内容正文:
专题02 细胞工程
植物细胞工程
考点1
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
D
B
D
C
C
D
D
B
CD
题号
11
答案
ABD
12.【答案】(1) 高压蒸汽灭菌(湿热灭菌) 诱导形成叶绿素,使试管苗能够进行光合作用
(2) 发出绿色荧光 外源基因EGFP和bar插入农杆菌Ti质粒上的T-DNA后可一起转移到被侵染的外植体细胞中,并与外植体细胞的染色体DNA整合到一起 总mRNA、抗原-抗体杂交、喷洒除草剂 a1 >a2 >a3> a4
(3) 观察长寿花幼苗是否表现出白化性状 PDS基因缺失会导致植株无法合成叶绿素,表现为白化,出现白化苗则说明通过基因编辑技术成功实现了PDS基因的敲除
13.【答案】(1) 酒精和次氯酸钠溶液 避免杂菌污染 原生质体 再生出细胞壁
(2) X1和X2 在杂种植株形成过程中,黑芥的某些染色体片段可能发生丢失 将杂种植株和原花椰菜栽培在含有黑腐病菌的相同环境中,比较两者的抗性
动物细胞工程
考点2
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
A
C
A
B
D
B
D
A
A
ABD
题号
11
答案
AC
12.【答案】(1) GPC3(或磷脂酰肌醇蛋白聚糖3蛋白) 动物细胞培养 使小鼠产生更多分泌抗GPC3抗体的B淋巴细胞
(2) GPC3(或高表达GPC3的细胞) 能分泌抗GPC3单克隆抗体的杂交瘤 小鼠腹水
(3) 胰蛋白酶或胶原蛋白酶 血细胞计数板
13.【答案】(1) 刺激小鼠产生免疫反应,产生能分泌抗SCF或抗TSLP抗体的B淋巴细胞 悬浮培养 清除代谢废物,防止细胞代谢物积累对细胞自身造成伤害
(2)蛋白质分子和脂质分子重新排布
(3) 未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞 每一个孔只接种一个杂交瘤细胞 SCF或TSLP抗原
(4)使用一种抗体就可以同时阻断两种不同的炎症致病途径,达到比抑制单一途径更好的治疗效果
14.【答案】(1) 避免伦理争议和不发生排斥反应 血清/动物血清 维持培养基pH相对稳定
(2)Wnt信号通路抑制HDAC5的表达
(3)HDAC5在第一、三阶段抑制内皮细胞分化(即分别抑制中胚层细胞、内皮细胞的形成),在第二阶段促进内皮细胞分化(即促进血管前体细胞的形成)
(4)通过改变相关基因组蛋白的乙酰化水平,从而在不同阶段对分化所需的关键基因起到正或负调控的作用
15.【答案】(1) 细胞增殖和细胞膜的流动性 灭活病毒 需要在超净工作台,酒精灯旁进行操作,保持无菌、无毒的环境
(2) 抗原抗体特异性结合 不能 两种杂交瘤细胞本身已具有HAT抗性,无法区分融合与否
(3) 多种 2 接触抑制、营养耗竭、代谢废物积累等因素
16.【答案】(1) B淋巴细胞 灭活病毒诱导法
(2) 95%空气和5%CO2 既能迅速大量增殖,又能产生所需抗体
(3) HER2蛋白 胞吞 靶点清楚、毒副作用小
17.【答案】(1) 血清 5%的CO2
(2)PEG融合法、电融合法、灭活病毒诱导法
(3) Oua 只有融合的杂交瘤细胞能在HAT培养基上生长,且对Oua耐受能力强,融合的杂交瘤细胞才能生长
(4)将EBV转化细胞分为甲乙两组在培养瓶中培养,甲组加入适量的细胞SHM,乙组加入等量的小鼠骨髓瘤细胞,用相同方法同时进行细胞融合,统计甲乙两组杂交瘤细胞的融合率。
胚胎工程
考点3
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
B
B
A
C
D
C
B
B
AC
题号
11
12
13
14
答案
AC
AD
ABD
ABD
15.【答案】(1) 观察到两个极体或雌、雄原核 95%空气和5%CO2 更新营养物质;清除代谢物,防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害
(2) 滋养层 将内细胞团均等分割
(3) 孵化 原肠胚 促进 宫内膜上皮细胞会分泌营养物质供早期胚胎利用
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专题02 细胞工程
3大高频考点概览
考点01 植物细胞工程
考点02 动物细胞工程
考点03 胚胎工程
地 城
考点01
植物细胞工程
一、单选题
1.(24-25高二下·山东滨州·期末)植物组织培养技术是对木兰等珍稀濒危植物的繁殖、保护性开发利用的有效途径。下列说法错误的是( )
A.幼嫩的外植体分化程度低、全能性高,用于组织培养可提高成功率
B.外植体失去其结构和功能形成愈伤组织的过程中会发生基因的选择性表达
C.根分化和再分化阶段培养基中生长素和细胞分裂素的比例和浓度一般不同
D.植物组织培养技术提高了木兰的有性繁殖能力
2.(24-25高二下·山东济南·期末)植物的快速繁殖是将具有优良性状植株的茎尖等器官、组织、细胞离体培养,获得遗传性状一致植株的技术。芽的诱导常使用加入BA(苄基腺嘌呤)和NAA(萘乙酸)的MS培养基,若将用于诱导芽的MS培养基中的大量元素减半,并添加适宜浓度的NAA,可用于进行根的诱导。下列说法正确的是( )
A.通过植物的快速繁殖可以获得对植物病毒免疫的脱毒苗
B.植物的快速繁殖后代中的优良性状一定能稳定遗传
C.BA的作用是促进细胞分裂和伸长,促进芽的分化
D.与诱导芽分化培养基相比,诱导根分化培养基中的渗透压较低
3.(24-25高二下·山东淄博·期末)紫杉醇是重要的抗肿瘤药物,利用红豆杉细胞悬液培养可获取紫杉醇,流程如图。下列说法正确的是( )
A.诱导脱分化的培养基中不需要添加有机碳源
B.过程 a 可使用纤维素酶和果胶酶进行处理
C.紫杉醇的获取过程体现了植物细胞具有全能性
D.紫杉醇是红豆杉生长和生存所必需的代谢物
4.(24-25高二下·山东东营·期末)IVF杂交系统是一种先进的植物杂交技术,通过在体外环境中对植物的配子(精子和卵细胞)进行操作。该系统在克服生殖障碍、创造新型杂交植物以及拓展遗传资源方面具有重要意义。以下是小麦和水稻的IVF杂交过程。下列说法正确的是( )
A.配子融合之前需要将处理好的细胞放在低渗溶液中培养
B.可以用PEG融合法或灭活病毒诱导法促进配子融合
C.植株再生过程中使用细胞分裂素和生长素比值为1的培养基可促进生根
D.该过程所得后代的细胞质遗传物质来源于小麦和水稻
5.(24-25高二下·山东东营·期末)贯叶金丝桃特定组织中的贯叶金丝桃素具有抗菌、抗炎的特性,可通过细胞产物工厂化大量生产。下列说法正确的是( )
A.用70%的酒精对贯叶金丝桃外植体消毒30min然后立即用无菌水冲洗2~3次
B.切割外植体用的器械可以酒精浸泡后直接使用但培养基必须要高压蒸汽灭菌
C.诱导贯叶金丝桃愈伤组织过程中要置于18~22℃的培养箱中避光培养
D.细胞产物工厂化生产需要将愈伤组织培养到植株阶段
6.(24-25高二下·山东德州·期末)“不对称体细胞杂交”可将一个亲本的部分染色体或染色体上某些片段转移到另一个亲本体细胞内,获得不对称杂种植株。X射线照射可诱导原生质体中染色体断裂、易位或随机消除,抑制其持续分裂能力。碘乙酰胺可抑制糖代谢关键酶活性,阻断细胞分裂但保留细胞活力。疣粒野生稻对水稻白叶枯病具有高度的抗病性,为转移这种抗病性,培育抗病栽培稻,研究人员进行了栽培稻和疣粒野生稻的不对称体细胞杂交,过程如图,①、②分别是不同的处理方式。下列说法正确的是( )
A.①和②分别为碘乙酰胺处理和X射线照射
B.可用灭活的病毒诱导融合原生质体的形成
C.只有异源融合的原生质体才能形成再生细胞团
D.适当提高培养基中生长素的比例有利于再生细胞团生芽
7.(24-25高二下·山东临沂·期末)某研究小组尝试以不同品种的观赏凤梨“橙夏”、“星芒”及食用凤梨“巴厘”为实验材料,通过体细胞杂交技术研发凤梨新品种。下列叙述正确的是( )
A.原生质体需在低渗溶液中长期保存,以防止过度失水而死亡
B.融合后形成的愈伤组织先转接到诱导生根的培养基,再转接到诱导生芽的培养基上
C.体细胞杂交获得的杂种植株细胞中具有来自亲本的2个细胞核
D.培育凤梨新品种的过程体现了细胞膜的流动性和植物细胞的全能性
8.(24-25高二下·山东聊城·期末)某植物组织培养中,愈伤组织再分化所用的培养基含有植物激素X和Y,逐渐改变培养基中这两种植物激素的浓度比,愈伤组织的变化情况如图所示。下列说法错误的是( )
A.当植物激素X的浓度等于Y时,未分化细胞群经分裂形成愈伤组织
B.当植物激素X的浓度低于Y时促进细胞群分化出根
C.植物激素X、Y的浓度、比例等都会影响植物细胞的发育方向
D.切取一定大小的茎尖进行植物组织培养,就可以获得抗病毒植株
9.(24-25高二下·山东枣庄·期末)下图为菊花组织培养流程图,相关叙述正确的是( )
A.外植体用酒精和次氯酸钠消毒后都需要用蒸馏水清洗2-3次
B.外植体接种时形态学下端要插入诱导愈伤组织的培养基中
C.阶段①和阶段②都需要遮光处理
D.阶段②需先诱导生根再诱导生芽
二、多选题
10.(24-25高二下·山东济南·期末)科研人员利用茶树(2n=30)的花药培养出茶树植株。下列说法正确的是( )
A.形成愈伤组织是脱分化的过程,未发生基因的选择性表达
B.在一定的激素和营养等条件下,离体的花药可再分化为愈伤组织
C.茶树花药愈伤组织诱导过程中一般不需要给予光照条件
D.用一定方法处理花药愈伤组织,使其染色体数目加倍,可获得纯合体茶树植株
11.(24-25高二下·山东聊城·期末)某团队利用植物体细胞杂交技术获得了三倍体无核柑橘,方法是:首先处理由二倍体柑橘的花粉离体培养得到的愈伤组织,获得原生质体;然后处理二倍体柑橘幼叶细胞获得原生质体;随后诱导两种原生质体融合,培养一段时间后检测再生愈伤组织细胞中的核DNA含量,结果如图所示(融合的原生质体仅发生两两融合)。下列说法错误的是( )
A.制备原生质体时需要用胰蛋白酶将植物组织分散成单个细胞
B.诱导原生质体融合时可以在无菌水中采用PEG融合法或电融合法
C.培养核DNA相对含量为75的细胞可获得三倍体无核柑橘
D.核DNA相对含量为25、50的细胞来自未融合的原生质体
三、解答题
12.(24-25高二下·山东泰安·期末)多肉植物因其观赏性和耐旱易栽培的特点受到越来越多人的喜爱。研究人员以叶插繁殖能力强的多肉植物长寿花为实验材料,通过使用改良的“切—浸一芽”(CDB)方法实现了多肉植物的遗传转化和基因编辑,为多肉植物的遗传改良开辟了新途径。下图甲、乙分别表示利用常规转化法和CDB法对长寿花进行基因改造的一般流程。
(1)无菌操作是图甲操作成功的关键,诱导愈伤组织的固体培养基分装后应采用_________法灭菌。①过程还需要提供光照,目的是________。
(2)为测试图乙CDB方法能否对长寿花实现遗传转化,研究人员用携带绿色荧光蛋白基因(EGFP)和除草剂抗性基因(bar)的农杆菌K599侵染外植体B,再将被侵染的外植体放入充满湿润土壤的培养箱中培养。紫外灯下,实现遗传转化的转基因芽表现为_______;农杆菌侵染能将EGFP和bar等外源基因递送到外植体B细胞中的原因是________。为确定转化效率,研究人员以感染农杆菌的100个外植体培养获得的转基因长寿花B,为材料,采取下表多种方式进行鉴定,下表中①~③依次代表_________;表中检测目标的检出比例从大到小依次是________。
方法
检测对象
检测目标
检出比例
PCR扩增
基因组DNA
bar基因
a1
分子杂交
①
bar基因转录产物
a2
②
总蛋白质
bar基因翻译产物
a3
③
幼苗
抗除草剂幼苗
a4
(3)为了进一步确定CDB方法能否用于传递基因编辑工具,研究人员选择与叶绿素合成有关的叶绿烯去饱和酶基因(PDS)作为靶基因进行基因编辑实验,构建了用于敲除PDS的CRISPR/Cas9基因编辑载体。鉴定导入长寿花B1中的基因编辑载体是否成功发挥作用的方法是_________,依据是_______。
13.(24-25高二下·山东聊城·期末)花椰菜是人们喜爱的蔬菜,但黑腐病是困扰花椰菜种植的一大问题,研究人员希望通过植物体细胞杂交的方式,让花椰菜获得黑芥的黑腐病抗性基因。回答下列问题。
(1)研究者通过如图1的过程,获得再生植株。
①需要使用________(试剂)对花椰菜、黑芥组织进行消毒,消毒的目的是_______。
②图中(a)处应填写_______,细胞融合成功的标志是_______。
(2)获得再生植株后,研究者利用各种手段进行筛选和鉴定。
①研究者提取再生植株细胞的DNA,用特定引物进行PCR后,进一步电泳鉴定,结果如图2。X1、X2、X3是不同植株的测定结果,其中确定是杂种植株的是________,X1中包含全部来自花椰菜的特征性片段,但仅包含部分来自黑芥的特征性片段,其原因是_______。
②筛选出杂种植株之后,需要鉴定其黑腐病抗性相对于原花椰菜植株是否提升,方法是_______。
地 城
考点02
动物细胞工程
一、单选题
1.(24-25高二下·山东菏泽·期末)科学家利用单克隆抗体技术制备了针对某肿瘤标志蛋白X的抗体,并利用Western blot法检测了肿瘤患者组织样本中的蛋白X,Western blot法中应先将蛋白质进行电泳分离,再将抗体与目标蛋白结合,成功结合后可以观察到相应条带,实验结果如图所示。下列说法错误的是( )
A.制备单克隆抗体时,应将蛋白X的抗体作为抗原
B.Western blot法应用了抗原—抗体杂交等技术
C.受测样本1的蛋白X可能被降解
D.受测样本2的蛋白X中有与该单克隆抗体结合的位点
2.(24-25高二下·山东滨州·期末)利用动物体细胞核移植技术培育转基因牛的过程如图所示,下列说法正确的是( )
A.牛乙需选择具有产奶量高等优良性状的母牛
B.犊牛丁只含有来自甲的遗传物质
C.卵母细胞中含有激活体细胞核全能性的活性物质
D.植入牛丙子宫前需取滋养层细胞进行性别鉴定
3.(24-25高二下·山东济南·期末)体细胞核移植技术中消除供体细胞携带的表观遗传标志的过程被称为重编程,不完全重编程是导致体细胞核移植胚胎发育效率低的一个重要原因。H3K9me3修饰是一种重要的组蛋白甲基化形式,会引起某些基因的表达沉默和造成表观遗传重编程障碍。研究发现,在猪的核移植胚胎中显微注射编码H3K9me3去甲基化酶的mRNA或沉默供体细胞中SUV39H1/2基因的表达可调节H3K9me3修饰水平,显著提高了克隆胚胎的发育效率。毛壳素是SUV39H1/2基因表达的特异性化学抑制剂。下列推断合理的是( )
A.SUV39H1/2可能通过其表达产物提高H3K9me3修饰水平
B.用毛壳素处理供体细胞可降低体细胞核移植胚胎的发育能力
C.体细胞核移植技术获取后代利用了动物细胞的全能性
D.H3K9me3修饰过程属于重编程,会影响组蛋白的功能
4.(24-25高二下·山东淄博·期末)线粒体 DNA (mtDNA) 异常会严重危害人类健康。利用核移植技术重构卵母细胞, 获得健康个体的过程如图。下列说法错误的是( )
A.“移除原核” 是去掉卵母细胞的纺锤体一染色体复合物
B.受精前需将 a 结构吸出,防止形成多倍体
C.可使用乙醇激活携带健康 mtDNA 的重构胚
D.该健康个体同时拥有父亲、母亲及卵母细胞捐献者的部分基因
5.(24-25高二下·山东淄博·期末)动物细胞培养技术在基础研究、临床研究、蛋白质药物和疫苗生产等方面有广泛应用, 下列关于动物细胞培养的说法正确的是( )
A.体外培养的细胞先悬浮生长后贴壁生长
B.贴壁生长的细胞停止分裂增殖的原因是接触抑制
C.进行传代培养前均需用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理
D.培养液中通常含有糖类、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清
6.(24-25高二下·山东东营·期末)利用体细胞核移植技术将精子与去核的卵母细胞融合,通过诱导可获得单倍体胚胎干细胞,在遗传分析中具有重要应用。下列说法正确的是( )
A.胚胎干细胞具有组织特异性可发育成其它各种细胞
B.对MⅡ期的卵母细胞去核操作时,可采用紫外线短时间照射等方法
C.可用电融合法使两细胞融合,用高Ca2+—高pH法激活重构细胞
D.融合之前的细胞一般置于含95%氧气的培养箱培养
7.(24-25高二下·山东德州·期末)特定信号分子与T细胞表面的CTLA-4和PD-1结合后,能引起T细胞凋亡,从而使机体失去清除癌细胞的能力。科研人员利用两种不同的杂交瘤细胞融合得到了能产生抗CTLA-4和PD-1的双特异性抗体的双杂交瘤细胞。下列说法正确的是( )
A.向小鼠体内注射CTLA-4和PD-1,可获得能同时产生两种抗体的B细胞
B.需用特定的选择培养基筛选异种融合的双杂交瘤细胞
C.双杂交瘤细胞需要用CTLA-4和PD-1刺激,才能产生双特异性抗体
D.筛选能产生双特异性抗体的双杂交瘤细胞时,需使用CTLA-4和PD-1
8.(24-25高二下·山东泰安·期末)T-DXd是一种靶向肿瘤细胞表面抗原 HER2 的抗体药物偶联物,由抗 HER2 单克隆抗体、可裂解连接子和细胞毒性药物DXd组成。其作用机制为抗体与 HER2结合后经胞吞进入肿瘤细胞,连接子在细胞质中被降解,释放的DXd导致核DNA 双链断裂,细胞死亡。下列说法错误的是( )
A.T-DXd与 HER2特异性结合后进入细胞核发挥作用
B.制备单克隆抗体时选择 HER2 作为抗原刺激小鼠后产生免疫应答
C.T-DXd可能通过溶酶体内的水解酶降解连接子释放 DXd
D.单克隆抗体起到了靶向作用实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤
9.(24-25高二下·山东聊城·期末)某些种类的癌细胞表面高表达膜蛋白PSMA,能抑制T细胞的活化,使癌细胞发生免疫逃逸。CD28是T细胞表面受体,其在癌细胞与T细胞结合部位聚集可有效激活T细胞。科研人员尝试利用单抗技术通过诱导两种杂交瘤细胞融合形成双杂交瘤细胞,构建既能结合PSMA,又能结合CD28的双特异性抗体PSMA×CD28,如图所示。下列说法错误的是( )
A.同时将PSMA和CD28注射到小鼠体内,可获得同时产生两种抗体的浆细胞
B.临床上给癌症患者注射抗PSMA受体的抗体有一定的抗癌作用
C.双杂交瘤细胞产生多种抗体的原因是其能表达出可随机组合的L链和H链
D.与PSMA×CD28生产有关的技术有动物细胞培养、动物细胞融合技术等
二、多选题
10.(24-25高二下·山东淄博·期末)CD47 高表达于肺癌、乳腺癌等多种恶性肿瘤细胞表面,被认为是极具潜力的免疫治疗靶点。科研人员用小鼠制备了 CD47 单克隆抗体,下列说法错误的是( )
A.将病毒的抗原结构破坏制备成灭活病毒,利用其感染能力诱导细胞融合
B.制备 CD47 单克隆抗体使用的 B 淋巴细胞取自注射过 CD47 的小鼠肝脏
C.用 96 孔板培养和筛选杂交瘤细胞时, 每孔中尽量只接种一个杂交瘤细胞
D.将能产生所需抗体的杂交瘤细胞注入小鼠体内,从其血浆中分离抗体
11.(24-25高二下·山东德州·期末)利用生物技术培育新品种、制备生物产品时都需要进行筛选或检测。下列说法错误的是( )
A.用发酵工程生产柠檬酸钠时,应采用过滤、沉淀等方法获得产品
B.用 96 孔板筛选杂交瘤细胞时,每个孔中尽量只接种一个细胞
C.培育乳腺生物反应器时,可用 PCR 检测目的基因是否转录出 mRNA
D.用植物体细胞杂交培育作物新品种时,需对杂种细胞和杂种植株进行筛选
三、解答题
12.(24-25高二下·山东滨州·期末)磷脂酰肌醇蛋白聚糖 - 3 蛋白(GPC3)是一类分布在细胞膜表面的糖蛋白。GPC3在成人组织中不表达或低表达,在肝癌组织中特异性高表达。科研人员利用杂交瘤技术制备抗GPC3单克隆抗体并与海兔毒素衍生物(MMAE)偶联,制成抗体 - 药物偶联物(ADC),为靶向治疗肝癌奠定基础。
(1)制备抗GPC3单克隆抗体首先需要免疫小鼠。科研人员通过DNA重组技术将相应基因导入受体细胞,筛选其中高表达________的细胞,然后通过________技术获得克隆细胞群并定期注射给小鼠,给小鼠多次注射该细胞群的目的是________。
(2)将96孔板中填充________后,再入经选择培养基筛选得到的杂交瘤细胞进行抗体检测,检测结果为阳性的即为________细胞。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。
(3)检测ADC对肿瘤细胞增殖的影响同样在96孔板中进行,将肝癌组织经________处理后,制成单细胞悬液,采用台盼蓝染色法鉴定细胞活力并将细胞悬液滴在________上,使用显微镜观察进行细胞计数,调整肝癌细胞密度为1×106个/mL,与待测ADC混合,培养一段时间后检测肝癌细胞存活率。
13.(24-25高二下·山东东营·期末)某些炎症疾病通常由多种途径驱动,如干细胞因子(SCF)和胸腺基质淋巴细胞增多素(TSLP)两种炎症促进因子,可通过不同途径诱导炎症疾病的发生。传统的单靶点抗体疗效有限,多特异性抗体制备对于临床靶向治疗相关疾病具有重要价值。以下是针对SCF和TSLP的双特异性抗体制备过程。回答下列问题。
(1)在提取小鼠B淋巴细胞之前需要用SCF或TSLP多次注射到小鼠体内,目的是_____。与其它大多数细胞不同,在体外培养骨髓瘤细胞时,应采用的培养方式为_______,在培养过程中需要定期更换培养液,原因是______。
(2)常用灭活病毒诱导法诱导B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合,原理是灭活病毒可使细胞膜上的_______,细胞膜打开,细胞发生融合。
(3)图中筛选1用特定的培养基进行筛选,不能在该培养基上继续生长的细胞有_______,筛选2通常用多孔板进行培养和筛选,对杂交瘤细胞的培养液进行充分稀释,尽量使_______。通过培养让它增殖为单克隆细胞,再用_____进行抗体检测获得两种杂交瘤细胞。
(4)使用SCF/TSLP双特异性抗体治疗炎症疾病具有较高的临床价值,与单克隆抗体相比其优点是_______。
14.(24-25高二下·山东德州·期末)人诱导多能干细胞(hiPSCs)是通过将特定转录因子导入成熟细胞中,使其重新编程为类似ES细胞的多能性干细胞。将hiPSCs诱导分化为内皮细胞的三个阶段如图,其中CHIR、BMP4、FGF2、VEGF为定向诱导分化因子。
(1)与使用外源ES细胞相比,利用患者体细胞诱导得到的hiPSCs细胞治疗某些疾病时具有的优势有________(写出两点)。在诱导hiPSCs细胞分裂分化的过程中,需在培养液中加入________等一些天然成分,同时需提供一定的气体环境,其中的主要作用是________。
(2)内皮细胞的形成过程受细胞中Wnt信号通路的调控。研究发现,组蛋白去乙酰化酶5(HDAC5)的表达在内皮细胞形成中有显著变化,为研究Wnt信号通路与HDAC5表达的关系,研究者利用CHIR(Wnt信号通路激活剂)和IWP-2(Wnt通路抑制剂)进行了相关实验,将各组表达的HDAC5进行电泳,结果如下。据此分析,Wnt信号通路与HDAC5表达的关系是________。
(3)为进一步确定HDAC5在内皮细胞形成三个阶段中的作用,研究者将HDAC5抑制剂BML210分别加入三个阶段的培养基中,检测三个阶段分化的标志物BraT、CD31、CD144的表达量,结果如下图。据此分析,HDAC5对内皮细胞分化的三个阶段的作用是________。
(4)根据HDAC5的作用分析,其对三个阶段的调控作用机理可能为________。
15.(24-25高二下·山东临沂·期末)一种杂交瘤细胞只能产生一种抗体,将两株不同杂交瘤细胞融合形成双杂交瘤细胞,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;PSMA是某些种类癌细胞表面高表达膜蛋白;CD28是T细胞表面受体。PSMA×CD28既能选择性地靶向结合某种癌细胞表面的PSMA蛋白,又能特异性地结合T细胞表面的CD28蛋白,从而激活T细胞,通过活化的T细胞来识别和杀灭目标癌细胞。图1所示为双特异性抗体PSMA×CD28的生产流程,图2所示为双特异性抗体PSMA×CD28的结构及作用机理。
(1)图1过程用到的动物细胞工程技术涉及的相关原理有________________。相对于植物体细胞杂交技术中所用的诱导原生质体融合的方法,图1中所示的诱导融合所特有的是________法。在体外进行动物细胞培养时必须保证的环境条件之一为无菌,即需要________________。
(2)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,将获得的细胞进行多倍稀释,借助多孔细胞培养板,利用________原理进行进一步筛选得到杂交瘤细胞A/B,再诱导两种杂交瘤细胞融合。此时,再利用HAT选择培养基________(填“能”或“不能”)成功筛选出融合的双杂交瘤细胞,原因是_________________________。
(3)抗体都是由两条H链和两条L链组成的4条肽链对称结构,由于融合细胞会表达出两种L链和两种H链且L链和H链又能随机组合,因此杂交瘤细胞AB会产生________(填“一种”或“多种”)抗体。筛选双特异性抗体时需要使用制备单克隆抗体时所使用的图2中抗原物质,该过程至少需要________次抗原检测。双杂交瘤细胞体外培养到一定时期因为________________等因素而分裂受阻,需进行传代培养。
16.(24-25高二下·山东枣庄·期末)乳腺癌细胞膜上的HER2蛋白含量是正常组织中的100倍以上,可作为理想的肿瘤治疗靶标。科研人员首先制备HER2单克隆抗体,再构建HER2单克隆抗体—药物偶联物(ADC)来提高乳腺癌治疗效率,ADC的作用机制如下图所示:
(1)在单克隆抗体制备过程中,从免疫后的小鼠的脾中获取______,然后利用动物细胞融合特有的______法与骨髓瘤细胞融合。
(2)培养杂交瘤细胞时通常采用培养皿或松盖培养瓶,并将其置于含有______的混合气体的CO2培养箱中进行培养。经过第二次筛选的杂交瘤细胞的特点是______。
(3)过程①中ADC与乳腺癌细胞膜上的______(填物质名称)结合,通过______方式进入乳腺癌细胞。ADC与普通抗癌药物相比,具有的优势是______。
17.(24-25高二下·山东济南·期末)用EBV(一种病毒颗粒)感染经特定抗原刺激后人的B淋巴细胞,可以获得EBV转化细胞,该种细胞具有极强的增殖能力,但其分泌的抗体性能不稳定且抗体的产量低。为解决该问题,科研人员进行了如图操作。HATR/OuaS表示该种细胞能在HAT培养基中生存和增殖,对抗病毒药物Oua耐受能力极差;HATS/OuaR表示该种细胞不能在HAT培养基中生存和增殖,对抗病毒药物Oua耐受能力强。
(1)对EBV转化细胞进行培养一般使用的培养液中通常需要加入________等天然成分。且需维持培养液的pH相对稳定,发挥这一作用的气体为________(写出体积分数)。
(2)骨髓瘤细胞与EBV转化细胞进行细胞融合的方法有________(写出两种)
(3)为筛选获得合适的杂交瘤细胞,在HAT培养基中添加________,在该培养基上能够获得杂交瘤细胞的原因是________。
(4)进一步研究发现,人鼠间细胞融合存在不稳定性,杂交瘤细胞融合率低。科研人员构想将人源细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合形成细胞SHM,再与EBV转化细胞进行动物细胞融合,以期提高杂交瘤细胞融合率。现需设计实验验证该猜想,请写出实验思路(实验材料:EBV转化细胞,细胞SHM,小鼠骨髓瘤细胞)________。
地 城
考点03
胚胎工程
一、单选题
1.(24-25高二下·山东菏泽·期末)胚胎分割技术的应用为优良牲畜的大量繁殖提供了有效的解决办法,如图为牛胚胎分割技术过程示意图。下列说法错误的是( )
A.分割前需观察胚胎是否发育到桑椹胚或囊胚
B.胚胎移植时不需对供体和受体进行同期发情处理
C.通过胚胎分割技术形成的多只牛犊遗传物质组成相同,性状也相同
D.当地普通母牛不会发生免疫排斥反应,胚胎移植前不需要进行免疫检查
2.(24-25高二下·山东济南·期末)科研人员利用胚胎工程技术大量繁育性状优良山羊的新品种,实验过程如下。下列说法正确的是( )
A.操作1中FSH为促性腺激素释放激素,目的是使供体羊超数排卵
B.胚胎工程操作中,常以观察到两个极体或者雌、雄原核作为受精的标志
C.操作2为同期发情处理,雌性羊B须选用遗传性状优良的绵羊
D.可设法除去早期胚胎中的抗体决定基因,以避免免疫排斥反应
3.(24-25高二下·山东东营·期末)杜泊羊生长速度快、肉质好,可通过胚胎工程快速繁殖。关于胚胎工程的说法正确的是( )
A.受精时精子触及卵细胞膜的瞬间,卵细胞膜迅速发生生理反应防止多精入卵
B.胚胎在囊胚期继续分化,囊胚期的内细胞团将来发育成胎儿的各种组织
C.用外源促性腺激素对供体进行超数排卵处理并对受体进行免疫检查以防发生免疫排斥
D.可对桑葚胚或囊胚进行胚胎分割获得同卵多胎杜泊羊,其遗传特性与供体完全相同
4.(24-25高二下·山东泰安·期末)下图表示利用动物细胞工程和胚胎工程等技术获得三类不同动物的过程,下列说法错误的是( )
A.过程①需将采集的精子和培养成熟的卵子置于培养液中共同培养完成受精
B.过程②需要去除MII期卵母细胞中的纺锤体—染色体复合物
C.过程③可以大幅改良动物的某些性状
D.图示3个过程获得的胚胎都需要经过胚胎移植才能获得后代
5.(24-25高二下·山东临沂·期末)我国科学家利用基因编辑技术,获得一只生物节律核心基因BAML1 “敲除”的猕猴,取其成纤维细胞与去核的卵母细胞融合形成重构胚,进一步培育出了BAML1基因敲除的5只克隆猴,用于生物节律机制的研究。下列叙述错误的是( )
A.采集卵母细胞前可用促性腺激素处理雌猴促其排卵
B.重构胚可用Ca2+载体、蛋白酶合成抑制剂等激活,使之完成细胞分裂和发育进程
C.早期胚胎需培养至囊胚或原肠胚时期,移植到经同期发情处理的受体猕猴中
D.可将早期胚胎分割成4等份,经胚胎移植所得到的4个后代遗传物质相同
6.(24-25高二下·山东聊城·期末)我国中科院的研究团队通过培育小鼠孤雌单倍体胚胎干细胞,成功获得了“1母亲0父亲”的孤雌小鼠,实现了哺乳动物的同性繁殖,且该雌性小鼠能正常生殖产生后代,有关技术如图所示。下列说法错误的是( )
A.用促性腺激素对母鼠进行超数排卵处理可以获得更多的卵母细胞
B.图中过程①②的分裂方式分别为减数分裂和有丝分裂
C.用氯化锶激活重构胚,使其完成细胞分裂和发育进程
D.孤雌小鼠的诞生过程没有精子参与,所以其基因型与提供卵母细胞的雌鼠相同
7.(24-25高二下·山东枣庄·期末)线粒体置换是一种基因治疗技术,通过该技术可帮助携带缺陷线粒体基因的女性生育正常的子代,具体操作过程如图所示。下列说法错误的是( )
A.选择的卵母细胞为次级卵母细胞,以便完成受精作用
B.去除的“细胞核”实际上是“纺锤体—染色体复合物”
C.图示获得子代个体的生殖方式与克隆动物的生殖方式相同
D.可以取囊胚的滋养层细胞进行基因检测,再进行胚胎移植
8.(24-25高二下·山东枣庄·期末)饮用牛奶后易出现腹泻等不适症状,这称为乳糖不耐受。为了解决这一问题,科学家将肠乳糖酶基因导入奶牛受精卵,使获得的转基因奶牛分泌的乳汁中,乳糖的含量大大降低,而其他营养成分不受影响。下列叙述错误的是( )
A.在进行①过程前,需要用促性腺激素处理奶牛A
B.收集的精子可使用ATP处理获能以后方可受精
C.可以选择囊胚或桑葚胚进行胚胎分割来提高产量
D.重组质粒含有乳腺细胞中特异表达的基因的启动子
9.(24-25高二下·山东枣庄·期末)干细胞的培养成功是动物细胞培养领域重大的成就之一,干细胞的研究正在如火如荼地开展,下列关于干细胞的叙述正确的是( )
A.胚胎干细胞具有组织特异性,能分化成特定的细胞或组织
B.将正常的造血干细胞移植到病人体内,可以恢复病人的造血和免疫功能
C.可以直接将特定的基因导入成纤维细胞来诱导形成iPS细胞
D.iPS细胞又称诱导多能干细胞,其全能性小于成体干细胞
二、多选题
10.(24-25高二下·山东菏泽·期末)研究人员以耳朵皮肤成纤维细胞、胎儿皮肤成纤维细胞和卵丘细胞三种细胞分别作为供核细胞进行核移植,研究结果如下表所示。下列说法正确的是( )
供核细胞
重构胚数(枚)
卵裂率(%)
囊胚率(%)
孵化率(%)
耳朵皮肤成纤维细胞
39
78.0
19.7
50.0
胎儿皮肤成纤维细胞
33
79.4
35.6
63.9
卵丘细胞
50
85.7
38.0
72.2
A.卵丘细胞更适合用作核移植的供核细胞
B.激活重构胚时,需要电刺激或PEG诱导细胞进行细胞分裂和发育
C.核移植时,所用的卵母细胞应发育至MII
D.从卵巢采集到的卵母细胞,经成熟培养后进行“去核”处理,这里的“核”是指细胞核
11.(24-25高二下·山东德州·期末)研究人员通过人工激活猪成熟的卵母细胞(无需受精),使其发育为二倍体胚胎,并移植到代孕母猪体内,获得了成活的孤雌生殖克隆猪。卵母细胞的成熟以透明带内观察到一个极体为标志。下列说法正确的是( )
A.孤雌生殖克隆猪的性别一定为雌性
B.孤雌生殖克隆猪的性状与卵母细胞供体完全相同
C.成熟的卵母细胞在孤雌生殖过程中不产生第二极体
D.早期胚胎应发育至囊胚或原肠胚时进行胚胎移植
12.(24-25高二下·山东滨州·期末)研究褪黑素(MT)对牛卵母细胞体外成熟、体外胚胎发育的影响,实验结果如下表所示。下列说法错误的是( )
组别
采集卵母细胞数(个)
成熟卵母细胞数目(个)
卵裂率(%)
囊胚率(%)
对照组
1786
684
68.81
23.74
MT组
1812
1215
75.96
36.78
注:卵裂率 = 卵裂数/培养的卵母细胞总数×100%;囊胚率 = 囊胚数/培养的卵母细胞总数×100%
A.本实验需要从牛输卵管中采集发育到MⅡ期的卵母细胞
B.本实验中,以排出第二极体作为卵母细胞受精的标志
C.实验结果说明MT可促进牛卵母细胞成熟和胚胎发育
D.本实验可在胚胎发育至桑葚胚时统计孵化情况
13.(24-25高二下·山东临沂·期末)在精子入卵后,被激活的雌性小鼠卵子会完成减数分裂Ⅱ排出第二极体(如图所示),第二极体仅与受精卵分裂形成的2个子细胞之一接触。在甲时期去除第二极体会导致胚胎明显缩小,不能正常存活,这一异常可通过向细胞1中注射第二极体的细胞抽提液加以改善。在乙时期后去除第二极体对胚胎发育无显著影响。以下说法正确的是( )
A.刚刚排出的精子需要获能后才能与成熟的卵子完成受精
B.常以观察到两个极体或者雌、雄原核作为受精的标志
C.上述实验说明,第二极体会发育为胚胎的重要组成部分
D.早期胚胎发育时细胞数目不断增多,但总体积并不增大
14.(24-25高二下·山东聊城·期末)胚胎干细胞存在于哺乳动物的早期胚胎中,具有自我更新能力,在科学和医学领域具有极高的研究价值。胚胎干细胞的发育和自我更新受多个基因调控(如图)。下列说法正确的是( )
A.胚胎干细胞可分化为成年动物体内任何一种类型的细胞
B.Nanog基因突变可能使胚胎干细胞自我更新受阻
C.促进Stat3和Oct3/4的表达会促进胚胎干细胞向滋养层分化
D.将干细胞用于疾病的临床治疗可能存在导致肿瘤发生的风险
三、解答题
15.(24-25高二下·山东淄博·期末)早期胚胎主要从输卵管和子宫壁分泌物中汲取营养物质,培养环境对早期胚胎发育的影响至关重要。早期胚胎与体细胞共培养具有克服体外发育阻滞、提高移植后胚胎着床率等优势, 成为一种有效的胚胎体外培养途径。小鼠子宫内膜上皮细胞与小鼠早期胚胎共培养实验如下。
(1)先使小鼠进行体外受精,受精的标志是_____,然后将得到的受精卵随机平均放入对照组和共培养组培养液中,置于气体组成为_____的 培养箱中进行培养。培养液需要定期更换,原因是_____。
(2)如需进行性别鉴定,需要从囊胚的_____取样进行 DNA 分析。如需对囊胚进行胚胎分割,注意事项是_____。
(3)对胚胎发育情况进行观察和统计,结果如下表。
分组
4 细胞胚胎率(%)
桑葚胚率(%)
囊胚率(%)
共培养组
78.2
71.3
50
对照组
74.1
61.2
39.7
囊胚进一步扩大,会导致透明带破裂,胚胎从其中伸展出来,这一过程称为_____, 之后囊胚进一步发育形成_____。由表中数据可知,子宫内膜上皮细胞对小鼠胚胎早期发育起到了一定的_____作用,推测作用机理是_____。
试卷第1页,共3页
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专题02 细胞工程
3大高频考点概览
考点01 植物细胞工程
考点02 动物细胞工程
考点03 胚胎工程
地 城
考点01
植物细胞工程
一、单选题
1.(24-25高二下·山东滨州·期末)植物组织培养技术是对木兰等珍稀濒危植物的繁殖、保护性开发利用的有效途径。下列说法错误的是( )
A.幼嫩的外植体分化程度低、全能性高,用于组织培养可提高成功率
B.外植体失去其结构和功能形成愈伤组织的过程中会发生基因的选择性表达
C.根分化和再分化阶段培养基中生长素和细胞分裂素的比例和浓度一般不同
D.植物组织培养技术提高了木兰的有性繁殖能力
【答案】D
【分析】幼嫩的外植体细胞分化程度低,细胞全能性较高,脱分化更容易,因此成功率更高
【详解】A、幼嫩的外植体细胞分化程度低,细胞全能性较高,脱分化更容易,因此成功率更高,A正确;
B、外植体脱分化形成愈伤组织时,细胞失去原有结构和功能,该过程由基因选择性表达调控,B正确;
C、根分化(再分化阶段)与芽分化时,生长素与细胞分裂素的比例不同(如高生长素/细胞分裂素促进根形成),C正确;
D、植物组织培养属于无性繁殖,未涉及有性生殖过程,因此提高的是无性繁殖能力,D错误。
故选D。
2.(24-25高二下·山东济南·期末)植物的快速繁殖是将具有优良性状植株的茎尖等器官、组织、细胞离体培养,获得遗传性状一致植株的技术。芽的诱导常使用加入BA(苄基腺嘌呤)和NAA(萘乙酸)的MS培养基,若将用于诱导芽的MS培养基中的大量元素减半,并添加适宜浓度的NAA,可用于进行根的诱导。下列说法正确的是( )
A.通过植物的快速繁殖可以获得对植物病毒免疫的脱毒苗
B.植物的快速繁殖后代中的优良性状一定能稳定遗传
C.BA的作用是促进细胞分裂和伸长,促进芽的分化
D.与诱导芽分化培养基相比,诱导根分化培养基中的渗透压较低
【答案】D
【分析】植物分生区附近(如茎尖)的病毒极少,甚至无病毒,因此切去一定大小的茎尖进行组织培养,再生的植株就有可能不带病毒,从而获得脱毒苗。
【详解】A、脱毒苗是通过茎尖等分生组织培养获得,因分生区病毒少,但并不能对病毒免疫,A错误;
B、快速繁殖属于无性生殖,后代遗传物质与母体一致,但若培养过程中发生基因突变,性状可能改变,B错误;
C、芽的诱导常使用加入BA(苄基腺嘌呤)和NAA(萘乙酸)的MS培养基,说明BA为细胞分裂素类似物,其主要促进细胞分裂和芽分化,而细胞伸长由生长素促进,C错误;
D、诱导根时MS培养基中的大量元素减半,导致培养基中的渗透压降低,D正确。
故选D。
3.(24-25高二下·山东淄博·期末)紫杉醇是重要的抗肿瘤药物,利用红豆杉细胞悬液培养可获取紫杉醇,流程如图。下列说法正确的是( )
A.诱导脱分化的培养基中不需要添加有机碳源
B.过程 a 可使用纤维素酶和果胶酶进行处理
C.紫杉醇的获取过程体现了植物细胞具有全能性
D.紫杉醇是红豆杉生长和生存所必需的代谢物
【答案】B
【分析】1、植物组织培养就是在无菌和人工控制的条件下,将离体的植物器官、组织、细胞,培养在人工配制的培养基上,给予适宜的培养条件,诱导其产生愈伤组织、丛芽,最终形成完整的植株。
2、植物组织培养的条件:①细胞离体和适宜的外界条件(如适宜温度、适时的光照、pH和无菌环境等);②一定的营养(无机、有机成分)和植物激素(生长素和细胞分裂素)。
【详解】A、诱导脱分化的培养基中需要添加有机碳源,因为此时细胞不能进行光合作用制造有机物,需要外界提供碳源,A错误;
B、过程a是将愈伤组织分散成单个细胞,植物细胞之间有细胞壁,可使用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁进行处理,B正确;
C、细胞全能性是指已分化的细胞具有发育成完整个体的潜能,而紫杉醇的获取过程只是利用细胞培养获得细胞产物,没有发育成完整个体,未体现植物细胞具有全能性,C错误;
D、紫杉醇是红豆杉细胞产生的一种次生代谢产物,不是红豆杉生长和生存所必需的代谢物,D错误。
故选B。
4.(24-25高二下·山东东营·期末)IVF杂交系统是一种先进的植物杂交技术,通过在体外环境中对植物的配子(精子和卵细胞)进行操作。该系统在克服生殖障碍、创造新型杂交植物以及拓展遗传资源方面具有重要意义。以下是小麦和水稻的IVF杂交过程。下列说法正确的是( )
A.配子融合之前需要将处理好的细胞放在低渗溶液中培养
B.可以用PEG融合法或灭活病毒诱导法促进配子融合
C.植株再生过程中使用细胞分裂素和生长素比值为1的培养基可促进生根
D.该过程所得后代的细胞质遗传物质来源于小麦和水稻
【答案】D
【详解】A、配子融合之前(已经处理形成了原生质体,没有细胞壁)需要将处理好的细胞放在等渗溶液中培养,否则容易吸水胀破,A错误;
B、灭活病毒一般用于动物细胞,不能用于植物配子融合,B错误;
C、植株再生过程中使用细胞分裂素和生长素比值小于1的培养基可促进生根,而细胞分裂素和生长素比值为1的培养基可促进愈伤组织的形成,C错误;
D、图示人为将配子的原生质体融合在一起(提供配子的有小麦和水稻),所得后代的细胞质遗传物质来源于小麦和水稻,D正确。
故选D。
5.(24-25高二下·山东东营·期末)贯叶金丝桃特定组织中的贯叶金丝桃素具有抗菌、抗炎的特性,可通过细胞产物工厂化大量生产。下列说法正确的是( )
A.用70%的酒精对贯叶金丝桃外植体消毒30min然后立即用无菌水冲洗2~3次
B.切割外植体用的器械可以酒精浸泡后直接使用但培养基必须要高压蒸汽灭菌
C.诱导贯叶金丝桃愈伤组织过程中要置于18~22℃的培养箱中避光培养
D.细胞产物工厂化生产需要将愈伤组织培养到植株阶段
【答案】C
【详解】A、70%酒精用于外植体消毒时通常浸泡30秒至1分钟,而非30分钟,长时间酒精处理会损伤细胞,消毒后需用无菌水冲洗,A错误;
B、切割器械灭菌应采用灼烧法,酒精浸泡无法彻底灭菌,而培养基必须高压蒸汽灭菌,B错误;
C、愈伤组织诱导需避光(防止分化)且温度通常为18~22℃,C正确;
D、细胞产物工厂化生产只需愈伤组织或悬浮细胞培养,无需发育成植株,D错误。
故选C。
6.(24-25高二下·山东德州·期末)“不对称体细胞杂交”可将一个亲本的部分染色体或染色体上某些片段转移到另一个亲本体细胞内,获得不对称杂种植株。X射线照射可诱导原生质体中染色体断裂、易位或随机消除,抑制其持续分裂能力。碘乙酰胺可抑制糖代谢关键酶活性,阻断细胞分裂但保留细胞活力。疣粒野生稻对水稻白叶枯病具有高度的抗病性,为转移这种抗病性,培育抗病栽培稻,研究人员进行了栽培稻和疣粒野生稻的不对称体细胞杂交,过程如图,①、②分别是不同的处理方式。下列说法正确的是( )
A.①和②分别为碘乙酰胺处理和X射线照射
B.可用灭活的病毒诱导融合原生质体的形成
C.只有异源融合的原生质体才能形成再生细胞团
D.适当提高培养基中生长素的比例有利于再生细胞团生芽
【答案】C
【详解】A、根据题干信息“X射线照射可诱导原生质体中染色体断裂、易位或随机消除,抑制其持续分裂能力。碘乙酰胺可抑制糖代谢关键酶活性,阻断细胞分裂但保留细胞活力”,结合图示可知,要获得不对称杂种植株,需要让疣粒野生稻的染色体部分丢失,所以应该用X射线照射疣粒野生稻的原生质体,使其染色体断裂、易位或随机消除;而栽培稻的原生质体需要保留细胞活力且阻断细胞分裂,以便与处理后的疣粒野生稻原生质体融合,因此用碘乙酰胺处理栽培稻的原生质体,即①和②分别为X射线照射和碘乙酰胺处理照射,A错误;
B、灭活病毒诱导法适用于动物细胞融合,B错误;
C、只有异源融合的原生质体才可持续分裂,形成再生细胞团,其原因是一方面是疣粒野生稻未融合的单个细胞及自身原生质体融合的细胞的染色体结构被破坏,不能持续分裂;另一方面是因为经碘乙酰胺处理的栽培稻未融合细胞或发生自身原生质体融合细胞中某些酶失活,细胞分裂会受抑制。而杂种细胞则补充了栽培稻细胞细胞质中失活的酶(生理互补),使杂种细胞能正常分裂,C正确;
D、在植物组织培养过程中,生长素和细胞分裂素的比例会影响植物细胞的分化方向。适当提高培养基中细胞分裂素的比例有利于再生细胞团生芽,而适当提高生长素的比例有利于生根,D错误。
故选C。
7.(24-25高二下·山东临沂·期末)某研究小组尝试以不同品种的观赏凤梨“橙夏”、“星芒”及食用凤梨“巴厘”为实验材料,通过体细胞杂交技术研发凤梨新品种。下列叙述正确的是( )
A.原生质体需在低渗溶液中长期保存,以防止过度失水而死亡
B.融合后形成的愈伤组织先转接到诱导生根的培养基,再转接到诱导生芽的培养基上
C.体细胞杂交获得的杂种植株细胞中具有来自亲本的2个细胞核
D.培育凤梨新品种的过程体现了细胞膜的流动性和植物细胞的全能性
【答案】D
【详解】A、原生质体无细胞壁保护,在低渗溶液中会导致其吸水涨破,需在等渗溶液中保存,A错误;
B、植物组织培养中,通常先诱导愈伤组织生芽,再诱导生根,以提高存活率,B错误;
C、体细胞杂交形成的杂种细胞初期含双亲细胞核,但后续分裂时核融合,植株细胞核为1个,C错误;
D、细胞融合依赖细胞膜流动性,杂种细胞发育成植株体现细胞全能性,D正确。
故选D。
8.(24-25高二下·山东聊城·期末)某植物组织培养中,愈伤组织再分化所用的培养基含有植物激素X和Y,逐渐改变培养基中这两种植物激素的浓度比,愈伤组织的变化情况如图所示。下列说法错误的是( )
A.当植物激素X的浓度等于Y时,未分化细胞群经分裂形成愈伤组织
B.当植物激素X的浓度低于Y时促进细胞群分化出根
C.植物激素X、Y的浓度、比例等都会影响植物细胞的发育方向
D.切取一定大小的茎尖进行植物组织培养,就可以获得抗病毒植株
【答案】D
【详解】A、从图中能看到,当植物激素X的浓度等于Y时,未分化细胞群经分裂形成愈伤组织,A 正确;
B、观察图可知,当植物激素X的浓度低于Y时,会促进细胞群分化出根,B正确;
C、植物激素X、Y的浓度、比例不同,愈伤组织分化方向不同,说明会影响植物细胞发育方向,C正确;
D、茎尖病毒极少甚至无病毒,切取茎尖组织培养可获得脱毒植株 ,但不是抗病毒植株,D错误。
故选D。
9.(24-25高二下·山东枣庄·期末)下图为菊花组织培养流程图,相关叙述正确的是( )
A.外植体用酒精和次氯酸钠消毒后都需要用蒸馏水清洗2-3次
B.外植体接种时形态学下端要插入诱导愈伤组织的培养基中
C.阶段①和阶段②都需要遮光处理
D.阶段②需先诱导生根再诱导生芽
【答案】B
【分析】植物组织培养的过程为:离体的植物组织,器官或细胞经过脱分化(避光)形成愈伤组织;愈伤组织经过再分化(需光)过程形成胚状体,进一步发育形成植株。
【详解】A、外植体用酒精消毒后需要用无菌水清洗2-3次,用次氯酸钠消毒后也需要用无菌水清洗2-3次,而不是蒸馏水,A错误;
B、外植体接种时形态学下端要插入诱导愈伤组织的培养基中,这样有利于外植体吸收营养物质和激素,从而诱导愈伤组织的形成,B正确;
C、阶段①是脱分化过程,需要遮光处理,而阶段②是再分化过程,需要光照,以利于叶绿素的合成和光合作用,C错误;
D、阶段②是再分化过程,一般是先诱导生芽,再诱导生根,D错误。
故选B。
二、多选题
10.(24-25高二下·山东济南·期末)科研人员利用茶树(2n=30)的花药培养出茶树植株。下列说法正确的是( )
A.形成愈伤组织是脱分化的过程,未发生基因的选择性表达
B.在一定的激素和营养等条件下,离体的花药可再分化为愈伤组织
C.茶树花药愈伤组织诱导过程中一般不需要给予光照条件
D.用一定方法处理花药愈伤组织,使其染色体数目加倍,可获得纯合体茶树植株
【答案】CD
【分析】植物组织培养的具体过程为:外植体脱分化形成愈伤组织,愈伤组织再分化为胚状体,形成新植体。
【详解】A、外植体通过脱分化形成愈伤组织,脱分化的过程也是基因选择性表达的过程,A错误;
B、花粉细胞具有全能性,在一定的激素和营养等条件下,离体的花药可脱分化为愈伤组织,B错误;
C、脱分化形成愈伤组织的过程一般不需要给予光照条件,再分化过程需要给予光照,C正确;
D、茶树属于二倍体,花粉细胞内只有一个染色体组,不含等位基因,因此用一定方法处理花药愈伤组织,使其染色体数目加倍,可获得纯合体茶树植株,D正确。
故选CD。
11.(24-25高二下·山东聊城·期末)某团队利用植物体细胞杂交技术获得了三倍体无核柑橘,方法是:首先处理由二倍体柑橘的花粉离体培养得到的愈伤组织,获得原生质体;然后处理二倍体柑橘幼叶细胞获得原生质体;随后诱导两种原生质体融合,培养一段时间后检测再生愈伤组织细胞中的核DNA含量,结果如图所示(融合的原生质体仅发生两两融合)。下列说法错误的是( )
A.制备原生质体时需要用胰蛋白酶将植物组织分散成单个细胞
B.诱导原生质体融合时可以在无菌水中采用PEG融合法或电融合法
C.培养核DNA相对含量为75的细胞可获得三倍体无核柑橘
D.核DNA相对含量为25、50的细胞来自未融合的原生质体
【答案】ABD
【详解】A、制备原生质体时需要用纤维素酶和果胶酶将植物细 胞的细胞壁分解获得原生质体,A错误;
B、诱导原生质体融合时可以在一定浓度的溶液中(植 物细胞的等渗液或较高渗)采用PEG融合法或电融合 法,否则会导致原生质体吸水涨破,B错误;
C、细胞中DNA含量为75,说明含有三个染色体组,应是花粉细胞和二倍体细胞融合形成的细胞,将该细胞进行培养可获得三倍体无核柑橘,C正确;
D、由图分析可知,DNA相对含量为50的细胞,也可能是两个花粉细胞融合形成的细胞中的DNA含量,D错误。
故选ABD。
三、解答题
12.(24-25高二下·山东泰安·期末)多肉植物因其观赏性和耐旱易栽培的特点受到越来越多人的喜爱。研究人员以叶插繁殖能力强的多肉植物长寿花为实验材料,通过使用改良的“切—浸一芽”(CDB)方法实现了多肉植物的遗传转化和基因编辑,为多肉植物的遗传改良开辟了新途径。下图甲、乙分别表示利用常规转化法和CDB法对长寿花进行基因改造的一般流程。
(1)无菌操作是图甲操作成功的关键,诱导愈伤组织的固体培养基分装后应采用_________法灭菌。①过程还需要提供光照,目的是________。
(2)为测试图乙CDB方法能否对长寿花实现遗传转化,研究人员用携带绿色荧光蛋白基因(EGFP)和除草剂抗性基因(bar)的农杆菌K599侵染外植体B,再将被侵染的外植体放入充满湿润土壤的培养箱中培养。紫外灯下,实现遗传转化的转基因芽表现为_______;农杆菌侵染能将EGFP和bar等外源基因递送到外植体B细胞中的原因是________。为确定转化效率,研究人员以感染农杆菌的100个外植体培养获得的转基因长寿花B,为材料,采取下表多种方式进行鉴定,下表中①~③依次代表_________;表中检测目标的检出比例从大到小依次是________。
方法
检测对象
检测目标
检出比例
PCR扩增
基因组DNA
bar基因
a1
分子杂交
①
bar基因转录产物
a2
②
总蛋白质
bar基因翻译产物
a3
③
幼苗
抗除草剂幼苗
a4
(3)为了进一步确定CDB方法能否用于传递基因编辑工具,研究人员选择与叶绿素合成有关的叶绿烯去饱和酶基因(PDS)作为靶基因进行基因编辑实验,构建了用于敲除PDS的CRISPR/Cas9基因编辑载体。鉴定导入长寿花B1中的基因编辑载体是否成功发挥作用的方法是_________,依据是_______。
【答案】(1) 高压蒸汽灭菌(湿热灭菌) 诱导形成叶绿素,使试管苗能够进行光合作用
(2) 发出绿色荧光 外源基因EGFP和bar插入农杆菌Ti质粒上的T-DNA后可一起转移到被侵染的外植体细胞中,并与外植体细胞的染色体DNA整合到一起 总mRNA、抗原-抗体杂交、喷洒除草剂 a1 >a2 >a3> a4
(3) 观察长寿花幼苗是否表现出白化性状 PDS基因缺失会导致植株无法合成叶绿素,表现为白化,出现白化苗则说明通过基因编辑技术成功实现了PDS基因的敲除
【分析】植物组织培养过程是:离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织,然后再分化生成根、芽,最终形成植物体,植物组织培养依据的原理是植物细胞的全能性。
【详解】(1) 培养基采用高压蒸汽灭菌的方法进行灭菌,①过程是再分化的过程,提供光照的目的是诱导形成叶绿素,使试管苗能够进行光合作用。
(2)实现遗传转化的转基因芽中含有绿色荧光蛋白基因,表达后会出现绿色荧光,农杆菌转化的原理是外源基因EGFP和bar插入农杆菌Ti质粒上的T-DNA后可一起转移到被侵染的外植体细胞中,并与外植体细胞的染色体DNA整合到一起。PCR扩增检测的是基因组,检出比例最大,分子杂交检测的是RNA,不是所有的基因都表达,检测出的比例次之,a3是蛋白质,检测出的比例更小一点,而具有抗性的幼苗是最少的,排序是a1 >a2 >a3> a4。
(3)敲除PDS基因后植物不能合成叶绿素,幼苗会表现出白化症状,白化苗说明通过基因编辑技术成功实现了PDS基因的敲除。
13.(24-25高二下·山东聊城·期末)花椰菜是人们喜爱的蔬菜,但黑腐病是困扰花椰菜种植的一大问题,研究人员希望通过植物体细胞杂交的方式,让花椰菜获得黑芥的黑腐病抗性基因。回答下列问题。
(1)研究者通过如图1的过程,获得再生植株。
①需要使用________(试剂)对花椰菜、黑芥组织进行消毒,消毒的目的是_______。
②图中(a)处应填写_______,细胞融合成功的标志是_______。
(2)获得再生植株后,研究者利用各种手段进行筛选和鉴定。
①研究者提取再生植株细胞的DNA,用特定引物进行PCR后,进一步电泳鉴定,结果如图2。X1、X2、X3是不同植株的测定结果,其中确定是杂种植株的是________,X1中包含全部来自花椰菜的特征性片段,但仅包含部分来自黑芥的特征性片段,其原因是_______。
②筛选出杂种植株之后,需要鉴定其黑腐病抗性相对于原花椰菜植株是否提升,方法是_______。
【答案】(1) 酒精和次氯酸钠溶液 避免杂菌污染 原生质体 再生出细胞壁
(2) X1和X2 在杂种植株形成过程中,黑芥的某些染色体片段可能发生丢失 将杂种植株和原花椰菜栽培在含有黑腐病菌的相同环境中,比较两者的抗性
【分析】植物体细胞杂交是指将不同种的植物体细胞,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。诱导原生质体融合的方法:物理法(离心、振动、电激等)和化学法(聚乙二醇等)。
【详解】(1)①植物组织培养过程中使用酒精和次氯酸钠溶液对花椰菜、黑芥组织进行消毒,对花椰菜、黑芥组织进行消毒的目的是避免杂菌污染。
②分析流程图可知,在用PEG诱导融合之前,应首先去除植物细胞壁以制备原生质体,故a处是制备花椰菜和黑芥的原生质体;植物细胞(原生质体)融合成功的标志是再生出细胞壁。
(2)①根据图谱分析,X1和X2个体含有黑芥和花椰菜两种类型的蛋白质,说明是杂种细胞,而X3个体只有花椰菜中的蛋白质,说明不是杂种细胞;X1中包含全部来自花椰菜的特征性片段,但仅包含部分来自黑芥的特征性片段,其原因是在细胞融合过程中来自黑芥的染色体随机丢失,或者是由于基因间的相互作用,导致其不能表达。
②筛选出杂种植株之后,需要鉴定其黑腐病抗性相对于原花椰菜植株是否提升,方法是:将杂种植株和原花椰菜栽培在含有 黑腐病菌的环境中,比较两者的抗性。
地 城
考点02
动物细胞工程
一、单选题
1.(24-25高二下·山东菏泽·期末)科学家利用单克隆抗体技术制备了针对某肿瘤标志蛋白X的抗体,并利用Western blot法检测了肿瘤患者组织样本中的蛋白X,Western blot法中应先将蛋白质进行电泳分离,再将抗体与目标蛋白结合,成功结合后可以观察到相应条带,实验结果如图所示。下列说法错误的是( )
A.制备单克隆抗体时,应将蛋白X的抗体作为抗原
B.Western blot法应用了抗原—抗体杂交等技术
C.受测样本1的蛋白X可能被降解
D.受测样本2的蛋白X中有与该单克隆抗体结合的位点
【答案】A
【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、制备单克隆抗体时应将蛋白X作为抗原,A错误;
B、Western blot的检测原理基于抗体-抗原之间的特异性免疫反应,利用抗原-抗体免疫反应,来分析样品中蛋白质的表达情况,B正确;
C、根据实验结果可知受测样本1的蛋白X能观测到条带,但是与对照组有差异,说明受测样本1的蛋白X可能被降解,C正确;
D、根据实验结果可知受测样本2的蛋白X能观测到条带,说明样本2的蛋白中有与该单克隆抗体结合的位点,D正确。
故选A。
2.(24-25高二下·山东滨州·期末)利用动物体细胞核移植技术培育转基因牛的过程如图所示,下列说法正确的是( )
A.牛乙需选择具有产奶量高等优良性状的母牛
B.犊牛丁只含有来自甲的遗传物质
C.卵母细胞中含有激活体细胞核全能性的活性物质
D.植入牛丙子宫前需取滋养层细胞进行性别鉴定
【答案】C
【分析】核移植技术:将供体细胞核注入去核卵母细胞,通过电激等使细胞融合,得到重组细胞,激活得到重组胚胎,将胚胎移植到受体雌性动物体内。
【详解】A、在利用动物体细胞核移植技术培育转基因牛的过程中,牛乙是提供去核卵母细胞的个体,去核卵母细胞主要提供细胞质,其遗传物质对犊牛丁的性状影响较小,所以牛乙不需要选择具有产奶量高等优良性状的母牛,A错误;
B、犊牛丁的细胞核遗传物质来自甲(提供细胞核的个体),但细胞质中的遗传物质来自牛乙(提供去核卵母细胞的个体),因此犊牛丁含有来自甲和牛乙的遗传物质,并非只含有来自甲的遗传物质,B错误;
C、卵母细胞的体积大,含有丰富的营养物质,并且含有激活体细胞核全能性表达的物质,在体细胞核移植过程中,将体细胞的细胞核移植到去核的卵母细胞中,卵母细胞中的这些活性物质可以激活体细胞核,使其表现出全能性,进而发育成新的个体,C正确;
D、滋养层细胞是囊胚期细胞团外侧的细胞,将来发育成胎膜和胎盘。对胚胎进行性别鉴定时,一般取囊胚期的滋养层细胞进行DNA分析,但植入牛丙子宫前进行性别鉴定不是必须的步骤,且通常是在体外培养到囊胚期时取滋养层细胞进行性别鉴定,而不是在植入子宫前才进行,D错误。
故选C。
3.(24-25高二下·山东济南·期末)体细胞核移植技术中消除供体细胞携带的表观遗传标志的过程被称为重编程,不完全重编程是导致体细胞核移植胚胎发育效率低的一个重要原因。H3K9me3修饰是一种重要的组蛋白甲基化形式,会引起某些基因的表达沉默和造成表观遗传重编程障碍。研究发现,在猪的核移植胚胎中显微注射编码H3K9me3去甲基化酶的mRNA或沉默供体细胞中SUV39H1/2基因的表达可调节H3K9me3修饰水平,显著提高了克隆胚胎的发育效率。毛壳素是SUV39H1/2基因表达的特异性化学抑制剂。下列推断合理的是( )
A.SUV39H1/2可能通过其表达产物提高H3K9me3修饰水平
B.用毛壳素处理供体细胞可降低体细胞核移植胚胎的发育能力
C.体细胞核移植技术获取后代利用了动物细胞的全能性
D.H3K9me3修饰过程属于重编程,会影响组蛋白的功能
【答案】A
【详解】体细胞核移植技术(又称体细胞克隆技术)是将体细胞的细胞核移入去核的卵母细胞中,使其重组并发育成新胚胎,最终培育出与供体细胞核遗传物质基本一致的个体的技术。
【分析】A、SUV39H1/2基因的表达产物可能催化H3K9me3修饰的形成,抑制其表达会降低H3K9me3水平,A正确;
B、毛壳素是SUV39H1/2基因表达的特异性化学抑制剂,用毛壳素处理供体细胞会抑制SUV39H1/2基因表达,从而调节H3K9me3修饰水平,应是提高体细胞核移植胚胎的发育能力,而不是降低,B错误;
C、体细胞核移植技术依赖的是细胞核的全能性,而非动物细胞的全能性(体细胞本身不具备全能性),C错误;
D、重编程是消除供体细胞携带的表现遗传标志的过程,H3K9me3修饰会引起某些基因的表达沉默和造成表观遗传重编程障碍,说明H3K9me3修饰过程不属于重编程,D错误。
故选A。
4.(24-25高二下·山东淄博·期末)线粒体 DNA (mtDNA) 异常会严重危害人类健康。利用核移植技术重构卵母细胞, 获得健康个体的过程如图。下列说法错误的是( )
A.“移除原核” 是去掉卵母细胞的纺锤体一染色体复合物
B.受精前需将 a 结构吸出,防止形成多倍体
C.可使用乙醇激活携带健康 mtDNA 的重构胚
D.该健康个体同时拥有父亲、母亲及卵母细胞捐献者的部分基因
【答案】B
【分析】1、动物细胞核移植:将动物的一个细胞的细胞核移入一个去掉细胞核的卵母细胞中,使其重组并发育成一个新的胚胎,这个新的胚胎最终发育为克隆动物。动物细胞核移植技术的原理是动物细胞核具有全能性。克隆动物的遗传物质来自双亲,其核遗传物质来自供核生物,而细胞质基因来自提供细胞质的生物。
2、动物细胞培养技术是其他动物工程技术的基础。
3、线粒体中遗传物质的遗传方式为细胞质遗传(母系遗传)。
【详解】A、观察可知,“移除原核”是指去掉卵母细胞的纺锤体 - 染色体复合物,A正确;
B、受精作用需要依赖于细胞膜的信息交流,只有精子和卵细胞之间才能够发生受精作用,因此受精前不需将 a 极体吸出,B错误;
C、在核移植技术中,可使用乙醇等激活剂激活携带健康mtDNA的重构胚,使其继续发育,C正确;
D、该健康个体的核基因来自父亲和母亲,而线粒体基因来自卵母细胞捐献者,所以该健康个体同时拥有父亲、母亲及卵母细胞捐献者的部分基因,D正确。
故选B。
5.(24-25高二下·山东淄博·期末)动物细胞培养技术在基础研究、临床研究、蛋白质药物和疫苗生产等方面有广泛应用, 下列关于动物细胞培养的说法正确的是( )
A.体外培养的细胞先悬浮生长后贴壁生长
B.贴壁生长的细胞停止分裂增殖的原因是接触抑制
C.进行传代培养前均需用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理
D.培养液中通常含有糖类、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清
【答案】D
【分析】体外培养的动物细胞可以分为两大类:一类细胞能够悬浮在培养液中生长;另一类需要贴附于某些基质表面才能生长增殖,大多数细胞属于这种类型,这类细胞往往贴附在培养瓶的瓶壁上,这种现为细胞贴壁。悬浮培养的细胞会因细胞密度过大、有害代谢物积累和培养液中营养物质缺乏等因素而分裂受阻。贴壁细胞的生长增殖除受上述因素的影响外,还会发生接触抑制现象,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。这时就需要对细胞进行分瓶培养,让细胞继续增殖。人们通常将动物组织经处理后的初次培养称为原代培养,将分瓶后的细胞培养称为传代培养。
【详解】A、体外培养的细胞通常先贴壁生长(正常细胞需附着支持物),而非先悬浮生长,A错误;
B、贴壁生长的正常细胞因接触抑制停止分裂,但贴壁生长的癌细胞会失去接触抑制,选项未限定细胞类型,B错误;
C、在进行传代培养时,悬浮培养的细胞直接用离心法收集;贴壁细胞需要重新用蛋白酶等处理,使之散成单个细胞,然后再用离心法收集。之后,将收集的细胞制成细胞悬液,分瓶培养,选项“均需”表述错误,C错误;
D.动物细胞培养液通常含有糖类、氨基酸、无机盐、维生素及动物血清(提供生长因子等),D正确。
故选D。
6.(24-25高二下·山东东营·期末)利用体细胞核移植技术将精子与去核的卵母细胞融合,通过诱导可获得单倍体胚胎干细胞,在遗传分析中具有重要应用。下列说法正确的是( )
A.胚胎干细胞具有组织特异性可发育成其它各种细胞
B.对MⅡ期的卵母细胞去核操作时,可采用紫外线短时间照射等方法
C.可用电融合法使两细胞融合,用高Ca2+—高pH法激活重构细胞
D.融合之前的细胞一般置于含95%氧气的培养箱培养
【答案】B
【分析】动物细胞核移植是指将动物的一个细胞的细胞核移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中,使其重组并发育成一个新的胚胎,这个新的胚胎最终发育成动物个体。用核移植的方法得到的动物称为克隆动物。原理是动物细胞核的全能性。
【详解】A、胚胎干细胞具有全能性,可分化为各种组织细胞,不具有组织特异性,A错误;
B、MⅡ期卵母细胞去核通常采用显微操作法,也可以用紫外线短时间照射等方法,B正确;
C、可以用电刺激、钙离子载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等激活重构胚,C错误;
D、动物细胞培养需在含95%空气+5% CO2的气体环境中进行,D错误。
故选B。
7.(24-25高二下·山东德州·期末)特定信号分子与T细胞表面的CTLA-4和PD-1结合后,能引起T细胞凋亡,从而使机体失去清除癌细胞的能力。科研人员利用两种不同的杂交瘤细胞融合得到了能产生抗CTLA-4和PD-1的双特异性抗体的双杂交瘤细胞。下列说法正确的是( )
A.向小鼠体内注射CTLA-4和PD-1,可获得能同时产生两种抗体的B细胞
B.需用特定的选择培养基筛选异种融合的双杂交瘤细胞
C.双杂交瘤细胞需要用CTLA-4和PD-1刺激,才能产生双特异性抗体
D.筛选能产生双特异性抗体的双杂交瘤细胞时,需使用CTLA-4和PD-1
【答案】D
【详解】A、向小鼠体内同时注射两种抗原,会激活不同的B细胞分别产生针对两种抗原的抗体,但单个B细胞只能产生单一特异性抗体,A错误;
B、选择培养基(如HAT培养基)用于筛选杂交瘤细胞(B细胞与骨髓瘤细胞融合),但无法直接筛选异种融合的双杂交瘤细胞(两种杂交瘤细胞的融合),需通过抗体检测进行克隆化培养和抗体检测才能获得双杂交瘤细胞,B错误;
C、杂交瘤细胞已具备持续分泌抗体的能力,无需再次抗原刺激,C错误;
D、筛选能产双特异性抗体的双杂交瘤细胞时,需用CTLA-4和PD-1,并通过抗原-抗体杂交检测,D正确。
故选D。
8.(24-25高二下·山东泰安·期末)T-DXd是一种靶向肿瘤细胞表面抗原 HER2 的抗体药物偶联物,由抗 HER2 单克隆抗体、可裂解连接子和细胞毒性药物DXd组成。其作用机制为抗体与 HER2结合后经胞吞进入肿瘤细胞,连接子在细胞质中被降解,释放的DXd导致核DNA 双链断裂,细胞死亡。下列说法错误的是( )
A.T-DXd与 HER2特异性结合后进入细胞核发挥作用
B.制备单克隆抗体时选择 HER2 作为抗原刺激小鼠后产生免疫应答
C.T-DXd可能通过溶酶体内的水解酶降解连接子释放 DXd
D.单克隆抗体起到了靶向作用实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤
【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、据题干信息分析可知,T−DXd的作用机制是抗体与HER2结合后,经胞吞进入肿瘤细胞,连接子在细胞质中被降解,释放的DXd导致核DNA双链断裂,细胞死亡,故DXd是在细胞质中释放并发挥作用的,而不是进入细胞核,A错误;
B、据题干信息分析可知,在制备单克隆抗体时,需要选择一个特定的抗原来刺激机体产生免疫应答。HER2作为抗原,用于刺激小鼠产生针对HER2的特异性抗体,B正确;
C、据题干信息分析可知,T−DXd进入肿瘤细胞后,连接子在细胞质中被降解。由于溶酶体是细胞内含有多种水解酶的小体,能够降解多种物质,因此可以推测连接子是在溶酶体内被水解酶降解释放 DXd,C正确;
D、单克隆抗体具有高度的特异性和亲和力,能够与目标抗原(HER2)紧密结合。由于HER2主要表达在肿瘤细胞表面,因此单克隆抗体能够起到靶向作用,将T−DXd精确地输送到肿瘤细胞内,实现对肿瘤细胞的选择性杀伤,D正确。
故选A。
9.(24-25高二下·山东聊城·期末)某些种类的癌细胞表面高表达膜蛋白PSMA,能抑制T细胞的活化,使癌细胞发生免疫逃逸。CD28是T细胞表面受体,其在癌细胞与T细胞结合部位聚集可有效激活T细胞。科研人员尝试利用单抗技术通过诱导两种杂交瘤细胞融合形成双杂交瘤细胞,构建既能结合PSMA,又能结合CD28的双特异性抗体PSMA×CD28,如图所示。下列说法错误的是( )
A.同时将PSMA和CD28注射到小鼠体内,可获得同时产生两种抗体的浆细胞
B.临床上给癌症患者注射抗PSMA受体的抗体有一定的抗癌作用
C.双杂交瘤细胞产生多种抗体的原因是其能表达出可随机组合的L链和H链
D.与PSMA×CD28生产有关的技术有动物细胞培养、动物细胞融合技术等
【答案】A
【详解】A、一种杂交瘤细胞由一种B细胞和骨髓瘤细胞融合组成,只能产生一种抗体,故同时将PSMA和CD28注射到小鼠体内,不能获得同时产生两种抗体的杂交瘤细胞,双杂交瘤细胞是由两种杂交瘤细胞融合形成的,A错误;
B、某些种类的癌细胞表面高表达膜蛋白 PSMA,能抑制 T 细胞的活化,使癌细胞发生免疫逃逸,因此临床上给癌症患者注射抗PSMA受体的抗体使其结合PSMA之后,无法抑制T细胞的活化,有一定的抗癌作用,B正确;
C、据图可知,双特异性抗体有L链和H链,双杂交瘤细胞产生多种抗体的原因是融合细胞能表达出可随机组合的L链和H链,C正确;
D、与PSMA×CD28生产有关的技术有动物细胞培养、动物细胞融合技术等,D正确。
故选A。
二、多选题
10.(24-25高二下·山东淄博·期末)CD47 高表达于肺癌、乳腺癌等多种恶性肿瘤细胞表面,被认为是极具潜力的免疫治疗靶点。科研人员用小鼠制备了 CD47 单克隆抗体,下列说法错误的是( )
A.将病毒的抗原结构破坏制备成灭活病毒,利用其感染能力诱导细胞融合
B.制备 CD47 单克隆抗体使用的 B 淋巴细胞取自注射过 CD47 的小鼠肝脏
C.用 96 孔板培养和筛选杂交瘤细胞时, 每孔中尽量只接种一个杂交瘤细胞
D.将能产生所需抗体的杂交瘤细胞注入小鼠体内,从其血浆中分离抗体
【答案】ABD
【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、制备成灭活病毒是病毒失去感染能力,但不会破坏其表面的蛋白结构,保留其抗原性,A错误;
B、制备 CD47 单克隆抗体使用的 B 淋巴细胞应取自注射过 CD47 的小鼠脾脏,B错误;
C、为确保产生特异性强的抗体,用96孔板培养和筛选杂交瘤细胞时,每一个孔中尽量只接种一个杂交瘤细胞,C正确;
D、将能产生所需抗体的杂交瘤细胞注入小鼠体内,从小鼠的腹水中提取抗体,D错误。
故选D。
11.(24-25高二下·山东德州·期末)利用生物技术培育新品种、制备生物产品时都需要进行筛选或检测。下列说法错误的是( )
A.用发酵工程生产柠檬酸钠时,应采用过滤、沉淀等方法获得产品
B.用 96 孔板筛选杂交瘤细胞时,每个孔中尽量只接种一个细胞
C.培育乳腺生物反应器时,可用 PCR 检测目的基因是否转录出 mRNA
D.用植物体细胞杂交培育作物新品种时,需对杂种细胞和杂种植株进行筛选
【答案】AC
【详解】A、柠檬酸是微生物的次级代谢产物,应该提取分离和纯化 ,A错误;
B、用96孔板进行克隆化培养时,需将菌液稀释到每个孔中只接种一个细胞,以确保获得单克隆抗体,B正确;
C、PCR用于检测DNA,而检测mRNA需通过分子杂交等,直接使用PCR无法检测转录产物,C错误;
D、植物体细胞杂交需筛选出融合的杂种细胞(如通过选择培养基),并在植株阶段筛选性状优良的个体,D正确。
三、解答题
12.(24-25高二下·山东滨州·期末)磷脂酰肌醇蛋白聚糖 - 3 蛋白(GPC3)是一类分布在细胞膜表面的糖蛋白。GPC3在成人组织中不表达或低表达,在肝癌组织中特异性高表达。科研人员利用杂交瘤技术制备抗GPC3单克隆抗体并与海兔毒素衍生物(MMAE)偶联,制成抗体 - 药物偶联物(ADC),为靶向治疗肝癌奠定基础。
(1)制备抗GPC3单克隆抗体首先需要免疫小鼠。科研人员通过DNA重组技术将相应基因导入受体细胞,筛选其中高表达________的细胞,然后通过________技术获得克隆细胞群并定期注射给小鼠,给小鼠多次注射该细胞群的目的是________。
(2)将96孔板中填充________后,再入经选择培养基筛选得到的杂交瘤细胞进行抗体检测,检测结果为阳性的即为________细胞。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。
(3)检测ADC对肿瘤细胞增殖的影响同样在96孔板中进行,将肝癌组织经________处理后,制成单细胞悬液,采用台盼蓝染色法鉴定细胞活力并将细胞悬液滴在________上,使用显微镜观察进行细胞计数,调整肝癌细胞密度为1×106个/mL,与待测ADC混合,培养一段时间后检测肝癌细胞存活率。
【答案】(1) GPC3(或磷脂酰肌醇蛋白聚糖3蛋白) 动物细胞培养 使小鼠产生更多分泌抗GPC3抗体的B淋巴细胞
(2) GPC3(或高表达GPC3的细胞) 能分泌抗GPC3单克隆抗体的杂交瘤 小鼠腹水
(3) 胰蛋白酶或胶原蛋白酶 血细胞计数板
【分析】单克隆抗体是由单一B细胞克隆产生的高度均一、仅针对某一特定抗原的抗体。通常采用杂交瘤技术来制备,杂交瘤抗体技术是在细胞融合技术的基础上,将具有分泌特异性抗体能力的效应B细胞和具有无限繁殖能力的骨髓瘤细胞融合为杂交瘤细胞,杂交瘤细胞既能产生抗体,又能无限增殖。用具备这种特性的单个杂交瘤细胞培养成细胞群,可制备针对一种抗原的特异性抗体即单克隆抗体。
【详解】(1)制备抗GPC3单克隆抗体首先需要免疫小鼠。科研人员通过DNA重组技术将相应基因导入受体细胞,筛选其中高表达GPC3的细胞,动物细胞培养的原理是细胞增殖,因而可以将目标细胞通过动物细胞培养技术获得克隆细胞群并定期注射给小鼠,给小鼠多次注射该细胞群的目的是使小鼠产生更多分泌抗GPC3抗体的B淋巴细胞,为细胞融合做准备。
(2)将96孔板中填充GPC3(相当于抗原)后,再加入经选择培养基筛选得到的杂交瘤细胞进行抗体检测,检测结果为阳性的即为能分泌抗GPC3单克隆抗体的杂交瘤细胞,该细胞既能大量增殖,还可产生目标抗体。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,再从小鼠腹水中提取、纯化获得单克隆抗体。
(3)检测ADC对肿瘤细胞增殖的影响同样在96孔板中进行,将肝癌组织经胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理获得单细胞悬液,采用台盼蓝染色法鉴定细胞活力并将细胞悬液滴在血细胞计数板上,使用显微镜观察进行细胞计数,调整肝癌细胞密度为1×106个/mL,与待测ADC混合,培养一段时间后检测肝癌细胞存活率,可通过染色情况判断细胞死活,即求得为变成蓝色的细胞占所有细胞数目的比例即可。
13.(24-25高二下·山东东营·期末)某些炎症疾病通常由多种途径驱动,如干细胞因子(SCF)和胸腺基质淋巴细胞增多素(TSLP)两种炎症促进因子,可通过不同途径诱导炎症疾病的发生。传统的单靶点抗体疗效有限,多特异性抗体制备对于临床靶向治疗相关疾病具有重要价值。以下是针对SCF和TSLP的双特异性抗体制备过程。回答下列问题。
(1)在提取小鼠B淋巴细胞之前需要用SCF或TSLP多次注射到小鼠体内,目的是_____。与其它大多数细胞不同,在体外培养骨髓瘤细胞时,应采用的培养方式为_______,在培养过程中需要定期更换培养液,原因是______。
(2)常用灭活病毒诱导法诱导B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合,原理是灭活病毒可使细胞膜上的_______,细胞膜打开,细胞发生融合。
(3)图中筛选1用特定的培养基进行筛选,不能在该培养基上继续生长的细胞有_______,筛选2通常用多孔板进行培养和筛选,对杂交瘤细胞的培养液进行充分稀释,尽量使_______。通过培养让它增殖为单克隆细胞,再用_____进行抗体检测获得两种杂交瘤细胞。
(4)使用SCF/TSLP双特异性抗体治疗炎症疾病具有较高的临床价值,与单克隆抗体相比其优点是_______。
【答案】(1) 刺激小鼠产生免疫反应,产生能分泌抗SCF或抗TSLP抗体的B淋巴细胞 悬浮培养 清除代谢废物,防止细胞代谢物积累对细胞自身造成伤害
(2)蛋白质分子和脂质分子重新排布
(3) 未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞 每一个孔只接种一个杂交瘤细胞 SCF或TSLP抗原
(4)使用一种抗体就可以同时阻断两种不同的炎症致病途径,达到比抑制单一途径更好的治疗效果
【分析】单克隆抗体的制备是将骨髓瘤细胞与B淋巴细胞结合,经过选择培养基的筛选得到杂交瘤细胞,经专一抗体检测后,培养能产生特定抗体的杂交瘤细胞,即可得单克隆抗体。
【详解】(1)用SCF或TSLP多次注射到小鼠体内,目的是刺激小鼠产生免疫反应,产生能分泌抗SCF或抗TSLP抗体的B淋巴细胞,因为抗原多次刺激机体可以使机体产生更多的相应免疫细胞。在体外培养骨髓瘤细胞时,应采用悬浮培养方式,骨髓瘤细胞具有无限增殖能力且能在体外悬浮生长,在培养过程中需要定期更换培养液,是为了清除代谢产物,防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害。
(2)常用灭活病毒诱导法诱导B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合,原理是灭活病毒可使细胞膜上的蛋白质分子和脂质分子重新排布,细胞膜打开,细胞发生融合。
(3)图中筛选1用特定的培养基进行筛选,不能在该培养基上继续生长的细胞有未融合的亲本细胞(B淋巴细胞和骨髓瘤细胞)以及融合的具有同种核的细胞(B-B融合细胞和骨髓瘤-骨髓瘤融合细胞),因为特定培养基只允许杂交瘤细胞生长,筛选2通常用多孔板进行培养和筛选,对杂交瘤细胞的培养液进行充分稀释,尽量使每个孔中只接种一个杂交瘤细胞,这样通过培养让它增殖为单克隆细胞,再用抗原(SCF和TSLP )进行抗体检测获得两种杂交瘤细胞,即能产生抗SCF抗体和抗TSLP抗体的杂交瘤细胞。
(4)使用SCF/TSLP双特异性抗体治疗炎症疾病与单克隆抗体相比,优点是使用一种抗体就可以同时阻断两种不同的炎症致病途径,达到比抑制单一途径更好的治疗效果。
14.(24-25高二下·山东德州·期末)人诱导多能干细胞(hiPSCs)是通过将特定转录因子导入成熟细胞中,使其重新编程为类似ES细胞的多能性干细胞。将hiPSCs诱导分化为内皮细胞的三个阶段如图,其中CHIR、BMP4、FGF2、VEGF为定向诱导分化因子。
(1)与使用外源ES细胞相比,利用患者体细胞诱导得到的hiPSCs细胞治疗某些疾病时具有的优势有________(写出两点)。在诱导hiPSCs细胞分裂分化的过程中,需在培养液中加入________等一些天然成分,同时需提供一定的气体环境,其中的主要作用是________。
(2)内皮细胞的形成过程受细胞中Wnt信号通路的调控。研究发现,组蛋白去乙酰化酶5(HDAC5)的表达在内皮细胞形成中有显著变化,为研究Wnt信号通路与HDAC5表达的关系,研究者利用CHIR(Wnt信号通路激活剂)和IWP-2(Wnt通路抑制剂)进行了相关实验,将各组表达的HDAC5进行电泳,结果如下。据此分析,Wnt信号通路与HDAC5表达的关系是________。
(3)为进一步确定HDAC5在内皮细胞形成三个阶段中的作用,研究者将HDAC5抑制剂BML210分别加入三个阶段的培养基中,检测三个阶段分化的标志物BraT、CD31、CD144的表达量,结果如下图。据此分析,HDAC5对内皮细胞分化的三个阶段的作用是________。
(4)根据HDAC5的作用分析,其对三个阶段的调控作用机理可能为________。
【答案】(1) 避免伦理争议和不发生排斥反应 血清/动物血清 维持培养基pH相对稳定
(2)Wnt信号通路抑制HDAC5的表达
(3)HDAC5在第一、三阶段抑制内皮细胞分化(即分别抑制中胚层细胞、内皮细胞的形成),在第二阶段促进内皮细胞分化(即促进血管前体细胞的形成)
(4)通过改变相关基因组蛋白的乙酰化水平,从而在不同阶段对分化所需的关键基因起到正或负调控的作用
【分析】由图可知,在同时使用CHIR和IWP-2处理和同时使用CHIR和IWP-2时HDAC5的量相差不大,在单独使用CHIR处理时,HDAC5的量显著减少。第一阶段加入HDAC5抑制剂BML210后,BraT含量增多,会促进内皮细胞的分化,第二阶段加入HDAC5抑制剂BML210后,CD31减少,会抑制内皮细胞的分化,第三阶段加入HDAC5抑制剂BML210后,CD144含量增多,会促进内皮细胞分化。
【详解】(1)ES细胞即胚胎干细胞,使用ES细胞治疗会面临伦理争议,且使用外源细胞会发生排斥,所以与使用外源ES细胞相比,利用患者体细胞诱导得到的hiPSCs细胞治疗某些疾病时具有避免伦理争议和不发生排斥反应等优点。动物细胞培养过程中,需要在培养基中添加血清等一些天然成分,同时需要提供95%的空气+5%CO2的气体环境,其中CO2的主要作用是维持培养基的pH相对稳定。
(2)由图可知,在同时使用CHIR和IWP-2时HDAC5的量相差不大,在单独使用CHIR处理时,HDAC5的量显著减少,说明该过程中CHIR激活Wnt信号通路,抑制HDAC5的表达。
(3)由图可知,第一阶段加入HDAC5抑制剂BML210后,BraT含量增多,会促进内皮细胞的分化,第二阶段加入HDAC5抑制剂BML210后,CD31减少,会抑制内皮细胞的分化,第三阶段加入HDAC5抑制剂BML210后,CD144含量增多,会促进内皮细胞分化。可推知HDAC5在第一、三阶段抑制内皮细胞分化(即分别抑制中胚层细胞、内皮细胞的形成),在第二阶段促进内皮细胞分化(即促进血管前体细胞的形成)。
(4)由于HDAC5是一种组蛋白去乙酰化酶,其对三个阶段的调控机理可能是通过改变相关基因组蛋白的乙酰化水平,从而在不同阶段对分化所需的关键基因起到正或负调控的作用。
15.(24-25高二下·山东临沂·期末)一种杂交瘤细胞只能产生一种抗体,将两株不同杂交瘤细胞融合形成双杂交瘤细胞,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;PSMA是某些种类癌细胞表面高表达膜蛋白;CD28是T细胞表面受体。PSMA×CD28既能选择性地靶向结合某种癌细胞表面的PSMA蛋白,又能特异性地结合T细胞表面的CD28蛋白,从而激活T细胞,通过活化的T细胞来识别和杀灭目标癌细胞。图1所示为双特异性抗体PSMA×CD28的生产流程,图2所示为双特异性抗体PSMA×CD28的结构及作用机理。
(1)图1过程用到的动物细胞工程技术涉及的相关原理有________________。相对于植物体细胞杂交技术中所用的诱导原生质体融合的方法,图1中所示的诱导融合所特有的是________法。在体外进行动物细胞培养时必须保证的环境条件之一为无菌,即需要________________。
(2)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,将获得的细胞进行多倍稀释,借助多孔细胞培养板,利用________原理进行进一步筛选得到杂交瘤细胞A/B,再诱导两种杂交瘤细胞融合。此时,再利用HAT选择培养基________(填“能”或“不能”)成功筛选出融合的双杂交瘤细胞,原因是_________________________。
(3)抗体都是由两条H链和两条L链组成的4条肽链对称结构,由于融合细胞会表达出两种L链和两种H链且L链和H链又能随机组合,因此杂交瘤细胞AB会产生________(填“一种”或“多种”)抗体。筛选双特异性抗体时需要使用制备单克隆抗体时所使用的图2中抗原物质,该过程至少需要________次抗原检测。双杂交瘤细胞体外培养到一定时期因为________________等因素而分裂受阻,需进行传代培养。
【答案】(1) 细胞增殖和细胞膜的流动性 灭活病毒 需要在超净工作台,酒精灯旁进行操作,保持无菌、无毒的环境
(2) 抗原抗体特异性结合 不能 两种杂交瘤细胞本身已具有HAT抗性,无法区分融合与否
(3) 多种 2 接触抑制、营养耗竭、代谢废物积累等因素
【分析】1、动物细胞工程常用的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。
2、单克隆抗体的制备过程:
①用特定的抗原对小鼠进行免疫,并从该小鼠的脾中得到能产生特定抗体的B淋巴细胞。
②用特定的选择培养基进行筛选:在该培养基上,未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡,只有融合的杂交瘤细胞才能生长。
③对上述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,就可获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。
④将抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞在体外条件下大规模培养,或注射到小鼠腹腔内增殖。
⑤从细胞培养液或小鼠腹水中获取大量的单克隆抗体。
【详解】(1)1过程中用到的动物细胞工程技术主要有动物细胞培养技术、动物细胞融合技术,涉及到的原理是细胞增殖和细胞膜的流动性。相对于植物体细胞杂交技术中所用的诱导原生质体融合的方法,图1中所示的诱导融合所特有的是灭活病毒法。在体外进行动物细胞培养时必须保证的环境条件之一为无菌,即需要在超净工作台,酒精灯旁进行操作,保持无菌、无毒的环境。
(2)要筛选出两种杂交瘤细胞的融合细胞,可以利用抗原抗体特异性结合的原理进行进一步筛选得到杂交瘤细胞A/B,再诱导两种杂交瘤细胞融合。此时,再利用HAT选择培养基不能成功筛选出融合的双杂交瘤细胞,原因是两种杂交瘤细胞本身已具有HAT抗性,无法区分融合与否,即HAT选择培养基只能筛选初次融合的杂交瘤细胞。
(3)抗体都是由两条H链和两条L链组成的4条肽链对称结构,由于融合细胞会表达出两种L链和两种H链且L链和H链又能随机组合,因此杂交瘤细胞AB会产生多种抗体。筛选双特异性抗体时需要使用制备单克隆抗体时所使用的图2中抗原物质,由于要分别检测对PSMA和CD28的结合能力,该过程至少需要2次抗原检测。双杂交瘤细胞体外培养到一定时期因为接触抑制、营养耗竭、代谢废物积累等因素而分裂受阻,需要传代培养。
16.(24-25高二下·山东枣庄·期末)乳腺癌细胞膜上的HER2蛋白含量是正常组织中的100倍以上,可作为理想的肿瘤治疗靶标。科研人员首先制备HER2单克隆抗体,再构建HER2单克隆抗体—药物偶联物(ADC)来提高乳腺癌治疗效率,ADC的作用机制如下图所示:
(1)在单克隆抗体制备过程中,从免疫后的小鼠的脾中获取______,然后利用动物细胞融合特有的______法与骨髓瘤细胞融合。
(2)培养杂交瘤细胞时通常采用培养皿或松盖培养瓶,并将其置于含有______的混合气体的CO2培养箱中进行培养。经过第二次筛选的杂交瘤细胞的特点是______。
(3)过程①中ADC与乳腺癌细胞膜上的______(填物质名称)结合,通过______方式进入乳腺癌细胞。ADC与普通抗癌药物相比,具有的优势是______。
【答案】(1) B淋巴细胞 灭活病毒诱导法
(2) 95%空气和5%CO2 既能迅速大量增殖,又能产生所需抗体
(3) HER2蛋白 胞吞 靶点清楚、毒副作用小
【分析】本题围绕HER2 单克隆抗体 - 药物偶联物(ADC)的制备与作用机制展开,考查单克隆抗体制备的关键步骤(B 淋巴细胞获取、细胞融合方法 )、杂交瘤细胞培养条件及筛选、ADC 的作用特点(靶向性、优势 ),需结合流程图和单克隆抗体制备知识分析。
【详解】(1)单克隆抗体制备中,需从免疫小鼠的脾中获取能产生特定抗体的 B 淋巴细胞(受抗原刺激后,B 细胞分化为浆细胞,产生抗体 )。动物细胞融合特有的方法是灭活病毒诱导法(此外还有化学法如聚乙二醇 PEG、物理法如电融合等,但灭活病毒诱导是动物细胞融合特有的)。
(2)杂交瘤细胞培养需模拟体内环境,CO₂培养箱中含 95% 空气(提供 O₂ )和 5% CO₂(维持培养液 pH ) 。经过第二次筛选(即对能产生特定抗体的杂交瘤细胞的筛选)的杂交瘤细胞的特点是既能无限增殖,又能产生专一的抗体。
(3)ADC 中的 HER2 抗体可与乳腺癌细胞膜上的 HER2 蛋白(抗原)特异性结合(靶向识别 )。ADC 是大分子复合物,与细胞膜上受体结合后,通过胞吞方式进入细胞(细胞膜内陷形成囊泡 )。ADC 能精准识别 HER2 高表达的乳腺癌细胞,药物仅在靶细胞内释放,对正常细胞损伤小,相比普通抗癌药物(无靶向性,全身作用 ),具有靶点清楚、毒副作用小的优势。
17.(24-25高二下·山东济南·期末)用EBV(一种病毒颗粒)感染经特定抗原刺激后人的B淋巴细胞,可以获得EBV转化细胞,该种细胞具有极强的增殖能力,但其分泌的抗体性能不稳定且抗体的产量低。为解决该问题,科研人员进行了如图操作。HATR/OuaS表示该种细胞能在HAT培养基中生存和增殖,对抗病毒药物Oua耐受能力极差;HATS/OuaR表示该种细胞不能在HAT培养基中生存和增殖,对抗病毒药物Oua耐受能力强。
(1)对EBV转化细胞进行培养一般使用的培养液中通常需要加入________等天然成分。且需维持培养液的pH相对稳定,发挥这一作用的气体为________(写出体积分数)。
(2)骨髓瘤细胞与EBV转化细胞进行细胞融合的方法有________(写出两种)
(3)为筛选获得合适的杂交瘤细胞,在HAT培养基中添加________,在该培养基上能够获得杂交瘤细胞的原因是________。
(4)进一步研究发现,人鼠间细胞融合存在不稳定性,杂交瘤细胞融合率低。科研人员构想将人源细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合形成细胞SHM,再与EBV转化细胞进行动物细胞融合,以期提高杂交瘤细胞融合率。现需设计实验验证该猜想,请写出实验思路(实验材料:EBV转化细胞,细胞SHM,小鼠骨髓瘤细胞)________。
【答案】(1) 血清 5%的CO2
(2)PEG融合法、电融合法、灭活病毒诱导法
(3) Oua 只有融合的杂交瘤细胞能在HAT培养基上生长,且对Oua耐受能力强,融合的杂交瘤细胞才能生长
(4)将EBV转化细胞分为甲乙两组在培养瓶中培养,甲组加入适量的细胞SHM,乙组加入等量的小鼠骨髓瘤细胞,用相同方法同时进行细胞融合,统计甲乙两组杂交瘤细胞的融合率。
【分析】单克隆抗体制备时,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)动物细胞培养过程中为补充细胞所需的未知成分,培养基中常加入血清等天然成分。动物细胞培养的气体环境是95%空气和5%的CO2,其中5%的CO2的作用是维持细胞培养液的pH。
(2)诱导动物细胞融合的方法有PEG融合法、电融合法、灭活病毒诱导法。
(3)由于EBV转化细胞能在HAT培养基中生存和增殖,但对抗病毒药物Oua耐受能力极差,而小鼠骨髓瘤细胞在HAT培养基中不能生存和增殖,对抗病毒药物Oua耐受能力强,因此可在HAT培养基中添加Oua,只有融合的杂交瘤细胞能在HAT培养基上生长,且对Oua耐受能力强,即融合的杂交瘤细胞才能在此培养基上生长,故用此培养基可筛选出杂交瘤细胞。
(4)该实验目的是想证明人源细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合形成细胞SHM,再与EBV转化细胞进行动物细胞融合,可提高杂交瘤细胞融合率,因此自变量为与SHM融合细胞的种类,因变量为杂交瘤细胞的融合率,故实验思路为:将EBV转化细胞分为甲、乙两组在培养瓶中培养,甲组加入适量的细胞SHM,乙组加入等量的小鼠骨髓瘤细胞,用相同方法同时进行细胞融合,统计甲、乙两组杂交瘤细胞的融合率。
地 城
考点03
胚胎工程
一、单选题
1.(24-25高二下·山东菏泽·期末)胚胎分割技术的应用为优良牲畜的大量繁殖提供了有效的解决办法,如图为牛胚胎分割技术过程示意图。下列说法错误的是( )
A.分割前需观察胚胎是否发育到桑椹胚或囊胚
B.胚胎移植时不需对供体和受体进行同期发情处理
C.通过胚胎分割技术形成的多只牛犊遗传物质组成相同,性状也相同
D.当地普通母牛不会发生免疫排斥反应,胚胎移植前不需要进行免疫检查
【答案】C
【详解】A、桑椹胚或囊胚的内细胞团具有发育的全能性,能发育形成个体,分割前需观察胚胎是否发育到桑椹胚或囊胚,A正确;
B、由图可知,采用的是牛冷冻胚胎,故胚胎移植时不需对供体和受体进行同期发情处理,B错误;
C、胚胎分割技术是指采用机械方法将早期胚胎切割成多个等份,利用胚胎分割技术获得的多个胚胎含有的遗传物质完全一致,考虑环境因素的影响,性状不一定相同,C错误;
D、当地普通母牛不会发生免疫排斥反应,所以胚胎移植前不需要进行免疫检查,这是胚胎移植成功的基础,D正确。
故选C。
2.(24-25高二下·山东济南·期末)科研人员利用胚胎工程技术大量繁育性状优良山羊的新品种,实验过程如下。下列说法正确的是( )
A.操作1中FSH为促性腺激素释放激素,目的是使供体羊超数排卵
B.胚胎工程操作中,常以观察到两个极体或者雌、雄原核作为受精的标志
C.操作2为同期发情处理,雌性羊B须选用遗传性状优良的绵羊
D.可设法除去早期胚胎中的抗体决定基因,以避免免疫排斥反应
【答案】B
【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、作1中FSH为促性腺激素,目的是使供体羊超数排卵,A错误;
B、受精是雌雄配子的结合,胚胎工程操作中,常以观察到两个极体或者雌、雄原核作为受精的标志,B正确;
C、操作2为同期发情处理,雌性羊B作为代孕母体,无须选用遗传性状优良的绵羊,C错误;
D、胚胎移植时不存在排斥反应,D错误。
故选B。
3.(24-25高二下·山东东营·期末)杜泊羊生长速度快、肉质好,可通过胚胎工程快速繁殖。关于胚胎工程的说法正确的是( )
A.受精时精子触及卵细胞膜的瞬间,卵细胞膜迅速发生生理反应防止多精入卵
B.胚胎在囊胚期继续分化,囊胚期的内细胞团将来发育成胎儿的各种组织
C.用外源促性腺激素对供体进行超数排卵处理并对受体进行免疫检查以防发生免疫排斥
D.可对桑葚胚或囊胚进行胚胎分割获得同卵多胎杜泊羊,其遗传特性与供体完全相同
【答案】B
【分析】胚胎分割:借助显微操作技术或徒手操作方法切割早期胚胎成二、四等多等份再移植给受体母畜,从而获得同卵双胎或多胎的生物学新技术。
【详解】A、卵细胞膜反应发生在精子进入卵细胞膜时,而非触及的瞬间。透明带反应才是精子进入透明带时触发的第一道屏障,A错误;
B、囊胚期的内细胞团确实分化为胎儿的各种组织,滋养层则发育为胎膜和胎盘,B正确;
C、受体子宫对胚胎基本无免疫排斥,无需免疫检查,C错误;
D、胚胎分割后的个体遗传特性与供体胚胎相同,但供体胚胎的遗传物质来自父本和母本,与“供体(母体)”并非完全相同,D错误。
故选B。
4.(24-25高二下·山东泰安·期末)下图表示利用动物细胞工程和胚胎工程等技术获得三类不同动物的过程,下列说法错误的是( )
A.过程①需将采集的精子和培养成熟的卵子置于培养液中共同培养完成受精
B.过程②需要去除MII期卵母细胞中的纺锤体—染色体复合物
C.过程③可以大幅改良动物的某些性状
D.图示3个过程获得的胚胎都需要经过胚胎移植才能获得后代
【答案】A
【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】A、过程①代表体外受精,可将获能的精子和培养成熟的卵子置于适当的培养液中共同培养一段时间,来促使它们完成受精,A错误;
B、过程②需要去除MII期卵母细胞中的纺锤体—染色体复合物,以保证遗传物质更多来自供体细胞,B正确;
C、过程③是转基因过程,可将外源基因导入受体细胞,该过程可以大幅改良动物的某些性状,C正确;
D、胚胎移植是胚胎工程的最后一道工序,图示3个过程获得的胚胎都需要经过胚胎移植才能获得后代,D正确。
故选A。
5.(24-25高二下·山东临沂·期末)我国科学家利用基因编辑技术,获得一只生物节律核心基因BAML1 “敲除”的猕猴,取其成纤维细胞与去核的卵母细胞融合形成重构胚,进一步培育出了BAML1基因敲除的5只克隆猴,用于生物节律机制的研究。下列叙述错误的是( )
A.采集卵母细胞前可用促性腺激素处理雌猴促其排卵
B.重构胚可用Ca2+载体、蛋白酶合成抑制剂等激活,使之完成细胞分裂和发育进程
C.早期胚胎需培养至囊胚或原肠胚时期,移植到经同期发情处理的受体猕猴中
D.可将早期胚胎分割成4等份,经胚胎移植所得到的4个后代遗传物质相同
【答案】C
【详解】A、促性腺激素可促进雌猴超数排卵,采集卵母细胞前可用促性腺激素处理雌猴以便采集更多卵母细胞,A正确;
B、重构胚需通过电刺激、Ca2+载体、乙醇、蛋白酶抑制剂等方法激活,模拟受精卵激活信号,启动细胞分裂,B正确;
C、胚胎移植通常在桑葚胚或囊胚阶段进行,原肠胚已开始分化且需着床,无法直接移植,C错误;
D、胚胎分割可将早期胚胎(如桑葚胚)分为4等份,分割后遗传物质相同,经移植可得到遗传一致的后代,D正确。
故选C。
6.(24-25高二下·山东聊城·期末)我国中科院的研究团队通过培育小鼠孤雌单倍体胚胎干细胞,成功获得了“1母亲0父亲”的孤雌小鼠,实现了哺乳动物的同性繁殖,且该雌性小鼠能正常生殖产生后代,有关技术如图所示。下列说法错误的是( )
A.用促性腺激素对母鼠进行超数排卵处理可以获得更多的卵母细胞
B.图中过程①②的分裂方式分别为减数分裂和有丝分裂
C.用氯化锶激活重构胚,使其完成细胞分裂和发育进程
D.孤雌小鼠的诞生过程没有精子参与,所以其基因型与提供卵母细胞的雌鼠相同
【答案】D
【详解】A、用促性腺激素对母鼠进行超数排卵处理可以获得更多的卵母细胞,A正确;
B、图中过程①分裂的结果形成的是卵细胞,其分裂方式为减数分裂;过程②分裂形成的孤雌单倍体囊胚细胞的染色体数目与卵细胞的相同,其分裂方式为有丝分裂,B正确;
C、用氯化锶激活重构胚,使其完成细胞分裂和发育进程,C正确;
D、图中第2阶段,将孤雌单倍体胚胎干细胞注入卵子的过程相当于体外受精,孤雌小鼠的遗传物质不只是来自于提供卵母细胞的雌鼠,D错误。
故选D。
7.(24-25高二下·山东枣庄·期末)线粒体置换是一种基因治疗技术,通过该技术可帮助携带缺陷线粒体基因的女性生育正常的子代,具体操作过程如图所示。下列说法错误的是( )
A.选择的卵母细胞为次级卵母细胞,以便完成受精作用
B.去除的“细胞核”实际上是“纺锤体—染色体复合物”
C.图示获得子代个体的生殖方式与克隆动物的生殖方式相同
D.可以取囊胚的滋养层细胞进行基因检测,再进行胚胎移植
【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。原理是动物细胞核具有全能性,克隆动物的遗传物质来自双亲,其核遗传物质来自供核生物,而细胞质基因来自提供细胞质的生物。
【详解】A 、次级卵母细胞在受精作用中才会完成减数第二次分裂,选择次级卵母细胞便于受精,A正确;
B、卵母细胞中 “细胞核” 实际是纺锤体-染色体复合物,B正确;
C 、图示是有性生殖(有受精作用),克隆动物是无性生殖(核移植),生殖方式不同,C错误;
D 、可取囊胚滋养层细胞基因检测,再决定是否胚胎移植,D正确。
故选C。
8.(24-25高二下·山东枣庄·期末)饮用牛奶后易出现腹泻等不适症状,这称为乳糖不耐受。为了解决这一问题,科学家将肠乳糖酶基因导入奶牛受精卵,使获得的转基因奶牛分泌的乳汁中,乳糖的含量大大降低,而其他营养成分不受影响。下列叙述错误的是( )
A.在进行①过程前,需要用促性腺激素处理奶牛A
B.收集的精子可使用ATP处理获能以后方可受精
C.可以选择囊胚或桑葚胚进行胚胎分割来提高产量
D.重组质粒含有乳腺细胞中特异表达的基因的启动子
【答案】B
【详解】A、在进行①超数排卵过程前,需要用促性腺激素处理奶牛 A,以获得更多的卵母细胞,A正确;
B、收集的精子进行受精作用之前需要进行获能处理,即用一定浓度的肝素或钙离子载体等获能液处理。精子获能处理不是获得能量,不是 ATP 处理,B错误;
C、可以选择囊胚或桑葚胚进行胚胎分割来提高产量,因为这两个时期的胚胎细胞具有较高的全能性,分割后能够发育成完整的胚胎,C正确;
D、重组质粒含有乳腺细胞中特异表达的基因的启动子,以保证肠乳糖酶基因在乳腺细胞中表达,D正确。
故选B。
9.(24-25高二下·山东枣庄·期末)干细胞的培养成功是动物细胞培养领域重大的成就之一,干细胞的研究正在如火如荼地开展,下列关于干细胞的叙述正确的是( )
A.胚胎干细胞具有组织特异性,能分化成特定的细胞或组织
B.将正常的造血干细胞移植到病人体内,可以恢复病人的造血和免疫功能
C.可以直接将特定的基因导入成纤维细胞来诱导形成iPS细胞
D.iPS细胞又称诱导多能干细胞,其全能性小于成体干细胞
【答案】B
【分析】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,包括胚胎干细胞和成体干细胞。
【详解】A、胚胎干细胞属于全能干细胞,具有发育的全能性,能分化为各种细胞类型,而非仅特定组织。组织特异性是成体干细胞的特点,A错误;
B、造血干细胞能增殖分化为各类血细胞和免疫细胞(如淋巴细胞),移植后能恢复病人的造血功能和免疫功能,B正确;
C、iPS细胞的诱导需通过载体(如病毒)将多个关键基因(如Oct4、Sox2等)导入体细胞,而非“直接”导入,且需特定培养条件,C错误;
D、iPS细胞的全能性高于成体干细胞(如造血干细胞),D错误。
故选B。
二、多选题
10.(24-25高二下·山东菏泽·期末)研究人员以耳朵皮肤成纤维细胞、胎儿皮肤成纤维细胞和卵丘细胞三种细胞分别作为供核细胞进行核移植,研究结果如下表所示。下列说法正确的是( )
供核细胞
重构胚数(枚)
卵裂率(%)
囊胚率(%)
孵化率(%)
耳朵皮肤成纤维细胞
39
78.0
19.7
50.0
胎儿皮肤成纤维细胞
33
79.4
35.6
63.9
卵丘细胞
50
85.7
38.0
72.2
A.卵丘细胞更适合用作核移植的供核细胞
B.激活重构胚时,需要电刺激或PEG诱导细胞进行细胞分裂和发育
C.核移植时,所用的卵母细胞应发育至MII
D.从卵巢采集到的卵母细胞,经成熟培养后进行“去核”处理,这里的“核”是指细胞核
【答案】AC
【分析】哺乳动物核移植可以分为胚胎细胞核移植(比较容易)和体细胞核移植(比较难)。选用去核卵(母)细胞的原因:卵(母)细胞比较大,容易操作;卵(母)细胞细胞质多,营养丰富,可以激活细胞核表达全能性。
【详解】A、分析表格数据可知,卵丘细胞作为供核细胞时,重构胚数、卵裂率、囊胚率和孵化率都相对较高,所以卵丘细胞更适合用作核移植的供核细胞,A 正确;
B、电刺激或 PEG 诱导常用于细胞融合,而激活重构胚通常采用物理或化学方法(如电脉冲、钙离子载体、乙醇等)来促使其进行细胞分裂和发育,不是用 PEG 诱导,B错误;
C、核移植时,所用的卵母细胞应发育至 MII,此时卵母细胞的细胞质中含有促进细胞核全能性表达的物质,有利于重组细胞的发育,C 正确;
D、从卵巢采集到的卵母细胞,经成熟培养后进行 “去核” 处理,这里的 “核” 实际上是指细胞核和第一极体,因为处于 MII 中期的卵母细胞已经完成了减数第一次分裂,排出了第一极体,第一极体紧贴着卵母细胞的细胞核,在去核操作时通常会一并去除,D 错误。
故选AC。
11.(24-25高二下·山东德州·期末)研究人员通过人工激活猪成熟的卵母细胞(无需受精),使其发育为二倍体胚胎,并移植到代孕母猪体内,获得了成活的孤雌生殖克隆猪。卵母细胞的成熟以透明带内观察到一个极体为标志。下列说法正确的是( )
A.孤雌生殖克隆猪的性别一定为雌性
B.孤雌生殖克隆猪的性状与卵母细胞供体完全相同
C.成熟的卵母细胞在孤雌生殖过程中不产生第二极体
D.早期胚胎应发育至囊胚或原肠胚时进行胚胎移植
【答案】AC
【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,并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、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”,接受胚胎的个体叫“受体”。通过任何一项技术(如转基因、核移植和体外受精等)获得的胚胎,都必须移植给受体才能获得后代。
【详解】A、猪的性别决定方式为XY型,雌性个体的性染色体组成为XX,雄性个体的性染色体组成为XY。人工激活猪成熟的卵母细胞(无需受精)发育为二倍体胚胎,由于卵母细胞中的性染色体为X,所以通过孤雌生殖发育成的克隆猪的性染色体组成只能是XX,性别一定为雌性,A正确;
B、生物的性状是由基因和环境共同决定的。孤雌生殖克隆猪的遗传物质主要来自卵母细胞供体,但生物的性状表现不仅取决于遗传物质,还受环境因素的影响。例如,代孕母猪的子宫环境等可能会对克隆猪的性状产生一定影响,所以孤雌生殖克隆猪的性状与卵母细胞供体不会完全相同,B错误;
C、通过人工激活猪成熟的卵母细胞(无需受精),使其发育为二倍体胚胎,推测成熟的卵母细胞在孤雌生殖过程中不进行第二次分裂,不产生第二极体,C正确;
D、早期胚胎移植时,一般应发育至桑椹胚或囊胚阶段进行移植。原肠胚时期的胚胎已经开始了细胞分化,此时进行移植不利于胚胎的着床和发育,所以不能发育至原肠胚时进行胚胎移植,D错误。
故选AC。
12.(24-25高二下·山东滨州·期末)研究褪黑素(MT)对牛卵母细胞体外成熟、体外胚胎发育的影响,实验结果如下表所示。下列说法错误的是( )
组别
采集卵母细胞数(个)
成熟卵母细胞数目(个)
卵裂率(%)
囊胚率(%)
对照组
1786
684
68.81
23.74
MT组
1812
1215
75.96
36.78
注:卵裂率 = 卵裂数/培养的卵母细胞总数×100%;囊胚率 = 囊胚数/培养的卵母细胞总数×100%
A.本实验需要从牛输卵管中采集发育到MⅡ期的卵母细胞
B.本实验中,以排出第二极体作为卵母细胞受精的标志
C.实验结果说明MT可促进牛卵母细胞成熟和胚胎发育
D.本实验可在胚胎发育至桑葚胚时统计孵化情况
【答案】AD
【详解】A、需要从牛卵巢中采集卵母细胞,在体外培养到MⅡ期,A错误;
B、在实际胚胎工程操作中,常以观察到两个极体或者雌、雄原核作为受精的标志,B正确;
C、通过表中数据分析,说明MT可促进牛卵母细胞成熟和胚胎发育,C正确;
D、囊胚进一步扩大导致透明带破裂,这一过程叫做孵化,故胚胎发育至囊胚时统计孵化情况,D错误。
13.(24-25高二下·山东临沂·期末)在精子入卵后,被激活的雌性小鼠卵子会完成减数分裂Ⅱ排出第二极体(如图所示),第二极体仅与受精卵分裂形成的2个子细胞之一接触。在甲时期去除第二极体会导致胚胎明显缩小,不能正常存活,这一异常可通过向细胞1中注射第二极体的细胞抽提液加以改善。在乙时期后去除第二极体对胚胎发育无显著影响。以下说法正确的是( )
A.刚刚排出的精子需要获能后才能与成熟的卵子完成受精
B.常以观察到两个极体或者雌、雄原核作为受精的标志
C.上述实验说明,第二极体会发育为胚胎的重要组成部分
D.早期胚胎发育时细胞数目不断增多,但总体积并不增大
【答案】ABD
【详解】A、刚刚排出的精子需要在雌性生殖道内或者体外获能后才能与成熟的卵子完成受精,A正确;
B、在实际胚胎工程操作中,常以观察到两个极体或雌、雄原核作为受精的标志,B正确;
C、由题干信息可知,雌性小鼠在精子入卵后,被激活的卵子会完成减数分裂Ⅱ排出第二极体,第二极体没有发育为胚胎的重要组成部分,C错误;
D、早期胚胎发育的卵裂期时,细胞数目不断增多,而总体积不变,每个细胞体积在减小,D正确。
故选ABD。
14.(24-25高二下·山东聊城·期末)胚胎干细胞存在于哺乳动物的早期胚胎中,具有自我更新能力,在科学和医学领域具有极高的研究价值。胚胎干细胞的发育和自我更新受多个基因调控(如图)。下列说法正确的是( )
A.胚胎干细胞可分化为成年动物体内任何一种类型的细胞
B.Nanog基因突变可能使胚胎干细胞自我更新受阻
C.促进Stat3和Oct3/4的表达会促进胚胎干细胞向滋养层分化
D.将干细胞用于疾病的临床治疗可能存在导致肿瘤发生的风险
【答案】ABD
【详解】A、胚胎干细胞具有发育的全能性,可分化为成年动物体内的任何一种类型的细胞,A正确;
B、Nanog基因促进胚胎干细胞的增殖,Nanog基因突变可能使胚胎干细胞自我更新受阻,B正确;
C、Stat3抑制胚胎干细胞的增殖和原始内胚层的形成,OCT3/4能抑制胚胎干细胞表达形成滋养层,则促进Stat3和Oct3/4的表达会抑制胚胎干细胞的增殖和分化过程,C错误;
D、由于干细胞可无限增殖,将干细胞用于疾病的临床治疗可能存在导致肿瘤发生的风险,D正确。
故选ABD。
三、解答题
15.(24-25高二下·山东淄博·期末)早期胚胎主要从输卵管和子宫壁分泌物中汲取营养物质,培养环境对早期胚胎发育的影响至关重要。早期胚胎与体细胞共培养具有克服体外发育阻滞、提高移植后胚胎着床率等优势, 成为一种有效的胚胎体外培养途径。小鼠子宫内膜上皮细胞与小鼠早期胚胎共培养实验如下。
(1)先使小鼠进行体外受精,受精的标志是_____,然后将得到的受精卵随机平均放入对照组和共培养组培养液中,置于气体组成为_____的 培养箱中进行培养。培养液需要定期更换,原因是_____。
(2)如需进行性别鉴定,需要从囊胚的_____取样进行 DNA 分析。如需对囊胚进行胚胎分割,注意事项是_____。
(3)对胚胎发育情况进行观察和统计,结果如下表。
分组
4 细胞胚胎率(%)
桑葚胚率(%)
囊胚率(%)
共培养组
78.2
71.3
50
对照组
74.1
61.2
39.7
囊胚进一步扩大,会导致透明带破裂,胚胎从其中伸展出来,这一过程称为_____, 之后囊胚进一步发育形成_____。由表中数据可知,子宫内膜上皮细胞对小鼠胚胎早期发育起到了一定的_____作用,推测作用机理是_____。
【答案】(1) 观察到两个极体或雌、雄原核 95%空气和5%CO2 更新营养物质;清除代谢物,防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害
(2) 滋养层 将内细胞团均等分割
(3) 孵化 原肠胚 促进 宫内膜上皮细胞会分泌营养物质供早期胚胎利用
【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。(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值)。
【详解】(1)受精的标志是卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到两个极体或观察到雌、雄原核。受精完成的标志是雌雄原核融合完成;动物细胞培养的气体环境:95%空气(细胞代谢必需的)和5%的CO2(维持培养液的pH值);定期更换培养液,可以更新营养物质,也清除代谢物,防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害。
(2)内细胞团将发育成完整的胚胎,为避免对胚胎的影响,进行性别鉴定,需要从囊胚的滋养层取样进行 DNA 分析;如需对囊胚进行胚胎分割,应将内细胞团均等分割。
(3)动物胚胎发育到囊胚进一步扩大,会导致透明带破裂,胚胎从其中伸展出来,这一过程叫作孵化;囊胚进一步发育成原肠胚;结合表格可知,早期胚胎与体细胞共培养组的胚胎发育情况明显优于对照组,说明子宫内膜上皮细胞对小鼠胚胎早期发育起到了一定的促进作用,推测宫内膜上皮细胞会分泌营养物质供早期胚胎利用。
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