精品解析:广西钦州市第四中学2026届高三年级上学期第二十二周考试生物试卷
2026-02-01
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内容正文:
广西钦州市第四中学2026届高三年级上学期第二十二周考试生物试卷
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上,
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回
一、单选题(共16小题,其中第1-12小题,每小题2分,第13-16小题,每小题4分;共40分)
1. 植物甲结实率高,植物乙耐旱、抗病性强。科研人员通过植物体细胞杂交技术培育出植物丙,过程如图所示。下列相关叙述错误的是
A. 通过过程④形成杂种细胞,有高尔基体的参与
B. 过程③常采用聚乙二醇或高 Ca2+——高pH诱导原生质体融合
C. 过程⑤和⑥的培养基中需要添加相同含量的生长素和细胞分裂素
D. 植株丙没有同时具有甲、乙的优良性状,可能与基因的表达相互干扰有关
2. HPV(人乳头瘤病毒)是一种DNA病毒,可以引发女性患宫颈癌。科研人员通过制备抗HPV单克隆抗体为宫颈癌的诊断和治疗提供新方案。制备抗HPV单克隆抗体的过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 图中注射的特定抗原为HPV的DNA,②提取的细胞为浆细胞
B. 培养骨髓瘤细胞需通入5%O2和95%空气,以维持培养液的pH
C. 步骤③中的细胞融合可以利用灭活的病毒或聚乙二醇
D. 步骤④的筛选方法为克隆化培养和抗体检测
3. 科学家利用马铃薯和西红柿叶片分离原生质体并进行细胞杂交,最终获得了杂种植株,相关过程如图所示。下列有关分析正确的是( )
A. 对过程①获取的外植体需用适宜浓度的乙醇和次氯酸钠的混合液消毒
B. 可根据是否发生质壁分离现象鉴别杂种细胞的细胞壁是否再生
C. 过程①应将叶片下表皮向下,置于含纤维素酶和果胶酶的低渗溶液中
D. ⑤进行脱分化和再分化过程,杂种植株一定具有马铃薯和西红柿的优良性状
4. 天山雪莲的次生代谢物去氢木香内酯对H2O2诱导的肝损伤有保护作用,利用植物细胞培养生产去氢木香内酯的大致流程如下图。下列相关叙述正确的是( )
A. 用纤维素酶和果胶酶处理雪莲茎尖外植体获得愈伤组织
B. 外植体形成愈伤组织的过程中,经历了脱分化和再分化
C. 用射线处理愈伤组织可能获得去氢木香内酯高产的细胞
D. 悬浮培养的培养液中通常含有蔗糖、氨基酸和动物血清
5. 酶联免疫吸附双抗体夹心法是临床上常用的快速检测病原体感染的技术,可用于测定抗原、抗体。该技术测定抗原的工作原理如图所示,下列有关叙述错误的是( )
A. 酶联免疫吸附双抗体夹心法的原理是抗原和抗体反应的特异性
B. 固相抗体和酶标抗体会竞争性结合抗原
C. 酶标抗体的作用一方面是与待测抗原结合,另一方面是催化特定底物反应
D. 反应后,检测到的有色产物越多,说明患者感染情况越严重
6. 郁金香碎色病毒在无性繁殖过程中很容易传播,这种病毒能够影响花青素的合成,导致花瓣上出现不规则的条状及火焰状花纹。图为培育郁金香脱毒苗的两条途径,研究发现经②过程获得的幼苗脱毒效果更好。下列叙述正确的是( )
A. 带叶原基的芽与植物体其他组织中的病毒含量相同
B. 图中获得的脱毒苗与原郁金香苗相比细胞核遗传物质发生了改变
C. 可推测②过程的温度处理有利于组织中的病毒失去活性
D. 过程③、④均属于再分化,所以培养基A和B各成分含量相同
7. 百岁兰是一种濒危物种。为研发稳定高效的百岁兰叶片愈伤组织诱导体系,科研人员探究了避光与昼夜节律(16h光照和8h黑暗)对诱导百岁兰叶片愈伤组织的影响,实验结果见下图。下列叙述正确的是( )
A. 经消毒的叶片需用蒸馏水冲洗后接种
B. 暗处理和昼夜节律处理所用培养基中,暗处理组应添加较多的蔗糖
C. 若两种处理获得相同质量的愈伤组织,则暗处理消耗的蔗糖较多
D. 昼夜节律处理下百岁兰再分化更早,愈伤组织生长更好
8. 生物学研究中构建的某模型如图所示,Ⅰ、Ⅱ为细胞培养过程。下列叙述正确的是( )
A. 若C为一个个体,则上述流程可以表示动物细胞培养技术的流程
B. 若B为iPS细胞,则A可能是成纤维细胞、分化的T细胞或B细胞
C. 若此图表示植物组织培养过程,则过程Ⅰ、Ⅱ中所用激素的种类及比例相同
D. 若要快速繁殖有优良性状的植物,最好用成熟筛管细胞作为外植体
9. 生物学研究中构建的某模型如图所示,Ⅰ、Ⅱ为细胞培养过程。下列叙述正确的是( )
A. 若C为一个个体,则上述流程可以表示动物细胞培养技术的流程
B. 若B为iPS细胞,则A可能是成纤维细胞、分化的T细胞或B细胞
C. 若此图表示植物组织培养过程,则过程Ⅰ、Ⅱ中所用激素的种类及比例相同
D. 若要快速繁殖有优良性状的植物,最好用成熟筛管细胞作为外植体
10. 研究者将羊肚菌的高产栽培种甲与耐高温野生种乙的原生质体融合,培育获得羊肚菌丙。在高温条件下,丙产量约为甲的两倍。下列叙述正确的是( )
A. 羊肚菌丙的形成应用了基因重组原理
B. 使用纤维素酶处理菌丝制备原生质体
C. 使用灭活的病毒处理能促进甲、乙细胞融合
D. 实验时可能形成多种融合体,需要再筛选
11. 抗体—药物偶联物(ADC)通常由单克隆抗体、接头和药物三部分组成。下列相关推测错误的是( )
A. 单克隆抗体制备的第一步是诱导骨髓瘤细胞和B细胞发生融合
B. 经选择培养得到的杂交瘤细胞不一定能分泌所需的单克隆抗体
C. ADC借助抗体特异性地作用于肿瘤细胞,能降低药物的副作用
D. ADC被细胞吞噬后,可经溶酶体裂解释放药物,诱导细胞凋亡
12. 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(具有半透膜特性)包裹可增殖人肝细胞获得类器官(eLO),并用于移植是治疗肝衰竭的一种有前途的策略。下列有关叙述错误的是( )
A. 培养肝细胞的培养基中通常需加入动物血清等一些天然成分
B. 供体肝组织先用胃蛋白酶或胶原蛋白酶处理使其分散,再进行培养
C. 肝细胞要置于含有95%空气和5%CO2的混合气体的培养箱中培养
D. 用海藻酸盐微胶囊包裹能阻挡免疫细胞接触移植的eLO,从而减少免疫排斥
13. 迷迭香酸具有多种药理活性。某兴趣小组利用植物细胞悬浮培养技术获取迷迭香酸,实验流程和培养装置如下图所示。下列说法正确的是( )
A. 外植体需要用酒精和次氯酸钠进行灭菌处理
B. 图中“?”是指用胰蛋白酶处理获得单个细胞
C. 应在充气口处增设无菌滤器,同时增加排气管等
D. 发酵结束之后,将过滤所得的固体物质进行干燥即可获得迷迭香酸产品
14. 亨廷顿舞蹈症是由单基因突变导致的神经退行性疾病,通常进展急速、症状严重影响患者的生活。科研人员可通过下图所示的技术,将获得的正常神经干细胞重新植入患者体内。下列叙述正确的是( )
A. 过程①可通过电刺激、Ca2+、蛋白酶合成抑制剂等方法激活重构胚
B. 过程②培养早期胚胎细胞的气体条件为95%的O2和5%的CO2
C. 过程③ES细胞可以发育成神经干细胞,说明其具有组织特异性
D. 过程④将神经干细胞移植回患者体内理论上不会引起免疫排斥
15. 荷斯坦奶牛因产奶量高成为饲养数量最多的奶牛品种。科研人员通过动物细胞工程和胚胎工程实现了荷斯坦奶牛的快速繁殖,部分培育过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 为获得小牛3应去除细胞A中的纺锤体—染色体复合物
B. 胚胎移植前需对受体牛进行同期发情处理以防止发生免疫排斥反应
C. 胚胎移植前可取样囊胚的内细胞团细胞进行小牛的性别鉴定
D. 小牛1和小牛3可以看作通过动物无性繁殖获得的
16. 中医常说“百病从肝治,养肝如养命”。近年来,我国酒精性肝病的发病率逐年提升,危害仅次于病毒性肝炎。研究发现,雪莲次生代谢物对急性酒精肝损伤具有较好的防治作用,利用植物细胞培养技术生产雪莲次生代谢物的大致流程如下。下列叙述错误的是( )
A. 切取雪莲茎尖进行组织培养可以获得脱毒苗
B. 从雪莲中提取的次生代谢物是雪莲生长所必需的
C. 经射线处理①后可能获得雪莲培养物高产的细胞
D. 培养细胞获得次生代谢物时使用的是液体培养基
第II卷(非选择题)
二、综合题(5大题,共60分,请考生按要求作答问题 )
17. 某抗膜蛋白治疗性抗体药物研发过程中,需要表达N蛋白胞外段,制备相应的单克隆抗体,增加其对N蛋白胞外段特异性结合的能力。N蛋白胞外段单克隆抗体制备,流程如图所示
(1)用N蛋白胞外段作为抗原对小鼠进行免疫后,取小鼠脾组织用_________酶处理,制成细胞悬液,置于含有混合气体的_________中培养,离心收集小鼠的B淋巴细胞,与骨髓瘤细胞进行融合。
(2)用选择性培养基对融合后的细胞进行筛选,获得杂交瘤细胞,将其接种到96孔板,进行_________培养。用抗原抗体杂交技术检测每孔中的抗体,筛选既能产生N蛋白胞外段抗体,又能大量增殖的单克隆杂交瘤细胞株,经体外扩大培养,收集_________,提取单克隆抗体。
(3)利用N蛋白胞外段抗体与药物结合,形成_________,实现特异性治疗。
(4)单克隆抗体的优点_________、可大量制备。
18. 甲植物(2n=20)具有由核基因控制的多种优良性状,远缘植物乙(4n=36)的线粒体中存在抗盐碱基因,科研人员利用植物体细胞杂交技术培育具有抗盐碱性状的优良品种丙,途径如图所示。已知X射线处理会使细胞分裂功能丧失但不影响线粒体功能,丙烯酸异辛酯(IOA)处理会使线粒体失活,但不影响细胞分裂。回答下列问题:
(1)利用植物体细胞杂交技术获得杂种植株丙的生物学原理是____________________。取植物的顶芽细胞进行培育,有利于获得脱毒苗,原因是____________________。
(2)过程①常用酶解法去除细胞壁,利用的酶是________。过程②常用物理法促进细胞融合,如________(答出一点)。过程④中,会在培养基中加入蔗糖,蔗糖的作用是________。
(3)在细胞融合体系中,未融合的细胞不能形成愈伤组织,原因是____________________。
(4)检测植株丙是否具有所需优良性状的简便方法是________。
(5)理论上杂种植株丙属于________倍体植株,其体细胞中最多含有______条染色体。在自然条件下,甲植株和乙植株进行有性杂交不能产生可育后代,是因为二者存在________。
19. 甲、乙均为二倍体药用植物,甲含有效成分A、乙含有效成分B.某研究小组欲培育同时含有A和B的新型药用植物丙,基本过程包括①-⑤(如图)。
回答下列问题:
(1)由于甲、乙两种植物存在______,不能采用杂交育种的方法培育植物丙。研究小组采用_______技术结合植物组织培养的方法培育植物丙。
(2)过程①中,用______酶和_______酶去除细胞壁。过程②可使用离心、振荡、______和_________等方法诱导原生质体融合。过程③发生了细胞________和细胞增殖,融合的原生质体不能发生细胞分裂,因为它没有_________。
(3)经过程④获得的植株并不一定是目标植株,主要原因是过程②中_______。
(4)目标植株(丙)是多倍体,体细胞中含有___________个染色体组。若甲、乙两种植物能通过杂交产生种子,且种子能长成幼苗。则该幼苗的体细胞中含有___________个染色体组,可利用物理或化学的方法使其___________,从而获得可育植株。
20. 脂多糖(LPS)是革兰氏阴性菌细胞壁的特征成分,CD14蛋白作为LPS的受体,二者结合后会激活细胞内炎症信号通路,引发机体炎症反应,严重时可导致感染性休克。科研人员为开发治疗革兰氏阴性菌感染的新型药物,开展了抗CD14单克隆抗体的制备及药效研究,相关流程如图(图1为CD14基因重组表达载体构建示意图,XhoI、SalI为同尾酶,切割产生相同黏性末端;图2为单克隆抗体制备流程,SP2/0细胞为骨髓瘤细胞)。回答下列问题:
(1)利用PCR技术扩增CD14基因时,需根据_______设计特异性引物,扩增时引物的作用是________。
(2)图2中,步骤①向小鼠注射的抗原是________;步骤④“专一抗体检测”的原理是________;若想大规模制备该单克隆抗体,可将筛选得到的杂交瘤细胞________。
(3)用XhoI和SalI分别酶切CD14和载体后连接,CD14接入载体时会形成正向连接和反向连接的两种重组DNA,某同学拟再利用XhoI和SalI这两种限制酶对CD14的连接方向进行鉴定,你认为该方法________(填“可行”或“不可行”),其原因是________。
(4)为探究抗CD14单克隆抗体的抗炎效果,科研人员将等量的小鼠巨噬细胞分为四组:A组加生理盐水,B组加LPS,C组加LPS+低浓度抗CD14单克隆抗体,D组加LPS+高浓度抗CD14单克隆抗体,实验过程中各组添加物质的量均遵循实验设计的原则。培养后检测炎症因子(IL-6)的含量,结果显示B组>C组>D组>A组。请从分子和细胞水平分析D组炎症因子含量低于C组的原因:_______。
21. 单克隆抗体在临床中常用于肿瘤的治疗。长春新碱(VCR)可以抑制微管蛋白的聚合从而抑制纺锤体的形成,阻断细胞分裂。将VCR与单克隆抗体通过接头连接形成抗体—药物偶联物(ADC),可实现对癌细胞的特异性杀伤,ADC的作用机制如下图1所示。请回答下列问题:
(1)肿瘤细胞表面存在一些异于正常细胞的抗原,单克隆抗体可与这些抗原特异性结合。ADC药物中对抗体分子的基本要求是优先结合靶细胞上的抗原;从而将药物浓缩在肿瘤部位。ADC中接头的作用是连接药物分子,据图分析,理论上接头和药物的结合在血浆中的稳定性______(填“偏高”或“偏低”),在溶酶体中的稳定性_______(填“偏高”或“偏低”)。
(2)某些种类癌细胞表面会过量表达膜蛋白PSMA。CD28是T细胞表面受体,可有效激活T细胞。科研人员尝试构建既能结合PSMA,又能结合CD28的双特异性抗体(PSMA×CD28),如图2所示。制备时,应先将_______分别注射到小鼠体内,分离出B淋巴细胞。与骨髓瘤细胞融合后利用HAT选择培养基进行初筛,并进一步筛选得到既能_______又能_______的两种杂交瘤细胞,再用______诱导两种杂交瘤细胞融合,并置于二氧化碳培养箱中培养以获得更多双杂交瘤细胞。通过进一步筛选,最终成功获得双特异性抗体(PSMA×CD28)。
(3)请据图2分析,双特异性抗体(PSMA×CD28)能有效杀伤该类癌细胞的原因是_______。
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广西钦州市第四中学2026届高三年级上学期第二十二周考试生物试卷
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上,
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回
一、单选题(共16小题,其中第1-12小题,每小题2分,第13-16小题,每小题4分;共40分)
1. 植物甲结实率高,植物乙耐旱、抗病性强。科研人员通过植物体细胞杂交技术培育出植物丙,过程如图所示。下列相关叙述错误的是
A. 通过过程④形成杂种细胞,有高尔基体的参与
B. 过程③常采用聚乙二醇或高 Ca2+——高pH诱导原生质体融合
C. 过程⑤和⑥的培养基中需要添加相同含量的生长素和细胞分裂素
D. 植株丙没有同时具有甲、乙的优良性状,可能与基因的表达相互干扰有关
【答案】C
【解析】
【详解】A、细胞壁的再生是杂种细胞形成的标志,高尔基体与植物细胞壁的形成有关,所以通过过程④形成杂种细胞,有高尔基体的参与,A正确;
B、过程③表示植物细胞原生质体的融合,采用聚乙二醇或高 Ca2+-高pH诱导融合法,B正确;
C、过程⑤表示脱分化,过程⑥表示再分化,脱分化和再分化过程中所用的培养基需要添加不同含量的生长素和细胞分裂素,C错误;
D、在体细胞杂交得到的后代中,并非必然同时完全呈现两亲本的优良性状,基因表达的互作或干扰等因素可能导致某些性状未能表现,D正确。
故选C。
2. HPV(人乳头瘤病毒)是一种DNA病毒,可以引发女性患宫颈癌。科研人员通过制备抗HPV单克隆抗体为宫颈癌的诊断和治疗提供新方案。制备抗HPV单克隆抗体的过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 图中注射的特定抗原为HPV的DNA,②提取的细胞为浆细胞
B. 培养骨髓瘤细胞需通入5%O2和95%空气,以维持培养液的pH
C. 步骤③中的细胞融合可以利用灭活的病毒或聚乙二醇
D. 步骤④的筛选方法为克隆化培养和抗体检测
【答案】C
【解析】
【详解】A、HPV是DNA病毒,但作为抗原的是其蛋白质外壳,而非DNA。步骤②提取的是已免疫的B淋巴细胞,而非直接是浆细胞,A错误;
B、通入5% CO₂和 95%空气是动物细胞培养的条件,5% CO₂的作用是维持培养液pH,95%空气是为了保证细胞呼吸,B错误;
C、步骤③是细胞融合,常用的诱导方法是灭活的仙台病毒、聚乙二醇(PEG)、电融合法等,C正确;
D、步骤④的筛选方法为用特定的选择培养基进行筛选,D错误。
故选C。
3. 科学家利用马铃薯和西红柿叶片分离原生质体并进行细胞杂交,最终获得了杂种植株,相关过程如图所示。下列有关分析正确的是( )
A. 对过程①获取的外植体需用适宜浓度的乙醇和次氯酸钠的混合液消毒
B. 可根据是否发生质壁分离现象鉴别杂种细胞的细胞壁是否再生
C. 过程①应将叶片下表皮向下,置于含纤维素酶和果胶酶的低渗溶液中
D. ⑤进行脱分化和再分化过程,杂种植株一定具有马铃薯和西红柿的优良性状
【答案】B
【解析】
【详解】A、外植体消毒需先用乙醇消毒30s,然后立即用无菌水冲洗2-3次,再用次氯酸钠溶液处理30min后,立即用无菌水清洗2-3次。二者为先后使用,而非混合液消毒,混合可能降低消毒效果或损伤外植体,A 错误;
B、细胞壁是植物细胞发生质壁分离的结构基础。若杂种细胞再生细胞壁,在高渗溶液中会发生质壁分离;若未再生细胞壁,则不会发生质壁分离,因此可通过是否发生质壁分离鉴别细胞壁是否再生,B 正确;
C、获取原生质体时,酶溶液需添加渗透压稳定剂(如甘露醇),维持原生质体形态,避免低渗溶液导致原生质体吸水破裂;且叶片下表皮应向下放置,便于酶液接触并分解细胞壁,C 错误;
D、脱分化和再分化可培育出杂种植株,但由于基因互作、表达调控等因素,杂种植株不一定能同时表现马铃薯和西红柿的优良性状,可能出现性状丢失或不良性状,D 错误。
故选 B。
4. 天山雪莲的次生代谢物去氢木香内酯对H2O2诱导的肝损伤有保护作用,利用植物细胞培养生产去氢木香内酯的大致流程如下图。下列相关叙述正确的是( )
A. 用纤维素酶和果胶酶处理雪莲茎尖外植体获得愈伤组织
B. 外植体形成愈伤组织的过程中,经历了脱分化和再分化
C. 用射线处理愈伤组织可能获得去氢木香内酯高产的细胞
D. 悬浮培养的培养液中通常含有蔗糖、氨基酸和动物血清
【答案】C
【解析】
【详解】A、纤维素酶和果胶酶的作用是分解植物细胞壁,用于原生质体的分离,而不是诱导愈伤组织的形成。 愈伤组织是通过外植体在含生长素和细胞分裂素的培养基上脱分化形成的,不需要用酶处理,A错误;
B、外植体形成愈伤组织的过程仅为脱分化(让高度分化的细胞恢复分裂能力,形成未分化的薄壁细胞团)。 再分化是指愈伤组织进一步分化为根、芽或胚状体等结构的过程,B错误;
C、射线属于诱变因素,能诱发细胞发生基因突变或染色体变异,通过筛选,就有可能获得次生代谢产物(去氢木香内酯)产量更高的突变细胞,C正确;
D、植物细胞悬浮培养的培养基成分包括蔗糖(碳源)、氨基酸、维生素、植物激素等,但不含动物血清。 动物血清是动物细胞培养的特有成分,植物细胞培养不需要,D错误。
故选C。
5. 酶联免疫吸附双抗体夹心法是临床上常用的快速检测病原体感染的技术,可用于测定抗原、抗体。该技术测定抗原的工作原理如图所示,下列有关叙述错误的是( )
A. 酶联免疫吸附双抗体夹心法的原理是抗原和抗体反应的特异性
B. 固相抗体和酶标抗体会竞争性结合抗原
C. 酶标抗体的作用一方面是与待测抗原结合,另一方面是催化特定底物反应
D. 反应后,检测到的有色产物越多,说明患者感染情况越严重
【答案】B
【解析】
【详解】A、据图可知,固相抗体与抗原发生特异性结合后可固定抗原,酶标抗体是抗体和酶的结合,抗体与固定的抗原发生特异性结合,因此酶联免疫吸附双抗体夹心法的原理是抗原和抗体反应的特异性,A正确;
B、由图可知,固相抗体和酶标抗体均可特异性结合抗原,但结合的位点不同,不存在竞争性结合,B错误;
C、分析图中过程可知,两种抗体与检测的抗原均能结合,但结合部位是不同的,该检测方法中,酶标抗体与固定的抗原结合,酶可催化特定底物分解,抗原数量越多,被结合的酶标抗体越多,酶催化特定底物反应形成的产物量也越多,因此可通过测定产物量来判断待测抗原量,C正确;
D、患者感染情况越严重,则抗原、抗体的结合信号越强烈,有色产物越多,D正确。
故选B。
6. 郁金香碎色病毒在无性繁殖过程中很容易传播,这种病毒能够影响花青素的合成,导致花瓣上出现不规则的条状及火焰状花纹。图为培育郁金香脱毒苗的两条途径,研究发现经②过程获得的幼苗脱毒效果更好。下列叙述正确的是( )
A. 带叶原基的芽与植物体其他组织中的病毒含量相同
B. 图中获得的脱毒苗与原郁金香苗相比细胞核遗传物质发生了改变
C. 可推测②过程的温度处理有利于组织中的病毒失去活性
D. 过程③、④均属于再分化,所以培养基A和B各成分含量相同
【答案】C
【解析】
【详解】A、带叶原基的芽中病毒的含量比植物体其他组织中的病毒含量低,甚至不含病毒,A错误;
B、该脱毒苗的培育过程属于植物组织培养,原理是植物细胞的全能性,属于无性生殖,细胞核遗传物质不会发生改变,B错误;
C、根据题意,研究发现经②过程获得的幼苗脱毒效果更好,可推测②过程的温度处理有利于组织中的病毒失去活性,C正确;
D、过程③、④均属于再分化,但培养基A和B各成分含量不相同,如培养基A中细胞分裂素含量较高,而培养基B中生长素含量较高,D错误。
故选C。
7. 百岁兰是一种濒危物种。为研发稳定高效的百岁兰叶片愈伤组织诱导体系,科研人员探究了避光与昼夜节律(16h光照和8h黑暗)对诱导百岁兰叶片愈伤组织的影响,实验结果见下图。下列叙述正确的是( )
A. 经消毒的叶片需用蒸馏水冲洗后接种
B. 暗处理和昼夜节律处理所用培养基中,暗处理组应添加较多的蔗糖
C. 若两种处理获得相同质量的愈伤组织,则暗处理消耗的蔗糖较多
D. 昼夜节律处理下百岁兰再分化更早,愈伤组织生长更好
【答案】C
【解析】
【详解】A、在植物组织培养中,外植体(这里是叶片)消毒后,必须用无菌水冲洗。因为蒸馏水只是去除了杂质,但没有经过无菌处理,可能含有微生物,用蒸馏水冲洗会将杂菌带入后续培养过程,污染培养基,影响愈伤组织的诱导和生长,A错误;
B、实验中,无关变量(像培养基中的蔗糖含量、培养基的成分、培养温度等)需要保持一致且适宜,这样才能确保实验结果是由自变量(暗处理和昼夜节律处理)引起的。如果暗处理组和昼夜节律处理组的蔗糖含量不同,就无法判断愈伤组织生长情况的差异是因为光照处理方式不同,还是因为蔗糖含量不同,所以两组的蔗糖含量应相同,B错误;
C、暗处理条件下,植物不能进行光合作用,愈伤组织生长所需的碳源(用于合成有机物)和能量,完全依靠培养基中的蔗糖来提供。而在昼夜节律处理下,植物有光照时间,可以进行光合作用,自身能够合成一部分有机物,从而减少了对培养基中蔗糖的消耗。所以,当要获得相同质量的愈伤组织时,暗处理组因为没有光合作用补充有机物,就需要消耗更多的培养基中的蔗糖,C正确;
D、题目中的图只展示了愈伤组织诱导阶段(脱分化过程)的生长质量情况,并没有涉及再分化阶段的时间、速度等相关数据,所以无法得出 “昼夜节律处理下百岁兰再分化更早” 的结论,D错误。
故选C。
8. 生物学研究中构建的某模型如图所示,Ⅰ、Ⅱ为细胞培养过程。下列叙述正确的是( )
A. 若C为一个个体,则上述流程可以表示动物细胞培养技术的流程
B. 若B为iPS细胞,则A可能是成纤维细胞、分化的T细胞或B细胞
C. 若此图表示植物组织培养过程,则过程Ⅰ、Ⅱ中所用激素的种类及比例相同
D. 若要快速繁殖有优良性状的植物,最好用成熟筛管细胞作为外植体
【答案】B
【解析】
【详解】A、动物细胞培养技术无法直接培养成个体,A错误;
B、iPS细胞为诱导多功能干细胞,A经过脱分化过程形成B,因此若B为iPS细胞,则A可能是成纤维细胞、分化的T细胞或B细胞等成熟的体细胞,B正确;
C、植物组织培养过程中,过程Ⅰ、Ⅱ分别是脱分化和再分化过程,所用激素的比例会不同,C错误;
D、若要快速繁殖有优良性状的植物,最好用细胞分裂旺盛的部位作为外植体,D错误。
故选B。
9. 生物学研究中构建的某模型如图所示,Ⅰ、Ⅱ为细胞培养过程。下列叙述正确的是( )
A. 若C为一个个体,则上述流程可以表示动物细胞培养技术的流程
B. 若B为iPS细胞,则A可能是成纤维细胞、分化的T细胞或B细胞
C. 若此图表示植物组织培养过程,则过程Ⅰ、Ⅱ中所用激素的种类及比例相同
D. 若要快速繁殖有优良性状的植物,最好用成熟筛管细胞作为外植体
【答案】B
【解析】
【详解】A、动物细胞培养技术无法直接培养成个体,A错误;
B、iPS细胞为诱导多功能干细胞,A经过脱分化过程形成B,因此若B为iPS细胞,则A可能是成纤维细胞、分化的T细胞或B细胞等成熟的体细胞,B正确;
C、植物组织培养过程中,过程Ⅰ、Ⅱ分别是脱分化和再分化过程,所用激素的比例会不同,C错误;
D、若要快速繁殖有优良性状的植物,最好用细胞分裂旺盛的部位作为外植体,D错误。
故选B。
10. 研究者将羊肚菌的高产栽培种甲与耐高温野生种乙的原生质体融合,培育获得羊肚菌丙。在高温条件下,丙产量约为甲的两倍。下列叙述正确的是( )
A. 羊肚菌丙的形成应用了基因重组原理
B. 使用纤维素酶处理菌丝制备原生质体
C. 使用灭活的病毒处理能促进甲、乙细胞融合
D. 实验时可能形成多种融合体,需要再筛选
【答案】D
【解析】
【详解】A、羊肚菌丙的形成是通过原生质体融合(属于细胞工程),原理是染色体数目变异,而非基因重组,A错误;
B、真菌细胞壁主要成分为几丁质,需用几丁质酶处理制备原生质体;纤维素酶用于植物细胞壁,B错误;
C、灭活病毒是动物细胞融合的诱导剂;植物或真菌原生质体融合常用聚乙二醇(PEG)或电刺激,C错误;
D、甲与乙的原生质体融合时,可能形成甲-甲、乙-乙、甲-乙多种融合体,需筛选出甲-乙融合体并培养,D正确。
故选D。
11. 抗体—药物偶联物(ADC)通常由单克隆抗体、接头和药物三部分组成。下列相关推测错误的是( )
A. 单克隆抗体制备的第一步是诱导骨髓瘤细胞和B细胞发生融合
B. 经选择培养得到的杂交瘤细胞不一定能分泌所需的单克隆抗体
C. ADC借助抗体特异性地作用于肿瘤细胞,能降低药物的副作用
D. ADC被细胞吞噬后,可经溶酶体裂解释放药物,诱导细胞凋亡
【答案】A
【解析】
【详解】A、单克隆抗体制备的第一步是向小鼠注射特定抗原,使其发生免疫反应产生B细胞,而非直接诱导骨髓瘤细胞和B细胞融合,A错误;
B、选择培养可筛选出杂交瘤细胞,但杂交瘤细胞需经克隆化培养及抗体检测,才能筛选出能分泌特定单克隆抗体的细胞株,B正确;
C、ADC中的单克隆抗体能特异性识别肿瘤细胞表面的抗原,实现药物靶向输送,减少对正常细胞的损伤,从而降低副作用,C正确;
D、ADC通过内吞作用进入肿瘤细胞后,在溶酶体中被裂解,释放药物并作用于细胞内部,可激活凋亡通路诱导肿瘤细胞凋亡,D正确。
故选A。
12. 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(具有半透膜特性)包裹可增殖人肝细胞获得类器官(eLO),并用于移植是治疗肝衰竭的一种有前途的策略。下列有关叙述错误的是( )
A. 培养肝细胞的培养基中通常需加入动物血清等一些天然成分
B. 供体肝组织先用胃蛋白酶或胶原蛋白酶处理使其分散,再进行培养
C. 肝细胞要置于含有95%空气和5%CO2的混合气体的培养箱中培养
D. 用海藻酸盐微胶囊包裹能阻挡免疫细胞接触移植的eLO,从而减少免疫排斥
【答案】B
【解析】
【详解】A、动物细胞培养时,培养基中需添加血清、血浆等天然成分以提供生长因子和特殊营养物质,A正确;
B、分散动物组织常用胰蛋白酶或胶原蛋白酶,B错误;
C、动物细胞培养需在含95%空气(提供氧气)和5%CO2(维持培养液pH)的恒温培养箱中进行,C正确;
D、海藻酸盐微胶囊的半透膜特性可阻止免疫细胞直接接触移植的eLO,避免发生细胞免疫排斥反应,D正确。
故选B。
13. 迷迭香酸具有多种药理活性。某兴趣小组利用植物细胞悬浮培养技术获取迷迭香酸,实验流程和培养装置如下图所示。下列说法正确的是( )
A. 外植体需要用酒精和次氯酸钠进行灭菌处理
B. 图中“?”是指用胰蛋白酶处理获得单个细胞
C. 应在充气口处增设无菌滤器,同时增加排气管等
D. 发酵结束之后,将过滤所得的固体物质进行干燥即可获得迷迭香酸产品
【答案】C
【解析】
【详解】A、植物组织培养过程中,外植体需要用酒精和次氯酸钠进行消毒处理,A错误;
B、植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,欲利用愈伤组织制备悬浮细胞,可用纤维素酶和果胶酶进行处理愈伤组织,即“?”是指用纤维素酶和果胶酶处理获得单个细胞,B错误;
C、为了防止杂菌污染培养液,装置充气口需要增设无菌滤器,同时增加排气管等,C正确;
D、发酵结束后,将过滤所得的固体物质进行分离、纯化、浓缩、干燥等一系列操作后才能获得迷迭香酸产品,D错误。
故选C。
14. 亨廷顿舞蹈症是由单基因突变导致的神经退行性疾病,通常进展急速、症状严重影响患者的生活。科研人员可通过下图所示的技术,将获得的正常神经干细胞重新植入患者体内。下列叙述正确的是( )
A. 过程①可通过电刺激、Ca2+、蛋白酶合成抑制剂等方法激活重构胚
B. 过程②培养早期胚胎细胞的气体条件为95%的O2和5%的CO2
C. 过程③ES细胞可以发育成神经干细胞,说明其具有组织特异性
D. 过程④将神经干细胞移植回患者体内理论上不会引起免疫排斥
【答案】D
【解析】
【详解】A、过程①为重构胚的激活,常用激活方法为电刺激、Ca²⁺载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等,A错误;
B、早期胚胎培养(如小鼠、人等哺乳动物胚胎)通常在 5% CO₂、5% O₂(低氧)的环境,而不是 95% O₂(高氧会损害胚胎),B错误;
C、ES细胞是胚胎干细胞,具有发育的全能性,能够分化成多种细胞类型,不具“组织特异性”;组织特异性是已分化细胞或组织干细胞的特点,C错误;
D、该神经干细胞是由患者自体细胞核经核移植、ES细胞诱导分化而来,理论上遗传物质与患者相同,不应有免疫排斥,D正确。
故选D。
15. 荷斯坦奶牛因产奶量高成为饲养数量最多的奶牛品种。科研人员通过动物细胞工程和胚胎工程实现了荷斯坦奶牛的快速繁殖,部分培育过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 为获得小牛3应去除细胞A中的纺锤体—染色体复合物
B. 胚胎移植前需对受体牛进行同期发情处理以防止发生免疫排斥反应
C. 胚胎移植前可取样囊胚的内细胞团细胞进行小牛的性别鉴定
D. 小牛1和小牛3可以看作通过动物无性繁殖获得的
【答案】D
【解析】
【详解】A、图中细胞A提供细胞核,细胞B提供细胞质,因而应去除细胞B中的细胞核,实际是纺锤体-染色体复合物,A错误;
B、胚胎移植前需对受体牛进行同期发情处理,这样可为移入的胚胎提供相同的生理环境,其目的不是防止发生免疫排斥反应,因为受体子宫对移入的胚胎几乎不发生免疫排斥,B错误;
C、胚胎移植前可取样囊胚的滋养层细胞进行小牛的性别鉴定,这样可以避免对内细胞团的正常发育造成影响,C错误;
D、小牛1采用了胚胎分割移植技术,小牛3是通过核移植技术获得的,二者均可以看作通过动物无性繁殖获得的,D正确。
故选D。
16. 中医常说“百病从肝治,养肝如养命”。近年来,我国酒精性肝病的发病率逐年提升,危害仅次于病毒性肝炎。研究发现,雪莲次生代谢物对急性酒精肝损伤具有较好的防治作用,利用植物细胞培养技术生产雪莲次生代谢物的大致流程如下。下列叙述错误的是( )
A. 切取雪莲茎尖进行组织培养可以获得脱毒苗
B. 从雪莲中提取的次生代谢物是雪莲生长所必需的
C. 经射线处理①后可能获得雪莲培养物高产的细胞
D. 培养细胞获得次生代谢物时使用的是液体培养基
【答案】B
【解析】
【详解】A、茎尖中带毒少或无毒,因而切取一定大小的茎尖进行组织培养可获得脱毒苗,A正确;
B、次生代谢物是植物在长期进化中产生的,并非植物生长发育所必需的物质,仅对植物适应环境等有辅助作用,B错误;
C、可用射线处理①愈伤组织,促使其发生突变,从中筛选雪莲培养物高产的细胞,C正确;
D、细胞产物的工业化生产是从人工培养的愈伤组织细胞中提取某种成分,该过程使用的是液体培养基,D正确。
故选B。
第II卷(非选择题)
二、综合题(5大题,共60分,请考生按要求作答问题 )
17. 某抗膜蛋白治疗性抗体药物研发过程中,需要表达N蛋白胞外段,制备相应的单克隆抗体,增加其对N蛋白胞外段特异性结合的能力。N蛋白胞外段单克隆抗体制备,流程如图所示
(1)用N蛋白胞外段作为抗原对小鼠进行免疫后,取小鼠脾组织用_________酶处理,制成细胞悬液,置于含有混合气体的_________中培养,离心收集小鼠的B淋巴细胞,与骨髓瘤细胞进行融合。
(2)用选择性培养基对融合后的细胞进行筛选,获得杂交瘤细胞,将其接种到96孔板,进行_________培养。用抗原抗体杂交技术检测每孔中的抗体,筛选既能产生N蛋白胞外段抗体,又能大量增殖的单克隆杂交瘤细胞株,经体外扩大培养,收集_________,提取单克隆抗体。
(3)利用N蛋白胞外段抗体与药物结合,形成_________,实现特异性治疗。
(4)单克隆抗体的优点_________、可大量制备。
【答案】(1) ①. 胰蛋白酶(或胶原蛋白酶) ②. 培养箱
(2) ①. 克隆化 ②. 培养液
(3)抗体-药物偶联物
(4)特异性强、灵敏度高
【解析】
【分析】单克隆抗体的制备过程:首先用特定抗原注射到小鼠体内,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:第一次筛选是利用特定选择培养基筛选,获得杂交瘤细胞,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,再进行扩大培养。
【小问1详解】
用N蛋白胞外段作为抗原对小鼠进行免疫后,小鼠体内免疫器官中存在已经免疫的细胞,取小鼠脾组织,用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理,使细胞分散开,制成细胞悬液,再置于含有混合气体的95%的空气和5%的CO2的培养箱中培养,离心收集小鼠的B淋巴细胞,与骨髓瘤细胞进行融合。
【小问2详解】
使用选择性培养基筛选出杂交瘤细胞后,将其接种到96孔板,进行克隆化培养。用抗原-抗体杂交技术检测每孔中的抗体,最终获得既能产生N蛋白胞外段抗体,又能大量增殖的单克隆杂交瘤细胞株,经扩大培养可获得大量的单克隆抗体。扩大培养的方式有两种,体外培养和注射到小鼠腹腔内增殖,前者可以从细胞培养液中获取单克隆抗体,后者可以从小鼠腹水中获取单克隆抗体。
【小问3详解】
利用N蛋白胞外段抗体(可特异性识别N蛋白胞外段)与药物结合,形成抗体-药物偶联物(ADC),可实现特异性治疗(抗体起导向作用,药物起杀伤作用)。
【小问4详解】
单克隆抗体的优点特异性强、灵敏度高、可大量制备。
18. 甲植物(2n=20)具有由核基因控制的多种优良性状,远缘植物乙(4n=36)的线粒体中存在抗盐碱基因,科研人员利用植物体细胞杂交技术培育具有抗盐碱性状的优良品种丙,途径如图所示。已知X射线处理会使细胞分裂功能丧失但不影响线粒体功能,丙烯酸异辛酯(IOA)处理会使线粒体失活,但不影响细胞分裂。回答下列问题:
(1)利用植物体细胞杂交技术获得杂种植株丙的生物学原理是____________________。取植物的顶芽细胞进行培育,有利于获得脱毒苗,原因是____________________。
(2)过程①常用酶解法去除细胞壁,利用的酶是________。过程②常用物理法促进细胞融合,如________(答出一点)。过程④中,会在培养基中加入蔗糖,蔗糖的作用是________。
(3)在细胞融合体系中,未融合的细胞不能形成愈伤组织,原因是____________________。
(4)检测植株丙是否具有所需优良性状的简便方法是________。
(5)理论上杂种植株丙属于________倍体植株,其体细胞中最多含有______条染色体。在自然条件下,甲植株和乙植株进行有性杂交不能产生可育后代,是因为二者存在________。
【答案】(1) ①. 细胞膜的流动性和植物细胞的全能性 ②. 顶芽细胞附近的病毒极少,甚至无病毒
(2) ①. 纤维素酶和果胶酶 ②. 电融合法和离心法 ③. 维持渗透压,提供能源
(3)未融合的细胞和同种细胞的融合细胞均不能正常分裂
(4)用高浓度的盐溶液处理植株丙,一段时间后观察植株丙是否能正常生长
(5) ①. 六 ②. 112 ③. 生殖隔离
【解析】
【分析】题图分析,图示为植物体细胞杂交过程,其中①为去除细胞壁,制备原生质体,可用酶解法;②为诱导融合过程,可以用聚乙二醇处理;③为杂种细胞再生细胞壁的过程;④为脱分化;⑤为再分化形成杂种植株。
【小问1详解】
植物体细胞杂交利用细胞膜的流动性,杂种细胞形成新植物体利用植物细胞的全能性。即利用植物体细胞杂交技术获得杂种植株丙的生物学原理是细胞膜的流动性和植物细胞的全能性;植物顶端分生区附近的病毒极少,甚至无病毒,因此,取顶芽细胞进行植物组织培养可获得脱毒苗。
【小问2详解】
植物细胞的主要成分是纤维素和果胶,去壁需要用纤维素酶和果胶酶。即过程①常用纤维素酶和果胶酶处理获得原生质体;
促进细胞融合的物理方法有电融合法和离心法等,即过程②所用的物理法促进细胞融合有电融合法和离心法等。过程④中,会在培养基中加入蔗糖,蔗糖的作用是维持渗透压和提供组织培养的能量。
【小问3详解】
题意显示,已知X射线处理会使细胞分裂功能丧失但不影响线粒体功能,丙烯酸异辛酯(IOA)处理会使线粒体失活,因此,在细胞融合体系中,未融合的细胞和同种细胞的融合细胞均不能正常分裂,都不能形成愈伤组织,只有杂种细胞由于生理互补能形成愈伤组织。
【小问4详解】
根据题意可知,利用植物体细胞杂交技术培育的品种丙具有抗盐碱性状,为了检测植株丙是否具有所需优良性状的简便方法是用高浓度的盐溶液处理植株丙,一段时间后观察植株丙是否能正常生长,能正常生长的是符合要求的植株。
【小问5详解】
题意显示,甲植物(2n=20)具有由核基因控制的多种优良性状,远缘植物乙(4n=36)的线粒体中存在抗盐碱基因,因而推测,理论上获得的杂种植株丙属于六倍体植株,其体细胞中最多含有112条染色体,此时细胞处于有丝分裂后期。在自然条件下,甲植株和乙植株进行有性杂交不能产生可育后代,是因为二者为不同的物种,存在生殖隔离。
19. 甲、乙均为二倍体药用植物,甲含有效成分A、乙含有效成分B.某研究小组欲培育同时含有A和B的新型药用植物丙,基本过程包括①-⑤(如图)。
回答下列问题:
(1)由于甲、乙两种植物存在______,不能采用杂交育种的方法培育植物丙。研究小组采用_______技术结合植物组织培养的方法培育植物丙。
(2)过程①中,用______酶和_______酶去除细胞壁。过程②可使用离心、振荡、______和_________等方法诱导原生质体融合。过程③发生了细胞________和细胞增殖,融合的原生质体不能发生细胞分裂,因为它没有_________。
(3)经过程④获得的植株并不一定是目标植株,主要原因是过程②中_______。
(4)目标植株(丙)是多倍体,体细胞中含有___________个染色体组。若甲、乙两种植物能通过杂交产生种子,且种子能长成幼苗。则该幼苗的体细胞中含有___________个染色体组,可利用物理或化学的方法使其___________,从而获得可育植株。
【答案】(1) ①. 生殖隔离(或远缘杂交不亲和的障碍) ②. 植物体细胞杂交
(2) ①. 纤维素 ②. 果胶 ③. 电融合法 ④. PEG(聚乙二醇)融合 ⑤. 脱分化 ⑥. 细胞壁
(3)会形成多种融合细胞(如甲 - 甲融合、乙 - 乙融合、甲 - 乙融合),只有甲 - 乙融合的细胞才能发育为同时含有A和B的目标植株,
(4) ①. 4 ②. 2 ③. 染色体数目加倍
【解析】
【分析】植物体细胞杂交指将不同种的植物细胞,在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成新的植物体的技术。
【小问1详解】
由于甲、乙两种植物存在生殖隔离(或远缘杂交不亲和的障碍),无法通过杂交育种产生可育后代。 研究小组采用植物体细胞杂交技术,结合植物组织培养的方法培育植物丙。
【小问2详解】
过程①去除植物细胞壁,需要用纤维素酶和果胶酶(植物细胞壁主要成分为纤维素和果胶)。 过程②原生质体融合的方法除离心、振荡外,还包括电融合法和PEG(聚乙二醇)融合法等。 过程③中,融合的原生质体发生了脱分化和细胞增殖,进而形成愈伤组织,但融合的原生质体不能发生细胞分裂,因为它没有细胞壁(细胞壁是植物细胞进行分裂的必要结构)。
【小问3详解】
原生质体融合时,会形成多种融合细胞(如甲 - 甲融合、乙 - 乙融合、甲 - 乙融合),只有甲 - 乙融合的细胞才能发育为同时含有A和B的目标植株,其他融合类型发育的植株不符合要求。
【小问4详解】
目标植株(丙)是多倍体,体细胞中含有4 个(或甲和乙的染色体组之和)染色体组(甲、乙均为二倍体,体细胞杂交后染色体组为甲 2 + 乙 2)。 若甲、乙能杂交产生种子,该幼苗是异源二倍体,体细胞中含有2 个(或甲和乙各 1 个)染色体组。 需利用物理或化学方法(如秋水仙素处理)使其染色体数目加倍(或染色体组加倍),从而获得可育植株。
20. 脂多糖(LPS)是革兰氏阴性菌细胞壁的特征成分,CD14蛋白作为LPS的受体,二者结合后会激活细胞内炎症信号通路,引发机体炎症反应,严重时可导致感染性休克。科研人员为开发治疗革兰氏阴性菌感染的新型药物,开展了抗CD14单克隆抗体的制备及药效研究,相关流程如图(图1为CD14基因重组表达载体构建示意图,XhoI、SalI为同尾酶,切割产生相同黏性末端;图2为单克隆抗体制备流程,SP2/0细胞为骨髓瘤细胞)。回答下列问题:
(1)利用PCR技术扩增CD14基因时,需根据_______设计特异性引物,扩增时引物的作用是________。
(2)图2中,步骤①向小鼠注射的抗原是________;步骤④“专一抗体检测”的原理是________;若想大规模制备该单克隆抗体,可将筛选得到的杂交瘤细胞________。
(3)用XhoI和SalI分别酶切CD14和载体后连接,CD14接入载体时会形成正向连接和反向连接的两种重组DNA,某同学拟再利用XhoI和SalI这两种限制酶对CD14的连接方向进行鉴定,你认为该方法________(填“可行”或“不可行”),其原因是________。
(4)为探究抗CD14单克隆抗体的抗炎效果,科研人员将等量的小鼠巨噬细胞分为四组:A组加生理盐水,B组加LPS,C组加LPS+低浓度抗CD14单克隆抗体,D组加LPS+高浓度抗CD14单克隆抗体,实验过程中各组添加物质的量均遵循实验设计的原则。培养后检测炎症因子(IL-6)的含量,结果显示B组>C组>D组>A组。请从分子和细胞水平分析D组炎症因子含量低于C组的原因:_______。
【答案】(1) ①. CD14基因的两端核苷酸(或碱基)序列 ②. 使DNA 聚合酶能够从引物的3’端开始连接脱氧核苷酸
(2) ①. CD14蛋白 ②. 抗原与抗体的特异性结合 ③. 注射到小鼠腹腔内增殖(或体外进行大规模细胞培养)
(3) ①. 可行 ②. 正向连接的重组DNA有这两种酶的酶切位点,可再次被切开;而反向连接的重组 DNA会形成新的序列,没有这两种酶的酶切位点无法切开
(4)高浓度抗CD14单克隆抗体能更多地与巨噬细胞表面的CD14蛋白特异性结合,更有效地阻断LPS与CD14的结合,从而更强地抑制炎症信号通路的激活,使巨噬细胞分泌的炎症因子更少
【解析】
【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。
【小问1详解】
利用PCR技术扩增CD14基因时,需要根据CD14基因的两端核苷酸(或碱基)序列设计特异性引物。因为引物要与模板DNA特定序列互补配对,从而确保扩增的是目标基因。DNA聚合酶只能从引物的3'端延伸DNA链,引物为DNA合成提供了起始点,扩增时引物的作用是使DNA聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸。
【小问2详解】
步骤①因为要制备抗CD14单克隆抗体,需要先让小鼠免疫产生能分泌抗CD14抗体的B淋巴细胞,需向小鼠注射的抗原是CD14蛋白。步骤④“专一抗体检测”的原理是抗原与抗体的特异性结合。只有能与CD14蛋白特异性结合的杂交瘤细胞产生的抗体才能被检测出来。杂交瘤细胞在小鼠腹腔内或体外培养时可以大量增殖并分泌单克隆抗体。
【小问3详解】
由于正向连接的重组DNA有XhoI和SalI这两种酶的酶切位点,可再次被切开;而反向连接的重组DNA会形成新的序列,没有这两种酶的酶切位点无法切开。所以可以通过酶切后电泳等检测手段,根据条带情况可以判断连接方向。
【小问4详解】
从分子和细胞水平分析,高浓度抗CD14单克隆抗体能更多地与巨噬细胞表面的CD14蛋白特异性结合,更有效地阻断LPS与CD14的结合。LPS与CD14结合后会激活细胞内炎症信号通路,引发机体炎症反应,而抗CD14单克隆抗体阻断了这一过程,从而更强地抑制炎症信号通路的激活,使巨噬细胞分泌的炎症因子更少。
21. 单克隆抗体在临床中常用于肿瘤的治疗。长春新碱(VCR)可以抑制微管蛋白的聚合从而抑制纺锤体的形成,阻断细胞分裂。将VCR与单克隆抗体通过接头连接形成抗体—药物偶联物(ADC),可实现对癌细胞的特异性杀伤,ADC的作用机制如下图1所示。请回答下列问题:
(1)肿瘤细胞表面存在一些异于正常细胞的抗原,单克隆抗体可与这些抗原特异性结合。ADC药物中对抗体分子的基本要求是优先结合靶细胞上的抗原;从而将药物浓缩在肿瘤部位。ADC中接头的作用是连接药物分子,据图分析,理论上接头和药物的结合在血浆中的稳定性______(填“偏高”或“偏低”),在溶酶体中的稳定性_______(填“偏高”或“偏低”)。
(2)某些种类癌细胞表面会过量表达膜蛋白PSMA。CD28是T细胞表面受体,可有效激活T细胞。科研人员尝试构建既能结合PSMA,又能结合CD28的双特异性抗体(PSMA×CD28),如图2所示。制备时,应先将_______分别注射到小鼠体内,分离出B淋巴细胞。与骨髓瘤细胞融合后利用HAT选择培养基进行初筛,并进一步筛选得到既能_______又能_______的两种杂交瘤细胞,再用______诱导两种杂交瘤细胞融合,并置于二氧化碳培养箱中培养以获得更多双杂交瘤细胞。通过进一步筛选,最终成功获得双特异性抗体(PSMA×CD28)。
(3)请据图2分析,双特异性抗体(PSMA×CD28)能有效杀伤该类癌细胞的原因是_______。
【答案】(1) ①. 偏高 ②. 偏低
(2) ①. PSMA、CD28 ②. 产生单一抗体(特异性抗体) ③. 无限增殖 ④. PEG或灭活病毒等
(3)双特异性抗体(PSMA×CD28)可同时结合癌细胞表面抗原PSMA和T细胞表面受体CD28,前者可使双特异性抗体准确地和癌细胞结合,后者可有效激活T细胞,增强T细胞对癌细胞的杀伤能力
【解析】
【分析】单克隆抗体:由单个B淋巴细胞进行无性繁殖形成的细胞系所产生出的化学性质单一、特异性强的抗体。具有特异性强、灵敏度高,并可能大量制备的特点。单克隆抗体的制备过程:首先用特定抗原注射到小鼠体内,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。
【小问1详解】
接头是连接药物的,为了药物能准确的在肿瘤细胞中释放,就需要接头和药物在血浆中运输时稳定结合,即理论上接头和药物的结合在血浆中的稳定性偏高,在肿瘤细胞中的溶酶体里接头和药物的稳定性偏低,将药物释放出来。
【小问2详解】
科学家的目的是构建既能结合PSMA,还能结合CD28的双特异性抗体(PSMA×CD28),所以PSMA和CD28相当于抗原,需要先注入小鼠体内,获得两种B淋巴细胞,将两种B淋巴细胞和小鼠的骨髓瘤细胞融合后得到既能产生单一抗体(特异性抗体)又能无限增殖的两种杂交瘤细胞,两种杂交瘤细胞可在PEG或灭活病毒等条件下促进融合,融合后双杂交瘤细胞仍需在二氧化碳培养箱中培养,还需进一步筛选才能获得能产生所需的双特异性抗体(PSMA×CD28)的双杂交瘤细胞。
【小问3详解】
双特异性抗体(PSMA×CD28)可同时结合癌细胞表面抗原PSMA和T细胞表面受体CD28,前者可使双特异性抗体准确地和癌细胞结合,后者可有效激活T细胞,促进T细胞增殖分化,增强T细胞对癌细胞的杀伤能力。
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