克隆胚胎,并将胚胎移植到普通的波尔山羊的子宫内。150天后,克隆羊“小龙”顺利诞生,这标志着河南省家畜动物生物育种领域取得了新的突破。下列有关说法错误的是( )
A.克隆羊“小龙”的诞生体现了动物体细胞的细胞核具有全能性
B.应将皮肤组织细胞核植入培育到MⅡ期的去核卵母细胞中
C.体外培养胚胎需加入动物血清,并培育到原肠胚再进行移植
D.进行胚胎移植前,要对波尔山羊用激素处理使其同期发情
【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(选择遗传特性和生产性能优秀的供体,有健康的体质和正常繁殖能力的受体。用激素进行同期发情处理,用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理);
②配种或人工授精;
③对胚胎的收集、检查、培养或保存(对胚胎进行质量检查,此时的胚胎应发育到桑棋或胚囊胚阶段);
④对胚胎进行移植;
⑤移植后的检查。
【详解】A、克隆羊“小龙”的诞生体现了动物体细胞的细胞核具有全能性,A正确;
B、应将皮肤组织细胞核植入培育到MⅡ期的去核卵母细胞中,原因是MⅡ期的卵母细胞具有激发体细胞核全能性的物质,B正确;
C、体外培养胚胎时需加入动物血清,并培育到桑葚胚或囊胚时期再进行移植,C错误;
D、进行胚胎移植前,要对波尔山羊用激素处理使其同期发情,D正确。
故选C。
16.(23-24高二下·河南信阳·期末)当前生物技术发展非常迅猛,很多生物技术的应用已经与我们的日常生活密切相关。下列有关生物技术的说法或做法正确的是( )
A.设计试管婴儿是指通过遗传咨询有选择地生育优良性状的小孩
B.在我国,通过生殖性克隆有可能解决一些夫妇不孕不育的问题
C.利用胚胎分割技术可以促进优良动物品种的繁殖
D.对囊胚进行胚胎分割时,必须对整个胚胎进行均等分割
【答案】C
【分析】“试管婴儿”是指通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精,并通过培养发育为早期胚胎后,再经移植产生婴儿的技术。“设计试管婴儿”是指将体外受精形成的胚胎在植入母体孕育前,根据人们的需要,将胚胎的一个细胞取出,进行基因检测,当检测结果符合人们需要时,再把胚胎植入母体孕育,其与“试管婴儿技术操作流程基本-致,“试管婴儿”与“设计试管婴儿"技术的区别在于,“设计试管婴儿”需要在胚胎移植前对胚胎进行遗传学诊断,以筛选符合特殊要求的胚胎,进而产生所需要类型的婴儿。试管婴儿技术主要用于解决不孕不育问题,而设计试管婴儿主要可以治疗需要骨髓移植或造血干细胞移植的疾病等。滥用设计试管婴儿技术,如设计婴儿性别等导致性别比例失调,违反了伦理道德。
【详解】A、设计试管婴儿是指通过胚胎移植前对胚胎进行遗传学诊断有选择地生育符合特殊要求的小孩,通过遗传咨询有选择地生育优良性状的小孩能降低遗传病的发生概率,A错误;
B、在我国,通过试管婴儿技术有可能解决一些夫妇不孕不育的问题,B错误;
C、胚胎分割技术可以看作动物的无性繁殖或克隆的方法之一,C正确;
D、应注意将内细胞团均等分割,D错误。
故选C。
17.(23-24高二下·河南信阳·期末)自然情况下,牛的生育率很低,畜牧业生产上可通过下图两种途径实现良种牛的快速大量繁殖。下列相关叙述正确的是( )
A.胚胎移植前需要用外源促性腺激素对雌性牛A与雌性牛B做超数排卵处理
B.途径1和途径2过程中都有胚胎的形成,均为有性生殖
C.途径2获得的克隆牛的性状表现只与雌性牛B和C有关
D.从雌性牛A卵巢内取得的卵母细胞都需继续培养至MⅡ期再进行其他操作
【答案】D
【分析】试管动物技术是指通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精,并通过培养发育为早期胚胎后,再经移植进行胚胎分割时,应选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚,对囊胚阶段的胚胎进行分割时要注意将内细胞团等分割,否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。
【详解】A、胚胎移植前需要对雌性牛A与雌性牛B做同期发情处理,受体母牛不需要超数排卵处理,A错误;
B、途径1获得试管牛的技术流程中包括体外受精,属于有性生殖;途径2获得的克隆牛是通过核移植技术获得的,为无性生殖,B错误;
C、环境也会影响克隆牛的性状表现,C错误;
D、两个途径中从雌性牛A卵巢内取得的卵母细胞都需要先体外培养至MⅡ再进行操作,D正确。
故选D。
18.(23-24高二下·河南·期末)近年来,野生动物郊狼的数量不断减少、濒临灭绝,采集其精子或卵子开展常规辅助生殖较为困难。种间体细胞核移植(iSCNT)技术在野生郊狼遗传资源的保护中发挥了重要作用,具体流程如图。下列叙述错误的是( )
A.卵母细胞体外培养至MⅡ期时可用显微操作法去核
B.胚胎分割时应选择发育良好,形态正常的囊胚或原肠胚
C.郊狼的早期胚胎移植前需对代孕家犬进行同期发情处理
D.与胚胎细胞核移植技术相比,iSCNT技术成功的难度更大
【答案】B
【分析】1、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。
2、目前动物细胞核移植技术中普遍使用的去核方法是显微操作法。也有人采用梯度离心,紫外线短时间照射和化学物质处理等方法。
3、胚胎移植主要包括供体、受体的选择和处理,配种或人工授精,胚胎的收集、检查、培养或保存,胚胎的移植,以及移植后的检查等步骤。
【详解】A、进行细胞核移植前,需要将卵母细胞体外培养至MⅡ期时,再采用显微操作法去核,A正确;
B、胚胎分割时应选择发育良好,形态正常的桑椹胚或囊胚,B错误;
C、郊狼的早期胚胎移植前需对代孕家犬进行同期发情处理,使其处于相同的生理状态,C正确;
D、iSCNT细胞分化程度高,所以与胚胎细胞核移植技术相比,难度更大,D正确。
故选B。
19.(23-24高二下·河南洛阳·期末)胚胎分割技术成为提高胚胎利用率的重要手段之一。下列相关叙述错误的是( )
A.可利用胚胎分割技术进行性别鉴定和遗传病筛查等
B.对于不同发育阶段的胚胎,分割的具体操作不完全相同
C.利用胚胎分割技术,同卵多胎较同卵双胎的成功率更高
D.胚胎分割技术可产生遗传性状相同的后代用于遗传学研究
【答案】C
【分析】1、胚胎分割是指采用机械方法将早期胚胎切割成2等分、4等分或8等分等,经移植获得同卵双胚或多胚的技术。
2、胚胎分割的特点:来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质,胚胎分割可以看做动物无性繁殖或克隆的方法之一。
3、进行胚胎分割时,应选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚。对囊胚阶段的胚胎进行分割时要注意将内细胞团均等分割,否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。
【详解】A、可利用胚胎分割技术进行胚胎的分割,从而进一步进行性别鉴定和遗传病筛查等,A正确;
B、对卵裂球进行分割时,用胰蛋白酶进行处理,对囊胚进行分割时,需要将内细胞团均等分割,因此说明对于不同发育阶段的胚胎,分割的具体操作不完全相同,B正确;
C、胚胎分割时,分割的份数越多,成功率越低,因此同卵多胎较同卵双胎的成功率更低,C错误;
D、胚胎分割技术实际上是无性繁殖,产生的后代遗传性状相同,可用于遗传学研究,D正确。
故选C。
20.(23-24高二下·河南三门峡·期末)1980年我国实验胚胎学创始人童第周将一种鱼囊胚细胞的细胞核,移入另一种鱼的去核卵细胞中,这种融合细胞能正常发育成“杂种鱼”,下列相关叙述正确的是( )
A.与杂交小麦所用技术相同
B.“杂种鱼”的性状说明生物体有些性状受细胞质基因的控制
C.“杂种鱼”与克隆猴的培育过程中都需要进行胚胎移植
D.本实验也可选择鲫鱼的去核体细胞作受体细胞
【答案】B
【分析】动物克隆是一种通过核移植过程进行无性繁殖的技术。不经过有性生殖过程,而是通过核移植生产遗传结构与细胞核供体相同动物个体的技术,就叫做动物克隆。
【详解】A、动物克隆是一种通过核移植过程进行无性繁殖的技术,杂交小麦是有性生殖,A错误;
B、“杂种鱼”的某些性状与提供去核卵细胞的鱼相同,说明生物体有些性状受细胞质基因的控制,B正确;
C、克隆猴的培育过程中需要进行胚胎移植,“杂种鱼”体外孵化,不需要胚胎移植,C错误;
D、本实验不能选择鲫鱼的去核体细胞作受体细胞,因为卵细胞的细胞质中可能含有某些促进细胞核发挥全能性的物质,而体细胞中没有,D错误。
故选B。
21.(23-24高二下·河南三门峡·期末)试管婴儿是“体外受精-胚胎移植”的俗称,是将夫妇的卵子与精子取出,在体外完成受精并发育成胚胎,再将胚胎移植入子宫腔内以实现妊娠的技术。下图是试管婴儿技术的主要操作流程示意图,下列叙述正确的是( )
A.在取卵前可让女方口服性激素诱发其超数排卵
B.试管婴儿依据的原理是有性生殖,采集的精子需要获能才有受精的能力
C.胚胎移植前可从内细胞团取样做基因检测进行遗传病的筛查
D.将囊胚阶段的早期胚胎移植到受体动物体内,需要对受体动物使用免疫抑制剂
【答案】B
【分析】体外受精联合胚胎移植技术:又称试管婴儿,是指分别将卵子与精子取出后,置于试管内使其受精,再将胚胎前体即受精卵移植回母体子宫内发育成胎儿。试管婴儿是用人工方法让卵子和精子在体外受精并进行早期胚胎发育,然后移植到母体子宫内发育而诞生的婴儿。
【详解】A、在取卵前可让女方注射促性腺激素可诱发其超数排卵,A错误;
B、试管婴儿依据的原理是有性生殖,采集的精子需要获能才有受精的能力,B正确;
C、胚胎移植前可从滋养层细胞取样做基因检测进行遗传病的筛查,不能选择内细胞团细胞做检测,因为内细胞团受到破坏会影响胚胎的发育,C错误;
D、将囊胚阶段的早期胚胎移植到受体动物体内,不会发生免疫排斥反应,因此,不需要对受体动物使用免疫抑制剂,D错误。
故选B。
22.(23-24高二下·河南三门峡·期末)模型构建是科学研究和学习的一种重要方法。对下图所示生物学概念模型的理解或分析正确的是( )
A.若图为动物细胞融合过程,所获得杂种细胞的主要应用是培育杂种动物个体
B.若图为植物体细胞杂交过程,则形成的④具有两个亲本的全部优良性状
C.若图为核移植过程,则从卵巢中获取的②卵母细胞可直接作为受体细胞和①供体细胞融合
D.若图为试管动物的培育过程,需培育到桑葚胚或囊胚,才能进行胚胎分割与胚胎移植
【答案】D
【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(选择遗传特性和生产性能优秀的供体,有健康的体质和正常繁殖能力的受体.用激素进行同期发情处理,用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理);②配种或人工授精;③对胚胎的收集、检查、培养或保存(对胚胎进行质量检查,此时的胚胎应发育到桑椹或胚囊胚阶段);④对胚胎进行移植;⑤移植后的检查。
【详解】A、根据题图可知,该模型构建过程为细胞融合,若图为动物细胞融合过程,所获得的杂种细胞经动物细胞培养可大量增殖,而动物细胞培养不能培育成动物个体,A错误;
B、若图为植物体细胞杂交过程,则形成的④杂种细胞具有两个亲本遗传物质的全部,但不一定具有两个亲本的全部优良性状,B错误;
C、若图为核移植过程,则从卵巢中获取的②卵母细胞需要培养到减数第二次分裂中期,才能作为受体细胞和①供体细胞融合,C错误;
D、若图为试管动物的培育过程,从早期胚胎培养获得的胚胎一般为桑椹胚或囊胚,其可进行胚胎分割,之后需进行胚胎移植才能获得试管动物,D正确。
故选D。
二、多选题
23.(23-24高二下·河南驻马店·期末)天然抗原一般包含多个可诱导机体产生特异性抗体的化学基团———抗原表位。下图为针对X天然抗原进行单克隆抗体的制备过程。下列相关叙述正确的是( )
A.杂交瘤细胞经筛选并克隆化培养获得的4种抗体都能与抗原特异性结合
B.经抗原多次免疫后,分离得到的1号试管中可能含有多种B淋巴细胞
C.“生物导弹”中的单克隆抗体作为抗癌药物定向杀死癌细胞
D.骨髓瘤细胞培养时不会出现细胞贴壁和接触抑制现象
【答案】ABD
【分析】单克隆抗体制备流程:(1)对小鼠注射特定的抗原使小鼠产生免疫反应;(2)从小鼠脾脏中获取已经免疫的B淋巴细胞;(3)将小鼠骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合,再用特定的选择培养基进行筛选;(4)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;(5)对上述杂交瘤细胞还需进行克隆化培养和抗体检测,经多次筛选就可获得足量的能分泌所需抗体的细胞;(6)最后,将杂交瘤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。这样从细胞培养液或小鼠腹水中,就可以提取出大量的单克隆抗体。
【详解】A、杂交瘤细胞经筛选并克隆化培养获得的4种抗体,在抗原上都存在相应的抗原表位,因此4种抗体都能与抗原特异性结合,A正确;
B、由于抗原上有多种抗原表位,不同的抗原表位可以刺激不同的B淋巴细胞增殖和分化,因此1 号试管内可能含有多种 B 细胞,B正确;
C、生物导弹由单克隆抗体与药物结合而成,单克隆抗体又可以与癌细胞表面的特异性受体结合,实现靶向给药,对癌细胞起杀伤作用的是药物,而不是单克隆抗体,C错误;
D、骨髓瘤细胞能无限增殖,故骨髓瘤细胞培养时不会出现细胞贴壁和接触抑制现象,D正确。
故选ABD。
24.(23-24高二下·河南南阳·期末)据报道,最后一头雄性北方白犀牛去世,至此世界上仅剩两头雌性个体。假如刚死亡的雄性北方白犀牛的所有细胞还有活性,下列方案能再产生雄性北方白犀牛的是( )
A.将雄性北方白犀牛的DNA提取出来,导入雌性细胞中培育出新个体
B.将雄性北方白犀牛的体细胞取出,利用组织培养技术培育出新个体
C.将雄性北方白犀牛的精子与雌性个体的卵母细胞受精,经孕育产生新个体
D.将雄性北方白犀牛的体细胞核移植到雌性的去核卵母细胞中,经孕育产生新个体
【答案】CD
【分析】克隆是指生物体通过体细胞进行的无性繁殖,以及由无性繁殖形成的基因型完全相同的后代个体。
【详解】A、将雄性北方白犀牛的DNA提取出来,导入雌性细胞中不能培育出新个体,因为基因不能表达,A不符合题意;
B、动物体细胞不能实现全能性,B不符合题意;
C、体外受精后进行胚胎培养和胚胎移植可以培育出试管动物,新个体可能为雄性,C符合题意;
D、利用动物细胞核的全能性可以得到雄性个体的克隆动物,克隆动物的性别仍为雄性,D符合题意。
故选CD。
25.(23-24高二下·河南·期末)尼帕病毒是一种新型人兽共患病毒,给人及动物带来严重危害。科研人员以猕猴为实验材料来生产抗尼帕病毒的单克隆抗体,实验流程如图所示,已知B淋巴细胞的基因型为AA、骨髓瘤细胞的基因型为BB。下列叙述正确的是( )
A.图中应向猕猴注射灭活的尼帕病毒,以获得相应的B淋巴细胞
B.两两融合后的融合细胞可能存在的基因型是AABB、AA、BB
C.筛选1需使用特定的培养基,只有融合的杂交瘤细胞才能生长
D.筛选2为对经筛选1的杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测
【答案】ACD
【分析】1、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。
2、单克隆抗体制备过程中涉及两次筛选:第一次筛选,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;第二次筛选,是对经选择培养的杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测,经多次筛选,获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。
【详解】A、图中应向猕猴注射灭活的尼帕病毒,以获得能产生抗尼帕病毒抗体的B淋巴细胞,A正确;
B、细胞的融合具有随机性,结合题干“B淋巴细胞的基因型为AA、骨髓瘤细胞的基因型为BB”可知,两两融合后的融合细胞可能存在的基因型是AABB、AAAA、BBBB,B错误;
C、筛选1需使用特定的培养基(HAT培养基),只有融合的杂交瘤细胞(AABB)才能生长,C正确;
D、筛选2为对经筛选1的杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测,经多次筛选,获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞,D正确。
故选ACD。
26.(23-24高二下·河南平顶山·期末)埃博拉病毒(EBOV)是一种能导致人类等脊椎动物出血热的致死性病毒,对公共卫生具有较严重的危害。EBOV的NP蛋白在病毒复制中具有重要作用。实验小组用NP蛋白免疫小鼠,获得了一株小鼠抗EBOV-NP的单克隆抗体,其过程如图所示。下列相关说法错误的是( )
A.细胞A是浆细胞,都能分泌抗NP蛋白的抗体
B.制备单克隆抗体时筛选①和筛选②可互换顺序
C.筛选②应反复多次进行抗体检测和克隆化培养
D.杂交瘤细胞培养过程中会出现明显的接触抑制
【答案】ABD
【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】A、细胞B是B淋巴细胞,A错误;
B、制备单克隆抗体需要两次筛选,筛选①是用特殊的培养基筛选杂交瘤细胞,筛选②是用抗原抗体特异性结合的方法筛选能产生特定抗体的杂交瘤细胞,顺序不能互换,B错误;
C、筛选②应反复多次进行抗体检测和克隆化培养,才能得到大量单克隆抗体,C正确;
D、杂交瘤细胞有癌细胞的特性,不会贴壁生长和接触抑制,D错误。
故选ABD。
27.(23-24高二下·河南濮阳·期末)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(ES细胞)和成体干细胞;2006年科学家通过体外诱导小鼠成纤维细胞,获得了类似胚胎干细胞的诱导多能干细胞(iPS细胞)。下列相关叙述正确的是( )
A.造血干细胞属于成体干细胞,可以分化为各种血细胞
B.ES细胞来源于早期胚胎,可分化成各种细胞,具有全能性
C.与ES细胞相比,iPS细胞可能具有更为广阔的应用前景
D.用iPS细胞治疗疾病可避免免疫排斥反应,因此没有风险
【答案】ABC
【分析】动物细胞培养需要满足以下条件
(1)充足的营养供给--微量元素、无机盐、糖类、氨基酸、促生长因子、血清等。
(2)适宜的温度:36.5℃±0.5℃;适宜的pH:7.2~7.4。
(3)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。
(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、造血干细胞是发现最早、研究最多、应用也最为成熟的一类成体干细胞,可以分化为各种血细胞,A正确;
B、ES细胞来源于早期胚胎,具有分化为成年动物体内的任何一种类型的细胞,并进一步形成机体的所有组织和器官,甚至个体的潜能,即具有全能性,B正确;
C、iPS细胞的分化潜能类似于ES细胞,其获取无须破坏胚胎,因而不涉及伦理问题,应用前景更好,C正确;
D、iPS细胞可以来源于病人自身的体细胞,将它移植回病人体内后,理论上可以避免免疫排斥反应,但iPS细胞等干细胞存在癌变的风险,D错误。
故选ABC。
三、解答题
28.(23-24高二下·河南信阳·期末)对艾滋病的疫苗研究,早期科学工作者从HIV感染治愈者体内采取相应免疫细胞,使之与骨髓瘤细胞融合,生产HIV的抗体,具体过程如图1所示。随后,转基因技术被运用到了HIV的疫苗研制工作中,科学工作者研制的第二代HIV疫苗的简要操作过程如图2所示。回答下列问题。
(1)图1中的HIV治愈者的免疫细胞指的是 ,该细胞需要与骨髓瘤细胞融合,原因是 。
(2)细胞融合后到获得能产生单克隆抗体的杂交瘤细胞过程中,需要进行两次筛选,第一次筛选的目的是 ,筛选的方法是 ,第二次筛选的目的是 。
(3)图2中得到的疫苗注射后,疫苗 (填“能”或“不能”)直接消灭HIV,其作用是 。
【答案】(1) 浆细胞 由于浆细胞不能增殖
(2) 筛选出多种杂交瘤细胞 利用选择培养基 从多种杂交瘤细胞中筛选出能产生HIV抗体的杂交瘤细胞
(3) 不能 疫苗注射后发挥的是抗原的作用,刺激机体产生免疫反应产生记忆细胞和抗体
【分析】据图分析,图1中,①表示诱导动物细胞融合,常用灭活的病毒;②表示筛选杂交瘤细胞。图2中①表示逆转录过程获得目的基因,②表示构建基因表达载体,③表示将目的基因导入受体细胞。
【详解】(1)抗体由浆细胞产生,图1中的能产生抗体的淋巴细胞就是浆细胞。由于浆细胞不能增殖,所以需要与能无限增殖的骨髓瘤细胞融合。
(2)细胞融合后要进行两次筛选,第一次是利用选择培养基筛选出多种杂交瘤细胞,第二次是从多种杂交瘤细胞中筛选出能产生HIV抗体的杂交瘤细胞。
(3)该疫苗不是抗体,所以不能将HIV直接消灭,疫苗注射后发挥的是抗原的作用,刺激机体产生免疫反应产生记忆细胞和抗体,使机体获得对HIV的免疫力。
29.(23-24高二下·河南开封·期末)胃癌是我国发病率很高的一种恶性疾病,制备抑制癌细胞增殖的单克隆抗体对治疗胃癌具有重要意义。抗胃癌单克隆抗体的制备过程如下图所示。回答下列问题。
(1)人体细胞中的DNA上本来就存在与癌变有关的基因,它们是 。
(2)在抗胃癌单克隆抗体的制备过程中,向小鼠体内注射“人的胃癌细胞”实际上是用特定的抗原对小鼠进行 。图中“甲”是 。
(3)将得到的杂交瘤细胞接种到96孔板中培养,分别取其上清液进行抗体阳性检测。检测的原理及操作流程如图1,实验结果如图2。实验过程中,将胃癌细胞的细胞膜主要结构蛋白作为抗原固定,从96孔板的不同孔中分别取不同浓度的4种 和未免疫的小鼠血清加入到反应体系,然后加入酶标抗体,酶标抗体与待测抗体发生特异性结合,此时待测抗体相当于 。待充分反应后测吸光值,颜色越深吸光值越高说明反应效果越强。
(4)科研工作者常将单克隆抗体与细胞毒素类药物偶联起来,制成“生物导弹”,来定向治疗癌症并降低药物的副作用。其中起定位导向作用是 。
【答案】(1)原癌基因和抑癌基因
(2) 免疫 能产生抗胃癌抗体的B淋巴细胞
(3) 杂交瘤细胞上清液 抗原
(4)单克隆抗体
【分析】单克隆抗体的制备过程是:首先利用已免疫的B淋巴细胞和小鼠的骨髓瘤细胞融合,再通过特定的选择培养基筛选获得杂交瘤细胞,然后再通过细胞培养用专一抗体检测筛选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞。该杂交瘤细胞既能无限增殖,又能产生特异性抗体,因此利用符合要求的杂交瘤细胞再进行体外培养或体内培养获得单克隆抗体。
【详解】(1)原癌基因可以控制细胞生长的基因,可以使细胞生长、增殖、发育与分化,结构改变时,会变成癌基因,而抑癌基因是抑制癌细胞生成的基因,可以使细胞凋亡、分化、信号转导。人体细胞中的DNA上本来就存在与癌变有关的基因,它们是原癌基因和抑癌基因。
(2)胃癌细胞对小鼠来说属于外来物质,向小鼠体内注射“人的胃癌细胞”实际上是用特定的抗原对小鼠进行免疫,在抗胃癌单克隆抗体的制备过程中,需要将抗胃癌抗体的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合,故图中的甲为抗胃癌抗体的B淋巴细胞。
(3)杂交瘤细胞的上清液中含有抗体,实验过程中,将胃癌细胞的细胞膜主要结构蛋白作为抗原固定,从96孔板的不同孔中分别与不同浓度的4种杂交瘤细胞上清液和未免疫的小鼠血清一起放在反应体系中反应,然后加入酶标抗体,此时待测抗体相当于抗原,酶标抗体与待测抗体能发生特异性结合,并测定反应体系的吸光值,颜色越深吸光值越高说明反应效果越强。
(4)由于抗原与抗体特异性结合,“生物导弹”中起定位导向作用是单克隆抗体。
30.(23-24高二下·河南商丘·期末)已知细胞合成DNA有D和S两种途径,其中D途径能被氨基喋呤阻断。小鼠淋巴细胞中有这两种DNA的合成途径,但其一般不分裂增殖。小鼠骨髓瘤细胞中尽管没有S途径,但其能不断分裂增殖。如图是科研人员为制备抗甲型流感病毒的单克隆抗体而设计的流程图。回答下列问题:
(1)过程①的目的是从产生免疫反应小鼠的脾脏中获得 。在获取该细胞前3天需再次注射甲型流感病毒,这样做的目的是 。
(2)过程②选择骨髓瘤细胞进行细胞融合的原因是 。若只考虑细胞两两融合,理论上融合细胞有 种。
(3)过程③使用的HAT培养基中要有糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素、血清等,还必须加入 。在HAT培养基上进行筛选时, 不分裂增殖或会死亡。
【答案】(1) (能产生特定抗体的)B淋巴细胞 通过二次免疫使产生抗甲型流感病毒抗体的B淋巴细胞增多(合理即可)
(2) 具有无限增殖的能力,可以使融合后的细胞在培养过程中大量增殖 3/三
(3) 氨基喋呤 未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞
【分析】动物体内每一个致敏B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体,利用细胞融合的方法,把致敏B淋巴细胞与骨髓瘤细胞进行融合,就能得到即大量增殖,又产生特定抗体的细胞,再通过动物细胞培养的方法,可获得大量单克隆抗体。
【详解】(1)过程①是在经过免疫处理的小鼠脾脏中获得能产生特定抗体的B淋巴细胞,获取该细胞前3天需再次注射甲型流感病毒,抗原可以刺激小鼠发生二次免疫,产生更多的产生抗甲型流感病毒抗体的B淋巴细胞。
(2)选择骨髓瘤细胞进行细胞融合的原因是该细胞具有无限增殖的能力,可以使融合后的细胞在培养过程中大量增殖,如果只考虑细胞两两融合,理论上融合细胞:脾脏细胞与脾脏细胞融合形成融合的脾细胞—脾细胞;脾脏细胞与骨髓瘤细胞融合形成杂交瘤细胞c 骨髓瘤细胞与骨髓瘤细胞融合形成融合的瘤细胞—瘤细胞。故有3种融合细胞。
(3)过程③使用的HAT培养基中要有糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等,通常还需加入血清等天然成分;该培养基为选择培养基,还需要加入氨基蝶呤以抑制骨髓瘤细胞的D途径,未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞,使培养基中只有杂交瘤细胞能增殖。
31.(23-24高二下·河南许昌·期末)破伤风类毒素单克隆抗体可以用于破伤风的快速检测及治疗。下图是我国科学工作者制备破伤风类毒素单克隆抗体的过程示意图。回答下列问题:
(1)①注射的物质是 。
(2)单克隆抗体与常规的血清抗体相比,最大的优越性有 。
(3)过程⑤HAT培养基是具有 功能的培养基,过程⑥中将杂交瘤细胞多倍稀释,接种在多孔的细胞培养板上,使每孔细胞不超过1个,通过克隆化培养让其增殖,然后进行 ,筛选得到所需要的杂交瘤细胞。
【答案】(1)破伤风类毒素
(2)单克隆抗体能准备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(或答特异性强、灵敏度高、可大量制备)
(3) 选择 抗体检测
【分析】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。
【详解】(1)依据题干信息,①为破伤风类毒素,注射给小鼠,使其产生分泌抗破伤风类毒素抗体的B淋巴细胞。
(2)单克隆抗体与常规的血清抗体相比,最大的优越性是特异性强,灵敏度高,并可大量制备。
(3)过程⑤可筛选出杂交瘤细胞,根据培养基的用途分类,HAT培养基属于选择培养基,过程⑥筛选的是能产生特定抗体的杂交瘤细胞,具体做法是:将杂交瘤细胞多倍稀释,接种在多孔的细胞培养板上,使每孔细胞不超过1个,通过培养让其增殖,然后进行抗体检测,抗体检测呈阳性的即为所需要的杂交瘤细胞。
32.(23-24高二下·河南许昌·期末)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”)。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)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 。
(2)②、③分别表示动物细胞核移植技术中的“去核”和“植核”,常使用的方法是 。
(3)将 Kd4d(去甲基化酶能去除某组蛋.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 。
(4)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)能调节培养液的pH
(2)显微操作法
(3)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
(4)核遗传物质一致,性状高度相似,遗传背景相同
【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)①表示食蟹猴成纤维细胞培养过程,动物细胞培养时需将细胞置于95%空气和5%CO2的混合气体环境培养,其中空气中的O2是细胞代谢所必需的,CO2能维持培养液的pH。
(2)②、③分别表示动物细胞核移植技术中的“去核”和“植核”,“去核”的目的是确保克隆动物的核遗传物质全部来自供体细胞,“植核”涉及到将供体细胞注入去核的卵母细胞中,由于细胞肉眼看不到,常采用显微操作法。
(3) Kd4d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。
(4)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。
33.(23-24高二下·河南南阳·期末)克隆技术是人们关注的热点技术。除了利用核移植技术克隆动物之外,人们还利用诱导多能干细胞技术进行克隆研究,过程如下图所示。回答下列问题:
(1)①过程是否发生了基因突变? 。体外培养iPS细胞时,需要在合成培养基中加入 等一些天然成分,置于95%空气和5% 的气体环境中,后者气体的作用是 。②过程中需用特殊处理使囊胚中的 失活,再将iPS细胞注入其中,经过胚胎移植孕育出克隆小鼠。
(2)③过程中,iPS细胞可以诱导分化为各种组织、器官,诱导条件不同,得到的细胞不同,可知细胞分化是 的结果。若将分化形成的器官移植到提供体细胞的小鼠体内,该技术的优势是 。
(3)经过④⑤过程获得的克隆小鼠与供体小鼠的性状不完全相同,其主要原因是 ,此外还可能的原因是 (答出一点)。
【答案】(1) 否 血清 CO2 维持培养液的pH 内细胞团
(2) 基因选择性表达 不发生免疫排斥反应
(3) 克隆小鼠的细胞质基因由去核卵母细胞提供二者生活的环境不同 发生了表观遗传
【分析】1、哺乳动物的胚胎干细胞简称ES或EK细胞,来源于早期胚胎或从原始性腺中分离出来。
2、胚胎干细胞的特点:具有胚胎细胞的特性,在形态上表现为体积小,细胞核大,核仁明显;在功能上,具有发育的全能性,可分化为成年动物体内任何一种组织细胞。另外,在体外培养的条件下,可以增殖而不发生分化,可进行冷冻保存,也可进行遗传改造。
3、动物细胞培养的条件:(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)①过程是诱导iPS细胞产生的过程,该过程类似于脱分化,没有发生基因突变。培养动物细胞的培养基需要加入血清,并置于95%空气和5%CO2的气体环境中培养,CO2的作用是维持培养液的pH。内细胞团将来发育为胎儿的各种组织,为确保胎儿组织由iPS细胞发育而来,需要使囊胚中的内细胞团失活,再将iPS细胞注入其中,经过胚胎移植技术,孕育出克隆小鼠。
(2)③过程中,iPS细胞可以分化为各种组织、器官,说明iPS细胞具有全能性。诱导条件不同,得到的细胞不同,可知细胞分化是基因选择性表达的结果。克隆器官遗传物质来自提供体细胞的小鼠,该技术的优势是不发生免疫排斥反应。
(3)克隆小鼠与提供体细胞的小鼠性状不完全相同,主要原因是克隆小鼠的细胞质基因由去核卵母细胞提供,此外还可能的原因是二者生活的环境不同或发生了表观遗传。
34.(23-24高二下·河南郑州·期末)我国已成功创建世界首例生物节律紊乱体细胞克隆猴模型,下图是获得体细胞克隆猴的主要流程。回答下列有关问题。
(1)BMAL1 是生物节律核心基因。为获得生物节律紊乱的克隆猴,研究者 使用CRISPR/Cas9 技术敲除多个猴胚胎中的BMAL1。 如图1所示,该系统由 sgRNA 和 Cas9 蛋白构成,sgRNA 起向导作用,通过 原则与靶序列结 合,引导Cas9 蛋白切断BMAL1 基因的 键。
(2)研究者将敲除BMAL1基因的受精卵置于含有 等天然成分的 培养基中培养,除了适宜的营养物质、温度等条件外,还需要控制的气体条件是 。最终获得了一批 BMAL1缺失的猕猴,行为学分析表明这些猕猴睡 眠紊乱,但严重程度不同, (填“适宜”或“不适宜”)作为实验动物开发 药物。
(3)研究者采集了一只睡眠紊乱最明显的BMAL1 敲除猕猴的体细胞,拟通过 技术获得更多的遗传背景一致的生物节律紊乱猕猴,过程如图2 所示,这是一种 (填“有性”或“无性”)生殖方式。为获得更多卵母细 胞,需对健康的母猴注射 激素进行 操作,并通过腹腔镜收 集卵母细胞,在体外培养到 期备用。
(4)获得的重构胚需要用物理或化学方法激活,使其完成 进程。 代孕母猴对上述胚胎基本不会发生 ,为 技术奠定了生理学基础,最终获得了五只克隆猴,首次成功构建遗传背景一致的生物节律紊乱猕猴模型。
【答案】(1) 碱基互补配对 磷酸二酯
(2) 血清 95%空气和5%CO2 适宜
(3) 动物体细胞核移植 无性 促性腺激素 超数排卵 MⅡ中
(4) 细胞分裂和发育 免疫排斥反应 胚胎移植
【分析】胚胎移植是指将雌性动物的早期胚胎,或者通过体外受精及其他方式得到的胚胎,移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物的体内,使之继续发育为新个体的技术。
【详解】(1)sgRNA通过碱基互补配对原则与靶序列(DNA链)结合,Cas9 蛋白相当于限制酶,可以切断BMAL1基因的磷酸二酯键。
(2)培养受精卵相当于动物细胞培养,需要将其置于含有血清等天然成分的 培养基中培养,动物细胞培养的气体条件是95%空气和5%CO2。
这些猕猴睡眠紊乱,但严重程度不同,但这些猕猴基因型是相同的,可以设置与克隆猕猴生理状态相同的没有敲除BMAL1基因正常个体作为对照,因此适宜作为实验动物开发药物。
(3)可以通过动物体细胞核移植技术获得更多的遗传背景一致的生物节律紊乱猕猴,该过程没有经过精卵细胞的融合,属于有性生殖,为获得更多的卵母细胞,需要对母猴注射促性腺激素进行超数排卵,在体细胞总培养至MⅡ中期备用。
(4)重构胚经过物理或化学方法激活,使其完成细胞分裂和发育进程,代孕子宫一般不会对其发生免疫排斥反应,为胚胎移植技术奠定了生理学基础。
35.(23-24高二下·河南三门峡·期末)2018年1月25日,我国研究人员在世界上率先利用去甲基化酶(Kd4d)的mRNA,经体细胞核移植技术培育出第一批灵长类动物-食蟹猴,流程如图1所示,①~⑥表示过程,该动物可作为研究癌症等人类疾病的动物模型。请分析回答:
(1)采集雌性食蟹猴卵母细胞,在体外培养至 ,通常使用 方法去除卵母细胞的细胞核,将成纤维细胞注入去核卵母细胞,用电融合法使两细胞融合形成重构胚胎,用 激活重构胚,使其完成细胞分裂和发育进程。
(2)重构胚具有发育成完整个体的能力,重构胚的细胞核与细胞质中的遗传物质分别来源于 、 ,图1过程②中去掉卵母细胞核的目的是 。
(3)研究人员在确定去甲基化酶(Kd4d)的mRNA的作用时,做了两组实验,其中A组用正常培养液培养融合细胞,B组用正常培养液培养注入了Kd4d的mRNA的融合细胞,实验结果如图2所示。分析实验数据可知,Kd4d的mRNA的作用是 。
(4)体细胞核移植技术与诱导多功能干细胞(iPS细胞)都可以生成干细胞,iPS细胞主要通过向受体细胞内导入特定基因或蛋白质,诱导受体细胞转化为类似胚胎干细胞的状态,体细胞核移植技术与iPS细胞生成干细胞的过程有什么不同 ,克隆猴与传统的动物模型(如小鼠)相比,在开发治疗人类疾病新药物上的优势是 。
【答案】(1) 减数分裂II中期(MII) 显微操作去核法 电刺激、Ca2+载体、乙醇、蛋白酶抑制剂等
(2) 成纤维细胞 成纤维细胞和去核的卵母细胞 使克隆出的动物个体的细胞核内的遗传物质几乎全部来自供体细胞
(3)注入mRNA通过翻译产生的去甲基化酶,促进了相关基因的表达;进而表现出既能提高融合细胞发育成囊胚的成功率,也能提高囊胚中内细胞团的形成率
(4) 体细胞核移植技术利用去核的卵母细胞内的物质诱导供体核相关基因的表达生成干细胞 猴子与人类在基因上具有更高的相似性,可以提高药物研发的效率和成功率
【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,这个胚胎最终发育为动物。
【详解】(1)采集雌性食蟹猴卵母细胞,在体外培养至减数分裂II中期(MII),通常使用显微操作去核法去除卵母细胞的细胞核,将成纤维细胞注入去核卵母细胞,用电融合法使两细胞融合形成重构胚胎,用电刺激、Ca2+载体、乙醇、蛋白酶抑制剂等方法激活重构胚,使其完成细胞分裂和发育进程。
(2)重构胚具有发育成完整个体的能力,重构胚的细胞核遗传物质来源于成纤维细胞,而细胞质中的遗传物质来源于成纤维细胞和去核的卵母细胞,图1过程②中去掉卵母细胞核的目的是使重构胚发育形成的动物个体的遗传物质几乎全部来自成纤维细胞的细胞核,避免卵母细胞细胞质中遗传物质的影响。
(3)根据图中数据可知,正常培养的A组与向融合细胞中注入去甲基化酶(Kd4d)的mRNA的融合细胞B组数据进行对照分析,后者的融合细胞发育成囊胚的成功率、囊胚中内细胞团的形成率都高于前者,说明Kd4d的mRNA的作用是注入mRNA通过翻译产生的去甲基化酶,促进了相关基因的表达,进而表现出既能提高融合细胞发育成囊胚的成功率、也能提高囊胚中内细胞团的形成率。
(4)体细胞核移植技术,也被称为体细胞克隆技术,主要涉及到将成体细胞的细胞核转移到一个去核的卵细胞中,从而生成带有成体细胞遗传物质的胚胎干细胞。这个过程的关键在于核移植,即利用显微操作技术将成体细胞的细胞核注入去核的卵母细胞中,通过电融合等方法使两者融合并启动分裂,最终发育成早期胚胎或构建胚胎干细胞系。而诱导多功能干细胞(iPS细胞)的生成过程则依赖于向受体细胞内导入特定的基因或蛋白质。这些基因或蛋白质能够重编程受体细胞,使其转化为类似胚胎干细胞的状态。这一技术不依赖于卵细胞或胚胎,而是直接在成体细胞层面上进行操作,使其回归到发育早期的多能状态。故体细胞核移植技术与iPS细胞生成干细胞的过程不同的是体细胞核移植技术利用去核的卵母细胞内的物质诱导供体核相关基因的表达生成干细胞。克隆猴与传统的动物模型(如小鼠)相比,猴子与人类在基因上具有更高的相似性,可以提高药物研发的效率和成功率,故在开发治疗人类疾病新药物上的优势。
36.(23-24高二下·河南濮阳·期末)ω-3多不饱和脂肪酸在预防和治疗心脑血管疾病、癌症等多种疾病方面有着重要作用,然而人和哺乳动物因为自身缺少ω-3脂肪酸去饱和酶基因,故必须从食物中获得ω-3多不饱和脂肪酸。研究发现,ω-3脂肪酸去饱和酶可在普通猪体内将其富含的ω-6饱和脂肪酸转变成ω-3多不饱和脂肪酸,ω-3脂肪酸去饱和酶由ω-3脂肪酸去饱和酶基因(sFat-1基因)表达产生,科学家据此利用基因工程和胚胎工程技术培育了一种富含ω-3多不饱和脂肪酸的克隆猪,其培育过程如图所示。请回答下列问题:
(1)选择2号猪的胎儿期而非成年期的成纤维细胞进行培养,其原因是 。
(2)收集并选取1号猪处在 (填时期)的卵母细胞用于核移植,还需通过 去核。对3号猪进行 处理,以便后期胚胎移植成功。
(3)将体细胞注入去核卵母细胞比早期核移植中将核注入去核卵母细胞更有进步意义,原因是 。融合形成的重构胚还需用 (答出一种)激活,使其完成细胞分裂和发育进程。
(4)为获得更多的转sFat-1基因猪,可在胚胎移植前进行 。
(5)结合题干信息和所学知识分析,大规模培育转sFat-1基因克隆猪的意义是 (答出两点)。
【答案】(1)胎儿期细胞分裂能力强,更易于培养
(2) 减数分裂Ⅱ中期 显微操作 同期发情
(3) 简化了操作流程,对卵母细胞损伤小 物理或化学方法
(4)胚胎分割
(5)大规模培育转sFat-1基因克隆猪可提高猪肉品质,有利于提高人们的生活水平;可用于预防和治疗心脑血管疾病、癌症等;可利用该克隆猪构建模型动物对相关疾病进行进一步研究。
【分析】1、克隆动物概念: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。
2、动物细胞核移植可分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植。体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植。原因: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。
【详解】(1)将sFat-1基因导入猪的胎儿期而非成年期的成纤维细胞并进行培养,其原因是胎儿期细胞分裂能力强,更易于培养。
(2)收集并选取供体母猪(1号猪)处在减数分裂Ⅱ中期的卵母细胞用于核移植,通过显微操作去核。对3号受体母猪进行同期发情处理,以便后期胚胎移植成功。
(3)将体细胞注入去核卵母细胞比早期核移植中将核注入去核卵母细胞更有进步意义,原因是简化了操作流程,对卵母细胞损伤小。融合形成的重构胚还需用物理或化学方法,如电刺激、Ca2+载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等激活,使其完成细胞分裂和发育进程。
(4)为获得更多的转sFat-1基因猪,可在胚胎移植前进行胚胎分割,从而获得更多的胚胎。
(5)结合题干信息和所学知识,大规模培育转sFat-1基因克隆猪可提高猪肉品质,有利于提高人们的生活水平;可利用该克隆猪生产ω-3多不饱和脂肪酸用于预防和治疗心脑血管疾病、癌症等;可利用该克隆猪构建模型动物对相关疾病进行进一步研究。
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专题03 动物细胞工程和胚胎工程
一、单选题
1.(23-24高二下·河南开封·期末)在进行人体皮肤细胞原代培养过程中,将培养瓶置于二氧化碳培养箱中培养。下列有关叙述正确的是( )
A.可以有效防止贴壁生长
B.可以有效防止接触抑制
C.培养液一定要定期更换
D.原代培养时瓶口需密封
2.(23-24高二下·河南开封·期末)科学家通过体外诱导小鼠成纤维细胞获得了类似于胚胎干细胞的诱导多能干细胞(iPS细胞),并用iPS细胞治疗了小鼠的镰状细胞贫血症。后续研究发现已分化的T细胞、B细胞等也能被诱导为iPS细胞。下列说法错误的是( )
A.iPS细胞的分化程度低于小鼠成纤维细胞
B.iPS细胞是类似于胚胎干细胞的一种细胞
C.iPS细胞分化成不同组织细胞时基因表达存在差异
D.上述细胞被诱导为iPS细胞的过程,说明细胞的全能性
3.(23-24高二下·河南洛阳·期末)某科研团队开发了一种治疗抑郁的新药,利用刚出生的小鼠分离得到的神经元进行细胞培养,以研究这种药物对大脑神经元的影响。其中,动物细胞培养的特点是( )
①细胞贴壁生长②进行有丝分裂③多层生长④接触抑制⑤进行减数分裂⑥培养过程中遗传物质可能发生改变 ⑦分裂次数有限
A.①②④⑥⑦ B.①②③④⑤ C.①③④⑥⑦ D.①③④⑤⑥
4.(23-24高二下·河南濮阳·期末)单克隆抗体具有特异性强、灵敏度高等特点,在生产实践中应用广泛。下列有关单克隆抗体应用的说法,正确的是( )
A.使用“早早孕诊断试剂盒”,可针对性清除孕妇所服药物,排除对胎儿的不利影响
B.抗体—药物偶联物可定向清除肿瘤细胞,发挥杀伤作用的主要是单克隆抗体
C.以新型冠状病毒的S蛋白为抗原制备的单克隆抗体,可用于新冠肺炎的快速诊断
D.基因工程中,可利用单克隆抗体对目的基因是否成功表达进行检测与鉴定
5.(23-24高二下·河南濮阳·期末)下图表示正常小鼠细胞的培养过程,①~④表示相关过程。下列叙述正确的是( )
A.过程①可以用胃蛋白酶处理,使细胞分散成单个,利于计数
B.过程②为原代培养,培养细胞1会发生接触抑制,停止增殖
C.培养细胞2需要贴附于基质表面生长,可直接用离心法收集
D.连续进行过程④获得的细胞与培养细胞1的遗传信息一定相同
6.(23-24高二下·河南驻马店·期末)下列关于胚胎移植的叙述,错误的是( )
A.将检验合格的胚胎移植到任何一个受体的子宫内,胚胎都能正常发育
B.受体对来自供体的胚胎基本上不会发生免疫排斥反应
C.超数排卵是指应用外源促性腺激素,诱发卵巢排出比自然情况下更多的成熟卵子
D.胚胎移植的实质可简单概括为早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移
7.(23-24高二下·河南开封·期末)如下图所示将黑色小鼠囊胚的内细胞团部分细胞(图标号1)注射到白色小鼠囊胚腔中,将囊胚移植到白色小鼠体内(图标号6)继续发育为黑白相间的小鼠(图标号7)。下图中标号2~5表示相应的结构或过程。下列叙述错误的是( )
A.1经分裂分化后能成7的多种组织
B.对3进行体外动物细胞培养可获7
C.4滋养层细胞将发育成胎膜和胎盘
D.5过程需要对6进行同期发情处理
8.(23-24高二下·河南南阳·期末)不孕不育症给不少家庭带来了困扰。若丈夫的生育能力正常,而妻子因输卵管阻塞而不孕,体外受精技术可以解决这一难题。下列有关叙述错误的是( )
A.采集到的卵母细胞和精子,要分别在体外进行成熟培养和获能处理
B.体外受精前可用促性腺激素促进妻子超数排卵,从而获得多个卵子
C.精子和卵细胞的识别过程中,两个细胞的细胞膜可直接接触传递信息
D.在精子触及卵细胞膜的瞬间,卵细胞膜会立即发生生理反应拒绝多精入卵
9.(23-24高二下·河南平顶山·期末)胚胎工程是一项具有广泛应用前景和深远意义的生物技术。胚胎工程的主要目的是进一步挖掘动物的繁殖潜力,为优良牲畜的大量繁殖等提供有效的解决办法。如图表示胚胎工程的部分流程,下列相关叙述错误的是( )
A.大量繁殖优良母畜时要进行过程③,所取细胞来自滋养层
B.过程①中,与获能的精子相互识别的细胞是成熟的卵细胞
C.胚胎工程可为稀有动物的种族延续提供有效的解决办法
D.过程⑤为胚胎移植,该过程移植的多个胚胎的基因组成不同
10.(22-23高二下·河南开封·期末)下图表示研究人员利用胚胎工程培育优质奶牛的过程,下列相关说法正确的是( )
A.②代表早期胚胎培养,该过程中细胞只进行有丝分裂,无细胞分化
B.③代表胚胎分割,需均等分割原肠胚的内细胞团,以免影响胚胎发育
C.④是培育优质奶牛的必要步骤,要用胰蛋白酶处理后进行悬浮培养
D.⑤代表胚胎移植,胚胎移植能否成功与供体和受体的生理状态有关
11.(22-23高二下·河南许昌·期末)下图表示研究人员利用胚胎工程培育优质奶牛的过程,下列相关说法正确的是( )
A.②过程中,受精卵的分裂是在子宫内进行有丝分裂
B.在进行步骤③时,一般选择发育良好的原肠胚来操作
C.在胚胎发育中,桑葚胚时期的胚胎会从透明带中伸展出来
D.步骤①代表奶牛的体外受精,精子需要进行体外获能处理
12.(22-23高二下·河南许昌·期末)下列有关胚胎工程的叙述,正确的是( )
A.在胚胎发育过程中,细胞的分化出现在桑葚胚期
B.分割囊胚期的胚胎时,内细胞团与滋养层都要均等分割
C.早期胚胎培养与动物细胞培养的培养液通常都需加入血清
D.在优良母畜的饲料中添加一定量的促性腺激素,可达到超数排卵的目的
13.(22-23高二下·河南驻马店·期末)下列有关制备抗A抗原单克隆抗体过程的叙述,错误的是( )
A.用A抗原免疫后提取的脾B淋巴细胞有多种,但A抗原诱导产生的B淋巴细胞占比增大
B.灭活病毒诱导细胞融合的原理是病毒表面某些物质能与细胞膜上的糖蛋白发生作用
C.通过特定的选择培养基能将杂交瘤细胞筛选出来
D.利用ADC治疗癌症利用了单克隆抗体清除癌细胞的特性
14.(22-23高二下·河南商丘·期末)关于动物细胞培养过程中原代培养和传代培养,下列叙述不正确的是( )
A.从机体取得动物组织经处理后的初次培养称为原代培养
B.分瓶培养可能会用到胰蛋白酶、胶原蛋白酶
C.分瓶后的细胞培养称为传代培养
D.传代培养细胞不断进行有丝分裂,因此传代培养的所有细胞遗传物质一定相同
15.(22-23高二下·河南许昌·期末)下列有关细胞工程的叙述不正确的是( )
A.单克隆抗体的制备过程中,需要进行两次筛选
B.培养癌细胞时,在培养瓶的壁上可形成多层细胞
C.植物体细胞杂交过程中可通过灭活的病毒诱导原生质体融合
D.培育脱毒苗,不选叶片的原因是叶肉细胞可能携带病毒且细胞的全能性低
二、解答题
16.(23-24高二下·河南周口·期末)近年来,我国科研工作者在国际上首次利用体细胞成功创建克隆猕猴中中、华华和梦梦。体细胞克隆猴的诞生,是人类认识克隆技术,研究细胞功能和治疗性克隆的里程碑式研究结果。同时,也是人类干细胞研究方兴未艾事业的一个开始。克隆上述猕猴的操作流程如图1。与此同时,我国科研人员利用大鼠、小鼠两个远亲物种创造出世界首例异源二倍体胚胎干细胞(AdESCs),操作流程如图2。请回答下列问题:
(1)利用 酶处理一只流产猕猴胎儿的皮肤,获取分散的成纤维细胞,制备细胞悬液。然后放入气体条件是 的恒温箱中培养。
(2)请你推测,图1中注入的神秘浓度比的药物的作用是 ,注入细胞的方法是 。
(3)通常情况下,卵母细胞要发育到 期才适合进行核移植,早期胚胎要发育到 时才适合进行胚胎移植,由此产生动物个体的过程是 生殖。
(4)图2中获取单倍体胚胎干细胞取自于囊胚的 ,胚胎干细胞能发育为完整个体,说明它具有 性。
(5)图2过程涉及的现代生物技术有动物细胞培养、早期胚胎培养和 ,不用大鼠和小鼠直接交配制备异源二倍体胚胎干细胞的原因是二者之间存在 。
17.(22-23高二下·河南信阳·期末)供体器官短缺是限制器官移植的重要因素,而异种器官移植会存在内源病毒跨种传播、免疫排斥等问题。某科研团队对猪的成纤维细胞进行了基因编辑,根除了猪细胞中所有内源性逆转录病毒(PERVs)的活性后,再通过核移植技术成功获得了第一批“无毒”的克隆猪,基本流程如下图所示。
(1)从猪的卵巢中采集卵母细胞后需要在体外培养到 期,去核过程通常使用的去核方法是 。
(2)过程③形成的重构胚还需用物理或化学方法激活,其目的是 。为获得更多的“无毒”猪,可以对早期胚胎进行 操作后再进行胚胎移植,若对囊胚进行此操作,需要注意的是 。
(3)该批无毒猪的器官直接用于人体器官移植会产生免疫排斥,为了解决这一问题,可以 (写出1种方法),再结合克隆技术培育出可用于移植的猪器官。
一、单选题
1.(23-24高二下·河南安阳·期末)曲妥珠单抗是抗人表皮生长因子受体-2(HER-2)的单克隆抗体,它与人表皮生长因子竞争性结合乳腺癌细胞膜表面的HER-2,从而阻断癌细胞的生长。下列有关说法正确的是( )
A.曲妥珠单抗能抑制各种因素引起的乳腺癌细胞增殖
B.曲妥珠单抗对乳腺癌的治疗效果与抗体浓度密切相关
C.制备曲妥珠单抗时应将骨髓瘤细胞和记忆B细胞融合
D.选择培养基可筛选出产生抗HER-2抗体的杂交瘤细胞
2.(23-24高二下·河南信阳·期末)急性肝衰竭是一种致命的疾病,死亡率很高。目前,肝移植仍然是治疗肝衰竭的唯一有效方法。由于肝脏器官的短缺,肝细胞移植被作为肝移植的替代策略。用海藻酸盐微胶囊(阻止细胞间识别)包裹可增殖人肝细胞,形成的结构被称为类器官(eLO)。下列叙述错误的是( )
A.供体肝组织需先用胰蛋白酶将其分散,再进行原代培养
B.培养肝细胞时,可采用培养皿或松盖培养瓶并置于CO2培养箱中进行培养
C.用海藻酸盐微胶囊包裹肝细胞,可以减少患者机体对外来肝细胞的免疫排斥
D.若eLO治疗组与空微囊治疗组的效果相当,可证明微胶囊包裹不影响肝细胞功能
3.(23-24高二下·河南商丘·期末)如图为动物细胞培养的基本过程。下列相关叙述错误的是( )
A.a选用幼龄动物的组织细胞,因为其分裂能力强
B.c、d培养液中需要加入血清以补充未知营养成分
C.培养过程中定期更换培养液,主要目的是防止杂菌污染
D.培养箱中维持一定量的CO2有利于维持培养液 pH相对稳定
4.(23-24高二下·河南新乡·期末)将细胞毒素和抗体、接头组成抗体—药物偶联物(ADC)可实现对肿瘤细胞的选择性杀伤,过程如图所示,下列叙述错误的是( )
A.小鼠注射的特定抗原来自患者正常体细胞上的特异蛋白
B.①过程可用PEG融合法、电融合法或灭活病毒诱导法
C.②过程的目的是获得能产生特定抗体的杂交瘤细胞
D.ADC携带细胞毒素到达人体内,会与肿瘤细胞特异性结合
5.(23-24高二下·河南许昌·期末)抗体—药物偶联物(ADC)通过将细胞毒素与单克隆抗体结合,实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤,过程如图所示。下列表述不正确的是( )
A.ADC 特异性被胞吞进入肿瘤细胞需要单克隆抗体与肿瘤细胞的特异性识别
B.抗体进入细胞后导致溶酶体大量裂解释放药物,导致细胞凋亡
C.单克隆抗体靶向作用于肿瘤细胞,具有高度的特异性
D.细胞毒素也具有高度特异性地杀伤肿瘤细胞的特点
6.(23-24高二下·河南许昌·期末)如图表示动物细胞培养过程中动物细胞增殖代数的变化曲线(B、D 两点表示经筛选后继续培养)。动物细胞离体培养至50代后,部分细胞会经历一些变化,带有癌变特点。下列叙述错误的是( )
A.O点时需将动物组织块剪碎并用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理分散成单个细胞
B.培养动物细胞的培养液需要定期更换,以便提供营养和清除代谢废物
C.D点后的细胞可能可以无限增殖,失去接触抑制现象
D.动物细胞培养时,培养箱应保持5%的CO₂环境以刺激细胞的呼吸
7.(23-24高二下·河南南阳·期末)判断引起人体过敏反应的过敏原是医学中常见的难题,单克隆抗体提供了良好的解决方案。下列有关抗过敏原单克隆抗体生产和应用的叙述,错误的是( )
A.先将过敏原注射到小鼠体内,再从骨髓中分离出B淋巴细胞
B.可用聚乙二醇或灭活病毒诱导B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合
C.单克隆抗体能识别过敏原的细微差异,与过敏原特异性结合
D.鼠源单克隆抗体会使人体产生免疫反应,其作用效果会降低
8.(23-24高二下·河南平顶山·期末)治疗性克隆是将患者的体细胞移植到去核的卵母细胞中,形成重构胚,然后从重构胚发育而来的囊胚中分离出胚胎干细胞(ES细胞),并使其定向分化为所需的细胞类型的过程。如图表示利用治疗性克隆治疗某些疾病的部分流程。下列相关叙述错误的是( )
A.从囊胚中分离出的细胞都具有增殖和分化的能力
B.过程①可采用电融合法使细胞A和B融合成重构胚
C.过程①和过程②中所用到的生物技术是完全相同的
D.利用治疗性克隆培育的细胞不会被患者的免疫系统识别
9.(23-24高二下·河南洛阳·期末)下列关于动物细胞核移植技术的叙述,错误的是( )
A.哺乳动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植
B.用物理或化学方法激活重构胚,使其完成分裂和发育进程
C.显微操作法是在没有穿透卵母细胞透明带的情况下去核的
D.以患者作为供体,通过核移植技术和诱导iPS细胞技术均能获得胚胎干细胞
10.(23-24高二下·河南洛阳·期末)HCG是受孕后体内分泌的一种糖蛋白激素。在妊娠早期,HCG的浓度迅速升高,检测尿中的HCG即可证实妊娠。科学家据此并结合细胞工程技术发明了早孕检测试剂,可在受精10天左右测出是否怀孕。下列叙述正确的是( )
A.用纯化的HCG反复注射到小鼠体内,产生的抗体为单克隆抗体
B.体外培养单个B细胞可以获得大量针对HCG的单克隆抗体
C.等量B细胞和骨髓瘤细胞经诱导融合后的细胞均为杂交瘤细胞
D.单克隆抗体除用作诊断试剂外,还可以运载药物、治疗疾病等
11.(23-24高二下·河南三门峡·期末)抗体—药物偶联物(ADC)通过将细胞毒素与单克隆抗体结合,实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤。ADC组成及作用机制如图,下列叙述错误的是( )
A.药物没有特异性,抗体的特异性是ADC能选择性作用于肿瘤细胞的关键。
B.ADC进入肿瘤细胞的运输方式为胞吞
C.接头的主要作用是保证药物不会脱落
D.ADC中药物的作用是通过诱发肿瘤细胞坏死而杀死肿瘤细胞
12.(23-24高二下·河南三门峡·期末)下列选项中所比较的两个项目的原理不相似的是
A.植物原生质体融合与动物体细胞杂交
B.利用乳腺生物反应器生产产品和利用膀胱生物反应器生产产品
C.利用小分子化合物诱导成纤维细胞生成iPS细胞与利用激素诱导胡萝卜韧皮部细胞生成愈伤组织
D.琼脂糖凝胶电泳分离DNA与纸层析法分离色素滤液中的光合色素
13.(23-24高二下·河南三门峡·期末)一般来说,动物细胞体外培养需要满足以下条件( )
①糖类、维生素、血清等;②只使用合成培养基;③无菌、无毒的环境;④温度与动物的体温相近;⑤多数动物细胞培养的pH为7.2~7.4;⑥95%O2和5%CO2的混合气体培养
A.②④⑤⑥ B.①③④⑥ C.①③④⑤ D.①②④⑥
14.(23-24高二下·河南三门峡·期末)PD-L1是一种免疫抑制因子,可以防止T细胞过度活化导致的炎症反应,肿瘤细胞通过高效表达PD-L1来逃避免疫攻击。抗PD-L1单克隆抗体能与肿瘤细胞膜表面的PD-L1特异性结合,因而具有治疗某些癌症的作用。如图表示制备PD-L1单克隆抗体的流程。下列叙述不正确的是( )
A.从脾脏分离B淋巴细胞前,需要对小鼠注射PD-L1
B.用特定的选择培养基筛选得到的杂交瘤细胞不一定能产生抗体
C.图中细胞群a~d既能大量增殖又能产生同一抗体
D.图中细胞群a可用于克隆化培养产生所需抗体
15.(23-24高二下·河南安阳·期末)2024年1月河南首例克隆羊“小龙”在商丘诞生。研究人员采集了大耳公羊“大龙”的皮肤组织,利用体细胞克隆技术获得克隆胚胎,并将胚胎移植到普通的波尔山羊的子宫内。150天后,克隆羊“小龙”顺利诞生,这标志着河南省家畜动物生物育种领域取得了新的突破。下列有关说法错误的是( )
A.克隆羊“小龙”的诞生体现了动物体细胞的细胞核具有全能性
B.应将皮肤组织细胞核植入培育到MⅡ期的去核卵母细胞中
C.体外培养胚胎需加入动物血清,并培育到原肠胚再进行移植
D.进行胚胎移植前,要对波尔山羊用激素处理使其同期发情
16.(23-24高二下·河南信阳·期末)当前生物技术发展非常迅猛,很多生物技术的应用已经与我们的日常生活密切相关。下列有关生物技术的说法或做法正确的是( )
A.设计试管婴儿是指通过遗传咨询有选择地生育优良性状的小孩
B.在我国,通过生殖性克隆有可能解决一些夫妇不孕不育的问题
C.利用胚胎分割技术可以促进优良动物品种的繁殖
D.对囊胚进行胚胎分割时,必须对整个胚胎进行均等分割
17.(23-24高二下·河南信阳·期末)自然情况下,牛的生育率很低,畜牧业生产上可通过下图两种途径实现良种牛的快速大量繁殖。下列相关叙述正确的是( )
A.胚胎移植前需要用外源促性腺激素对雌性牛A与雌性牛B做超数排卵处理
B.途径1和途径2过程中都有胚胎的形成,均为有性生殖
C.途径2获得的克隆牛的性状表现只与雌性牛B和C有关
D.从雌性牛A卵巢内取得的卵母细胞都需继续培养至MⅡ期再进行其他操作
18.(23-24高二下·河南·期末)近年来,野生动物郊狼的数量不断减少、濒临灭绝,采集其精子或卵子开展常规辅助生殖较为困难。种间体细胞核移植(iSCNT)技术在野生郊狼遗传资源的保护中发挥了重要作用,具体流程如图。下列叙述错误的是( )
A.卵母细胞体外培养至MⅡ期时可用显微操作法去核
B.胚胎分割时应选择发育良好,形态正常的囊胚或原肠胚
C.郊狼的早期胚胎移植前需对代孕家犬进行同期发情处理
D.与胚胎细胞核移植技术相比,iSCNT技术成功的难度更大
19.(23-24高二下·河南洛阳·期末)胚胎分割技术成为提高胚胎利用率的重要手段之一。下列相关叙述错误的是( )
A.可利用胚胎分割技术进行性别鉴定和遗传病筛查等
B.对于不同发育阶段的胚胎,分割的具体操作不完全相同
C.利用胚胎分割技术,同卵多胎较同卵双胎的成功率更高
D.胚胎分割技术可产生遗传性状相同的后代用于遗传学研究
20.(23-24高二下·河南三门峡·期末)1980年我国实验胚胎学创始人童第周将一种鱼囊胚细胞的细胞核,移入另一种鱼的去核卵细胞中,这种融合细胞能正常发育成“杂种鱼”,下列相关叙述正确的是( )
A.与杂交小麦所用技术相同
B.“杂种鱼”的性状说明生物体有些性状受细胞质基因的控制
C.“杂种鱼”与克隆猴的培育过程中都需要进行胚胎移植
D.本实验也可选择鲫鱼的去核体细胞作受体细胞
21.(23-24高二下·河南三门峡·期末)试管婴儿是“体外受精-胚胎移植”的俗称,是将夫妇的卵子与精子取出,在体外完成受精并发育成胚胎,再将胚胎移植入子宫腔内以实现妊娠的技术。下图是试管婴儿技术的主要操作流程示意图,下列叙述正确的是( )
A.在取卵前可让女方口服性激素诱发其超数排卵
B.试管婴儿依据的原理是有性生殖,采集的精子需要获能才有受精的能力
C.胚胎移植前可从内细胞团取样做基因检测进行遗传病的筛查
D.将囊胚阶段的早期胚胎移植到受体动物体内,需要对受体动物使用免疫抑制剂
22.(23-24高二下·河南三门峡·期末)模型构建是科学研究和学习的一种重要方法。对下图所示生物学概念模型的理解或分析正确的是( )
A.若图为动物细胞融合过程,所获得杂种细胞的主要应用是培育杂种动物个体
B.若图为植物体细胞杂交过程,则形成的④具有两个亲本的全部优良性状
C.若图为核移植过程,则从卵巢中获取的②卵母细胞可直接作为受体细胞和①供体细胞融合
D.若图为试管动物的培育过程,需培育到桑葚胚或囊胚,才能进行胚胎分割与胚胎移植
二、多选题
23.(23-24高二下·河南驻马店·期末)天然抗原一般包含多个可诱导机体产生特异性抗体的化学基团———抗原表位。下图为针对X天然抗原进行单克隆抗体的制备过程。下列相关叙述正确的是( )
A.杂交瘤细胞经筛选并克隆化培养获得的4种抗体都能与抗原特异性结合
B.经抗原多次免疫后,分离得到的1号试管中可能含有多种B淋巴细胞
C.“生物导弹”中的单克隆抗体作为抗癌药物定向杀死癌细胞
D.骨髓瘤细胞培养时不会出现细胞贴壁和接触抑制现象
24.(23-24高二下·河南南阳·期末)据报道,最后一头雄性北方白犀牛去世,至此世界上仅剩两头雌性个体。假如刚死亡的雄性北方白犀牛的所有细胞还有活性,下列方案能再产生雄性北方白犀牛的是( )
A.将雄性北方白犀牛的DNA提取出来,导入雌性细胞中培育出新个体
B.将雄性北方白犀牛的体细胞取出,利用组织培养技术培育出新个体
C.将雄性北方白犀牛的精子与雌性个体的卵母细胞受精,经孕育产生新个体
D.将雄性北方白犀牛的体细胞核移植到雌性的去核卵母细胞中,经孕育产生新个体
25.(23-24高二下·河南·期末)尼帕病毒是一种新型人兽共患病毒,给人及动物带来严重危害。科研人员以猕猴为实验材料来生产抗尼帕病毒的单克隆抗体,实验流程如图所示,已知B淋巴细胞的基因型为AA、骨髓瘤细胞的基因型为BB。下列叙述正确的是( )
A.图中应向猕猴注射灭活的尼帕病毒,以获得相应的B淋巴细胞
B.两两融合后的融合细胞可能存在的基因型是AABB、AA、BB
C.筛选1需使用特定的培养基,只有融合的杂交瘤细胞才能生长
D.筛选2为对经筛选1的杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测
26.(23-24高二下·河南平顶山·期末)埃博拉病毒(EBOV)是一种能导致人类等脊椎动物出血热的致死性病毒,对公共卫生具有较严重的危害。EBOV的NP蛋白在病毒复制中具有重要作用。实验小组用NP蛋白免疫小鼠,获得了一株小鼠抗EBOV-NP的单克隆抗体,其过程如图所示。下列相关说法错误的是( )
A.细胞A是浆细胞,都能分泌抗NP蛋白的抗体
B.制备单克隆抗体时筛选①和筛选②可互换顺序
C.筛选②应反复多次进行抗体检测和克隆化培养
D.杂交瘤细胞培养过程中会出现明显的接触抑制
27.(23-24高二下·河南濮阳·期末)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(ES细胞)和成体干细胞;2006年科学家通过体外诱导小鼠成纤维细胞,获得了类似胚胎干细胞的诱导多能干细胞(iPS细胞)。下列相关叙述正确的是( )
A.造血干细胞属于成体干细胞,可以分化为各种血细胞
B.ES细胞来源于早期胚胎,可分化成各种细胞,具有全能性
C.与ES细胞相比,iPS细胞可能具有更为广阔的应用前景
D.用iPS细胞治疗疾病可避免免疫排斥反应,因此没有风险
三、解答题
28.(23-24高二下·河南信阳·期末)对艾滋病的疫苗研究,早期科学工作者从HIV感染治愈者体内采取相应免疫细胞,使之与骨髓瘤细胞融合,生产HIV的抗体,具体过程如图1所示。随后,转基因技术被运用到了HIV的疫苗研制工作中,科学工作者研制的第二代HIV疫苗的简要操作过程如图2所示。回答下列问题。
(1)图1中的HIV治愈者的免疫细胞指的是 ,该细胞需要与骨髓瘤细胞融合,原因是 。
(2)细胞融合后到获得能产生单克隆抗体的杂交瘤细胞过程中,需要进行两次筛选,第一次筛选的目的是 ,筛选的方法是 ,第二次筛选的目的是 。
(3)图2中得到的疫苗注射后,疫苗 (填“能”或“不能”)直接消灭HIV,其作用是 。
29.(23-24高二下·河南开封·期末)胃癌是我国发病率很高的一种恶性疾病,制备抑制癌细胞增殖的单克隆抗体对治疗胃癌具有重要意义。抗胃癌单克隆抗体的制备过程如下图所示。回答下列问题。
(1)人体细胞中的DNA上本来就存在与癌变有关的基因,它们是 。
(2)在抗胃癌单克隆抗体的制备过程中,向小鼠体内注射“人的胃癌细胞”实际上是用特定的抗原对小鼠进行 。图中“甲”是 。
(3)将得到的杂交瘤细胞接种到96孔板中培养,分别取其上清液进行抗体阳性检测。检测的原理及操作流程如图1,实验结果如图2。实验过程中,将胃癌细胞的细胞膜主要结构蛋白作为抗原固定,从96孔板的不同孔中分别取不同浓度的4种 和未免疫的小鼠血清加入到反应体系,然后加入酶标抗体,酶标抗体与待测抗体发生特异性结合,此时待测抗体相当于 。待充分反应后测吸光值,颜色越深吸光值越高说明反应效果越强。
(4)科研工作者常将单克隆抗体与细胞毒素类药物偶联起来,制成“生物导弹”,来定向治疗癌症并降低药物的副作用。其中起定位导向作用是 。
30.(23-24高二下·河南商丘·期末)已知细胞合成DNA有D和S两种途径,其中D途径能被氨基喋呤阻断。小鼠淋巴细胞中有这两种DNA的合成途径,但其一般不分裂增殖。小鼠骨髓瘤细胞中尽管没有S途径,但其能不断分裂增殖。如图是科研人员为制备抗甲型流感病毒的单克隆抗体而设计的流程图。回答下列问题:
(1)过程①的目的是从产生免疫反应小鼠的脾脏中获得 。在获取该细胞前3天需再次注射甲型流感病毒,这样做的目的是 。
(2)过程②选择骨髓瘤细胞进行细胞融合的原因是 。若只考虑细胞两两融合,理论上融合细胞有 种。
(3)过程③使用的HAT培养基中要有糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素、血清等,还必须加入 。在HAT培养基上进行筛选时, 不分裂增殖或会死亡。
31.(23-24高二下·河南许昌·期末)破伤风类毒素单克隆抗体可以用于破伤风的快速检测及治疗。下图是我国科学工作者制备破伤风类毒素单克隆抗体的过程示意图。回答下列问题:
(1)①注射的物质是 。
(2)单克隆抗体与常规的血清抗体相比,最大的优越性有 。
(3)过程⑤HAT培养基是具有 功能的培养基,过程⑥中将杂交瘤细胞多倍稀释,接种在多孔的细胞培养板上,使每孔细胞不超过1个,通过克隆化培养让其增殖,然后进行 ,筛选得到所需要的杂交瘤细胞。
32.(23-24高二下·河南许昌·期末)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”)。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)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 。
(2)②、③分别表示动物细胞核移植技术中的“去核”和“植核”,常使用的方法是 。
(3)将 Kd4d(去甲基化酶能去除某组蛋.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 。
(4)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。
33.(23-24高二下·河南南阳·期末)克隆技术是人们关注的热点技术。除了利用核移植技术克隆动物之外,人们还利用诱导多能干细胞技术进行克隆研究,过程如下图所示。回答下列问题:
(1)①过程是否发生了基因突变? 。体外培养iPS细胞时,需要在合成培养基中加入 等一些天然成分,置于95%空气和5% 的气体环境中,后者气体的作用是 。②过程中需用特殊处理使囊胚中的 失活,再将iPS细胞注入其中,经过胚胎移植孕育出克隆小鼠。
(2)③过程中,iPS细胞可以诱导分化为各种组织、器官,诱导条件不同,得到的细胞不同,可知细胞分化是 的结果。若将分化形成的器官移植到提供体细胞的小鼠体内,该技术的优势是 。
(3)经过④⑤过程获得的克隆小鼠与供体小鼠的性状不完全相同,其主要原因是 ,此外还可能的原因是 (答出一点)。
34.(23-24高二下·河南郑州·期末)我国已成功创建世界首例生物节律紊乱体细胞克隆猴模型,下图是获得体细胞克隆猴的主要流程。回答下列有关问题。
(1)BMAL1 是生物节律核心基因。为获得生物节律紊乱的克隆猴,研究者 使用CRISPR/Cas9 技术敲除多个猴胚胎中的BMAL1。 如图1所示,该系统由 sgRNA 和 Cas9 蛋白构成,sgRNA 起向导作用,通过 原则与靶序列结 合,引导Cas9 蛋白切断BMAL1 基因的 键。
(2)研究者将敲除BMAL1基因的受精卵置于含有 等天然成分的 培养基中培养,除了适宜的营养物质、温度等条件外,还需要控制的气体条件是 。最终获得了一批 BMAL1缺失的猕猴,行为学分析表明这些猕猴睡 眠紊乱,但严重程度不同, (填“适宜”或“不适宜”)作为实验动物开发 药物。
(3)研究者采集了一只睡眠紊乱最明显的BMAL1 敲除猕猴的体细胞,拟通过 技术获得更多的遗传背景一致的生物节律紊乱猕猴,过程如图2 所示,这是一种 (填“有性”或“无性”)生殖方式。为获得更多卵母细 胞,需对健康的母猴注射 激素进行 操作,并通过腹腔镜收 集卵母细胞,在体外培养到 期备用。
(4)获得的重构胚需要用物理或化学方法激活,使其完成 进程。 代孕母猴对上述胚胎基本不会发生 ,为 技术奠定了生理学基础,最终获得了五只克隆猴,首次成功构建遗传背景一致的生物节律紊乱猕猴模型。
35.(23-24高二下·河南三门峡·期末)2018年1月25日,我国研究人员在世界上率先利用去甲基化酶(Kd4d)的mRNA,经体细胞核移植技术培育出第一批灵长类动物-食蟹猴,流程如图1所示,①~⑥表示过程,该动物可作为研究癌症等人类疾病的动物模型。请分析回答:
(1)采集雌性食蟹猴卵母细胞,在体外培养至 ,通常使用 方法去除卵母细胞的细胞核,将成纤维细胞注入去核卵母细胞,用电融合法使两细胞融合形成重构胚胎,用 激活重构胚,使其完成细胞分裂和发育进程。
(2)重构胚具有发育成完整个体的能力,重构胚的细胞核与细胞质中的遗传物质分别来源于 、 ,图1过程②中去掉卵母细胞核的目的是 。
(3)研究人员在确定去甲基化酶(Kd4d)的mRNA的作用时,做了两组实验,其中A组用正常培养液培养融合细胞,B组用正常培养液培养注入了Kd4d的mRNA的融合细胞,实验结果如图2所示。分析实验数据可知,Kd4d的mRNA的作用是 。
(4)体细胞核移植技术与诱导多功能干细胞(iPS细胞)都可以生成干细胞,iPS细胞主要通过向受体细胞内导入特定基因或蛋白质,诱导受体细胞转化为类似胚胎干细胞的状态,体细胞核移植技术与iPS细胞生成干细胞的过程有什么不同 ,克隆猴与传统的动物模型(如小鼠)相比,在开发治疗人类疾病新药物上的优势是 。
36.(23-24高二下·河南濮阳·期末)ω-3多不饱和脂肪酸在预防和治疗心脑血管疾病、癌症等多种疾病方面有着重要作用,然而人和哺乳动物因为自身缺少ω-3脂肪酸去饱和酶基因,故必须从食物中获得ω-3多不饱和脂肪酸。研究发现,ω-3脂肪酸去饱和酶可在普通猪体内将其富含的ω-6饱和脂肪酸转变成ω-3多不饱和脂肪酸,ω-3脂肪酸去饱和酶由ω-3脂肪酸去饱和酶基因(sFat-1基因)表达产生,科学家据此利用基因工程和胚胎工程技术培育了一种富含ω-3多不饱和脂肪酸的克隆猪,其培育过程如图所示。请回答下列问题:
(1)选择2号猪的胎儿期而非成年期的成纤维细胞进行培养,其原因是 。
(2)收集并选取1号猪处在 (填时期)的卵母细胞用于核移植,还需通过 去核。对3号猪进行 处理,以便后期胚胎移植成功。
(3)将体细胞注入去核卵母细胞比早期核移植中将核注入去核卵母细胞更有进步意义,原因是 。融合形成的重构胚还需用 (答出一种)激活,使其完成细胞分裂和发育进程。
(4)为获得更多的转sFat-1基因猪,可在胚胎移植前进行 。
(5)结合题干信息和所学知识分析,大规模培育转sFat-1基因克隆猪的意义是 (答出两点)。
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