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1、第三节 动物细胞工程的应用随堂检测 知识点一动物细胞与组织培养1下列关于动物细胞培养的叙述,错误的是()A用于培养的细胞大都取自胚胎或幼龄动物的器官或组织B将所取的组织先用胰蛋白酶等进行处理使其分散成单个细胞C在培养瓶中要定期用胰蛋白酶处理使细胞从瓶壁上脱离,制成悬浮液D动物细胞培养只能传50代左右,所培育的细胞会衰老死亡解析:选D。动物细胞培养传代到50代左右不能再继续传代,部分细胞遗传物质发生变化,具有癌变细胞的特点,可无限增殖。2某研究小组为测定药物对体外培养细胞的毒性,准备对某种动物的肝肿瘤细胞(甲)和正常肝细胞(乙)进行动物细胞培养。下列说法不正确的是()A在利用两种肝组织块制备肝细
2、胞悬液时,也可用胃蛋白酶处理B为了防止细胞培养过程中的细菌的污染,可向培养液中加入适量的抗生素C细胞培养应在含5% CO2的恒温培养箱中进行,CO2的作用是维持培养液的pHD将数量相等的甲、乙细胞分别置于相同适宜条件下培养,一段时间后,会观察到甲细胞数量比乙细胞数量多答案:A 知识点二动物细胞核移植与体细胞克隆3美国杜克大学医疗中心的一个研究小组在科学杂志上撰文透露,他们利用成年猪的动脉血管细胞和能够模拟胚胎环境的新型生物反应器,成功地在实验室里培育出新的动脉血管。这种血管的外形和功能都与真的血管一样。这一研究成果是生物组织培养工程领域的重大进展。下列关于以上技术的叙述中,不正确的是()A以上
3、技术属于“克隆”B这项技术中可能要利用去核卵母细胞C这项技术的关键是激发血管细胞的全能性D这项技术的关键是激发血管细胞发育成血管的潜能答案:C 知识点三动物细胞融合与单克隆抗体4用动物细胞工程技术获取单克隆抗体,下列实验步骤中错误的是()A将抗原注入小鼠体内,获得能产生抗体的B淋巴细胞B用纤维素酶处理B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞C用聚乙二醇作诱导剂,促使能产生抗体的B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合D筛选杂交瘤细胞,并从中选出能产生所需抗体的细胞群,培养后提取单克隆抗体解析:选B。酶具有专一性,纤维素酶只能分解纤维素,用纤维素酶处理植物细胞是植物细胞工程中用来除去细胞壁获得原生质体的方法,与动物细胞
4、工程无关。5如图表示抗人体胃癌细胞的单克隆抗体的制备过程,下列有关叙述错误的是()A图中甲可能是人体胃癌细胞的特异性抗原B可利用PEG、活的病毒或电激等方法诱导细胞融合C丙、丁分别表示杂交瘤细胞和能分泌抗胃癌抗体的杂交瘤细胞D丁的大规模培养可以在培养基中进行,也可以在小鼠腹腔内进行解析:选B。甲注射小鼠,产生能分泌特异性抗体的B淋巴细胞,则甲属于抗原,A正确;可利用PEG、灭活的病毒或电激等方法诱导细胞融合,B错误;丙、丁分别表示杂交瘤细胞和能分泌抗胃癌抗体的杂交瘤细胞,C正确;丁的大规模培养可以在培养基中进行,也可以在小鼠腹腔内进行,D正确。6下面为制备单克隆抗体和多克隆抗体的示意图,据图回
5、答下列问题:(1)图中向小鼠注射含多种抗原决定簇的抗原后,所获得的免疫抗血清实际上是含有_(填写抗体的名称)的混合物,这种方法制备的多克隆抗体不仅产量低,而且纯度低。与多克隆抗体相比,单克隆抗体突出的优点在于它的_,并能大量制备。(2)图中选用B细胞和骨髄瘤细胞融合成杂交瘤细胞,如果仅考虑细胞的两两融合,其融合细胞有_种类型。(3)图中两次筛选的目的不同,其中筛选的目的是筛选出_细胞,筛选时所用的培养基是特定的_培养基。筛选的目的是筛选出_细胞。(4)科学工作者正在研究的用于治疗癌症的“生物导弹”,注入体内,借助单克隆抗体的导向作用,将_定向带到癌细胞所在位置,在原位杀死癌细胞。用“生物导弹”
6、治疗癌症和普通化疗相比,优点是_。(5)由图中可看出,单克隆抗体的制备过程中,运用了动物细胞工程中的_和_两大技术。答案:(1)Ab1、Ab2、Ab3、Ab4特异性强、灵敏度高(2)3(3)杂交瘤选择性能专一性产生所需抗体的杂交瘤(4)抗癌药物不损伤正常细胞,且用药剂量少(5)动物细胞融合动物细胞培养课时作业一、选择题1动物细胞培养过程的顺序是()原代培养传代培养用胰蛋白酶处理组织,形成分散的悬浮液ABC D解析:选D。动物细胞培养的过程中,首先会用胰蛋白酶对动物组织进行处理,使其分散为单个细胞,形成分散的悬浮液,然后进行原代培养,进而再进行传代培养。2近日名为“我的皮肤”的生物活性绷带在英国
7、诞生了,它给皮肤烧伤病人带来了福音。该活性绷带的原理是先采集一些细胞样本,再让其在特殊的膜片上增殖,57天后,将膜片敷在患者的伤口上,膜片会将细胞逐渐“释放”到伤口,并促进新生皮肤层生长,达到加速伤口愈合的目的。下列有关叙述中,不正确的是()A“我的皮肤”的获得技术属于动物细胞工程B种植在膜片上的细胞样本最好选自患者本人C人的皮肤烧伤后会因人体第二道防线的破坏而导致免疫力下降D膜片能否把细胞顺利“释放”到伤口与患者自身皮肤愈合与细胞膜上HLA(白细胞表面抗原)有关答案:C3下列关于动物细胞培养的叙述,不正确的是()A培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成一层细胞B动物细胞原代培养过程中细胞的
8、基因型不会发生改变C细胞培养过程中需要的CO2主要作用是刺激细胞的呼吸D恶性肿瘤细胞培养过程中通常不会出现细胞贴壁解析:选C。由于当细胞表面相互接触时,细胞会停止增殖,因此只能形成一层细胞,故A正确;动物细胞原代培养过程中细胞的遗传物质不会发生改变,故B正确;细胞培养过程中,CO2的作用是维持培养液的pH,故C错误;由于恶性肿瘤细胞能够无限增殖,不发生接触抑制现象,故培养过程中不出现细胞贴壁,故D正确。4下列关于动物细胞培养和植物组织培养的叙述,错误的是()A动物细胞培养和植物组织培养所用培养基不同B动物细胞培养和植物组织培养过程中都要用到胰蛋白酶C烟草叶片离体培养能产生新个体,小鼠杂交瘤细胞
9、可离体培养增殖D动物细胞培养可用于检测有毒物质,茎尖培养可用于植物脱除病毒解析:选B。动物细胞培养的培养基中需加入动物血清等,植物组织培养的培养基中需加入植物激素等,A项正确。动物细胞培养需利用胰蛋白酶将动物组织分散成单个细胞再进行培养,植物组织培养中不需要将细胞分散,B项错误。叶片细胞高度分化,但仍具有全能性,可以通过植物组织培养形成新个体;小鼠杂交瘤细胞能够在离体条件下不断分裂增殖,C项正确。有毒物质会影响细胞正常的生命活动,故可根据细胞在培养过程中生命活动的变化情况检测有毒物质;植物茎尖细胞分裂较快,细胞中几乎无病毒,故可用茎尖通过植物组织培养形成脱病毒苗,D项正确。5如图中的供体DNA
10、中含有无限增殖调控基因,该基因能激发动物细胞的分裂,图示是利用该基因制备新型单克隆抗体的过程,下列相关叙述错误的是()A经酶A处理后与质粒具有相同的黏性末端B是已免疫的B淋巴细胞C既能无限增殖又能分泌特异性抗体D该过程涉及转基因技术和动物细胞融合技术答案:D6在克隆羊培育过程中,将雄羊的体细胞核移入雌羊的去核卵细胞中。产生该克隆羊的方式及该克隆羊发育成熟后所分泌的性激素依次是()A无性生殖,雄性激素B无性生殖,雌性激素C有性生殖,雄性激素D有性生殖,雌性激素解析:选A。根据题意,将雄羊的体细胞核移入雌羊的去核卵细胞中,产生该克隆羊的方式是无性生殖;该克隆羊的性染色体来自于亲本中的雄羊,发育成熟
11、后性别为雄性,所分泌的性激素是雄性激素。7关于单克隆抗体的生产和应用,错误的是()A对小动物注射特定抗原以获取所需的B细胞B融合并筛选特定的杂交瘤细胞,原代培养产生遗传物质改变后才能进行传代培养C特定的单克隆抗体可制成试剂,用于检测人体是否受某种抗原的感染D治疗癌症的“生物导弹”原理之一是利用单克隆抗体的特异性识别癌细胞解析:选B。单克隆抗体是由杂交瘤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。生产杂交瘤细胞要用发生免疫的B细胞和骨髓瘤细胞融合,而发生免疫的B细胞是从注射特定抗原的小动物脾脏中提取的,A项正确;杂交瘤细胞既能大量增殖,又能产生专一抗体,所以融合并筛选特定
12、的杂交瘤细胞后,无需经过原代培养产生遗传物质改变后才能进行传代培养,B项错误;单克隆抗体最广泛的用途是作为诊断试剂,在人类的多种疾病的诊断和病原体鉴定中发挥重要作用,C项正确;抗癌细胞的单克隆抗体能特异性识别癌细胞,若把抗癌细胞的单克隆抗体与放射性同位素、化学药物或细胞毒素相结合,制成“生物导弹”,注入患者体内,借助单克隆抗体的导向作用,将药物带到癌细胞所在位置,在原位就能将癌细胞杀死,D项正确。8生物技术的发展速度很快,已灭绝生物的“复生”将不再是神话。如果世界上最后一头野驴刚死亡,以下较易成功“复生”野驴的方法是()A将野驴的体细胞取出,利用组织培养培育成新个体B将野驴的体细胞两两融合,再
13、经组织培养技术经脱分化、再分化培育成新个体C取出野驴的体细胞核移植到母家驴的去核卵细胞中,经孕育培育成新个体D将野驴的基因导入家驴的受精卵中,培育成新个体解析:选C。用体细胞进行动物克隆,目前只能通过核移植技术实现,该技术要将体细胞核转移到去核卵细胞中,形成重组细胞,再经动物细胞培养和胚胎移植,最终培育成新个体。9如图为利用人成纤维细胞(具分裂能力、能在HAT培养基上存活)和小鼠骨髓瘤细胞(具分裂能力、不能在HAT培养基上存活)进行人类基因定位的操作示意图,下列选项中正确的是()A图示过程的原理包括细胞增殖、细胞膜的流动性、细胞的全能性等B根据培养基的物理性质分类,图中HAT培养基属于选择培养
14、基C图示所用的成纤维细胞应传代10代以内D小鼠骨髓瘤细胞染色体数是40,成纤维细胞的染色体数为46,融合后形成的杂交细胞DNA分子数最多为86解析:选C。图示过程的原理是动物细胞培养和动物细胞融合,没有细胞的全能性,故A错;根据物理性质将培养基分为固体培养基、液体培养基和半固体培养基,而选择培养基是根据培养基的功能划分的,故B错;动物细胞通常培养10代以内,以保持细胞正常的二倍体核型,故C正确;融合后的杂交细胞的细胞质中含有少量的DNA,因此细胞中的DNA分子数应大于86,故D错。10利用细胞工程方法,以SARS病毒核衣壳蛋白为抗原制备出单克隆抗体。下列相关叙述正确的是()A用纯化的核衣壳蛋白
15、反复注射到小鼠体内,产生的血清抗体为单克隆抗体B体外培养单个B淋巴细胞可以获得大量针对SARS病毒的单克隆抗体C将等量B淋巴细胞和骨髄瘤细胞混合,经PEG诱导融合后的细胞均为杂交瘤细胞D利用该单克隆抗体与SARS病毒核衣壳蛋白特异性结合的方法可诊断出病毒感染者答案:D11运用动物细胞工程技术制备单克隆抗体的正确操作步骤是()筛选杂交瘤细胞制备特异性抗原免疫动物制备免疫细胞和骨髓瘤细胞能产生特定抗体的杂交瘤细胞大量培养杂交瘤细胞诱导细胞融合单克隆抗体的大量制备A BC D解析:选B。制备单克隆抗体的正确操作步骤是制备特异性抗原免疫动物制备免疫细胞和骨髓瘤细胞诱导细胞融合筛选杂交瘤细胞能产生特定抗
16、体的杂交瘤细胞大量培养杂交瘤细胞单克隆抗体的大量制备,B项正确,A、C、D三项均错误。12如图是单克隆抗体制备过程示意图,其中过程注射的物质和A细胞的名称分别是()A抗体、T淋巴细胞 B抗原、T淋巴细胞C抗体、B淋巴细胞 D抗原、B淋巴细胞解析:选D。注射抗原后,在抗原刺激作用下,小鼠体内产生对应该抗原的B淋巴细胞(浆细胞)。二、非选择题13某研究小组进行药物试验时,以动物细胞为材料,测定药物对体外培养细胞的毒性。供培养的细胞有甲、乙两种,甲为骨髓瘤细胞,乙为经免疫过的正常浆细胞。请回答下列问题:(1)将数量相等的甲和乙分别置于培养瓶中培养,培养液及其他培养条件均相同且适宜。一段时间后,观察到
17、的现象是_。(2)动物细胞培养需要满足一定的条件,下列有关表述正确的有_(选择填写下列条件前的序号)。对培养液和培养用具进行无菌处理,在细胞培养液中添加一定量的抗生素,定期更换培养液,这些做法都有利于提供一个无菌无毒的培养环境在使用培养基时,通常需加入血浆等天然成分所有动物细胞培养的适宜温度均为36.50.5 ,多数哺乳动物细胞生存的适宜pH为7.0左右动物细胞培养所需的气体只是O2,因为O2是细胞代谢所必需培养液中需添加一定浓度和比例的生长素与细胞分裂素,以诱导细胞脱分化和再分化(3)药物试验需要大量细胞,甲不适合用于试药的理由是:_。乙不适合用于试药的理由是_。(4)令甲、乙细胞融合,所获
18、杂交细胞在体外培养条件下,具有_的特点。(5)已知癌细胞中X基因过量表达与骨髓瘤的发生密切相关。要试验一种抗肿瘤药物Y对甲生长的影响,可将甲分为A、B两组,A组细胞培养液中加入_,B组细胞培养液中加入等量无菌生理盐水,在相同且适宜条件下培养一定时间后,从A、B两组收集等量细胞,通过分别检测X基因在A、B两组细胞中的_合成水平的差异,以确定Y的药效。解析:(1)由题意可知甲是骨髓瘤细胞,乙是浆细胞,在培养液中培养甲能无限增殖会增多,而乙是不能增殖的浆细胞所以乙不增多。(2)细胞培养过程中要保证无菌无毒的环境应添加一定的抗生素,且定期更换培养液,故正确。使用培养基除了必要的营养物质外还应添加动物血
19、清或血浆等天然成分,故正确。大多数动物细胞培养的适宜温度均为36.50.5 ,而不是所有,多数哺乳动物细胞生存的适宜pH为7.0左右,故错误。动物细胞培养所需的气体有O2和二氧化碳,故错误。动物细胞培养不需要添加植物激素,故错误,因此正确的是和。(3)甲不适合用于试药是因为甲是瘤细胞,有部分基因已经发生变异,药物对甲的效果不一定与对正常体细胞的效果相同。乙也不适合作为试药,因为乙在体外培养不能增殖,不能得到大量细胞用于试药。(4)杂交瘤细胞的特点是既能无限增殖又能产生特异性抗体。(5)由题意可知是探究药物Y的作用,所以对照组A应加入药物Y。基因表达需要通过转录和翻译,所以应检测mRNA和蛋白质
20、的水平来确定实验结果。答案:(1)甲增多、乙不增多(2)(3)甲有部分基因已经发生变异,药物对甲的效果不一定与对正常体细胞的效果相同乙在体外培养不能增殖,不能得到大量细胞用于试药。(4)既能增殖又能产生专一抗体(5)YmRNA或蛋白质14下列是生物学技术制备抗体的两个途径模式简图。请据图回答问题:(1)过程用_作为诱导剂,诱导细胞融合。(2)过程和得到的Y细胞称为杂交瘤细胞,其特点是_。(3)过程为_,过程需要的工具酶为_。(4)抗体1与抗体2的氨基酸排列顺序相同,两者的空间结构是否相同?为什么?(5)过程常用_处理大肠杆菌,目的是_。解析:(1)表示动物细胞融合(或B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合
21、),常用的诱导剂是PEG(或灭活的病毒)。(2)Y细胞称为杂交瘤细胞,由骨髓瘤细胞和B细胞融合,含有两细胞的遗传物质,既能无限增殖,又能产生单一的抗体。(3)是由mRNA形成DNA的过程,表示逆转录,需要逆转录酶;过程为基因表达载体的构建,需要的工具酶为限制性核酸内切酶和DNA连接酶。(4)抗体1与抗体2的氨基酸排列顺序相同,两者的空间结构不同,因为抗体2是大肠杆菌产生的,其形成过程没有经过内质网和高尔基体的加工,抗体1是杂交瘤细胞产生的,其形成过程经过内质网和高尔基体的加工。(5)受体细胞是大肠杆菌,是微生物,常用一定浓度钙离子处理大肠杆菌,使大肠杆菌细胞变成感受态细胞。答案:(1)灭活的病
22、毒或聚乙二醇(2)既能无限增殖,又能产生单一的抗体(3)逆转录限制性核酸内切酶及DNA连接酶(4)抗体1与抗体2的空间结构不同。因为抗体2是大肠杆菌产生的,其形成过程没有经过内质网和高尔基体的加工,抗体1是杂交瘤细胞产生的,其形成过程经过内质网和高尔基体的加工。(5)钙离子使大肠杆菌细胞变成感受态细胞15人绒毛膜促性腺激素(HCG)是女性怀孕后胎盘滋养层细胞分泌的一种糖蛋白,制备抗HCG单克隆抗体可用于早孕的诊断。下图是抗HCG单克隆抗体的制备流程示意图,请分析回答下列问题:(1)制备单克隆抗体过程中要用到_和_技术。(2)制备单克隆抗体过程中,给小鼠注射的HCG相当于_,使小鼠产生分泌相应_
23、的淋巴细胞,此过程属于特异性免疫中的_免疫。(3)融合细胞经HAT培养基培养目的是_,克隆化培养并进行专一性抗体检验筛选的目的是_。最终筛选获得的杂交瘤细胞的特点是_。解析:(1)制备单克隆抗体过程中要用到动物细胞培养和动物细胞融合技术。(2)制备单克隆抗体过程中,给小鼠注射的HCG相当于抗原;使小鼠产生分泌相应抗体的B淋巴细胞;此过程属于特异性免疫中的体液免疫。(3)HAT培养基是一种选择性培养基,融合细胞经HAT培养基培养的目的是获得杂交瘤细胞;克隆化培养并进行专一性抗体检验筛选的目的是获得能产生特异性抗体的杂交瘤细胞;最终筛选获得的杂交瘤细胞的特点是能无限增殖并能分泌特异性抗体。答案:(
24、1)动物细胞培养动物细胞融合(2)抗原抗体体液(3)获得杂交瘤细胞获得能产生特异性抗体的杂交瘤细胞能无限增殖并能分泌特异性抗体16如图是制备分泌抗X(H10N8流感病毒)抗体的过程,根据图解回答问题:(1)给小鼠注射抗原的目的是_。(2)在单克隆抗体制备过程中之所以选用已免疫的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞,是因为它们融合后的杂交瘤细胞具有_的特性。(3)由图中可看出,单克隆抗体制备过程运用了_和_的动物细胞工程技术手段。(4)在动物细胞融合过程中,需要将所选取的组织细胞分散开,以利于细胞融合,可用_处理离体组织细胞使之分散。解析:(1)根据抗原、抗体特异性结合的原理,为获得特定抗体,用特定抗原刺激,小鼠体内便可产生能产生特定抗体的B淋巴细胞。(2)杂交瘤细胞具有两种细胞的遗传物质,既能产生特定抗体,又能无限增殖。(3)从图中看出,单克隆抗体技术实际是应用了动物细胞融合和动物细胞培养技术。(4)细胞融合时是单个细胞和单个细胞的融合,为将细胞从动物组织中离散,可用胰蛋白酶处理。答案:(1)获得能产生相应抗体的B淋巴细胞(2)既能产生特定抗体,又能无限增殖(3)动物细胞融合动物细胞培养(4)胰蛋白酶