第2章 第2节 第2课时 动物细胞融合技术与单克隆抗体(Word教参)-【精讲精练】2024-2025学年高中生物选择性必修3（人教版2019 多选）

第2课时　动物细胞融合技术与单克隆抗体 学习目标 1.举例说出动物细胞融合技术的概念、原理及应用 生命观念 2.阐明利用动物细胞融合技术制备单克隆抗体的过程 科学思维 3.认同单克隆抗体在临床上有重要的应用价值 社会责任 一、动物细胞融合技术 灭活的病毒能使细胞膜上的蛋白质分子和脂质分子重新排布，细胞膜打开，细胞发生融合。　 二、单克隆抗体及其应用 1．传统抗体的制备 (1)方法：向动物体内反复注射某种抗原，使动物产生抗体，然后从动物血清中分离所需抗体。 (2)缺点：产量低、纯度低、特异性差。 2．单克隆抗体及其应用 (1)制备原理 (2)制备过程 (3)单克隆抗体的优点 能准确地识别抗原的细微差别，与特定抗原发生特异性结合，并且可以大量制备。 (4)单克隆抗体的应用 ①作为诊断试剂，具有准确、高效、简易、快速的优点。 ②用于治疗疾病和运载药物。 单克隆抗体应用于医学很多领域，如将针对某一肿瘤抗原的单克隆抗体与化疗药物或放疗物质连接，利用单克隆抗体的导向作用，将药物或放疗物质携带至靶器官，直接杀伤靶细胞，称为肿瘤导向治疗。另外，将放射性标记物与单克隆抗体连接，注入患者体内可进行放射免疫显像，协助肿瘤的诊断。结合所学知识判断： (1)动物细胞融合与植物原生质体融合的基本原理是相同的(√) (2)促进动物细胞融合的方法与诱导原生质体融合的方法相同，有PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法等(×) (3)动物杂交瘤细胞产生单克隆抗体能体现细胞的全能性(×) (4)制备单克隆抗体时，要选用已免疫的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合形成杂交瘤细胞(√) (5)制备单克隆抗体过程中，经诱导融合后，要用选择培养基进行筛选；在该培养基上，未融合的亲本细胞都会死亡，只有融合的具有同种核的细胞和杂交瘤细胞才能生长(×) 探究点一　动物细胞融合 如图为动物细胞融合的过程图解，探究下列问题： (1)为什么灭活的病毒能作为诱导因素，而不灭活的病毒不能作为诱导因素？ 提示　①灭活的病毒能使细胞膜上的蛋白质分子和脂质分子重新排布，细胞膜打开，细胞发生融合。把两个动物细胞放在一起，用灭活的病毒处理后，先细胞膜融合，然后细胞质融合，最后细胞核融合，进而形成杂交细胞。②不灭活的病毒会感染细胞，因而不能用于诱导细胞融合。 (2)动物细胞融合中为什么不用两个而用多个细胞进行细胞间融合？ 提示　仅用两个细胞进行融合，其效率太低，不一定能得到杂交细胞。更重要的是，当多个细胞进行细胞间融合时，即使两个细胞发生融合，也不一定是研究者期望得到的细胞类型。 (3)比较动物细胞融合与植物体细胞杂交所用的促融方法的异同。 提示　相同点：二者都可以采用PEG融合法、电融合法等方法进行促融。不同点：动物细胞融合还可以采用灭活病毒诱导法进行促融。 动物细胞融合技术涉及的变异类型是什么？ 提示　染色体数目变异。 植物体细胞杂交和动物细胞融合的比较 1．(2024·海口期中)如图为动物细胞融合技术过程图，相关叙述错误的是(　　) A．图中C为灭活的病毒，此外还可用物理或化学方法诱导动物细胞融合 B．图中①过程发生了细胞膜的融合，体现了细胞膜的选择透过性 C．图中②过程表示细胞核融合形成杂种细胞 D．动物细胞融合技术可用于制备单克隆抗体 解析　图中C为灭活的病毒，此外还可用物理或化学方法诱导动物细胞融合，A正确；图中①过程发生了细胞膜的融合，体现了细胞膜的流动性，B错误；图中②过程表示细胞核融合形成杂种细胞，C正确；利用动物细胞融合技术将小鼠骨髓瘤细胞和B淋巴细胞融合为杂交瘤细胞，可用于生产单克隆抗体，D正确。 答案　B 2．(2024·荆州调研)下列关于动物细胞融合的说法，错误的是(　　) A．细胞融合前要用酶解法将组织分散成单个细胞 B．细胞融合的原理是细胞膜的流动性 C．融合后得到的杂交细胞具有两个或多个亲本细胞的遗传信息 D．融合后得到的杂交细胞具有两个细胞核 解析　动物细胞融合前要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶将组织分散成单个细胞，A正确；动物细胞融合的原理是细胞膜的流动性，B正确；融合后得到的杂交细胞具有两个或多个亲本细胞的遗传信息，C正确；融合后得到的杂交细胞只有一个细胞核，D错误。 答案　D　　　　　　　　　　　　　　 探究点二　单克隆抗体及其应用 “生物导弹”是免疫导向药物的形象称呼，由单克隆抗体与药物结合而成，单克隆抗体的制备过程如图所示。探究下列问题： (1)补充完整上述单克隆抗体制备过程。 (2)若只考虑细胞两两融合，A过程会获得3种类型的细胞。经特定选择培养基筛选后，未融合的亲本细胞和融合的具有同种细胞核的细胞都会死亡，只有融合的杂交瘤细胞才能生长。 (3)注射到小鼠体内进行培养的细胞具有的特点是既能大量增殖又能产生特定抗体。 (4)图示过程生产出的单克隆抗体不能直接用于人体，理由是_____________________。 提示　小鼠形成的抗体对人体来说是抗原，存在着排斥反应 (5)“生物导弹”中单克隆抗体的作用是______________________________________。 提示　将药物定向带到靶细胞所在位置 1．单克隆抗体制备过程的关键分析 (1)对动物免疫的原因：B淋巴细胞要经过免疫过程，即接触抗原，增殖分化为有特异性免疫功能的B淋巴细胞，才能产生相应的抗体。 (2)杂交瘤细胞具备双亲的遗传物质，不仅具有浆细胞产生特异性抗体的能力，还具有骨髓瘤细胞在体外培养条件下大量增殖的能力，从而可以克服B淋巴细胞不能无限增殖的缺点，大量生产单克隆抗体。 2．两次筛选的比较 3．下列是应用动物细胞工程技术获取单克隆抗X抗体的具体操作步骤，选项中对单克隆抗体制备的相关叙述不正确的是(　　) ①将X抗原注入小鼠体内，获得能产生抗X抗体的B淋巴细胞　②从患骨髓瘤的小鼠体内获取骨髓瘤细胞　③利用促细胞融合因子使两种细胞发生融合　④将杂交瘤细胞注入小鼠腹腔培养　⑤筛选出能产生抗X抗体的杂交瘤细胞　⑥从腹水中提取抗体 A．实验顺序应当是①②③⑤④⑥ B．④过程中产生的多个杂交瘤细胞也称为克隆化培养 C．③过程获得的细胞均可无限增殖 D．③到⑤的过程中通常要经过两次筛选 解析　单克隆抗体的制备过程为①②③⑤④⑥，其中③到⑤过程通常要经过两次筛选，即先筛选出杂交瘤细胞，再筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞，A、D正确；④过程是将杂交瘤细胞注入小鼠体内培养，杂交瘤细胞无限增殖，也称为克隆化培养，B正确；③过程获得的细胞不都能无限增殖，如B淋巴细胞自身融合的细胞不能无限增殖，因此还需要用选择培养基进行筛选，C错误。 答案　C 4．(不定项)CD47是一种在多种细胞中广泛表达的跨膜糖蛋白，能够与巨噬细胞膜上的受体结合，并抑制其吞噬作用。结肠癌等多种肿瘤细胞表面的CD47含量比正常细胞高1.6～5倍。科研人员尝试合成抗CD47的单克隆抗体，并进一步探究其对巨噬细胞吞噬作用的影响。过程如下图所示，下列有关叙述正确的是(　　) 注：吞噬指数越大，代表吞噬能力越强。 A．图示①步骤中多次用CD47处理小鼠，是为了让小鼠产生更多的抗CD47抗体 B．图示③步骤中需要对杂交瘤细胞进行两次筛选，但两次筛选原理不同 C．图示②步骤中可以利用PEG融合法促进细胞融合，体现了细胞膜的结构特点 D．肿瘤细胞中存在CD47的受体基因 解析　图示①步骤中需反复用CD47处理小鼠，使小鼠体内产生更多的能分泌抗CD47抗体的B淋巴细胞，A错误；图示③步骤中需要对杂交瘤细胞进行两次筛选，第一次筛选可以选择出杂交瘤细胞，第二次筛选应用了抗原—抗体特异性结原理，选择可以分泌抗CD47抗体的杂交瘤细胞，两次筛选原理不同，B正确；图示②步骤中可以利用PEG融合法促进细胞融合，体现了细胞膜的流动性，C正确；CD47受体基因在每个细胞中都存在，肿瘤细胞中也存在CD47的受体基因，在吞噬细胞中特异性表达，D正确。 答案　BCD [课堂小结] [课堂巩固] 1．动物细胞融合属于动物细胞工程的技术手段之一，下列有关动物细胞融合的叙述正确的是(　　) A．动物细胞融合产生的细胞称为重组细胞 B．融合后形成的细胞为单核或多核细胞 C．常用的诱导融合的生物诱导剂是聚乙二醇、灭活的病毒等 D．也称细胞杂交，可由两个或多个动物细胞结合成一个细胞 解析　动物细胞融合产生的细胞称为杂交细胞，核移植产生的细胞称为重组细胞，A错误；融合后形成具有两个或多个细胞遗传信息的单核细胞，B错误；诱导动物细胞融合的生物诱导剂是灭活的病毒，聚乙二醇属于化学诱导剂，C错误；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，D正确。 答案　D 2．对比动物细胞融合和植物体细胞杂交技术，下列论述合理的是(　　) A．均可使用PEG、电融合或灭活病毒的方法诱导细胞融合 B．两者都可以跨越种属间的生殖隔离 C．两者都需要用到纤维素酶和果胶酶 D．在适宜的条件下，均可发育成完整个体 解析　灭活的病毒是动物细胞融合特有的诱导方法，A不合理；动物细胞融合和植物体细胞杂交技术都可以打破生殖隔离，B合理；植物体细胞杂交技术需要用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，动物细胞融合不需要，C不合理；目前，动物细胞融合形成的杂交细胞不能发育成完整个体，D不合理。 答案　B 3．(2024·无锡调研)下列关于单克隆抗体制备的说法，正确的是(　　) A．将特定抗原注射到小鼠体内，可以从小鼠血清中获得单克隆抗体 B．经特定抗原免疫过的B淋巴细胞在体外培养时可分泌单克隆抗体 C．诱导B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合后，发生融合的细胞均为杂交瘤细胞 D．筛选出杂交瘤细胞后，需利用特定抗原再次筛选分泌所需抗体的细胞 解析　向小鼠体内注射特定的抗原，小鼠会产生浆细胞，可以从小鼠血清中获得抗体，但此时的抗体不是单克隆抗体，A错误；经特定抗原免疫过的B淋巴细胞在体外无增殖能力，无法通过培养获得单克隆抗体，B错误；诱导B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合后，产生的融合细胞可能是：B细胞－B细胞融合、瘤细胞－瘤细胞融合、B细胞－瘤细胞融合，C错误；单克隆抗体制备过程需要2次筛选：第一次筛选出杂交瘤细胞，第二次筛选出能够产生所需抗体的杂交瘤细胞，因此经过B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合后的杂交瘤细胞还需进行抗体阳性检测才可进行体内或体外培养，D正确。 答案　D 4．(不定项)下图为单克隆抗体制备过程的示意图。下列相关叙述不正确的是(　　) A．每个脾B淋巴细胞可产生多种抗体 B．细胞融合可使用灭活病毒，灭活病毒的抗原结构依然存在 C．细胞筛选和细胞融合时所用的培养液在成分上相同 D．克隆化培养过程中杂交瘤细胞会出现接触抑制的现象 解析　脾B淋巴细胞只能产生针对相应抗原的抗体，每个脾B淋巴细胞只能产生一种抗体，A错误；灭活病毒诱导细胞融合的原理是病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能够与细胞膜上的糖蛋白发生作用，使细胞互相凝聚，故灭活病毒的抗原结构依然存在，B正确；细胞筛选时获得杂交瘤细胞需要在选择培养基上筛选，细胞融合时所用的培养液需要再加入诱导剂，两者的成分上有差异，C错误；杂交瘤细胞具有无限增殖的特点，无接触抑制现象，因此该细胞克隆化培养过程中不会出现接触抑制，D错误。 答案　ACD 5．(2024·武汉联考)动物细胞培养技术是其他动物细胞工程技术的基础，请回答下列有关动物细胞培养的问题： (1)在培养瓶中进行动物细胞培养时，需两次用到胰蛋白酶，第一次使用的目的是将组织分散成单个细胞，此次的胰蛋白酶也可用________酶代替。由于贴壁细胞培养过程中具有________现象，因此需第二次用该酶处理，然后分瓶培养。在培养过程中，应定期更换培养液，目的是_____________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)在单克隆抗体制备过程中，将获得的________(答出两个特点)的杂交瘤细胞进行________培养和抗体检测以后，再经过多次筛选，可获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。 (3)利用灭活的病毒可以诱导产生杂交瘤细胞，其中的灭活是指____________________ ________________________________________________________________________________________________________________________。 解析　(1)在培养瓶中进行动物细胞培养时，第一次使用胰蛋白酶的目的是将组织分散成单个细胞，此次的胰蛋白酶也可用胶原蛋白酶代替。由于正常动物细胞具有贴壁生长和接触抑制的特点，故培养到一定阶段需要第二次用胰蛋白酶处理，然后分瓶培养。在培养过程中，需要清除代谢产物，防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害，故需要定期更换培养液。(2)在单克隆抗体制备过程中，将获得既能产生特定抗体，又能无限增殖的杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测以后，再经过多次筛选，可获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞，将这些细胞在体外做大规模培养或注入小鼠腹腔内增殖，从细胞培养液和小鼠腹水中就可获得大量的单克隆抗体。(3)灭活是指利用物理或化学手段使病毒失去感染能力，但是并不破坏这些病原体的抗原结构。 答案　(1)胶原蛋白　接触抑制　清除代谢产物，防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害(2)既能产生特定抗体，又能迅速大量增殖　克隆化　(3)利用物理或化学手段使病毒失去感染能力，但并不破坏这些病原体的抗原结构 学科网（北京）股份有限公司 $$