2020年高考生物一轮复习核心素养提升练四十三选修3.3动物细胞工程（含解析）.docx

动物细胞工程(30分钟100分)1.(11分)(2018武汉模拟)如图为动物细胞培养的基本过程示意图。请回答下列问题：(1)容器A中放置的一般是幼龄动物的器官或组织，原因是其细胞_，易于培养。培养时先要剪碎，然后用_分散细胞，制成B瓶中的细胞悬液。将细胞悬液转入C瓶中进行的初次培养称为_。(2)细胞正常培养了一段时间后，发现细胞绝大部分死亡，只有极少数细胞存活，这是因为存活的细胞发生了_，可无限增殖。目前使用的或冷冻保存的正常细胞通常为_代以内的细胞，以保持细胞正常的_核型。(3)动物细胞体外培养时，通常要在培养基中补充一定浓度的某些物质。如图是血清对正常细胞和癌细胞培养影响的实验结果。据图可知，培养_细胞一定要添加血清。【解析】(1)动物细胞培养的过程：取动物组织块(或动物胚胎或幼龄动物的器官、组织)剪碎用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞制成细胞悬液转入培养瓶中进行原代培养贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理，然后分瓶传代培养。(2)培养10代以内的细胞可以保持正常的二倍体核型，50代以后的细胞发生基因突变，获得了不死性。(3)据图可知，培养癌细胞时有无血清影响不大，而培养正常细胞时，有血清时的细胞数远大于无血清时的细胞数，故培养正常细胞必须要添加血清。答案：(1)分裂能力强胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)原代培养(2)基因突变10二倍体(3)正常2.(9分)(2019贵阳模拟)艾滋病病毒(HIV)外壳的包膜上有多种蛋白质，其中包膜糖蛋白基因编码、加工成gpl20蛋白具有较强的抗原性。制备抗HIVgpl20的单克隆抗体，为艾滋病的治疗带来希望。请回答下列问题：(1)利用动物细胞工程制备抗HIVgpl20的单克隆抗体，涉及动物细胞融合技术。融合得到的细胞需要用特定的选择性培养基筛选，只有融合的_才能生长，这种细胞的特点是_。(2)将筛选出来的细胞进行体外培养，需要在培养液中通入一定浓度的O2和CO2，CO2的主要作用是_。(3)科研人员设想用基因工程制备能表达抗HIVgpl20抗体的重组细胞，将包膜糖蛋白基因的表达载体导入动物细胞中，为了检测包膜糖蛋白基因是否成功表达，可用相应的_与提取的gpl20蛋白杂交。(4)以gpl20蛋白作为疫苗预防接种比较安全，其原因是gpl20蛋白自身没有感染力，但保留有_，gpl20蛋白进入人体将引起人体特异性免疫中的_免疫。(5)采用转基因重组细胞进行体细胞的克隆，理论上可获得无限个转基因体细胞，这是因为_。【解析】(1) 制备抗HIVgpl20单克隆抗体时，融合得到的细胞需要用特定的选择培养基筛选，只有融合的杂种细胞才能生长，这种细胞的特点是既能大量繁殖，又能产生抗HIV gpl20抗体。(2)将筛选出来的细胞进行体外培养，采用的是动物细胞培养技术，需要在培养液中通入一定浓度的O2和CO2，其中CO2的主要作用是维持培养液的pH。(3)包膜糖蛋白基因属于目的基因，检测目的基因是否成功表达相应的蛋白质，可采用抗原抗体杂交技术，即用相应的抗体与提取的gpl20蛋白(抗原)杂交。(4) gpl20蛋白自身没有感染力，但保留有刺激机体发挥免疫功能的能力，因此以gpl20蛋白作为疫苗预防接种比较安全。gpl20蛋白作为抗原进入人体，将引起人体特异性免疫中的体液免疫。(5)采用转基因重组细胞进行体细胞的克隆，理论上可获得无限个转基因体细胞，这是因为整合含有目的基因的体细胞可进行传代培养。答案：(1)杂种细胞既能大量繁殖，又能产生抗HIV gpl20抗体(2)维持培养液的pH(3)抗体(4)刺激机体发挥免疫功能的能力体液(5)整合含有目的基因的体细胞可进行传代培养3.(10分)(2019凯里模拟)肿瘤的病理学检查是确定肿瘤的诊断、组织来源以及性质的重要依据。回答下列问题：(1)免疫组化是最近10多年来迅速发展起来的一门新兴的病理学检测技术。在国外已被广泛运用于肿瘤研究和诊断，其原理是利用抗原与抗体的特异性结合反应来检测组织中的_。(2)免疫组化实验用到的抗体主要是单克隆抗体，制备单克隆抗体用到的动物细胞工程技术手段有_和_。(3)单克隆抗体是由_细胞分泌的，该细胞的产生是用小鼠的_与某种B淋巴细胞融合，诱导这两种细胞融合不同于诱导植物原生质体融合的诱导剂是_。要确定是否融合成功，首先应看其能否_；其次是看其能否产生_。【解析】(1)免疫组化是应用抗原与抗体特异性结合的原理，通过化学反应使标记抗体的显色剂(荧光素、酶、金属离子、同位素)显色来确定组织细胞内抗原(癌胚抗原)。(2)制备单克隆抗体用到的动物细胞工程技术手段有动物细胞融合和动物细胞培养。(3)单克隆抗体是由杂交瘤细胞分泌的，该细胞的产生是将小鼠的骨髓瘤细胞与某种B淋巴细胞经灭活的病毒诱导融合而成。该细胞的特点是既能无限增殖，又能产生特定的抗体。答案：(1)癌胚抗原(2)动物细胞融合动物细胞培养(3)杂交瘤骨髓瘤细胞灭活的病毒无限增殖相应抗体4.(10分)如图表示细胞融合技术的一些过程。阅读下列材料，并简要回答下列问题：(1)上图中，若A细胞和B细胞均为植物细胞，细胞融合完成的标志是_；形成的D细胞还要应用_技术将其培养成植株。(2)上图中，若A细胞和B细胞均为动物细胞，与植物细胞融合相比，从A细胞和B细胞到C细胞的过程中，_是诱导动物细胞融合特有的诱导因素，该过程说明了细胞膜具有_。(3)为获得性能优异的菌种，宋绍富等人选用细菌I和细菌JD先后进行了各自抗生素抗性以及融合实验的相关研究。测量结果见表。抗生素浓度/(gmL-1)抗性I菌JD菌庆大霉素3-利福平3-+卡那霉素3+-红霉素3-+(注：“+”代表有抗性，“-”代表无抗性)利用I菌和JD菌进行细胞融合时，首先应使用_法去除菌体的细胞壁，将获取的_保存在等渗溶液中待用。(4)在对I菌与JD菌融合后的融合细胞进行筛选时，比较理想的是在培养基中添加3gmL-1红霉素(或3gmL-1利福平)与_两种抗生素，此种培养基称为_培养基。【解析】(1)植物细胞融合完成的标志是杂种细胞再生出细胞壁，融合的杂种细胞需应用植物组织培养技术将其培养成植株。(2)细胞融合的方法包括物理方法、化学方法和生物方法。与植物细胞融合相比，灭活的病毒是诱导动物细胞融合特有的诱导因素，细胞融合过程说明了细胞膜具有一定的流动性。(3)细菌细胞融合时，应使用酶解法去除细菌的细胞壁，去除细胞壁的剩余部分称为原生质体，为保持其活性可保存在等渗溶液中待用。(4)据表可知，I菌不抗红霉素和利福平但抗卡那霉素，JD菌不抗卡那霉素但抗红霉素和利福平，因此在对I菌与JD菌融合后的融合细胞进行筛选时，为了去除I菌与I菌融合后的融合细胞以及JD菌和JD菌融合后的融合细胞，应在培养基中添加3gmL-1红霉素(或3gmL-1利福平)的同时，还必须加入3gmL-1的卡那霉素，此种培养基称为选择培养基。答案：(1)杂种细胞(或C细胞)再生出细胞壁植物组织培养(2)灭活的病毒(一定的)流动性(3)酶解原生质体(4)3gmL-1卡那霉素选择5.(10分)(2018长春调研)絮凝性细菌分泌的具有絮凝活性的高分子化合物能与石油污水中的悬浮颗粒和有机物等形成絮状沉淀，起到净化污水的作用。为进一步提高对石油污水的净化效果，将絮凝性细菌和石油降解菌融合，构建目的菌株。其流程如下。据图回答：(1)溶菌酶的作用是_。PEG的作用是_。(2)经处理后，在再生培养基上，未融合的A、B难以生长。图中AB融合菌具有的特点是既可以_，又可以_。(3)目的菌株的筛选：筛选既能分泌具有絮凝活性的高分子化合物，又能在含有_的培养基上生长的AB融合菌，选择效果最好的作为目的菌株。其同化作用类型应为_型，属于生态系统中的哪种成分？_。(4)为探究目的菌株不同发酵时间发酵液的絮凝效果，将目的菌株进行发酵培养，定时取发酵液，加入石油污水中，还应设置_为对照组。【解析】(1)细菌所具有的细胞壁妨碍了细菌细胞的融合，所以溶菌酶的作用是将细菌的细胞壁进行溶解，以获得原生质体。PEG是促进细胞融合的促融剂，其作用是诱导原生质体融合。(2)题图显示A菌细胞质失去活性， B菌DNA失去活性，所以AB融合菌有A的DNA、B的细胞质(或有B活性的细胞质基因、有A活性的DNA分子)，其能分泌絮凝活性物质、降解石油，在选择培养基上单纯的A、B菌都不能存活，而融合的AB菌能进行生长并繁殖。(3)目的菌株的选择是要选择能分泌具有絮凝活性的高分子化合物的，又具有降解石油能力的AB融合菌，因此目的菌株能在含有石油的培养基上生长，其同化作用类型应为异养型，属于生态系统中的分解者。(4)为探究目的菌株在不同时间的絮凝效果，设置的对照组应是不加发酵液(没有目的菌株)的石油污水(或只有石油污水)。答案：(1)溶解(或去除、去掉、破坏)细胞壁诱导(或促进)(不同的)原生质体融合(2)分泌絮凝活性物质降解石油(其他答案合理即可)(3)石油异养分解者(4)不加发酵液的石油污水(或不含目的菌株的石油污水或只有石油污水)6.(10分) “生物导弹”可用于杀死人类某些癌细胞。制备“生物导弹”是单克隆抗体的重要应用之一，其过程如图所示：(1)在批量生产A蛋白抗原的过程中，要快速获得大量的A基因可采用_技术。在该技术中，解旋的方法是_；过程所用的方法是_；过程一般选择发育良好的_移植到受体牛的子宫中。(2)在批量生产“生物导弹”的过程中，过程所用的“脾脏中的细胞”为_。要得到所需的杂交瘤细胞要经过_次筛选。【解析】据题图分析可知，表示目的基因的获取，表示基因表达载体的构建，表示将目的基因导入受体细胞，表示早期胚胎培养和胚胎移植，表示用转基因牛大量生产A蛋白质，表示将抗原注入小鼠体内， 表示已免疫的B细胞与骨髓瘤细胞融合，表示筛选、检测并获得大量所需要的杂交瘤细胞，最终获得单克隆抗体，表示把抗癌细胞的单克隆抗体跟放射性同位素、化学药物或细胞毒素相结合，制成“生物导弹”。(1)通常采用PCR技术快速获得大量的目的基因；DNA分子受热变性后可解链为单链，所以在PCR技术中，用高温处理的方法进行解旋；将目的基因导入动物的受精卵，常用的方法是显微注射法；胚胎移植过程中，一般选择发育良好的桑椹胚或囊胚，移植到受体牛的子宫中。(2)将抗原注射到小鼠体内，小鼠会产生体液免疫反应，在该小鼠的脾脏中会出现一些能产生相应抗体的已免疫的B细胞(或浆细胞)，设法将这些细胞与小鼠的骨髓瘤细胞融合，再用特定的选择性培养基进行筛选和进一步的克隆化培养及抗体检测，最终得到既能迅速大量繁殖又能产生专一性抗体的杂交瘤细胞，进而制备单克隆抗体。因此过程所用的“脾脏中的细胞”为已免疫的B细胞(或浆细胞)；要得到所需的杂交瘤细胞要经过2次筛选。答案：(1)PCR高温处理显微注射桑椹胚或囊胚(2)已免疫的B细胞(或浆细胞)2【加固训练】如图表示用H7N9病毒制备单克隆抗体的流程。据图分析回答：(1)图中过程表示_，过程常用的方法是_。(2)细胞表示_，细胞的特点是_。(3)对于转基因成功的细胞要进行_培养和专一抗性检测，专一抗性检测的原理是_。【解析】(1)图中过程表示反转录(逆转录)，过程常用的方法是显微注射法。(2)细胞表示B淋巴细胞(或浆细胞或已免疫处理的B淋巴细胞)，细胞的特点是既能无限增殖又能产生特异性抗体。(3)对于转基因成功的细胞要进行克隆化培养和专一抗性检测，专一抗性检测的原理是抗原和抗体特异性结合。答案：(1)反转录(逆转录)显微注射法(2)B淋巴细胞(或浆细胞或已免疫处理的B淋巴细胞)既能无限增殖又能产生特异性抗体(3)克隆化抗原和抗体特异性结合7.(10分)利用细胞工程技术制备抗人绒毛膜促性腺激素(HCG)单克隆抗体，其主要流程如下：回答下列问题：(1)制备抗HCG单克隆抗体过程中，用到的动物细胞工程技术有_和_。(2)细胞DNA合成有D和S两条途径，其中D途径能被氨基嘌呤阻断，而S途径不被阻断。在HAT培养基中加入了氨基嘌呤，杂交瘤细胞能连续增殖，未融合细胞以及同种融合细胞因不能增殖而死亡。由此可判断骨髓瘤细胞DNA合成存在_(填“D”“S”或“D和S”)途径。(3)步骤需对选择培养的杂交瘤细胞进行克隆化培养及抗体检测，该过程一般在多孔细胞培养板上进行。先将细胞悬液稀释到710个细胞/mL，再在每个培养孔中滴入0.1 mL细胞稀释液，其目的是_。(4)用抗HCG单克隆抗体作为诊断试剂，能在妊娠初期即可作出诊断，主要是因为该抗体具有_的优点。【解析】 (1)制备单克隆抗体过程中，用到的动物细胞工程技术有动物细胞融合和动物细胞培养。(2)免疫后的B淋巴细胞不能分裂增殖，鼠骨髓瘤细胞能不断分裂增殖。在HAT培养基中加入氨基嘌呤，阻断了细胞DNA合成的D途径，但DNA合成的S途径没有被阻断，结果未融合的细胞(包括骨髓瘤细胞和B淋巴细胞)以及同种融合细胞(包括骨髓瘤细胞与骨髓瘤细胞融合、B淋巴细胞与B淋巴细胞融合)因不能增殖而死亡，由此可判断骨髓瘤细胞DNA合成存在D途径。(3)在多孔细胞培养板上对选择培养的杂交瘤细胞进行培养时，先将细胞悬液稀释到710个细胞/mL，再在每个培养孔中滴入0.1 mL细胞稀释液的目的是使每个孔内不多于一个细胞，从而实现单克隆培养。(4)单克隆抗体具有特异性强、灵敏度高的优点。答案：(1)动物细胞融合动物细胞培养(2)D(3)使每个孔内不多于一个细胞，达到单克隆培养的目的(4)特异性强、灵敏度高1.(15分)下列是生物学技术制备抗体的两个途径模式简图。(1)过程得到的Y细胞称为_。得到的单克隆抗体最主要的优点是_。(2)过程需要_酶，过程需要用_处理受体细胞。(3)若抗体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？_。(4)如果想用棉花生产该种抗体，则过程的受体细胞通常选用_，经过筛选后再侵染棉花体细胞，转化成功后通过_技术获得能产抗体的转基因棉花植株。【解析】分析题图可知，图中是动物细胞融合，是动物细胞培养，是分离提取mRNA，是逆转录形成目的基因，是构建重组质粒，是将目的基因导入大肠杆菌。(1)过程将经免疫的B细胞与骨髓瘤细胞融合得到Y细胞，即杂交瘤细胞，杂交瘤细胞产生的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。(2)过程是逆转录形成目的基因，过程是将目的基因导入大肠杆菌，需要用Ca2+(或CaCl2)处理受体细胞，使其处于感受态，易于吸收外源DNA。(3)抗体2的形成没有经过内质网和高尔基体的加工，抗体1的形成经过内质网和高尔基体的加工，所以即使抗体1与抗体2的氨基酸排列顺序相同，两者的空间结构不同。(4)如果想用棉花生产该种抗体，则可利用农杆菌转化法，即过程的受体细胞通常选用农杆菌，经过筛选后再侵染棉花体细胞，转化成功后通过植物组织培养技术获得能产抗体的转基因棉花植株。答案：(1)杂交瘤细胞特异性强、灵敏度高，并可大量制备(2)逆转录Ca2+(或CaCl2)(3)不同抗体2的形成没有经过内质网和高尔基体的加工，抗体1的形成经过内质网和高尔基体的加工(4)农杆菌植物组织培养2.(15分)细胞周期的分裂间期包含G1、S、G2三个阶段(其中S期进行DNA复制，设G1期细胞核中的DNA含量为2c)。(1)制备动物细胞悬浮液时，应先剪碎组织，再用_使细胞分开。在动物细胞培养中(培养条件正常)，在_情况下细胞会停止分裂增殖。(2)相对正常的细胞培养，如果用DNA合成抑制剂处理所培养的细胞，DNA含量为_c的细胞比例会增加；如果用秋水仙素处理所培养的细胞，则DNA含量为_c的细胞比例会增加。(3)目前认为化疗是通过多种途径介导细胞凋亡来杀死癌细胞。顺铂是常用的化疗药物，但癌细胞易产生顺铂耐药性；双氢青蒿素也具有抗癌作用，为研究双氢青蒿素对癌细胞顺铂耐药性的影响研究者进行了如下实验：实验选用患者的耐顺铂肺腺癌细胞，在_培养箱中进行恒温培养，培养液中除抗生素和一般营养物质外还应添加_，此外培养液中加入一定浓度顺铂，目的是_。将上述培养的细胞分为对照组和实验组，实验组用二甲基亚砜溶解的双氢青蒿素处理，对照组的处理应为_。【解析】(1)使动物细胞相互分离的酶是胰蛋白酶或胶原蛋白酶；进行动物细胞培养时，会表现出贴壁生长与接触抑制现象，所以当细胞相互接触(或细胞接触产生接触抑制)时，细胞就会停止分裂增殖。(2)如果用DNA合成抑制剂处理所培养的细胞，则细胞不能完成DNA复制，DNA含量为2c的细胞比例会增加。如果用秋水仙素处理所培养的细胞，DNA含量为4c的细胞比例会增加。(3)培养患者的耐顺铂肺腺癌细胞，应在二氧化碳培养箱中进行恒温培养，培养液中除抗生素和一般营养物质外还应含有动物血清，此外加入一定浓度顺铂可以将不耐顺铂的细胞杀死，故其目的是保证所培养的细胞均有顺铂耐药性。研究双氢青蒿素对癌细胞顺铂耐药性的影响，应进行有无双氢青蒿素的对照实验，对照组加入等量的二甲基亚砜。答案：(1)胰蛋白酶或胶原蛋白酶细胞相互接触(或产生接触抑制现象)(2)24(3)二氧化碳动物血清保证所培养的细胞均有顺铂耐药性加入等量的二甲基亚砜【加固训练】已知细胞合成DNA有D和S两条途径，其中D途径能被氨基嘌呤阻断，人淋巴细胞中有这两种DNA的合成途径，但一般不分裂增殖。鼠的骨髓瘤细胞尽管没有S途径，但能不断分裂增殖，将这两种细胞在试管中混合，