2.2 利用动物细胞工程改良动物细胞（解析版）

第二节利用动物细胞工程改良动物细胞1．疫情防控政策调整后，许多居民采用抗原试剂盒进行新冠病毒检测。试剂盒中的一种抗PD﹣L1单克隆抗体能与新冠病毒表面的PD﹣L1特异性结合，发挥诊断作用。利用小鼠制备抗PD﹣L1单克隆抗体的流程如图，下列叙述错误的是（）A．制备抗PD﹣L1单克隆抗体使用的B淋巴细胞取自注射过PD﹣L1的小鼠脾脏 B．放入96孔板的细胞为多种杂交瘤细胞，均能大量增殖，其中部分还能产生所需抗体 C．杂交瘤细胞在培养过程中一般无接触抑制现象，不需要用胰蛋白酶处理 D．将图中细胞群a在体外大规模培养，可以提取出大量的抗PD﹣L1单克隆抗体【解答】解：A、一种B淋巴细胞只能产生一种抗体，制备抗PD﹣L1单克隆抗体所需要的B淋巴细胞应取自注射过PD﹣L1小鼠的脾脏，A正确；B、将B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合后，放入特定的选择培养基筛选，只有B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合成的杂交瘤细胞能大量增殖，其他类型的杂交瘤细胞不能正常生存，B错误；C、杂交瘤细胞具有骨髓瘤细胞的特征，细胞表面缺少粘连蛋白，培养过程中一般无接触抑制现象，不需要用胰蛋白酶处理，C正确；D、图中细胞群a在加入PD﹣L1后呈阳性，说明细胞群a产生了抗抗PD﹣Ll的抗体，因此将图中细胞群a在体外大规模培养，可以提取出大量的抗PD﹣L1单克隆抗体，D正确。故选：B。2．下列有关“多莉”羊克隆过程的叙述，错误的是（）A．代孕的母羊一般不会对植入的胚胎产生免疫排斥反应 B．重组卵细胞在体外培养过程中需定期用胰酶处理防止其贴壁生长 C．“多莉”羊的形成过程与试管动物的培育过程会用到相同的技术 D．“多莉”羊有不只一个亲本的遗传物质，表现出两个亲本的某些性状【解答】解：A、受体对移入子宫的外来胚胎一般不发生免疫排斥反应，这是胚胎移植成功的原因之一，A正确；B、重组卵细胞在培养过程中不需要用胰酶处理成细胞悬液进行传代培养，而是需要用早期胚胎培养技术获得早期胚胎，并在适宜的时期进行胚胎移植，B错误；C、“多莉”羊的形成过程与试管动物的培育过程都会用到胚胎移植技术，C正确；D、克隆羊“多莉”是将白面绵羊的乳腺细胞核移植到黑面绵羊的去核卵细胞中，形成重组细胞后，经过一系列培育过程而成，细胞质中基因来自黑面羊，细胞核中基因来自白面羊，因此“多莉”遗传了两个亲本的性状，D正确。故选：B。3．对于高等哺乳动物来说，只有精子和卵子结合，才能正常产生后代，原因是受精卵中有些只有来自父亲的等位基因表达，有些则只有来自母亲的等位基因表达，也就是所谓的基因组印记，这种基因组印记是通过表观遗传学的甲基化实现的。基因组印记的存在，使孤立的卵细胞无法实现全套遗传信息的表达，阻碍了孤雌生殖的实现。2022年3月7日，上海交通大学医学院某研究团队利用基因编辑技术，对小鼠卵母细胞的7个甲基化印记控制区域进行DNA甲基化重写，成功创造了孤雌生殖的小鼠。下列有关叙述正确的是（）A．上述甲基化重写改变了小鼠体内的遗传信息 B．孤雌生殖产生的小鼠一定具有正常的生育能力，可产生可育的配子 C．基因组印记会导致受精卵中成对的基因一个突变，另一个保持正常 D．孤雌生殖产生的小鼠的体细胞中通常只有一条性染色体【解答】解：A、分析题意可知：遗传信息指的是碱基的排列顺序，即碱基序列，而发生了甲基化修饰的只是部分碱基，但未改变碱基序列，即遗传信息没有改变，所以甲基化重写没有改变小鼠体内的遗传信息，A错误；B、孤雌生殖产生的小鼠，是由卵细胞发育而来的单倍体，是高度不育的，即不具有正常的生育能力，B错误；C、分析题意可知：基因突变指的是DNA分子中发生的碱基的替换、增添或缺失，而引起的基因碱基序列的改变，而基因组印记是正常的父本或母本的等位基因表达，并未改变DNA分子中的碱基，C错误；D、分析题意可知：孤雌生殖产生的小鼠，是由卵细胞发育而来的，而在不发生染色体变异的情况下，卵细胞中只含有一条性染色体，D正确。故选：D。4．2017年我国科学家应用体细胞克隆技术，成功培育得到克隆猴“中中”和“华华”。这是世界上首次成功地克隆出非人灵长类动物，发育成克隆猴的胚胎来源于（）A．去核卵母细胞 B．去核卵母细胞+精子 C．卵母细胞+精子 D．去核卵母细胞+体细胞核【解答】解：哺乳动物核移植可以分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植，成功培育得到克隆猴“中中”和“华华”的方法是体细胞核移植，发育成克隆猴的胚胎来源于去核卵母细胞+体细胞核。故选：D。5．如图是生产抗新冠病毒的单克隆抗体的过程。下列有关叙述正确的是（）A．②过程经细胞融合，获得的杂交瘤细胞只有一种 B．③过程经过选择培养后，只有自身融合的细胞死亡 C．④过程进行抗体检测，若结果为阴性，则应重新实验 D．为保证获得足量相应的B淋巴细胞，①过程应给小鼠注射大量的新冠病毒【解答】解：A、②过程融合形成的杂交瘤细胞有多种，A错误；B、③过程经过选择培养后自身融合细胞和未融合的细胞都死亡，B错误；C、④过程若进行专一抗体检测结果为阴性，应重新实验，C正确；D、为保证获得相应的B淋巴细胞，①过程应给小鼠注射适量的新冠病毒的相应抗原，D错误。故选：C。6．CD47是一种在多种细胞中广泛表达的跨膜糖蛋白，能够与巨噬细胞膜上的受体结合，并抑制其吞噬作用。结肠癌等多种肿瘤细胞表面的CD47含量比正常细胞高1.6～5倍。科研人员尝试合成抗CD47的单克隆抗体，并进一步探究其对巨噬细胞吞噬作用的影响。过程如图所示，下列分析正确的是（）A．可用灭活病毒诱导②过程两种细胞融合，该方法也适用于植物体细胞的杂交 B．③过程可利用CD47糖蛋白筛选出目标杂交瘤细胞 C．抗CD47单克隆抗体与巨噬细胞结合，增强其吞噬作用 D．在肿瘤细胞培养液中加入抗CD47抗体将抑制肿瘤细胞的增殖【解答】解：A、可用灭活病毒诱导②过程两种细胞融合，不适用于植物体细胞的杂交，A错误；B、筛选步骤的目的就是从未融合的B淋巴细胞、两个B淋巴细胞融合形成的细胞、未融合的骨髓瘤细胞、两个骨髓瘤细胞融合形成的细胞和骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合形成的细胞组成的细胞群中筛选出骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合形成的细胞，可利用CD47糖蛋白特异性结合的功能筛选目标杂交瘤细胞，B正确；C、由题意可知，CD47是一种在多种细胞中广泛表达的跨膜糖蛋白，能够与巨噬细胞膜上的受体结合，并抑制其吞噬作用，C错误；D、在肿瘤细胞培养液中加入抗CD47抗体将增强巨噬细胞的吞噬作用，不能抑制肿瘤细胞的增殖，D错误故选：B。7．禽腺病毒（FAdV）是一类常见的禽类病原体，Fiber2蛋白是其重要抗原。科研人员按照图示流程制备了抗Fiber2蛋白的抗体。下列叙述错误的是（）A．推测Fiber2蛋白的顶球区是其发挥作用的关键部位 B．可用农杆菌转化法将基因表达载体导入大肠杆菌中 C．可用纯化蛋白多次免疫小鼠，以获得更多产生抗体的B淋巴细胞 D．需进行选择培养和抗原﹣抗体杂交方能获得所需杂交瘤细胞【解答】解：A、据图分析，图中Fiber2蛋白的顶球区编码基因是目的基因，推测Fiber2蛋白的顶球区是其发挥作用的关键部位，A正确；B、农杆菌转化法是将目的基因导入植物细胞的方法，将目的基因导入大肠杆菌（微生物）细胞的方法是钙离子处理法，B错误；C、可用纯化蛋白多次免疫小鼠，使其发生特异性免疫，以获得更多产生抗体的B淋巴细胞，C正确；D、单克隆抗体的制备过程中，需要进行两次筛选，即需进行选择培养和抗原﹣抗体杂交方能获得所需杂交瘤细胞，D正确。故选：B。8．我国科学家攻坚克难，经过多年反复试验，成功培育出全球首例体细胞克隆猴（2n＝54），技术流程如图所示。下列叙述正确的是（）A．重构胚细胞中含有4个染色体组，108条染色体 B．克隆猴的遗传物质全部来自于胎猴的体细胞 C．组蛋白的甲基化和乙酰化都不利于细胞全能性的体现 D．对重构胚进行基因编辑可获得用于研究的突变型克隆猴【解答】解：A、重构胚细胞中含有2个染色体组，54条染色体，A错误；B、去核卵母细胞中也含有遗传物质，因此克隆猴的遗传物质并不是完全来自胎猴的体细胞，还有一部分来自母猴的卵母细胞的细胞质，B错误；C、组蛋白的甲基化不利于细胞全能性的体现，而乙酰化有利于细胞全能性的体现，C错误；D、对重构胚进行基因编辑可改变其基因，从而获得用于研究的突变型克隆猴，D正确。故选：D。9．新冠病毒抗原检测试剂盒可以作为核酸检测的补充手段，用于特定人群的筛查。它的外观如图A所示，只需要将采集制备的样液滴在点样口（S）处，15分钟后，若T线和C线处同时显示横杠即阳性，要即时隔离、核查就医。它的内部结构如B所示（胶体金法），结合垫，T线和C线处分布有不同种类抗体，其中抗体1、3均能与待测抗原结合，抗体2能与抗体4结合，如果有被聚集沉淀的胶体金则会显色，出现横杠。下列关于该抗原检测试剂盒的推测，不正确的是（）A．使用单克隆抗体可以保障检测的特异性与灵敏性 B．抗体1和抗体3与待测抗原的结合部位是相同的 C．点样后，结合垫的抗体1和2能随样液向右扩散 D．与抗原检测相比，核酸检测更适用于早期诊断且准确性高【解答】解：A、单克隆抗体的特异性强，灵敏度高，使用单克隆抗体可以保障检测的特异性与灵敏性，A正确；B、抗体1、3均能与待测抗原结合，抗体1位于结合垫位置，先与抗原结合，抗体3位于T线位置，后与抗原结合，抗体1、3均能与待测抗原（同一种抗原）结合，说明抗体1和抗体3与待测抗原的结合部位是不同的，B错误；C、吸水垫在右侧，点样后，结合垫的抗体1和2能随样液向右扩散，C正确；D、抗体检测是利用抗原﹣抗体杂交的原理检测病毒的有无，若病毒表达量低则误差较大，而核酸检测是检测病毒的RNA，通过RNA逆转录形成的DNA，再对其进行荧光定量PCR，检测荧光含量，由于PCR可以对核酸进行扩增，因此即使病毒含量少也能检测出来，适用于病毒早期的检测，且准确率高于抗体检测，D正确。故选：B。二．解答题（共3小题）10．为研制抗病毒A的单克隆抗体，某同学以小鼠甲为实验材料设计了以下实验流程。回答下列问题：（1）上述实验前必须给小鼠甲注射病毒A，该处理的目的是。（2）写出以小鼠甲的脾脏为材料制备单细胞悬液的主要实验步骤：。（3）为了得到能产生抗病毒A的单克隆抗体的杂交瘤细胞，需要进行筛选。图中筛选1所采用的培养基属于；图中筛选2含多次筛选，筛选所依据的基本原理是。（4）若要使能产生抗病毒A的单克隆抗体的杂交瘤细胞大量增殖，可采用的方法有（答出2点即可）。【解答】解：（1）上述实验前必须给小鼠甲注射病毒A，目的是注射抗原，促进小鼠产生具有特异性的B淋巴细胞。（2）要制备单细胞悬液，主要步骤为从小鼠甲体内取出脾脏，剪碎，用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理一段时间，使培养的细胞分散开来。（3）为了得到能产生抗病毒A的单克隆抗体的杂交瘤细胞，需要进行筛选。图中筛选1所采用的培养基属于选择培养基，从而筛选出由B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合的杂交瘤细胞，图中筛选2含多次筛选得到能产生单克隆抗体的杂交瘤细胞，筛选所依据的基本原理是抗体﹣抗原特异性结合。（4）若要使能产生抗病毒A的单克隆抗体的杂交瘤细胞大量增殖，可将杂交瘤细胞注入小鼠腹腔进行培养或在体外进行大规模培养。故答案为：（1）诱导小鼠甲产生能够分泌抗病毒A抗体的B淋巴细胞（2）取小鼠甲脾脏剪碎，用胰蛋白酶处理使其分散成单个细胞，加入培养液制成单细胞悬液（3）选择培养基抗原与抗体的特异性反应（4）将杂交瘤细胞注射到小鼠腹腔内增殖；将杂交瘤细胞在体外培养11．2022年8月24日，英国剑桥大学MagdalenaZernicka﹣Goetz研究组在《Nature》上发表了文章，称通过将胚胎干细胞进行培养，得到了发育至8.5天的小鼠胚胎，为重建哺乳动物发育过程、模拟原肠胚发育、神经形成以及早期器官发生提供了新的工具平台。回答下列问题：（1）干细胞是指。哺乳动物的胚胎干细胞，简称ES或EK细胞，是从早期胚胎或中分离出来的一类细胞，形态上表现为，在功能上具有发育的。（2）胚胎干细胞的培养，通常采用培养皿或松盖培养瓶，将其置于的混合气体的培养箱中进行养。ES细胞在上或在添加抑制因子的培养液中，能够维持不分化的状态。（3）随着组织工程技术的发展，通过ES细胞体外诱导分化，培育出人造组织器官，可以解决目前临床上存在的和的问题。【解答】解：（1）干细胞是指一类具有分裂、分化能力的细胞，通常来源于早期胚胎或原始性腺；形态上表现为体积小，细胞核大，核仁明显；在功能上具有发育的发育的全能性，即具有发育为任何一种组织和器官的潜能。（2）动物细胞培养的气体条件是95%空气加5%CO2；ES细胞在饲养层细胞上或在添加抑制因子的培养液中，能够维持不分化的状态。（3）通过ES细胞体外诱导分化，培育出人造组织器官，可以解决目前临床上存在的可以解决目前临床上存在的供体器官不足和器官移植后的免疫排斥的问题。故答案为：（1）一类具有分裂、分化能力的细胞原始性腺细胞体积小，细胞核大，核仁明显全能性（2）95%空气加5%CO2饲养层细胞（3）供体器官不足器官移植后的免疫排斥12．新冠病毒通过表面的刺突蛋白（S蛋白）与人呼吸道黏膜上皮细胞的受体结合，侵入人体，引发疾病。回答下列问题。（1）RT﹣PCR技术常用于新冠病毒的核酸检测，该技术是指以病毒的RNA为模板，通过过程合成cDNA，并对cDNA进行PCR扩增。检测时还需要特异性探针，制备探针的依据是，检测原理是。（2）研制抗S蛋白的单克隆抗体，需要先给小鼠注射以激活小鼠的免疫细胞；体外培养杂交瘤细胞时，需定期更换培养液，以；该单克隆抗体可用于制备新冠病毒抗原检测试剂盒，优点是。（3）生产新冠病毒灭活疫苗时需要先经过动物细胞培养这一