生物选修3《现代生物科技专题》专题2 细胞工程综合与测试课后复习题

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基础巩固
1.下列关于细胞融合的说法,错误的是( )

A.植物细胞在融合之前需经酶处理
B.细胞融合过程依赖细胞膜的功能特点——流动性
C.融合后,动植物细胞具有原来两个或多个细胞的遗传信息
D.动、植物细胞融合均需要诱导剂诱导
答案B
解析细胞融合的原理是细胞膜的流动性,这是细胞膜的结构特点。
2.科学家用灭活的病毒诱导骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合,得到杂交瘤细胞,下列有关该过程中灭活病毒的作用的叙述,正确的是( )
A.病毒比较小,可穿过细胞膜进入细胞内
B.灭活的病毒已完全死亡,死亡的病毒可以让细胞聚集
C.灭活的病毒已失去感染活性,但它表面的抗原结构未被破坏,可使不同动物细胞进行融合
D.灭活的病毒带有目的基因,通过诱导细胞融合可以让杂交细胞带有目的基因
答案C
解析骨髓瘤细胞和B淋巴细胞融合,得到杂交瘤细胞,在该过程中,灭活的病毒能够诱导细胞融合。灭活的病毒已失去感染活性,但其表面抗原结构未被破坏。灭活病毒表面的糖蛋白和一些酶能够与细胞膜上的糖蛋白发生作用,使细胞互相凝聚并发生融合,C项正确。
3.无论是植物细胞,还是动物细胞,都可以利用一定的方法诱导融合,可用模型图表示细胞融合技术的一些过程,下列有关叙述错误的是( )
A.若该过程表示植物原生质体的融合,则甲、乙细胞可用酶解法获取
B.若该过程表示动物细胞融合,可用灭活的病毒诱导
C.若该过程表示制备单克隆抗体,则丙细胞是杂交瘤细胞
D.以上三个过程体现了细胞的全能性
答案D
解析植物细胞融合需先用酶除去细胞壁,制备原生质体,再诱导细胞融合,A项正确;若该过程表示动物细胞融合,则可用物理、化学和生物的方法诱导,生物方法即用灭活的病毒诱导,B项正确;若该过程表示制备单克隆抗体,则丙细胞是杂交瘤细胞,C项正确;以上三个过程都体现了细胞膜的流动性,D项错误。
4.下列有关单克隆抗体制备及其应用的叙述,不正确的是( )
A.制备单克隆抗体运用的技术有动物细胞融合和动物细胞培养
B.需要用选择性培养基筛选杂交瘤细胞
C.需要从杂交瘤细胞中筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞
D.利用生物导弹治疗癌症就是利用单克隆抗体清除癌细胞
答案D
解析生物导弹由单克隆抗体与化学药物、细胞毒素或放射性同位素结合而成,因带有单克隆抗体而能自动导向,在生物体内与特定目标细胞或组织结合,主要由其携带的药物产生治疗作用。
5.用a表示骨髓瘤细胞,b表示已免疫的B淋巴细胞,则细胞融合过程中两次筛选的目的为( )
A.a、aa、ab、bb、b→a、aa、ab→ab培养
B.a、aa、ab、bb、b→ab、bb、b→ab培养
C.a、aa、ab、bb、b→ab→产生特定抗体的ab培养
D.a、aa、ab、bb、b→aa→能无限增殖的aa培养
答案C
解析在单克隆抗体的制备过程中,需要进行两次筛选,第一次筛选的目的是获得杂交瘤细胞,即ab;第二次筛选的目的是获得能产生特定抗体的杂交瘤细胞。
6.①~⑥是应用动物细胞工程技术获取单克隆抗X抗体的具体操作步骤,下列相关叙述不正确的是( )
①将X抗原注入小鼠体内,获得能产生抗X抗体的B淋巴细胞 ②从患骨髓瘤的小鼠体内获取骨髓瘤细胞 ③利用促细胞融合因子使细胞发生融合 ④将杂交瘤细胞注入小鼠腹腔培养 ⑤筛选出能产生抗X抗体的杂交瘤细胞 ⑥从腹水中提取抗体
A.实验顺序应该是①②③⑤④⑥
B.④过程中产生的多个杂交瘤细胞也为克隆
C.③过程获得的细胞均可无限增殖
D.③~⑤的过程中通常要经过两次筛选
答案C
解析利用促细胞融合因子使细胞发生融合,若只考虑两个细胞的融合,则有三种情况:两个骨髓瘤细胞融合、两个能产生抗X抗体的B淋巴细胞融合和杂交瘤细胞。两个能产生抗X抗体的B淋巴细胞融合后的细胞不能无限增殖。
7.下面是单克隆抗体的制备过程示意图,下列叙述不正确的是( )
A.⑥过程为动物细胞培养过程
B.②促进细胞融合的方法可以利用聚乙二醇诱导
C.④中的筛选是通过抗原—抗体反应进行的
D.③既可以无限增殖,也能产生所需抗体
答案D
解析⑥过程为体外培养杂交瘤细胞过程,为动物细胞培养过程。诱导动物细胞融合常用的诱导因素有聚乙二醇(PEG)、灭活的病毒、电激等。如果要筛选出能产生特定抗体的细胞,可以通过抗原—抗体反应,有反应说明表达了抗体。融合细胞⑤具有双亲的特点,既能无限增殖又能产生单一抗体。③中有多种杂交瘤细胞,只有少部分能产生所需抗体。
8.
右图为细胞融合的简略过程,请据图回答问题。
(1)若A、B是植物细胞,在A、B到C的过程中,常用的物理方法是 ,融合完成的标志是 。
(2)若A、B是植物细胞,则形成的D细胞还要应用 技术把D培养成植株。
(3)若A、B是动物细胞,一般取自 ,然后用 使其分散开来;从A、B到C的过程中,常用的但不用于促进植物细胞融合的手段是 ,所形成的D称为 。
(4)若该过程是制备单克隆抗体,A为小鼠B淋巴细胞,在获得此细胞之前,小鼠已被注射了 。由D细胞连续分裂产生大量细胞的过程称为 。这种细胞既能无限繁殖,又能分泌 。图中B为 。
(5)若该过程仍是制备单克隆抗体,在A、B到C的过程中,所形成的C有 种(只考虑两个细胞的相互融合),用来培养的D细胞应该是 。获得D后,常用的培养方法是 和 。
答案(1)电激、振动、离心 产生新的细胞壁 (2)植物组织培养 (3)动物胚胎或幼龄动物的器官或组织 胰蛋白酶(或胶原蛋白酶) 用灭活的病毒诱导细胞融合
杂交细胞 (4)抗原 克隆(细胞培养) 特异性抗体(单克隆抗体) 骨髓瘤细胞 (5)3 杂交瘤细胞 在体外培养液中培养 注射到小鼠腹腔内增殖
能力提升
9.甘草酸是中药甘草中的主要活性成分。为了快速检测甘草酸,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,其基本操作过程如下图所示。下列相关叙述正确的是( )
A.过程①注射相应抗原后应立即从小鼠脾脏中提取细胞甲
B.过程②诱导细胞融合,利用了细胞膜的选择透过性
C.过程③④的筛选方法相同,细胞丙、丁的遗传物质相同
D.过程⑤无论在体内还是体外进行,细胞丁都可大量增殖
答案D
解析过程①注射相应抗原后,机体进行免疫反应,使B淋巴细胞增殖分化产生具有免疫能力的B淋巴细胞,才可以从小鼠脾脏中提取细胞甲,A项错误;过程②诱导细胞融合,利用了细胞膜的流动性,B项错误;过程③是用选择性培养基进行筛选,获得杂交瘤细胞,过程④是用专一抗体检测和克隆化培养得到能产生特定抗体的杂交瘤细胞,C项错误;杂交瘤细胞既能无限增殖又能产生特异性抗体,过程⑤无论在体内还是体外进行,细胞丁都可大量增殖,D项正确。
10.下图是科学家新研发的制备单克隆抗体的过程,相关叙述错误的是( )
A.该过程涉及基因工程和动物细胞融合技术
B.经酶A处理后的Ⅰ与质粒具有相同的黏性末端
C.若供体DNA提供了prG基因(无限增殖调控基因),则该过程中的Ⅱ是已免疫的B淋巴细胞
D.通过检测和筛选得到的Ⅲ细胞既能无限增殖又能分泌特异性抗体
答案A
解析分析题图可知,该过程是利用基因工程技术生产单克隆抗体的过程,没有涉及动物细胞融合技术,A项错误;在目的基因和质粒重组的过程中,首先需要用同种限制酶切割目的基因和质粒,使它们产生相同的黏性末端,然后用DNA连接酶将其连接,B项正确;抗体是由已免疫的B淋巴细胞产生的,但是该细胞没有增殖能力,因此可以给该细胞导入无限增殖调控基因,使该细胞获得无限增殖能力,C项正确;该研发过程的结果是Ⅲ细胞既能无限增殖又能分泌特异性抗体,这样可以能持续不断地获得单克隆抗体,D项正确。
11.“筛选”是生物工程中常用的技术手段,下列关于筛选的叙述,错误的是( )
A.基因工程中利用标记基因筛选出的细胞不一定含重组质粒
B.在诱变育种中需通过筛选才能得到数量较少的有利变异
C.在植物体细胞杂交过程中,原生质体融合后获得的细胞需进行筛选
D.在单克隆抗体的制备过程中,第一次筛选的目的是获得足够数量的能产生所需抗体的杂交瘤细胞
答案D
解析标记基因位于质粒上,基因工程中利用标记基因筛选出的细胞不一定都含有重组质粒,也可能只含有普通质粒,A项正确;诱变育种的原理是基因突变,而基因突变具有不定向性和多害少利性,因此在诱变育种中需要通过筛选才能得到数量较少的有利变异,B项正确;在植物体细胞杂交过程中,诱导原生质体融合后,可获得多种融合细胞,因此需要对获得的细胞进行筛选,C项正确;在单克隆抗体的制备过程中,第一次筛选出的是杂交瘤细胞,第二次筛选出的是既能迅速大量增殖,又能产生所需抗体的杂交瘤细胞,D项错误。
12.科学家们已陆续从病死的家禽和候鸟体内分离得到了H5N1亚型禽流感病毒,若要生产可以用于预防和治疗禽流感的抗体,请根据下面的单克隆抗体制备过程示意图回答有关问题。
(1)若A细胞是小鼠骨髓瘤细胞,则B细胞是取自 体内的 细胞,促进d过程的常用诱导剂是 或 。
(2)假设仅考虑某两个细胞的融合,则可形成 种类型的C细胞。因此需用 培养基筛选出 (填特点)的D细胞用于培养。D细胞的名称是 。
(3)目前注射禽流感疫苗是预防禽流感的一种措施。我们已经知道,决定禽流感病毒在人体细胞中增殖变化的物质是 ,而决定其抗原特异性的物质位于 。据此分析制备禽流感疫苗的主要思路: 。
答案(1)感染禽流感病毒的动物或人 已免疫的B淋巴 聚乙二醇(PEG) 灭活的病毒 (2)3 选择性 既能无限增殖又能产生特异性抗体 杂交瘤细胞 (3)病毒的RNA 病毒的衣壳蛋白上 将禽流感病毒灭活或减毒(或利用基因工程技术生产禽流感病毒的衣壳蛋白)
解析(1)若A细胞是小鼠骨髓瘤细胞,则B细胞是已免疫的B淋巴细胞(浆细胞),取自被禽流感病毒感染的动物或人体内。促进d过程细胞融合常用的诱导剂是聚乙二醇(PEG)或灭活的病毒。(2)假设仅考虑某两个细胞的融合,则可形成3种类型的C细胞,分别是B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合成的杂交瘤细胞、B淋巴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。因此需用选择性培养基筛选出D杂交瘤细胞,其特点是既能无限增殖又能产生特异性抗体。(3)决定禽流感病毒在人体细胞中增殖变化的物质是病毒的RNA,而决定其抗原特异性的物质位于病毒的衣壳蛋白上。因此制备禽流感疫苗的主要思路是将禽流感病毒灭活或减毒(或利用基因工程技术生产禽流感病毒的衣壳蛋白)。
13.H18杂交瘤细胞在培养过程中的凋亡现象制约其生产能力的提高。通过基因工程可改造H18杂交瘤细胞的抗凋亡能力,相关步骤如下:
①细胞培养。将人肝癌细胞在含10%小牛血清的培养液中培养,一段时间后,用胰蛋白酶处理培养液,漂洗后调整细胞悬液浓度为1×107个/mL。
②免疫小鼠。向小鼠体内注射肝癌细胞悬液0.8 mL,以后每隔2周免疫1次,共免疫3次,最后1次免疫后3天,取脾脏制成细胞悬液备用。
③细胞融合及筛选。将脾脏细胞悬液和骨髓瘤细胞悬液在50% PEG作用下进行融合,筛选出能产生抗人肝癌的单克隆抗体HAb18的H18杂交瘤细胞。
④改造H18杂交瘤细胞。利用PCR技术获得小鼠的bcl-XL基因(抗凋亡基因),构建表达载体,通过脂质体法将其导入H18杂交瘤细胞中,再筛选出抗凋亡能力明显提高的H18杂交瘤细胞。
请分析回答下列问题。
(1)步骤①中肝癌细胞合成培养液中特有的成分是 ,培养液中加入一定量抗生素的目的是 。
(2)在步骤②中,肝癌细胞免疫小鼠需在一定时间内间隔注射3次,其目的是 。
(3)在步骤③中,除了用50% PEG促进细胞融合外,常用的生物诱导因素是 ,物理诱导方法是 (写出一种即可)。步骤④中通过脂质体法将表达载体导入H18杂交瘤细胞的过程依赖的原理是 。
(4)与普通抗肝癌药物相比,用抗人肝癌单克隆抗体HAb18与相应抗癌药物结合制成的“生物导弹”治疗肝癌的主要优点是: 。
(5)乙醇有诱导细胞凋亡的作用。为了建立H18杂交瘤细胞凋亡检测模型,科研人员利用不同浓度的乙醇溶液诱导H18杂交瘤细胞凋亡,其结果如图所示:
抗凋亡细胞株的建立与筛选应选择的诱导条件是 (用图中字母表示)。
答案(1)血清 防止杂菌污染 (2)刺激小鼠产生更多的淋巴细胞 (3)灭活的病毒 电激(或振动、离心)
膜的流动性 (4)能将药物定向带到癌细胞所在部位,减少对正常细胞的伤害,减少用药剂量 (5)C
解析(1)步骤①中肝癌细胞合成培养液中特有的成分是血清,目的是补充细胞生长所需的未知营养物质。培养液中加入一定量抗生素的目的是防止杂菌污染。(2)肝癌细胞免疫小鼠需在一定时间内间隔注射3次,其目的是增强免疫,刺激小鼠产生更多的淋巴细胞。(3)在步骤③中,除了用50%PEG促进细胞融合外,常用的生物诱导因素是灭活的病毒,物理诱导方法是电激(或振动、离心)。传统的脂质体是将磷脂、胆固醇或其他脂类的乙醚溶液加入DNA溶液中,经特殊处理而得到单层或双层的带DNA的脂质体小泡,其可被受体细胞内吞而实现基因转移。故步骤④中通过脂质体法将表达载体导入H18杂交瘤细胞的过程依赖的原理是膜的流动性。(4)与普通抗肝癌药物相比,用抗人肝癌单克隆抗体HAb18与相应抗癌药物结合制成的“生物导弹”治疗肝癌的主要优点是:能将药物定向带到癌细胞所在部位,减少对正常细胞的伤害,减少用药剂量。(5)分析柱形图可知,该实验的自变量是乙醇诱导的时间及乙醇的浓度,因变量是凋亡细胞的比例;根据实验结果可知,乙醇浓度为510 mml/L诱导6~7 h时,细胞凋亡的比例最高。因此抗凋亡细胞株的建立与筛选应选择的诱导条件是浓度为510 mml/L乙醇诱导6 h,此时凋亡细胞比例最大且诱导用时较短,故选C项。
14.人肌红蛋白(My)是早期诊断急性心肌梗塞的生化标志物之一。为制备抗My的单克隆抗体,科研人员进行研究。
(1)科研人员以My作为 免疫小鼠,取小鼠的脾脏细胞与骨髓瘤细胞诱导融合,筛选得到杂交瘤细胞,杂交瘤细胞的特点是 。
(2)将得到的杂交瘤细胞接种到多孔培养板上,进行抗体阳性检测,之后稀释、培养、再进行抗体阳性检测并多次重复上述操作,多次重复该过程的目的是筛选获得抗My抗体 的杂交瘤细胞。
(3)双抗体夹心法是医学上常用的定量检测抗原的方法,具体原理如下图:
固相抗体和酶标抗体均能与抗原结合,这是由于不同抗体与同一抗原表面的 结合。在该检测方法中, 的作用是与待测抗原结合并由酶催化检测底物反应,这样就可以通过测定酶促反应产物量来判断待测抗原量。
(4)研究人员获得三种抗My单克隆抗体,分别记为A、B、C。为检测它们之中哪两种适合用于双抗体夹心法,科研人员需要进行 组实验,检测并比较各组实验的 。
答案(1)抗原 既能大量增殖,又能产生特异性抗体
(2)产量大、纯度高 (3)不同部位 酶标抗体 (4)6
产物量
解析(1)为制备抗My的单克隆抗体,需要以肌红蛋白(My)为抗原刺激小鼠产生免疫反应,取小鼠的脾脏细胞与骨髓瘤细胞在试剂的诱导下融合,并用特定的选择性培养基筛选,筛选得到的杂交瘤细胞的特点是既能大量增殖,又能产生特异性抗体。(2)将筛选后得到的杂交瘤细胞接种到多孔培养板上,进行抗体阳性检测,之后稀释、培养、再进行抗体阳性检测并多次重复上述操作,最后筛选获得能产生抗My的杂交瘤细胞。多次重复该过程的目的是筛选获得抗My抗体产量大、纯度高的杂交瘤细胞。(3)固相抗体和酶标抗体均能与抗原结合,这是由于不同抗体与同一抗原表面的不同部位结合。其中固相抗体的作用是固定待测抗原。在该检测方法中,酶标抗体的作用是与待测抗原结合并由酶催化检测底物反应,这样就可以通过测定酶促反应产物量来判断待测抗原量。(4)研究人员获得三种抗My单克隆抗体,分别记为A、B、C。为检测它们之中哪两种适合用于双抗体夹心法,科研人员需要进行6组实验,分别是AA、BB、CC、AB、AC、BC,检测并比较各组实验的产物量。