PAGEPAGE5動(dòng)物細(xì)胞工程(15分鐘50分)1.(10分)(2020·聊城模擬)Ⅱ型干擾素是效應(yīng)T細(xì)胞分泌的一種淋巴因子,可用于治療病毒感染和癌癥,通常只能從人體內(nèi)獲得,產(chǎn)量小、體外保存相當(dāng)困難。若將其分子上的一個(gè)半胱氨酸替換為絲氨酸,在-70℃條件下可以保存半年。用現(xiàn)代生物工程技術(shù)生產(chǎn)該種單克?、?1)蛋白質(zhì)工程是以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ),通過(guò)________________,對(duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造或制造新的蛋白質(zhì)。若將干擾素的一個(gè)半胱氨酸替換為絲氨酸,所推測(cè)出的脫氧核苷酸序列不止一種,其原因是________________________。

(2)人工合成該種Ⅱ型干擾素基因后,可利用PCR技術(shù)對(duì)其擴(kuò)增,該技術(shù)需要合成兩種引物,其原因是________________________________。

(3)誘導(dǎo)效應(yīng)T細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合的化學(xué)試劑是________________________。雜交瘤細(xì)胞具有的特點(diǎn)是______________________________。

(4)從融合的細(xì)胞中篩選出分泌該種Ⅱ型干擾素的雜交瘤細(xì)胞,所采用的技術(shù)是______________________。體外培養(yǎng)雜交瘤細(xì)胞時(shí),需要向培養(yǎng)液中添加動(dòng)物血清,其作用是________________________。

【解析】(1)蛋白質(zhì)工程是以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ),通過(guò)基因合成或基因修飾,對(duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造或制造新的蛋白質(zhì)。由于密碼子的簡(jiǎn)并性,若將干擾素的一個(gè)半胱氨酸替換為絲氨酸,所推測(cè)出的脫氧核苷酸序列不止一種。(2)人工合成該種Ⅱ型干擾素基因后,可利用PCR技術(shù)對(duì)其擴(kuò)增,由于基因的兩條反向平行的鏈都可作為模板,其堿基序列不同。需要根據(jù)一段已知的目的基因的核苷酸序列合成兩種引物,來(lái)進(jìn)行子鏈延伸。(3)誘導(dǎo)效應(yīng)T細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合的化學(xué)試劑是聚乙二醇。該雜交瘤細(xì)胞是骨髓瘤細(xì)胞和效應(yīng)T細(xì)胞融合產(chǎn)生的,故既能迅速大量繁殖,又能產(chǎn)生專(zhuān)一的淋巴因子。(4)需要經(jīng)過(guò)抗原-抗體雜交即專(zhuān)一抗體檢測(cè),從融合的細(xì)胞中篩選出分泌該種Ⅱ型干擾素的雜交瘤細(xì)胞。體外培養(yǎng)雜交瘤細(xì)胞時(shí),需要向培養(yǎng)液中添加動(dòng)物血清,它可以補(bǔ)充合成培養(yǎng)基缺乏的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和微量元素。答案:(1)基因修飾或基因合成密碼子具有簡(jiǎn)并性(或絲氨酸有多種密碼子)(2)基因的兩條反向平行的鏈都可作為模板,其堿基序列不同(3)聚乙二醇(PEG)既能迅速大量繁殖,又能產(chǎn)生專(zhuān)一的淋巴因子(4)抗原-抗體雜交補(bǔ)充合成培養(yǎng)基缺乏的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和微量元素2.(10分)(2019·昆明模擬)狂犬病病毒的核酸是RNA,G蛋白和N蛋白是狂犬病病毒的主要抗原,它們刺激人體后可誘導(dǎo)人體產(chǎn)生相應(yīng)的抗體和細(xì)胞免疫反應(yīng)。如圖表示用生物工程制備抗狂犬病病毒單克隆抗體的過(guò)程。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。(1)制備該單克隆抗體的技術(shù)屬于生物技術(shù)的細(xì)胞工程。圖中細(xì)胞1是小鼠體內(nèi)注入______________后而獲得的________細(xì)胞,細(xì)胞2為_(kāi)_____細(xì)胞。細(xì)胞1具有產(chǎn)生______的功能,細(xì)胞2的突出特點(diǎn)是________。誘導(dǎo)細(xì)胞1和2融合的方法很多,常用的誘導(dǎo)因素有聚乙二醇、________、電激等。

(2)若細(xì)胞1基因型為HH,細(xì)胞2基因型為SS,在兩兩融合后的眾多細(xì)胞中,基因的組合類(lèi)型可能有________(填基因型)。

(3)動(dòng)物培養(yǎng)基的配方通常含有糖、氨基酸、無(wú)機(jī)鹽、微量元素等,與植物細(xì)胞培養(yǎng)基有所不同的是,還含有________。

【解析】(1)首先應(yīng)給小鼠注射特定抗原(滅活的狂犬病病毒或G蛋白抗原或N蛋白抗原),使小鼠產(chǎn)生相應(yīng)的免疫反應(yīng),然后從小鼠的脾臟中取得已免疫的B淋巴細(xì)胞或漿細(xì)胞(細(xì)胞1),該細(xì)胞能夠產(chǎn)生特異性抗體。用聚乙二醇、電激、滅活的病毒(或仙臺(tái)病毒)等方法誘導(dǎo)B細(xì)胞(細(xì)胞1)和骨髓瘤細(xì)胞(細(xì)胞2)融合。(2)若細(xì)胞1基因型為HH,細(xì)胞2基因型為SS,在兩兩融合后細(xì)胞有三種情況:①漿細(xì)胞(細(xì)胞1)自身融合的細(xì)胞,基因型為HHHH;②骨髓瘤細(xì)胞(細(xì)胞2)自身融合的細(xì)胞,基因型為SSSS;③漿細(xì)胞(細(xì)胞1)和骨髓瘤細(xì)胞(細(xì)胞2)融合形成的雜交瘤細(xì)胞,基因型為HHSS。(3)由于動(dòng)物細(xì)胞生活的內(nèi)環(huán)境還有一些成分尚未研究清楚,因此與植物細(xì)胞培養(yǎng)基相比,動(dòng)物培養(yǎng)基中除了含有糖、氨基酸、無(wú)機(jī)鹽、微量元素等,還應(yīng)加入動(dòng)物血清、血漿。答案:(1)滅活的狂犬病病毒(G蛋白抗原或N蛋白抗原)漿骨髓瘤特異性抗體能夠大量增殖滅活的病毒(2)HHSS、HHHH、SSSS(3)動(dòng)物血清、血漿3.(15分)甲型流感(H1N1)病毒在世界各地大面積蔓延,有些國(guó)家還出現(xiàn)了死亡病例?？茖W(xué)家已分離出甲型H1N1病毒(一種RNA病毒)。某制藥廠根據(jù)下面流程圖生產(chǎn)預(yù)防和治療甲型流感的抗體,請(qǐng)據(jù)圖回答有關(guān)問(wèn)題。(1)進(jìn)行過(guò)程a之前,必須對(duì)小鼠注射____________________,使小鼠產(chǎn)生免疫反應(yīng)。若細(xì)胞甲是小鼠骨髓瘤細(xì)胞,則細(xì)胞乙是從小鼠體內(nèi)提取的________細(xì)胞。

(2)促進(jìn)b過(guò)程常用的化學(xué)誘導(dǎo)劑是________。假設(shè)僅考慮某兩個(gè)細(xì)胞的融合,則可形成__________種類(lèi)型的細(xì)胞丙,因此需要特定的選擇培養(yǎng)基篩選出________細(xì)胞用于培養(yǎng)。選出此細(xì)胞后,還需進(jìn)行克隆化培養(yǎng)和________檢測(cè),經(jīng)多次篩選,就可獲得足夠數(shù)量的能分泌所需抗體的細(xì)胞。

(3)理論上,注射了該抗體的人群不能長(zhǎng)期具有對(duì)甲型流感的免疫能力,試分析原因

(至少寫(xiě)出兩點(diǎn))。【解析】(1)在單克隆抗體的制備過(guò)程中,先要對(duì)小鼠進(jìn)行抗原注射,即用滅活的甲型流感(H1N1)病毒注射,使得小鼠產(chǎn)生免疫反應(yīng),提取出來(lái)的細(xì)胞乙是已經(jīng)免疫的B淋巴細(xì)胞,即漿細(xì)胞,與骨髓瘤細(xì)胞結(jié)合,形成雜交瘤細(xì)胞。(2)b過(guò)程是誘導(dǎo)漿細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合的過(guò)程,常用聚乙二醇進(jìn)行誘導(dǎo),一共可以形成三種兩兩融合的細(xì)胞,其中只有雜交瘤細(xì)胞是符合要求的,所以需要用特定的選擇培養(yǎng)基進(jìn)行篩選。選出此細(xì)胞后,還需進(jìn)行克隆化培養(yǎng)和抗體檢測(cè)。(3)抗體在人體內(nèi)存留時(shí)間較短,且H1N1病毒是RNA病毒,容易發(fā)生變異,所以注射了該抗體的人群不能長(zhǎng)期具有對(duì)甲型流感的免疫能力。答案:(1)滅活的甲型流感(H1N1)病毒B淋巴(2)聚乙二醇三雜交瘤抗體(3)抗體存留時(shí)間較短、H1N1病毒變異頻繁4.(15分)(2017·全國(guó)卷Ⅲ)編碼蛋白甲的DNA序列(序列甲)由A、B、C、D、E五個(gè)片段組成,編碼蛋白乙和丙的序列由序列甲的部分片段組成,如圖1所示。 回答下列問(wèn)題:(1)現(xiàn)要通過(guò)基因工程的方法獲得蛋白乙,若在啟動(dòng)子的下游直接接上編碼蛋白乙的DNA序列(TTCGCTTCT……CAGGAAGGA),則所構(gòu)建的表達(dá)載體轉(zhuǎn)入宿主細(xì)胞后不能翻譯出蛋白乙,原因是__。

(2)某同學(xué)在用PCR技術(shù)獲取DNA片段B或D的過(guò)程中,在PCR反應(yīng)體系中加入了DNA聚合酶、引物等,還加入了序列甲作為_(kāi)_______________,加入了________________作為合成DNA的原料。

(3)現(xiàn)通過(guò)基因工程方法獲得了甲、乙、丙三種蛋白,要鑒定這三種蛋白是否具有刺激T淋巴細(xì)胞增殖的作用,某同學(xué)做了如下實(shí)驗(yàn):將一定量的含T淋巴細(xì)胞的培養(yǎng)液平均分成四組,其中三組分別加入等量的蛋白甲、乙、丙,另一組作為對(duì)照,培養(yǎng)并定期檢測(cè)T淋巴細(xì)胞濃度,結(jié)果如圖2。①由圖2可知:當(dāng)細(xì)胞濃度達(dá)到a時(shí),添加蛋白乙的培養(yǎng)液中T淋巴細(xì)胞濃度不再增加,此時(shí)若要使T淋巴細(xì)胞繼續(xù)增殖,可采用的方法是____________________________。細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中,培養(yǎng)箱中通常要維持一定的CO2濃度,CO2的作用是__。

②僅根據(jù)圖1、圖2可知,上述甲、乙、丙三種蛋白中,若缺少____________(填“A”“B”“C”“D”或“E”)片段所編碼的肽段,則會(huì)降低其刺激T淋巴細(xì)胞增殖的效果。

【解析】(1)編碼蛋白乙的DNA序列(TTCGCTTCT……CAGGAAGGA)轉(zhuǎn)錄后的mRNA無(wú)起始密碼子AUG或GUG,無(wú)法進(jìn)行翻譯,所以不能翻譯出蛋白乙。(2)用PCR技術(shù)獲取DNA片段B或D的過(guò)程中,在PCR反應(yīng)體系中加入序列甲作為模板,加入4種脫氧核苷酸作為合成DNA的原料。(3)①細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)貼壁生長(zhǎng)、接觸抑制現(xiàn)象,可采用胰蛋白酶處理,進(jìn)行傳代培養(yǎng)。細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中,培養(yǎng)箱中CO2的