高中生物学人教版(2019)选择性必修三2.2 动物细胞工程 同步检测
姓名:__________ 班级:__________考号:__________
一、单选题
1.(2022高二下·盐城期末)下图为幼鼠肾脏上皮细胞培养过程示意图,下列有关叙述错误的是( )
A.甲→乙过程通常需要剪碎后,用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理
B.在丙中培养的细胞通常在10代以内,一般未发生癌变
C.丁过程表示传代培养,大多细胞一般能繁殖10~50代
D.培养过程中应提供5%CO2和95%O2的气体环境,以维持培养液正常的pH
2.(2022高二下·武汉期末)2017年世界上首例体细胞克隆猴在我国诞生,分别叫“中中”和“华华”,这一成功轰动了全世界,相比较克隆羊和克隆鼠,克隆猴对于研究人类疾病意义更大。下图是克隆“中中”的相关示意图。下列叙述错误的是( )
A.去核卵子b可以为重组细胞全能性的表达提供物质基础
B.重组细胞需要物理或化学方法激活,使其完成细胞分裂和发育过程
C.克隆猴的培育过程中没有应用动物细胞培养技术
D.与鼠相比,克隆猴更适合作为人类疾病和进行药物实验的模型动物
3.(2022高二下·渭滨期末)植物体细胞杂交与动物细胞工程中所用技术与原理不相符的是( )
A.纤维素酶、果胶酶处理和胰蛋白酶处理——酶的专一性
B.植物组织培养和动物细胞培养——细胞的全能性
C.植物体细胞杂交和动物细胞融合——生物膜的流动性
D.紫草细胞培养和杂交瘤细胞的培养——细胞分裂
4.(2022高二下·温州期末)下列关于动物细胞培养的叙述,正确的是( )
A.胰蛋白酶能消化细胞中的胶原纤维和其他成分,获得细胞悬液
B.细胞进行一次传代培养所需时间等于一个细胞周期的时间
C.培养基中添加胎牛血清有助于提高动物细胞克隆形成率
D.动物细胞只能贴壁生长,不能进行悬浮培养
5.(2022高二下·十堰期末)实验小鼠皮肤细胞进行贴壁生长培养的基本过程如图所示,其中丙过程为原代培养,丁过程为传代培养,下列叙述正确的是( )
A.甲过程是取样过程,取样时需要对小鼠的取样部位进行灭菌处理
B.乙过程可用机械的方法,或用胰蛋白酶,胶原蛋白酶等处理的方法
C.丙过程细胞通过有丝分裂或减数分裂增殖,该过程中遗传物质不发生变化
D.丁过程是将无限增殖的细胞用胰蛋白酶处理、离心法收集,制成细胞悬液,再分瓶培养
6.(2022高二下·丽水期末)间充质干细胞(MSCs)为存在于骨髓及多种组织中的一类干细胞,可形成成骨细胞、脂肪细胞及神经细胞等多种细胞。下列叙述正确的是( )
A.成骨细胞、脂肪细胞及神经细胞中线粒体的结构和功能不同
B.MSCs形成成骨细胞、脂肪细胞及神经细胞说明细胞具有全能性
C.MSCs形成成骨细胞、脂肪细胞及神经细胞的过程中核酸的数量会发生改变
D.体外培养MSCs时,需将其放在含95%O2加5%CO2的混合气体中培养
7.(2022高二下·镇江期末)如图为单克隆抗体制备过程示意图。下列有关叙述错误的是( )
A.X细胞是从脾脏中提取的已免疫的 B淋巴细胞
B.Y细胞是杂交瘤细胞,通常取用培养 10代以内的细胞
C.图中筛选过程至少两次且方法不同,最终保留抗体检测呈阳性的细胞
D.图中能产生单克隆抗体的细胞在培养过程中不会出现接触抑制的现象
8.(2022高二下·丽水期末)动物细胞培养时,培养细胞的生命期如下图所示。下列叙述正确的是( )
A.可以使用稀释涂布平板法或显微镜计数法对细胞进行计数
B.传代培养时,常用胰蛋白酶处理使原培养瓶内细胞分散
C.随着细胞传代次数不断增加,传代间隔的时长越来越小
D.有限细胞系培养过程中会出现接触抑制现象,而无限细胞系不会
9.(2022高二下·范县期末)第一只克隆猫“大蒜的出生标志着我国在克隆领域的一大进步,下图为获得克隆猫的基本流程图。下列有关叙述错误的是( )
A.卵母细胞通常培养至减数第二次分裂中期
B.实际操作时,可不取核而用完整的供体细胞
C.图中早期胚胎通常是囊胚或原肠胚
D.克隆猫“大蒜”的性状并不完全与B猫相同
10.(2022高二下·衢州期末)下列有关动植物细胞培养的叙述错误的是( )
A.培养过程中都会发生细胞增殖
B.培养过程都需要在无菌条件下进行
C.培养过程都存在贴壁生长和接触抑制的现象
D.培养过程都易受培养条件和外界压力的影响而发生变异
11.(2022高二下·重庆市月考)下列属于动物细胞培养与植物组织培养区别的是( )
A.动物细胞培养基与植物细胞培养基的成分有所不同
B.动物细胞培养不需要在无菌条件下进行
C.动物细胞培养可发生遗传物质改变,而植物组织培养不能
D.植物组织培养和动物细胞培养都体现了细胞的全能性
12.(2022高二下·广东月考)下列关于动物细胞培养的叙述,错误的是( )
A.动物细胞培养利用的培养基一般为液体培养基
B.需要一定含量的O2来满足细胞代谢的需求
C.动物细胞核移植的基础是动物细胞培养
D.通过动物细胞培养不能获得大量细胞及生物制品
13.(2022高二下·广东月考)下列有关核移植和克隆动物的叙述,错误的是( )
A.供体细胞应选择传代培养10代以内的细胞
B.体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植的
C.用于核移植的卵母细胞最好选择减数第一次分裂中期的卵母细胞
D.通过体细胞核移植技术获得的克隆动物做不到对体细胞动物100%的复制
14.(2022高二下·万州月考)人心肌细胞中的肌钙蛋白I(cTnI)在血液中含量上升是心肌损伤的特异性指标。为制备抗cTnI单克隆抗体,科研人员完成了下图所示过程。下列有关叙述错误的是( )
A.反复给小鼠注射cTnI的目的是让小鼠体内产生更多的抗体
B.人工诱导细胞融合获得甲的常用方法是用灭活的病毒诱导
C.经①、②过程获得的丙,既能无限增殖又可分泌特异性抗体
D.抗cTnI单克隆抗体检测心肌损伤具有特异性强、灵敏度高的特点
15.(2022高二下·万州月考)动物细胞培养包括原代培养和传代培养,下列有关说法正确的是( )。
A.原代培养前要用胰蛋白酶处理,传代培养前不需要
B.传代培养时需用离心法收集细胞
C.贴壁细胞原代培养具有接触抑制现象,传代培养没有接触抑制现象
D.原代培养和传代培养所需要的培养液成分不同
二、综合题
16.(2022高二下·十堰期末)某课题组实现了酵母细胞工厂全合成甘草酸(中药甘草中的主要活性成分),为解决甘草及其他稀缺天然产物获取过程中存在的资源短缺等问题提供新思路。为了快速检测到甘草酸,科研人员利用细胞工程技术制备了抗甘草酸的单克隆抗体,其基本操作过程如图所示。回答下列问题:
(1)一般来说,动物细胞培养需要满足其所需的营养条件,如培养基中需要含有 (答出2种)、血清等物质。动物细胞培养的气体环境是95%的空气和5%CO2的混合气体,其中CO2的主要作用是 。
(2)图中给小鼠注射甘草酸—牛血清白蛋白结合抗原的目的是 。
(3)图中过程②是诱导细胞甲和骨髓瘤细胞融合的过程,进行过程③的筛选后,能在培养基上生长的丙细胞是 ;过程④代表 ,经过多次筛选获得细胞丁;过程⑤可用 两种培养方法获得大量抗草酸磷的单克隆抗体。
17.(2022高二下·新郑期末)下图为动物细胞工程操作的流程图。请据图分析回答:
(1)将动物组织中的细胞分散开来获得单个细胞A和B通常用 来处理。将A、B细胞融合形成C细胞的①常用的方法有 (至少答出三种)。
(2)如果该图表示抗乙肝病毒的单克隆抗体的制备过程,A细胞是骨髓瘤细胞,则B细胞是从小鼠体内获得的 ,在获得该细胞之前,需要向小鼠注射 。获得C细胞需要经过二次筛选,最终得到 。
(3)如果该图表示克隆羊的培育过程,①过程中涉及的生物技术有 (写出两种即可)。如果D表示所获得的克隆动物,则②过程中涉及的生物技术有 。
18.(2022高二下·新郑期末)哺乳动物的胚胎干细胞简称ES细胞或EK细胞,对于治疗某些人类顽疾提供了光明前景。请回答下列与胚胎干细胞有关的问题:
(1)哺乳动物的胚胎干细胞是从早期胚胎或 中分离出来的一类细胞。如要从囊胚中获得胚胎干细胞,需要从囊胚的 中获取。
(2)胚胎早期培养的培养液中除含有无机盐、有机盐、维生素激素、氨基酸、核苷酸等营养成分外,还需要添加 等物质。
(3)胚胎干细胞在形态上表现为 ,在功能上具有发育的 。
(4)胚胎干细胞可作为培育转基因动物的受体细胞,目的基因导入胚胎干细胞最常用的方法是 。将目的基因导入胚胎干细胞前需要构建 ,其目的是 。
19.(2022高二下·三门峡期末)单克隆抗体特异性强、灵敏度高,可以大量制备,已被广泛应用于疾病的诊断和治疗。用H7N9病毒制备单克隆抗体的流程如下图所示:
(1)过程③常用的方法是 。
(2)向小鼠体内注射抗原蛋白,使小鼠产生 免疫。从小鼠体内分离的细胞Ⅰ是 ,细胞Ⅱ应具有的特点是 。
(3)体外培养细胞Ⅱ,首先应保证其处于 的环境中,其次需要提供充足的营养和适宜的温度等。
(4)对于转基因成功的细胞Ⅱ还要进行克隆化培养和 检测。
(5)若要预防H7N9禽流感,可用图中的 作为疫苗。
20.(2022高二下·龙岩期中)新型冠状病毒是一种RNA病毒,其表面的刺突蛋白(简称S蛋白)是主要的病毒抗原。单克隆抗体既可作为诊断试剂,又可阻断病毒的黏附和入侵,故抗体药物的研发已成为治疗新冠肺炎的研究热点之一。制备抗S蛋白单克隆抗体的流程如下图,请回答下列问题:
(1)步骤①必须给小鼠注射 ,目的是 ,取小鼠的脾脏剪碎后用酶处理一段时间,再加入培养液可制成单细胞悬液。
(2)步骤④诱导融合操作后,体系中出现多种类型细胞的原因是 。
(3)步骤⑤培养的结果是 ;还需进行步骤⑥的原因是 。
(4)步骤⑥含多次筛选,筛选依据的基本原理是 ,选出的杂交瘤细胞的特点是 。
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】组织培养基的成分及作用;动物细胞培养技术
【解析】【解答】A、甲剪碎肾脏组织块→乙制成细胞悬液过程需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理,分散成单个细胞,A正确;
B、丙过程指原代培养,通常在10代以内,一般未发生癌变,B正确;
C、据图可知,丁过程表示传代培养,大多细胞一般能繁殖10~50代,C正确;
D培养过程中应提供5%CO2和95%空气的气体环境,O2是细胞代谢所必需的,CO2的主要作用是维持培养液的pH,D错误。
故答案为:D。
【分析】1、动物细胞培养过程:
2、动物细胞培养条件:
(1)营养:培养基中应含有细胞所需要的各种营养物质,通常需要加入血清等天然成分。
(2)无菌、无毒的环境。
(3)温度、pH和渗透压。
(4)气体环境:氧气是细胞代谢所必需的,二氧化碳的主要作用是维持培养液的pH。动物细胞培养需要将培养瓶置于含95%空气和5%CO2的混合气体的培养箱中进行培养。
3、传代培养:原代培养的细胞生长、繁殖一定时间后,由于空间不足或细胞密度过大导致营养枯竭,影响细胞的生长,因此需要重新用胰蛋白酶等处理,进行分瓶扩大培养,即传代培养。一般情况下,细胞传至10~50代后,增殖会明显减缓,甚至完全停止,部分细胞出现核型异常。
2.【答案】C
【知识点】动物细胞核移植技术;动物体细胞克隆;细胞融合的方法
【解析】【解答】A、卵母细胞的细胞质中含有促进核基因表达的物质,能调控细胞核基因的表达,即去核卵子b可以为重组细胞全能性的表达提供物质基础,A正确;
B、去核的卵母细胞与供体细胞融合成重组细胞,需要物理或化学方法激活,才能使其完成细胞分裂和发育过程,B正确;
C、克隆猴的培育过程中需要将获得的卵子在体外培养成熟、胎儿成纤维细胞也需要在体外培养等,因此应用了动物细胞培养技术,C错误;
D、猴与人在进化上亲缘关系很近,因此,与鼠相比,克隆猴更适合作为人类疾病和进行药物实验的模型动物,D正确。
故答案为:C。
【分析】有关体细胞核移植过程应注意:
(1)细胞核移植技术中注入去核卵母细胞中的不是供体细胞核,而是整个细胞,伴随着两细胞融合,体现细胞膜的结构特点:具有一定的流动性。
(2)受体细胞为减数第二次分裂中期的次级卵母细胞,此时在透明带内包含着第一极体,在去核的同时连同第一极体一并去掉。
(3)该技术形成重组细胞发育成一个新个体,体现了细胞核的全能性而非动物细胞的全能性。
(4)用卵母细胞做受体细胞原因:①卵母细胞体积大,便于操作;②含有促使细胞核表达全能性的物质;③营养物质丰富。
(5)克隆属于无性繁殖,产生新个体的性别、绝大多数性状与供核亲本一致。
3.【答案】B
【知识点】植物组织培养的过程;植物体细胞杂交的过程及应用;动物细胞培养技术
【解析】【解答】A、酶具有专业性,纤维素酶和果胶酶可以处理植物细胞,胰蛋白酶可以处理动物细胞,A正确;
B、植物组织培养可以体现细胞的全能性,动物细胞培养无法体现,B错误;
C、植物体细胞融合和动物细胞融合都能体现细胞膜流动性,C正确;
D、紫草细胞培养和杂交瘤细胞的培养都需要细胞进行分裂增殖,D正确;
故答案为:B
【分析】动物细胞融合与植物体细胞杂交的对比如下:
比较项目 植物体细胞杂交 动物细胞融合
细胞融合方法 细胞膜的流动性、细胞的全能性 细胞膜的流动性
细胞融合方法 用纤维素酶、果胶酶去除细胞壁后诱导原生质体融合 用胰蛋白酶是细胞分散,诱导细胞融合
诱导手段 物理:离心、电刺激、振动;
化学:聚乙二醇 物理:离心、电刺激、振动
化学:聚乙二醇
生物:灭活的病毒
结果 形成杂种植株 形成杂交细胞,以生产细胞产物
用途 打破生殖隔离实现远缘杂交种,扩展杂交亲本范围,培育新品种 研究细胞遗传、细胞克隆、肿瘤、培育生物新品种、制备单克隆抗体
意义 突破有性杂交方法的局限,使远缘杂交成为可能
4.【答案】C
【知识点】动物细胞培养技术
【解析】【解答】A、胰蛋白酶能消化细胞间的胶原纤维和其他成分,获得单细胞悬液,A错误;
B、传代培养的实质就是分离后再次培养,进行一次分离再培养称之为传一代,因此细胞进行一次传代培养所需时间应该大于一个细胞周期的时间,B错误;
C、动物血清有利于为细胞增殖提供有利的环境条件,有助于提高动物细胞克隆形成率,C正确;
D、动物细胞可以贴壁生长,也能进行悬浮培养,D错误。
故答案为:C。
【分析】1、动物细胞培养过程:
2、传代培养:原代培养的细胞生长、繁殖一定时间后,由于空间不足或细胞密度过大导致营养枯竭,影响细胞的生长,因此需要重新用胰蛋白酶等处理,进行分瓶扩大培养,即传代培养。一般情况下,细胞传至10~50代后,增殖会明显减缓,甚至完全停止,部分细胞出现核型异常。
5.【答案】B
【知识点】动物细胞培养技术
【解析】【解答】A、表示取实验小鼠的组织细胞,取样时需要对小鼠的取样部位进行消毒处理,A错误;
B,乙过程可用机械的方法,可用胰蛋白酶,或胶原蛋白酶等处理的方法,B正确;
C、丙表示原代培养,细胞通过有丝分裂增殖,该过程中遗传物质一般不发生变化,C错误;
D、丁表示传代培养,是将原代培养的细胞用胰蛋白酶处理、离心法收集,制成细胞悬液,再分瓶培养,原代培养的细胞一般没有无限增殖的能力,D错误。
故答案为:B。
【分析】动物细胞培养过程:
6.【答案】C
【知识点】动物细胞的全能性及应用;动物细胞培养技术;线粒体的结构和功能
【解析】【解答】A、成骨细胞、脂肪细胞及神经细胞中线粒体的结构和功能相同,即线粒体具有双层膜结构,内膜向内折叠形成嵴,线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所,是细胞的“动力车间”,A错误;
B、细胞全能性是指已经分化的细胞仍具有发育成完整个体的潜能,而间充质干细胞(MSCs)可形成成骨细胞、脂肪细胞及神经细胞等多种细胞,但是没有形成完整个体,故不能体现细胞具有全能性,B错误;
C、MSCs通过细胞分化形成成骨细胞、脂肪细胞及神经细胞,细胞分化的过程中,因为基因的选择性表达,RNA的种类和数量会发生改变。所以说MSCs形成成骨细胞、脂肪细胞及神经细胞的过程中核酸的数量会发生改变,C正确;
D、体外培养间充质干细胞时,需将其放在含95%的空气+5%的CO2的混合气体中培养,D错误。
故答案为:C。
【分析】1、线粒体是真核细胞主要的细胞器,机能旺盛的含量多。呈粒状、棒状,具有双膜结构,内膜向内突起形成“嵴”,内膜和基质中有与有氧呼吸有关的酶,是有氧呼吸第二、三阶段的场所,生命体95%的能量来自线粒体,又叫“动力工厂”。
2、细胞分化:在个体发育中,由于基因的选择性表达,细胞增殖产生的后代,在形态、结构、生理功能上会发生稳定性差异。该过程遗传物质不发生变化。细胞分化是一种持久性的变化,分化的细胞将一直保持分化后的状态直至死亡。细胞分化是细胞个体发育的基础,使多细胞生物体中细胞趋向专门化,有利于提高各项生理功能的效率。
3、动物细胞培养条件:
(1)营养:培养基中应含有细胞所需要的各种营养物质,通常需要加入血清等天然成分。
(2)无菌、无毒的环境。
(3)温度、pH和渗透压。
(4)气体环境:氧气是细胞代谢所必需的,二氧化碳的主要作用是维持培养液的pH。动物细胞培养需要将培养瓶置于含95%空气和5%CO2的混合气体的培养箱中进行培养。
7.【答案】B
【知识点】单克隆抗体的制备过程
【解析】【解答】A、单克隆抗体的制备是用经过免疫的B细胞和骨髓瘤细胞融合,制备杂交瘤细胞,所以X细胞是从脾脏中提取的已免疫的B淋巴细胞,A正确;
B、Y细胞是骨髓瘤细胞,在体外培养时具有无限增殖的特点,B错误;
C、图中筛选过程至少两次且方法不同,第一次筛选是选择杂交瘤细胞,需要抑制同种细胞的融合体、以及未融合的细胞的增殖,第二次筛选是用抗体检测的方法选择能产生特异性抗体的杂交瘤细胞,最终保留抗体检测呈阳性的细胞,C正确;
D、由于杂交瘤细胞即保留了骨髓瘤细胞无限增殖的特点,又有浆细胞产生特异性抗体的作用,所以图中能产生单克隆抗体的细胞在培养过程中不会出现接触抑制的现象,D正确。
故答案为:B。
【分析】单克隆抗体的制备:
(1)用特定的抗原对小鼠进行免疫,并从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,经过多次筛选,才能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。
8.【答案】B
【知识点】动物细胞培养技术
【解析】【解答】A、动物细胞不能用稀释涂布平板法计数,A错误;
B、传代培养时,常用胰蛋白酶处理使原培养瓶内细胞分散为单个细胞,B正确;
C、随着细胞传代次数不断增加,细胞逐渐衰老,细胞分裂速度变慢,传代间隔的时长越来越长,C错误;
D、动物细胞培养过程中都会出现接触抑制现象,D错误。
故答案为:B。
【分析】1、微生物的数量测定:
(1)利用显微镜直接计数:需利用细菌计数板或血细胞计数板计数。但不能区分活菌和死菌,使得计数结果偏大。
(2)稀释涂布平板法:测定值往往比实际值低,这是因为当两个或多个细胞连在一起时,平板上观察到的只是一个菌落。为了保证结果的准确,一般选择菌落数为30~300的平板进行计数。
2、传代培养:原代培养的细胞生长、繁殖一定时间后,由于空间不足或细胞密度过大导致营养枯竭,影响细胞的生长,因此需要重新用胰蛋白酶等处理,进行分瓶扩大培养,即传代培养。一般情况下,细胞传至10~50代后,增殖会明显减缓,甚至完全停止,部分细胞出现核型异常。
3、培养贴附性细胞时,细胞数目不断增多,当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时,细胞就会停止分裂增殖,这种现象称为细胞的接触抑制。
9.【答案】C
【知识点】动物细胞核移植技术
【解析】【解答】A、从活体个体的卵巢中吸取的卵母细胞需要在体外培养到减数第二次分裂中期,并通过显微操作去除卵母细胞中的细胞核,A正确;
B、在实际操作中,动物体细胞核移植往往是将供体细胞直接注入去核的卵母细胞中,B正确;
C、图中早期胚胎通常是桑葚胚或囊胚阶段,再进行胚胎移植,C错误;
D、克隆猫“大蒜”的细胞质的遗传物质来自于A猫,细胞核中的遗传物质来自于B猫,故性状并不完全与B猫相同,D正确。
故答案为:C。
【分析】 有关体细胞核移植过程应注意:
(1)细胞核移植技术中注入去核卵母细胞中的不是供体细胞核,而是整个细胞,伴随着两细胞融合,体现细胞膜的结构特点:具有一定的流动性。
(2)受体细胞为减数第二次分裂中期的次级卵母细胞,此时在透明带内包含着第一极体,在去核的同时连同第一极体一并去掉。
(3)该技术形成重组细胞发育成一个新个体,体现了细胞核的全能性而非动物细胞的全能性。
(4)用卵母细胞做受体细胞原因:①卵母细胞体积大,便于操作;②含有促使细胞核表达全能性的物质;③营养物质丰富。
(5)克隆属于无性繁殖,产生新个体的性别、绝大多数性状与供核亲本一致。
10.【答案】C
【知识点】植物组织培养的过程;动物细胞培养技术
【解析】【解答】A、无论是动物细胞培养还是植物细胞培养,原理都有细胞增殖,因此培养过程中都会发生细胞增殖,A正确;
B、动植物细胞培养过程都需要在无菌条件下进行,以防杂菌污染,B正确;
C、动物细胞在进行细胞原代培养时会出现细胞贴壁生长和细胞接触抑制现象,植物细胞不会出现,C错误;
D、在动植物的细胞培养过程中,由于培养细胞一直处于不断的分裂状态,因此容易受到培养条件和外界压力(如射线、化学物质等)的影响而产生突变,D正确。
故答案为:C。
【分析】1、动物细胞培养过程:
2、植物组织培养过程:接种外植物体→诱导愈伤组织→诱导生芽、诱导生根→试管苗→完整植株。
3、细胞培养要保证无菌、无毒的环境。保证无菌要做到:①对培养基和培养用具进行严格灭菌处理,②在培养液中添加抗生素;保证无毒应定期更换培养液,以免代谢产物积累对动物细胞自身造成损伤。
11.【答案】A
【知识点】植物组织培养的过程;组织培养基的成分及作用;动物细胞培养技术;植物组织培养的影响因素
【解析】【解答】A、动物细胞培养所用的培养基是液体培养基,其中通常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等。植物组织培养所用的培养基是固体培养基,其中通常含有蔗糖、氨基酸、无机盐和植物激素等,A正确;
B、动物细胞培养与植物组织培养都需要在无菌条件下进行,B错误;
C、动物细胞培养与植物组织培养都可以发生遗传物质改变,C错误;
D、植物组织培养的结果是植物体,体现了细胞的全能性;动物细胞培养的结果是细胞株、细胞系,原理是细胞增殖,不能体现细胞的全能性,D错误。
故答案为:A。
【分析】植物细胞和动物细胞培养的比较:
比较项目 植物组织培养 动物细胞培养
原理 细胞的全能性 细胞增殖
培养基性质 固体培养基 液体培养基
培养基特有成分 蔗糖、植物激素 葡萄糖、动物学清、促生长因子
培养结果 新的个体或细胞产品 细胞或细胞产品
培养目的 快速繁殖、培育无病毒植株等 获得细胞或细胞产物
12.【答案】D
【知识点】动物细胞培养技术
【解析】【解答】A、动物细胞培养时一般利用液体培养基,保证动物细胞获得充足的营养,A正确;
B、动物细胞培养的气体环境为95%空气(细胞代谢必需的)和5%的CO2(维持培养液的pH),B正确;
C、动物细胞培养是动物细胞工程的基础,是动物细胞融合以及动物细胞核移植的基础,C正确;
D、动物细胞培养的原理是细胞增殖,通过动物细胞培养可以获得大量细胞和生物制品,D错误。
故答案为:D。
【分析】动物细胞培养:
(1)定义:就是从动物机体中取出相关的组织,将它分散成单个细胞,然后,在适宜的培养基中,让这些细胞生长和增殖,原理细胞增殖。
(2)动物细胞培养过程:取动物组织块→用机械方法或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。
(3)动物培养条件:
①无菌、无毒的环境:a、消毒、灭菌;b、添加一定量的抗生素;c、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)。
(4)注意事项:①动物细胞连续培养50代左右,会出现大量细胞死亡而只有少量细胞生存的现象,这少数细胞的遗传物质发生变化,往往具有癌变的特点。②动物细胞培养基液体,植物细胞培养基固体,培养的动物细胞通常取自胚胎、幼龄动物的组织器官。③动物组织处理使细胞分散后的初次培养称为原代培养, 一般传至10代左右便会出现生长停滞。
13.【答案】C
【知识点】动物细胞核移植技术;动物体细胞克隆
【解析】【解答】A、体细胞核移植过程中供体细胞一般选用传代10代以内的细胞,可以保证细胞的二倍体核型,A正确;
B、体细胞的分化程度高于胚胎细胞,故体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植的,B正确;
C、用于核移植的卵母细胞一般选择减数二次分裂中期的卵母细胞,C错误;
D、体细胞核移植技术获得的克隆动物细胞质遗传物质来自受体卵母细胞,故做不到对体细胞动物100%的复制,D正确。
故答案为:C。
【分析】1、 体细胞核移植技术
(1)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。
(2)体细胞核移植过程:
(3)体细胞核移植的应用:a、加速家畜的遗传改良进程,促进优良种群繁育;b、转基因克隆动物做生物反应器,生产珍贵的医用蛋白;c、克隆动物的组织、器官做移植的供体;d、研究克隆动物和克隆细胞可使人类更深入地了解胚胎发育及衰老过程。
(4)体细胞核移植技术存在的问题:①胚胎成活率低;②动物健康存在问题;③克隆动物食品的安全性问题。
2、克隆动物和试管动物的异同
①试管动物和克隆动物的性状不同:前者由父本和母本共同决定,后者一般与核供体相同。
②试管动物和克隆动物的生殖方式不同:前者是有性生殖,后者是无性生殖。
③试管动物和克隆动物的产生过程不同:前者经过了体外受精过程,后者经过了核移植过程。
④试管动物和克隆动物细胞核遗传物质来源不同:前者细胞核遗传物质来自母本和父本两个个体,后者细胞核遗传物质仅来自供核亲本一个个体。
⑤试管动物和克隆动物的发育起点不同:前者的发育起点是受精卵,后者的发育起点是经过核移植后的重组细胞。
⑥获得试管动物和克隆动物相同之处:二者都经过早期胚胎培养和胚胎移植环节。
14.【答案】A
【知识点】单克隆抗体的制备过程;单克隆抗体的优点及应用
【解析】【解答】A、用cTnI作为抗原反复注射小鼠,其目的是刺激小鼠产生更多的B淋巴细胞,A错误;
B、注射抗原一段时间后,取B淋巴细胞与骨髓瘤细胞诱导融合,常用的诱导因素有灭活的病毒、PEG等,B正确;
C、由以上分析可知,经①、②过程两次筛选后,获得到的丙细胞具有浆细胞和骨髓瘤细胞的特点,具有的特点是既能产生特定抗体,又能无限增殖,C正确;
D、与传统抗体的制备方法相比,经此方法制备的抗cTnI单克隆具有特异性强、灵敏度高、可大量制备等优点,D正确。
故答案为:A。
【分析】1、单克隆抗体的制备:
(1)用特定的抗原对小鼠进行免疫,并从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,经过多次筛选,才能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。
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,并且能大量制备,因此广泛用作诊断试剂。
15.【答案】B
【知识点】动物细胞培养技术
【解析】【解答】A、在原代培养和传代培养之前均需要用胰蛋白酶处理,以得到单个的细胞,A错误;
B、动物细胞培养的过程中,传代培养时需用离心法收集细胞,B正确;
C、贴壁细胞在传代培养和原代培养中均存在接触抑制现象,C错误;
D、原代培养和传代培养所需的培养液成分相同,其中通常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等,D错误。
故答案为:B。
【分析】原代培养与传代培养:
①原代培养:细胞悬液第一次在瓶中培养,没有分瓶培养之前的细胞培养。原代培养的细胞核型正常。
②传代培养:原代培养的细胞生长、繁殖一定时间后,由于空间不足或细胞密度过大导致营养枯竭,影响细胞的生长,因此需要重新用胰蛋白酶等处理,进行分瓶扩大培养,即传代培养。一般情况下,细胞传至10~50代后,增殖会明显减缓,甚至完全停止,部分细胞出现核型异常。
16.【答案】(1)糖类、氨基酸、无机盐、维生素;维持培养液的pH
(2)对小鼠进行免疫处理,得到能产生特定抗体的B淋巴细胞
(3)杂交瘤细胞;对上述培养的杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测;体外细胞培养、将细胞丁注射到小鼠腹腔中培养
【知识点】动物细胞培养技术;单克隆抗体的制备过程
【解析】【解答】(1)动物细胞培养需要满足其所需的营养条件,如培养基中需要含有糖类、氨基酸、无机盐、维生素、血清等物质。CO2的主要作用是维持培养液的pH。
(2)图中给小鼠注射甘草酸—牛血清白蛋白结合抗原的目的是对小鼠进行免疫处理,得到能产生特定抗体的B淋巴细胞。
(3)图中过程②是诱导细胞甲和骨髓瘤细胞融合的过程,进行过程③的筛选后,能在培养基上生长的丙细胞是杂交瘤细胞;过程④代表对上述培养的杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测,经过多次筛选获得细胞丁;过程⑤可用体外细胞培养、将细胞丁注射到小鼠腹腔中培养两种培养方法获得大量抗草酸磷的单克隆抗体。
【分析】1、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。
2、单克隆抗体制备的主要步骤:(1)抗原制备;(2)免疫动物;(3)免疫的B细胞和骨髓瘤细胞的制备;(4)细胞融合;(5)杂交瘤细胞的选择培养;(6)杂交瘤细胞的筛选;(7)杂交瘤细胞的克隆化;(8)单克隆抗体的鉴定;(9)分泌单克隆抗体杂交瘤细胞系的建立;(10)单克隆抗体的大量制备。依据的原理是细胞膜的流动性、细胞的增殖。
17.【答案】(1)胰蛋白酶(或胶原蛋白酶);PEG、灭活的病毒、电激
(2)已免疫的B细胞;特定抗原或抗原;既能无限增殖,又能产生特异抗体的杂交瘤细胞
(3)细胞核移植、动物细胞培养技术;动物胚胎早期培养、胚胎移植
【知识点】单克隆抗体的制备过程
【解析】【解答】(1)动物细胞培养时,将动物组织中的细胞分散开来获得单个细胞A和B通常用胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)来处理;诱导动物细胞融合的方法有:物理法(离心、振动、电激)、化学法(聚乙二醇)和生物法(灭活的病毒)。
(2)如果该图表示单克隆抗体的制备过程,A细胞是骨髓瘤细胞,则B细胞是从小鼠体内获得的浆细胞(或效应B细胞或已免疫的B细胞);在获得该细胞之前,需要向小鼠注射特定抗原或抗原,使小鼠发生免疫反应,产生浆细胞;单克隆抗体制备过程中需要进行两次筛选,第一次是用选择培养基筛选出杂交瘤细胞,第二次是用采用抗体阳性检测法筛选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞,最终得到既能无限增殖,又能产生特异抗体的杂交瘤细胞。
(3)克隆羊的培育主要采用了核移植技术,因此①过程中涉及的生物技术有动物细胞培养、核移植;如果D表示所获得的克隆动物,则②过程中所涉及的生物技术有动物胚胎早期培养、胚胎移植。
【分析】(1)动物细胞融合也称细胞杂交,是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。融合后形成的具有原来两个或多个细胞遗传信息的单核细胞,称为杂交细胞。
原理:在诱导因素的作用下,细胞膜会发生一定程度的损伤,从而细胞就可以实现相互粘连而融合在一起。
诱导因素:如利用聚乙二醇、电流刺激或灭火的病毒等。
意义:克服了远缘杂交的不亲和性,成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和生物生物新品种培育的重要手段。
(2)单克隆抗体制备过程:
18.【答案】(1)原始性腺;内细胞团
(2)动物血清
(3)细胞体积小,细胞核大,核仁明显;全能性
(4)显微注射法;基因表达载体;使目的基因在受体细胞中稳定存在,并且可以传给下一代,同时,使目的基因能够发挥作用
【知识点】胚胎干细胞及其应用
【解析】【解答】(1)胚胎干细胞可以从早期胚胎(囊胚期之前)或原始性腺中分离获得;可从早期胚胎的桑椹(桑葚)胚时期或囊胚期的内细胞团细胞中获得。
(2)早期胚胎培养的培养液成分一般比较复杂,除一些无机盐和有机盐外,还需要添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分,以及动物血清等物质。
(3)胚胎干细胞在形态上表现为细胞体积小,细胞核大,核仁明显;在功能上具有发育的全能性。
(4)目的基因导入胚胎干细胞最常用的方法是显微注射法;将目的基因转入胚胎干细胞前需构建基因表达载体,其目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在,并且可以传给下一代,同时,使目的基因能够发挥作用。
【分析】(1)胚胎干细胞是一种高度未分化细胞,它具有发育的全能性和二倍体核型,能分化出成体动物的所有组织和器官,包括生殖细胞。胚胎干细胞的形态表现为胞体小、泡状、核大。
胚胎干细胞的获得:小鼠的胚胎干细胞一般取自桑椹胚、囊胚和延迟着床的囊胚;人和猪的胚胎干细胞可从囊胚和原始生殖细胞中获得。
(2)常用的转化方法:①将目的基因导入植物细胞:采用最多的方法是农杆菌转化法(是双子叶植物中常用方
法,因为它易感染双子叶植物,其Ti质粒的T-DNA可转移至受体细胞,并整合到受体细胞
上。),其次还有基因枪法和花粉管通道法等。
②将目的基因导入动物细胞:最常用的方法是显微注射技术。方法的受体细胞多是受精卵。
③将目的基因导入微生物细胞:原核生物作为受体细胞的原因是繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少,最常用的原核细胞是大肠杆菌,其转化方法是:先用Ca2+处理细胞,使其成为感受态细胞,再将重组表达载体DNA分子溶于缓冲液中与感受态细胞混合,在一定的温度下促进感受态细胞吸收DNA分子,完成转化过程。
(3)基因表达载体的构建:用与提取目的基因相同的限制酶切割质粒使之出现一个切口,将目的基因插入切口处,让目的基因的黏性末端与切口上的黏性末端互补配对后,在连接酶的作用下连接形成重组DNA分子。目的:使目的基因在受体细胞中稳定存在,并且可以遗传至下一代,使目的基因能够表达和发挥作用。
19.【答案】(1)显微注射技术
(2)体液;B淋巴细胞(或浆细胞);既能无限增殖,又能产生特异性抗体
(3)无菌、无毒
(4)(专一性)抗体
(5)抗原蛋白
【知识点】单克隆抗体的制备过程;体液免疫
【解析】【解答】(1) 过程③是将重组DNA导入动物细胞,常用的方法是显微注射技术。
(2) 向小鼠体内注射抗原蛋白,其目的是使小鼠产生免疫反应,进而使小鼠体内产生能分泌所需抗体的已免疫的B细胞(或浆细胞),而产生已免疫的B细胞(或浆细胞)的过程属于体液免疫。从小鼠体内分离的细胞Ⅰ能分泌抗体,因此是已免疫的B细胞(或浆细胞)。细胞Ⅱ是从细胞Ⅰ中筛选出来的、能分泌所需抗体的已免疫的B细胞(或浆细胞);由于导入了无限增殖调控基因,所以细胞Ⅱ既能无限增殖,又能产生特异性抗体。
(3) 体外培养细胞Ⅱ需借助动物细胞培养技术,应保证其处于无菌、无毒的环境中。
(4) 对于转基因成功的细胞Ⅱ还要进行克隆化培养和(专一)抗体检测,才能获得足量所需要的细胞。
(5) 疫苗为毒性弱的抗原,因此要预防H7N9禽流感,可以用图中的抗原蛋白作为疫苗。
【分析】1、单克隆抗体的制备过程:将已免疫的 B 淋巴细胞和骨髓瘤细胞进行动物细胞融合,经过一次筛选得到成功融合的杂交瘤细胞,再对杂交瘤细胞产生的抗体类型进行筛选,得到产生所需特异性抗体的杂交瘤细胞,将其注射到小鼠腹腔中或在体外培养,最终得到单克隆抗体。
2、体液免疫:
3、动物细胞培养条件:
(1)营养:培养基中应含有细胞所需要的各种营养物质,通常需要加入血清等天然成分。
(2)无菌、无毒的环境。
(3)温度、pH和渗透压。
(4)气体环境:氧气是细胞代谢所必需的,二氧化碳的主要作用是维持培养液的pH。动物细胞培养需要将培养瓶置于含95%空气和5%CO2的混合气体的培养箱中进行培养
20.【答案】(1)新型冠状病毒的S蛋白;诱导小鼠产生能够分泌抗S蛋白抗体的B淋巴细胞
(2)细胞融合是随机的,且融合率达不到100%
(3)只有杂交瘤细胞能够生长;小鼠生活中还会受到其他抗原的刺激,提取的B淋巴细胞有很多种,故杂交瘤细胞也有很多种
(4)抗原与抗体的结合具有特异性;既能迅速大量增殖,又能产生(所需)特定抗体(或抗S蛋白抗体)
【知识点】单克隆抗体的制备过程;单克隆抗体的优点及应用
【解析】【解答】 (1)①过程必须给小鼠注射新型冠状病毒的S蛋白,才能诱导小鼠产生能够分泌抗S蛋白抗体的B淋巴细胞;酶具有专一性,由于细胞间的成分主要是蛋白质,故可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理,再加入培养液可制成单细胞悬液。然后进行细胞培养。
(2)④为诱导细胞融合过程,常用方法为聚乙二醇(PEG)、灭活病毒、电激等;由于细胞融合是随机的,且融合率达不到100%,故融合完成后,体系中出现多种类型细胞。
(3)步骤⑤是使用具有筛选作用的培养基进行细胞培养,在该培养基上未融合的细胞和同种融合的细胞都死亡,只有杂交瘤细胞能够存活,即该步骤的目的是筛选杂交瘤细胞;由于小鼠生活中还会受到其他抗原的刺激,因而提取的B淋巴细胞有很多种,故筛选的杂交瘤细胞也有多种,因而需进行步骤⑥,通过步骤⑥能获得产生所需要抗体的杂交瘤细胞。
(4)步骤⑥含多次筛选过程,由于抗原、抗体的结合具有特异性,因而可根据抗原--抗体特异性结合的原理对步骤⑤获得的杂交瘤细胞进行筛选,选出的杂交瘤细胞既能无限增殖,也能产生专一抗体,因而通过对筛选出的杂交瘤细胞进行体外或体内培养后可获得大量的单个细胞克隆出的抗体,即单克隆抗体。
【分析】1、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。
2、单克隆抗体的最主要优点就是特异性强,灵敏度高,能够大量制备。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”。
1 / 1高中生物学人教版(2019)选择性必修三2.2 动物细胞工程 同步检测
姓名:__________ 班级:__________考号:__________
一、单选题
1.(2022高二下·盐城期末)下图为幼鼠肾脏上皮细胞培养过程示意图,下列有关叙述错误的是( )
A.甲→乙过程通常需要剪碎后,用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理
B.在丙中培养的细胞通常在10代以内,一般未发生癌变
C.丁过程表示传代培养,大多细胞一般能繁殖10~50代
D.培养过程中应提供5%CO2和95%O2的气体环境,以维持培养液正常的pH
【答案】D
【知识点】组织培养基的成分及作用;动物细胞培养技术
【解析】【解答】A、甲剪碎肾脏组织块→乙制成细胞悬液过程需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理,分散成单个细胞,A正确;
B、丙过程指原代培养,通常在10代以内,一般未发生癌变,B正确;
C、据图可知,丁过程表示传代培养,大多细胞一般能繁殖10~50代,C正确;
D培养过程中应提供5%CO2和95%空气的气体环境,O2是细胞代谢所必需的,CO2的主要作用是维持培养液的pH,D错误。
故答案为:D。
【分析】1、动物细胞培养过程:
2、动物细胞培养条件:
(1)营养:培养基中应含有细胞所需要的各种营养物质,通常需要加入血清等天然成分。
(2)无菌、无毒的环境。
(3)温度、pH和渗透压。
(4)气体环境:氧气是细胞代谢所必需的,二氧化碳的主要作用是维持培养液的pH。动物细胞培养需要将培养瓶置于含95%空气和5%CO2的混合气体的培养箱中进行培养。
3、传代培养:原代培养的细胞生长、繁殖一定时间后,由于空间不足或细胞密度过大导致营养枯竭,影响细胞的生长,因此需要重新用胰蛋白酶等处理,进行分瓶扩大培养,即传代培养。一般情况下,细胞传至10~50代后,增殖会明显减缓,甚至完全停止,部分细胞出现核型异常。
2.(2022高二下·武汉期末)2017年世界上首例体细胞克隆猴在我国诞生,分别叫“中中”和“华华”,这一成功轰动了全世界,相比较克隆羊和克隆鼠,克隆猴对于研究人类疾病意义更大。下图是克隆“中中”的相关示意图。下列叙述错误的是( )
A.去核卵子b可以为重组细胞全能性的表达提供物质基础
B.重组细胞需要物理或化学方法激活,使其完成细胞分裂和发育过程
C.克隆猴的培育过程中没有应用动物细胞培养技术
D.与鼠相比,克隆猴更适合作为人类疾病和进行药物实验的模型动物
【答案】C
【知识点】动物细胞核移植技术;动物体细胞克隆;细胞融合的方法
【解析】【解答】A、卵母细胞的细胞质中含有促进核基因表达的物质,能调控细胞核基因的表达,即去核卵子b可以为重组细胞全能性的表达提供物质基础,A正确;
B、去核的卵母细胞与供体细胞融合成重组细胞,需要物理或化学方法激活,才能使其完成细胞分裂和发育过程,B正确;
C、克隆猴的培育过程中需要将获得的卵子在体外培养成熟、胎儿成纤维细胞也需要在体外培养等,因此应用了动物细胞培养技术,C错误;
D、猴与人在进化上亲缘关系很近,因此,与鼠相比,克隆猴更适合作为人类疾病和进行药物实验的模型动物,D正确。
故答案为:C。
【分析】有关体细胞核移植过程应注意:
(1)细胞核移植技术中注入去核卵母细胞中的不是供体细胞核,而是整个细胞,伴随着两细胞融合,体现细胞膜的结构特点:具有一定的流动性。
(2)受体细胞为减数第二次分裂中期的次级卵母细胞,此时在透明带内包含着第一极体,在去核的同时连同第一极体一并去掉。
(3)该技术形成重组细胞发育成一个新个体,体现了细胞核的全能性而非动物细胞的全能性。
(4)用卵母细胞做受体细胞原因:①卵母细胞体积大,便于操作;②含有促使细胞核表达全能性的物质;③营养物质丰富。
(5)克隆属于无性繁殖,产生新个体的性别、绝大多数性状与供核亲本一致。
3.(2022高二下·渭滨期末)植物体细胞杂交与动物细胞工程中所用技术与原理不相符的是( )
A.纤维素酶、果胶酶处理和胰蛋白酶处理——酶的专一性
B.植物组织培养和动物细胞培养——细胞的全能性
C.植物体细胞杂交和动物细胞融合——生物膜的流动性
D.紫草细胞培养和杂交瘤细胞的培养——细胞分裂
【答案】B
【知识点】植物组织培养的过程;植物体细胞杂交的过程及应用;动物细胞培养技术
【解析】【解答】A、酶具有专业性,纤维素酶和果胶酶可以处理植物细胞,胰蛋白酶可以处理动物细胞,A正确;
B、植物组织培养可以体现细胞的全能性,动物细胞培养无法体现,B错误;
C、植物体细胞融合和动物细胞融合都能体现细胞膜流动性,C正确;
D、紫草细胞培养和杂交瘤细胞的培养都需要细胞进行分裂增殖,D正确;
故答案为:B
【分析】动物细胞融合与植物体细胞杂交的对比如下:
比较项目 植物体细胞杂交 动物细胞融合
细胞融合方法 细胞膜的流动性、细胞的全能性 细胞膜的流动性
细胞融合方法 用纤维素酶、果胶酶去除细胞壁后诱导原生质体融合 用胰蛋白酶是细胞分散,诱导细胞融合
诱导手段 物理:离心、电刺激、振动;
化学:聚乙二醇 物理:离心、电刺激、振动
化学:聚乙二醇
生物:灭活的病毒
结果 形成杂种植株 形成杂交细胞,以生产细胞产物
用途 打破生殖隔离实现远缘杂交种,扩展杂交亲本范围,培育新品种 研究细胞遗传、细胞克隆、肿瘤、培育生物新品种、制备单克隆抗体
意义 突破有性杂交方法的局限,使远缘杂交成为可能
4.(2022高二下·温州期末)下列关于动物细胞培养的叙述,正确的是( )
A.胰蛋白酶能消化细胞中的胶原纤维和其他成分,获得细胞悬液
B.细胞进行一次传代培养所需时间等于一个细胞周期的时间
C.培养基中添加胎牛血清有助于提高动物细胞克隆形成率
D.动物细胞只能贴壁生长,不能进行悬浮培养
【答案】C
【知识点】动物细胞培养技术
【解析】【解答】A、胰蛋白酶能消化细胞间的胶原纤维和其他成分,获得单细胞悬液,A错误;
B、传代培养的实质就是分离后再次培养,进行一次分离再培养称之为传一代,因此细胞进行一次传代培养所需时间应该大于一个细胞周期的时间,B错误;
C、动物血清有利于为细胞增殖提供有利的环境条件,有助于提高动物细胞克隆形成率,C正确;
D、动物细胞可以贴壁生长,也能进行悬浮培养,D错误。
故答案为:C。
【分析】1、动物细胞培养过程:
2、传代培养:原代培养的细胞生长、繁殖一定时间后,由于空间不足或细胞密度过大导致营养枯竭,影响细胞的生长,因此需要重新用胰蛋白酶等处理,进行分瓶扩大培养,即传代培养。一般情况下,细胞传至10~50代后,增殖会明显减缓,甚至完全停止,部分细胞出现核型异常。
5.(2022高二下·十堰期末)实验小鼠皮肤细胞进行贴壁生长培养的基本过程如图所示,其中丙过程为原代培养,丁过程为传代培养,下列叙述正确的是( )
A.甲过程是取样过程,取样时需要对小鼠的取样部位进行灭菌处理
B.乙过程可用机械的方法,或用胰蛋白酶,胶原蛋白酶等处理的方法
C.丙过程细胞通过有丝分裂或减数分裂增殖,该过程中遗传物质不发生变化
D.丁过程是将无限增殖的细胞用胰蛋白酶处理、离心法收集,制成细胞悬液,再分瓶培养
【答案】B
【知识点】动物细胞培养技术
【解析】【解答】A、表示取实验小鼠的组织细胞,取样时需要对小鼠的取样部位进行消毒处理,A错误;
B,乙过程可用机械的方法,可用胰蛋白酶,或胶原蛋白酶等处理的方法,B正确;
C、丙表示原代培养,细胞通过有丝分裂增殖,该过程中遗传物质一般不发生变化,C错误;
D、丁表示传代培养,是将原代培养的细胞用胰蛋白酶处理、离心法收集,制成细胞悬液,再分瓶培养,原代培养的细胞一般没有无限增殖的能力,D错误。
故答案为:B。
【分析】动物细胞培养过程:
6.(2022高二下·丽水期末)间充质干细胞(MSCs)为存在于骨髓及多种组织中的一类干细胞,可形成成骨细胞、脂肪细胞及神经细胞等多种细胞。下列叙述正确的是( )
A.成骨细胞、脂肪细胞及神经细胞中线粒体的结构和功能不同
B.MSCs形成成骨细胞、脂肪细胞及神经细胞说明细胞具有全能性
C.MSCs形成成骨细胞、脂肪细胞及神经细胞的过程中核酸的数量会发生改变
D.体外培养MSCs时,需将其放在含95%O2加5%CO2的混合气体中培养
【答案】C
【知识点】动物细胞的全能性及应用;动物细胞培养技术;线粒体的结构和功能
【解析】【解答】A、成骨细胞、脂肪细胞及神经细胞中线粒体的结构和功能相同,即线粒体具有双层膜结构,内膜向内折叠形成嵴,线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所,是细胞的“动力车间”,A错误;
B、细胞全能性是指已经分化的细胞仍具有发育成完整个体的潜能,而间充质干细胞(MSCs)可形成成骨细胞、脂肪细胞及神经细胞等多种细胞,但是没有形成完整个体,故不能体现细胞具有全能性,B错误;
C、MSCs通过细胞分化形成成骨细胞、脂肪细胞及神经细胞,细胞分化的过程中,因为基因的选择性表达,RNA的种类和数量会发生改变。所以说MSCs形成成骨细胞、脂肪细胞及神经细胞的过程中核酸的数量会发生改变,C正确;
D、体外培养间充质干细胞时,需将其放在含95%的空气+5%的CO2的混合气体中培养,D错误。
故答案为:C。
【分析】1、线粒体是真核细胞主要的细胞器,机能旺盛的含量多。呈粒状、棒状,具有双膜结构,内膜向内突起形成“嵴”,内膜和基质中有与有氧呼吸有关的酶,是有氧呼吸第二、三阶段的场所,生命体95%的能量来自线粒体,又叫“动力工厂”。
2、细胞分化:在个体发育中,由于基因的选择性表达,细胞增殖产生的后代,在形态、结构、生理功能上会发生稳定性差异。该过程遗传物质不发生变化。细胞分化是一种持久性的变化,分化的细胞将一直保持分化后的状态直至死亡。细胞分化是细胞个体发育的基础,使多细胞生物体中细胞趋向专门化,有利于提高各项生理功能的效率。
3、动物细胞培养条件:
(1)营养:培养基中应含有细胞所需要的各种营养物质,通常需要加入血清等天然成分。
(2)无菌、无毒的环境。
(3)温度、pH和渗透压。
(4)气体环境:氧气是细胞代谢所必需的,二氧化碳的主要作用是维持培养液的pH。动物细胞培养需要将培养瓶置于含95%空气和5%CO2的混合气体的培养箱中进行培养。
7.(2022高二下·镇江期末)如图为单克隆抗体制备过程示意图。下列有关叙述错误的是( )
A.X细胞是从脾脏中提取的已免疫的 B淋巴细胞
B.Y细胞是杂交瘤细胞,通常取用培养 10代以内的细胞
C.图中筛选过程至少两次且方法不同,最终保留抗体检测呈阳性的细胞
D.图中能产生单克隆抗体的细胞在培养过程中不会出现接触抑制的现象
【答案】B
【知识点】单克隆抗体的制备过程
【解析】【解答】A、单克隆抗体的制备是用经过免疫的B细胞和骨髓瘤细胞融合,制备杂交瘤细胞,所以X细胞是从脾脏中提取的已免疫的B淋巴细胞,A正确;
B、Y细胞是骨髓瘤细胞,在体外培养时具有无限增殖的特点,B错误;
C、图中筛选过程至少两次且方法不同,第一次筛选是选择杂交瘤细胞,需要抑制同种细胞的融合体、以及未融合的细胞的增殖,第二次筛选是用抗体检测的方法选择能产生特异性抗体的杂交瘤细胞,最终保留抗体检测呈阳性的细胞,C正确;
D、由于杂交瘤细胞即保留了骨髓瘤细胞无限增殖的特点,又有浆细胞产生特异性抗体的作用,所以图中能产生单克隆抗体的细胞在培养过程中不会出现接触抑制的现象,D正确。
故答案为:B。
【分析】单克隆抗体的制备:
(1)用特定的抗原对小鼠进行免疫,并从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,经过多次筛选,才能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。
8.(2022高二下·丽水期末)动物细胞培养时,培养细胞的生命期如下图所示。下列叙述正确的是( )
A.可以使用稀释涂布平板法或显微镜计数法对细胞进行计数
B.传代培养时,常用胰蛋白酶处理使原培养瓶内细胞分散
C.随着细胞传代次数不断增加,传代间隔的时长越来越小
D.有限细胞系培养过程中会出现接触抑制现象,而无限细胞系不会
【答案】B
【知识点】动物细胞培养技术
【解析】【解答】A、动物细胞不能用稀释涂布平板法计数,A错误;
B、传代培养时,常用胰蛋白酶处理使原培养瓶内细胞分散为单个细胞,B正确;
C、随着细胞传代次数不断增加,细胞逐渐衰老,细胞分裂速度变慢,传代间隔的时长越来越长,C错误;
D、动物细胞培养过程中都会出现接触抑制现象,D错误。
故答案为:B。
【分析】1、微生物的数量测定:
(1)利用显微镜直接计数:需利用细菌计数板或血细胞计数板计数。但不能区分活菌和死菌,使得计数结果偏大。
(2)稀释涂布平板法:测定值往往比实际值低,这是因为当两个或多个细胞连在一起时,平板上观察到的只是一个菌落。为了保证结果的准确,一般选择菌落数为30~300的平板进行计数。
2、传代培养:原代培养的细胞生长、繁殖一定时间后,由于空间不足或细胞密度过大导致营养枯竭,影响细胞的生长,因此需要重新用胰蛋白酶等处理,进行分瓶扩大培养,即传代培养。一般情况下,细胞传至10~50代后,增殖会明显减缓,甚至完全停止,部分细胞出现核型异常。
3、培养贴附性细胞时,细胞数目不断增多,当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时,细胞就会停止分裂增殖,这种现象称为细胞的接触抑制。
9.(2022高二下·范县期末)第一只克隆猫“大蒜的出生标志着我国在克隆领域的一大进步,下图为获得克隆猫的基本流程图。下列有关叙述错误的是( )
A.卵母细胞通常培养至减数第二次分裂中期
B.实际操作时,可不取核而用完整的供体细胞
C.图中早期胚胎通常是囊胚或原肠胚
D.克隆猫“大蒜”的性状并不完全与B猫相同
【答案】C
【知识点】动物细胞核移植技术
【解析】【解答】A、从活体个体的卵巢中吸取的卵母细胞需要在体外培养到减数第二次分裂中期,并通过显微操作去除卵母细胞中的细胞核,A正确;
B、在实际操作中,动物体细胞核移植往往是将供体细胞直接注入去核的卵母细胞中,B正确;
C、图中早期胚胎通常是桑葚胚或囊胚阶段,再进行胚胎移植,C错误;
D、克隆猫“大蒜”的细胞质的遗传物质来自于A猫,细胞核中的遗传物质来自于B猫,故性状并不完全与B猫相同,D正确。
故答案为:C。
【分析】 有关体细胞核移植过程应注意:
(1)细胞核移植技术中注入去核卵母细胞中的不是供体细胞核,而是整个细胞,伴随着两细胞融合,体现细胞膜的结构特点:具有一定的流动性。
(2)受体细胞为减数第二次分裂中期的次级卵母细胞,此时在透明带内包含着第一极体,在去核的同时连同第一极体一并去掉。
(3)该技术形成重组细胞发育成一个新个体,体现了细胞核的全能性而非动物细胞的全能性。
(4)用卵母细胞做受体细胞原因:①卵母细胞体积大,便于操作;②含有促使细胞核表达全能性的物质;③营养物质丰富。
(5)克隆属于无性繁殖,产生新个体的性别、绝大多数性状与供核亲本一致。
10.(2022高二下·衢州期末)下列有关动植物细胞培养的叙述错误的是( )
A.培养过程中都会发生细胞增殖
B.培养过程都需要在无菌条件下进行
C.培养过程都存在贴壁生长和接触抑制的现象
D.培养过程都易受培养条件和外界压力的影响而发生变异
【答案】C
【知识点】植物组织培养的过程;动物细胞培养技术
【解析】【解答】A、无论是动物细胞培养还是植物细胞培养,原理都有细胞增殖,因此培养过程中都会发生细胞增殖,A正确;
B、动植物细胞培养过程都需要在无菌条件下进行,以防杂菌污染,B正确;
C、动物细胞在进行细胞原代培养时会出现细胞贴壁生长和细胞接触抑制现象,植物细胞不会出现,C错误;
D、在动植物的细胞培养过程中,由于培养细胞一直处于不断的分裂状态,因此容易受到培养条件和外界压力(如射线、化学物质等)的影响而产生突变,D正确。
故答案为:C。
【分析】1、动物细胞培养过程:
2、植物组织培养过程:接种外植物体→诱导愈伤组织→诱导生芽、诱导生根→试管苗→完整植株。
3、细胞培养要保证无菌、无毒的环境。保证无菌要做到:①对培养基和培养用具进行严格灭菌处理,②在培养液中添加抗生素;保证无毒应定期更换培养液,以免代谢产物积累对动物细胞自身造成损伤。
11.(2022高二下·重庆市月考)下列属于动物细胞培养与植物组织培养区别的是( )
A.动物细胞培养基与植物细胞培养基的成分有所不同
B.动物细胞培养不需要在无菌条件下进行
C.动物细胞培养可发生遗传物质改变,而植物组织培养不能
D.植物组织培养和动物细胞培养都体现了细胞的全能性
【答案】A
【知识点】植物组织培养的过程;组织培养基的成分及作用;动物细胞培养技术;植物组织培养的影响因素
【解析】【解答】A、动物细胞培养所用的培养基是液体培养基,其中通常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等。植物组织培养所用的培养基是固体培养基,其中通常含有蔗糖、氨基酸、无机盐和植物激素等,A正确;
B、动物细胞培养与植物组织培养都需要在无菌条件下进行,B错误;
C、动物细胞培养与植物组织培养都可以发生遗传物质改变,C错误;
D、植物组织培养的结果是植物体,体现了细胞的全能性;动物细胞培养的结果是细胞株、细胞系,原理是细胞增殖,不能体现细胞的全能性,D错误。
故答案为:A。
【分析】植物细胞和动物细胞培养的比较:
比较项目 植物组织培养 动物细胞培养
原理 细胞的全能性 细胞增殖
培养基性质 固体培养基 液体培养基
培养基特有成分 蔗糖、植物激素 葡萄糖、动物学清、促生长因子
培养结果 新的个体或细胞产品 细胞或细胞产品
培养目的 快速繁殖、培育无病毒植株等 获得细胞或细胞产物
12.(2022高二下·广东月考)下列关于动物细胞培养的叙述,错误的是( )
A.动物细胞培养利用的培养基一般为液体培养基
B.需要一定含量的O2来满足细胞代谢的需求
C.动物细胞核移植的基础是动物细胞培养
D.通过动物细胞培养不能获得大量细胞及生物制品
【答案】D
【知识点】动物细胞培养技术
【解析】【解答】A、动物细胞培养时一般利用液体培养基,保证动物细胞获得充足的营养,A正确;
B、动物细胞培养的气体环境为95%空气(细胞代谢必需的)和5%的CO2(维持培养液的pH),B正确;
C、动物细胞培养是动物细胞工程的基础,是动物细胞融合以及动物细胞核移植的基础,C正确;
D、动物细胞培养的原理是细胞增殖,通过动物细胞培养可以获得大量细胞和生物制品,D错误。
故答案为:D。
【分析】动物细胞培养:
(1)定义:就是从动物机体中取出相关的组织,将它分散成单个细胞,然后,在适宜的培养基中,让这些细胞生长和增殖,原理细胞增殖。
(2)动物细胞培养过程:取动物组织块→用机械方法或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。
(3)动物培养条件:
①无菌、无毒的环境:a、消毒、灭菌;b、添加一定量的抗生素;c、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)。
(4)注意事项:①动物细胞连续培养50代左右,会出现大量细胞死亡而只有少量细胞生存的现象,这少数细胞的遗传物质发生变化,往往具有癌变的特点。②动物细胞培养基液体,植物细胞培养基固体,培养的动物细胞通常取自胚胎、幼龄动物的组织器官。③动物组织处理使细胞分散后的初次培养称为原代培养, 一般传至10代左右便会出现生长停滞。
13.(2022高二下·广东月考)下列有关核移植和克隆动物的叙述,错误的是( )
A.供体细胞应选择传代培养10代以内的细胞
B.体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植的
C.用于核移植的卵母细胞最好选择减数第一次分裂中期的卵母细胞
D.通过体细胞核移植技术获得的克隆动物做不到对体细胞动物100%的复制
【答案】C
【知识点】动物细胞核移植技术;动物体细胞克隆
【解析】【解答】A、体细胞核移植过程中供体细胞一般选用传代10代以内的细胞,可以保证细胞的二倍体核型,A正确;
B、体细胞的分化程度高于胚胎细胞,故体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植的,B正确;
C、用于核移植的卵母细胞一般选择减数二次分裂中期的卵母细胞,C错误;
D、体细胞核移植技术获得的克隆动物细胞质遗传物质来自受体卵母细胞,故做不到对体细胞动物100%的复制,D正确。
故答案为:C。
【分析】1、 体细胞核移植技术
(1)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。
(2)体细胞核移植过程:
(3)体细胞核移植的应用:a、加速家畜的遗传改良进程,促进优良种群繁育;b、转基因克隆动物做生物反应器,生产珍贵的医用蛋白;c、克隆动物的组织、器官做移植的供体;d、研究克隆动物和克隆细胞可使人类更深入地了解胚胎发育及衰老过程。
(4)体细胞核移植技术存在的问题:①胚胎成活率低;②动物健康存在问题;③克隆动物食品的安全性问题。
2、克隆动物和试管动物的异同
①试管动物和克隆动物的性状不同:前者由父本和母本共同决定,后者一般与核供体相同。
②试管动物和克隆动物的生殖方式不同:前者是有性生殖,后者是无性生殖。
③试管动物和克隆动物的产生过程不同:前者经过了体外受精过程,后者经过了核移植过程。
④试管动物和克隆动物细胞核遗传物质来源不同:前者细胞核遗传物质来自母本和父本两个个体,后者细胞核遗传物质仅来自供核亲本一个个体。
⑤试管动物和克隆动物的发育起点不同:前者的发育起点是受精卵,后者的发育起点是经过核移植后的重组细胞。
⑥获得试管动物和克隆动物相同之处:二者都经过早期胚胎培养和胚胎移植环节。
14.(2022高二下·万州月考)人心肌细胞中的肌钙蛋白I(cTnI)在血液中含量上升是心肌损伤的特异性指标。为制备抗cTnI单克隆抗体,科研人员完成了下图所示过程。下列有关叙述错误的是( )
A.反复给小鼠注射cTnI的目的是让小鼠体内产生更多的抗体
B.人工诱导细胞融合获得甲的常用方法是用灭活的病毒诱导
C.经①、②过程获得的丙,既能无限增殖又可分泌特异性抗体
D.抗cTnI单克隆抗体检测心肌损伤具有特异性强、灵敏度高的特点
【答案】A
【知识点】单克隆抗体的制备过程;单克隆抗体的优点及应用
【解析】【解答】A、用cTnI作为抗原反复注射小鼠,其目的是刺激小鼠产生更多的B淋巴细胞,A错误;
B、注射抗原一段时间后,取B淋巴细胞与骨髓瘤细胞诱导融合,常用的诱导因素有灭活的病毒、PEG等,B正确;
C、由以上分析可知,经①、②过程两次筛选后,获得到的丙细胞具有浆细胞和骨髓瘤细胞的特点,具有的特点是既能产生特定抗体,又能无限增殖,C正确;
D、与传统抗体的制备方法相比,经此方法制备的抗cTnI单克隆具有特异性强、灵敏度高、可大量制备等优点,D正确。
故答案为:A。
【分析】1、单克隆抗体的制备:
(1)用特定的抗原对小鼠进行免疫,并从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,经过多次筛选,才能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。
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,并且能大量制备,因此广泛用作诊断试剂。
15.(2022高二下·万州月考)动物细胞培养包括原代培养和传代培养,下列有关说法正确的是( )。
A.原代培养前要用胰蛋白酶处理,传代培养前不需要
B.传代培养时需用离心法收集细胞
C.贴壁细胞原代培养具有接触抑制现象,传代培养没有接触抑制现象
D.原代培养和传代培养所需要的培养液成分不同
【答案】B
【知识点】动物细胞培养技术
【解析】【解答】A、在原代培养和传代培养之前均需要用胰蛋白酶处理,以得到单个的细胞,A错误;
B、动物细胞培养的过程中,传代培养时需用离心法收集细胞,B正确;
C、贴壁细胞在传代培养和原代培养中均存在接触抑制现象,C错误;
D、原代培养和传代培养所需的培养液成分相同,其中通常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等,D错误。
故答案为:B。
【分析】原代培养与传代培养:
①原代培养:细胞悬液第一次在瓶中培养,没有分瓶培养之前的细胞培养。原代培养的细胞核型正常。
②传代培养:原代培养的细胞生长、繁殖一定时间后,由于空间不足或细胞密度过大导致营养枯竭,影响细胞的生长,因此需要重新用胰蛋白酶等处理,进行分瓶扩大培养,即传代培养。一般情况下,细胞传至10~50代后,增殖会明显减缓,甚至完全停止,部分细胞出现核型异常。
二、综合题
16.(2022高二下·十堰期末)某课题组实现了酵母细胞工厂全合成甘草酸(中药甘草中的主要活性成分),为解决甘草及其他稀缺天然产物获取过程中存在的资源短缺等问题提供新思路。为了快速检测到甘草酸,科研人员利用细胞工程技术制备了抗甘草酸的单克隆抗体,其基本操作过程如图所示。回答下列问题:
(1)一般来说,动物细胞培养需要满足其所需的营养条件,如培养基中需要含有 (答出2种)、血清等物质。动物细胞培养的气体环境是95%的空气和5%CO2的混合气体,其中CO2的主要作用是 。
(2)图中给小鼠注射甘草酸—牛血清白蛋白结合抗原的目的是 。
(3)图中过程②是诱导细胞甲和骨髓瘤细胞融合的过程,进行过程③的筛选后,能在培养基上生长的丙细胞是 ;过程④代表 ,经过多次筛选获得细胞丁;过程⑤可用 两种培养方法获得大量抗草酸磷的单克隆抗体。
【答案】(1)糖类、氨基酸、无机盐、维生素;维持培养液的pH
(2)对小鼠进行免疫处理,得到能产生特定抗体的B淋巴细胞
(3)杂交瘤细胞;对上述培养的杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测;体外细胞培养、将细胞丁注射到小鼠腹腔中培养
【知识点】动物细胞培养技术;单克隆抗体的制备过程
【解析】【解答】(1)动物细胞培养需要满足其所需的营养条件,如培养基中需要含有糖类、氨基酸、无机盐、维生素、血清等物质。CO2的主要作用是维持培养液的pH。
(2)图中给小鼠注射甘草酸—牛血清白蛋白结合抗原的目的是对小鼠进行免疫处理,得到能产生特定抗体的B淋巴细胞。
(3)图中过程②是诱导细胞甲和骨髓瘤细胞融合的过程,进行过程③的筛选后,能在培养基上生长的丙细胞是杂交瘤细胞;过程④代表对上述培养的杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测,经过多次筛选获得细胞丁;过程⑤可用体外细胞培养、将细胞丁注射到小鼠腹腔中培养两种培养方法获得大量抗草酸磷的单克隆抗体。
【分析】1、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。
2、单克隆抗体制备的主要步骤:(1)抗原制备;(2)免疫动物;(3)免疫的B细胞和骨髓瘤细胞的制备;(4)细胞融合;(5)杂交瘤细胞的选择培养;(6)杂交瘤细胞的筛选;(7)杂交瘤细胞的克隆化;(8)单克隆抗体的鉴定;(9)分泌单克隆抗体杂交瘤细胞系的建立;(10)单克隆抗体的大量制备。依据的原理是细胞膜的流动性、细胞的增殖。
17.(2022高二下·新郑期末)下图为动物细胞工程操作的流程图。请据图分析回答:
(1)将动物组织中的细胞分散开来获得单个细胞A和B通常用 来处理。将A、B细胞融合形成C细胞的①常用的方法有 (至少答出三种)。
(2)如果该图表示抗乙肝病毒的单克隆抗体的制备过程,A细胞是骨髓瘤细胞,则B细胞是从小鼠体内获得的 ,在获得该细胞之前,需要向小鼠注射 。获得C细胞需要经过二次筛选,最终得到 。
(3)如果该图表示克隆羊的培育过程,①过程中涉及的生物技术有 (写出两种即可)。如果D表示所获得的克隆动物,则②过程中涉及的生物技术有 。
【答案】(1)胰蛋白酶(或胶原蛋白酶);PEG、灭活的病毒、电激
(2)已免疫的B细胞;特定抗原或抗原;既能无限增殖,又能产生特异抗体的杂交瘤细胞
(3)细胞核移植、动物细胞培养技术;动物胚胎早期培养、胚胎移植
【知识点】单克隆抗体的制备过程
【解析】【解答】(1)动物细胞培养时,将动物组织中的细胞分散开来获得单个细胞A和B通常用胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)来处理;诱导动物细胞融合的方法有:物理法(离心、振动、电激)、化学法(聚乙二醇)和生物法(灭活的病毒)。
(2)如果该图表示单克隆抗体的制备过程,A细胞是骨髓瘤细胞,则B细胞是从小鼠体内获得的浆细胞(或效应B细胞或已免疫的B细胞);在获得该细胞之前,需要向小鼠注射特定抗原或抗原,使小鼠发生免疫反应,产生浆细胞;单克隆抗体制备过程中需要进行两次筛选,第一次是用选择培养基筛选出杂交瘤细胞,第二次是用采用抗体阳性检测法筛选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞,最终得到既能无限增殖,又能产生特异抗体的杂交瘤细胞。
(3)克隆羊的培育主要采用了核移植技术,因此①过程中涉及的生物技术有动物细胞培养、核移植;如果D表示所获得的克隆动物,则②过程中所涉及的生物技术有动物胚胎早期培养、胚胎移植。
【分析】(1)动物细胞融合也称细胞杂交,是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。融合后形成的具有原来两个或多个细胞遗传信息的单核细胞,称为杂交细胞。
原理:在诱导因素的作用下,细胞膜会发生一定程度的损伤,从而细胞就可以实现相互粘连而融合在一起。
诱导因素:如利用聚乙二醇、电流刺激或灭火的病毒等。
意义:克服了远缘杂交的不亲和性,成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和生物生物新品种培育的重要手段。
(2)单克隆抗体制备过程:
18.(2022高二下·新郑期末)哺乳动物的胚胎干细胞简称ES细胞或EK细胞,对于治疗某些人类顽疾提供了光明前景。请回答下列与胚胎干细胞有关的问题:
(1)哺乳动物的胚胎干细胞是从早期胚胎或 中分离出来的一类细胞。如要从囊胚中获得胚胎干细胞,需要从囊胚的 中获取。
(2)胚胎早期培养的培养液中除含有无机盐、有机盐、维生素激素、氨基酸、核苷酸等营养成分外,还需要添加 等物质。
(3)胚胎干细胞在形态上表现为 ,在功能上具有发育的 。
(4)胚胎干细胞可作为培育转基因动物的受体细胞,目的基因导入胚胎干细胞最常用的方法是 。将目的基因导入胚胎干细胞前需要构建 ,其目的是 。
【答案】(1)原始性腺;内细胞团
(2)动物血清
(3)细胞体积小,细胞核大,核仁明显;全能性
(4)显微注射法;基因表达载体;使目的基因在受体细胞中稳定存在,并且可以传给下一代,同时,使目的基因能够发挥作用
【知识点】胚胎干细胞及其应用
【解析】【解答】(1)胚胎干细胞可以从早期胚胎(囊胚期之前)或原始性腺中分离获得;可从早期胚胎的桑椹(桑葚)胚时期或囊胚期的内细胞团细胞中获得。
(2)早期胚胎培养的培养液成分一般比较复杂,除一些无机盐和有机盐外,还需要添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分,以及动物血清等物质。
(3)胚胎干细胞在形态上表现为细胞体积小,细胞核大,核仁明显;在功能上具有发育的全能性。
(4)目的基因导入胚胎干细胞最常用的方法是显微注射法;将目的基因转入胚胎干细胞前需构建基因表达载体,其目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在,并且可以传给下一代,同时,使目的基因能够发挥作用。
【分析】(1)胚胎干细胞是一种高度未分化细胞,它具有发育的全能性和二倍体核型,能分化出成体动物的所有组织和器官,包括生殖细胞。胚胎干细胞的形态表现为胞体小、泡状、核大。
胚胎干细胞的获得:小鼠的胚胎干细胞一般取自桑椹胚、囊胚和延迟着床的囊胚;人和猪的胚胎干细胞可从囊胚和原始生殖细胞中获得。
(2)常用的转化方法:①将目的基因导入植物细胞:采用最多的方法是农杆菌转化法(是双子叶植物中常用方
法,因为它易感染双子叶植物,其Ti质粒的T-DNA可转移至受体细胞,并整合到受体细胞
上。),其次还有基因枪法和花粉管通道法等。
②将目的基因导入动物细胞:最常用的方法是显微注射技术。方法的受体细胞多是受精卵。
③将目的基因导入微生物细胞:原核生物作为受体细胞的原因是繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少,最常用的原核细胞是大肠杆菌,其转化方法是:先用Ca2+处理细胞,使其成为感受态细胞,再将重组表达载体DNA分子溶于缓冲液中与感受态细胞混合,在一定的温度下促进感受态细胞吸收DNA分子,完成转化过程。
(3)基因表达载体的构建:用与提取目的基因相同的限制酶切割质粒使之出现一个切口,将目的基因插入切口处,让目的基因的黏性末端与切口上的黏性末端互补配对后,在连接酶的作用下连接形成重组DNA分子。目的:使目的基因在受体细胞中稳定存在,并且可以遗传至下一代,使目的基因能够表达和发挥作用。
19.(2022高二下·三门峡期末)单克隆抗体特异性强、灵敏度高,可以大量制备,已被广泛应用于疾病的诊断和治疗。用H7N9病毒制备单克隆抗体的流程如下图所示:
(1)过程③常用的方法是 。
(2)向小鼠体内注射抗原蛋白,使小鼠产生 免疫。从小鼠体内分离的细胞Ⅰ是 ,细胞Ⅱ应具有的特点是 。
(3)体外培养细胞Ⅱ,首先应保证其处于 的环境中,其次需要提供充足的营养和适宜的温度等。
(4)对于转基因成功的细胞Ⅱ还要进行克隆化培养和 检测。
(5)若要预防H7N9禽流感,可用图中的 作为疫苗。
【答案】(1)显微注射技术
(2)体液;B淋巴细胞(或浆细胞);既能无限增殖,又能产生特异性抗体
(3)无菌、无毒
(4)(专一性)抗体
(5)抗原蛋白
【知识点】单克隆抗体的制备过程;体液免疫
【解析】【解答】(1) 过程③是将重组DNA导入动物细胞,常用的方法是显微注射技术。
(2) 向小鼠体内注射抗原蛋白,其目的是使小鼠产生免疫反应,进而使小鼠体内产生能分泌所需抗体的已免疫的B细胞(或浆细胞),而产生已免疫的B细胞(或浆细胞)的过程属于体液免疫。从小鼠体内分离的细胞Ⅰ能分泌抗体,因此是已免疫的B细胞(或浆细胞)。细胞Ⅱ是从细胞Ⅰ中筛选出来的、能分泌所需抗体的已免疫的B细胞(或浆细胞);由于导入了无限增殖调控基因,所以细胞Ⅱ既能无限增殖,又能产生特异性抗体。
(3) 体外培养细胞Ⅱ需借助动物细胞培养技术,应保证其处于无菌、无毒的环境中。
(4) 对于转基因成功的细胞Ⅱ还要进行克隆化培养和(专一)抗体检测,才能获得足量所需要的细胞。
(5) 疫苗为毒性弱的抗原,因此要预防H7N9禽流感,可以用图中的抗原蛋白作为疫苗。
【分析】1、单克隆抗体的制备过程:将已免疫的 B 淋巴细胞和骨髓瘤细胞进行动物细胞融合,经过一次筛选得到成功融合的杂交瘤细胞,再对杂交瘤细胞产生的抗体类型进行筛选,得到产生所需特异性抗体的杂交瘤细胞,将其注射到小鼠腹腔中或在体外培养,最终得到单克隆抗体。
2、体液免疫:
3、动物细胞培养条件:
(1)营养:培养基中应含有细胞所需要的各种营养物质,通常需要加入血清等天然成分。
(2)无菌、无毒的环境。
(3)温度、pH和渗透压。
(4)气体环境:氧气是细胞代谢所必需的,二氧化碳的主要作用是维持培养液的pH。动物细胞培养需要将培养瓶置于含95%空气和5%CO2的混合气体的培养箱中进行培养
20.(2022高二下·龙岩期中)新型冠状病毒是一种RNA病毒,其表面的刺突蛋白(简称S蛋白)是主要的病毒抗原。单克隆抗体既可作为诊断试剂,又可阻断病毒的黏附和入侵,故抗体药物的研发已成为治疗新冠肺炎的研究热点之一。制备抗S蛋白单克隆抗体的流程如下图,请回答下列问题:
(1)步骤①必须给小鼠注射 ,目的是 ,取小鼠的脾脏剪碎后用酶处理一段时间,再加入培养液可制成单细胞悬液。
(2)步骤④诱导融合操作后,体系中出现多种类型细胞的原因是 。
(3)步骤⑤培养的结果是 ;还需进行步骤⑥的原因是 。
(4)步骤⑥含多次筛选,筛选依据的基本原理是 ,选出的杂交瘤细胞的特点是 。
【答案】(1)新型冠状病毒的S蛋白;诱导小鼠产生能够分泌抗S蛋白抗体的B淋巴细胞
(2)细胞融合是随机的,且融合率达不到100%
(3)只有杂交瘤细胞能够生长;小鼠生活中还会受到其他抗原的刺激,提取的B淋巴细胞有很多种,故杂交瘤细胞也有很多种
(4)抗原与抗体的结合具有特异性;既能迅速大量增殖,又能产生(所需)特定抗体(或抗S蛋白抗体)
【知识点】单克隆抗体的制备过程;单克隆抗体的优点及应用
【解析】【解答】 (1)①过程必须给小鼠注射新型冠状病毒的S蛋白,才能诱导小鼠产生能够分泌抗S蛋白抗体的B淋巴细胞;酶具有专一性,由于细胞间的成分主要是蛋白质,故可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理,再加入培养液可制成单细胞悬液。然后进行细胞培养。
(2)④为诱导细胞融合过程,常用方法为聚乙二醇(PEG)、灭活病毒、电激等;由于细胞融合是随机的,且融合率达不到100%,故融合完成后,体系中出现多种类型细胞。
(3)步骤⑤是使用具有筛选作用的培养基进行细胞培养,在该培养基上未融合的细胞和同种融合的细胞都死亡,只有杂交瘤细胞能够存活,即该步骤的目的是筛选杂交瘤细胞;由于小鼠生活中还会受到其他抗原的刺激,因而提取的B淋巴细胞有很多种,故筛选的杂交瘤细胞也有多种,因而需进行步骤⑥,通过步骤⑥能获得产生所需要抗体的杂交瘤细胞。
(4)步骤⑥含多次筛选过程,由于抗原、抗体的结合具有特异性,因而可根据抗原--抗体特异性结合的原理对步骤⑤获得的杂交瘤细胞进行筛选,选出的杂交瘤细胞既能无限增殖,也能产生专一抗体,因而通过对筛选出的杂交瘤细胞进行体外或体内培养后可获得大量的单个细胞克隆出的抗体,即单克隆抗体。
【分析】1、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。
2、单克隆抗体的最主要优点就是特异性强,灵敏度高,能够大量制备。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”。
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