【生物】2020届 一轮复习 人教版 细胞工程 作业

【生物】2020届 一轮复习 人教版 细胞工程 作业

2020 届 一轮复习 人教版 细胞工程 作业 1．(2019·山东重点高中模拟)抗人 T 淋巴细胞 CD3 抗原单克隆抗体主要用于 治疗和预防肾脏等器官移植病人的急性排斥反应。如图是该抗体的研发和生产流 程。请回答： (1)图中甲是人 T 淋巴(必须答出“人”和“T 淋巴”)细胞，乙是 B 淋巴细胞。 (2)①过程需要加入聚乙二醇(PEG 或灭活的病毒)诱导细胞融合，之后需用特 定的选择性培养基进行第一次筛选，目的是除去其他细胞，保留杂交瘤细胞。经 上述筛选获得的细胞产生的抗体还不是单克隆抗体，这是因为从小鼠脾脏内提取 的 B 淋巴细胞不止一种(杂交瘤细胞不止一种)。经克隆化培养后，利用抗体能与 CD3 分子特异性结合的原理，再次筛选得到能分泌所需抗体的细胞。 (3)②表示将丁细胞注射到小鼠腹腔内，之后从相应液体中提取该单克隆抗 体。该单克隆抗体能够治疗和预防器官移植时的排斥反应，这不能(填“能”或 “不能”)证明免疫排斥主要是细胞免疫引起的。 解析：(1)要获得抗人 T 淋巴细胞 CD3 抗原单克隆抗体，需要向小鼠体内注 射的抗原是人 T 淋巴细胞；从小鼠体内提取的是在接受特定抗原(人 T 淋巴细胞) 刺激后形成的 B 淋巴细胞。(2)动物细胞融合的诱导物是聚乙二醇(PEG)或灭活的 病毒，诱导细胞融合之后需用特定的选择性培养基进行第一次筛选，目的是在除 去其他细胞的同时保留杂交瘤细胞。经第一次筛选获得的细胞产生的抗体还不是 单克隆抗体，这是因为从小鼠脾脏内提取的 B 淋巴细胞不止一种。经克隆化培养 后，利用该抗体能与 CD3 分子特异性结合的原理，再次筛选得到能分泌所需抗体 的细胞。(3)②表示将丁细胞注射到小鼠腹腔内。该单克隆抗体能够治疗和预防器 官移植时的排斥反应，这不能证明免疫排斥主要是细胞免疫引起的，因为体液免 疫和细胞免疫过程中都有 T 淋巴细胞的参与。 2．(2019·湖北四校联考)动物细胞工程常用的技术手段有动物细胞培养、动物 细胞融合、生产单克隆抗体等。回答下列问题： (1)动物细胞培养技术是其他动物细胞工程技术的基础。使用合成培养基培养 动物细胞时，通常需要加入血清(或血浆)等天然成分。细胞培养所需气体主要有 O2 和 CO2，CO2 的主要作用是维持培养液的 pH。细胞体外培养的适宜温度一般 与动物的体温相近。 (2)动物细胞培养过程中，当贴壁细胞分裂生长到细胞表面相互接触时，细胞 会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的接触抑制，此时，瓶壁上形成的细胞层数 是单层。要使贴壁的细胞从瓶壁上分离下来，需要用胰蛋白酶进行处理。 (3)诱导动物细胞融合常用的化学试剂是聚乙二醇(PEG)。单克隆抗体最主要 的优点是特异性强、灵敏度高，并可大量制备。 解析：(1)由于动物细胞培养液成分复杂，使用合成培养基培养动物细胞时， 通常需要加入血清(或血浆)等天然成分。动物细胞体外培养需要适宜的温度和 pH，温度应控制与动物的体温相近，细胞培养过程中 CO2 的主要作用是维持培养 液的 pH。(2)培养的动物细胞具有贴壁生长和接触抑制的特点，接触抑制是指动 物细胞培养过程中，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 增殖的现象；由于贴壁生长和接触抑制，瓶壁上形成的细胞层数是单层。用胰蛋 白酶进行处理可使贴壁的细胞从瓶壁上分离下来。(3)诱导动物细胞融合的方法有 物理法、化学法，还可以用灭活的病毒诱导，其中常用的化学促融剂是聚乙二醇 (PEG)。单克隆抗体最主要的优点是特异性强、灵敏度高，并可大量制备。 3．(2019·甘肃重点中学协作体第一次联考)选取 A、B 植株的细胞进行如图所 示操作，请回答问题： (1)实现图中的①过程最常用的方法是酶解法。 (2)②过程的发生，必须进行诱导融合，其方法有物理法和化学法。 (3)若细胞 A 内含 a 条染色体，细胞 B 内含 b 条染色体，则“杂种细胞”内 含 a＋b 条染色体；若 A、B 植株采用常规杂交育种方法培育成功的话，得到的后 代含(a＋b)/2 条染色体，必须用秋水仙素来处理幼苗，才能得到可育的杂种植株， 其中含有 a＋b 条染色体。这两种方法相比，体细胞杂交方法的优点是克服远缘杂 交不亲和的障碍。 (4)如果原生质体 A 为小鼠的浆细胞，原生质体 B 为小鼠的骨髓瘤细胞，诱 导二者融合时，独特的方法是用灭活的病毒处理。 解析：(1)①过程是去除细胞壁获得原生质体的过程，最常用的方法是酶解法， 即用纤维素酶和果胶酶处理。(2)②过程表示诱导细胞融合的过程，方法有物理法 (离心、电激)和化学法(聚乙二醇诱导)。(3)“杂种细胞”含有两个细胞的染色体， 即含有 a＋b 条染色体；常规杂交育种过程中，细胞经过减数分裂，细胞 A 产生 的生殖细胞中含有 a/2 条染色体，细胞 B 产生的生殖细胞中含有 b/2 条染色体， 获得的后代体细胞中含有(a＋b)/2 条染色体，此植株一般是高度不育的，必须用 秋水仙素处理幼苗，使其染色体数目加倍，即细胞中染色体数目为 a＋b 条，植株 才可育。两种方法相比，体细胞杂交方法的优点是可以克服远缘杂交不亲和的障 碍。(4)与植物细胞融合相比，动物细胞融合特有的方法是用灭活的病毒进行诱导。 4．(2019·云南曲靖一中适应性月考)某研究者用抗原(A)分别免疫 3 只同种小 鼠(X、Y 和 Z)，每只小鼠免疫 5 次，每次免疫一周后测定各小鼠血清抗体的效价 (能检测出抗原抗体反应的血清最大稀释倍数)，结果如图甲所示；图乙是单克隆 抗体制备流程的简明示意图： 回答下列问题： (1)图乙中单克隆抗体的制备过程运用了动物细胞培养和动物细胞融合等动 物细胞工程技术。 (2)图乙中的过程②诱导融合运用的原理是细胞膜的流动性，该过程中区别于 原生质体融合的方法是用灭活的病毒处理。融合后需要用特定的选择性培养基筛 选，只有融合的杂种细胞才能生长。筛选所得细胞的特点是既能迅速大量繁殖， 又能产生专一的抗体。 (3)经过筛选和克隆化培养得到杂交瘤细胞后，一般采用体内培养和体外培养 两种方式，动物细胞的体外培养对环境条件的要求比较高，动物细胞体外培养需 要满足的条件：无菌、无毒的环境，营养，适宜温度和 pH，气体环境等。 解析：(1)制备单克隆抗体过程中用到了动物细胞培养和动物细胞融合等动物 细胞工程技术。(2)诱导细胞融合运用的原理是细胞膜的流动性，与诱导植物原生 质体融合不同的是，诱导动物细胞融合可用灭活的病毒处理，融合后需要用特定 的选择性培养基筛选，只有融合的杂种细胞才能生长。筛选后所得细胞的特点是 既能迅速大量繁殖，又能产生专一的抗体。(3)动物细胞体外培养需要满足无菌、 无毒的环境，营养，适宜温度和 pH，气体环境等条件。 5．(2019·山东济宁一模)下面两幅图是制备单克隆抗体的示意图，请据图回答 下列问题： (1)图甲和图乙所示过程中，都必须用到的动物细胞工程技术是动物细胞培 养。用 PCR 技术扩增无限增殖基因除需要原料、能量、模板外还需要引物和热稳 定 DNA 聚合酶(Taq 酶)。 (2)图甲中②过程与植物原生质体融合的不同之处是用灭活的病毒诱导，图乙 中 B 所示的细胞特点是既能无限增殖，又能产生特异性抗体。 (3)培养杂交瘤细胞时应保证被培养的细胞处于无菌无毒的环境。抗体在抵抗 外来病原体入侵方面具有十分重要的作用，这体现了免疫系统的防卫功能。 解析：(1)图甲通过动物细胞融合技术和细胞培养技术生产单克隆抗体，图乙 通过转基因技术和细胞培养技术生产单克隆抗体，二者都必须用到动物细胞培养 技术。用 PCR 技术扩增无限增殖基因除需要原料、能量、模板外，还需要引物和 热稳定 DNA 聚合酶(Taq 酶)。(2)图甲中②过程为动物细胞融合，与植物原生质体 融合的不同方法是用灭活的病毒诱导，图乙中 B 所示的细胞应是含有无限增殖基 因的浆细胞，特点是既能无限增殖，又能产生特异性抗体。(3)培养杂交瘤细胞时 应保证被培养的细胞处于无菌、无毒的环境。抗体抵抗外来病原体入侵体现了免 疫系统的防卫功能。 6．(2019·河北五校联盟摸底)应用生物工程技术能获得人们需要的生物新品种 或新产品。请据图回答下列问题： (1)②过程常选取牛的受精卵细胞作为受体细胞，原因是受精卵分化程度低， 全能性高。 (2)prG 能激发细胞不断分裂，通过基因工程导入该调控基因来制备单克隆抗 体，Ⅱ最可能是浆(或效应 B)细胞，Ⅲ代表的细胞具有既能无限增殖，又能分泌 单一抗体的特点。 (3)④过程常用的方法是农杆菌转化法，⑤所指技术包括脱分化、再分化过程， 在分子水平上，可采用分子杂交的方法来检测转基因抗虫棉的抗虫基因是否成功 转录。 解析：(1)培育转基因动物的受体细胞一般应选取受精卵，因为受精卵分化程 度低，全能性高，易于培育出完整动物。 (2)prG 是能激发细胞不断分裂的无限增殖调控基因，通过基因工程导入该调 控基因来制备单克隆抗体，因为Ⅲ可以产生单克隆抗体，因此Ⅲ是既能产生特定 抗体，又能无限增殖的细胞。据图中信息可以知道，将 prG 导入到Ⅱ中经过筛选 后可得到所需的细胞，可推知Ⅱ最可能是已免疫的 B 淋巴(或浆)细胞。 (3)受体细胞是植物细胞，涉及重组 Ti 质粒构建基因表达载体，说明是通过 农杆菌转化法完成的。⑤所指技术是植物组织培养，包括脱分化和再分化过程。 在分子水平上，可采用分子杂交的方法来检测转基因抗虫棉的抗虫基因是否成功 转录。 7．(2019·辽宁沈阳郊联体一模)“生物导弹”是免疫导向药物的形象称呼，由 单克隆抗体与药物配合而成。单克隆抗体能自动导向，在生物体内与特定目标细 胞或组织结合，并由其携带的药物产生治疗作用。单克隆抗体的制备过程如下图 所示，分析回答下列问题： (1)制备特异性的单克隆抗体，首先要对小鼠注射特定抗原。 (2)从单克隆抗体制备过程可以看出，它运用了动物细胞培养、动物细胞融合 (至少两种)等细胞工程技术。 (3)若只考虑细胞的两两融合，理论上融合的细胞有 3 种类型，符合要求的细 胞的特点是能产生特异性抗体和无限增殖。 (4)体外培养杂交瘤细胞的培养基与用于植物组织培养的培养基在物理性质 上的主要区别是前者要用液体培养基，从培养基的成分来看，前者培养基中除了 添加必要的营养物质外还需要加入含天然成分的动物血清、血浆。 (5)特异性抗体也可以通过常规方法来制备：向动物反复注射某种抗原，使动 物产生抗体，然后从动物的血清中分离所需抗体。与这种常规方法相比，单克隆 抗体具有特异性强、灵敏度高、能大量制备等优点(答出三点即可)。 解析：(1)在制备单克隆抗体时，首先要对小鼠注射特定的抗原，刺激小鼠产 生相应的 B 淋巴细胞(浆细胞)。(2)单克隆抗体制备过程运用了动物细胞培养和动 物细胞融合等动物细胞工程技术。(3)动物细胞两两融合，融合的细胞一共有 3 种， 其中只有杂交瘤细胞符合要求，其具有无限增殖和产生特异性抗体的特点。(4)体 外培养杂交瘤细胞使用的是液体培养基，该培养基中需要加入含天然成分的动物 血清、血浆。(5)单克隆抗体具有特异性强、灵敏度高、能大量制备等优点。 8．(2019·重庆巴蜀中学月考)科研人员利用胚胎干细胞(ES 细胞)对干扰素基 因缺失小鼠进行基因治疗。其技术流程如图所示，请回答相关问题： (1)过程①获得重组胚胎之前需要通过核移植技术获得重组细胞，通过显微操 作去除 MⅡ期卵母细胞中的核，用微型吸管可一并吸出细胞核和第一极体。 (2)步骤②中，重组胚胎培养到囊胚期时，可从其内细胞团分离出 ES 细胞。 步骤③中，需要构建含有干扰素基因的(基因)表达载体。构建之前可以利用 PCR 技术对目的基因进行扩增，PCR 技术的原理是 DNA 双链复制。 (3)将基因导入 ES 细胞常用的方法是显微注射。体外诱导 ES 细胞向不同方向 分化是利用了 ES 细胞的全能性。 (4)为检测干扰素基因的转录情况，可采用分子杂交技术方法，若有杂交带出 现，表明目的基因已成功转录出 mRNA。 解析：(1)过程①表示通过核移植技术获得重组胚胎的过程；核移植前要先用 显微操作的方法去除卵母细胞的细胞核，并将第一极体也一并除去。 (2)ES 细胞可以从囊胚的内细胞团中分离出来；步骤③将目的基因导入受体 细胞时，需要先构建含有目的基因(干扰素基因)的表达载体；PCR 技术可在体外 大量扩增目的基因，其原理是 DNA 双链复制。 (3)将目的基因导入 ES 细胞(动物细胞)最有效的方法是显微注射法；体外诱导 ES 细胞向不同方向分化是利用了 ES 细胞的全能性。 (4)检测干扰素基因的转录情况，可采用分子杂交技术，若有杂交带出现，表 明目的基因已成功转录出 mRNA。 9．(2019·湖北五校联考)Ⅱ型糖尿病病因复杂，多数是胰岛素拮抗引起机体对 胰岛素的敏感性降低。胰岛素单克隆抗体可用于快速检测血清胰岛素的含量。请 回答下列有关胰岛素单克隆抗体制备的问题： (1)首先需要将人胰岛素注射到健康成熟小鼠体内，其目的是获取能分泌抗人 胰岛素抗体的 B 细胞；再将该细胞与小鼠骨髓瘤细胞相融合，以制取杂交瘤细胞。 (2)细胞融合实验完成后，融合体系中除含有未融合的细胞和杂交瘤细胞外， 可能还有 B 细胞相互融合形成的细胞、骨髓瘤细胞相互融合形成的细胞等两两融 合的细胞。细胞融合过程体现了细胞膜具有流动性的特性。 (3)为检验得到的杂交瘤细胞能否分泌胰岛素抗体，可用人胰岛素与从杂交瘤 细胞培养液中提取的抗体杂交。在体外条件下，当培养的小鼠杂交瘤细胞达到一 定密度时，需进行传代培养以得到更多数量的细胞。 (4)细胞融合技术的优点是突破了有性杂交的局限，使远缘杂交成为可能。 解析：(1)单克隆抗体制备的第一步是需要注射相应的抗原，所以将人胰岛素 注射到健康成熟小鼠体内，其目的是获取能分泌抗人胰岛素抗体的 B 细胞。再将 该细胞和小鼠骨髓瘤细胞进行融合形成杂交瘤细胞。(2)细胞融合实验完成后，融 合体系中除含有未融合的细胞和杂交瘤细胞外，可能还有 B 细胞和 B 细胞相互融 合形成的细胞、骨髓瘤细胞和骨髓瘤细胞相互融合形成的细胞。细胞融合过程体 现了细胞膜具有流动性的特性。(3)为检验得到的杂交瘤细胞能否分泌胰岛素抗 体，可以用人胰岛素即抗原与从杂交瘤细胞培养液中提取的抗体进行抗原—抗体 杂交，如果出现了杂交带说明杂交瘤细胞分泌了胰岛素抗体。在体外条件下，当 培养的小鼠杂交瘤细胞达到一定密度时，为了得到更多数量的细胞需要进行传代 培养。(4)细胞融合技术的优点是突破了有性杂交的局限，使远缘杂交成为可能。 10．(2019·内蒙古赤峰二中月考)黄曲酶毒素 B1(AFB1)是一种较强的致癌物 质，对人类健康极具危害。为了准确检测 AFB1 的浓度，科学家尝试用基因工程 的方法开发抗 AFB1 抗体，进行了如下实验。回答下列问题： (1)用 AFB1 处理小鼠，取小鼠脾脏细胞与骨髓瘤细胞融合，得到杂交瘤细胞。 (2)提取杂交瘤细胞的总 RNA，经逆转录得到 cDNA，再利用特异性引物经过 PCR 扩增得到抗 AFB1 抗体基因。科学家选用杂交瘤细胞而非免疫小鼠的脾脏细 胞的原因：杂交瘤细胞表达(或含有)抗 AFB1 抗体的基因，且可无限增殖、方便 保存。 (3)随后，用限制酶切割抗 AFB1 抗体基因和质粒，经 DNA 连接酶处理后将 重组质粒导入大肠杆菌，为得到抗 AFB1 抗体，需对成功转化的大肠杆菌进行破 碎处理，然后才能得到目标抗体的原因是大肠杆菌是原核生物，无内质网和高尔 基体，无法分泌抗体。 解析：(1)根据题意可知，取经过黄曲酶毒素 B1(AFB1)免疫的小鼠的脾脏中 的浆细胞与骨髓瘤细胞融合，形成杂交瘤细胞。(2)RNA 通过逆转录过程形成 cDNA，再利用 PCR 技术进行扩增，获得抗 AFB1 抗体基因。杂交瘤细胞可以表 达(或含有)抗 AFB1 抗体的基因，且可无限增殖、方便保存，因此科学家选用杂 交瘤细胞而非被免疫小鼠的脾脏细胞。(3)大肠杆菌是原核生物，无内质网和高尔 基体，无法分泌抗体，因此需对成功转化的大肠杆菌进行破碎处理，然后才能得 到目标抗体。