内容正文:
小测卷(四十八) 动物细胞工程
【选择题】每小题5分
1.我国科学家构建出世界首个染色体融合小鼠“小竹”。该研究利用小鼠胚胎干细胞和基因编辑工具,将实验小鼠1号和2号染色体各取一条进行连接,以及将4号和5号染色体各取一条进行连接,成功将实验小鼠标准的40条染色体改造为38条。这种小鼠能够与普通小鼠产生后代,但生育水平比普通小鼠低得多。下列有关说法错误的是( )
A.“小竹”在形成配子的过程中,可能存在三条染色体联会的情况
B.位于“小竹”1号和2号染色体上基因的遗传依然遵循自由组合定律
C.实验说明,两条染色体的“融合为一”会影响小鼠的生育功能
D.胚胎干细胞来源于早期胚胎,在体外培养时需添加特殊的营养成分
2.细胞工程是指应用细胞生物学、分子生物学和发育生物学等多学科的原理和方法,通过细胞器、细胞或组织水平上的操作,有目的地获得特定的细胞、组织、器官、个体或其产品的一门综合性的生物工程,包括动物细胞工程和植物细胞工程。下列有关说法错误的是( )
A.进行动物细胞培养时,CO2培养箱中常用含有95%空气和5%CO2的混合气体
B.动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植
C.植物细胞培养技术的原理是植物细胞具有全能性
D.诱导植物原生质体融合和动物细胞融合都可以用电融合法、PEG融合法
3.一种杂交瘤细胞只能产一种抗体,抗体由两条相同的重链和两条相同的轻链构成。科学家通过动物细胞融合技术,将两株不同的杂交瘤细胞(A和B)融合形成双杂交瘤细胞AB。双杂交瘤细胞能够悬浮在培养基中生长繁殖,可以产生双特异性抗体AB,过程如图所示。下列说法错误的是( )
A.杂交瘤细胞A、B混合并诱导融合后,利用选择培养基无法筛选出双杂交瘤细胞AB
B.双杂交瘤细胞同时识别α、β抗原后,才能产生双特异性抗体
C.对培养到一定密度的双杂交瘤细胞进行传代培养时,无需使用胰蛋白酶处理
D.将杂交瘤细胞注射到小鼠腹腔,腹水能为细胞提供所需的营养条件
4.骨髓间充质干细胞(BMSC)在某些诱导剂作用下可分化成心肌细胞,在心脏类疾病的治疗中拥有广阔的应用前景。在细胞培养的过程中,通过检测细胞中基因的表达产物可以判断细胞的分化方向。科研人员研究丹酚酸B(丹参提取物)对BMSC分化的影响,从大鼠体内分离BMSC并进行多代培养,用一定浓度的丹酚酸B处理一段时间后,与对照组相比,实验组中与分化为心肌细胞相关的关键基因的mRNA含量明显增加。下列叙述错误的是( )
A.在使用丹酚酸B和生理盐水处理细胞前,需对两种试剂进行灭菌处理
B.原代培养的BMSC出现接触抑制时,需要用胃蛋白酶处理并进行分瓶培养
C.BMSC与诱导多能干细胞都是具有分裂能力的细胞,且具有一定的分化潜能
D.推测丹酚酸B是通过促进相关基因的转录来促进BMSC分化为心肌细胞的
5.下图表示利用细胞融合技术进行基因定位的过程(在人—鼠杂种细胞中人的染色体会以随机方式丢失)。现检测细胞Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中人的4种酶活性,只有Ⅱ具有芳烃羟化酶活性,只有Ⅲ具有胸苷激酶活性,Ⅰ、Ⅲ都有磷酸甘油酸激酶活性,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均有乳酸脱氢酶活性。据此分析下列说法正确的是( )
A.加入灭活的病毒是作用是促进细胞融合,原理是细胞膜具有选择透过性
B.细胞Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别为人—人、人—鼠、鼠—鼠融合细胞
C.芳烃羟化酶基因位于2号染色体上,乳酸脱氢酶基因位于11号染色上
D.这种基因定位的方法也可以确定一条染色体上基因的相对位置
6.脂多糖(LPS)是伤寒沙门氏菌的主要致病毒素。在研发伤寒沙门氏菌LPS疫苗的过程中,利用多肽模拟LPS,多肽模拟LPS抗原特征的相似程度越高,其与LPS竞争抗体结合位点的能力越强。为初步鉴定多肽A、B模拟LPS抗原特征的相似程度,研究人员利用抗LPS单克隆抗体进行检测,部分实验步骤如图1,实验结果如图2。下列相关叙述错误的是( )
A.抗LPS单克隆抗体的制备过程中利用了细胞膜的流动性和细胞增殖原理
B.图1步骤c中与多肽结合的抗体会被洗脱掉,与LPS结合的抗体未被洗脱
C.图1步骤b利用的原理是抗原和抗体的特异性结合
D.图2表明多肽B模拟LPS效果更好
7.为解决杂交瘤细胞在传代培养中出现来自B淋巴细胞的染色体丢失问题,研究者将抗原刺激后的B淋巴细胞,用EBV(一种病毒颗粒)感染,获得“染色体核型稳定”的EBV转化细胞。EBV转化细胞能够在HAT培养基中存活,但对Oua敏感;骨髓瘤细胞在HAT培养基中不能存活,但对Oua不敏感。下图表示操作过程。下列分析错误的是( )
A.B淋巴细胞可从多次间歇注射某种抗原的动物脾脏中获得
B.HAT培养基和Oua筛选去除的是未融合的EBV转化细胞
C.杂交瘤细胞染色体丢失可能会导致抗体的产生能力下降
D.图中获得的杂交瘤细胞需经克隆化培养和抗体检测筛选后才可用于生产
8.为减少鼠源单克隆抗体可能引起的副作用,某研究团队对鼠源单克隆抗体F进行改造,制备了人—鼠嵌合抗体F′,具体流程为:提取鼠源杂交瘤细胞RNA,逆转录后通过PCR扩增抗体F的基因序列,将其部分序列用人的相应抗体基因序列进行替换,再构建表达载体,在体外制备人—鼠嵌合抗体F′。为检测抗体性质,他们测定了F′单独与抗原作用时对抗原的结合能力以及F′和F同时与抗原作用(F′与F初始浓度相同)时F′对抗原的结合能力,结果如下图所示。下列叙述错误的是( )
A.向小鼠注入抗原后提取B淋巴细胞,与骨髓瘤细胞融合获得杂交瘤细胞
B.可通过将基因表达载体导入小鼠细胞制备嵌合抗体F′
C.据图推测,抗体基因序列被替换后改变了与抗原的结合位点
D.在共同作用实验中,当F′浓度较高时,抗原更多与F′结合
9.下图表示将人成纤维细胞与小鼠细胞进行融合,获得部分杂种细胞的过程,①②③表示过程。(注:杂种细胞甲、乙、丙中人类的染色体会随机丢失,各种杂种细胞保留人类染色体及基因的种类和数量不同。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示人的染色体;A、B、C、D表示人染色体上的基因)。下列分析错误的是( )
A.过程①加入灭活仙台病毒的作用是促进细胞融合
B.过程③用特定的选择培养基进行筛选,得到杂种细胞系
C.Ⅱ染色体上有A、C基因没有D基因,可进一步证明基因在染色体上是正确的
D.若每种杂种细胞只保留人的1条染色体,从染色体组成的角度考虑,杂种细胞可能有23种
10.CD226和TIGIT是表达于T细胞、NK细胞等淋巴细胞表面的分子,可竞争性结合抗原呈递细胞(APC)表面的CD155分子,从而分别活化和抑制相关淋巴细胞,TIGIT与CD155的亲和力高于CD226。研究表明,CD155分子也在多种肿瘤细胞上过量表达,若肿瘤细胞上CD155分子丢失,则能通过肿瘤内在机制减少肿瘤的生长。下列说法错误的是( )
A.APC包括树突状细胞、巨噬细胞和B细胞等,可以摄取、加工处理抗原
B.正常情况下,TIGIT发挥作用有利于防止机体自身免疫病的发生
C.CD155分子在肿瘤细胞中的过量表达既有促进肿瘤生长的作用,又有帮助肿瘤细胞逃避免疫自稳的作用
D.增强CD226的表达及研发使用TIGIT单克隆抗体,均可为肿瘤治疗提供新的思路
【非选择题】
11.(15分)A型塞内卡病毒(SVA)严重危害着家畜的健康。病毒结构蛋白1(VP1蛋白)是SVA主要的结构蛋白,是病毒衣壳的主要组成部分,可以诱导动物机体产生抗体,从而防御病毒感染。制备抗VP1蛋白的单克隆抗体的流程如图,该单克隆抗体的制备也利于建立一种快速、高效、简便的SVA检测方法。回答下列问题。
(1)科研人员给小鼠注射VP1蛋白的目的是________________________________________________________________________。(2分)
(2)若以小鼠的脾为材料制备单细胞悬液,主要操作步骤是________________________________________________________________________。(2分)
(3)促使骨髓瘤细胞和B淋巴细胞融合成杂交细胞常用的诱导因素有________________________(答出2点)。已知生物素和链霉亲和素很容易相互识别并结合,科学家在诱导融合前用生物素、链霉亲和素分别标记B淋巴细胞、骨髓瘤细胞,其目的是______________________。(4分)
(4)图中两次筛选的目的不同,其中用HAT培养基筛选的目的是筛选出杂交瘤细胞,筛选出的细胞具有的特点是______________________________,筛选后对其进行克隆化培养和抗体检测,最后从________________________中获取优质的单克隆抗体。(4分)
(5)该单克隆抗体成功制备后,对于SVA相关研究的意义是________________________________________________________________________。(3分)
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小测卷(四十八) 动物细胞工程
1.解析:选B。
染色体拼接后,同源染色体的同源区段可正常进行联会,因此有可能观察到三条染色体联会的情况,A正确;染色体融合后,原来位于1号和2号两对同源染色体上的基因现在可能连锁在一起,因此基因遵循分离定律但是不遵循自由组合定律,B错误;分析题意可知,这种小鼠能够与普通小鼠产生后代,但生育水平比普通小鼠低得多,说明两条染色体的“融合为一”会影响小鼠的生育功能,C正确;胚胎干细胞来源于早期胚胎,为保证细胞的正常生长,在体外培养时需添加特殊的营养成分,如血清等,D正确。
2.解析:选C。
进行动物细胞培养时,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,A正确。由于动物胚胎细胞分化程度低,表现全能性相对容易,而动物体细胞分化程度高,表现全能性十分困难,因此动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植,B正确。植物细胞培养是指在离体条件下对单个植物细胞或细胞团进行培养使其增殖的技术,不同于植物组织培养,后者是指将离体的植物器官、组织或细胞等,培养在人工配制的培养基上,给予适宜的培养条件,诱导其形成完整植株的技术。植物组织培养技术的原理是植物细胞的全能性,C错误。诱导植物原生质体融合和动物细胞融合都可以用电融合法、PEG融合法等,D正确。
3.解析:选B。
单克隆抗体制备过程中,杂交瘤细胞需要进行两次筛选,第一次利用选择培养基筛选出能在特定培养基生长且能无限增殖的杂交瘤细胞,第二次筛选可用抗原—抗体杂交的方法筛选出产生特异性抗体的杂交瘤细胞,双杂交瘤细胞本身就是由两个杂交瘤细胞融合而成的,利用选择培养基无法筛选出双杂交瘤细胞AB,A正确;杂交瘤细胞是由已免疫的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合而成的,无需接触抗原就能产生抗体,B错误;双杂交瘤细胞是悬浮培养的细胞,细胞之间并未接触,若要传代培养,细胞培养液直接离心,去除上清液培养基,加入新鲜培养基即可,不用胰蛋白酶处理,C正确;将杂交瘤细胞注射到小鼠腹腔中培养,腹水作为天然培养基,为细胞提供各种营养条件,D正确。
4.解析:选B。
动物细胞工程中,应注意无菌操作,在使用丹酚酸B和生理盐水处理细胞前,需对两种试剂进行灭菌处理,A正确;动物细胞培养的pH为7.2~7.4,胃蛋白酶在此条件下会变性失活,故原代培养的BMSC出现接触抑制时,需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理并进行分瓶培养,B错误;BMSC与诱导多能干细胞都是具有分裂能力的细胞,且具有一定的分化潜能,故能在某些诱导剂作用下分化成心肌细胞,C正确;基因转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程,分析题意可知,用一定浓度的丹酚酸B处理一段时间后,与对照组相比,实验组中与分化为心肌细胞相关的关键基因的mRNA含量明显增加,故据此推测丹酚酸B是通过促进相关基因的转录来促进BMSC分化为心肌细胞的,D正确。
5.解析:选C。
动物细胞融合过程中,加入灭活的仙台病毒可以促进细胞融合,原理是细胞膜具有流动性,A错误;细胞Ⅲ中保留了人的X、11、17号染色体,故不会是鼠—鼠融合细胞,B错误;细胞Ⅰ保留X、11号染色体,细胞Ⅱ保留2、11号染色体,具有芳烃羟化酶活性,细胞Ⅲ保留X、11、17号染色体,具有胸苷激酶活性,细胞Ⅰ、Ⅲ都有磷酸甘油酸激酶活性,细胞Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均有乳酸脱氢酶活性,所以支配芳烃羟化酶合成的基因位于2号染色体上,支配胸苷激酶合成的基因位于17号染色体上,支配磷酸甘油酸激酶合成的基因位于X染色体上,支配乳酸脱氢酶合成的基因位于11号染色体上,C正确;这种基因定位的方法能够将基因定位于染色体上,但是不能确定一条染色体上基因的相对位置,D错误。
6.解析:选D。
抗LPS单克隆抗体的制备过程中应用了动物细胞融合和动物细胞培养技术,其原理分别是细胞膜的流动性和细胞增殖,A正确;图1步骤c中,与多肽结合的抗体会被洗脱掉,而LPS固定在检测板上,则未被洗脱的抗体就与LPS结合而残留在检测板上,B正确;步骤b为加入多肽和抗体混合液以鉴定多肽A、B模拟LPS抗原特征的相似程度,该过程利用了抗原和抗体的特异性结合的原理,C正确;由题干知,多肽模拟LPS抗原特征的相似程度越高,其与LPS竞争抗体结合位点的能力越强,与多肽结合的抗体会被洗脱掉,而未被洗脱的抗体因与LPS结合而残留在检测板上,未被洗脱的抗体越少的多肽模拟LPS效果越好,图2显示加入多肽A的清洗后检测板上检出抗体数量比加入多肽B的少,因此模拟LPS效果更好的多肽是多肽A,D错误。
7.解析:选B。
对动物进行间歇注射抗原处理,以刺激动物机体产生相应的B淋巴细胞;B淋巴细胞在骨髓中发育成熟,可分布于淋巴结和脾脏等处,故B淋巴细胞可从多次间歇注射某种抗原的动物脾脏中获得,A正确。据题意“EBV转化细胞能够在HAT培养基中存活,但对Oua敏感;骨髓瘤细胞在HAT培养基中不能存活,但对Oua不敏感”可知,HAT培养基去除的是未与EBV转化细胞融合的骨髓瘤细胞和自身融合的骨髓瘤细胞,Oua筛选去除的是未与骨髓瘤细胞融合的EBV转化细胞和自身融合的EBV转化细胞,B错误。抗体是由浆细胞分泌的,杂交瘤细胞若丢失来自B淋巴细胞的染色体,可能会导致抗体产生能力下降,C正确。图示获得的杂交瘤细胞还需要经过进一步的筛选,需经克隆化培养,并用专一抗体检测呈现阳性的杂交瘤细胞才能直接用于生产单克隆抗体,D正确。
8.解析:选C。
用特定的抗原对小鼠进行免疫,并从小鼠体内提取能产生特定抗体的B淋巴细胞,与骨髓瘤细胞融合获得杂交瘤细胞,A正确;基因表达载体导入小鼠细胞,可在小鼠细胞内表达,产生嵌合抗体F′,B正确;抗原—抗体的结合具有特异性,据图推测,抗体基因序列被替换后与抗原的结合能力增强,并没有改变与抗原的结合位点,C错误;由图可知,在共同作用实验中,F′的稀释度小时,F′对抗原的结合能力较强,F′的稀释度增大时,F′对抗原的结合能力减小,即当F′浓度较高时,抗原更多与F′结合,D正确。
9.解析:选D。
诱导动物细胞融合的方法有物理法(电融合法)、化学法(聚乙二醇融合法)和生物法(灭活病毒诱导法),过程①加入灭活仙台病毒的作用是促进细胞融合,A正确;进行融合后得到的细胞类型有未融合的亲本细胞、成纤维细胞和成纤维细胞、成纤维细胞和小鼠细胞、小鼠细胞和小鼠细胞,要获得杂种细胞(成纤维细胞和小鼠细胞),需要用特定的选择培养基进行筛选,因此过程③用特定的选择培养基进行筛选,得到杂种细胞系,B正确;据图可知,杂种细胞系甲只含有Ⅱ染色体,含有A、C基因,说明Ⅱ染色体上有A、C基因,没有D基因,杂种细胞系丙只含有Ⅲ染色体,含D基因,可见D基因位于Ⅲ染色体上,证明基因在染色体上是正确的,C正确;人体细胞含有23对染色体,共有24种染色体(22种常染色体+X+Y),所以当每种杂种细胞只保留了人的1条染色体时,从染色体组成的角度考虑,杂种细胞可能有24种,D错误。
10.解析:选C。
APC包括树突状细胞、巨噬细胞和B细胞等,可以摄取、加工处理抗原,不具有特异性,A正确;TIGIT可与APC表面的CD155分子结合,TIGIT发挥作用有利于防止机体自身免疫病的发生,B正确;CD155分子在肿瘤细胞中的过量表达有促进肿瘤生长的作用,C错误;增强CD226的表达,则TIGIT不能与CD155特异性结合,增强CD226的表达及研发使用TIGIT单克隆抗体,均可为肿瘤治疗提供新的思路,D正确。
11.解析:(1)VP1蛋白相当于抗原,科研人员给小鼠注射VP1蛋白,使小鼠产生免疫反应,该处理的目的是诱导小鼠产生能够分泌抗SVA抗体的B淋巴细胞。(2)若以小鼠的脾为材料制备单细胞悬液,主要操作步骤是取小鼠的脾剪碎,用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理使其分散成单个细胞,加入培养液制成单细胞悬液。(3)可采用聚乙二醇(或PEG)、灭活的病毒或电融合等诱导骨髓瘤细胞和B淋巴细胞融合成杂交细胞。如果仅考虑细胞的两两融合,其融合细胞有3种类型:B淋巴细胞同种融合、骨髓瘤细胞同种融合、B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合,由于生物素和链霉亲和素很容易相互识别并结合,因此在诱导融合前用生物素、链霉亲和素分别标记B淋巴细胞、骨髓瘤细胞,可增加两种细胞融合的概率,降低同种细胞融合的概率。(4)将鼠的骨髓瘤细胞与脾细胞中形成的B淋巴细胞融合后,用特定的选择培养基筛选出杂交瘤细胞,用HAT培养基筛选的目的是筛选出杂交瘤细胞,筛选出的细胞具有的特点是既能无限增殖,又能产生抗体,筛选后对其进行克隆化培养和抗体检测,将杂交瘤细胞在体外培养或注射到小鼠腹腔内增殖,最后从细胞培养液或小鼠腹水中获取优质的单克隆抗体。(5)该单克隆抗体成功制备后,具有很强的特异性,对于SVA相关研究的意义是快速检测是否感染SVA,有效治疗患病家畜。
答案:(1)诱导小鼠产生能够分泌抗SVA抗体的B淋巴细胞 (2)取小鼠的脾剪碎,用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理使其分散成单个细胞,加入培养液制成单细胞悬液 (3) 聚乙二醇、灭活的病毒或电融合等 增加两种细胞融合的概率(或降低同种细胞融合的概率) (4)既能无限增殖,又能产生抗体 细胞培养液或小鼠腹水 (5)快速检测是否感染SVA,有效治疗患病家畜
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