第2章 第3节 第3课时 动物细胞融合技术及干细胞技术-（课件PPT+Word教案）【步步高】2024-2025学年高二生物学选择性必修第三册教师用书（苏教版2019）

第3课时　动物细胞融合技术及干细胞技术 [学习目标]　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。 一、动物细胞融合技术及其应用 1．动物细胞融合技术 (1)概念：指在一定的条件下将两个或多个动物细胞，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生物方法 ②化学方法 ③物理方法 (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，最终形成杂种细胞。 (4)融合结果 ①可能产生多种类型的细胞； ②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。 2．动物细胞融合技术的应用 (1)应用前景：在基因治疗、疾病诊断等领域展现出美好的前景。 (2)单克隆抗体的制备和应用 ①传统方法制备的抗体的缺点 a．是含有多种抗体的混合抗体。 b．不能专一性地对付某一类病原体。 c．治疗效果不佳。 ②单克隆抗体的制备过程 ③单克隆抗体的应用 a．制备单克隆抗体靶向制剂，其优点是对肿瘤细胞有较好的选择性杀伤作用。 b．由于单克隆抗体可以高度特异性地识别抗原，它在疾病诊断上也有一定的临床价值。 c．利用单克隆抗体进行导向手术，其目的是利用同位素标记的单克隆抗体在体内显示肿瘤位置，用以指导手术范围。 判断正误 (1)细胞融合依赖细胞质膜的流动性(　　) (2)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(　　) (3)二倍体动物细胞融合后得到的杂交细胞仍然是二倍体细胞(　　) (4)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(　　) (5)要提取单克隆抗体必须要破碎细胞(　　) 答案　(1)√　(2)×　(3)×　(4)√　(5)× 提示　(2)同物种之间以及不同物种的细胞都可以发生融合。(3)两个二倍体动物细胞融合后得到的杂交细胞是四倍体细胞。(5)抗体分泌到细胞外，提取单克隆抗体不需要破碎细胞。 任务一：单克隆抗体制备与应用的分析 1．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)制备单克隆抗体时，为什么选用小鼠骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合？ 提示　B淋巴细胞具有产生特异性抗体的能力，而骨髓瘤细胞可以无限增殖，二者融合成的杂交细胞既可产生特定抗体又能无限增殖。 (3)B淋巴细胞与骨髓瘤细胞经诱导融合后，培养基中共出现几种细胞？其中融合的细胞有几种？(若融合的话，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。人淋巴细胞中有这两种DNA的合成途径，但一般不分裂增殖；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，设计一种从培养液中筛选出杂交细胞的方案。 提示　在基本培养液中加入氨基蝶呤制成选择培养基，将诱导融合后的细胞接种在该培养液中，其中能不断分裂增殖的细胞即为杂交细胞。 2．根据资料，回答下列问题： 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)通过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　ADC进入肿瘤细胞的方式是胞吞；需要能量。 (2)ADC的抗体和药物各具有什么作用？ 提示　抗体具有靶向运输作用；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。 1．动物细胞融合与植物体细胞杂交的比较 比较项目 植物体细胞杂交 动物细胞融合 原理 细胞质膜的流动性、细胞的全能性 细胞质膜的流动性 步骤 酶解法去掉细胞壁后，诱导原生质体融合，形成杂种细胞，再经植物组织培养形成杂种植株 分散成单个细胞后诱导细胞融合，形成杂种细胞 方法 化学融合法(聚乙二醇法)、物理融合法(电融合法) 生物方法(病毒诱导融合法)、化学方法(聚乙二醇诱导融合法)、物理方法(电场诱导融合法) 结果 形成杂种植株 形成杂种细胞，以生产细胞产品 2.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 1．如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，需先脱分化再诱导融合 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细胞质膜的流动性无关 D．c细胞将同时表达a细胞和b细胞中的所有基因 答案　B 解析　a、b如果为植物细胞，则需要去除细胞壁，不需要脱分化，A错误；两细胞融合过程体现了细胞质膜具有一定的流动性，C错误；融合后的杂交细胞中的基因仍是选择性表达，不会表达全部的基因，D错误。 2．(2024·南通高二期中)人绒毛膜促性腺激素(HCG)是女性怀孕后胎盘滋养层细胞分泌的一种糖蛋白，制备抗HCG单克隆抗体可用于早孕的诊断。如图是抗HCG单克隆抗体制备流程示意图，下列相关叙述正确的是(　　) A．过程①常用聚乙二醇诱导细胞融合，利用了细胞质膜的选择透过性 B．过程②筛选得到的杂交细胞可直接用于生产单克隆抗体 C．过程③利用的原理是抗原和抗体的特异性结合 D．④过程需要添加抗生素等物质，以防止病毒污染 答案　C 解析　过程①为诱导动物细胞融合，常用的诱导因素有灭活的病毒、聚乙二醇、电场诱导融合等，利用了细胞质膜的流动性，A错误；过程②为用特定的选择培养基筛选杂交细胞，在筛选出的杂交细胞中，有的能产生抗HCG抗体，有的不能产生抗HCG抗体，需进一步筛选才可用于生产单克隆抗体，B错误；④过程需要添加抗生素等物质，目的是防止杂菌污染，而不是防止病毒污染，D错误。 二、干细胞技术及其应用 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自我更新和分化能力的细胞。 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，细胞体积小，核相对较大。 3．类型 4．干细胞技术应用于疾病治疗 (1)自身干细胞的移植可避免产生排斥反应。 (2)利用干细胞具有多分化潜能的特性，人们在体外培养环境中给予干细胞一定的诱导条件，就可以将其定向分化为特定类型的细胞。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。 (3)通过采集外周血、骨髓或脐带血，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。 5．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标本，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、毒理特性，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，揭示人的发育机制及影响其发育的因素。 判断正误 (1)干细胞都来源于早期胚胎(　　) (2)胚胎干细胞和成体干细胞的分化潜能相同(　　) (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动物个体的能力(　　) 答案　(1)×　(2)×　(3)√　(4)√ 提示　(1)胚胎干细胞源于早期胚胎，而成体干细胞来自成年个体的部分组织。(2)胚胎干细胞和成体干细胞的分化潜能不相同，胚胎干细胞是全能干细胞，而成体干细胞是多能干细胞。 任务二：干细胞的种类及应用的分析 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： (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？图示各细胞所含的遗传物质相同吗？ 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。 　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的能力；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 3．2006年，科学家通过体外诱导成纤维细胞获得了类似胚胎干细胞的一种细胞，即诱导多能干细胞(iPS细胞)。再生医学领域在2019年首次利用异源诱导多能干细胞培养出的眼角膜组织，移植到病人体内，成功治疗一名失明患者，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 答案　B 解析　造血干细胞和iPS细胞的分化程度不同，前者大于后者，A错误；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眼角膜是一层透明的膜，不含有血管，也不含有淋巴组织，属于免疫豁免的部位，D错误。 4．(多选)研究发现，来自胎盘的称为Cdk2细胞的干细胞能够在心脏病发作后再生出健康的心脏细胞，Cdk2细胞除了具有胚胎干细胞的所有蛋白，还具有其他的蛋白，这使得它们能够直接迁移到损伤部位。下列叙述正确的是(　　) A．Cdk2细胞仍然保留有分裂和分化的能力 B．Cdk2细胞中蛋白质的合成需多种核酸—蛋白质复合物参与 C．Cdk2细胞的迁移过程可能与细胞骨架有关系 D．肌细胞能代替Cdk2细胞培养出健康的心脏细胞 答案　ABC 课时对点练　[分值：100分] 第1～14题，每题5分，共70分。 题组一　动物细胞融合技术 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 答案　D 解析　通过人工诱导细胞融合，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。 2．(2024·淮安高二月考)科学家用灭活的病毒诱导骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合，得到杂交细胞。下列有关该过程中灭活病毒的作用， 叙述正确的是(　　) A．病毒比较小，可穿过细胞质膜进入细胞内 B．灭活的病毒表面的酶已变性，起作用的是病毒表面的糖蛋白 C．灭活的病毒已失去感染活性，但它表面的抗原结构未被破坏，可使不同的动物细胞进行融合 D．若病毒进入细胞，不会对细胞的生命活动产生干扰 答案　C 解析　骨髓瘤细胞和B淋巴细胞融合，得到杂交细胞，在该过程中，灭活的病毒能够诱导细胞融合；灭活病毒表面的糖蛋白和一些酶能够与细胞质膜上的糖蛋白发生作用，使细胞紧密凝集并发生融合，病毒一般不会进入细胞；若病毒进入细胞，会对细胞的生命活动产生一定的干扰。 3．(2024·苏州高二期中)植物体细胞杂交和动物细胞融合都可以突破生殖隔离，二者有很多相似之处。下列关于两种技术的说法，正确的是(　　) A．两种技术只能用于不同种细胞的融合，同种细胞间不可以 B．都是先进行细胞质膜融合，再进行细胞核融合 C．用于动物细胞融合的技术均可以用于植物体细胞杂交 D．植物体细胞杂交不需要获得单个细胞，动物细胞融合需要 答案　B 解析　不同种细胞间可以进行细胞融合，同种细胞间也可以进行细胞融合，且同种细胞间融合难度小于不同种细胞间融合难度，A错误；通常用灭活的病毒促进动物细胞融合，该技术不能用于植物体细胞杂交，C错误；植物体细胞杂交和动物细胞融合均需要获得单个细胞，D错误。 题组二　单克隆抗体及其应用 4．甘草酸是中药甘草中的主要活性成分，为了快速检测甘草酸，科研人员利用细胞工程技术制备了抗甘草酸的单克隆抗体，其基本操作过程如图所示。下列相关叙述正确的是(　　) A．过程①注射相应抗原后应立即从小鼠脾脏中提取细胞甲 B．过程②诱导细胞融合，利用了细胞质膜的选择透过性 C．过程③④的筛选方法相同，细胞丙、丁遗传物质相同 D．过程⑤无论在体内还是体外进行，细胞丁都可大量增殖 答案　D 解析　过程①注射相应抗原后，需要机体进行免疫反应，产生具有免疫能力的B淋巴细胞后，才可以从小鼠脾脏中提取细胞甲，A错误；过程②诱导细胞融合，利用了细胞质膜的流动性，B错误；过程③用选择培养基获得杂交细胞，过程④用抗原—抗体检测和克隆化培养得到能产生特定抗体的杂交细胞，C错误；最终获得的杂交细胞既能够无限增殖又能产生专一性的抗体，过程⑤无论在体内还是体外进行，细胞丁都可大量增殖，D正确。 5．下列关于单克隆抗体的叙述，错误的是(　　) A．单克隆抗体由浆细胞和骨髓瘤细胞融合成的杂交细胞合成 B．能产生特定抗体的杂交细胞具有癌细胞的某些特征 C．筛选产生特定抗体的杂交细胞需经过抗原—抗体检测 D．用特定抗原饲喂小鼠，再从小鼠脾脏中分离B淋巴细胞 答案　D 解析　单克隆抗体由两次筛选后得到的能分泌特定抗体的杂交细胞合成，A正确；能产生特定抗体的杂交细胞具有骨髓瘤细胞可以无限增殖的特征，B正确；用“抗原—抗体检测法”可筛选出产生特定抗体的杂交细胞，再扩大培养生产出单克隆抗体，C正确；抗原主要成分是蛋白质，饲喂小鼠时会被水解失去活性，因此应用特定抗原注射小鼠，D错误。 6．抗体—药物偶联物(ADC)通过将细胞毒素等药物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、接头和药物三部分组成，其作用机制如图所示。据图分析，下列相关叙述错误的是(　　) A．制备单克隆抗体时注射的抗原是肿瘤细胞特有的大分子 B．ADC实现精准杀伤肿瘤细胞的基础是抗体与抗原特异性结合 C．ADC以主动运输的方式进入肿瘤细胞，需要消耗能量 D．ADC在肿瘤细胞中被溶酶体裂解，释放药物，使肿瘤细胞凋亡 答案　C 解析　ADC是把抗肿瘤细胞的单克隆抗体跟药物相结合，借助单克隆抗体的定位导向作用将药物定向带到肿瘤细胞，实现精准杀伤肿瘤细胞的基础是抗体与抗原特异性结合，B正确；ADC为大分子复合体，进入肿瘤细胞的方式是胞吞，C错误；ADC通过胞吞的方式进入肿瘤细胞后，溶酶体使其裂解，释放药物，实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤，D正确。 题组三　干细胞技术及其应用 7．下列关于诱导多能干细胞(iPS细胞，由成纤维细胞诱导而来)与胚胎干细胞(ES细胞)的叙述，正确的是(　　) A．可通过细胞形态区分iPS细胞与ES细胞 B．高度分化的组织细胞可诱导形成iPS细胞与ES细胞 C．iPS细胞与ES细胞都具有分化成多种组织细胞的能力 D．iPS细胞与ES细胞的获取和利用均涉及伦理问题 答案　C 解析　干细胞在形态上具有共性，通常呈圆球形或椭圆球形，细胞体积小，核相对较大，A错误；高度分化的组织细胞可诱导形成iPS细胞，但不能诱导为ES细胞，B错误；iPS细胞和ES细胞分化能力相似，都具有发育全能性，能分化成多种组织细胞，C正确；ES细胞必须从胚胎中获取，涉及伦理问题；但iPS细胞的获得不需使用早期胚胎或原始性腺，使用人的体细胞即可，因此不会引发伦理问题，D错误。 8．如图表示人体骨髓内造血干细胞的增殖分化过程。下列说法正确的是(　　) A．干细胞分化过程中遗传物质发生了改变 B．干细胞分化出的红细胞仍具有细胞周期 C．干细胞分化过程中，细胞器的种类、数量会发生变化 D．造血干细胞的增殖分化过程能体现干细胞具有全能性 答案　C 解析　细胞分化过程中遗传物质不变，A错误；红细胞不能分裂，没有细胞周期，B错误；细胞分化是基因选择性表达的结果，干细胞分化过程中细胞器的种类、数量会发生变化，使不同细胞具备不同的功能，C正确；图示造血干细胞分化形成几种血细胞，但没有形成完整个体，也不能表明其具有分化为各种细胞的潜能，因此该过程不能体现干细胞具有全能性，D错误。 9．科学家借助载体将特定基因导入病人成纤维细胞，获得类似胚胎干细胞的一种诱导多能干细胞(iPS细胞)，通过诱导iPS细胞定向分化，可培育出所需器官进行自体移植。下列有关叙述正确的是(　　) A．成纤维细胞和iPS细胞中所含基因相同，但表达的基因不完全相同 B．iPS细胞分化成不同细胞的过程中，遗传物质和蛋白质种类都发生了变化 C．正常情况下，心肌细胞不能恢复成iPS细胞，说明细胞分化具有不可逆性 D．利用iPS细胞分化形成的器官进行自体移植前，需适当注射免疫抑制剂 答案　C 解析　据题意“科学家借助载体将特定基因导入病人的成纤维细胞，获得类似胚胎干细胞的一种诱导多能干细胞(iPS细胞)”可知，成纤维细胞和iPS细胞中所含基因不完全相同，A错误；iPS细胞分化成不同细胞的过程，实质是基因的选择性表达，故基因表达的产物——蛋白质的种类发生了变化，但遗传物质没有发生变化，B错误；正常情况下，细胞的分化是不可逆的，故心肌细胞不能恢复成iPS细胞说明细胞分化具有不可逆性，C正确；利用iPS细胞分化形成的器官进行自体移植，可避免机体产生免疫排斥反应，不需要注射免疫抑制剂，D错误。 10．(2024·盐城高二期中)科研人员在制备杂交细胞的基础上，获得了能够产生双特异性抗体(BsAb)的双杂交细胞。BsAb可以同时结合两种抗原，拓展了抗EGFR(表皮生长因子受体)单克隆抗体的临床应用范围，其原理如图所示。下列说法正确的是(　　) A．制备双杂交细胞所依据的原理是抗原、抗体结合的特异性 B．BsAb能与T细胞表面抗原CD3结合，激活T细胞，发挥体液免疫作用 C．若利用培养液体外培养杂交细胞，需要定期添加新的培养液 D．一种抗原部分结构改变后，可能会出现原双特异性抗体中一种单克隆抗体失效的情况 答案　D 解析　制备双杂交细胞所依据的基本原理有动物细胞增殖和细胞质膜的流动性，筛选过程利用了选择培养基和抗原、抗体结合的特异性原理，A错误；据图可知，BsAb能与T细胞表面抗原CD3结合，同时能与肿瘤细胞的EGFR结合，该过程会激活T细胞，释放颗粒酶穿孔素，使肿瘤细胞凋亡，发挥了细胞免疫作用，B错误；细胞生长增殖过程中会产生大量的代谢产物，代谢产物的大量积累会对细胞自身造成伤害，因此需要定期更换培养液，C错误；抗原和抗体可特异性结合，抗原的部分结构改变后，可能会出现原双特异性抗体中一种单克隆抗体失效的情况，D正确。 11．(多选)已知菌种M为组氨酸依赖菌(在缺乏组氨酸的培养基中无法存活)，菌种N为色氨酸依赖菌(在缺乏色氨酸的培养基中无法存活)。为了获得具有它们共同优良性状的融合菌，进行了如图所示的实验。下列分析不正确的是(　　) A．过程a需要纤维素酶和果胶酶去除细胞壁 B．过程b产生的融合细胞类型可能多于3种 C．过程c需要在培养基X中添加组氨酸和色氨酸 D．从培养基X中分离出的菌种P对两种氨基酸均不依赖 答案　AC 解析　菌种的细胞壁的成分不是纤维素和果胶，故在过程a中不能用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，A错误；过程b两两融合的细胞有3种类型，分别为M细胞和M细胞融合、N细胞和N细胞融合、M细胞和N细胞融合，但如果两个以上细胞间发生融合会导致融合细胞多于3种类型，B正确；过程c培养基X中不需要添加组氨酸和色氨酸，这样才能筛选出杂种融合菌，C错误；由于培养基X中不含组氨酸和色氨酸，因此，从培养基X中分离出的菌种P对两种氨基酸均不依赖，D正确。 12．(多选)(2022·江苏，19)如图表示利用细胞融合技术进行基因定位的过程，在人—鼠杂种细胞中人的染色体会以随机方式丢失，通过分析基因产物进行基因定位。现检测细胞Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中人的4种酶活性，只有Ⅱ具有芳烃羟化酶活性，只有Ⅲ具有胸苷激酶活性，Ⅰ、Ⅲ都有磷酸甘油酸激酶活性，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均有乳酸脱氢酶活性。下列相关叙述正确的有(　　) A．加入灭活仙台病毒的作用是促进细胞融合 B．细胞Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别为人—人、人—鼠、鼠—鼠融合细胞 C．芳烃羟化酶基因位于2号染色体上，乳酸脱氢酶基因位于11号染色体上 D．胸苷激酶基因位于17号染色体上，磷酸甘油酸激酶基因位于X染色体上 答案　ACD 解析　动物细胞融合过程中，可以利用灭活的仙台病毒或聚乙二醇作诱导剂促进细胞融合，A正确；细胞Ⅲ中保留了人的X、11、17号染色体，故不会是鼠—鼠融合细胞，B错误。 13．(多选)伤寒沙门氏菌的致病毒素是其细胞壁外的脂多糖(LPS)。在研发伤寒沙门氏菌LPS疫苗的过程中，常利用多肽模拟LPS，相似程度越高，其与LPS竞争抗体结合位点的能力越强。研究人员利用抗LPS单克隆抗体进行检测，鉴定多肽A、B模拟LPS抗原特征的相似程度，部分实验步骤如图甲所示，实验结果如图乙所示。下列叙述正确的是(　　) A．单克隆抗体的制备过程中体现了细胞质膜的流动性 B．步骤c中与LPS结合的抗体会被保留，与多肽结合的抗体会被洗脱 C．b过程利用的原理是抗原和抗体的特异性结合 D．由图乙可知，多肽B模拟LPS的效果较好 答案　ABC 解析　单克隆抗体的制备过程中应用了动物细胞融合和动物细胞培养技术，其原理分别是细胞质膜的流动性和细胞增殖，A正确；由题干可知，多肽模拟LPS抗原特征的相似程度越高，其与LPS竞争抗体结合位点的能力越强，与多肽结合的抗体会被洗脱掉，而未被洗脱的抗体因与LPS结合而残留在检测板上，未被洗脱的抗体越少的多肽模拟LPS的效果越好；图乙显示加入多肽A清洗后检测板上检出的抗体数量比加入多肽B的少，因此多肽A模拟LPS的效果更好，B正确，D错误。 14．(多选)(2024·扬州高二检测)某实验室做了如图所示的实验研究，下列有关叙述正确的是(　　) A．图中的肝细胞、神经细胞及X细胞具有相同的基因组成 B．过程③得到的Z细胞还需进行多次筛选 C．过程②细胞的DNA中结合RNA聚合酶的位置不完全相同 D．与纤维母细胞相比，过程①形成的诱导干细胞的全能性较高 答案　BCD 解析　图中的肝细胞、神经细胞均来自甲小鼠，是由诱导干细胞经过有丝分裂、分化形成的，具有相同的基因组成，但X细胞是肿瘤细胞，具有无限增殖的能力，虽然也是来自诱导干细胞，但其应该发生了基因突变具备无限增殖的能力，因此X细胞与图中的肝细胞和神经细胞的遗传物质有差异，A错误；过程②是干细胞再分化为其他组织、器官或细胞，是基因选择性表达的结果，由于不同细胞中被选择表达的基因不同，因此过程②细胞的DNA中结合RNA聚合酶的位置不完全相同，C正确；与纤维母细胞相比，过程①形成的诱导干细胞能够分化成肝细胞、神经细胞、上皮细胞等多种细胞，表明其本身分化程度低，全能性表现能力较高，D正确。 15．(12分)双特异性抗体是指一个抗体分子可以与两个不同抗原或同一抗原的两个不同抗原表位相结合，目前最常利用杂交瘤杂交法来制备。长春花是原产于非洲东海岸的野生花卉，其所含的长春碱具有良好的抗肿瘤作用。如图1是科研人员通过杂交—杂交瘤细胞技术(免疫的B淋巴细胞和杂交瘤细胞杂交技术)生产能同时识别癌胚抗原和长春碱的双特异性单克隆抗体的部分过程。图2是某双特异性抗体作用图。请分析回答下列问题： (1)与植物体细胞杂交相比，图1中过程②特有的诱导融合的方法是利用__________________诱导。 (2)为选出能产生专一抗体的细胞，要将从HAT培养基上筛选出的细胞稀释到7～10个细胞·mL－1，将细胞稀释液滴入多孔培养板中，使多孔培养板每孔中有______________个细胞，然后筛选出专一抗体检测呈______________(填“阳性”或“阴性”)的细胞进行克隆化培养。 (3)图1中过程①注射癌胚抗原的目的是_____________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)假设图2中双特异性抗体分子是由m个氨基酸形成的，下列叙述不正确的是________(填字母，多选)。 A．该双特异性抗体形成过程中相对分子质量减少18m－80 B．双特异性抗体不可以在人体内持续发挥作用 C．该特异性抗体能与人体内各类肿瘤细胞结合 D．双特异性抗体能与药物和肿瘤细胞结合，因而不具有特异性 (5)与直接使用长春碱相比，使用结合长春碱的双特异性单克隆抗体对人体的副作用更小，原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)灭活的病毒　(2)最多一　阳性　(3)刺激小鼠产生相应的B淋巴细胞　(4)ACD　(5)双特异性单克隆抗体能将抗癌药物定向带到癌细胞所在位置，在原位置杀死癌细胞，这样既不损伤正常细胞，又减少了用药剂量 解析　(1)诱导动物细胞融合的方法有物理方法(电场诱导融合法)、化学方法(聚乙二醇诱导融合法)、生物方法(用灭活的病毒诱导)。诱导动物细胞融合特有的方法是用灭活的病毒诱导。(4)假设图2中双特异性抗体分子是由m个氨基酸形成的，形成该双特异性抗体分子时，减少的相对分子质量＝脱去的水的相对分子质量＋形成“—S—S—”时脱去的氢的相对原子质量＝18×(m－4)＋2×4＝18m－64，A错误；抗体在人体内有一定时效，不能长期有效发挥作用，B正确；该双特异性抗体具有特异性，不能与人体内各类肿瘤细胞结合，C、D错误。 16．(18分)如图为细胞融合的示意图，据图回答相关问题： (1)若a、b分别是基因型为yyRr和YYrr的两个玉米品种的花粉，且这两对基因分别位于两对同源染色体上。科学家分别将花粉除去细胞壁，然后诱导其融合，再把这些融合细胞进行培养，培育出了玉米新品种。这两个品种的花粉可用化学诱导剂________________诱导融合，这些融合细胞经过脱分化形成______________，再经培养可以得到________种不同于亲本基因型的玉米(只考虑两两融合)。 (2)若a、b表示番茄和马铃薯两种植物的体细胞。 ①在“番茄—马铃薯”杂种植株的培育过程中，运用了植物细胞工程中的______________技术，植物体细胞融合成功的标志是____________________。 ②a、b细胞融合之前，要用到的酶是__________________________，处理后得到________________________________________________________________________。 (3)若a、b分别为骨髓瘤细胞和B淋巴细胞。 ①a、b细胞经促融处理后得到d细胞，d细胞经至少两次筛选后得到的细胞可产生所需抗体，该抗体与普通血清抗体相比，具有_________________________________________ ________________________________________________________________________等特点。 ②如图A～H表示单克隆抗体制备过程的各阶段图解，请用箭头把代表各图解的字母按单克隆抗体制备过程的顺序连接起来，正确的顺序为____________________。 答案　(1)聚乙二醇(PEG)　愈伤组织　4 (2)①植物体细胞杂交　再生出新的细胞壁　②纤维素酶和果胶酶　原生质体　(3)①能高度特异性地识别抗原、与特定抗原发生特异性结合、可以大量制备 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第3课时 动物细胞融合技术及干细胞技术 第二章 细胞工程 <<< 学习目标 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 一、动物细胞融合技术及其应用 二、干细胞技术及其应用 课时对点练 动物细胞融合技术及其应用 一 4 1.动物细胞融合技术 (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 细胞的技术。 (2)融合方法 梳理　教材新知 两个或多个 一个 ①生物方法 诱导物： ，如仙台病毒、疱疹病毒、腮腺炎病毒等 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 缺点：病毒引入细胞后，可能会对细胞的 产生 一定的干扰 病毒 生命活动 ②化学方法 诱导剂：__________ 局限性：有一定 ，对某些细胞(如 )不适用 ③物理方法 诱导方法： 融合法 优点：对细胞伤害 ，易操作、控制和观察 (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 、 和 ，进而发生细胞质融合和细胞核的融合，最终形成 。 聚乙二醇 毒性 卵细胞 电场诱导 小 粘连 破裂 融合 杂种细胞 (4)融合结果 ①可能产生 类型的细胞； ②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。 2.动物细胞融合技术的应用 (1)应用前景：在 、 等领域展现出美好的前景。 (2)单克隆抗体的制备和应用 ①传统方法制备的抗体的缺点 a.是含有多种抗体的 抗体。 b.不能 地对付某一类病原体。 c.治疗效果不佳。 多种 基因治疗 疾病诊断 混合 专一性 ②单克隆抗体的制备过程 多种B淋巴细胞 杂交细胞 特定 抗体 克隆 ③单克隆抗体的应用 a.制备单克隆抗体 ，其优点是对肿瘤细胞有较好的 杀伤作用。 b.由于单克隆抗体可以高度 地识别抗原，它在 上也有一定的临床价值。 c.利用单克隆抗体进行 ，其目的是利用 的单克隆抗体在体内显示肿瘤 ，用以指导手术范围。 靶向制剂 选择性 特异性 疾病诊断 导向手术 同位素标记 位置 (1)细胞融合依赖细胞质膜的流动性(　　) (2)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(　　) (3)二倍体动物细胞融合后得到的杂交细胞仍然是二倍体细胞(　　) 提示　同物种之间以及不同物种的细胞都可以发生融合。 提示　两个二倍体动物细胞融合后得到的杂交细胞是四倍体细胞。 √ × × 判断正误 10 (4)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(　　) (5)要提取单克隆抗体必须要破碎细胞(　　) 提示　抗体分泌到细胞外，提取单克隆抗体不需要破碎细胞。 √ × 判断正误 11 任务一：单克隆抗体制备与应用的分析 1.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？ 探究　核心知识 (2)制备单克隆抗体时，为什么选用小鼠骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合？ 提示　利用了动物细胞培养、动物细胞融合等技术。 提示　B淋巴细胞具有产生特异性抗体的能力，而骨髓瘤细胞可以无限增殖，二者融合成的杂交细胞既可产生特定抗体又能无限增殖。 (3)B淋巴细胞与骨髓瘤细胞经诱导融合后，培养基中共出现几种细胞？其中融合的细胞有几种？(若融合的话，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。人淋巴细胞中有这两种DNA的合成途径，但一般不分裂增殖；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，设计一种从培养液中筛选出杂交细胞的方案。 提示　在基本培养液中加入氨基蝶呤制成选择培养基，将诱导融合后的细胞接种在该培养液中，其中能不断分裂增殖的细胞即为杂交细胞。 2.根据资料，回答下列问题： 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)通过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　ADC进入肿瘤细胞的方式是胞吞；需要能量。 (2)ADC的抗体和药物各具有什么作用？ 提示　抗体具有靶向运输作用；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。 核心归纳 1.动物细胞融合与植物体细胞杂交的比较 比较项目 植物体细胞杂交 动物细胞融合 原理 细胞质膜的流动性、细胞的全能性 细胞质膜的流动性 步骤 酶解法去掉细胞壁后，诱导原生质体融合，形成杂种细胞，再经植物组织培养形成杂种植株 分散成单个细胞后诱导细胞融合，形成杂种细胞 核心归纳 比较项目 植物体细胞杂交 动物细胞融合 方法 化学融合法(聚乙二醇法)、物理融合法(电融合法) 生物方法(病毒诱导融合法)、化学方法(聚乙二醇诱导融合法)、物理方法(电场诱导融合法) 结果 形成杂种植株 形成杂种细胞，以生产细胞产品 核心归纳 2.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 核心归纳 比较项目 第一次筛选 第二次筛选 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 落实　思维方法 1.如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，需先脱分化再诱导融合 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细胞质膜的流动性无关 D.c细胞将同时表达a细胞和b细胞中的所有基因 √ a、b如果为植物细胞，则需要去除细胞壁，不需要脱分化，A错误； 两细胞融合过程体现了细胞质膜具有一定的流动性，C错误； 融合后的杂交细胞中的基因仍是选择性表达，不会表达全部的基因，D错误。 2.(2024·南通高二期中)人绒毛膜促性腺激素(HCG)是女性怀孕后胎盘滋养层细胞分泌的一种糖蛋白，制备抗HCG单克隆抗体可用于早孕的诊断。如图是抗HCG单克隆抗体制备流程示意图，下列相关叙述正确的是 A.过程①常用聚乙二醇诱导细胞融合， 利用了细胞质膜的选择透过性 B.过程②筛选得到的杂交细胞可直接 用于生产单克隆抗体 C.过程③利用的原理是抗原和抗体的特异性结合 D.④过程需要添加抗生素等物质，以防止病毒污染 √ 过程①为诱导动物细胞融合，常 用的诱导因素有灭活的病毒、聚 乙二醇、电场诱导融合等，利用 了细胞质膜的流动性，A错误； 过程②为用特定的选择培养基筛选杂交细胞，在筛选出的杂交细胞中，有的能产生抗HCG抗体，有的不能产生抗HCG抗体，需进一步筛选才可用于生产单克隆抗体，B错误； ④过程需要添加抗生素等物质，目的是防止杂菌污染，而不是防止病毒污染，D错误。 干细胞技术及其应用 二 25 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 形或椭圆球形，细胞体积 ，核相对较 。 梳理　教材新知 自我更新 分化 圆球 小 大 3.类型 胚胎 全能 单能 完整个体 多种 基底层 成肌 4.干细胞技术应用于疾病治疗 (1)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。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。 (3)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。 排斥 多分化潜能 定向 外周血 脐带血 5.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 ，降低了研究 ，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 数量 成本 毒理特性 发育机制 (1)干细胞都来源于早期胚胎(　　) (2)胚胎干细胞和成体干细胞的分化潜能相同(　　) 提示　胚胎干细胞源于早期胚胎，而成体干细胞来自成年个体的部分组织。 提示　胚胎干细胞和成体干细胞的分化潜能不相同，胚胎干细胞是全能干细胞，而成体干细胞是多能干细胞。 × × 判断正误 31 (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动物个体的能力(　　) √ √ 判断正误 32 任务二：干细胞的种类及应用的分析 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　核心知识 (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？图示各细胞所含的遗传物质相同吗？ 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。 核心归纳 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的能力；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 3.2006年，科学家通过体外诱导成纤维细胞获得了类似胚胎干细胞的一种细胞，即诱导多能干细胞(iPS细胞)。再生医学领域在2019年首次利用异源诱导多能干细胞培养出的眼角膜组织，移植到病人体内，成功治疗一名失明患者，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 √ 落实　思维方法 造血干细胞和iPS细胞的分化程度不同，前者大于后者，A错误； 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眼角膜是一层透明的膜，不含有血管，也不含有淋巴组织，属于免疫豁免的部位，D错误。 4.(多选)研究发现，来自胎盘的称为Cdk2细胞的干细胞能够在心脏病发作后再生出健康的心脏细胞，Cdk2细胞除了具有胚胎干细胞的所有蛋白，还具有其他的蛋白，这使得它们能够直接迁移到损伤部位。下列叙述正确的是 A.Cdk2细胞仍然保留有分裂和分化的能力 B.Cdk2细胞中蛋白质的合成需多种核酸—蛋白质复合物参与 C.Cdk2细胞的迁移过程可能与细胞骨架有关系 D.肌细胞能代替Cdk2细胞培养出健康的心脏细胞 √ √ √ 网络构建 课时对点练 三 41 题组一　动物细胞融合技术 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 √ 通过人工诱导细胞融合，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。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 对点训练 2.(2024·淮安高二月考)科学家用灭活的病毒诱导骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合，得到杂交细胞。下列有关该过程中灭活病毒的作用， 叙述正确的是 A.病毒比较小，可穿过细胞质膜进入细胞内 B.灭活的病毒表面的酶已变性，起作用的是病毒表面的糖蛋白 C.灭活的病毒已失去感染活性，但它表面的抗原结构未被破坏，可使不 同的动物细胞进行融合 D.若病毒进入细胞，不会对细胞的生命活动产生干扰 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 对点训练 骨髓瘤细胞和B淋巴细胞融合，得到杂交细胞，在该过程中，灭活的病毒能够诱导细胞融合；灭活病毒表面的糖蛋白和一些酶能够与细胞质膜上的糖蛋白发生作用，使细胞紧密凝集并发生融合，病毒一般不会进入细胞；若病毒进入细胞，会对细胞的生命活动产生一定的干扰。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 3.(2024·苏州高二期中)植物体细胞杂交和动物细胞融合都可以突破生殖隔离，二者有很多相似之处。下列关于两种技术的说法，正确的是 A.两种技术只能用于不同种细胞的融合，同种细胞间不可以 B.都是先进行细胞质膜融合，再进行细胞核融合 C.用于动物细胞融合的技术均可以用于植物体细胞杂交 D.植物体细胞杂交不需要获得单个细胞，动物细胞融合需要 √ 对点训练 不同种细胞间可以进行细胞融合，同种细胞间也可以进行细胞融合，且同种细胞间融合难度小于不同种细胞间融合难度，A错误； 通常用灭活的病毒促进动物细胞融合，该技术不能用于植物体细胞杂交，C错误； 植物体细胞杂交和动物细胞融合均需要获得单个细胞，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 对点训练 题组二　单克隆抗体及其应用 4.甘草酸是中药甘草中的主要活性成分，为了快速检测甘草酸，科研人员利用细胞工程技术制备了抗甘草酸的单克隆抗体，其基本操作过程如图所示。下列相关叙述正确的是 A.过程①注射相应抗原后应立即 从小鼠脾脏中提取细胞甲 B.过程②诱导细胞融合，利用了细胞质膜的选择透过性 C.过程③④的筛选方法相同，细胞丙、丁遗传物质相同 D.过程⑤无论在体内还是体外进行，细胞丁都可大量增殖 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 对点训练 过程①注射相应抗原后，需要机体进行免疫反应，产生具有免疫能力的B淋巴细胞后，才可以从小鼠脾脏中提取细胞甲，A错误； 过程②诱导细胞融合，利用了细胞质膜的流动性，B错误； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 对点训练 过程③用选择培养基获得杂交细胞，过程④用抗原—抗体检测和克隆化培养得到能产生特定抗体的杂交细胞，C错误； 最终获得的杂交细胞既能够无限增殖又能产生专一性的抗体，过程⑤无论在体内还是体外进行，细胞丁都可大量增殖，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 对点训练 5.下列关于单克隆抗体的叙述，错误的是 A.单克隆抗体由浆细胞和骨髓瘤细胞融合成的杂交细胞合成 B.能产生特定抗体的杂交细胞具有癌细胞的某些特征 C.筛选产生特定抗体的杂交细胞需经过抗原—抗体检测 D.用特定抗原饲喂小鼠，再从小鼠脾脏中分离B淋巴细胞 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 对点训练 单克隆抗体由两次筛选后得到的能分泌特定抗体的杂交细胞合成，A正确； 能产生特定抗体的杂交细胞具有骨髓瘤细胞可以无限增殖的特征，B正确； 用“抗原—抗体检测法”可筛选出产生特定抗体的杂交细胞，再扩大培养生产出单克隆抗体，C正确； 抗原主要成分是蛋白质，饲喂小鼠时会被水解失去活性，因此应用特定抗原注射小鼠，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 对点训练 6.抗体—药物偶联物(ADC)通过将细胞毒素等药物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、接头和药物三部分组成，其作用机制如 图所示。据图分析，下列相关叙述错误的是 A.制备单克隆抗体时注射的抗原是肿瘤细胞 特有的大分子 B.ADC实现精准杀伤肿瘤细胞的基础是抗体与抗原特异性结合 C.ADC以主动运输的方式进入肿瘤细胞，需要消耗能量 D.ADC在肿瘤细胞中被溶酶体裂解，释放药物，使肿瘤细胞凋亡 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 ADC是把抗肿瘤细胞的单克隆抗体跟药 物相结合，借助单克隆抗体的定位导向 作用将药物定向带到肿瘤细胞，实现精 准杀伤肿瘤细胞的基础是抗体与抗原特异性结合，B正确； ADC为大分子复合体，进入肿瘤细胞的方式是胞吞，C错误； ADC通过胞吞的方式进入肿瘤细胞后，溶酶体使其裂解，释放药物，实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤，D正确。 对点训练 题组三　干细胞技术及其应用 7.下列关于诱导多能干细胞(iPS细胞，由成纤维细胞诱导而来)与胚胎干细胞(ES细胞)的叙述，正确的是 A.可通过细胞形态区分iPS细胞与ES细胞 B.高度分化的组织细胞可诱导形成iPS细胞与ES细胞 C.iPS细胞与ES细胞都具有分化成多种组织细胞的能力 D.iPS细胞与ES细胞的获取和利用均涉及伦理问题 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 对点训练 干细胞在形态上具有共性，通常呈圆球形或椭圆球形，细胞体积小，核相对较大，A错误； 高度分化的组织细胞可诱导形成iPS细胞，但不能诱导为ES细胞，B错误； iPS细胞和ES细胞分化能力相似，都具有发育全能性，能分化成多种组织细胞，C正确； ES细胞必须从胚胎中获取，涉及伦理问题；但iPS细胞的获得不需使用早期胚胎或原始性腺，使用人的体细胞即可，因此不会引发伦理问题，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 对点训练 8.如图表示人体骨髓内造血干细胞的增殖分化过程。下列说法正确的是 A.干细胞分化过程中遗传物质发生了改变 B.干细胞分化出的红细胞仍具有细胞周期 C.干细胞分化过程中，细胞器的种类、数量会发生变化 D.造血干细胞的增殖分化过程能体现干细胞具有全能性 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 细胞分化过程中遗传物质不变，A 错误； 红细胞不能分裂，没有细胞周期， B错误； 细胞分化是基因选择性表达的结果，干细胞分化过程中细胞器的种类、数量会发生变化，使不同细胞具备不同的功能，C正确； 图示造血干细胞分化形成几种血细胞，但没有形成完整个体，也不能表明其具有分化为各种细胞的潜能，因此该过程不能体现干细胞具有全能性，D错误。 对点训练 9.科学家借助载体将特定基因导入病人成纤维细胞，获得类似胚胎干细胞的一种诱导多能干细胞(iPS细胞)，通过诱导iPS细胞定向分化，可培育出所需器官进行自体移植。下列有关叙述正确的是 A.成纤维细胞和iPS细胞中所含基因相同，但表达的基因不完全相同 B.iPS细胞分化成不同细胞的过程中，遗传物质和蛋白质种类都发生了变化 C.正常情况下，心肌细胞不能恢复成iPS细胞，说明细胞分化具有不可逆性 D.利用iPS细胞分化形成的器官进行自体移植前，需适当注射免疫抑制剂 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 据题意“科学家借助载体将特定基因导入病人的成纤维细胞，获得类似胚胎干细胞的一种诱导多能干细胞(iPS细胞)”可知，成纤维细胞和iPS细胞中所含基因不完全相同，A错误； iPS细胞分化成不同细胞的过程，实质是基因的选择性表达，故基因表达的产物——蛋白质的种类发生了变化，但遗传物质没有发生变化，B错误； 正常情况下，细胞的分化是不可逆的，故心肌细胞不能恢复成iPS细胞说明细胞分化具有不可逆性，C正确； 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 利用iPS细胞分化形成的器官进行自体移植，可避免机体产生免疫排斥反应，不需要注射免疫抑制剂，D错误。 对点训练 10.(2024·盐城高二期中)科研人员在制备杂交细胞的基础上，获得了能够产生双特异性抗体(BsAb)的双杂交细胞。BsAb可以同时结合两种抗原，拓展了抗EGFR(表皮生长因子受体)单克隆抗体的临床应用范围，其原理如图所示。下列说法正确的是 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 综合强化 A.制备双杂交细胞所依据的原理是抗原、 抗体结合的特异性 B.BsAb能与T细胞表面抗原CD3结合， 激活T细胞，发挥体液免疫作用 C.若利用培养液体外培养杂交细胞，需要定期添加新的培养液 D.一种抗原部分结构改变后，可能会出现原双特异性抗体中一种单克隆 抗体失效的情况 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 制备双杂交细胞所依据的基本原理有动 物细胞增殖和细胞质膜的流动性，筛选 过程利用了选择培养基和抗原、抗体结 合的特异性原理，A错误； 据图可知，BsAb能与T细胞表面抗原CD3结合，同时能与肿瘤细胞的EGFR结合，该过程会激活T细胞，释放颗粒酶穿孔素，使肿瘤细胞凋亡，发挥了细胞免疫作用，B错误； 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 细胞生长增殖过程中会产生大量的代谢 产物，代谢产物的大量积累会对细胞自 身造成伤害，因此需要定期更换培养液， C错误； 抗原和抗体可特异性结合，抗原的部分结构改变后，可能会出现原双特异性抗体中一种单克隆抗体失效的情况，D正确。 综合强化 11.(多选)已知菌种M为组氨酸依赖菌(在缺乏组氨酸的培养基中无法存活)，菌种N为色氨酸依赖菌(在缺乏色氨酸的培养基中无法存活)。为了获得具有它们共同优良性状的融合菌，进行了如图所示的实验。下列分析不正确的是 A.过程a需要纤维素酶和果胶酶去除细胞壁 B.过程b产生的融合细胞类型可能多于3种 C.过程c需要在培养基X中添加组氨酸和色氨酸 D.从培养基X中分离出的菌种P对两种氨基酸均不依赖 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 √ √ 综合强化 菌种的细胞壁的成分不是纤维素和果胶，故在过程a中不能用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，A错误； 过程b两两融合的细胞有3种类型，分别为M细胞和M细胞融合、N细胞和N细胞融合、M细胞和N细胞融合，但如果两个以上细胞间发生融合会导致融合细胞多于3种类型，B正确； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 综合强化 过程c培养基X中不需要添加组氨酸和色氨酸，这样才能筛选出杂种融合菌，C错误； 由于培养基X中不含组氨酸和色氨酸，因此，从培养基X中分离出的菌种P对两种氨基酸均不依赖，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 综合强化 12.(多选)(2022·江苏，19)如图表示利用细胞融合技术进行基因定位的过程，在人—鼠杂种细胞中人的染色体会以随机方式丢失，通过分析基因产物进行基因定位。现检测细胞Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中 人的4种酶活性，只有Ⅱ具有芳烃羟化酶活性， 只有Ⅲ具有胸苷激酶活性，Ⅰ、Ⅲ都有磷酸甘 油酸激酶活性，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均有乳酸脱氢酶活 性。下列相关叙述正确的有 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 综合强化 A.加入灭活仙台病毒的作用是促进细胞融合 B.细胞Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别为人—人、人—鼠、 鼠—鼠融合细胞 C.芳烃羟化酶基因位于2号染色体上，乳酸脱 氢酶基因位于11号染色体上 D.胸苷激酶基因位于17号染色体上，磷酸甘 油酸激酶基因位于X染色体上 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 √ √ 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 动物细胞融合过程中，可以利用灭活的仙台病毒或聚乙二醇作诱导剂促进细胞融合，A正确； 细胞Ⅲ中保留了人的X、11、17号染色体，故不会是鼠—鼠融合细胞，B错误。 综合强化 13.(多选)伤寒沙门氏菌的致病毒素是其细胞壁外的脂多糖(LPS)。在研发伤寒沙门氏菌LPS疫苗的过程中，常利用多肽模拟LPS，相似程度越高，其与LPS竞争抗体结合位点的能力越强。研究人员利用抗LPS单克隆抗体进行检测，鉴定多肽A、B模拟LPS抗原特征的相似程度，部分实验步骤如图甲所示，实验结果如图乙所示。下列叙述正确的是 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 综合强化 A.单克隆抗体的制备过程中体现了细胞质膜的流动性 B.步骤c中与LPS结合的抗体会被保留，与多肽结合的 抗体会被洗脱 C.b过程利用的原理是抗原和抗体的特异性结合 D.由图乙可知，多肽B模拟LPS的效果较好 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 √ √ √ 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 单克隆抗体的制备过程中应用了动物细胞融合和动物细胞培养技术，其原理分别是细胞质膜的流动性和细胞增殖，A正确； 由题干可知，多肽模拟LPS抗原特征的相似程度越高， 其与LPS竞争抗体结合位点的能力越强，与多肽结合的抗 体会被洗脱掉，而未被洗脱的抗体因与LPS结合而残留在检测板上，未被洗脱的抗体越少的多肽模拟LPS的效果越好；图乙显示加入多肽A清洗后检测板上检出的抗体数量比加入多肽B的少，因此多肽A模拟LPS的效果更好，B正确，D错误。 综合强化 14.(多选)(2024·扬州高二检测)某实验室做了如图所示的实验研究，下列有关叙述正确的是 A.图中的肝细胞、神经细胞及 X细胞具有相同的基因组成 B.过程③得到的Z细胞还需进 行多次筛选 C.过程②细胞的DNA中结合RNA聚合酶的位置不完全相同 D.与纤维母细胞相比，过程①形成的诱导干细胞的全能性较高 √ √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 综合强化 图中的肝细胞、神经细胞均来自甲小鼠，是由诱导干细胞经过有丝分裂、分化形成的，具有相同的基因组成，但X细胞是肿瘤细胞，具有无限增殖的能力，虽然也是来自诱导干细胞，但其应该发生了基因突变具备无限增殖的能力，因此X细胞与图中的肝细胞和神经细胞的遗传物质有差异，A错误； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 综合强化 过程②是干细胞再分化为其他组织、器官或细胞，是基因选择性表达的结果，由于不同细胞中被选择表达的基因不同，因此过程②细胞的DNA中结合RNA聚合酶的位置不完全相同，C正确； 与纤维母细胞相比，过程①形成的诱导干细胞能够分化成肝细胞、神经细胞、上皮细胞等多种细胞，表明其本身分化程度低，全能性表现能力较高，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 综合强化 15.双特异性抗体是指一个抗体分子可以与两个不同抗原或同一抗原的两个不同抗原表位相结合，目前最常利用杂交瘤杂交法来制备。长春花是原产于非洲东海岸的野生花卉，其所含的长春碱具有良好的抗肿瘤作用。如图1是科研人员通过杂交—杂交瘤细胞技术(免疫的B淋巴细胞和杂交瘤细胞杂交技术)生产能同时识别癌胚抗原和长春碱的双特异性单克隆抗体的部分过程。图2是某双特异性抗体作用图。请分析回答下列问题： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 综合强化 (1)与植物体细胞杂交相比，图1中过程②特有的诱导融合的方法是利用___________诱导。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 灭活的病毒 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 诱导动物细胞融合的方法有物理方法(电场诱导融合法)、化学方法(聚乙二醇诱导融合法)、生物方法(用灭活的病毒诱导)。诱导动物细胞融合特有的方法是用灭活的病毒诱导。 综合强化 (2)为选出能产生专一抗体的细胞，要将从HAT培养基上筛选出的细胞稀释到7～10个细胞·mL－1，将细胞稀释液滴入多孔培养板中，使多孔培养板每孔中有________个细胞，然后筛选出专一抗体检测呈______(填“阳性”或“阴性”)的细胞进行克隆化培养。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 最多一 阳性 综合强化 (3)图1中过程①注射癌胚抗原的目的是_____________________________。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 刺激小鼠产生相应的B淋巴细胞 综合强化 (4)假设图2中双特异性抗体分子是由m个氨基酸形成的，下列叙述不正确的是_______(填字母，多选)。 A.该双特异性抗体形成过程中相对分子质量减 少18m－80 B.双特异性抗体不可以在人体内持续发挥作用 C.该特异性抗体能与人体内各类肿瘤细胞结合 D.双特异性抗体能与药物和肿瘤细胞结合，因而不具有特异性 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 ACD 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 假设图2中双特异性抗体分子是由m个氨基酸形成的，形成该双特异性抗体分子时，减少的相对分子质量＝脱去的水的相对分子质量＋形成“—S—S—”时脱去的氢的相对原子质量＝18×(m－4)＋2×4＝18m－64，A错误； 抗体在人体内有一定时效，不能长期有效发挥作用，B正确； 该双特异性抗体具有特异性，不能与人体内各类肿瘤细胞结合，C、D错误。 综合强化 (5)与直接使用长春碱相比，使用结合长春碱的双特异性单克隆抗体对人体的副作用更小，原因是_________________________________________ __________________________________________________________________________。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 双特异性单克隆抗体能将抗癌药物定向带到癌细胞所在位置，在原位置杀死癌细胞，这样既不损伤正常细胞，又减少了用药剂量 综合强化 16.如图为细胞融合的示意图，据图回答相关问题： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 (1)若a、b分别是基因型为yyRr和YYrr的两个玉米品种的花粉，且这两对基因分别位于两对同源染色体上。科学家分别将花粉除去细胞壁，然后诱导其融合，再把这些融合细胞进行培养，培育出了玉米新品种。这两个品种的花粉可用化学诱导剂________________诱导融合，这些融合细胞经过脱分化形成__________，再经培养可以得到____种不同于亲本基因型的玉米(只考虑两两融合)。 聚乙二醇(PEG) 愈伤组织 4 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 (2)若a、b表示番茄和马铃薯两种植物的体细胞。 ①在“番茄—马铃薯”杂种植株的培育过程中，运用了植物细胞工程中的________________技术，植物体细胞融合成功的标志是_____________ ______。 ②a、b细胞融合之前，要用到的酶是___________________，处理后得到__________。 植物体细胞杂交 再生出新的细 胞壁 纤维素酶和果胶酶 原生质体 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 (3)若a、b分别为骨髓瘤细胞和B淋巴细胞。 ①a、b细胞经促融处理后得到d细胞，d细胞经至少两次筛选后得到的细胞可产生所需抗体，该抗体与普通血清抗体相比，具有_______________ __________________________________________________等特点。 能高度特异性地识别抗原、与特定抗原发生特异性结合、可以大量制备 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 ②如图A～H表示单克隆抗体制备过程的各阶段图解，请用箭头把代表 各图解的字母按单克隆抗体制备过程的顺序连接起来，正确的顺序为 ____________________。 综合强化 第二章 细胞工程 <<< $$