第四节 对动物早期胚胎或配子进行处理可获得目标个体
基础过关练
题组一 受精和早期胚胎发育
1.如图为哺乳动物(2n)的卵原细胞进行减数分裂及之后的生理过程示意图,下列说法正确的是 ( )
A.细胞Ⅱ是初级卵母细胞,细胞内染色体数目加倍
B.图中减数分裂的整个过程都在卵巢中进行
C.完成减数第二次分裂的细胞才具备与精子结合的能力
D.细胞Ⅳ形成早期胚胎过程中发生细胞的分裂和分化
2.下列关于高等动物受精作用的叙述,错误的是( )
A.常以观察到两个极体作为卵子受精的重要标志
B.精子入卵后,卵细胞膜立即发生生理反应
C.精子细胞膜与卵子细胞膜的融合依靠了细胞膜的结构特点
D.精子获能后与刚排出的卵子在子宫内受精
3.蛙早期的卵裂速度很快,一个受精卵在43 h内可分裂成37 000个细胞,平均每小时分裂出约860个细胞。下列叙述错误的是( )
A.自然条件下囊胚的滋养层细胞不能发育成胚胎
B.哺乳动物的卵裂过程与速度和两栖动物基本相同
C.当卵裂进行到16~32个细胞时形成的细胞团称桑葚胚
D.卵裂的速度主要取决于受精卵中卵黄物质的含量和分布
4.下列有关哺乳动物早期胚胎发育的叙述,错误的是( )
A.在桑葚胚阶段,胚胎的内部开始出现含有液体的腔
B.原肠胚阶段开始出现胚层分化,逐渐形成各种器官原基
C.胚胎干细胞具有分化为成年动物体内的任何一种类型的细胞的潜能
D.囊胚期的细胞可以分为内细胞团细胞和滋养层细胞两种
5.某动物研究所的科研人员从小鼠囊胚中分离出胚胎干细胞,并对其进行定向诱导后获得多种功能不同的细胞。下列叙述正确的是( )
A.为获得更多的囊胚,需采用激素注射促进雄鼠产生更多的精子
B.内细胞团和滋养层的细胞内含有的核基因不同,所以全能性高低不同
C.用胰蛋白酶将内细胞团细胞的膜蛋白消化后可获得分散的胚胎干细胞
D.胚胎干细胞和诱导出的各种细胞都需在二氧化碳培养箱中进行培养
题组二 胚胎工程的基本技术
6.如图所示是利用高等哺乳动物的生殖细胞通过体外受精技术培育试管动物的大致流程。下列说法中错误的是( )
A.哺乳动物的体外受精包括卵母细胞的采集、精子的获取和受精等几个主要步骤
B.在体外受精前,要对精子进行获能处理,从而使精子具备与卵细胞受精的能力
C.胚胎发育的卵裂期,胚胎中细胞数目不断增加,但胚胎的总体积并不增加
D.胚胎早期发育的过程是受精卵→桑葚胚→原肠胚→囊胚
7.关于胚胎工程的叙述,正确的是( )
A.胚胎分割的对象只能是桑葚胚
B.试管动物的诞生属于有性生殖
C.胚胎移植时,应对受体母畜使用免疫抑制剂
D.动物细胞核移植时,受体细胞必须是受精卵
8.下列关于胚胎移植技术应用的叙述,错误的是 ( )
A.应用胚胎移植可大大缩短受体本身的繁殖周期
B.胚胎移植是胚胎工程的最终技术环节
C.胚胎移植技术将推动胚胎工程其他技术的研究和应用
D.胚胎移植可充分发挥具有优良性状的母牛的繁殖潜力,相同时间内可得到较多的良种犊牛
9.为了降低对国外奶牛种质的过度依赖,提高优良母牛的扩繁速度成为关键,而试管牛技术产业化则可以有效解决这一难题。如图是试管奶牛的生产流程示意图,下列有关叙述正确的是( )
A.从优良公牛处采集的精液,需放在5 ℃环境中进行长时间保存
B.从优良母牛卵巢中采集的卵母细胞可直接与获能精子进行体外受精
C.在过程①中精卵识别阶段时,卵细胞刚完成减数第二次分裂
D.进行过程②胚胎移植前,需取囊胚的滋养层细胞进行性别鉴定
10.经体外受精和胚胎分割培育优质奶牛的过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A.胚胎移植过程中一定要对供体母牛和受体母牛进行同期发情处理
B.对囊胚期的胚胎进行分割,需要保证内细胞团和滋养层都均等切割
C.为了获得更多的卵母细胞,需要用雌激素对雌性奶牛进行超数排卵处理
D.分割后的胚胎或细胞可直接移植给受体,或在体外培养到原肠胚阶段再移植
11.布朗瑞士奶牛的泌乳期长,产奶量高。某科技公司进行了布朗瑞士奶牛的冻胚移植,以本地母牛为受体。下图为该公司培育的过程示意图。请回答下列相关问题:
(1)图中①过程常用 激素促进布朗瑞士奶牛超数排卵。若采用人工体外受精,采集的精子要经过 过程才能与处于 期的卵子结合形成受精卵,然后将受精卵移入发育培养液中。
(2)若布朗瑞士奶牛与布朗瑞士公牛自然交配,配种后第7天需用特制的冲卵装置将母牛体内的胚胎冲洗出来进行质量检查,此时胚胎发育时期为 。
(3)图中④过程为 ,在此之前先要对本地母牛进行 处理。胚胎在本地母牛子宫内能够存活的生理学基础是 。
能力提升练
题组 胚胎工程的技术及应用
1.卵胞浆内单精子注射(ICSI)技术借助显微操作系统,将携带外源基因的单一精子注入成熟卵细胞胞质内使其受精,该技术能使任意单一精子不经自然选择而完成受精。下列有关叙述错误的是( )
A.这项技术涉及的生殖方式为有性生殖
B.采集哺乳动物卵细胞前,需要对雌性动物进行超数排卵
C.受精后得到的受精卵需直接移植到受体子宫内培养
D.这项技术可用于治疗男性配子活力不强造成的不育症
2.一对夫妇都是O型血,通过“试管婴儿”技术却生下一个A型血的孩子。经检测,作为独生子的丈夫被确诊为“异源嵌合体”(指身体中存在来自不同受精卵的细胞群),该孩子的血型与“异源嵌合体”有关。下列叙述正确的是( )
A.“试管婴儿”的培育过程涉及细胞核移植、体外受精等技术
B.“试管婴儿”与“克隆动物”的原理相同
C.该丈夫可能是在胚胎期“吸收”了异卵双生兄弟的早期胚胎
D.可将2个囊胚的内细胞团与滋养层交换重组,构建“异源嵌合体”
3.小鼠克隆胚胎着床后胎盘发育异常可能与克隆胚胎中H3K27me3印记基因过度表达有关,H3K27me3印记基因敲除极大提高了体细胞克隆的成功率。H3K27me3印记基因敲除的实验组克隆小鼠的体重与受精卵来源的小鼠一致,而对照组克隆小鼠的体重显著高于受精卵来源的小鼠;实验组克隆小鼠的胎盘直径和重量显著低于对照组克隆小鼠,而与受精卵来源的小鼠一致。下列相关分析错误的是( )
A.克隆胚胎过大可能是克隆胚胎着床后成活率低的原因
B.克隆胚胎过大的原因可能是克隆胚胎的胎盘过大
C.H3K27me3印记基因过度表达抑制胎盘的发育
D.H3K27me3印记基因的表达产物可能影响早期胚胎滋养层细胞的发育
4.2018年3月,最后一头雄性北方白犀牛去世,至此世界上仅剩两头雌性个体。如今,科研团队拟采用提前保存的北方白犀牛冷冻精子借助核移植、体外受精等技术,以南方白犀牛作为代孕母畜人工繁育北方白犀牛。下列叙述合理的是( )
A.雄性北方白犀牛去世导致只能通过无性生殖的技术手段获得子代北方白犀牛
B.冷冻保存的精子需培养成熟后,再经获能处理才可用于体外受精
C.若取雌性北方白犀牛的体细胞进行核移植,获得的克隆后代可繁衍为一个种群
D.理论上可取4细胞期胚胎用酶处理成单个细胞分别培养,以提高胚胎的利用率
5.胚胎工程中各种操作技术如图所示,下列分析正确的是( )
A.d可直接移植给受体,形成d的关键是要对a的内细胞团均等分割
B.从良种公牛体内获得的精子可以直接与卵细胞结合受精
C.早期囊胚a、b、c基因型相同,但发育得到的个体表型不一定相同
D.代孕母牛应提前做好同期发情处理,以避免移植胚胎发生免疫排斥
6.《细胞报告》最近报道,我国科学家成功将小鼠的颗粒细胞(卵泡中卵母细胞周围的细胞)转化为GV卵母细胞,进而恢复减数分裂并顺利培育出健康后代(如下图)。下列有关叙述错误的是 ( )
A.过程①中涉及基因选择性表达,类似植物组织培养中的脱分化过程
B.过程①②③所需培养液的成分不完全相同
C.过程③中受精的实质是雌雄原核融合
D.过程③需选择原肠胚进行胚胎移植才能获得健康幼鼠
7.长期以来,优良种畜的繁殖速度始终是限制畜牧养殖业发展的瓶颈,近年来发展起来的细胞工程和胚胎工程技术为优良种畜的快速繁殖带来了无限生机,请据图回答下列问题:
图1
图2
图3
(1)和受精有关的过程有:①精卵识别;②精子头部进入;③雌、雄原核的形成;④雌、雄原核融合。其正确的顺序为 (填序号)。
(2)超数排卵技术的处理措施是对供体母牛注射 。
(3)图2中,从A到E中,适宜于牛的胚胎移植时期有 ;图中标号3为 ,标号1为 ,它将来可发育成 。
(4)动物的早期胚胎移植到同种且 与供体相同的动物体内,使之继续发育为新个体的技术叫胚胎移植。用某染料鉴定胚胎细胞是否为活细胞时,发现活胚胎细胞不能被染色,其原因是活细胞的细胞膜 。
(5)克隆羊“多莉”的遗传物质来自 ,性状和 最接近。
(6)从哺乳动物2~8细胞期胚胎分离出来的细胞,称为ES或EK细胞,这类细胞的特点是 。
答案与分层梯度式解析
基础过关练
1.D 细胞Ⅱ是初级卵母细胞,细胞内核DNA数目加倍,染色体数目没有加倍,A错误;分析题图,次级卵母细胞减数第二次分裂是在受精过程中完成的,因此图中减数分裂的整个过程是在卵巢和输卵管中进行的,B错误;处于减数第二次分裂时期的细胞具备与精子结合的能力,精子入卵后激活卵子完成减数第二次分裂,C错误;细胞Ⅳ是受精卵,其形成早期胚胎的过程中发生细胞的分裂和分化,D正确。
2.D 精子获能后与成熟的卵子受精,场所是输卵管,D错误。
3.B 囊胚的滋养层细胞将来发育成胚胎的附属结构或胚外结构(如绒毛膜、胎盘等),内细胞团将来发育成完整的胚胎,A正确;哺乳动物的卵裂过程与两栖动物不同,哺乳动物受精卵形成一天后才开始卵裂,而且速度缓慢,B错误;一般情况下,卵黄含量低的一极(动物极)的卵裂速度高于卵黄含量高的一极(植物极),故卵裂的速度主要取决于受精卵中卵黄物质的含量和分布,D正确。
4.A 在囊胚阶段,胚胎内部出现空的或只有卵黄的腔,A错误;原肠胚阶段出现内、中、外三个胚层,三个胚层逐渐分化形成各种器官原基,B正确;胚胎干细胞具有分化为成年动物体内的任何一种类型的细胞,并进一步形成机体的所有组织和器官甚至个体的潜能,C正确;囊胚期细胞分化形成内细胞团细胞和滋养层细胞,D正确。
5.D 为获得更多的囊胚,需采用激素注射促进雌鼠产生更多的卵子,A错误;内细胞团和滋养层细胞都由受精卵分裂分化而来,二者的核基因相同,B错误;用胰蛋白酶对内细胞团细胞进行处理,使细胞间的胶原蛋白等物质被分解掉,从而可获得分散的胚胎干细胞,并不是分解膜蛋白,C错误;胚胎干细胞和诱导出的各种细胞都需在二氧化碳培养箱中进行培养,D正确。
6.D 哺乳动物的体外受精技术主要包括卵母细胞的采集、精子的获取和受精等步骤,A正确;卵裂期胚胎细胞数目不断增加,但胚胎总体积基本不变,C正确;胚胎早期发育的过程是受精卵→桑葚胚→囊胚→原肠胚,D错误。
7.B 胚胎分割的对象是发育良好的早期胚胎(囊胚或囊胚以前的胚胎),A错误;试管动物是通过人工操作使卵细胞在体外受精,经培养发育为早期胚胎后,再进行移植产生的个体,试管动物的诞生属于有性生殖,B正确;胚胎移植时,受体子宫对外来胚胎基本不发生免疫排斥反应,不需要对受体母畜使用免疫抑制剂,C错误;动物细胞核移植时,受体细胞也可以是卵细胞,D错误。
8.A 胚胎移植可缩短供体本身的繁殖周期,A错误;胚胎移植作为胚胎工程的最终技术环节,还将推动胚胎工程其他技术的研究和应用,B、C正确。
9.D 精子在5 ℃时可存活一个星期,如需要长时间保存,则须将精液保存在液氮(-196 ℃)环境中,A错误;从优良母牛卵巢中采集的卵母细胞需培养成熟(减数第二次分裂中期)后才能与获能精子进行体外受精,B错误;次级卵母细胞减数第二次分裂是在精子与卵子结合过程中完成的,C错误;在进行胚胎移植之前,需对早期胚胎进行性别鉴定,可取囊胚期的滋养层细胞进行DNA分析,D正确。
10.A 对供体和受体母牛要进行同期发情处理,保证胚胎移植入相同的生理环境中,A正确;对囊胚期的胚胎进行分割时,需要保证内细胞团均等分割,B错误;为了获得更多的卵母细胞,需要用促性腺激素对雌性奶牛进行超数排卵处理,C错误;分割后的胚胎或细胞可直接移植给受体,或在体外培养到囊胚阶段,再移植给受体,D错误。
11.答案 (1)促性腺 获能 MⅡ(减数第二次分裂中) (2)桑葚胚或囊胚 (3)胚胎移植 同期发情 受体对移入子宫的外来胚胎基本不发生免疫排斥反应
解析 (1)常用促性腺激素促进供体超数排卵。(2)配种后第7天,需用特制的冲卵装置将母牛体内的胚胎冲洗出来进行质量检查,此时胚胎发育时期为桑葚胚或囊胚。(3)分析题图可知,收集胚胎后可进行④胚胎移植,胚胎移植之前先要对本地母牛(受体)进行同期发情处理。受体对外来胚胎基本不发生免疫排斥反应,因此,胚胎在本地母牛子宫内能够存活。
能力提升练
1.C 该技术为体外受精,生殖方式是有性生殖,A正确;采集哺乳动物卵细胞前,应用外源促性腺激素,促使卵巢超数排卵,得到更多的卵细胞,B正确;受精卵需要进行早期胚胎培养,当胚胎发育到适宜的阶段时,将其取出向受体移植或冷冻保存,C错误;由于ICSI技术能使任意单一精子不经自然选择而完成受精,因此可用于男性配子活力不强造成的不育症的治疗,D正确。
2.C “试管婴儿”的培育过程不涉及细胞核移植技术,A错误。“试管婴儿”属于有性生殖,“克隆动物”属于无性生殖,两者原理不同,B错误。“异源嵌合体”是指身体中存在来自不同受精卵的细胞群,一对夫妇都是O型血,却生下一个A型血的孩子,推测原因可能是该丈夫在胚胎期“吸收”了异卵双生兄弟的早期胚胎,被吸收的早期胚胎含有A型血相关基因,C正确。囊胚的内细胞团将发育成完整的胚胎,滋养层将发育成胚胎的附属结构或胚外结构如绒毛膜、胎盘等,将2个囊胚的内细胞团与滋养层交换重组不能构建“异源嵌合体”,D错误。
3.C 分析题干信息,如下表所示:
组别 实验组:H3K27me3印记基因敲除 对照组:H3K27me3印记基因过度表达
体重 与受精卵来源小鼠一致 显著高于受精卵来源小鼠
胎盘直 径和重量 与受精卵来源小鼠一致 高于实验组
结果 对照组克隆小鼠体重、胎盘直径和重量都高于实验组(受精卵来源小鼠)
结论 结合题干信息“H3K27me3印记基因敲除极大提高了体细胞克隆的成功率”可知:(1)体重、胎盘过大降低克隆成功率;(2)H3K27me3印记基因过度表达可促进胎盘的发育
通过分析可知,A、B 正确,C错误;H3K27me3印记基因可影响胎盘的发育,而胎盘是由滋养层细胞发育而来的,故该基因的表达产物可能影响早期胚胎滋养层细胞的发育,D正确。
4.D 据题干信息可知,可利用体外受精技术繁殖北方白犀牛,体外受精属于有性生殖,A错误;冷冻保存的精子已经成熟,不需要再培养,B错误;用雌性北方白犀牛体细胞进行核移植克隆出多头子代,获得的克隆后代均为雌性,不能繁殖后代,C错误。
5.A 分割的胚胎可直接移植给受体,形成d的关键是要对a的内细胞团均等分割,A正确;从良种公牛体内获得的精子需要进行获能处理后,才可以与卵细胞结合受精,B错误;早期囊胚a、b、c是不同精子和不同卵细胞经受精作用形成的,基因型可能不同,C错误;代孕母牛的子宫对外来胚胎几乎不发生免疫排斥反应,提前做好同期发情处理是为了使供、受体的生理状态相同,以保证移植的胚胎能够继续正常发育,D错误。
6.D 过程①是小鼠的颗粒细胞→诱导多能干细胞,诱导多能干细胞是类似胚胎干细胞的一种细胞,故过程①类似植物组织培养中的脱分化过程,涉及基因选择性表达,A正确。胚胎移植需选择原肠胚之前的胚胎,D错误。
7.答案 (1)①②③④ (2)促性腺激素 (3)D、E 滋养层 内细胞团 完整的胚胎 (4)生理状态 对物质的吸收具有选择透过性 (5)白面绵羊和黑面绵羊 白面绵羊 (6)体积小、细胞核大、核仁明显
解析 (1)受精过程的正确顺序为:精卵细胞识别→精子头部进入卵细胞→雌、雄原核形成→雌、雄原核融合。(3)牛胚胎移植的适宜时期一般为桑葚胚或囊胚,即图2中的D、E时期。图2中标号3为滋养层,将来可发育成胚胎的附属结构或胚外结构如绒毛膜、胎盘等。标号1为内细胞团,将来可发育成完整的胚胎。(4)活细胞的细胞膜对物质的吸收具有选择透过性,因此用某染料鉴定胚胎细胞是否为活细胞时,发现活胚胎细胞不能被染色。(5)克隆羊“多莉”胚胎细胞的细胞核来自白面绵羊,细胞质来自黑面绵羊,细胞质中存在少数遗传物质,而生物体性状主要由核基因控制,因此克隆羊“多莉”的遗传物质来自白面绵羊和黑面绵羊,但性状与白面绵羊最接近。(6)胚胎干细胞具有体积小、细胞核大、核仁明显等特点。
14(共21张PPT)
1.受精作用过程
第四节 对动物早期胚胎或配子进行处理可获得目标个体
知识点 1 受精作用和早期胚胎发育
必备知识 清单破
特别提醒
(1)自然界中,大多数动物都是单精子受精。只要有一个精子入卵,其他的精子就会被“拒之
门外”。
(2)受精的标志是观察到两个极体或雌、雄原核,受精完成的标志是雌、雄原核的染色体会
合。
2.早期胚胎发育
1.胚胎工程的定义
2.体外受精
(1)概念:哺乳动物的精子和卵子在体外人工控制的环境中完成受精过程的技术。
(2)基本原理:人工模拟体内环境,包括营养、温度、pH等,使初级卵母细胞发育成熟,同时使
精子获能,最终完成受精作用,并有计划地保存胚胎等。
知识点 2 胚胎工程及其常见技术手段
(3)体外受精过程
(4)意义
①使优良的公畜繁育更多的后代。
②最大限度地减少种公畜的饲养数量,节约饲养成本。
③优良公畜的精液可长期保存且易于运输,省去了大型公畜运输的麻烦。
3.胚胎体外培养
4.胚胎移植——胚胎工程的最后一道“工序”
(1)概念:将雌性动物的早期胚胎或通过体外受精及其他方式得到的胚胎,移植到同种的、生
理状态相同的其他雌性动物的体内,使之继续发育为个体的技术。
(2)过程
(3)优势:充分发挥优良母畜的繁殖潜力,在短期内获得大量目标个体。
知识拓展 胚胎移植的生理学基础
(1)同种动物的供体和受体生殖器官的生理变化是相同的,为供体胚胎移入受体提供相同的
生理环境。
(2)受体对来自供体的胚胎基本上不会发生免疫排斥反应。
(3)供体胚胎与受体子宫建立的仅是生理和组织上的联系,供体胚胎的遗传物质在孕育过程
中不会发生任何变化。
5.胚胎分割
(1)概念:借助显微操作技术将早期胚胎切割成几等份,再移植到代孕动物子宫中发育,产生同
卵多仔后代的技术。
(2)过程
特别提醒
(1)在分割囊胚阶段的胚胎时,要将内细胞团均等分割。
(2)胚胎不能无限分割。
(3)应用
①快速繁殖优良种畜。
②培养遗传特性相同的动物群,为生物学、医学、药学和畜牧学的研究提供实验动物。
③用于胚胎性别的鉴定及遗传检测。
特别提醒 鉴定性别时,常取囊胚的滋养层细胞进行DNA分析的原因:滋养层将来发育成绒
毛膜和胎盘等,而内细胞团不断增殖分化,将发育成完整的胚胎,如果取内细胞团细胞做鉴定,
将来胚胎发育可能不正常,故应选取对胚胎发育影响更小的滋养层细胞。
知识辨析
1.原肠胚期,三个胚层逐渐分化形成各种器官原基,最后形成的是脑和脊髓原基——神经管。
这种说法正确吗
不正确。原肠胚期,三个胚层逐渐分化形成各种器官原基,最先形成的是脑和脊髓原基——
神经管。
2.将检验合格的胚胎移植到某雌性动物的子宫内,胚胎都能正常发育吗
不一定。一般情况下应移植到同种的、生理状态相同的受体子宫内,在移植前应对供、受
体进行同期发情处理。
提示
提示
3.试管牛是通过体外受精、胚胎移植等技术,最终在受体子宫内发育而诞生的。
(1)采集来的精子和卵子可以直接用于体外受精,这种说法正确吗
不正确。采集来的精子必须获能之后才具备与卵子受精的能力,卵子需培养至减数第二
次分裂时期才具备与精子受精的能力。
(2)为了获得更多的卵母细胞,需用雌激素对供体母牛进行处理,这种说法正确吗
不正确。为了获得更多的卵母细胞,常用促性腺激素对供体母牛进行处理。
提示
提示
定点 胚胎分割和动物体细胞克隆的异同
关键能力 定点破
胚胎分割 动物体细胞克隆
相同点 都属于无性生殖,最终技术是胚胎移植 不 同 点 胚胎 来源 雌性动物的早期胚胎或体外受精及其他方式得到的胚胎 通过核移植技术获得
的重组胚胎
遗传物质 胚胎分割动物具有相同的遗传物质 克隆动物的核遗传物
质由供体细胞核提供
起点 经过受精作用或其他方式形成的一个胚胎 经过核移植技术形成
的一个细胞
典例 一只名叫“大蒜”的母猫因病去世,温州小伙花25万克隆“复活”爱猫,下列叙述正确
的是 ( )
A.克隆猫与提供去核卵细胞的母猫的遗传物质基本相同
B.克隆猫的培育说明动物细胞具有全能性
C.为了避免胚胎移植带来的免疫排斥,应对代孕母猫注射免疫抑制剂
D.可以通过胚胎分割技术得到多个个体
D
解析 克隆猫与提供体细胞核的名为“大蒜”的猫的遗传物质基本相同,A错误;克隆猫的培
育说明动物细胞核具有全能性,B错误;受体对移入子宫的外来胚胎基本不发生免疫排斥,C错
误;可以通过胚胎分割获得多个胚胎,提高胚胎利用率,D正确。
情境探究
新冠病毒表面有几种不同的蛋白,可刺激机体产生不同的抗体。其中的刺突糖蛋白可特异性
结合宿主细胞上的受体CD147,从而介导新冠病毒入侵宿主细胞。研究人员制备了针对刺突
糖蛋白的单克隆抗体,该抗体可结合刺突糖蛋白,从而阻断新冠病毒刺突糖蛋白与CD147的
结合,阻止病毒继续感染新的细胞。
学科素养 情境破
素养 生命观念——单克隆抗体的制备与筛选
问题1 将灭活的新冠病毒注入小鼠体内,可引发机体的特异性免疫反应,从免疫后的小鼠体内
分离B淋巴细胞,请分析这些B淋巴细胞产生的抗体都是抗刺突糖蛋白抗体吗
新冠病毒表面的抗原不止刺突糖蛋白一种,刺激机体将产生多种B淋巴细胞。分离的
B淋巴细胞有多种,可产生多种抗体,其中可能存在产生抗刺突糖蛋白抗体的效应B细胞。
问题2 利用诱导剂诱导这些B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合,得到的杂交瘤细胞可以直接培养
产生抗刺突糖蛋白的单克隆抗体吗
得到的杂交瘤细胞可能有多种类型,产生多种不同的抗体,不能直接培养产生抗刺突
糖蛋白的单克隆抗体。
问题3 如何从众多的杂交瘤细胞中筛选得到产生抗刺突糖蛋白抗体的杂交瘤细胞
利用抗原-抗体杂交技术进行筛选。
提示
提示
提示
讲解分析
单克隆抗体的制备与筛选过程
第一次筛选 第二次筛选
原因 诱导融合后得到多种杂交细胞,另外还有未融合的细胞和同种细胞融合后形成的细胞 从小鼠体内提取的B淋巴细胞有很多种,形成的杂交瘤细胞也有很多种
方法 用特定的选择培养基进行筛选:未融合的细胞和同种细胞融合后形成的细胞都会死亡,只有融合的杂交瘤细胞才能生长 用多孔培养板培养,在每个孔只有一个杂交瘤细胞的情况下开始克隆化培养,利用抗原-抗体杂交技术筛选得到能产生特定抗体的细胞群
目的 得到杂交瘤细胞 得到能分泌所需抗体的杂交瘤细胞
单克隆抗体制备过程中涉及两次筛选,比较如下:
典例呈现
例题 下图为杂交瘤细胞的制备及初步筛选示意图。骨髓瘤细胞由于缺乏次黄嘌呤鸟嘌呤磷
酸核糖转移酶(HGPRT-),在HAT培养基中不能正常合成DNA,无法生长。免疫B细胞(HGPRT
+)能在HAT培养基中正常生长。下列叙述正确的是 ( )
A.从HAT培养基中获得的抗体即为单克隆抗体
B.仙台病毒处理可使细胞膜发生一定程度的损
伤,进而促进细胞融合
C.在HAT培养基中能长期存活的细胞具有无限
增殖、分泌特异性抗体的特点
D.多个B细胞融合形成的多聚细胞在HAT培养
基中死亡的原因是不能合成DNA
B
思路点拨 利用HAT培养基筛选杂交瘤细胞的原理:
解题思路 在HAT培养基中筛选出来的是杂交瘤细胞,可能有多种类型,不同类型的杂交瘤
细胞分泌的抗体不同,后续还需要对这些杂交瘤细胞进行单一抗体检测,进而筛选出能产生
特定抗体的杂交瘤细胞,可见从HAT培养基中获得的抗体不是单克隆抗体,A、C错误;仙台病
毒处理可使细胞膜发生一定程度的损伤,进而促进细胞融合,因此可用灭活的仙台病毒作为
促融剂,B正确;多个B细胞融合形成的多聚细胞在HAT培养基中死亡的原因是不能无限增殖,
D错误。
