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高中生物人教版 (2019)选择性必修3二 动物细胞融合技术与单克隆抗体第2课时导学案及答案
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这是一份高中生物人教版 (2019)选择性必修3二 动物细胞融合技术与单克隆抗体第2课时导学案及答案，共11页。
[理清主干知识]
一、动物细胞融合技术
1．概念：使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术。
2．诱导方法：PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法等。
3．结果：形成的杂交细胞具有原来两个或多个细胞的遗传信息。
4．意义
(1)突破了有性杂交的局限，使远缘杂交成为可能。
(2)是研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和培育生物新品种等的重要手段。
(3)为制造单克隆抗体开辟了新途径。
二、单克隆抗体及其应用
1．单克隆抗体的制备
(1)
(2)解决思路：将B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合为杂交瘤细胞，既能大量增殖，又能产生特定抗体。
(3)制备过程
2．单克隆抗体的优点
特异性eq \a\vs4\al(强)、灵敏度eq \a\vs4\al(高)，并可大量制备。
3．单克隆抗体的应用
(1)作为诊断试剂，在多种疾病的诊断和病原体鉴定中发挥重要的作用。
(2)用于运载药物和治疗疾病。
[诊断自学效果]
1．判断下列叙述的正误
(1)灭活的病毒能促进动物细胞融合，也能促进植物细胞融合(×)
(2)体细胞杂交技术可用于克隆动物和制备单克隆抗体(×)
(3)将抗原注入小鼠体内，是为了获得能产生相应抗体的B淋巴细胞(√)
(4)将B淋巴细胞与骨髓瘤细胞进行诱导融合，培养液中融合后的细胞即为杂交瘤细胞(×)
(5)杂交瘤细胞进行体内培养，是为了获得能产生单克隆抗体的胚胎(×)
(6)单克隆抗体诊断试剂提高了诊断的准确性、灵敏性(√)
2．动物细胞融合主要的用途是( )
A．克服远缘杂交不亲和 B．制备单克隆抗体
C．培育新物种 D．生产杂交细胞
解析：选B 植物体细胞杂交技术主要是为了克服远缘杂交不亲和，以培育新物种。动物细胞的全能性受到限制，目前只见到高度分化的细胞核在去核卵母细胞中表现出全能性，还未见到融合细胞表现出全能性的例子，因此动物细胞融合不能用来培育新物种。生产杂交细胞，不是细胞融合的主要目的，杂交细胞只是细胞融合完成后所形成的结构的名称。动物细胞融合最主要的用途是制备单克隆抗体。
3．(2020·邢台期末)下列不属于单克隆抗体的应用的是( )
A．作为诊断试剂 B．用于治疗疾病
C．用于基因治疗 D．用于运载药物
解析：选C 单克隆抗体最广泛的用途是作为诊断试剂；单克隆抗体可用于治疗疾病；基因治疗属于基因工程的应用；单克隆抗体可用于运载药物，如生物导弹。
4．下列有关单克隆抗体制备及其应用的叙述，错误的是( )
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．给小鼠注射抗原，是为了获得能产生相应抗体的B淋巴细胞
C．需要从杂交瘤细胞中筛选出能产生特定抗体的细胞
D．利用生物导弹治疗癌症就是利用了单克隆抗体清除癌细胞
解析：选D 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，A正确；给小鼠注射抗原，是为了获得能产生相应抗体的B淋巴细胞，B正确；需要从杂交瘤细胞中筛选出能产生特定抗体的细胞，C正确；利用生物导弹治疗癌症就是利用了单克隆抗体的定位导向作用将药物带到癌细胞所在的位置，D错误。
eq \a\vs4\al(新知探究一 动物细胞融合技术)
[在探究中学明]
植物体细胞杂交技术，可以跨越植物种属间生殖隔离的屏障，培育出新的作物类型。科学家经过长期的探索，也实现了用不同种动物的体细胞进行杂交。参考图示，回答问题。
1．动物细胞融合与植物原生质体融合所依据的原理是什么？
提示：细胞膜的流动性。
2．与诱导植物原生质体融合相比，诱导动物细胞融合特有的方法是什么？
提示：动物细胞融合特有的诱导方法是灭活病毒诱导法。
3．动物细胞完成融合的标志是什么？
提示：动物细胞融合时，先是细胞膜发生融合，然后是细胞核的融合。当两个细胞核融合后形成具有单核的杂交细胞，则标志着动物细胞融合的完成。
4．融合形成的杂交细胞在遗传上有什么特点？
提示：杂交细胞具有两个(或多个)细胞的遗传信息，能表现出两个(或多个)亲本的性状。
[在深化中提能]
1．灭活的病毒诱导动物细胞融合的过程
细胞融合的过程包括细胞膜融合、细胞质融合和细胞核融合，其中细胞膜融合是细胞融合的先导，在细胞膜融合中体现出细胞膜具有一定的流动性。
2．植物体细胞杂交和动物细胞融合的比较
eq \a\vs4\al([典例]) (2020·南昌期末)下列关于动物细胞融合的相关说法，错误的是( )
A．动物细胞融合也称细胞杂交，是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程
B．融合后形成的具有原来两个或多个动物细胞遗传信息的单核细胞，称为杂交细胞
C．灭活的病毒中“灭活”是指用物理或化学手段破坏它的抗原结构
D．细胞融合技术突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能
[解析] 动物细胞融合也称细胞杂交，是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程，A正确；融合后形成的具有原来两个或多个动物细胞遗传信息的单核细胞，称为杂交细胞，B正确；动物细胞融合过程中通常用灭活的病毒作为诱导剂，这里的“灭活”是指用物理或化学的手段使病毒失去感染力，但不破坏其抗原结构，类似于疫苗的处理，C错误；细胞融合技术突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能，D正确。
[答案] C
[在应用中落实]
1．下列有关植物体细胞杂交与动物细胞融合的比较，叙述正确的是( )
A．两者应用的原理都完全相同
B．两者都可用电融合法或聚乙二醇(PEG)融合法诱导细胞融合
C．两者融合完成的标志都是形成融合细胞核
D．两者的目的都是用于大量生产分泌蛋白
解析：选B 植物体细胞杂交的原理是细胞膜具有流动性和植物细胞具有全能性，动物细胞融合的原理是细胞膜具有流动性和细胞增殖；电融合法或聚乙二醇(PEG) 融合法既可诱导动物细胞融合，也可诱导植物原生质体融合；植物原生质体融合完成的标志是杂种细胞再生出细胞壁，动物细胞融合完成的标志是形成融合细胞核；植物体细胞杂交的目的是产生杂种植株，动物细胞融合可用于大量生产分泌蛋白等。
2．如图可表示细胞融合技术的一些过程，请据图回答下列问题：
(1)若A、B细胞为动物细胞，体外初次在培养瓶中的培养叫________培养；从A、B细胞到C细胞的过程中，常用的生物方法即用____________来诱导融合。此过程说明了细胞膜具有____________的结构特点。
(2)若A、B细胞为植物细胞，那么这样的细胞已经用________________酶降解脱掉了________；A、B细胞到C细胞的过程中，常用的化学方法是____________，融合完成的标志是____________________，形成的D细胞还要应用____________技术把D培养成植株。
(3)若该过程是制备单克隆抗体的过程，则A细胞为骨髓瘤细胞，B细胞为________细胞；用来培养的D细胞应该称为____________，再最终筛选出能分泌____________的杂交瘤细胞。
解析：(1)若A、B细胞为动物细胞，体外初次在培养瓶中的培养叫原代培养；从A、B细胞到C细胞的过程中，常用的生物方法即用灭活的病毒来诱导融合，此过程说明了细胞膜具有一定的流动性。(2)若A、B细胞为植物细胞，那么这样的细胞属于原生质体，已经用纤维素酶和果胶酶降解脱掉了细胞壁；A、B细胞到C细胞的过程中，常用的化学方法是聚乙二醇(PEG)，植物细胞融合完成的标志是形成了新的细胞壁，形成的杂种细胞还要应用植物组织培养技术把杂种细胞培养成杂种植株，其原理是植物细胞的全能性。(3)若该过程是制备单克隆抗体的过程，则A细胞为骨髓瘤细胞，B细胞为已免疫的B淋巴细胞；用来培养的D细胞应该是用特定的选择性培养基筛选出的杂交瘤细胞；再经过克隆化培养和专一抗体检测过程最终筛选出能分泌单克隆抗体(或特异性抗体)的杂交瘤细胞。
答案：(1)原代 灭活的病毒 一定的流动性 (2)纤维素酶和果胶 细胞壁 聚乙二醇(PEG)融合法 形成了新的细胞壁 植物组织培养 (3)(已免疫的)B淋巴 杂交瘤细胞 单克隆抗体(或特异性抗体)
eq \a\vs4\al(新知探究二 单克隆抗体及其应用)
[在探究中学明]
1975年，英国科学家米尔斯坦(C.Milstein)和德国科学家科勒(G.Köhler)设计了一个极富创造性的实验方案，得到了大量的单克隆抗体，制备过程如图所示。根据图示回答下面的问题：
1．填出图中序号所表示的内容：
①杂交瘤，②单一抗体，③体外培养。
2．为什么要对小鼠注射抗原？
提示：以获得能产生相应抗体的B淋巴细胞(浆细胞)。诱导融合的B淋巴细胞是经免疫产生的，未经免疫的B淋巴细胞不能产生抗体。
3．B淋巴细胞和骨髓瘤细胞经聚乙二醇处理后，培养液中存在哪几种细胞？(不考虑多个细胞相互融合的情况)
提示：未融合的B淋巴细胞、未融合的骨髓瘤细胞、BB融合细胞、瘤瘤融合细胞、B瘤融合细胞。只有B瘤融合细胞才是所需要的杂交细胞。
4．选择杂交瘤细胞的两步筛选的目的各是什么？
提示：第一步筛选的目的是获得杂交瘤细胞；第二步筛选的目的是获得能产生所需抗体的杂交瘤细胞。
5．“生物导弹”是用单克隆抗体及相关物质制成的，“生物导弹”中起治疗作用的物质是什么？单克隆抗体的作用是什么？
提示：“生物导弹”中真正发挥治疗作用的物质是相关“药物”，单克隆抗体所起的作用在于将药物定向带到靶细胞所在位置，借助其导向作用，在原位杀死癌细胞，这样既不损伤正常细胞，又减少了用药剂量。因此，“生物导弹”可作为一种疗效高、毒副作用小的新型药物。
[在深化中提能]
1．血清抗体与单克隆抗体的比较
2.单克隆抗体制备过程中两次筛选的方法及目的
eq \a\vs4\al([典例]) 下面是制备单克隆抗体的过程示意图，相关叙述错误的是( )
A．①表示从已免疫的小鼠的脾脏中提取B淋巴细胞
B．②常用灭活的病毒促进融合，不可用聚乙二醇
C．④中的筛选是通过抗原抗体反应进行的
D．⑤是经过两次筛选后，得到的既能无限增殖又产生特定抗体的细胞群
[解析] ①表示从小鼠的脾脏中提取B淋巴细胞，A正确；②促进细胞融合的方法可以利用聚乙二醇作介导，也可以用灭活的病毒，B错误；④如果要筛选能产生特定抗体的杂交瘤细胞，可以通过检测抗原抗体反应，如果有反应说明表达了抗体，C正确；⑤是经过两次筛选后得到的杂交瘤细胞，既能无限增殖又能产生单一抗体，D正确。
[答案] B
[在应用中落实]
1．(2020·镇江期末)下列关于单克隆抗体制备的叙述，正确的是( )
A．诱导B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合时，可用秋水仙素作为促融剂
B．筛选出杂交瘤细胞后，需利用特定培养基再次筛选分泌单克隆抗体的细胞
C．人鼠杂交瘤细胞大规模培养时，细胞中染色体组数最多是4个
D．杂交瘤细胞大规模培养时，只有编码抗体的基因可以获得表达
解析：选B 诱导B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合时，常用灭活的病毒或聚乙二醇促融，秋水仙素不能作为促融剂，A错误；筛选出杂交瘤细胞后，需利用特定培养基再次筛选分泌单克隆抗体的细胞，B正确；人鼠杂交瘤细胞大规模培养时，细胞中染色体组数最多是8个，C错误；杂交瘤细胞大规模培养时，编码抗体的基因和其他相关基因都可以表达，D错误。
2．如图为利用小鼠制备抗登革热病毒的单克隆抗体过程示意图，图中A～F分别表示生物技术名称或细胞名称。请回答下列问题：
(1)过程A是指将________(填“抗原”或“抗体”)类物质注入小鼠体内，一段时间后，取小鼠的脾脏组织，剪碎后用____________________处理使其分散成单个细胞，以获得相应的________细胞；图中细胞B一般选用________细胞。
(2)如果仅考虑两两融合的细胞，则最多可形成________种类型的细胞C，需用特定的选择培养基筛选出杂交瘤细胞；再对杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测，经多次筛选，就可获得足够数量的细胞D，该种细胞的特点是
________________________________________________________________________。
(3)杂交瘤细胞的体外培养时，在5%________培养箱中培养，为防止培养过程中的污染，培养基中需要加入适量的________。
(4)与传统方法生成的抗体相比，单克隆抗体最主要的优点是________________________________________________________________________。
紫杉醇能阻止肿瘤细胞有丝分裂，促进其凋亡，用单克隆抗体与紫杉醇结合研制而成的“生物导弹”，对于晚期低分化型的甲状腺瘤患者有较好的疗效，这利用的是单克隆抗体的____________作用。
解析：(1)过程A是指将抗原类物质注入小鼠体内，一段时间后，取小鼠的脾脏组织，剪碎后用胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)处理使其分散成单个细胞，以获得相应的B淋巴细胞；图中细胞B具有无限增殖的能力，一般选用骨髓瘤细胞。(2)如果仅考虑两两融合的细胞，则可能形成杂交瘤细胞、骨髓瘤细胞自身融合细胞、B淋巴细胞自身融合细胞3种类型的细胞C，需用特定的选择培养基筛选出杂交瘤细胞；再对杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测，经多次筛选，就可获得足够数量的细胞D，该种细胞的特点是既能迅速大量增殖，又能产生所需抗体。(3)杂交瘤细胞体外培养时，在5%CO2 培养箱中培养，通入CO2的目的是维持培养液的pH；为防止培养过程中的污染，培养基中需要加入适量的抗生素。(4)与传统方法生成的抗体相比，单克隆抗体最主要的优点是特异性强、灵敏度高，可大量制备。用单克隆抗体与紫杉醇结合研制而成的“生物导弹”，对于晚期低分化型的甲状腺瘤患者有较好的疗效，这利用的是单克隆抗体的导向(或靶向)作用，将紫杉醇定向带到甲状腺瘤细胞所在位置，以便在原位杀死甲状腺瘤细胞。
答案：(1)抗原 胰蛋白酶(或胶原蛋白酶) B淋巴 骨髓瘤 (2)3 既能迅速大量增殖，又能产生所需抗体 (3)CO2 抗生素 (4)特异性强、灵敏度高，可大量制备 导向(或靶向)
[课堂巩固落实]
1．下列关于动物细胞融合与单克隆抗体制备的叙述，正确的是( )
A．动物细胞经PEG诱导融合后再通过培养能得到优良动物个体
B．动物细胞融合最主要的目的是制备单克隆抗体
C．杂交瘤细胞实质上就是癌变的浆细胞
D．单克隆抗体和传统方法生产的抗体化学本质不同
解析：选B 由于动物细胞的全能性受到限制，动物细胞融合形成的杂种细胞不能培育成动物个体，A错误；动物细胞融合在多个方面都有应用，但最重要的应用是制备单克隆抗体，B正确；杂交瘤细胞是由骨髓瘤细胞和浆细胞融合形成的，不是浆细胞癌变的结果，C错误；单克隆抗体和传统方法生产的抗体化学本质相同，都是蛋白质，D错误。
2.右图为细胞融合的示意图，下列叙述正确的是( )
A．若a细胞和b细胞是植物细胞，需先去分化再诱导融合
B．a细胞和b细胞之间的融合需要促融处理后才能实现
C．c细胞的形成与a、b细胞膜的选择透过性都有关
D．c细胞将同时表达a细胞和b细胞中的所有基因
解析：选B 若a细胞和b细胞是植物细胞，应先用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，然后再诱导融合。a细胞和b细胞之间的融合需要促融处理，使植物细胞融合的促融方法有离心法、电融合法、聚乙二醇融合法等；使动物细胞融合的促融方法有聚乙二醇融合法、灭活病毒诱导法、电融合法等。细胞的融合与细胞膜的流动性有关。融合后的c细胞中的基因进行选择性表达，只能表达a、b两细胞的部分基因。
3．如图为杂交瘤细胞制备示意图。骨髓瘤细胞由于缺乏次黄嘌呤磷酸核糖转移酶(HGPRT－)，在HAT筛选培养液中不能正常合成DNA，无法生长。下列叙述错误的是( )
A．可用灭活的仙台病毒诱导细胞融合
B．两两融合的细胞都能在HAT培养液中生长
C．杂交瘤细胞需进一步筛选才能用于生产
D．细胞膜的流动性是细胞融合的基础
解析：选B 诱导动物细胞融合可用灭活的仙台病毒、聚乙二醇、电激等，A正确；两两融合的细胞包括免疫B细胞与免疫B细胞的融合、骨髓瘤细胞与骨髓瘤细胞的融合、免疫B细胞与骨髓瘤细胞的融合，其中骨髓瘤细胞与骨髓瘤细胞的融合细胞因缺乏次黄嘌呤磷酸核糖转移酶，不能在HAT培养液中生长，B错误；杂交瘤细胞还需要进行克隆化培养和抗体检测，经过多次筛选才能用于生产，C正确；细胞融合的基础是细胞膜的流动性，D正确。
4．双特异性单克隆抗体是指可同时与癌细胞和药物结合的特异性抗体。如图是科研人员通过杂交瘤细胞技术生产能同时识别癌胚抗原和长春碱(一种抗癌药物)的双特异性单克隆抗体的部分过程。据图分析回答下列问题：
(1)过程①后，从小鼠的脾脏中得到________________，说明小鼠体内形成了相应的B细胞。制备双特异性单克隆抗体的过程中用到的技术有__________、__________。
(2)过程②诱导细胞融合的方法是______________________________________________
(化学法)，过程②选用的骨髓瘤细胞________(填“能”或“不能”)在HAT培养基上生长。
(3)经过程③筛选得到的细胞还需转移至多孔培养板中进行过程④，目的是筛选出足够数量的能____________的杂交瘤细胞。
(4)获得的单克隆杂交瘤细胞在体外条件下做大规模培养或注射到小鼠________内增殖均可。
(5)对比血清抗体，单克隆抗体的优点是____________________________ (至少答出3条)。
解析：(1)过程①是给小鼠注射癌胚抗原，其目的是从小鼠的脾脏中得到能产生抗癌胚抗原抗体的B细胞。制备双特异性单克隆抗体的过程中，用到的技术有动物细胞融合和动物细胞培养。(2)过程②诱导细胞融合的化学方法是聚乙二醇(PEG)融合法，过程②选用的骨髓瘤细胞不能在HAT培养基上生长。(3)经过程③筛选得到的细胞还需转移至多孔培养板中进行过程④，目的是筛选出足够数量的能分泌所需抗体的杂交瘤细胞。(4)获得的单克隆杂交瘤细胞在体外条件下做大规模培养或注射到小鼠腹腔内增殖均可。(5)对比血清抗体，单克隆抗体的优点是特异性强、灵敏度高、可大量制备。
答案：(1)抗癌胚抗原的抗体 动物细胞融合 动物细胞培养 (2)聚乙二醇(PEG)融合法 不能 (3)分泌所需抗体 (4)腹腔 (5)纯度高、特异性强、灵敏度高、可大量制备
学有目标
——新课程标准必明
记在平时——核心语句必背
1.阐明动物细胞融合的原理及方法。
2．概述单克隆抗体制备的过程及临床应用。
1.动物细胞融合技术是使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术。
2．动物细胞融合常用的诱导方法有PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法等。
3．制备单克隆抗体过程中第一次筛选是为了获得杂交瘤细胞，第二次筛选是为了获得能产生特定抗体的杂交瘤细胞。
4．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。
比较项目
植物体细胞杂交
动物细胞融合
原理
细胞膜的流动性、细胞的全能性
细胞膜的流动性、细胞增殖
融合前处理
除去细胞壁
使细胞分散开
相关酶
纤维素酶和果胶酶
胰蛋白酶或胶原蛋白酶
诱导方法
物理法：电融合法和离心法等；
化学法：聚乙二醇融合法、高Ca2＋高pH融合法等
PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法等
结果
杂种植株
杂交细胞
应用
培育植物新品种
主要用于制备单克隆抗体
意义
突破远缘杂交不亲和的障碍，打破了生殖隔离，扩展了杂交的亲本组合
相同点
原生质体融合原理相同，原生质体融合的方法相似
名称
产生
特点
血清抗体
由浆细胞分泌
一般从血清中分离，产量低、纯度低、特异性差
单克隆抗体
由杂交瘤细胞分泌
特异性强、灵敏度高，能大量制备
项目
第一次筛选
第二次筛选
筛选原因
诱导融合后会得到多种杂交细胞，另外还有未融合的细胞
由于小鼠在生活中还受到其他抗原的刺激，所以经选择性培养获得的杂交瘤细胞中有能产生其他抗体的细胞
筛选方法
用特定的选择培养基筛选：未融合的细胞和同种细胞融合后形成的细胞(BB细胞、瘤瘤细胞)都会死亡，只有融合的杂交瘤细胞(B瘤细胞)才能生长
用多孔培养皿培养，在每个孔只有一个杂交瘤细胞的情况下开始克隆化培养和抗体检测，经多次筛选得到能产生特异性抗体的细胞群
筛选目的
得到杂交瘤细胞
得到能分泌所需抗体的杂交瘤细胞
[理清主干知识]
一、动物细胞融合技术
1．概念：使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术。
2．诱导方法：PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法等。
3．结果：形成的杂交细胞具有原来两个或多个细胞的遗传信息。
4．意义
(1)突破了有性杂交的局限，使远缘杂交成为可能。
(2)是研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和培育生物新品种等的重要手段。
(3)为制造单克隆抗体开辟了新途径。
二、单克隆抗体及其应用
1．单克隆抗体的制备
(1)
(2)解决思路：将B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合为杂交瘤细胞，既能大量增殖，又能产生特定抗体。
(3)制备过程
2．单克隆抗体的优点
特异性eq \a\vs4\al(强)、灵敏度eq \a\vs4\al(高)，并可大量制备。
3．单克隆抗体的应用
(1)作为诊断试剂，在多种疾病的诊断和病原体鉴定中发挥重要的作用。
(2)用于运载药物和治疗疾病。
[诊断自学效果]
1．判断下列叙述的正误
(1)灭活的病毒能促进动物细胞融合，也能促进植物细胞融合(×)
(2)体细胞杂交技术可用于克隆动物和制备单克隆抗体(×)
(3)将抗原注入小鼠体内，是为了获得能产生相应抗体的B淋巴细胞(√)
(4)将B淋巴细胞与骨髓瘤细胞进行诱导融合，培养液中融合后的细胞即为杂交瘤细胞(×)
(5)杂交瘤细胞进行体内培养，是为了获得能产生单克隆抗体的胚胎(×)
(6)单克隆抗体诊断试剂提高了诊断的准确性、灵敏性(√)
2．动物细胞融合主要的用途是( )
A．克服远缘杂交不亲和 B．制备单克隆抗体
C．培育新物种 D．生产杂交细胞
解析：选B 植物体细胞杂交技术主要是为了克服远缘杂交不亲和，以培育新物种。动物细胞的全能性受到限制，目前只见到高度分化的细胞核在去核卵母细胞中表现出全能性，还未见到融合细胞表现出全能性的例子，因此动物细胞融合不能用来培育新物种。生产杂交细胞，不是细胞融合的主要目的，杂交细胞只是细胞融合完成后所形成的结构的名称。动物细胞融合最主要的用途是制备单克隆抗体。
3．(2020·邢台期末)下列不属于单克隆抗体的应用的是( )
A．作为诊断试剂 B．用于治疗疾病
C．用于基因治疗 D．用于运载药物
解析：选C 单克隆抗体最广泛的用途是作为诊断试剂；单克隆抗体可用于治疗疾病；基因治疗属于基因工程的应用；单克隆抗体可用于运载药物，如生物导弹。
4．下列有关单克隆抗体制备及其应用的叙述，错误的是( )
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．给小鼠注射抗原，是为了获得能产生相应抗体的B淋巴细胞
C．需要从杂交瘤细胞中筛选出能产生特定抗体的细胞
D．利用生物导弹治疗癌症就是利用了单克隆抗体清除癌细胞
解析：选D 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，A正确；给小鼠注射抗原，是为了获得能产生相应抗体的B淋巴细胞，B正确；需要从杂交瘤细胞中筛选出能产生特定抗体的细胞，C正确；利用生物导弹治疗癌症就是利用了单克隆抗体的定位导向作用将药物带到癌细胞所在的位置，D错误。
eq \a\vs4\al(新知探究一 动物细胞融合技术)
[在探究中学明]
植物体细胞杂交技术，可以跨越植物种属间生殖隔离的屏障，培育出新的作物类型。科学家经过长期的探索，也实现了用不同种动物的体细胞进行杂交。参考图示，回答问题。
1．动物细胞融合与植物原生质体融合所依据的原理是什么？
提示：细胞膜的流动性。
2．与诱导植物原生质体融合相比，诱导动物细胞融合特有的方法是什么？
提示：动物细胞融合特有的诱导方法是灭活病毒诱导法。
3．动物细胞完成融合的标志是什么？
提示：动物细胞融合时，先是细胞膜发生融合，然后是细胞核的融合。当两个细胞核融合后形成具有单核的杂交细胞，则标志着动物细胞融合的完成。
4．融合形成的杂交细胞在遗传上有什么特点？
提示：杂交细胞具有两个(或多个)细胞的遗传信息，能表现出两个(或多个)亲本的性状。
[在深化中提能]
1．灭活的病毒诱导动物细胞融合的过程
细胞融合的过程包括细胞膜融合、细胞质融合和细胞核融合，其中细胞膜融合是细胞融合的先导，在细胞膜融合中体现出细胞膜具有一定的流动性。
2．植物体细胞杂交和动物细胞融合的比较
eq \a\vs4\al([典例]) (2020·南昌期末)下列关于动物细胞融合的相关说法，错误的是( )
A．动物细胞融合也称细胞杂交，是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程
B．融合后形成的具有原来两个或多个动物细胞遗传信息的单核细胞，称为杂交细胞
C．灭活的病毒中“灭活”是指用物理或化学手段破坏它的抗原结构
D．细胞融合技术突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能
[解析] 动物细胞融合也称细胞杂交，是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程，A正确；融合后形成的具有原来两个或多个动物细胞遗传信息的单核细胞，称为杂交细胞，B正确；动物细胞融合过程中通常用灭活的病毒作为诱导剂，这里的“灭活”是指用物理或化学的手段使病毒失去感染力，但不破坏其抗原结构，类似于疫苗的处理，C错误；细胞融合技术突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能，D正确。
[答案] C
[在应用中落实]
1．下列有关植物体细胞杂交与动物细胞融合的比较，叙述正确的是( )
A．两者应用的原理都完全相同
B．两者都可用电融合法或聚乙二醇(PEG)融合法诱导细胞融合
C．两者融合完成的标志都是形成融合细胞核
D．两者的目的都是用于大量生产分泌蛋白
解析：选B 植物体细胞杂交的原理是细胞膜具有流动性和植物细胞具有全能性，动物细胞融合的原理是细胞膜具有流动性和细胞增殖；电融合法或聚乙二醇(PEG) 融合法既可诱导动物细胞融合，也可诱导植物原生质体融合；植物原生质体融合完成的标志是杂种细胞再生出细胞壁，动物细胞融合完成的标志是形成融合细胞核；植物体细胞杂交的目的是产生杂种植株，动物细胞融合可用于大量生产分泌蛋白等。
2．如图可表示细胞融合技术的一些过程，请据图回答下列问题：
(1)若A、B细胞为动物细胞，体外初次在培养瓶中的培养叫________培养；从A、B细胞到C细胞的过程中，常用的生物方法即用____________来诱导融合。此过程说明了细胞膜具有____________的结构特点。
(2)若A、B细胞为植物细胞，那么这样的细胞已经用________________酶降解脱掉了________；A、B细胞到C细胞的过程中，常用的化学方法是____________，融合完成的标志是____________________，形成的D细胞还要应用____________技术把D培养成植株。
(3)若该过程是制备单克隆抗体的过程，则A细胞为骨髓瘤细胞，B细胞为________细胞；用来培养的D细胞应该称为____________，再最终筛选出能分泌____________的杂交瘤细胞。
解析：(1)若A、B细胞为动物细胞，体外初次在培养瓶中的培养叫原代培养；从A、B细胞到C细胞的过程中，常用的生物方法即用灭活的病毒来诱导融合，此过程说明了细胞膜具有一定的流动性。(2)若A、B细胞为植物细胞，那么这样的细胞属于原生质体，已经用纤维素酶和果胶酶降解脱掉了细胞壁；A、B细胞到C细胞的过程中，常用的化学方法是聚乙二醇(PEG)，植物细胞融合完成的标志是形成了新的细胞壁，形成的杂种细胞还要应用植物组织培养技术把杂种细胞培养成杂种植株，其原理是植物细胞的全能性。(3)若该过程是制备单克隆抗体的过程，则A细胞为骨髓瘤细胞，B细胞为已免疫的B淋巴细胞；用来培养的D细胞应该是用特定的选择性培养基筛选出的杂交瘤细胞；再经过克隆化培养和专一抗体检测过程最终筛选出能分泌单克隆抗体(或特异性抗体)的杂交瘤细胞。
答案：(1)原代 灭活的病毒 一定的流动性 (2)纤维素酶和果胶 细胞壁 聚乙二醇(PEG)融合法 形成了新的细胞壁 植物组织培养 (3)(已免疫的)B淋巴 杂交瘤细胞 单克隆抗体(或特异性抗体)
eq \a\vs4\al(新知探究二 单克隆抗体及其应用)
[在探究中学明]
1975年，英国科学家米尔斯坦(C.Milstein)和德国科学家科勒(G.Köhler)设计了一个极富创造性的实验方案，得到了大量的单克隆抗体，制备过程如图所示。根据图示回答下面的问题：
1．填出图中序号所表示的内容：
①杂交瘤，②单一抗体，③体外培养。
2．为什么要对小鼠注射抗原？
提示：以获得能产生相应抗体的B淋巴细胞(浆细胞)。诱导融合的B淋巴细胞是经免疫产生的，未经免疫的B淋巴细胞不能产生抗体。
3．B淋巴细胞和骨髓瘤细胞经聚乙二醇处理后，培养液中存在哪几种细胞？(不考虑多个细胞相互融合的情况)
提示：未融合的B淋巴细胞、未融合的骨髓瘤细胞、BB融合细胞、瘤瘤融合细胞、B瘤融合细胞。只有B瘤融合细胞才是所需要的杂交细胞。
4．选择杂交瘤细胞的两步筛选的目的各是什么？
提示：第一步筛选的目的是获得杂交瘤细胞；第二步筛选的目的是获得能产生所需抗体的杂交瘤细胞。
5．“生物导弹”是用单克隆抗体及相关物质制成的，“生物导弹”中起治疗作用的物质是什么？单克隆抗体的作用是什么？
提示：“生物导弹”中真正发挥治疗作用的物质是相关“药物”，单克隆抗体所起的作用在于将药物定向带到靶细胞所在位置，借助其导向作用，在原位杀死癌细胞，这样既不损伤正常细胞，又减少了用药剂量。因此，“生物导弹”可作为一种疗效高、毒副作用小的新型药物。
[在深化中提能]
1．血清抗体与单克隆抗体的比较
2.单克隆抗体制备过程中两次筛选的方法及目的
eq \a\vs4\al([典例]) 下面是制备单克隆抗体的过程示意图，相关叙述错误的是( )
A．①表示从已免疫的小鼠的脾脏中提取B淋巴细胞
B．②常用灭活的病毒促进融合，不可用聚乙二醇
C．④中的筛选是通过抗原抗体反应进行的
D．⑤是经过两次筛选后，得到的既能无限增殖又产生特定抗体的细胞群
[解析] ①表示从小鼠的脾脏中提取B淋巴细胞，A正确；②促进细胞融合的方法可以利用聚乙二醇作介导，也可以用灭活的病毒，B错误；④如果要筛选能产生特定抗体的杂交瘤细胞，可以通过检测抗原抗体反应，如果有反应说明表达了抗体，C正确；⑤是经过两次筛选后得到的杂交瘤细胞，既能无限增殖又能产生单一抗体，D正确。
[答案] B
[在应用中落实]
1．(2020·镇江期末)下列关于单克隆抗体制备的叙述，正确的是( )
A．诱导B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合时，可用秋水仙素作为促融剂
B．筛选出杂交瘤细胞后，需利用特定培养基再次筛选分泌单克隆抗体的细胞
C．人鼠杂交瘤细胞大规模培养时，细胞中染色体组数最多是4个
D．杂交瘤细胞大规模培养时，只有编码抗体的基因可以获得表达
解析：选B 诱导B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合时，常用灭活的病毒或聚乙二醇促融，秋水仙素不能作为促融剂，A错误；筛选出杂交瘤细胞后，需利用特定培养基再次筛选分泌单克隆抗体的细胞，B正确；人鼠杂交瘤细胞大规模培养时，细胞中染色体组数最多是8个，C错误；杂交瘤细胞大规模培养时，编码抗体的基因和其他相关基因都可以表达，D错误。
2．如图为利用小鼠制备抗登革热病毒的单克隆抗体过程示意图，图中A～F分别表示生物技术名称或细胞名称。请回答下列问题：
(1)过程A是指将________(填“抗原”或“抗体”)类物质注入小鼠体内，一段时间后，取小鼠的脾脏组织，剪碎后用____________________处理使其分散成单个细胞，以获得相应的________细胞；图中细胞B一般选用________细胞。
(2)如果仅考虑两两融合的细胞，则最多可形成________种类型的细胞C，需用特定的选择培养基筛选出杂交瘤细胞；再对杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测，经多次筛选，就可获得足够数量的细胞D，该种细胞的特点是
________________________________________________________________________。
(3)杂交瘤细胞的体外培养时，在5%________培养箱中培养，为防止培养过程中的污染，培养基中需要加入适量的________。
(4)与传统方法生成的抗体相比，单克隆抗体最主要的优点是________________________________________________________________________。
紫杉醇能阻止肿瘤细胞有丝分裂，促进其凋亡，用单克隆抗体与紫杉醇结合研制而成的“生物导弹”，对于晚期低分化型的甲状腺瘤患者有较好的疗效，这利用的是单克隆抗体的____________作用。
解析：(1)过程A是指将抗原类物质注入小鼠体内，一段时间后，取小鼠的脾脏组织，剪碎后用胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)处理使其分散成单个细胞，以获得相应的B淋巴细胞；图中细胞B具有无限增殖的能力，一般选用骨髓瘤细胞。(2)如果仅考虑两两融合的细胞，则可能形成杂交瘤细胞、骨髓瘤细胞自身融合细胞、B淋巴细胞自身融合细胞3种类型的细胞C，需用特定的选择培养基筛选出杂交瘤细胞；再对杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测，经多次筛选，就可获得足够数量的细胞D，该种细胞的特点是既能迅速大量增殖，又能产生所需抗体。(3)杂交瘤细胞体外培养时，在5%CO2 培养箱中培养，通入CO2的目的是维持培养液的pH；为防止培养过程中的污染，培养基中需要加入适量的抗生素。(4)与传统方法生成的抗体相比，单克隆抗体最主要的优点是特异性强、灵敏度高，可大量制备。用单克隆抗体与紫杉醇结合研制而成的“生物导弹”，对于晚期低分化型的甲状腺瘤患者有较好的疗效，这利用的是单克隆抗体的导向(或靶向)作用，将紫杉醇定向带到甲状腺瘤细胞所在位置，以便在原位杀死甲状腺瘤细胞。
答案：(1)抗原 胰蛋白酶(或胶原蛋白酶) B淋巴 骨髓瘤 (2)3 既能迅速大量增殖，又能产生所需抗体 (3)CO2 抗生素 (4)特异性强、灵敏度高，可大量制备 导向(或靶向)
[课堂巩固落实]
1．下列关于动物细胞融合与单克隆抗体制备的叙述，正确的是( )
A．动物细胞经PEG诱导融合后再通过培养能得到优良动物个体
B．动物细胞融合最主要的目的是制备单克隆抗体
C．杂交瘤细胞实质上就是癌变的浆细胞
D．单克隆抗体和传统方法生产的抗体化学本质不同
解析：选B 由于动物细胞的全能性受到限制，动物细胞融合形成的杂种细胞不能培育成动物个体，A错误；动物细胞融合在多个方面都有应用，但最重要的应用是制备单克隆抗体，B正确；杂交瘤细胞是由骨髓瘤细胞和浆细胞融合形成的，不是浆细胞癌变的结果，C错误；单克隆抗体和传统方法生产的抗体化学本质相同，都是蛋白质，D错误。
2.右图为细胞融合的示意图，下列叙述正确的是( )
A．若a细胞和b细胞是植物细胞，需先去分化再诱导融合
B．a细胞和b细胞之间的融合需要促融处理后才能实现
C．c细胞的形成与a、b细胞膜的选择透过性都有关
D．c细胞将同时表达a细胞和b细胞中的所有基因
解析：选B 若a细胞和b细胞是植物细胞，应先用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，然后再诱导融合。a细胞和b细胞之间的融合需要促融处理，使植物细胞融合的促融方法有离心法、电融合法、聚乙二醇融合法等；使动物细胞融合的促融方法有聚乙二醇融合法、灭活病毒诱导法、电融合法等。细胞的融合与细胞膜的流动性有关。融合后的c细胞中的基因进行选择性表达，只能表达a、b两细胞的部分基因。
3．如图为杂交瘤细胞制备示意图。骨髓瘤细胞由于缺乏次黄嘌呤磷酸核糖转移酶(HGPRT－)，在HAT筛选培养液中不能正常合成DNA，无法生长。下列叙述错误的是( )
A．可用灭活的仙台病毒诱导细胞融合
B．两两融合的细胞都能在HAT培养液中生长
C．杂交瘤细胞需进一步筛选才能用于生产
D．细胞膜的流动性是细胞融合的基础
解析：选B 诱导动物细胞融合可用灭活的仙台病毒、聚乙二醇、电激等，A正确；两两融合的细胞包括免疫B细胞与免疫B细胞的融合、骨髓瘤细胞与骨髓瘤细胞的融合、免疫B细胞与骨髓瘤细胞的融合，其中骨髓瘤细胞与骨髓瘤细胞的融合细胞因缺乏次黄嘌呤磷酸核糖转移酶，不能在HAT培养液中生长，B错误；杂交瘤细胞还需要进行克隆化培养和抗体检测，经过多次筛选才能用于生产，C正确；细胞融合的基础是细胞膜的流动性，D正确。
4．双特异性单克隆抗体是指可同时与癌细胞和药物结合的特异性抗体。如图是科研人员通过杂交瘤细胞技术生产能同时识别癌胚抗原和长春碱(一种抗癌药物)的双特异性单克隆抗体的部分过程。据图分析回答下列问题：
(1)过程①后，从小鼠的脾脏中得到________________，说明小鼠体内形成了相应的B细胞。制备双特异性单克隆抗体的过程中用到的技术有__________、__________。
(2)过程②诱导细胞融合的方法是______________________________________________
(化学法)，过程②选用的骨髓瘤细胞________(填“能”或“不能”)在HAT培养基上生长。
(3)经过程③筛选得到的细胞还需转移至多孔培养板中进行过程④，目的是筛选出足够数量的能____________的杂交瘤细胞。
(4)获得的单克隆杂交瘤细胞在体外条件下做大规模培养或注射到小鼠________内增殖均可。
(5)对比血清抗体，单克隆抗体的优点是____________________________ (至少答出3条)。
解析：(1)过程①是给小鼠注射癌胚抗原，其目的是从小鼠的脾脏中得到能产生抗癌胚抗原抗体的B细胞。制备双特异性单克隆抗体的过程中，用到的技术有动物细胞融合和动物细胞培养。(2)过程②诱导细胞融合的化学方法是聚乙二醇(PEG)融合法，过程②选用的骨髓瘤细胞不能在HAT培养基上生长。(3)经过程③筛选得到的细胞还需转移至多孔培养板中进行过程④，目的是筛选出足够数量的能分泌所需抗体的杂交瘤细胞。(4)获得的单克隆杂交瘤细胞在体外条件下做大规模培养或注射到小鼠腹腔内增殖均可。(5)对比血清抗体，单克隆抗体的优点是特异性强、灵敏度高、可大量制备。
答案：(1)抗癌胚抗原的抗体 动物细胞融合 动物细胞培养 (2)聚乙二醇(PEG)融合法 不能 (3)分泌所需抗体 (4)腹腔 (5)纯度高、特异性强、灵敏度高、可大量制备
学有目标
——新课程标准必明
记在平时——核心语句必背
1.阐明动物细胞融合的原理及方法。
2．概述单克隆抗体制备的过程及临床应用。
1.动物细胞融合技术是使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术。
2．动物细胞融合常用的诱导方法有PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法等。
3．制备单克隆抗体过程中第一次筛选是为了获得杂交瘤细胞，第二次筛选是为了获得能产生特定抗体的杂交瘤细胞。
4．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。
比较项目
植物体细胞杂交
动物细胞融合
原理
细胞膜的流动性、细胞的全能性
细胞膜的流动性、细胞增殖
融合前处理
除去细胞壁
使细胞分散开
相关酶
纤维素酶和果胶酶
胰蛋白酶或胶原蛋白酶
诱导方法
物理法：电融合法和离心法等；
化学法：聚乙二醇融合法、高Ca2＋高pH融合法等
PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法等
结果
杂种植株
杂交细胞
应用
培育植物新品种
主要用于制备单克隆抗体
意义
突破远缘杂交不亲和的障碍，打破了生殖隔离，扩展了杂交的亲本组合
相同点
原生质体融合原理相同，原生质体融合的方法相似
名称
产生
特点
血清抗体
由浆细胞分泌
一般从血清中分离，产量低、纯度低、特异性差
单克隆抗体
由杂交瘤细胞分泌
特异性强、灵敏度高，能大量制备
项目
第一次筛选
第二次筛选
筛选原因
诱导融合后会得到多种杂交细胞，另外还有未融合的细胞
由于小鼠在生活中还受到其他抗原的刺激，所以经选择性培养获得的杂交瘤细胞中有能产生其他抗体的细胞
筛选方法
用特定的选择培养基筛选：未融合的细胞和同种细胞融合后形成的细胞(BB细胞、瘤瘤细胞)都会死亡，只有融合的杂交瘤细胞(B瘤细胞)才能生长
用多孔培养皿培养，在每个孔只有一个杂交瘤细胞的情况下开始克隆化培养和抗体检测，经多次筛选得到能产生特异性抗体的细胞群
筛选目的
得到杂交瘤细胞
得到能分泌所需抗体的杂交瘤细胞
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