單抗與雙抗、基因編輯技術及其應用限時練25

(時間：40分鐘

分值：50分)1.(2024·湖南雅禮中學調(diào)研)雙特異性抗體可同時與癌細胞和免疫細胞特異性結(jié)合，它一端與癌細胞結(jié)合，一端與T細胞結(jié)合，將T細胞拉近癌細胞，大大提高了殺滅癌細胞的效率。CD19是癌細胞表面的抗原蛋白，CD3蛋白受體位于T細胞表面，與抗體結(jié)合后，其免疫功能得到激活。如圖是研究人員通過雜交瘤細胞技術生產(chǎn)雙特異性單克隆抗體的部分過程?；卮鹣铝袉栴}。(1)給小鼠注射CD19蛋白，是為了從小鼠的脾臟中分離得到____________________；注射的抗原A是指___________。(2)過程②和④所用誘導方法與誘導植物細胞融合所用方法的不同之處是________。過程③培養(yǎng)雜交瘤細胞時需提供的氣體條件是95%空氣和5%CO2的混合氣體，其中CO2的主要作用是___________________________。免疫的B淋巴細胞CD3蛋白滅活病毒維持培養(yǎng)液的pH過程⑤篩選獲得的細胞具有的特點是__________________________________。(3)與從血清中提取的CD19抗體、抗A抗原的抗體相比，通過雙雜交瘤細胞得到雙特異性單克隆抗體的優(yōu)點是____________________________________。雙特異性單克隆抗體治療癌癥的效果往往優(yōu)于抗體CD19和A抗體的聯(lián)合使用，原因是_____________________________________。既能無限增殖，又能產(chǎn)生特異性抗體雙特異性單克隆抗體可以識別兩種抗原既不損傷正常細胞，又減少了用藥劑量解析

(1)給小鼠注射CD19蛋白，是為了從小鼠的脾臟中獲得已免疫的B淋巴細胞，該細胞能夠產(chǎn)生特定抗體。分析題意，本過程的目的是得到雙特異性單克隆抗體，故為保證最終雙特異性單克隆抗體的產(chǎn)生，注射的抗原A應是CD3蛋白。(2)過程②和④是誘導動物細胞融合，該過程所用誘導方法與誘導植物細胞融合所用方法的不同之處是用滅活病毒誘導；過程③培養(yǎng)雜交瘤細胞時需提供的氣體條件是95%空氣和5%CO2的混合氣體，其中CO2的主要作用是維持培養(yǎng)液的pH；過程⑤是融合細胞的篩選，篩選后得到的雜交瘤細胞，特點是既能無限增殖，又能產(chǎn)生特異性抗體。(3)與從血清中提取的CD19抗體、抗A抗原的抗體相比，通過雙雜交瘤細胞得到雙特異性單克隆抗體的優(yōu)點是能同時識別CD19和A兩種抗原，作用效果更顯著。雙特異性單克隆抗體治療癌癥的效果往往優(yōu)于抗體CD19和A抗體的聯(lián)合使用，原因是該雙特異性單克隆抗體可以借助單克隆抗體的識別作用，將藥物帶到癌細胞位置，既不損傷正常細胞，又減少了用藥劑量。2.(2024·山東濰坊統(tǒng)考)CRISPR/Cas9系統(tǒng)可對基因組進行定點編輯，其工作原理如圖1所示。該系統(tǒng)主要包含單鏈向?qū)NA(sgRNA)和Cas9酶兩個部分，能特異性識別并結(jié)合特定的DNA序列，從而引導Cas9酶到相應位置并剪切DNA，最終實現(xiàn)對靶基因序列的編輯。請回答下列問題。(1)圖1為CRISPR/Cas9系統(tǒng)作用示意圖，該系統(tǒng)能精準識別相關基因的原理是sgRNA與目標DNA發(fā)生______________，Cas9酶可催化______________(化學鍵名稱)水解，剪切特定DNA片段。堿基互補配對磷酸二酯鍵(2)LMNA基因編碼的核纖層蛋白與維持細胞核正常形態(tài)有關。科研人員利用CRISPR/Cas9技術對體外培養(yǎng)HepG2(人源肺癌細胞)細胞株進行基因編輯，獲得了LMNA基因敲除的穩(wěn)定細胞系。①體外培養(yǎng)HepG2時需要一定比例的O2和CO2,其中CO2的主要作用是_____________；培養(yǎng)基除滅菌外還需要通過___________________________________________________來保證無菌無毒環(huán)境。維持培養(yǎng)液pH定期更換培養(yǎng)液(或添加一定量的抗生素，或無菌操作)②HepG2細胞中沒有編碼Cas9的基因，需將Cas9基因及sgRNA基因拼接形成拼接基因并與質(zhì)粒結(jié)合導入HepG2細胞，用圖2中的質(zhì)粒以及含Cas9－sgRNA拼接基因的DNA片段構(gòu)建表達載體時，應選用________進行酶切。EcoRⅠ③將構(gòu)建好的表達載體與用____________處理的細菌置于適宜反應體系中培養(yǎng)。然后將培養(yǎng)的細菌涂布于含__________的平板培養(yǎng)基上，37℃培養(yǎng)，24h后挑取菌落，提取質(zhì)粒作為模板，選擇圖3中引物組合________和________，通過PCR和電泳技術鑒定是否重組成功。Ca2＋(CaCl2)嘌呤霉素ⅡⅢ④用鑒定成功的工程菌對HepG2細胞進行轉(zhuǎn)染，培養(yǎng)三天后收集HepG2細胞，提取基因組，對其________序列進行檢測，判斷Cas9－sgRNA拼接基因是否導入成功。若從細胞水平進行檢測，可以檢測HepG2細胞數(shù)目增長量或______________。核苷酸細胞核形態(tài)解析

(1)圖1為CRISPR/Cas9系統(tǒng)作用示意圖，該系統(tǒng)能精準識別相關基因是根據(jù)堿基互補配對原則實現(xiàn)的，即為sgRNA與目標DNA發(fā)生堿基互補配對，同時Cas9酶可催化磷酸二酯鍵的水解，從而剪切特定DNA片段。(2)①培養(yǎng)動物細胞時，需要一定比例的O2和CO2，其中CO2的主要作用是維持培養(yǎng)液pH，由于細胞會產(chǎn)生次生代謝產(chǎn)物，對細胞具有毒害作用，所以培養(yǎng)基除滅菌外還需要通過定期更換培養(yǎng)液來保證無毒環(huán)境，同時可通過添加一定量的抗生素保證無菌環(huán)境。②用圖2中的質(zhì)粒以及含Cas9－sgRNA拼接基因的DNA片段構(gòu)建表達載體時，應選用EcoRⅠ進行酶切，因為在質(zhì)粒和目的基因的兩端均含有該酶的切割位點，而BamHⅠ的酶切位點正好在標記基因內(nèi)，因此不能選擇BamHⅠ。③將構(gòu)建好的表達載體與用Ca2＋(CaCl2)處理的細菌(增加細菌的通透性，使其處于一種能吸收周圍環(huán)境中DNA分子的生理狀態(tài))置于適宜反應體系中培養(yǎng)。然后將培養(yǎng)的細菌涂布于含嘌呤霉素的平板培養(yǎng)基上進行篩選，凡是能正常生長的菌落即為帶有質(zhì)粒的細菌，37℃培養(yǎng)，24h后挑取菌落，提取質(zhì)粒作為模板，根據(jù)圖中目的基因兩側(cè)的堿基序列以及引物的堿基順序，結(jié)合堿基互補配對原則可選擇圖3中引物組合Ⅱ和Ⅲ進行體外DNA復制，通過PCR和電泳技術鑒定是否重組成功。④用鑒定成功的工程菌對HepG2細胞進行轉(zhuǎn)染，培養(yǎng)三天后收集HepG2細胞，提取基因組，由于DNA具有特異性，可對其堿基(或核苷酸)序列進行檢測，判斷Cas9－sgRNA拼接基因是否導入成功。若從細胞水平進行檢測，可以檢測HepG2細胞數(shù)目增長量或細胞核形態(tài)是否變化。3.(2024·河北卷，22)新城疫病毒可引起家禽急性敗血性傳染病，我國科學家將該病毒相關基因改造為r2HN，使其在水稻胚乳特異表達，制備獲得r2HN疫苗，并對其免疫效果進行了檢測。

回答下列問題：(1)實驗所用載體的部分結(jié)構(gòu)及其限制酶識別位點如圖1所示。其中GtP為啟動子，若使r2HN僅在水稻胚乳表達，GtP應為____________________________啟動子。Nos為終止子，其作用為________________________________。r2HN基因內(nèi)部不含載體的限制酶識別位點。因此，可選擇限制酶________和________對r2HN基因與載體進行酶切，用于表達載體的構(gòu)建。在胚乳中特異性表達的基因使轉(zhuǎn)錄在所需要的地方停下來HindⅢEcoRⅠ(2)利用______________方法將r2HN基因?qū)胨居鷤M織。為檢測r2HN表達情況，可通過PCR技術檢測____________________，通過______________________技術檢測是否翻譯出r2HN蛋白。(3)獲得轉(zhuǎn)基因植株后，通常選擇單一位點插入目的基因的植株進行研究。此類植株自交一代后，r2HN純合體植株的占比為________。選擇純合體進行后續(xù)研究的原因是_______________________________________________________。農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化是否轉(zhuǎn)錄出mRNA抗原—抗體雜交1/4純合體自交后代不發(fā)生性狀分離(4)制備r2HN疫苗后，為研究其免疫效果，對實驗組雞進行接種，對照組注射疫苗溶劑。檢測兩組雞體內(nèi)抗新城疫病毒抗體水平和特異應答的CD8＋T細胞(細胞毒性T細胞)水平，結(jié)果如圖2所示。據(jù)此分析，獲得的r2HN疫苗能夠成功激活雞的________免疫和________免疫。體液細胞(5)利用水稻作為生物反應器生產(chǎn)r2HN疫苗的優(yōu)點是___________________________________________________________________(答出兩點即可)。水稻易于種植，容易獲得疫苗；水稻的產(chǎn)量較高，能夠獲得大量的疫苗解析

(1)若使r2HN僅在水稻胚乳中表達，則GtP應為在胚乳中特異性表達的基因啟動子。終止子是基因下游的一端有特殊序列結(jié)構(gòu)的DNA片段，使轉(zhuǎn)錄在所需要的地方停下來。r2HN應插入啟動子GtP和終止子Nos之間，由于GtP中有限制酶KpnⅠ的識別序列，而SacⅠ的一個識別序列位于終止子之后，因此不能選擇這兩種限制酶切割，應選擇HindⅢ和EcoRⅠ對r2HN和載體進行酶切。(2)通常采用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將目的基因?qū)胨镜挠鷤M織。檢測r2HN是否表達，可以采用PCR技術檢測該基因是否轉(zhuǎn)錄出mRNA，通過抗原—抗體雜交技術檢測是否翻譯出相關蛋白質(zhì)。(3)設r2HN為基因N，則單一位點插入目的基因的植株的基因型為Nn，其自交后代的基因型及比例為NN∶Nn∶nn＝1∶2∶1，r2HN純合體植株的比例為1/4。純合體自交后代不會發(fā)生性狀分離，因此選擇純合體進行后續(xù)研究。(4)抗體參與體液免疫，CD8＋T細胞為細胞毒性T細胞，參與細胞免疫。分析題圖，實驗組的抗體水平及CD8＋T細胞水平的相對值都高于對照組，說明獲得的r2HN疫苗能夠成功激活雞的體液免疫和細胞免疫。(5)水稻屬于常見的農(nóng)作物，易于種植，其作為生物反應器容易獲得疫苗；水稻的產(chǎn)量高，作為生物反應器容易從胚乳中獲得大量疫苗。4.(2024·安徽卷，20)丁二醇廣泛應用于化妝品和食品等領域。興趣小組在已改造的大腸桿菌中引入合成丁二醇的關鍵基因X，以提高丁二醇的產(chǎn)量?；卮鹣铝袉栴}。 (1)擴增X基因時，PCR反應中需要使用TaqDNA聚合酶，原因是___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ __________________________________________________________________。在PCR反應中，需要利用高溫使DNA雙鏈解旋，普通的DNA聚合酶在高溫下會變性失活，而TaqDNA聚合酶能夠耐高溫，在高溫條件下依然具有活性(合理即可)(2)使用BamHⅠ和SalⅠ限制酶處理質(zhì)粒和X基因，連接后轉(zhuǎn)化大腸桿菌，并涂布在無抗生素平板上(如圖)。在此基礎上，進一步篩選含目的基因菌株的實驗思路是_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。在平板中添加氯霉素，再將在含氯霉素的培養(yǎng)基中生長的菌落利用影印法影印到添加四環(huán)素的培養(yǎng)基中，在含有四環(huán)素的培養(yǎng)基中不能正常生長的菌落由導入目的基因的菌株形成(3)研究表明，碳源和氮源的種類、濃度及其比例會影響微生物生長和發(fā)酵產(chǎn)物積累。如果培養(yǎng)基中碳源相對過多，容易使其氧化不徹底，形成較多的________________，引起發(fā)酵液pH下降。興趣小組通過單因子實驗確定了木薯淀粉和酵母粉的最適濃度分別為100g·L－1和15g·L－1。在此基礎上，設置不同濃度的木薯淀粉(90g·L－1、100g·L－1、110g·L－1)和酵母粉(12g·L－1、15g·L－1、18g·L－1)篩選碳源和氮源濃度的最佳組合，以獲得較高發(fā)酵產(chǎn)量，理論上應設置________(填數(shù)字)組實驗(重復組不計算在內(nèi))。乳酸或酒精和CO29(4)大腸桿菌在發(fā)酵罐內(nèi)進行高密度發(fā)酵時，溫度會升高，其原因是_________________________________________________________________。(5)發(fā)酵工業(yè)中通過菌種選育、擴大培養(yǎng)和發(fā)酵后，再經(jīng)__________________，最終獲得發(fā)酵產(chǎn)品。大腸桿菌進行細胞呼吸時會釋放大量熱量(合理即可)提取、分離和純化解析

(1)在PCR反應中，需要利用高溫使DNA雙鏈解旋，普通的DNA聚合酶在高溫下會變性失活，而TaqDNA聚合酶能夠耐高溫，在高溫條件