苏教版高中生物学选择性必修3生物学技术与工程课后习题 第二章细胞工程 专项练4 动物细胞工程大题专练

专项练4 动物细胞工程大题专练
1.(江苏太湖高级中学高二期中)诺贝尔生理学或医学奖的获奖成果为丙肝病毒(HCV)的发现过程。

某研究小组欲探究HCV入侵时间对肝细胞活力的影响,请根据提供的实验材料和仪器完成实验思路,并回答相关问题。

材料与用具:人体肝组织、新分离的HCV株(RNA病毒)、胎牛血清、动物细胞培养液、胰蛋白酶、培养瓶、相关检测仪器等。

(要求与说明:检测时间间隔12 h,保证48 h 内悬浮培养的营养条件适宜,不出现接触抑制,实验仪器、试剂等操作不做要求,细胞活力的检测方法不做要求)
(1)实验思路:
①
;
②将肝细胞悬液均等加入若干培养瓶
中, ;
③甲组用适量且等量新分离的HCV感染肝细胞,乙组不作处理;
④在适宜条件下培
养,
,统计分析数据。

(2)预测最可能的实验结果(用曲线图表示,坐标轴上标出初始值)。

(3)分析与讨论:
①胰蛋白酶可以分散细胞获得单个细胞的悬浮液的原因
是。

②HCV感染可引起丙肝,丙肝可能进一步发展成肝癌,正常细胞癌变的根本原因是。

③HCV主要通过血液传播、性传播、母婴传播,特别是感染HIV的个体免疫功能减退,感染HCV的风险更高,原因
是。

④若某地出现HCV感染疫情,请用相应的生物学知识提出可行的检测初期感染者的方法: (仅写出检测方法,具体操作不做要求;感染HCV后,丙肝抗体在血浆中检出的时间较晚,一般要8~12周)
将人体肝细胞培养在添加了胎牛血清的动物细胞培养液中,当细胞处于快速增长期时,用胰蛋白酶将细胞分散并悬浮培养将培养瓶均分为甲、乙两组,检测细胞活力,并记录分别在12 h、24 h、36 h、48 h 检测细胞活力,并记录
(2)
HCV入侵时间对肝细胞活力影响曲线图
(3)胰蛋白酶可消化组织中的胶原纤维和细胞外其他成分基因突变
HIV主要感染辅助性T细胞,导致个体的免疫功能严重衰退检测HCV相关的核酸片段,或者逆转录后进行PCR
本实验的实验目的是探究HCV入侵时间对肝细胞活力的影响,自变量是HCV及其入侵时间。

根据实验设计的对照原则和单一变量原则,实验思路为:①将人体肝细胞培养在添加了胎牛血清的动物细胞培养液中,当细胞处于快速增长期时,用胰蛋白酶将细胞分散并悬浮培养;②将肝细胞悬液均等加入若干培养瓶中,将培养瓶均分为甲、乙两组,检测细胞活力,
并记录(初始值);③甲组用适量且等量新分离的HCV感染肝细胞,乙组不作处理;④根据题中的“要求与说明:检测时间间隔12h,保证48h内悬浮培养的营养条件适宜,不出现接触抑制”,在适宜条件下培养,分别在培养至12h、24h、36h、48h检测细胞活力,并记录,统计分析数据。

(2)由于甲组用HCV处理,乙组不作处理,则预测甲组的细胞活力会低于乙组,且随处理时间延长,活性逐渐下降,可绘制图形如下:
HCV入侵时间对肝细胞活力影响曲线图
(3)①人体肝组织细胞间存在胶原纤维和细胞外其他成分,因此用胰蛋白酶可消化组织中的胶原纤维和细胞外其他成分,可以分散细胞获得单个细胞的悬浮液。

②正常细胞癌变的根本原因是原癌基因和抑癌基因发生基因突变。

③由于HIV能够攻击人体的免疫系统,HIV主要感染辅助性T细胞,而辅助性T细胞在体液免疫和细胞免疫中均具有重要作用,被HIV感染的个体免疫功能严重衰退,最终由于免疫功能丧失,感染HCV的风险更高。

④
若某地出现HCV感染疫情,要检测初期感染者,可用核酸检测的方法:检测HCV相关的核酸片段,或者逆转录后进行PCR测定。

2.下面两幅图分别是单克隆抗体制备过程和克隆羊培育过程示意图,请回答下列问题。

甲
乙
(1)图甲和图乙所示的过程中,都必须用到的动物细胞工程技术手段
是。

(2)图甲中②过程常在诱导下完成,④过程从小鼠的中获取单克隆抗体。

(3)单克隆抗体能定向攻击癌细胞,主要是利用其特异性强的特点,杂交瘤细胞的特点
是。

(4)在体外进行哺乳动物细胞培养时需要在合成培养基的基础上添加血清等天然成分,同时需要提供的气体环境
是。

(5)在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,细胞通常会停止分裂增殖,这种现象称为。

此时,瓶壁上形成的细胞层数是层。

动物细胞培养
(2)灭活的病毒(PEG、电刺激) 腹水
(3)既能迅速大量增殖,又能产生抗体
(4)95%的空气和5%的CO2
(5)接触抑制单
图甲单克隆抗体制备过程,图乙克隆羊培育过程,都必须用到的动物细胞工程技术手段是动物细胞培养。

(2)图甲中②过程常在灭活的病毒、
聚乙二醇或离心、振动、电刺激等诱导下完成;④表示杂交瘤细胞的体内培养,从小鼠的腹水中获取单克隆抗体。

(3)③过程获得的杂交瘤细胞具备的特点是既能迅速大量增殖,又能产生专一的抗体。

(4)在体外进行哺乳动物细胞培养时需要提供的气体环境是95%的空气和5%的CO2,通常放入二氧化碳培养箱中培养。

(5)在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,细胞通常会停止分裂增殖,这种现象称为接触抑制。

瓶壁上形成的层数是单层。

3.(常州高二期中)新型冠状病毒(RNA病毒)可通过表面的刺突蛋白(S蛋白)与人呼吸道黏膜上皮细胞的ACE2受体结合,侵入人体,引起肺炎。

抗体可阻断病毒的黏附或入侵。

12月,国家药监局应急批准某新冠病毒中和抗体联合治疗药物安巴韦单抗注射液(BRⅡ-196)及罗米司韦单抗注射液(BR Ⅱ-198)注册申请,是我国全自主研发的单克隆抗体,联合用于治疗新型冠状病毒感染者,效果显著。

如图为筛选、制备抗S蛋白单克隆抗体的示意图,序号①~④表示细胞。

据图回答下列问题。

(1)将下表填写完整。

(2)与植物体细胞杂交相比,细胞①②特有的促融方法
是。

(3)单克隆抗体与常规的血清抗体相比,其优越性
是。

据图分析,单克隆抗体制备过程运用了和等技术手段,前一过程是制备单克隆抗体的基础,且需置于CO2培养箱中进行培养,其中CO2的作用是。

(4)临床试验发现,从小鼠腹水中提取抗体具有外源性,容易被人体的免疫系统清除,从而导致其治疗效果大大降低。

为克服鼠源性单抗的异源性反应,科研人员通过人工改造鼠源性单抗获得了嵌合抗体。

分析下图,最符合临床要求的嵌合抗体是A~D中的。

新冠病毒的S蛋白选择培养基抗S蛋白的单克隆抗体
(2)用灭活病毒处理
(3)产量高、纯度高、特异性强动物细胞培养动物细胞融合调节培养液的pH
(4)D
制备单克隆抗体的过程中,首先给小鼠注射新冠病毒的S蛋白(抗原),产生特异性免疫,在小鼠的脾脏中取出B淋巴细胞。

与骨髓瘤细胞融合,通过HAT培养基(选择培养基)筛选出杂交瘤细胞。

再通过克隆化培养和抗原-抗体杂交,筛选出产抗S蛋白的单克隆抗体。

(2)动物细胞融合特有的方法是用灭活病毒处理。

(3)单克隆抗体与一般的抗体相比,优点是特异性强,灵敏度高,可大量生产;在单克隆抗体的制备过程中,使用了动物
细胞培养和动物细胞融合等动物细胞工程技术。

动物细胞培养需置于CO2培养箱中进行培养,其中CO2的作用是调节培养液的pH。

(4)为克服鼠源性单抗输入人体后产生的免疫排斥反应,人—鼠嵌合抗体应保留鼠源单抗的可变区和人抗体恒定区的抗体结构,因此符合条件的是D。

4.如图1为普通抗癌药物和单克隆抗体药物作用特点,图2为我国科学家设计的单克隆抗体—偶联药物(ADC)作用机制,请分析回答下列问题。

图1 抗癌药物和生物导弹作用特点
图2 单克隆抗体偶联药物作用机制
(1)治疗癌症的生物导弹由组成,分子标靶治疗药物主要依靠细胞膜上的区分正常细胞和癌细胞,其
中的单克隆抗体所起的作用
是。

(2)由图2可以看出,携带药物的单克隆抗体偶联药物(ADC)进入细胞的方式为,该过程消耗的能量直接由提供。

药物能引起癌细胞凋亡,细胞凋亡是
指。

(3)单克隆抗体制备中至少需要经过次细胞筛选,结合图1、图2可以看出,与常规抗癌药物相比,利用单克隆抗体制备的生物导弹治疗癌症具有的明显优点
是。

单克隆抗体和抗癌药物受体作为“瞄准”导向装置,将毒素或药物定向带到病原体或癌细胞原位而发挥作用
(2)胞吞ATP 由基因决定的细胞自动结束生命的过程
(3)两既不损失正常细胞又减少了用药剂量,疗效高、毒副作用小
由图1可知,生物导弹由单克隆抗体和抗癌药物组成,其中单克隆抗体起导向作用,可以将毒素或药物定向带到病原体或癌细胞原位而发挥作用。

由于正常细胞和癌细胞上具有不同的糖蛋白,分子标靶治疗药物主要依靠细胞膜上的糖蛋白来区分正常细胞和癌细胞。

(2)由图2可知,ADC
通过胞吞的方式进入细胞,该过程需要消耗能量,由ATP直接供能。

细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程。

(3)单克隆抗体制备的过程中,至少需要经过两次筛选,第一次是为了获得杂交瘤细胞,第二次是为了获得能产生特异性抗体的杂交瘤细胞。

由图可知,普通抗癌药物既杀死癌细胞,也会杀死正常细胞,而生物导弹治疗癌症既不损失正常细胞又减少了用药剂量,疗效高、毒副作用小。