内容正文:
专题03 动物细胞工程
3大高频考点概览
考点01 动物细胞培养技术
考点02 动物细胞融合技术与单克隆抗体
考点03 动物体细胞核移植技术与克隆动物
地 城
考点01
动物细胞培养技术
一、单选题
1.(24-25高二下·安徽省蚌埠市·期中)哺乳动物的体细胞有一定的分裂次数上限,如果贴壁细胞在体外传代培养过程中,接触抑制现象消失,则表明这些细胞已经成为可以恶性增殖的癌变细胞。下列相关叙述正确的是( )
A.用于培养和进行特定研究的动物细胞全都取自动物胚胎
B.胃蛋白酶的活性太强,故一般不用其进行组织细胞的分散
C.更换培养基可为细胞补充营养物质和清除细胞代谢废物
D.用CO2培养箱可以保证细胞在95%O2和5%CO2条件下生长
【答案】C
【分析】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;接触抑制是指当贴壁细胞生长到表面相互接触时,会出现停止分裂增殖的现象。
【详解】A、用于培养和进行特定研究的动物细胞可以取自动物胚胎或幼龄动物的组织、器官,并非全都取自动物胚胎,A 错误;
B、动物细胞培养中,一般用胰蛋白酶或胶原蛋白酶进行组织细胞的分散,因为胃蛋白酶的最适 pH 约为 1.5 - 2.2,在动物细胞培养液的 pH(7.2 - 7.4)条件下,胃蛋白酶会变性失活,所以一般不用胃蛋白酶进行组织细胞的分散,B错误;
C、在动物细胞培养过程中,更换培养基可为细胞补充营养物质,同时能清除细胞代谢废物,以维持细胞培养环境的稳定,C正确;
D、用CO2培养箱可以保证细胞在 95% 空气(其中含O2)和 5% CO2条件下生长,而不是 95% O2,D错误。
故选C。
2.(24-25高二下·安徽省芜湖市镜湖区安徽师范大学附属中学·期中)如图为制备iPS细胞(诱导多能干细胞)的过程示意图:①小鼠胚胎成纤维细胞培养→②用分别含有Oct4、Sox2、c-Myc、Klf4基因的四种慢病毒载体感染小鼠胚胎成纤维细胞→③置于含有饲养层细胞的胚胎干细胞培养基中培养→④鼠胚胎成纤维细胞脱分化,形成iPS细胞。相关叙述正确的是( )
A.步骤①应在含5%CO2的恒温培养箱中进行,CO2的作用是参与细胞的呼吸作用
B.步骤②慢病毒载体会受到免疫细胞的攻击,可能导致感染效率的降低
C.步骤③培养基中的饲养层细胞可为成纤维细胞提供所必需的生长因子
D.步骤④形成iPS细胞的实质是基因的选择性表达,使其功能趋向于专门化
【答案】C
【分析】诱导的多能性干细胞可以通过基因转染等细胞重编程技术人工诱导获得的,具有类似于胚胎干细胞多能性分化潜力的干细胞。干细胞是一类具有自我复制能力的多潜能APSC多能细胞。在一定条件下,它可以分化成多种功能细胞。
【详解】A、据图可知,步骤①是小鼠胚胎成纤维细胞培养,应在含5%CO2的恒温培养箱中进行,其中O2是细胞代谢必需的,CO2的作用是维持培养液的pH,A错误;
B、图中培养基中培养的是胚胎成纤维细胞,没有免疫细胞,因此不会受到免疫细胞的攻击,B错误;
C、诱导多能干细胞需依赖于饲养层细胞所分泌的生长因子,以维持自身生长、繁殖的需要,因此步骤③培养基中的饲养层细胞可为成纤维细胞提供所必需的生长因子,C正确;
D、步骤④是脱分化形成iPS细胞,未发生基因的选择性表达,其功能未趋向于专门化,在诱导因子的作用下,iPS细胞可分化成多种细胞,D错误。
故选C。
3.(24-25高二下·安徽省皖中名校联盟·期中)间充质干细胞(MSC)是一种成体干细胞,具备分化为骨细胞、脂肪细胞等的潜能。目前已被用于器官移植及组织器官修复,下列叙述正确的是( )
A.MSC培养过程中可加入适量抗生素和血清以防止杂菌污染
B.可用胶原蛋白酶处理体外培养的MSC以解除细胞接触抑制的现象
C.培养MSC细胞,需要为其创造95%O2和5%CO2的气体环境
D.MSC具有组织特异性,在体内可分化形成诱导多能干细胞
【答案】B
【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、 MSC培养过程中可加入适量抗生素以防止杂菌污染,血清能为细胞培养提供一些未知的营养,A错误;
B、细胞接触抑制时可以用胶原蛋白酶或者胰蛋白酶处理,B正确;
C、培养MSC细胞,需要为其创造95%空气和5%CO2的气体环境,C错误;
D、 MSC是一种成体干细胞,具有组织特异性,在体内不能分化形成诱导多能干细胞,诱导多能干细胞一般在体外诱导而来,D错误。
故选B。
4.(24-25高二下·安徽省阜阳市临泉县田家炳实验中学·期中)绝大部分用于生产生物医药产品的哺乳动物细胞为贴壁生长细胞,这给大规模生物医药产品的生产带来很大困难。微载体的出现,从根本上改变了传统的细胞培养工艺,以悬浮在培养液中的微珠作为细胞贴附的载体,可以在轻度搅拌下进行动物细胞培养。下列说法错误的是( )
A.轻度搅拌有利于细胞的氧气供应
B.接触抑制现象有利于传统工艺中产品的大规模生产
C.微珠为细胞的贴壁生长提供了足够的表面积
D.传代培养时,贴壁细胞需要重新用胰蛋白酶等处理
【答案】B
【分析】1、原代培养和传代培养:①原代培养:指没有分瓶之前的细胞培养。②传代培养指细胞悬浮液培养一段时间后,分瓶进行的细胞培养。
2、细胞贴壁:进行细胞培养时,一般情况下,细胞悬液中分散的细胞会很快贴附在瓶壁上,即细胞贴壁。接触抑制:贴壁细胞不断分裂生长到相互接触时,会停止分裂增殖,这种现象即为接触抑制。因为有接触抑制现象,所以贴壁生长的细胞一般为单层细胞。癌变的细胞没有接触抑制现象,可无限增殖。
【详解】A、动物细胞培养需要满足营养条件、无菌无毒条件、适宜的温度、pH和渗透压、适宜的气体环境,搅拌有利于氧气供应,A正确;
B、接触抑制即当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时,细胞通常会停止分裂增殖,因此为产品的大规模生产带来困难,B错误;
C、以悬浮在培养液中的微珠作为细胞贴附的载体,增加了细胞贴壁的表面积,C正确;
D、传代培养时,悬浮培养的细胞直接利用离心法收集,贴壁细胞用胰蛋白酶处理,使之分散成单个细胞,再用离心法收集,之后,将收集的细胞制成悬浮液,分瓶培养,D正确。
故选B。
5.(24-25高二下·安徽省阜阳市临泉县田家炳实验中学·期中)华蟾素注射液是我国经典的抗肿瘤药物,研究人员为探寻华蟾素注射液抗肝癌HepG-2细胞的作用机理,用华蟾素注射液和肝癌HepG-2细胞进行了一系列实验,结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A.在体外培养细胞时,必须保证环境是无菌、无毒的
B.肝癌细胞培养时,需将它们置于含有95%空气和5%CO2混合气体的CO2培养箱中进行培养
C.据图甲可知,华蟾素能有效地抑制肝癌HepG-2细胞增殖,且其抑制效果只与浓度呈正相关
D.图乙的结果进一步表明,华蟾素的作用机理可能是抑制肝癌HepG-2细胞的DNA分子复制
【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、动物细胞培养时无菌和无毒的环境是细胞培养的基本要求,A正确;
B、动物细胞培养时需将其置于含有95%空气(细胞代谢必需的)和5%的CO2 (维持培养液的pH)混合气体的CO2培养箱中进行培养,B正确;
C、据图甲可知,华蟾素能有效地抑制肝癌HepG-2细胞增殖,与浓度和作用时间都呈正相关,C错误;
D、图乙的结果进一步表明,随着华蟾素浓度的增加,处于间期的细胞增多,则华蟾素的作用机理可能是抑制肝癌HepG-2细胞进入分裂期,可能是抑制肝癌HepG-2细胞的DNA分子复制 ,D正确。
故选C。
6.(24-25高二下·安徽省芜湖市镜湖区芜湖市第一中学·期中)三维细胞培养技术(3D细胞培养)是通过人工模拟细胞间质微环境,允许动物细胞在三维空间中生长和相互作用的技术。与传统的细胞培养相比,3D细胞培养更接近体内细胞的实际生长环境。下列说法正确的是( )
A.传统细胞培养时,细胞并不都需要贴附于某些基质表面才能生长增殖
B.用胰蛋白酶处理传统培养的贴壁细胞,断裂其胞间连丝使之游离便于传代
C.3D细胞培养前需要对动物组织进行灭菌处理,培养时需定期更换培养液
D.利用3D细胞培养技术研究干细胞分化过程时,通常需要进行分瓶处理
【答案】A
【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、传统细胞培养时,体外培养的动物细胞可分为两大类:一类细胞能够 悬浮在培养液中生长增殖,另一类细胞需要贴附于某些基质表面生 长增殖,大多数细胞需要贴附于某些基质表面才能 生长增殖,A正确;
B、胞间连丝是植物细胞间的结构,动物细胞不存在胞间连丝,B错误;
C、细胞培养过程需要营造无菌无毒的环境,包括定期更换培养液等,但不能对动物组织进行灭菌处理,C错误;
D、利用 3D 细胞培养技术研究细胞分化时,发生细胞结构和功能的稳定改变,但是细胞数量不再增加,因此不需要分瓶处理,D错误。
故选A。
7.(24-25高二下·安徽省芜湖市镜湖区芜湖市第一中学·期中)器官移植和细胞治疗过程中面临着免疫排斥的难题。将患者的干细胞诱导分化成所需的器官或细胞用于移植,理论上可避免发生免疫排斥反应。下列相关叙述错误的是( )
A.胚胎干细胞存在于早期胚胎中,具有分化形成所有组织、器官的潜能
B.成体干细胞具有组织特异性,只能分化成特定的细胞或组织
C.诱导多能干细胞用于临床治疗,可能存在导致肿瘤发生的风险
D.将患者自身的体细胞制备诱导多能干细胞,体现动物体细胞具有全能性
【答案】D
【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、 胚胎干细胞存在于早期胚胎中,具有发育的全能性,具有分化为所有组织、器官的潜能,A正确;
B、 成体干细胞是成体组织或器官内的干细胞,具有组织特异性,只能分化为特定的细胞或组织,B正确;
C、将干细胞用于临床上的疾病治疗可能存在导致肿瘤发生的风险,C正确;
D、将患者自身的体细胞制备诱导多能干细胞,并没有发育成完整个体,不能体现动物体细胞具有全能性,D错误。
故选D。
8.(24-25高二下·安徽省合肥市普通高中六校联盟·期中)酒精性肠炎与肝炎是长期过量饮酒所致的一种肝肠疾病,患者会发生肝肠细胞损伤、肝脏炎症反应甚至肝衰竭,研究发现某些粪肠球菌能够分泌一种外毒素(即溶细胞素) ,在靶细胞膜上形成孔洞,使部分粪肠球菌转移到肝脏细胞中而毒害肝细胞。以体外培养的肝脏细胞为材料,进行相关实验,结果如图,下列说法错误的是( )
A.自变量为有无溶细胞素或酒精,因变量为细胞的死亡率或损伤率
B.长期过量饮酒可能会使肝脏中粪肠球菌所占比例升高
C.溶细胞素和酒精对肝脏细胞的毒害作用是独立发生且相互可加重病情
D.对照组中除培养液外不加入其他物质,不会有肝细胞死亡或损伤
【答案】D
【分析】1、实验过程中可以变化的因素称为变量。其中人为改变的变量称做自变量,随着自变量的变化而变化的变量称做因变量,除自变量外,实验过程中可能还会存在一些可变因素,对实验结果造成影响,这些变量称为无关变量。除了一个因素以外,其余因素都保持不变的实验叫做对照实验。对照实验一般要设置对照组和实验组,在对照实验中,除了要观察的变量外,其他变量都应当始终保持相同;
2、本实验目的是为检验溶细胞素对肝脏细胞的毒害作用是否依赖于酒精的存在,所以自变量为是否加入酒精和溶细胞素,因变量为肝细胞的死亡率或损伤率。
【详解】A、本实验目的是为检验溶细胞素对肝脏细胞的毒害作用是否依赖于酒精的存在,所以自变量为是否加入酒精和溶细胞素,因变量为肝细胞的死亡率或损伤率,A正确;
B、因为长期过量饮酒会导致肝肠细胞损伤,可能会使肝脏环境更适合粪肠球菌生存,从而使肝脏中粪肠球菌所占比例升高,B正确;
C、从图中可以看出,酒精组、溶细胞素组细胞死亡率显著高于对照组,酒精+溶细胞素组细胞死亡率高于酒精组、溶细胞素组,但不超过两组之和(酒精+溶细胞素组细胞死亡率等于酒精组、溶细胞素组之和),则表明溶细胞素和酒精对肝脏细胞的毒害作用是独立发生的且相互作用加重了病情,C正确;
D、对照组中除培养液外不加入其他物质,正常情况下也会有少量肝细胞自然死亡或损伤,D 错误。
故选D。
9.(24-25高二下·安徽省淮北市七中·期中)我国科学家利用人的体细胞制备多能干细胞,再用小分子TH34成功诱导衍生成胰岛B细胞。下列相关叙述错误的是( )
A.基因选择性表达被诱导改变后,可使体细胞去分化成多能干细胞
B.在小分子TH34诱导下,多能干细胞发生基因突变,获得胰岛素基因
C.衍生的胰岛B细胞在葡萄糖的诱导下能表达胰岛素,才可用于移植治疗糖尿病
D.若衍生的胰岛B细胞中凋亡基因能正常表达,细胞会发生程序性死亡
【答案】B
【分析】诱导多能干细胞(iPS细胞):通过特定的因子导入和培养条件,可以从人的皮肤等体细胞出发,诱导其成为具有无限增殖能力并可分化为人体各种组织脏器的多能干细胞。
在正常情况下,胰岛B细胞对血糖水平的变化非常敏感,能够根据血糖水平的高低调节胰岛素的分泌。当血糖水平升高时,胰岛B细胞会增加胰岛素的分泌,帮助降低血糖水平;反之,当血糖水平降低时,则减少胰岛素的分泌,以避免低血糖。
细胞凋亡指为维持内环境稳定,由基因控制的细胞自主的有序的死亡。细胞凋亡与细胞坏死不同,细胞凋亡不是一件被动的过程,而是主动过程,它涉及一系列基因的激活、表达以及调控等的作用,它并不是病理条件下,自体损伤的一种现象,而是为更好地适应生存环境而主动争取的一种死亡过程。
【详解】A、被诱导改变后,可使体细胞去分化成多能干细胞 这个说法是正确的。体细胞可以通过特定的因子导入和培养条件,基因的调控和表达模式的改变,使得原本专一功能的体细胞去分化成为多能干细胞,A正确;
B、小分子药物通常是通过调节现有的生物通路和基因表达来实现其功能,而胰岛素基因在人体所有细胞中都存在,但只有在胰岛细胞中才会表达,所以多能干细胞在诱导分化的过程中不会突然发生基因突变获得胰岛素基因,B错误;
C、胰岛B细胞在较高的血糖浓度下分泌胰岛素,降低血糖,所以衍生的胰岛B细胞需在葡萄糖的诱导下成功表达胰岛素,以确保衍生的胰岛B细胞能够正常发挥功能,才可用于移植治疗糖尿病,C正确;
D、凋亡基因的正常表达会导致衍生的胰岛B细胞发生程序性死亡,也就是发生细胞凋亡,D正确。
故选B。
10.(24-25高二下·安徽省阜南实验中学·期中)下图为猪输卵管上皮细胞培养过程示意图。下列有关叙述正确的是( )
A.由于动物细胞间存在粘连蛋白,故甲→乙和丙→丁过程需要用胃蛋白酶处理
B.丙为原代培养,丁为传代培养,二者都需在添加血清的合成培养基进行培养
C.丙过程会出现细胞贴壁生长和接触抑制现象,而丁过程则不会出现此现象
D.为避免培养过程中的杂菌污染,丙、丁过程中培养瓶盖必须旋紧不漏气
【答案】B
【分析】1、图示为上皮细胞培养过程示意图,图中甲表示剪碎组织块,乙表示制成细胞悬液,丙表示原代培养,丁表示传代培养。
2、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、由于动物细胞间存在粘连蛋白,故甲→乙和丙→丁过程需要用用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理,分散成单个细胞,A错误;
B、丙为原代培养,丁为传代培养,二者都需在添加血清的合成培养基进行培养,B正确;
C、丙原代培养过程和丁传代培养过程均会出现细胞贴壁和接触抑制现象,C错误;
D、为避免培养过程中的杂菌污染,保证其气体需要,丙、丁过程中需松动培养瓶盖,将其置于含95%空气和5%CO2的混合气体的培养箱中培养,D错误。
故选B。
11.(24-25高二下·安徽省阜南实验中学·期中)将人细胞与小鼠细胞融合得到的人—鼠杂种细胞进行长期培养,杂种细胞随机丢失一部分人的染色体后,染色体数目会保持稳定,常用于染色体上基因的定位。选取I~III三种杂种细胞,并检测四种酶的活性,只有II具有芳烃羟化酶(AHH)活性,只有III具有胸苷激酶(TK)活性,只有I、III有磷酸甘油酸激酶(PGK)活性, I、II、III均有乳酸脱氢酶(LD)活性。下列分析错误的是( )
A.细胞膜的组成成分相似是细胞融合的结构基础之一
B.细胞培养液需要定期更换,以便清除代谢产物
C.AHH基因位于X染色体上,PGK基因位于2号染色体上
D.TK基因位于17号染色体上,LD基因位于11号染色体上
【答案】C
【分析】动物细胞培养的流程:取动物组织块(动物胚胎或幼龄动物的器官或组织)→剪碎→用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养瓶中进行原代培养-→贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞继续传代培养。
【详解】A、人细胞和小鼠细胞融合依赖于膜的流动性,细胞融合的结构基础之一是两细胞的细胞膜组成成分相似,A正确;
B、细胞培养液需要定期更换,以便清除代谢产物,防止细胞代谢物积累对细胞自身造成伤害,B正确;
C、只有II具有芳烃羟化酶(AHH)活性,因此AHH基因位于2号染色体上;只有I、III有磷酸甘油酸激酶(PGK)活性,说明II细胞的2和11号染色体不存在PGK基因,PGK基因位于X染色体上,C错误;
D、只有III具有胸苷激酶(TK)活性,因此TK基因位于17号染色体上,PGK基因位于X染色体上,I、II、III均有乳酸脱氢酶(LD)活性,三种细胞均有的染色体是11号染色体,因此LD基因位于11号染色体上,D正确。
故选C。
12.(24-25高二下·安徽省阜阳市临泉县田家炳实验中学·期中)科学家通过体外诱导成纤维细胞,获得了类似于胚胎干细胞的一种细胞,称为诱导多能干细胞(简称iPS细胞)。因为诱导过程无须破坏胚胎,而且iPS细胞可来源于病人自身的体细胞,因此iPS细胞的应用前景优于胚胎干细胞。下列说法错误的是( )
A.干细胞包括胚胎干细胞和成体干细胞,前者只存在于早期胚胎中
B.iPS细胞具有组织特异性,只能分化成特定的细胞或组织
C.在培养iPS细胞的过程中,定期更换培养液可清除代谢废物
D.来源于病人自身的体细胞的iPS细胞,能够避免免疫排斥问题
【答案】B
【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、干细胞包括胚胎干细胞和成体干细胞,前者只存在于早期胚胎中,而成体干细胞多来自于人体的组织且增殖能力有限,A正确;
B、iPS细胞全称为诱导性多能干细胞,是由体细胞诱导而成的干细胞,具有和胚胎干细胞类似的发育多潜能性,具有分化成各种组织或器官的潜能,B错误;
C、在培养iPS细胞的过程中,定期更换培养液可清除代谢废物,同时也能给细胞通过营养,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,D正确。
故选B。
地 城
考点02
动物细胞融合技术与单克隆抗体
一、单选题
1.(24-25高二下·安徽省皖中名校联盟 ·期中)下列有关细胞工程技术的说法不正确的是( )
A.应用植物组织培养技术培养茎尖分生区得到脱毒苗,获得高产优质的新品种
B.应用植物细胞培养技术对紫草细胞进行培养进而生产紫草宁,几乎不受自然因素影响
C.制备特异性识别肿瘤抗原的单克隆抗体——药物偶联物,可以选择性杀伤肿瘤细胞
D.诱导iPS细胞增殖、分化有望治疗阿尔茨海默病,理论上可以避免免疫排斥反应
【答案】A
【分析】①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。它不占用耕地,几乎不受季节、天气等的限制。②iPS细胞类似胚胎干细胞,最初是由成纤维细胞转化而来的,后来发现已分化的T细胞、B细胞等也能被诱导为iPS细胞。现在,用iPS细胞治疗阿尔茨海默病、心血管疾病等领域的研究也取得了新进展。因为诱导过程无须破坏胚胎,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。
【详解】A、应用植物组织培养技术培养茎尖分生区得到脱毒苗,减少了病毒的量,优化了产量和品质,但遗传物质不变,没有产生新品种,A错误;
B、应用植物细胞培养技术对紫草细胞进行培养进而生产紫草宁,它不占用耕地,几乎不受季节、天气等的限制,因此几乎不受自然因素影响,B正确;
C、制备特异性识别肿瘤抗原的单克隆抗体——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,C正确;
D、诱导iPS细胞增殖、分化有望治疗阿尔茨海默病,因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,D正确。
故选A。
2.(24-25高二下·安徽省阜阳市临泉县田家炳实验中学 ·期中)春季甲流肆虐,不少学校因学生陆续得病而停课。下图表示生产用于预防和治疗甲型流感的单克隆抗体过程。下列相关说法正确的是( )
A.若A细胞是小鼠的骨髓瘤细胞,则B细胞是取自无感染病毒的动物或人的B淋巴细胞
B.d过程的常用诱导剂有聚乙二醇(PEG)、灭活的病毒
C.C→D的筛选是指对杂交瘤细胞的克隆化培养和抗体检测,且需经过多次筛选
D.E过程表示将抗体检测呈阴性的杂交瘤细胞注射到小鼠腹腔,从小鼠血浆中提取单克隆抗体
【答案】B
【分析】单克隆抗体的制备:(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、若A细胞是小鼠骨髓瘤细胞,则B细胞是取自感染病毒的动物或人的B淋巴细胞,A错误;
B、融合动物细胞常用的方法有化学方法(PEG)、灭活的病毒,B正确;
C、C→D的筛选是将融合成功的杂交瘤细胞筛选出来,C错误;
D、E过程表示将抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞注射到小鼠腹腔,从小鼠腹水中提取单克隆抗体,D错误。
故选B。
3.(24-25高二下· 安徽省安庆市望江县第二中学·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。如图为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.从小鼠脾脏中获得B细胞,因为脾脏是B细胞产生和成熟的场所
C.可将杂交瘤细胞注入小鼠血液中实现单克隆抗体的大规模生产
D.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—抗体特异性结合
【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向小鼠腹腔注射分泌TREM2抗体的杂交瘤细胞,目的是获得单克隆抗体,A正确;
B、B细胞在骨髓中成熟,B错误;
C、可将杂交瘤细胞注入小鼠腹腔中实现单克隆抗体的大规模生产,而不是注入小鼠血液中,C错误;
D、步骤③是用特定的选择培养基筛选杂交瘤细胞,原理不是抗原-抗体特异性结合;步骤④是进行专一抗体检测,培养孔中含有TREM2蛋白,依据的原理是抗原-抗体特异性结合,D错误。
故选A。
4.(24-25高二下·安徽省合肥市普通高中六校联盟 ·期中)双抗体夹心法是常用的检测抗原含量的方法,流程如图所示。其中固相抗体是由固相载体连接后的单克隆抗体。下列叙述正确的是( )
A.将抗原A注射到小鼠体内,可从脾脏中获得相应单克隆抗体
B.固相抗体的使用数量应多于待测抗原的数量
C.需给予足够长的时间使无色底物充分反应后检测光信号
D.反应体系中光信号越强(颜色越深)则抗原A含量越低
【答案】B
【分析】由图可知,酶标抗体和固相抗体都可与抗原特异性结合,固相抗体的作用是将抗原固定,酶标抗体是抗体和酶的结合,抗体与固定的抗原结合,酶可催化指示底物分解,通过检测酶促反应产物量,可测定酶的量,进而测定抗原量。
【详解】A、将抗原A注射到小鼠体内,可从脾脏中获得相应抗体的B淋巴细胞,A错误;
B、固相载体连接后的单克隆抗体,具有特异性,故其使用种类(量)应明显多于待测抗原的数量才能识别并结合更多的抗原,B正确;
C、实验组只要和对照组时间相同,就可以检测光信号,可以不给予足够长的时间,C错误;
D、反应体系中光信号强度(颜色的深浅)可能与抗原A有一定的关系,但不能用它来具体判断抗原A含量的高低,D错误。
故选B。
5.(24-25高二下· 安徽省淮北市七中·期中)制备单克隆抗体时需要经过两次筛选,第一次筛选需要用HAT培养基,已知哺乳动物细胞可通过D途径和S途径合成DNA,而小鼠的骨髓瘤细胞只能通过D途径合成DNA.其中进行D途径合成时叶酸及其衍生物是必不可少的,而氨基蝶呤是叶酸的拮抗剂。第二次筛选需要用96孔培养板进行克隆化培养和抗体检测。下列相关叙述正确的是( )
A.HAT培养基中要加入叶酸从而把杂交瘤细胞筛选出来
B.在HAT培养基中杂交瘤细胞可通过D途径和S途径合成DNA因此可以大量增殖
C.用96孔培养板克隆化培养时要用培养液对第一次筛选所得的杂交瘤细胞进行充分稀释以保证分配到每个孔中的细胞数不超过1个
D.克隆化培养后需要向每个孔中加入相应抗体从而进行抗体检测,呈阳性反应的孔中的细胞即为能产生所需抗体的杂交瘤细胞
【答案】C
【分析】1、单克隆抗体的制备:(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。
2、单克隆抗体的作用:①作为诊断试剂:(最广泛的用途)具有准确、高效、简易、快速的优点。②用于治疗疾病和运载药物:主要用于治疗癌症,可制成“生物导弹”。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】AB、进行D途径合成时叶酸及其衍生物是必不可少的,而氨基蝶呤是叶酸的拮抗剂,所以在HAT培养基中需要添加氨基蝶呤以阻断D途径。在HAT培养基上瘤-瘤杂交细细胞由于不能合成DNA而无法增殖,B-B杂交细胞虽然可通过S途径合成DNA但本身无法增殖,只有杂交瘤细胞能通过S途径合成DNA且具有骨髓瘤细胞的增殖特性而能大量增殖,AB错误:
C、第二次筛选前先要用培养液对第一次筛选所得的杂交瘤细胞进行充分稀释以保证分配到每个孔中的细胞数不超过1个,C正确:
D、克隆化培养后应向每个孔中加入相应抗原从而进行抗体检测,D错误。
故选C。
6.(24-25高二下·安徽省淮北市七中 ·期中)普通的肿瘤治疗——单克隆抗体(单抗)只能结合单一的抗原,无法有效地聚集于肿瘤组织处。双特异性单克隆抗体(双抗)可以将抗肿瘤的药物直接导至靶细胞,通过靶向多个抗原发挥协同抗肿瘤作用。基因工程制备双抗的原理是对传统单抗进行基因工程方面的改造,从而形成双特异性抗体。利用杂交瘤细胞融合也可以制备双抗,先将每个杂交瘤细胞受抗原刺激产生单克隆抗体,然后将这两个杂交瘤细胞融合在一起,此融合的杂交瘤细胞能够重新随机组合“双亲”单抗肽段,从而产生双抗。下列叙述正确的是( )
A.诱导两个杂交瘤细胞融合,一定会产生双抗
B.基因工程改造传统单抗,操作对象是肽链
C.制备杂交瘤过程中需要将能分泌特定抗体的浆细胞与骨髓瘤细胞融合
D.相比于普通化疗,双抗治疗能减少药物的用量并降低正常组织的不良反应
【答案】D
【分析】单克隆抗体的制备过程:①给小鼠注射特定抗原使之发生免疫反应,然后从小鼠脾脏中获取已经免疫的B淋巴细胞;②诱导B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合;③利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞;④进行克隆化培养和(专一)抗体检测,筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞;⑤用培养基培养筛选出来的杂交瘤细胞或将其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、诱导两个杂交瘤细胞融合,结果有不融合的单个杂交瘤细胞、融合成功的双杂交瘤细胞,不一定会产生双抗,即使融合成功的细胞,单抗肽段随机组合,也不一定能产生双抗,A错误;
B、基因工程改造传统单抗,应在基因水平操作,操作对象是DNA分子(或基因),B错误;
C、制备杂交瘤细胞的过程中是免疫后的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合,但是此时的B淋巴细胞包括多种产生不同抗体的浆细胞,C错误;
D、将抗肿瘤的药物直接导至靶细胞,能减少药物的用量,避免了药物作用于正常组织细胞,降低正常组织的不良反应,D正确。
故选D。
7.(24-25高二下· 安徽省安庆市第二中学·期中)某实验室做了如图所示的实验研究,下列相关叙述,正确的是( )
A.过程①形成的诱导干细胞分化程度高
B.过程②产生具有不同种类蛋白质的各类细胞
C.过程③不需用选择性培养基进行筛选
D.过程④单抗释放需要膜上载体蛋白的协助
【答案】B
【详解】本题考查细胞分化及细胞工程相关知识,考查学生的综合应用能力。过程①形成的诱导干细胞分化程度低,全能性高,A错。过程②是细胞的分化过程,细胞分化是基因选择性表达的结果,因此产生了不同种类的蛋白质,B正确。过程③要用选择培养基才能选出杂交瘤细胞,C错。过程④分泌抗体蛋白,是外排过程,不需载体蛋白协助,D错。
二、非选择题
8.(24-25高二下·安徽省卓越县中联盟 ·期中)哺乳动物细胞中合成DNA的 途 径 有两条,一条为D 途 径,由氨基酸及其他小分子化合物合成核苷酸,进而合成DNA,这一 途 径 可以被氨基 喋呤(A)阻断;另一条为S 途 径,利用次黄嘌呤磷酸核糖转移酶(HGPRT)和胸腺嘧啶核苷激酶(TK)催化次黄嘌呤(H)和胸腺嘧啶核苷(T)生成核苷酸,进而合成DNA。在单克隆抗体制备过程中,利用这两种DNA合成 途 径 的差异可筛选出杂交瘤细胞。请回答下列相关问题:
(1)制备抗X抗原单克隆抗体时,要将X抗原注射到小鼠等哺乳动物体内,目的是获得________细胞。一般从经过X抗原处理的小鼠等动物的________中分离出此类细胞。在体外培养的条件下,可以用物理、化学方法或用________诱导它们与骨髓瘤细胞相互融合,以获得各种杂交瘤细胞。
(2)为了让杂交瘤细胞能够持续增殖,其他细胞均不能持续增殖,要用到HAT培养基,即在培养基中加入次黄嘌呤(H)、胸腺嘧啶核苷(T)和氨基 喋呤(A)。用于制备单克隆抗体的骨髓瘤细胞不能在HAT培养基上生长,骨髓瘤细胞应具备的特点是________。
(3)将经过上述选择培养一段时间后的细胞悬液进行多倍稀释,即稀释细胞到3~10个/mL,在96孔板的每孔最多加入细胞悬液0.1mL,使每个孔内不多于________个杂交瘤细胞,达到单克隆培养的目的。一段时间后,在每个培养孔中添加适量________,判断是否得到所需杂交瘤细胞,这种杂交瘤细胞具有________的特点。若要大量制备单克隆抗体,可将该杂交瘤细胞注射到小鼠的腹腔中使其增殖,再从________中提取、纯化获得。
【答案】(1) 产生特定抗体的B淋巴细胞 脾 灭活病毒诱导
(2)氨基 喋呤(A)阻断骨髓瘤细胞的D 途 径
(3) 1/一 X抗原 既能大量增殖,又能产生专一抗体 腹水
【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)将X抗原注射到小鼠等哺乳动物体内,目的是获得产生特定抗体的B淋巴细胞,一般从经过X抗原处理的小鼠等动物的脾中分离出此类细胞。体外可用物理、化学方法或用灭活病毒诱导动物细胞融合,以获得各种杂交瘤细胞。
(2)通过题干信息可知,细胞有D和S两种 途 径 合成DNA。骨髓瘤细胞只存在D 途 径,杂交瘤细胞存在D和S两种 途 径,B淋巴细胞存在D和S两种 途 径合成DNA,但是B淋巴细胞不能增殖;骨髓瘤细胞不能在HAT培养基上生长,是因为HAT培养基中氨基 喋呤(A)阻断骨髓瘤细胞的D 途 径,故骨髓瘤细胞应具备的特点是氨基 喋呤(A)阻断骨髓瘤细胞的D 途 径。
(3)在96孔板的每孔最多加入细胞悬液0.1mL,使每个孔内不多于1个杂交瘤细胞,达到单克隆培养的目的。杂交瘤细胞会产生抗体,故一段时间后,在每个培养孔中添加适量X抗原,判断是否得到所需杂交瘤细胞,这种杂交瘤细胞具有既能大量增殖,又能产生专一抗体。若要大量制备单克隆抗体,可将该杂交瘤细胞注射到小鼠的腹腔中使其增殖,再从腹水中提取、纯化获得。
9.(24-25高二下·安徽省芜湖市镜湖区安徽师范大学附属中学 ·期中)类风湿性关节炎(RA)是一种自身免疫病,致残性强。研究表明,该病的病理改变与肿瘤坏死因子-α(TNF-a)密切相关,而一种人鼠嵌合的抗TNF-a单克隆抗体能有效治疗RA。下图为该单克隆抗体制备过程示意图。
(1)_______技术是单克隆抗体技术及其它动物细胞工程技术的基础。
(2)图中的抗原A是_______,选择培养基的作用是_________。图中“( )和抗体检测”,括号内应填_______。
(3)细胞融合完成后,融合体系中含有未融合的细胞、骨髓瘤细胞自身融合细胞、淋巴细胞自身融合细胞和杂交瘤细胞,体系中出现多种类型细胞的原因是______。
(4)单克隆抗体优点是______。
(5)医疗上,把单克隆抗体与化学药物或细胞毒素相结合制成“_______”,借助抗体的定向作用将药物带到病变细胞并将其杀死。
【答案】(1)动物细胞培养
(2) 肿瘤坏死因子-a(TNF-a) 筛选出杂交瘤细胞 克隆化培养
(3)细胞融合是随机的,且融合率达不到100%
(4)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(或特异性强、灵敏度高、可大量制备)
(5)生物导弹
【分析】单克隆抗体的两次筛选: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筛选出能够产生所需抗体的细胞群。
【详解】(1)单克隆抗体技术及其它动物细胞工程技术的基础是动物细胞培养。
(2)该实验是获得抗TNF-a单克隆抗体,因此抗原A是肿瘤坏死因子-a(TNF-a),给小鼠注射该抗原,可使小鼠通过特异性免疫产生能产生抗TNF-a抗体的B淋巴细胞。由于细胞融合是随机的,且融合的概率不是100%,因此用促融剂处理后的细胞并非都是融合的杂种细胞,因此需要用选择培养基筛选掉未融合的细胞和同种细胞的融合体,以获得杂交瘤细胞。筛选得到的杂交瘤细胞还需要克隆化培养和抗体检测,以进一步筛选能产生所需抗体的杂交瘤细胞。故括号内应填克隆化培养。
(3)根据(2)分析可知,由于细胞融合是随机的,且融合率达不到100%,因此细胞融合完成后,体系中会出现多种类型的细胞。
(4)由于抗原和抗体可特异性结合,因此单克隆抗体具有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(或特异性强、灵敏度高、可大量制备)的优点。
(5)单克隆抗体与化学药物或细胞毒素相结合制成生物导弹。因此医疗上,把单克隆抗体与化学药物或细胞毒素相结合制成“生物导弹”,借助抗体的定向作用将药物带到病变细胞并将其杀死。
10.(24-25高二下·安徽省六安第二中学 ·期中)科学家想通过制备单克隆抗体的方法来治疗和预防新型冠状病毒肺炎,回答下列问题:
(1)在疫情期间,采用康复者恢复期的血浆进行治疗在临床上有较好的效果,由这种方法获取的抗体不仅产量低而且纯度低,而单克隆抗体的突出优点在于它_______并能大量制备。
(2)在体外进行动物细胞培养时需要在合成培养基的基础上添加______等天然成分。同时,为了维持培养液的pH和供细胞代谢利用,需要提供的气体依次是________。
(3)单克隆抗体的制备过程中,运用了细胞工程中的______和______技术,将新型冠状病毒的抗原蛋白注入小鼠的目的是________。
(4)在单克隆抗体的制备过程中进行了第二次筛选的目的是_______。选出特定的杂交瘤细胞可以在体外或小鼠腹腔内培养,最终从_______中获取大量的单克隆抗体。
【答案】(1)特异性强、灵敏度高
(2) 血清/血浆 二氧化碳和氧气
(3) 动物细胞融合 动物细胞培养 刺激小鼠产生能分泌抗新型冠状病毒抗体的浆细胞
(4) 获得能够分泌抗新型冠状病毒抗体的杂交瘤细胞 培养液或小鼠腹水
【分析】单克隆抗体的制备过程是:对小动物注射抗原,从该动物的脾脏中获取效应B细胞,将效应B细胞与骨髓瘤细胞融合,筛选出能产生单一抗体的杂交瘤细胞,克隆化培养杂交瘤细胞(体内培养和体外培养),最后获取单克隆抗体。
【详解】(1)与传统抗体相比,单克隆抗体突出的优点是特异性强、灵敏度高,并能大量制备。
(2)在体外进行动物细胞培养时需要在合成培养基的基础上添加血清、血浆等天然成分。动物细胞培养过程中需要提供95%空气和5%的二氧化碳的气体环境。二氧化碳的作用维持培养液的pH;空气中含有氧气,供细胞代谢利用。
(3)单克隆抗体制备过程中运用了动物细胞融合和动物细胞培养的细胞工程技术手段。将新型冠状病毒的抗原蛋白注入小鼠的目的是刺激小鼠产生能分泌抗新型冠状病毒抗体的浆细胞。
(4)筛选出的杂交瘤细胞还要经过第二次筛选(方法:克隆化培养和抗原-抗体特异性结合),该次筛选的目的是筛选出能产生所需特异性抗体(抗新型冠状病毒抗体)的杂交瘤细胞。获得产特异性抗体的杂交瘤细胞后,培养方式为:将其注射到小鼠腹腔内增殖或体外培养,最终从培养液或小鼠腹水中获取大量的单克隆抗体。
11.(24-25高二下·安徽省阜南实验中学 ·期中)埃博拉病毒(EBoV)衣壳外有包膜,包膜上有多种棘突蛋白,其中GP蛋白最为关键,能被宿主细胞识别。如图为制备抗埃博拉病毒单克隆抗体的过程。回答下列问题:
(1)制备抗埃博拉病毒单克隆抗体时,需要用灭活的EBoV对小鼠进行多次注射的目的是___________
(2)细胞融合的原理是___________。诱导动物细胞融合常用的方法除了电融合和___________外,还可以用灭活的病毒进行诱导。
(3)单克隆抗体制备过程中要经过两次筛选。第一次筛选出杂交瘤细胞,再对杂交瘤细胞进行___________,经多次筛选后可获得足够数量的单克隆抗体。
(4)体外培养杂交瘤细胞的培养液中营养物质种类要齐全,比例要合适,此外为补充细胞生长所需的未知营养物质还需要添加___________。
【答案】(1)刺激小鼠产生更多已免疫的B淋巴细胞(细胞A)
(2) 细胞膜具有一定的流动性 聚乙二醇(PEG)诱导法
(3)克隆化培养和抗体检测
(4)动物血清
【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)制备单克隆抗体时,用抗原对小鼠进行免疫,使小鼠产生免疫的B淋巴细胞,此过程需要多次免疫小鼠以便获得更多免疫的B淋巴细胞。
(2)诱导B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合的过程体现了细胞膜具有一定的流动性;在体外融合时需要诱导,动物细胞融合可以用电融合法、聚乙二醇(PEG)融合法、灭活病毒诱导法。
(3)单克隆抗体制备过程中要经过两次筛选,第一次用选择培养基筛选,目的是获得杂交瘤细胞,再对杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测,多次筛选后最终得到的杂交瘤细胞既能无限增殖,又能产生特异性抗体。
(4)为补充细胞生长所需的未知营养物质,需要在培养液中添加动物血清。
12.(24-25高二下·安徽省皖中名校联盟 ·期中)一个抗原往往有多个不同的抗原决定簇,一个抗原决定簇只能刺激机体产生一种抗体。现用某种抗原处理小鼠(出生后即在无菌室中生存)获得多克隆抗体和单克隆抗体的过程如图所示。回答下列问题:
(1)单克隆抗体的制备过程中,对小鼠多次注射同种特定抗原的目的是 ;B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合后需要进行筛选,第一次筛选通常采用特定的_____培养基筛选出杂交瘤细胞,然后进行_____,经多次筛选就可获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。
(2)与多克隆抗体相比,单克隆抗体的优点为_____(答出2点)。
(3)图中克隆1-4细胞得到的单克隆抗体_____(填是或不是)只能为同一种类型,原因是_____。
(4)若该种抗原发生部分结构改变,已制备的单克隆抗体和多克隆抗体是否仍然有效?
单克隆抗体_____,多克隆抗体_____。
【答案】(1) 确保获得能产生所需抗体的B淋巴细胞 选择
(2)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
(3) 不是 一种抗原中包含多种抗原决定簇,注射一种抗原可以刺激小鼠的多种B淋巴细胞,与骨髓瘤细胞融合后产生的杂交瘤细胞可能有多种类型,分别产生与不同的抗原决定簇特异性结合的抗体
(4) 部分种类失效,部分种类有效 有效
【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)对小鼠多次注射特定抗原的目的是确保获得能产生所需抗体的B淋巴细胞,在单克隆抗体的制备过程中,由融合细胞到单克隆抗体需要多次筛选,第一次筛选通常采用特定的选择培养基筛选出杂交瘤细胞,对上述过程得到的杂交瘤细胞要进行克隆化培养和抗体检测,就可获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。
(2)与多克隆抗体相比,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,并且可以大量制备。
(3)一种抗原中包含多种抗原决定簇,因此注射一种抗原可以刺激小鼠的多种B淋巴细胞,与骨髓瘤细胞融合后产生的杂交瘤细胞可能有多种类型,产生与不同的抗原决定簇特异性结合的抗体。若在进行抗体检测时,用不同的抗原决定簇分别检测,将有可能筛选得到产生不同抗体的杂交瘤细胞,所以得到的单克隆抗体并不是只能为同一种类型。
(4)抗原部分结构改变后会出现已制备的单克隆抗体部分种类失效(相应抗原决定簇已改变),部分种类有效(相应抗原决定簇未改变),而多克隆抗体仍有效。
13.(24-25高二下·安徽省安庆市望江县第二中学 ·期中)某研究者用抗原(A)分别免疫3只同种小鼠(X、Y和Z),每只小鼠免疫5次,每次免疫一周后测定各小鼠血清抗体的效价(能检测出抗原抗体反应的血清最大稀释倍数),结果如图所示。
若要制备杂交瘤细胞,需取免疫后小鼠的B淋巴细胞(染色体数目2N=40条),并将该细胞与体外培养的小鼠骨髓瘤细胞(染色体数目2N=60条)按一定比例加入试管中,再加入融合剂诱导细胞融合,经筛选培养及抗体检测得到不断分泌抗A抗体的杂交瘤细胞。回答下列问题:
(1)得到不断分泌抗A抗体的杂交瘤细胞需要经过___________次筛选,一般使用___________筛选融合细胞,抗体检测时得到的杂交瘤细胞还需要经过___________和抗体检测,在进行抗体检测时,需要在多孔细胞板上添加___________,利用___________(原理)进行检测。
(2)制备融合所需的B淋巴细胞时,所用免疫小鼠的血清抗体效价需达到16000以上,则小鼠最少需要经过___________次免疫后才能有符合要求的。达到要求后的X、Y、Z这3只免疫小鼠中,最适合用于制备B淋巴细胞的是___________小鼠,理由是___________。
(3)细胞融合实验完成后,融合体系中除含有未融合的细胞和杂交瘤细胞外,可能还有其他种类融合细胞,体系中出现多种类型细胞的原因是___________。
(4)杂交瘤细胞中有___________个细胞核,属于___________倍体。
(5)未融合的B淋巴细胞经多次传代培养后都不能存活,原因是___________。
【答案】(1) 2/两 选择培养基 克隆化培养 A抗原 抗原抗体特异性结合
(2) 四 Y Y小鼠的血清抗体效价最高
(3)细胞融合是随机的,且融合率达不到100%
(4) 1 四
(5)不能无限增殖
【分析】分析柱形图:用抗原(A)分别免疫3只同种小鼠(X、Y和2),每只小鼠免疫5次,每次免疫一周后测定各小鼠血清抗体的效价,由图可知,随着免疫次数的增加,血清抗体效价逐渐升高。
【详解】(1)在制备单克隆抗体过程中,得到不断分泌抗A抗体的杂交瘤细胞需要经过2次筛选。第一次筛选是为了获得杂交瘤细胞(骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合形成的细胞),第二次筛选是为了获得能产生所需特异性抗体(抗A抗体)的杂交瘤细胞。一般使用选择培养基筛选融合细胞,选择培养基可以抑制未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞的生长,只允许融合的杂种细胞生长。抗体检测时得到的杂交瘤细胞还需要经过克隆化培养和抗体检测,通过克隆化培养从众多杂交瘤细胞中筛选出能稳定分泌所需抗体的细胞株。在进行抗体检测时,需要在多孔细胞板上添加A抗原,因为要检测杂交瘤细胞分泌的抗体是否是抗A抗体,根据抗原抗体特异性结合,就需要用A抗原去与之结合。
(2)观察图中数据,在第四次免疫后,小鼠Y的血清抗体效价大于16000,满足制备融合所需B淋巴细胞时血清抗体效价需达到16000以上的要求,所以小鼠最少需要经过4次免疫。从图中还能看出,当血清抗体效价均达到16000以上时,小鼠Y的效价最大,说明Y小鼠产生的抗体最多,也就意味着Y小鼠体内的B淋巴细胞活性可能更高,所以最适合用于制备B淋巴细胞。
(3)在细胞融合实验中,B淋巴细胞和骨髓瘤细胞混合在一起进行融合,可能出现的融合情况有:B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合形成杂交瘤细胞,B淋巴细胞相互融合形成的细胞,以及骨髓瘤细胞相互融合形成的细胞。而之所以体系中会出现多种类型的细胞,是因为细胞融合这个过程是随机进行的,并且融合率没办法达到100%,不是所有细胞都能成功融合。
(4)因为核膜具有流动性,当免疫后的小鼠B淋巴细胞与体外培养的小鼠骨髓瘤细胞融合时,它们的细胞核会融合形成一个杂交的细胞核,所以杂交瘤细胞中有1个细胞核。小鼠B淋巴细胞是二倍体,骨髓瘤细胞也是二倍体,则融合后的杂交瘤细胞属于四倍体。
(5)未融合的B淋巴细胞属于已经分化的细胞,这类细胞不具备无限增殖的能力,所以在经过多次传代培养后,细胞数量不断减少直至不能存活。
14.(24-25高二下·安徽省蚌埠市A层高中联考 ·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是某双特异性抗体作用图。图2是科研人员通过杂交—杂交瘤细胞技术(免疫的B淋巴细胞和杂交瘤细胞杂交技术)生产能同时识别癌胚抗原和长春碱的双特异性单克隆抗体的部分过程。请分析回答下列问题:
(1)与植物体细胞杂交相比,图2中过程②特有的诱导融合的方法是_____,过程②选用的骨髓瘤细胞_____(选填“能”或“不能”)在HAT培养基上生长。
(2)对③筛选出的杂交瘤细胞,还需进行_____和_____,才能筛选出足够量的既能无限增殖又能产生特异性抗体的杂交瘤细胞。与传统血清抗体相比,单克隆抗体最主要的优点是_____ (答出三点)。
(3)图2中①步骤注射癌胚抗原的目的是_____。图2方框内需要经过_____次筛选,才能获取单克隆杂交—杂交瘤细胞。体外培养到一定时期的单克隆杂交—杂交瘤细胞会因为_____、有害代谢物的积累和培养液中营养物质缺乏等因素而分裂受阻,需进行传代培养。
(4)假设图2中双特异性抗体分子是由若干个氨基酸形成的,下列叙述不正确的是 。
A.该特异性抗体能与人体内各类肿瘤细胞结合
B.双特异性抗体可以在人体内持续发挥作用
C.该双特异性抗体的制备过程中只用到了动物细胞融合技术
D.双特异性抗体能与药物和肿瘤细胞结合,因而不具有特异性
(5)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) 灭活的病毒 不能
(2) 克隆化培养 抗体检测(专一抗体检测) 特异性强、灵敏度高、可大量制备
(3) 刺激小鼠产生相应的B淋巴细胞 2 细胞密度过大
(4)ABCD
(5)双特异性单克隆抗体能将抗癌药物定向带到癌细胞所在位置,在原位杀死癌细胞
【分析】根据题图分析,双特异性抗体制备流程为,先给小鼠注射特定癌胚抗原使之发生免疫反应,然后获取已经免疫的B淋巴细胞。诱导免疫的B细胞和骨髓瘤细胞融合,利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞;再把单克隆杂交瘤细胞与经注射长春碱后从小鼠中获得的免疫的B淋巴细胞再杂交,得到单克隆杂交—杂交瘤细胞,再培养该细胞,最终生产出能同时识别癌胚抗原和长春碱(一种抗癌药物)的双特异性单克隆抗体。
【详解】(1)与植物体细胞杂交相比,诱导动物细胞融合特有的方法是灭活的病毒。小鼠B淋巴细胞在HAT培养基上可正常存活,但不能繁殖,骨髓瘤细胞在HAT培养基上无法生长,骨髓瘤细胞与B淋巴细胞之间形成的融合细胞能在HAT培养基上正常生活,并无限增殖。
(2)为选出能产生专一抗体的细胞,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,即对③筛选出的杂交瘤细胞,还需进行克隆化培养和抗体检测(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。单克隆抗体具有特异性强、灵敏度高的特点,并且可大量制备。
(3)图2中①步骤注射癌胚抗原的目的是刺激小鼠产生相应的B淋巴细胞。图2方框内需要经过2次筛选,先筛选得到对长春碱免疫的B淋巴细胞,后筛选出杂交—杂交瘤细胞。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。
(4)A、该特异性抗体可以识别两种抗原——癌胚抗原和长春碱,不识别所有的肿瘤细胞,A错误;
B、不同的抗体在人体内存留的时间长短不同,抗体不一定在人体内持续发挥作用,B错误;
C、该抗体的制备过程用到了动物细胞培养技术和动物细胞融合技术,C错误;
D、双特异性抗体能与药物和肿瘤细胞结合,具有特异性,D错误。
故选ABCD。
(5)双特异性单克隆抗体能将抗癌药物定向带到癌细胞所在位置,在原位杀死癌细胞,对人体的副作用更小,这是利用单克隆抗体治疗疾病。
地 城
考点03
动物体细胞核移植培养技术和克隆动物
一、单选题
1.(24-25高二下·安徽省皖中名校联盟 ·期中)我国科学家利用体细胞核移植技术成功克隆了濒临灭绝的某地方牛种。下列叙述正确的是( )
A.若改为胚胎细胞核移植难度将减小
B.从牛卵巢中采集的卵母细胞可以直接进行受精作用
C.“对卵母细胞进行去核操作”中的“去核”是指去除以核膜为界限的细胞核
D.克隆牛培育成功体现了动物细胞具有全能性
【答案】A
【分析】动物细胞核移植技术:1、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、原理:动物细胞核的全能性。
【详解】A、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。体细胞核移植比胚胎细胞核移植难度大,A正确;
B、从牛卵巢中采集的卵母细胞要培养到MⅡ期,不可以直接进行受精作用,B错误;
C、在卵母细胞去核之前核膜已经消失,细胞中没有完整的细胞核,“对卵母细胞进行去核操作”中的“去核”是指去除纺锤体-染色体复合物,C错误;
D、克隆牛培育需要进行核移植,培育成功体现了动物细胞的细胞核具有全能性,D错误。
故选A。
2.(24-25高二下·安徽省阜阳市临泉县田家炳实验中学 ·期中)为保证实验的成功,选择合适的生物材料非常关键。下列选择不合理的是( )
A.选择动物胚胎或幼龄动物的组织、器官进行动物细胞培养,有利于获得大量细胞
B.从野生红豆杉的树皮或树叶中大量提取紫杉醇
C.常选用植物的茎尖组织培养以获得脱毒植株
D.选择植物的愈伤组织进行诱变处理可筛选出有用的突变体
【答案】B
【分析】动物细胞培养常选择动物胚胎或幼龄动物的组织、器官进行动物细胞培养,细胞分化程度低,细胞分裂能力强,利于细胞增殖,数量增多,动物细胞培养的原理是细胞增殖;植物顶端分生区附近(如茎尖)的病毒极少,甚至无病毒,可以采用茎尖组织培养技术脱去病毒,从而获得脱毒苗。
【详解】A、动物胚胎或幼龄动物的器官或组织细胞分化程度低,细胞分裂能力强,选择动物胚胎或幼龄动物的组织、器官进行动物细胞培养有利于获得大量细胞,A正确;
B、野生红豆杉是濒危物种,采用植物细胞工程获得大量紫杉醇,B错误;
C、植物顶端分生区附近(如茎尖)的病毒极少,甚至无病毒,可以采用茎尖组织培养技术脱去病毒,从而获得脱毒苗,C正确;
D、愈伤组织细胞处于分生状态,易受外界环境因素影响,因此选择植物的愈伤组织进行诱变处理,再进行人工选择,可获得优质的突变体,D正确。
故选B。
3.(24-25高二下·安徽省阜南实验中学 ·期中)动物细胞工程常用的技术不包括( )
A.动物细胞融合 B.动物细胞核移植 C.体外受精 D.动物细胞培养
【答案】C
【分析】动物细胞工程常用技术包括动物细胞培养、动物细胞融合和动物细胞核移植等,其中动物细胞培养是动物细胞工程的基础。
【详解】动物细胞工程常用的技术包括动物细胞融合、动物细胞核移植和动物细胞培养,体外受精属于胚胎工程,C符合题意。
故选C。
二、非选择题
4.(24-25高二下·安徽省安庆市第二中学 ·期中)传统上,癌症有化疗、免疫疗法、放疗和手术等治疗方法。研究结果显示,干细胞疗法在癌症治疗方面有新的突破,源自骨髓的间充质干细胞自然迁移并黏附在肿瘤上,可用于将抗癌药物直接输送至癌细胞。间充质干细胞还可以调节肿瘤微环境中的免疫成分以延缓癌症发展。请回答下列问题:
(1)间充质干细胞在体外培养时要先用_____________酶处理使其分散成单个细胞;间充质干细胞需要置于含95%空气和5%CO2的混合气体的CO2培养箱中进行培养,原因是___________。
(2)若自体间充质干细胞不能满足使用,可以进行克隆,动物体细胞核移植所用的受体细胞通常是__________。可通过___________去除受体细胞的细胞核,哺乳动物的核移植可以分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植,其中移植成功率较高的是_______________,原因是____________。
(3)阿霉素是一种抗肿瘤药物,可抑制DNA和RNA的合成,对正常细胞也有一定毒性。治疗肿瘤时,可以用单克隆抗体捆绑阿霉素制成生物导弹,有针对性的作用于肿瘤细胞,单克隆抗体是由________________分泌的,具有__________(答出2点)的特点;与直接使用阿霉素相比,生物导弹的优点是____________。
【答案】(1) 胰蛋白(或胶原蛋白) O2是间充质干细胞细胞代谢所必需的,CO2的主要作用是维持培养液的pH
(2) MⅡ期(去核)的卵母细胞 显微操作 胚胎细胞核移植 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
(3) 杂交瘤细胞 能准确地识别抗原的细微差异,与肿瘤细胞抗原发生特异性结合,并且可以大量制备 能减轻阿霉素对正常细胞的伤害
【分析】1、单克隆抗体的制备:(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。
2、动物细胞培养的流程: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)——二氧化碳培养箱。
【详解】(1)在动物细胞培养的过程中,间充质干细胞要先用胰蛋白(或胶原蛋白)酶处理使其分散成单个细胞;培养箱中空气含有的O2是间充质干细胞细胞代谢所必需的,CO2的主要作用是维持培养液的pH。
(2)动物体细胞核移植所用的受体细胞通常是MⅡ期去核的卵母细胞,可通过显微操作去除受体细胞的细胞核。哺乳动物的核移植可以分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植,由于动物胚胎细胞分化程度低,表现全能性相对容易,而动物体细胞分化程度高,表现全能性十分困难,因此胚胎细胞核移植的成功率较高。
(3)单克隆抗体是由杂交瘤细胞合成和分泌的,具有能准确地识别抗原的细微差异,与肿瘤细胞抗原发生特异性结合,并且可以大量制备等特点;阿霉素对正常细胞也有一定毒性,而单克隆抗体特异性强,可减轻阿霉素对正常细胞的伤害。
试卷第1页,共3页
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专题03 动物细胞工程
3大高频考点概览
考点01 动物细胞培养技术
考点02 动物细胞融合技术与单克隆抗体
考点03 动物体细胞核移植技术与克隆动物
地 城
考点01
动物细胞培养技术
一、单选题
1.(24-25高二下·安徽省蚌埠市·期中)哺乳动物的体细胞有一定的分裂次数上限,如果贴壁细胞在体外传代培养过程中,接触抑制现象消失,则表明这些细胞已经成为可以恶性增殖的癌变细胞。下列相关叙述正确的是( )
A.用于培养和进行特定研究的动物细胞全都取自动物胚胎
B.胃蛋白酶的活性太强,故一般不用其进行组织细胞的分散
C.更换培养基可为细胞补充营养物质和清除细胞代谢废物
D.用CO2培养箱可以保证细胞在95%O2和5%CO2条件下生长
2.(24-25高二下·安徽省芜湖市镜湖区安徽师范大学附属中学·期中)如图为制备iPS细胞(诱导多能干细胞)的过程示意图:①小鼠胚胎成纤维细胞培养→②用分别含有Oct4、Sox2、c-Myc、Klf4基因的四种慢病毒载体感染小鼠胚胎成纤维细胞→③置于含有饲养层细胞的胚胎干细胞培养基中培养→④鼠胚胎成纤维细胞脱分化,形成iPS细胞。相关叙述正确的是( )
A.步骤①应在含5%CO2的恒温培养箱中进行,CO2的作用是参与细胞的呼吸作用
B.步骤②慢病毒载体会受到免疫细胞的攻击,可能导致感染效率的降低
C.步骤③培养基中的饲养层细胞可为成纤维细胞提供所必需的生长因子
D.步骤④形成iPS细胞的实质是基因的选择性表达,使其功能趋向于专门化
3.(24-25高二下·安徽省皖中名校联盟·期中)间充质干细胞(MSC)是一种成体干细胞,具备分化为骨细胞、脂肪细胞等的潜能。目前已被用于器官移植及组织器官修复,下列叙述正确的是( )
A.MSC培养过程中可加入适量抗生素和血清以防止杂菌污染
B.可用胶原蛋白酶处理体外培养的MSC以解除细胞接触抑制的现象
C.培养MSC细胞,需要为其创造95%O2和5%CO2的气体环境
D.MSC具有组织特异性,在体内可分化形成诱导多能干细胞
4.(24-25高二下·安徽省阜阳市临泉县田家炳实验中学·期中)绝大部分用于生产生物医药产品的哺乳动物细胞为贴壁生长细胞,这给大规模生物医药产品的生产带来很大困难。微载体的出现,从根本上改变了传统的细胞培养工艺,以悬浮在培养液中的微珠作为细胞贴附的载体,可以在轻度搅拌下进行动物细胞培养。下列说法错误的是( )
A.轻度搅拌有利于细胞的氧气供应
B.接触抑制现象有利于传统工艺中产品的大规模生产
C.微珠为细胞的贴壁生长提供了足够的表面积
D.传代培养时,贴壁细胞需要重新用胰蛋白酶等处理
5.(24-25高二下·安徽省阜阳市临泉县田家炳实验中学·期中)华蟾素注射液是我国经典的抗肿瘤药物,研究人员为探寻华蟾素注射液抗肝癌HepG-2细胞的作用机理,用华蟾素注射液和肝癌HepG-2细胞进行了一系列实验,结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A.在体外培养细胞时,必须保证环境是无菌、无毒的
B.肝癌细胞培养时,需将它们置于含有95%空气和5%CO2混合气体的CO2培养箱中进行培养
C.据图甲可知,华蟾素能有效地抑制肝癌HepG-2细胞增殖,且其抑制效果只与浓度呈正相关
D.图乙的结果进一步表明,华蟾素的作用机理可能是抑制肝癌HepG-2细胞的DNA分子复制
6.(24-25高二下·安徽省芜湖市镜湖区芜湖市第一中学·期中)三维细胞培养技术(3D细胞培养)是通过人工模拟细胞间质微环境,允许动物细胞在三维空间中生长和相互作用的技术。与传统的细胞培养相比,3D细胞培养更接近体内细胞的实际生长环境。下列说法正确的是( )
A.传统细胞培养时,细胞并不都需要贴附于某些基质表面才能生长增殖
B.用胰蛋白酶处理传统培养的贴壁细胞,断裂其胞间连丝使之游离便于传代
C.3D细胞培养前需要对动物组织进行灭菌处理,培养时需定期更换培养液
D.利用3D细胞培养技术研究干细胞分化过程时,通常需要进行分瓶处理
7.(24-25高二下·安徽省芜湖市镜湖区芜湖市第一中学·期中)器官移植和细胞治疗过程中面临着免疫排斥的难题。将患者的干细胞诱导分化成所需的器官或细胞用于移植,理论上可避免发生免疫排斥反应。下列相关叙述错误的是( )
A.胚胎干细胞存在于早期胚胎中,具有分化形成所有组织、器官的潜能
B.成体干细胞具有组织特异性,只能分化成特定的细胞或组织
C.诱导多能干细胞用于临床治疗,可能存在导致肿瘤发生的风险
D.将患者自身的体细胞制备诱导多能干细胞,体现动物体细胞具有全能性
8.(24-25高二下·安徽省合肥市普通高中六校联盟·期中)酒精性肠炎与肝炎是长期过量饮酒所致的一种肝肠疾病,患者会发生肝肠细胞损伤、肝脏炎症反应甚至肝衰竭,研究发现某些粪肠球菌能够分泌一种外毒素(即溶细胞素) ,在靶细胞膜上形成孔洞,使部分粪肠球菌转移到肝脏细胞中而毒害肝细胞。以体外培养的肝脏细胞为材料,进行相关实验,结果如图,下列说法错误的是( )
A.自变量为有无溶细胞素或酒精,因变量为细胞的死亡率或损伤率
B.长期过量饮酒可能会使肝脏中粪肠球菌所占比例升高
C.溶细胞素和酒精对肝脏细胞的毒害作用是独立发生且相互可加重病情
D.对照组中除培养液外不加入其他物质,不会有肝细胞死亡或损伤
9.(24-25高二下·安徽省淮北市七中·期中)我国科学家利用人的体细胞制备多能干细胞,再用小分子TH34成功诱导衍生成胰岛B细胞。下列相关叙述错误的是( )
A.基因选择性表达被诱导改变后,可使体细胞去分化成多能干细胞
B.在小分子TH34诱导下,多能干细胞发生基因突变,获得胰岛素基因
C.衍生的胰岛B细胞在葡萄糖的诱导下能表达胰岛素,才可用于移植治疗糖尿病
D.若衍生的胰岛B细胞中凋亡基因能正常表达,细胞会发生程序性死亡
10.(24-25高二下·安徽省阜南实验中学·期中)下图为猪输卵管上皮细胞培养过程示意图。下列有关叙述正确的是( )
A.由于动物细胞间存在粘连蛋白,故甲→乙和丙→丁过程需要用胃蛋白酶处理
B.丙为原代培养,丁为传代培养,二者都需在添加血清的合成培养基进行培养
C.丙过程会出现细胞贴壁生长和接触抑制现象,而丁过程则不会出现此现象
D.为避免培养过程中的杂菌污染,丙、丁过程中培养瓶盖必须旋紧不漏气
11.(24-25高二下·安徽省阜南实验中学·期中)将人细胞与小鼠细胞融合得到的人—鼠杂种细胞进行长期培养,杂种细胞随机丢失一部分人的染色体后,染色体数目会保持稳定,常用于染色体上基因的定位。选取I~III三种杂种细胞,并检测四种酶的活性,只有II具有芳烃羟化酶(AHH)活性,只有III具有胸苷激酶(TK)活性,只有I、III有磷酸甘油酸激酶(PGK)活性, I、II、III均有乳酸脱氢酶(LD)活性。下列分析错误的是( )
A.细胞膜的组成成分相似是细胞融合的结构基础之一
B.细胞培养液需要定期更换,以便清除代谢产物
C.AHH基因位于X染色体上,PGK基因位于2号染色体上
D.TK基因位于17号染色体上,LD基因位于11号染色体上
12.(24-25高二下·安徽省阜阳市临泉县田家炳实验中学·期中)科学家通过体外诱导成纤维细胞,获得了类似于胚胎干细胞的一种细胞,称为诱导多能干细胞(简称iPS细胞)。因为诱导过程无须破坏胚胎,而且iPS细胞可来源于病人自身的体细胞,因此iPS细胞的应用前景优于胚胎干细胞。下列说法错误的是( )
A.干细胞包括胚胎干细胞和成体干细胞,前者只存在于早期胚胎中
B.iPS细胞具有组织特异性,只能分化成特定的细胞或组织
C.在培养iPS细胞的过程中,定期更换培养液可清除代谢废物
D.来源于病人自身的体细胞的iPS细胞,能够避免免疫排斥问题
地 城
考点02
动物细胞融合技术与单克隆抗体
一、单选题
1.(24-25高二下·安徽省皖中名校联盟 ·期中)下列有关细胞工程技术的说法不正确的是( )
A.应用植物组织培养技术培养茎尖分生区得到脱毒苗,获得高产优质的新品种
B.应用植物细胞培养技术对紫草细胞进行培养进而生产紫草宁,几乎不受自然因素影响
C.制备特异性识别肿瘤抗原的单克隆抗体——药物偶联物,可以选择性杀伤肿瘤细胞
D.诱导iPS细胞增殖、分化有望治疗阿尔茨海默病,理论上可以避免免疫排斥反应
2.(24-25高二下·安徽省阜阳市临泉县田家炳实验中学 ·期中)春季甲流肆虐,不少学校因学生陆续得病而停课。下图表示生产用于预防和治疗甲型流感的单克隆抗体过程。下列相关说法正确的是( )
A.若A细胞是小鼠的骨髓瘤细胞,则B细胞是取自无感染病毒的动物或人的B淋巴细胞
B.d过程的常用诱导剂有聚乙二醇(PEG)、灭活的病毒
C.C→D的筛选是指对杂交瘤细胞的克隆化培养和抗体检测,且需经过多次筛选
D.E过程表示将抗体检测呈阴性的杂交瘤细胞注射到小鼠腹腔,从小鼠血浆中提取单克隆抗体
3.(24-25高二下· 安徽省安庆市望江县第二中学·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。如图为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.从小鼠脾脏中获得B细胞,因为脾脏是B细胞产生和成熟的场所
C.可将杂交瘤细胞注入小鼠血液中实现单克隆抗体的大规模生产
D.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—抗体特异性结合
4.(24-25高二下·安徽省合肥市普通高中六校联盟 ·期中)双抗体夹心法是常用的检测抗原含量的方法,流程如图所示。其中固相抗体是由固相载体连接后的单克隆抗体。下列叙述正确的是( )
A.将抗原A注射到小鼠体内,可从脾脏中获得相应单克隆抗体
B.固相抗体的使用数量应多于待测抗原的数量
C.需给予足够长的时间使无色底物充分反应后检测光信号
D.反应体系中光信号越强(颜色越深)则抗原A含量越低
5.(24-25高二下· 安徽省淮北市七中·期中)制备单克隆抗体时需要经过两次筛选,第一次筛选需要用HAT培养基,已知哺乳动物细胞可通过D途径和S途径合成DNA,而小鼠的骨髓瘤细胞只能通过D途径合成DNA.其中进行D途径合成时叶酸及其衍生物是必不可少的,而氨基蝶呤是叶酸的拮抗剂。第二次筛选需要用96孔培养板进行克隆化培养和抗体检测。下列相关叙述正确的是( )
A.HAT培养基中要加入叶酸从而把杂交瘤细胞筛选出来
B.在HAT培养基中杂交瘤细胞可通过D途径和S途径合成DNA因此可以大量增殖
C.用96孔培养板克隆化培养时要用培养液对第一次筛选所得的杂交瘤细胞进行充分稀释以保证分配到每个孔中的细胞数不超过1个
D.克隆化培养后需要向每个孔中加入相应抗体从而进行抗体检测,呈阳性反应的孔中的细胞即为能产生所需抗体的杂交瘤细胞
6.(24-25高二下·安徽省淮北市七中 ·期中)普通的肿瘤治疗——单克隆抗体(单抗)只能结合单一的抗原,无法有效地聚集于肿瘤组织处。双特异性单克隆抗体(双抗)可以将抗肿瘤的药物直接导至靶细胞,通过靶向多个抗原发挥协同抗肿瘤作用。基因工程制备双抗的原理是对传统单抗进行基因工程方面的改造,从而形成双特异性抗体。利用杂交瘤细胞融合也可以制备双抗,先将每个杂交瘤细胞受抗原刺激产生单克隆抗体,然后将这两个杂交瘤细胞融合在一起,此融合的杂交瘤细胞能够重新随机组合“双亲”单抗肽段,从而产生双抗。下列叙述正确的是( )
A.诱导两个杂交瘤细胞融合,一定会产生双抗
B.基因工程改造传统单抗,操作对象是肽链
C.制备杂交瘤过程中需要将能分泌特定抗体的浆细胞与骨髓瘤细胞融合
D.相比于普通化疗,双抗治疗能减少药物的用量并降低正常组织的不良反应
7.(24-25高二下· 安徽省安庆市第二中学·期中)某实验室做了如图所示的实验研究,下列相关叙述,正确的是( )
A.过程①形成的诱导干细胞分化程度高
B.过程②产生具有不同种类蛋白质的各类细胞
C.过程③不需用选择性培养基进行筛选
D.过程④单抗释放需要膜上载体蛋白的协助
二、非选择题
8.(24-25高二下·安徽省卓越县中联盟 ·期中)哺乳动物细胞中合成DNA的 途 径 有两条,一条为D 途 径,由氨基酸及其他小分子化合物合成核苷酸,进而合成DNA,这一 途 径 可以被氨基 喋呤(A)阻断;另一条为S 途 径,利用次黄嘌呤磷酸核糖转移酶(HGPRT)和胸腺嘧啶核苷激酶(TK)催化次黄嘌呤(H)和胸腺嘧啶核苷(T)生成核苷酸,进而合成DNA。在单克隆抗体制备过程中,利用这两种DNA合成 途 径 的差异可筛选出杂交瘤细胞。请回答下列相关问题:
(1)制备抗X抗原单克隆抗体时,要将X抗原注射到小鼠等哺乳动物体内,目的是获得________细胞。一般从经过X抗原处理的小鼠等动物的________中分离出此类细胞。在体外培养的条件下,可以用物理、化学方法或用________诱导它们与骨髓瘤细胞相互融合,以获得各种杂交瘤细胞。
(2)为了让杂交瘤细胞能够持续增殖,其他细胞均不能持续增殖,要用到HAT培养基,即在培养基中加入次黄嘌呤(H)、胸腺嘧啶核苷(T)和氨基 喋呤(A)。用于制备单克隆抗体的骨髓瘤细胞不能在HAT培养基上生长,骨髓瘤细胞应具备的特点是________。
(3)将经过上述选择培养一段时间后的细胞悬液进行多倍稀释,即稀释细胞到3~10个/mL,在96孔板的每孔最多加入细胞悬液0.1mL,使每个孔内不多于________个杂交瘤细胞,达到单克隆培养的目的。一段时间后,在每个培养孔中添加适量________,判断是否得到所需杂交瘤细胞,这种杂交瘤细胞具有________的特点。若要大量制备单克隆抗体,可将该杂交瘤细胞注射到小鼠的腹腔中使其增殖,再从________中提取、纯化获得。
9.(24-25高二下·安徽省芜湖市镜湖区安徽师范大学附属中学 ·期中)类风湿性关节炎(RA)是一种自身免疫病,致残性强。研究表明,该病的病理改变与肿瘤坏死因子-α(TNF-a)密切相关,而一种人鼠嵌合的抗TNF-a单克隆抗体能有效治疗RA。下图为该单克隆抗体制备过程示意图。
(1)_______技术是单克隆抗体技术及其它动物细胞工程技术的基础。
(2)图中的抗原A是_______,选择培养基的作用是_________。图中“( )和抗体检测”,括号内应填_______。
(3)细胞融合完成后,融合体系中含有未融合的细胞、骨髓瘤细胞自身融合细胞、淋巴细胞自身融合细胞和杂交瘤细胞,体系中出现多种类型细胞的原因是______。
(4)单克隆抗体优点是______。
(5)医疗上,把单克隆抗体与化学药物或细胞毒素相结合制成“_______”,借助抗体的定向作用将药物带到病变细胞并将其杀死。
10.(24-25高二下·安徽省六安第二中学 ·期中)科学家想通过制备单克隆抗体的方法来治疗和预防新型冠状病毒肺炎,回答下列问题:
(1)在疫情期间,采用康复者恢复期的血浆进行治疗在临床上有较好的效果,由这种方法获取的抗体不仅产量低而且纯度低,而单克隆抗体的突出优点在于它_______并能大量制备。
(2)在体外进行动物细胞培养时需要在合成培养基的基础上添加______等天然成分。同时,为了维持培养液的pH和供细胞代谢利用,需要提供的气体依次是________。
(3)单克隆抗体的制备过程中,运用了细胞工程中的______和______技术,将新型冠状病毒的抗原蛋白注入小鼠的目的是________。
(4)在单克隆抗体的制备过程中进行了第二次筛选的目的是_______。选出特定的杂交瘤细胞可以在体外或小鼠腹腔内培养,最终从_______中获取大量的单克隆抗体。
11.(24-25高二下·安徽省阜南实验中学 ·期中)埃博拉病毒(EBoV)衣壳外有包膜,包膜上有多种棘突蛋白,其中GP蛋白最为关键,能被宿主细胞识别。如图为制备抗埃博拉病毒单克隆抗体的过程。回答下列问题:
(1)制备抗埃博拉病毒单克隆抗体时,需要用灭活的EBoV对小鼠进行多次注射的目的是___________
(2)细胞融合的原理是___________。诱导动物细胞融合常用的方法除了电融合和___________外,还可以用灭活的病毒进行诱导。
(3)单克隆抗体制备过程中要经过两次筛选。第一次筛选出杂交瘤细胞,再对杂交瘤细胞进行___________,经多次筛选后可获得足够数量的单克隆抗体。
(4)体外培养杂交瘤细胞的培养液中营养物质种类要齐全,比例要合适,此外为补充细胞生长所需的未知营养物质还需要添加___________。
12.(24-25高二下·安徽省皖中名校联盟 ·期中)一个抗原往往有多个不同的抗原决定簇,一个抗原决定簇只能刺激机体产生一种抗体。现用某种抗原处理小鼠(出生后即在无菌室中生存)获得多克隆抗体和单克隆抗体的过程如图所示。回答下列问题:
(1)单克隆抗体的制备过程中,对小鼠多次注射同种特定抗原的目的是 ;B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合后需要进行筛选,第一次筛选通常采用特定的_____培养基筛选出杂交瘤细胞,然后进行_____,经多次筛选就可获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。
(2)与多克隆抗体相比,单克隆抗体的优点为_____(答出2点)。
(3)图中克隆1-4细胞得到的单克隆抗体_____(填是或不是)只能为同一种类型,原因是_____。
(4)若该种抗原发生部分结构改变,已制备的单克隆抗体和多克隆抗体是否仍然有效?
单克隆抗体_____,多克隆抗体_____。
13.(24-25高二下·安徽省安庆市望江县第二中学 ·期中)某研究者用抗原(A)分别免疫3只同种小鼠(X、Y和Z),每只小鼠免疫5次,每次免疫一周后测定各小鼠血清抗体的效价(能检测出抗原抗体反应的血清最大稀释倍数),结果如图所示。
若要制备杂交瘤细胞,需取免疫后小鼠的B淋巴细胞(染色体数目2N=40条),并将该细胞与体外培养的小鼠骨髓瘤细胞(染色体数目2N=60条)按一定比例加入试管中,再加入融合剂诱导细胞融合,经筛选培养及抗体检测得到不断分泌抗A抗体的杂交瘤细胞。回答下列问题:
(1)得到不断分泌抗A抗体的杂交瘤细胞需要经过___________次筛选,一般使用___________筛选融合细胞,抗体检测时得到的杂交瘤细胞还需要经过___________和抗体检测,在进行抗体检测时,需要在多孔细胞板上添加___________,利用___________(原理)进行检测。
(2)制备融合所需的B淋巴细胞时,所用免疫小鼠的血清抗体效价需达到16000以上,则小鼠最少需要经过___________次免疫后才能有符合要求的。达到要求后的X、Y、Z这3只免疫小鼠中,最适合用于制备B淋巴细胞的是___________小鼠,理由是___________。
(3)细胞融合实验完成后,融合体系中除含有未融合的细胞和杂交瘤细胞外,可能还有其他种类融合细胞,体系中出现多种类型细胞的原因是___________。
(4)杂交瘤细胞中有___________个细胞核,属于___________倍体。
(5)未融合的B淋巴细胞经多次传代培养后都不能存活,原因是___________。
14.(24-25高二下·安徽省蚌埠市A层高中联考 ·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是某双特异性抗体作用图。图2是科研人员通过杂交—杂交瘤细胞技术(免疫的B淋巴细胞和杂交瘤细胞杂交技术)生产能同时识别癌胚抗原和长春碱的双特异性单克隆抗体的部分过程。请分析回答下列问题:
(1)与植物体细胞杂交相比,图2中过程②特有的诱导融合的方法是_____,过程②选用的骨髓瘤细胞_____(选填“能”或“不能”)在HAT培养基上生长。
(2)对③筛选出的杂交瘤细胞,还需进行_____和_____,才能筛选出足够量的既能无限增殖又能产生特异性抗体的杂交瘤细胞。与传统血清抗体相比,单克隆抗体最主要的优点是_____ (答出三点)。
(3)图2中①步骤注射癌胚抗原的目的是_____。图2方框内需要经过_____次筛选,才能获取单克隆杂交—杂交瘤细胞。体外培养到一定时期的单克隆杂交—杂交瘤细胞会因为_____、有害代谢物的积累和培养液中营养物质缺乏等因素而分裂受阻,需进行传代培养。
(4)假设图2中双特异性抗体分子是由若干个氨基酸形成的,下列叙述不正确的是 。
A.该特异性抗体能与人体内各类肿瘤细胞结合
B.双特异性抗体可以在人体内持续发挥作用
C.该双特异性抗体的制备过程中只用到了动物细胞融合技术
D.双特异性抗体能与药物和肿瘤细胞结合,因而不具有特异性
(5)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_____。
地 城
考点03
动物体细胞核移植培养技术和克隆动物
一、单选题
1.(24-25高二下·安徽省皖中名校联盟 ·期中)我国科学家利用体细胞核移植技术成功克隆了濒临灭绝的某地方牛种。下列叙述正确的是( )
A.若改为胚胎细胞核移植难度将减小
B.从牛卵巢中采集的卵母细胞可以直接进行受精作用
C.“对卵母细胞进行去核操作”中的“去核”是指去除以核膜为界限的细胞核
D.克隆牛培育成功体现了动物细胞具有全能性
2.(24-25高二下·安徽省阜阳市临泉县田家炳实验中学 ·期中)为保证实验的成功,选择合适的生物材料非常关键。下列选择不合理的是( )
A.选择动物胚胎或幼龄动物的组织、器官进行动物细胞培养,有利于获得大量细胞
B.从野生红豆杉的树皮或树叶中大量提取紫杉醇
C.常选用植物的茎尖组织培养以获得脱毒植株
D.选择植物的愈伤组织进行诱变处理可筛选出有用的突变体
3.(24-25高二下·安徽省阜南实验中学 ·期中)动物细胞工程常用的技术不包括( )
A.动物细胞融合 B.动物细胞核移植 C.体外受精 D.动物细胞培养
二、非选择题
4.(24-25高二下·安徽省安庆市第二中学 ·期中)传统上,癌症有化疗、免疫疗法、放疗和手术等治疗方法。研究结果显示,干细胞疗法在癌症治疗方面有新的突破,源自骨髓的间充质干细胞自然迁移并黏附在肿瘤上,可用于将抗癌药物直接输送至癌细胞。间充质干细胞还可以调节肿瘤微环境中的免疫成分以延缓癌症发展。请回答下列问题:
(1)间充质干细胞在体外培养时要先用_____________酶处理使其分散成单个细胞;间充质干细胞需要置于含95%空气和5%CO2的混合气体的CO2培养箱中进行培养,原因是___________。
(2)若自体间充质干细胞不能满足使用,可以进行克隆,动物体细胞核移植所用的受体细胞通常是__________。可通过___________去除受体细胞的细胞核,哺乳动物的核移植可以分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植,其中移植成功率较高的是_______________,原因是____________。
(3)阿霉素是一种抗肿瘤药物,可抑制DNA和RNA的合成,对正常细胞也有一定毒性。治疗肿瘤时,可以用单克隆抗体捆绑阿霉素制成生物导弹,有针对性的作用于肿瘤细胞,单克隆抗体是由________________分泌的,具有__________(答出2点)的特点;与直接使用阿霉素相比,生物导弹的优点是____________。
试卷第1页,共3页
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