第二章 第三节 第2课时 动物细胞融合技术及其应用与干细胞技术及其应用-【优化探究】2025-2026学年新教材高中生物学选择性必修3同步导学案配套PPT课件（苏教版）

细胞工程 第二章　 第三节　动物细胞工程及其应用 第2课时　动物细胞融合技术及其应用与干细胞 技术及其应用 [目标导学]　1.阐明动物细胞融合技术的概念,举例说出诱导动物细胞融合的方法。2.概述单克隆抗体的制备过程。3.概括干细胞的类型和特点。4.简述干细胞在生物医学工程中有广泛的应用价值。 内容索引 NEIRONGSUOYIN 学习任务二　干细胞技术及其应用 学习任务一　动物细胞融合技术及其应用 课时作业 素养达标 备选题库 教师独具 动物细胞融合技术及其应用 学习任务一 梳理 归纳教材知识 1.概念:指在一定的条件下将 动物细胞,通过物理、化学或生物方法,结合形成一个细胞的技术。 2.融合方法 (1)自发融合 缺点:频率 。 两个或多个 极低 (2)人为促进细胞融合 生物 方法 a.诱导物:病毒,如仙台病毒、疱疹病毒、腮腺炎病毒等。 b.诱导机理:病毒可以与细胞质膜发生作用,使细胞紧密凝集,直至融合。 c.缺点:病毒引入细胞后,可能会对细胞的 产生一定的干扰 化学 方法 a.诱导剂: 。 b.局限性:有一定毒性,对某些细胞(如卵细胞)不适用 物理 方法 a.诱导方法: 融合法。 b.优点:对细胞伤害小,易操作、控制和观察 生命活动 聚乙二醇 电场诱导 (3)诱导细胞融合的机理 在各种方法的促融合作用下,细胞质膜出现粘连、破裂和融合,进而发生细胞质融合和细胞核的融合,最终形成 。 (4)融合结果 人工诱导细胞融合后,可能产生多种类型的细胞,因此需要对细胞进行 ,挑选出所需要的细胞。 杂种细胞 筛选 3.动物细胞融合技术的应用前景 在 、疾病诊断等领域展现出美好的前景。 4.单克隆抗体的制备和应用 (1)传统方法制备的抗体的缺点 ①传统方法制备的是含有多种抗体的混合抗体。 ②不能 地对付某一类病原体。 ③治疗效果不佳。 基因治疗 专一性 (2)单克隆抗体的制备过程 B淋巴细胞 杂交细胞 特定 抗体 (3)单克隆抗体的应用 ①制备单克隆抗体靶向制剂,其优点是对肿瘤细胞有较好的 杀伤作用。 ②由于单克隆抗体可以高度 地识别抗原,它在疾病诊断上也有一定的临床价值。 ③利用单克隆抗体进行导向手术,其目的是利用 的单克隆抗体在体内显示肿瘤位置,用以指导手术范围。 选择性 特异性 同位素标记 [正误辨析] (1)通过诱导只能使同物种细胞发生融合,而不能使不同物种的细胞之间发生融合。( ) (2)与植物原生质体融合相比,动物细胞融合特有的诱导方法有聚乙二醇(PEG)诱导融合法、病毒诱导融合法。( ) (3)二倍体动物细胞融合后的杂种细胞仍然是二倍体细胞。 ( ) × × × (4)实验室制备单克隆抗体可以通过动物体内培养或体外培养两种途径获得。 ( ) (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细胞才能生长。( ) √ × 探究 要点合作突破 1.19世纪30年代,科学家曾在患肺结核、天花和麻疹等疾病的病人的病理组织中,观察到多核细胞。如何解释这一现象? 提示:病人体内的病毒等诱导多个体细胞融合形成了多核细胞。 2.根据单克隆抗体的制备过程,回答以下问题。 (1)单克隆抗体制备过程利用了哪些技术? 提示:利用了动物细胞培养、动物细胞融合等技术。 (2)单克隆抗体制备时,为什么选用小鼠骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合? 提示:这样融合成的杂交细胞,继承了双亲细胞的遗传物质,不仅具有B淋巴细胞分泌抗体的能力,而且还具有无限增殖的能力,因而可以获得大量单克隆抗体。 (3)B淋巴细胞与骨髓瘤细胞经诱导融合后,培养基中出现了几种细胞?其中融合的细胞有几种?(只考虑两两融合) 提示:共出现5种细胞。其中融合的细胞有3种。 (4)资料　已知细胞合成DNA有D和S两条途径,其中D途径能被氨基蝶呤阻断。B淋巴细胞中这两种DNA的合成途径都有,但B淋巴细胞不能无限增殖。而鼠骨髓瘤细胞中尽管没有S途径,但它能不断分裂增殖。 请根据以上信息,设计一种方法,从培养液中筛选出杂交细胞。 提示:在基础培养液中加入氨基蝶呤制成选择培养基(HAT),将诱导融合后的细胞接种在该培养液中,能不断分裂增殖的细胞即为杂交细胞。 3.根据资料,回答问题。 资料　使用高效的细胞毒素类 药物进行化疗可以有效杀伤肿 瘤细胞。但细胞毒素没有特异 性,在杀伤肿瘤细胞的同时还会 对健康细胞造成伤害,这限制了它在临床上的应用。抗体—药物偶联物(ADC)将细胞毒素与能特异性识别肿瘤抗原的单克隆抗体结合,实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤。ADC通常由抗体、接头和药物(如细胞毒素)三部分组成,它的作用机制如图所示。 (1)据图分析ADC进入肿瘤细胞的方式是什么?需不需要能量? 提示:胞吞。需要能量。 (2)ADC的抗体和药物各具有什么作用? 提示:抗体具有靶向作用;药物具有治疗作用。 (3)ADC与传统的化疗相比较具有什么优势? 提示:ADC协同发挥了抗体特异性识别的靶向作用和细胞毒素对肿瘤细胞的杀伤作用,具有靶点清楚、毒副作用小的优点。 [核心知识] 1.制备过程 2.对单克隆抗体的理解 项目 内容 融合类型 同种细胞间的融合和不同种细胞间的融合 融合种类 3种(仅考虑两个细胞的融合) 筛选 筛选出能分泌特定抗体的杂交细胞 杂交细胞的特点 既能大量增殖,又能产生特定的抗体 原理 细胞质膜的流动性、细胞增殖、免疫原理 3.单克隆抗体制备过程中两次筛选的比较 比较项目 第一次筛选 第二次筛选 筛选原因 诱导融合后得到多种融合细胞,还有未融合的细胞等 由于小鼠在生活中还受到其他抗原的刺激,所以经选择培养获得的杂交细胞中有能产生其他抗体的细胞 筛选目的 筛选出杂交细胞 筛选出能分泌特定抗体的杂交细胞 筛选方法 用特定的选择培养基筛选;未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡,只有融合的杂交细胞才能生长 用96孔板培养,在每一个孔中尽量只接种一个杂交细胞的情况下进行克隆化培养和抗体检测,经多次筛选得到足够数量的能分泌特定抗体的细胞 强化 题点对应训练 1.在某靶向膜蛋白抗体药物的研发过程中,利用脂质体将含有膜蛋白胞外段基因的病毒颗粒导入宿主动物细胞进行增殖,最终获得膜蛋白胞外段,以此作为抗原对小鼠进行免疫,进而制备相应的单克隆抗体。下列叙述错误的是 (　　) A.含膜蛋白胞外段基因的病毒颗粒需被包裹在脂质体内部 B.单抗制备中用来免疫的动物品系与骨髓瘤细胞来源的品系相同 C.杂交细胞接种到小鼠腹腔可大规模生产单克隆抗体 D.将抗膜蛋白单克隆抗体与药物偶联,可以用来靶向治疗某些疾病 C 解析:含膜蛋白胞外段基因的病毒颗粒被包在脂质体双分子层中,即脂质体内部,A正确;免疫动物品系与所采用的骨髓瘤细胞差异越远,产生的杂交细胞稳定性越差,在实际单克隆抗体制备过程中一般采用与骨髓瘤细胞供体来源品系相同的动物进行免疫,B正确;将产生特定抗体的杂交细胞注射到小鼠腹腔内,可以从小鼠腹水中获得大量的单克隆抗体,C错误;单克隆抗体本身不能杀伤肿瘤细胞,只能利用其特异性引导药物作用于病变细胞,起到靶向治疗的作用,D正确。 2.(多选)如图是在单克隆抗体制备过程中, 对特定单克隆抗体(单抗)进行检测筛选原 理示意图。下列相关叙述正确的是 (　　 ) A.检测涉及的主要原理是抗体能与抗原特 异性结合 B.图中“抗原”应是免疫小鼠时注射的物质 C.单克隆抗体只能通过体外培养获得 D.可以根据反应体系中颜色的深浅来判断待测单抗的含量 ABD 解析:把抗原固定在一定的固体表面,把待测单克隆抗体与抗原混合,涉及的主要原理是抗体能与抗原特异性结合,A正确;图中“抗原”应是免疫小鼠时注射的物质,如果单克隆抗体与该抗原能发生结合反应,则该单克隆抗体就是所需要的抗体,B正确;实验室制备单克隆抗体可通过动物体内培养或体外培养两种途径获得,C错误;单抗和二抗会发生特异性结合,二抗上携带的酶催化无色底物反应,生成有色产物,反应体系中单抗越多,结合的二抗越多,酶催化产生的有色产物越多颜色越深,D正确。 干细胞技术及其应用 学习任务二 梳理 归纳教材知识 1.干细胞的概念、特点 (1)概念:干细胞是指动物(包括人)胚胎及某些器官中同时具有_________和 能力的细胞。 (2)特点:干细胞在形态上具有共性,通常呈圆球形或椭圆球形,细胞体积 ,核相对较 。 自我更新 分化 小 大 2.干细胞的类型 胚胎 全能 完整个体 多种 成肌 3.干细胞技术应用于疾病治疗 (1)研究表明,神经系统疾病、糖尿病、心脏疾病、肾脏疾病、肝脏疾病和癌症等许多疾病,都有望借助干细胞技术得到治疗,并且自身干细胞的移植可避免产生 反应。 (2)利用干细胞具有 的特性,人们在体外培养环境中给予干细胞一定的诱导条件,就可以将其 分化为特定类型的细胞。将这些特定的细胞进一步培养,可以移植至机体相应的病变区域,使其代替原本失去功能的病变组织细胞,从而达到治疗相应疾病的目的。 排斥 多分化潜能 定向 (3)干细胞移植技术能再造出全新的、正常的甚至更年轻的细胞、组织或器官,通过采集 、骨髓或 ,利用专用的干细胞分离液,提取、纯化后得到的干细胞可应用于临床治疗。 (4)2001年,我国成立了 。 外周血 脐带血 中华骨髓库 4.干细胞技术应用于新药研制和开发 (1)胚胎干细胞可分化出任何组织类型的正常细胞,这为开发新药提供大量的 ,大大减少了新药研究所需的动物数量,降低了研究成本,也改进了研发药品及其安全性检验的方法。 (2)利用人类干细胞或用干细胞培养出来的组织、器官测试各种药物的药效、 ,会比用其他动物(如小鼠)更能反映人体的状况,这可能发展成为一种新的药物筛选模式。 (3)对人胚胎干细胞的研究,可以帮助人们理解复杂的人体发育过程,并促进对人胚胎发育的基础研究,揭示人的 及影响其发育的因素。 标本 毒理特性 发育机制 [正误辨析] (1)干细胞都来源于早期胚胎。 ( ) (2)不同类型的干细胞,它们的分化潜能完全相同。 ( ) (3)干细胞技术可应用于疾病治疗、新药研制和开发。 ( ) (4)胚胎干细胞和成体干细胞不仅能自我更新,还能够分化为成年动物体内的任何一种类型细胞并具有形成完整生物个体的能力。 ( ) × × × √ 如图为哺乳动物的胚胎干细胞及其分化的示意图。请据图回答下列问题。 探究 要点合作突破 (1)图中胚胎干细胞、造血干细胞和成肌细胞,从分化潜能上来说,分别属于什么细胞? 提示:胚胎干细胞属于全能干细胞,造血干细胞属于多能干细胞,成肌细胞属于单能干细胞。 (2)由胚胎干细胞分化形成图示各种细胞的根本原因是什么?图示各细胞所含遗传物质相同吗? 提示:由胚胎干细胞分化形成图示各种细胞的根本原因是基因的选择性表达。图示各细胞所含的遗传物质相同。 (3)胚胎干细胞为什么可以解决供体器官不足的问题?其应用有什么限制因素? 提示:通过胚胎干细胞体外诱导分化,可以培育出人造组织器官,从而解决供体器官不足的问题。胚胎干细胞必须从胚胎中获取,这涉及伦理问题,因而限制了应用。 [核心知识] 　全能干细胞、多能干细胞、单能干细胞的比较 项目 全能干细胞 多能干细胞 单能干细胞 特点 具有形成完整个体的分化潜能 具有分化出多种细胞组织的能力 只能向一种类型或密切相关的细胞类型分化 实例 胚胎干细胞 造血干细胞 成肌细胞 共性 都具有自我更新和分化能力;在形态上,通常都呈圆球形或椭圆球形,细胞体积小,核相对较大 1.干细胞治疗被认为是未来医学的新支柱。下列叙述正确的是(　　) A.干细胞有多种类型,它们存在于从胚胎到成体的各个阶段 B.胚胎干细胞的核质比小,物质运输效率高 C.诱导多能干细胞类似于胚胎干细胞,具有组织特异性,只能分化成特定的细胞或组织 D.诱导多能干细胞分化为神经细胞的过程体现了细胞的全能性 强化 题点对应训练 A 解析:干细胞存在于早期胚胎、骨髓和脐带血等多种组织和器官中,存在于从胚胎到成体的各个阶段,A正确;细胞的核质比越小,物质运输效率越低,B错误;诱导多能干细胞类似于胚胎干细胞,能分化成各种细胞和组织,C错误;细胞的全能性是指细胞经过分裂和分化后,仍然具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能,诱导多能干细胞分化为神经细胞的过程没有体现细胞的全能性,D错误。 2.(多选)研究表明“渐冻症”是突变的基因导致运动神经细胞合成了某种毒蛋白,从而阻碍了轴突内营养物质的流动。也有最新研究结果表明,利用诱导多能干细胞(iPS细胞)制作前驱细胞,然后移植给渐冻症实验鼠,能延长其寿命。下列相关叙述错误的是 (　　) A.iPS细胞分化成的多种细胞中所含核酸相同,蛋白质不完全相同 B.iPS细胞分化的实质是基因的选择性表达,细胞种类增多 C.若将控制运动神经细胞合成毒蛋白的基因替换,可能会起到治疗作用 D.植入神经干细胞,恢复受损的运动功能,体现了神经干细胞的全能性 AD 解析:细胞分化的实质是基因的选择性表达,因此iPS细胞分化成的多种细胞中DNA相同,RNA和蛋白质不完全相同,A错误;细胞分化的实质是基因的选择性表达,细胞分化的结果是形成形态、结构和生理功能不同的细胞,使细胞的种类增多,B正确;若将控制运动神经细胞合成毒蛋白的基因替换,则无法合成该毒蛋白,可以起到治疗该病的作用,C正确;植入神经干细胞,诱导分化成前驱细胞,恢复受损的运动功能,没有体现细胞的全能性,D错误。 备选题库 教师独具 1.(多选)如图为动物细胞融合技术过程图,相关叙述正确的是 (　 　) 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过程发生了细胞质膜的融合, 体现了细胞质膜的选择透过性 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 ACD 解析:图中C为灭活的病毒(生物方法),此外还可用物理(如电场诱导)或化学方法(如PEG)诱导融合,A正确;图中①过程发生了细胞质膜的融合,体现了细胞质膜的流动性,B错误;结合图示可知,图中②过程表示通过细胞核融合形成杂种细胞,C正确;利用动物细胞融合技术可将小鼠骨髓瘤细胞和B淋巴细胞融合为杂交细胞,能够生产单克隆抗体,D正确。 2.马铃薯Y病毒(PVY)危害马铃薯生长,某科研团队利用小鼠细胞融合技术成功制备抗PVY的单克隆抗体并应用生产。下列叙述错误的是(　　) A.实验中用PVY反复刺激小鼠的目的是让小鼠产生骨髓瘤细胞 B.用PEG诱导小鼠B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合可获得杂交细胞 C.筛选出的特定杂交细胞既能不断增殖又能分泌抗PVY的抗体 D.生产上可用抗PVY的单克隆抗体对马铃薯进行PVY的检测与诊断 A 解析:实验中用PVY反复刺激小鼠的目的是让小鼠产生能分泌抗体的B淋巴细胞,A错误;用聚乙二醇(PEG)诱导小鼠B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合可获得杂交细胞,B正确;筛选出的特定杂交细胞兼具两种细胞的特性,既能不断增殖又能分泌抗PVY的抗体,C正确;抗原可与抗体特异性结合,故生产上可用抗PVY的单克隆抗体对马铃薯进行PVY的检测与诊断,D正确。 3.如图表示抗人体胃癌的单克隆抗体的制备过程,下列有关叙述不正确的是 (　　) A.图中实验小鼠注射的甲是能与抗人体胃癌抗体特异性结合的抗原 B.利用PEG融合法、灭活的病毒诱导法和电场诱导融合法等均可诱导细胞融合获得乙 C.用特定的选择培养基对乙筛选,融合细胞均能生长,未融合细胞均不能生长 D.丙需进行克隆化培养和抗体检测,可获得大量能分泌所需抗体的丁 C 解析:实验目的是制备抗人体胃癌的单克隆抗体,因此给小鼠注射的甲应是能与抗人体胃癌抗体特异性结合的抗原,A正确;诱导动物细胞融合可用PEG融合法、电场诱导融合法和灭活病毒诱导法,B正确;用特定的选择培养基对乙筛选,自身融合的细胞以及未融合的细胞均不能生长,C错误;丙为杂交细胞,为了筛选能产生所需抗体的杂交细胞,丙需进行克隆化培养和抗体检测,可获得大量能分泌所需抗体的丁,D正确。 4.再生医学领域在2019年首次利用异源诱导多能干细胞(iPS细胞)培养出眼角膜组织,移植到病人体内,成功治疗了一名失明患者,且未发生免疫排斥反应。下列有关叙述正确的是 (　　) A.造血干细胞和诱导多能干细胞(iPS细胞)的分化程度相同 B.神经干细胞和iPS细胞在治疗阿尔茨海默病等方面有重要价值 C.体外培养iPS细胞时培养液中不需要加入血清等物质 D.患者未发生免疫排斥反应是因为移植细胞与其自身细胞的基因相同 B 解析:造血干细胞和诱导多能干细胞(iPS细胞)的分化程度不同,前者大于后者,A错误;神经干细胞和iPS细胞在治疗神经组织损伤和神经系统退行性疾病(如帕金森病、阿尔茨海默病等)方面有重要的应用价值,B正确;体外培养iPS细胞时培养液中需要加入血清等物质,C错误;患者未发生免疫排斥反应是因为角膜是一层透明的膜,不含有血管,也不含有淋巴组织,D错误。 5.如图为研发治疗乳腺癌的某种单克隆抗体的实验流程。请分析回答下列问题。 (1)对A组鼠注射　 　　　　　　,是为了可以分离获取细胞1即　 。  (2)过程①经　　　　　　　　诱导融合,需用　　 　　培养基进行筛选获得细胞2　　　　　。  (3)物质甲可以通过对小鼠B腹腔注射来大量获得,也可以通过 　　　　　　 　获得。  (4)C组鼠为含有乳腺癌肿块的实验模型鼠,用于检测物质甲的治疗效果,C组鼠应该切除胸腺,并将C组鼠随机分成两组,一组的处理如图,另一组的处理为　　　　 　　　　,才能检测疗效。  特定(乳腺癌细胞)的抗原蛋白 经过免疫的B淋巴细胞 PEG或灭活病毒 特定的选择 杂交细胞 动物细胞体外培养 注射等量溶解物质甲的溶剂 解析:(1)分析题意可知,本过程的目的是制备治疗乳腺癌的某种单克隆抗体,根据抗原抗体特异性结合的原理可知,A组鼠应注射特定(乳腺癌细胞)的抗原蛋白,然后可以获得相应的经过免疫的B淋巴细胞。 (2)由题图信息分析可知,过程①是细胞融合,该过程可用PEG或灭活病毒诱导处理;用特定的选择培养基筛选出杂交细胞,该杂种细胞既能够快速增殖又能产生抗体。 (3)物质甲可以通过对小鼠B腹腔注射杂交细胞(体内培养)来大量获得,也可以通过动物细胞体外培养,在培养液中获得。 (4)若C组鼠为含有乳腺癌肿块的实验模型鼠,用于检测物质甲的治疗效果,为了保证实验结果的可靠性,C组鼠应该切除胸腺,进行检测疗效的实验时,需将C组鼠随机分成两组,一组处理为注射2 mL物质甲溶液,另一组处理为注射等量溶解物质甲的溶剂。 课时作业 素养达标 1.下列关于动物细胞融合的叙述,错误的是 (　　) A.在体外培养条件下,动物细胞可自发融合,但是频率极低 B.聚乙二醇具有一定的毒性,对卵细胞不适用 C.物理方法对细胞伤害小,易操作、控制和观察 D.通过人工诱导,只能使不同物种的细胞之间发生融合 D 解析:通过人工诱导,不仅能使同物种细胞发生融合,也能使不同物种的细胞之间发生融合,D错误。 2.为研制抗病毒A的单克隆抗体,某课题组以小鼠甲为实验对象设计了以下实验流程。下列叙述正确的是 (　　) A.实验处理前需给小鼠甲 注射单细胞悬液 B.筛选2采用了核酸分子杂 交的技术 C.经选择培养基获得的杂交细胞能无限增殖但分泌抗体类型不一定相同 D.只有体外配制培养液才能使杂交细胞大量增殖 C 解析:实验处理前需给小鼠甲注射病毒A,再从小鼠甲的脾脏获取相关部位制备单细胞悬液,获得已免疫的B淋巴细胞,A错误;筛选2依据原理是杂交细胞能产生抗病毒A的抗体,抗原和抗体特异性结合,不属于核酸分子杂交技术,B错误;由于分离出的B细胞有多种类型,而一种B细胞分化为B淋巴细胞后分泌一种抗体,故经选择培养基获得的杂交细胞能无限增殖但分泌抗体类型不一定相同,C正确;杂交细胞可以在体外条件下大规模培养,也可注射到小鼠腹腔内进行体内培养,D错误。 3.甲胎蛋白(AFP)是原发性肝癌的肿瘤标记物。科研人员利用杂交瘤技术制备了抗AFP单克隆抗体,以实现肝癌的准确诊断。下列相关叙述正确的是 (　　) A.用AFP对小鼠进行免疫处理后,可在其脾中获得产生特定抗体的B淋巴细胞 B.用PEG诱导B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合,即可获得杂交细胞 C.通过筛选能获得足够数量的分泌AFP的杂交细胞 D.用液体培养基培养杂交细胞时,添加适宜浓度的干扰素可防止杂菌的污染 A 解析:用AFP对小鼠进行免疫处理后,能从该小鼠的脾中获得产生特定抗体的B淋巴细胞,A正确;用PEG诱导B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合,经诱导后融合的细胞不一定是杂交细胞,还可能是自身融合的细胞或未融合的细胞,通过选择培养基筛选才能获得杂交细胞,B错误;通过筛选能获得足够数量的分泌抗AFP抗体的杂交细胞,C错误;用液体培养基培养杂交细胞时,添加适宜浓度的抗生素可防止杂菌的污染,D错误。 4.双抗体夹心法是医学上常用的定量检测抗原的方法(如图所示),利用细胞工程技术制备的单克隆抗体能增强该过程的有效性。下列相关叙述正确的是 (　　) A.将相关抗原注射到小鼠体内, 从小鼠脾脏中获得所需单克隆 抗体 B.固相抗体和酶标抗体均能与抗原结合,这是由于两者结构相同 C.通过测定酶促反应产物量反映酶标抗体量,进而推断待测抗原量 D.该方法与只使用单克隆抗体相比,能杜绝假阳性和假阴性现象 C 解析:将相关抗原注射到小鼠体内,可从小鼠脾脏中获得能产生相应抗体的B淋巴细胞,不能直接得到单克隆抗体,A错误;分析题图可知,固相抗体和酶标抗体与抗原的结合部位不同,说明两者结构不同,B错误;加入酶标抗体的目的是通过酶反应产物量来测定待测抗原量,C正确;抗原与抗体的结合具有特异性,该方法与只使用单克隆抗体相比,未增加识别抗原的种类,不能杜绝假阳性和假阴性现象,D错误。 5.小鼠作为一种与人类基因组 序列相似度较高的哺乳动物, 常用于人类某些疾病的研究。 小鼠胚胎干细胞的培养过程如图所示,下列叙述错误的是 (　　) A.胚胎干细胞具有分化为成年动物体内的任何一种类型细胞的潜能 B.体外培养胚胎干细胞的最适pH范围为1.1~1.3 C.图中胚胎干细胞分化后的组织移入小鼠体内替代病变器官可以减弱免疫排斥反应 D.图中重组细胞重编程、分裂、分化最终产生的小鼠与患病鼠性状相似 B 解析:胚胎干细胞有全能性,具有分化为成年动物体内的任何一种类型细胞的潜能,A正确;体外培养胚胎干细胞的最适pH范围为7.1~7.3,B错误;图中胚胎干细胞分化后的组织移入小鼠体内替代病变器官可以减弱免疫排斥反应,C正确;图中重组细胞重编程、分裂、分化最终产生的小鼠与患病鼠性状相似,因为细胞核来自患病鼠,D正确。 6.科学家已把多种器官的细胞转变成了诱导多能干细胞,并让其分化成了皮肤、肌肉、软骨、神经细胞以及可以同步搏动的心脏细胞。下列相关叙述正确的是 (　　) A.成熟细胞被重新编程的过程中细胞的分化程度逐渐升高 B.多能干细胞分化成神经细胞的过程中发生了基因突变,有些基因不能表达 C.多能干细胞与成熟细胞相比,细胞内核酸相同,蛋白质却不完全相同 D.诱导多能干细胞分化的过程与基因有关,与细胞直接生活的微环境有关 D 解析:细胞重新编程,是将成熟体细胞重新诱导回到早期干细胞状态,以用于发育成各种类型的细胞,此时多能干细胞的分化程度比成熟细胞低,即成熟细胞被重新编程的过程中细胞的分化程度逐渐降低,A错误;多能干细胞分化成神经细胞的过程中发生了细胞分化,进行了基因的选择性表达,有些基因不能表达,B错误;成熟细胞与多能干细胞相比经历了细胞分化,在分化过程中,表达了一些相同的基因,也表达了一些不同的基因,使得细胞内的mRNA不完全相同。所以细胞内核酸不完全相同,蛋白质也不完全相同,C错误;细胞分化的过程是基因选择性表达的过程,基因的选择性表达过程不仅与基因有关,也受细胞直接生活的微环境影响,D正确。 7.干细胞的应用前景吸引着众多科学家投入相关研究中。科学家将特异性基因转入甲鼠成纤维细胞中,在培养ES细胞(胚胎干细胞)的培养基上培养,获得iPS细胞团,再转入乙鼠体内,一段时间后转入乙鼠的细胞团逐渐退化。以下说法正确的是 (　　) A.该实验是通过转入特异性基因获得的iPS细胞团,遗传物质与ES细胞相同 B.小鼠的成纤维细胞转变为iPS细胞,类似于植物组织培养中的再分化过程 C.小鼠乙体内细胞团逐渐退化的原因可能是发生免疫排斥反应 D.iPS细胞与成体干细胞的分化潜能是没有差别的 C 解析:iPS细胞是恢复到胚胎干细胞状态的一种细胞,其遗传物质与ES细胞不一定相同,A错误;小鼠的成纤维细胞转变为iPS细胞,从高度分化的细胞转变为分化程度低的细胞,类似于植物组织培养中的脱分化过程,B错误;甲鼠的细胞对于乙鼠来说是异物,移植进入乙体内,会被乙鼠的免疫系统加以清除,所以小鼠乙体内细胞团逐渐退化的原因可能是发生免疫排斥反应,C正确;iPS细胞类似胚胎干细胞,可以分化出多种细胞,与成体干细胞的分化潜能不同,D错误。 8.为降低人类乳腺癌治疗药物的副作用,科研人员尝试在单克隆抗体技术的基础上,构建抗体—药物偶联物(ADC),过程如图1所示。 (1)动物细胞培养时,可以用　　 　　　　酶处理动物组织,得到分散的组织细胞,培养基中应含有细胞所需要的各种营养物质。在培养瓶中动物细胞培养一段时间后停止增殖的原因是___________________ 　 　　　　　　　　(至少答出2点)。  (2)为了刺激小鼠机体产生更多的B淋巴细胞,每隔2周用取自_________ 　　　　　的特定抗原注射小鼠1次,共注射3次。最后一次免疫后第3天,取脾脏内部分组织制成细胞悬液与骨髓瘤细胞诱导融合。为了获得杂交细胞,应将诱导融合后的细胞放在　 　　　　　　培养基上进行培养。  胰蛋白(或胶原蛋白) 细胞密度过大、 培养液中营养物质缺乏、有害物质积累 人的乳 腺癌细胞 (特定的)选择培养基(HAT) (3)通过过程②得到的细胞还必须经过过程③克隆化培养和____________ 　 才能筛选得到符合要求的杂交细胞,杂交细胞可以采用注射到小鼠腹腔内培养或进行体外培养的方式进行扩大培养。体外培养时,首先应保证其处于　 的环境,除了适宜的营养物质、温度等条件外,还需要控制气体条件,此外在使用合成培养基时通常还需加入　 。  (4)单克隆抗体的优点是______________________________________________ _______________________________________________________________________　 。 单克隆抗体是图1 ADC中的　 (填“a”或“b”)部分。  专一抗体 检测 无菌、无毒 血清 能准确地识别抗原的细微差异,与特定的抗 原发生特异性结合,并且可以大量制备(或特异性强、灵敏度高、可 大量制备) a (5)研究发现,ADC在患者体内的作用如图2所示。 ①单克隆抗体除了运载药物外,还有　　　　　　　　　　　　等作用。  ②ADC进入乳腺癌细胞后,细胞中的溶酶体可将其水解,释放出的药物最终作用于细胞核,可导致　 　　　　　。  ③ADC能降低乳腺癌治疗药物的副作用,是因为单克隆抗体能精确地定位乳腺癌细胞,该过程依赖于　 　　　　　原理。  作为诊断试剂、治疗疾病 (癌)细胞凋亡 抗原—抗体特异性结合 解析:(1)动物细胞培养时,可以用胰蛋白(或胶原蛋白)酶处理动物组织,得到分散的组织细胞,制备单细胞悬液。为了保证细胞正常生命活动,培养基中应含有细胞所需要的各种营养物质。培养瓶中的动物细胞培养一段时间后停止增殖,其原因应该为细胞密度过大、培养液中营养物质缺乏、有害代谢产物积累。 (2)为了刺激小鼠机体产生更多的B淋巴细胞,每隔2周用取自人的乳腺癌细胞的特定抗原注射小鼠1次,共注射3次。为了获得杂交细胞,应将诱导融合后的细胞放在特定的选择培养基(HAT)上进行培养,进而筛选出杂交细胞。 (3)通过过程②得到的细胞还必须经过过程③克隆化培养和专一抗体检测才能筛选得到符合要求的杂交细胞,此时获得的杂交细胞既能大量增殖,又能产生足够数量的特定抗体。杂交细胞可采用注射到小鼠腹腔内培养或进行体外培养的方式进行扩大培养。体外培养时,首先应保证其处于无菌、无毒的环境,否则会受到杂菌污染,除了适宜的营养物质、温度等条件外,还需要控制气体条件,此外在使用合成培养基时通常还需加入血清,以提供动物细胞所需要的各种营养。 (4)单克隆抗体由于纯度高,因而表现出特异性强、灵敏度高的典型优点,ADC药物利用了单克隆抗体的导向作用,能定向作用到癌细胞,其对应图1中的a部分。 (5)ADC中的单克隆抗体能精确地定位乳腺癌细胞,让药物作用于乳腺癌细胞,而不伤害正常的细胞,可以降低乳腺癌治疗药物的副作用,这个过程依赖于特异性的抗原与抗体反应,可以有效地治疗疾病;单克隆抗体还可以作为诊断试剂,如检测相关基因有没有表达成蛋白质,或检测抗原的有无,故单克隆抗体除了运载药物外,还有作为诊断试剂、治疗疾病等的作用。由图2可知,ADC进入乳腺癌细胞后,溶酶体可以将ADC水解,释放出的药物进入细胞质基质,最终作用于细胞核,引起乳腺癌细胞凋亡。单克隆抗体能与细胞表面的抗原特异性结合,能精确地定位乳腺癌细胞,该过程的原理是抗原—抗体特异性结合。 [素能培优练] 9.多克隆抗体是由多个B淋巴细 胞受到多种抗原决定簇刺激所 产生的,并可与多种抗原表位结 合的抗体,如图为多克隆抗体制 备过程示意图,相关叙述正确的 是 (　　) A.天然抗原可直接刺激多种B细胞和辅助性T细胞 B.过程①多次注入的目的是获得已免疫的B细胞和抗体 C.过程②中需加入胶原蛋白酶，以利于多克隆抗体的释放 D.多克隆抗体对病原体的免疫可能较单克隆抗体范围更大 答案:D 解析:天然抗原可直接刺激B细胞,但通常需要通过抗原提呈细胞提呈给辅助性T细胞,A错误;过程①多次注入的目的是获得较多的已免疫的B淋巴细胞,该过程不提取抗体,B错误;胶原蛋白酶可制备单个动物细胞,过程②中无需加入胶原蛋白酶,C错误;抗原与抗体的结合具有特异性,单克隆抗体可针对一种特定抗原,故多克隆抗体对病原体的免疫可能较单克隆抗体范围更大,D正确。 10.2023年2月,用于治疗HER2(人表皮生长因子受体2,该蛋白增多可促进乳腺癌细胞的生长和扩散)阳性晚期乳腺癌的抗体偶联药物——“优赫得”获国家药监局批准上市。“优赫得”通常由抗HER2单克隆抗体、接头和化疗药物构成。下列有关叙述错误的是(　　) A.可以通过体外培养单个B淋巴细胞来获得抗HER2单克隆抗体 B.抗HER2单克隆抗体能特异性识别乳腺癌细胞表面的HER2蛋白 C.抗HER2单克隆抗体能将连接的化疗药物输送到乳腺癌细胞中 D.“优赫得”具有靶点清楚、毒副作用小的优点 A 解析:单个B淋巴细胞无法无限增殖分泌大量的抗体,因此不可以通过体外培养单个B淋巴细胞来获得抗HER2单克隆抗体,A错误;抗体具有特异性,因此抗HER2单克隆抗体能特异性识别乳腺癌细胞表面的HER2蛋白(抗原),B正确;由于抗HER2单克隆抗体能特异性识别乳腺癌细胞表面的HER2蛋白,因此抗HER2单克隆抗体能将连接的化疗药物输送到乳腺癌细胞中,C正确;“优赫得”通常由抗HER2单克隆抗体、接头和化疗药物构成,会特异性将化疗药物输送到乳腺癌细胞中,因此其具有靶点清楚、毒副作用小的优点,D正确。 11.将Oct3/4、Sox2、c⁃Myc和KIf4基因通过逆转录病毒转入小鼠成纤维细胞后,置于培养胚胎干细胞(ES细胞)的培养基上培养。2~3周后,细胞会呈现出与ES细胞类似的形态和活跃分裂能力,这样的细胞称为诱导多能干细胞(iPS细胞)。下列说法错误的是(　　) A.从获取途径看,iPS细胞的应用前景优于胚胎干细胞 B.体细胞转化成的iPS细胞用于自身疾病的治疗,有低免疫排斥的优点 C.欲验证iPS细胞的产生是由于外源基因的作用,应设置不转入外源基因的对照组 D.欲比较上述4种基因诱导iPS细胞时作用的大小,应设置分别转入1种基因的四个实验组和同时转入4种基因的对照组 D 解析:由于iPS细胞具有活跃的分裂能力且不用从胚胎中获取,故iPS细胞的应用前景优于胚胎干细胞,A正确;iPS细胞来源于病人自身细胞,因此有低免疫排斥的优点,B正确;欲验证iPS细胞的产生是由于外源基因的作用,自变量为是否含有外源基因,应设置不转入外源基因的对照组,C正确;欲比较上述4种基因诱导iPS细胞时作用的大小,应设置分别转入1种基因的四个实验组和不转入4种基因的对照组,D错误。 12.(多选)T-DM1是一种治疗乳腺癌的抗体—药物偶联物,由曲妥珠单抗、细胞毒性药物DM1偶联形成,作用机制如图。下列有关叙述正确的有 (　　) A.连接物和药物地结合在内环境中较稳定,在溶酶体中的稳定性较低 B.T-DM1通过胞吞进入细胞,随后释放DM1,导致细胞坏死 C.T-DM1可以实现对肿瘤细胞的选择性杀伤,减少对健康细胞的伤害 D.曲妥珠单抗具有化学性质单一,特异性强的特点 答案:ACD 解析:抗体—药物偶联物经过内环境靶向运输至癌细胞处,连接物和药物地结合在内环境中应比较稳定,到达癌细胞处时结构完整,在细胞内需经溶酶体水解发挥药效,抑制微管聚合,即在溶酶体中的稳定性较低,A正确;T⁃DM1属于生物大分子,经胞吞进入细胞,随后经溶酶体水解释放药物DM1抑制微管聚合,导致细胞凋亡,B错误;T⁃DM1中的曲妥珠单抗能利用抗原—抗体特异性结合的原理,精准识别肿瘤细胞,减少对健康细胞的伤害,C正确;曲妥珠单抗属于单克隆抗体,具有纯度(化学性质单一)高、灵敏度高、特异性强的优点,D正确。 13.(多选)单克隆抗体在医疗、诊断等方面发挥着越来越重要的作用。科学家米尔斯坦和科勒设计了一个用已免疫的B淋巴细胞制备单克隆抗体的实验,如图为其实验流程图。下列相关叙述正确的是 (　　) A.a是骨髓瘤细胞,②表示在选择培养基上进行培养 B.制备单克隆抗体时,选择B淋巴细胞的原因是它能分泌多种特异性抗体 C.③过程如在体外培养,则需要无菌、无毒,营养充足,温度、pH适宜、合适的气体等环境条件 D.诱导动、植物细胞融合常用的一种化学诱导剂是聚乙二醇 答案:ACD 解析:a是骨髓瘤细胞,b是杂种细胞(杂交细胞、杂交细胞);①过程是细胞融合;②表示在选择性培养基上进行培养;③是对杂交细胞进行克隆化培养,该过程可通过体外培养或小鼠腹腔内培养,A正确;每一种B淋巴细胞只能分泌一种特异性抗体,B错误;动物细胞在体外培养需要无菌、无毒、营养充足、温度适宜、pH适宜、合适的气体等条件,C正确;诱导动、植物细胞融合常用的一种化学诱导剂是聚乙二醇(PEG),D正确。 14.在肿瘤微环境中,肿瘤细胞PD⁃L1表达量增加,与T细胞上的PD⁃1结合,抑制了T细胞的活化增殖,导致肿瘤细胞逃脱免疫监视。某研究小组制备抗人PD⁃L1的单克隆抗体用于肿瘤临床诊断和治疗,请回答下列问题。 (1)为制备抗人PD⁃L1的单克隆抗体,研究小组以小鼠甲为实验材料进行了如图1实验。给小鼠甲多次注射　 　　,以期获得更多 　　　　　 　　　的B淋巴细胞。  (2)图1中可以运用　　　　　　诱导B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合,此法不适用于植物原生质体融合,该过程需要利用细胞质膜　　　　的结构特点。  (3)根据以上分析,抗人PD⁃L1的单克隆抗体选择性杀伤肿瘤细胞的机制是_____________________________________________________________________                                                                                         , 以提高T细胞对肿瘤细胞的杀伤能力。 人PD-L1(抗原) 能够分泌抗人PD-L1抗体 灭活的病毒 流动性 针对PD-L1的单克隆抗体与肿瘤细胞表面的PD-L1结合,使得癌细 胞表面PD-L1不能与T细胞表面的PD-1结合,从而不能抑制T细胞活化, 使肿瘤细胞不能逃避T细胞的攻击 (4)治疗前需对患者进行PD⁃L1表达强度分析,因为PD⁃L1抗体对于PD⁃L1表达量低的肿瘤细胞杀伤效果不佳。研究小组检测不同肿瘤细胞(OV2008、C13、K562、H1299、MCF⁃7)裂解液中的PD⁃L1含量。(抗体与待测蛋白结合后显示条带,条带粗细体现目标蛋白的量)由图2可知,PD⁃L1的抗体对　　　肿瘤细胞杀伤效果较低,其原因是 ________________________________________________________________________ 　 　。 β⁃action基因在上述所有细胞中表达量稳定,检测β⁃action基因表达量的目的是______________________ ___________。  C13 C13肿瘤细胞PD⁃L1表达量最低,而PD-L1抗体对于PD-L1表达量低的 肿瘤细胞杀胞杀伤效果不佳 证明细胞的翻译功能 是正常的 解析:(1)上述实验前必须给小鼠甲多次注射人PD-L1(抗原),该处理的目的是诱导小鼠甲产生能够分泌抗人PD-L1抗体的B淋巴细胞。 (2)诱导小鼠B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合时,采用的诱导方法有灭活的病毒、电刺激融合、聚乙二醇等方法,其中灭活的病毒诱导融合为动物细胞特有的方法,不适用于植物原生质体融合。细胞融合利用了细胞质膜具有一定流动性的结构特点。 (3)抗人PD-L1的单克隆抗体选择性杀伤肿瘤细胞的机制是针对PD-L1的单克隆抗体与肿瘤细胞表面的PD-L1结合,使得癌细胞表面PD-L1不能与T细胞表面的PD-1结合,从而不能抑制T细胞活化,不能逃避T细胞的攻击,以提高T细胞对肿瘤细胞的杀伤能力。 (4)由图2可知,C13肿瘤细胞PD-L1表达量最低,而PD-L1抗体对于PD-L1表达量低的肿瘤细胞杀伤效果不佳,所以PD-L1的抗体对C13肿瘤细胞杀伤效果较低。Β-action基因在上述所有细胞中表达量稳定,检测β-action基因表达量的目的是证明细胞的翻译功能是正常的。 15.2024年3月Nature杂志发表: 科学家研究发现负责免疫细 胞更新的造血干细胞(HSC)会 逐渐走上“歪路”,破坏不同免 疫细胞的再生的平衡。使用特 定单抗清除这些跑偏的造血干 细胞,可重新平衡衰老的造血系统,让免疫系统再次年轻。如图是探索以造血干细胞表面标志物CD150蛋白为靶点,制备单克隆抗体的过程,请回答下列有关问题。 (1)注射小鼠的物质是　　　　　　。①过程可用______________________　 　　　酶处理剪碎后的小鼠脾脏,从小鼠脾脏中提取具有免疫能力的B淋巴细胞。体外培养骨髓瘤细胞时,必须保证环境是无菌、无毒的,具体措施是____________________________________________________________________ 　 。  (2)②过程先诱导细胞融合,后用特定的培养基进行培养以获得杂交细胞,此特定的培养基从功能上看属于　　　　(填“选择”或“鉴别”)培养基,杂交细胞的特点是　　　　　 　　　　。 (3)与传统地从血浆中提取的抗体相比,抗CD150单克隆抗体的优点是 　　　　　　　 　　。   CD150蛋白 胰蛋白(或胶原蛋白) 需要对培养液和所有培养用具进行灭菌处理、在无菌环境进行 操作、定期更换培养液 选择 既能迅速大量增殖,又能产生抗体 特异性强、灵敏度高、能大量制备 解析:(1)图中筛选出了能产生抗CD150抗体的杂交细胞,所以注射的物质是CD150蛋白。①过程用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理剪碎后的小鼠脾脏,从小鼠脾脏中提取具有免疫能力的B淋巴细胞。体外培养动物细胞时,必须保证环境是无菌、无毒的,即需要对培养液和所有培养用具进行灭菌处理以及在无菌环境下进行操作,还需要定期更换培养液,以清除代谢物,防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害。 (2)将杂交细胞从促融处理后的多种细胞中筛选出来需要选择培养基。杂交细胞既能迅速大量增殖,又能产生抗体。 (3)与传统地从血浆中提取的抗体相比,单克隆抗体具有能准确地识别抗原的细微差异能与特定抗原发生特异性结合且可以大量制备的优点。 $$