2.2.2动物细胞融合技术与单克隆抗体（导学案）生物人教版选择性必修3

该高中生物学导学案聚焦动物细胞工程第二课时，核心内容为动物细胞融合技术与单克隆抗体制备，通过对比植物体细胞杂交引入，构建“原理-流程-应用”知识支架，引导学生掌握融合方法、杂交瘤细胞筛选及抗体应用等要点。 资料特色在于设置多层次小组讨论与针对性习题，如“灭活病毒诱导原理”“两次筛选差异分析”等，培养科学思维与探究实践能力，结合医学诊断、靶向治疗实例渗透生命观念，助力学生构建知识网络，提升解决实际问题的能力。

第 2章 细胞工程 第2节 动物细胞工程 动物细胞融合技术与单克隆抗体（导学案） 1.说明动物细胞融合与植物体细胞杂交的异同。 2.简述动物细胞融合和单克隆抗体制备的过程、方法与原理。 3.列举动物细胞融合技术与单克隆抗体技术的优点及实际应用。 一、教学重点 1.理解细胞膜流动性是融合的基础，掌握 PEG、电融合、灭活病毒等常用诱导手段，明确其在打破生殖隔离、实现细胞遗传物质重组中的核心作用。 2.熟练掌握 “免疫小鼠→细胞融合→筛选杂交瘤细胞→克隆化培养与抗体检测→大量制备” 的技术主线，清晰梳理各环节的操作目的与逻辑关联。 3.理解单克隆抗体 “特异性强、灵敏度高、可大量制备” 的优势，掌握其在医学诊断、靶向治疗、科学研究等领域的典型应用。 二、教学难点 1.精准理解第一次筛选（选出杂交瘤细胞，排除未融合细胞、同种融合细胞）与第二次筛选（选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞）的原理、方法及目的差异，突破易混概念。 2.深入理解杂交瘤细胞 “既能无限增殖（瘤细胞特性）又能产生特异性抗体（B 淋巴细胞特性）” 的本质，建立细胞融合后遗传物质重组与功能表达的逻辑联系。 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。融合后形成的杂交细胞具有原来两个或多个细胞的遗传信息。 2.诱导动物细胞融合的常用方法 （1）物理法：电融合法 （2）化学法：PEG融合等 （3）生物法：灭活病毒诱导等 3. 原理：细胞膜的流动性。 4．意义：突破了有性杂交的局限，使远缘杂交成为可能。 5．动物细胞融合技术的应用 (1)成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和培育生物新品种等的重要手段。 (2)利用动物细胞融合技术发展起来的杂交瘤技术，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.常规抗体与单克隆抗体 (1)常规抗体 ①产生:抗体的传统生产方法是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,制备的抗体特异性差。 (2) 单克隆抗体 ①产生：由单一B淋巴细胞细胞增殖产生的单一抗体。 ②优点:能准确地识别抗原的细微差异，与特定抗原发生特异性结合,并且可以大量制备。 2. 单克隆抗体的制备 (1)B淋巴细胞特点： 一种B淋巴细胞分泌一种特异性抗体。 (2)骨髓瘤细胞特点： 能在体外大量增殖。 (3)杂交瘤细胞特点：B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合得到的杂交瘤细胞，既能大量增殖；又能产生大量抗体。 （4）制备过程 ①免疫处理 提供B淋巴细胞的动物必须预先注射 特定抗原进行免疫处理，获得能产生特定抗体的B淋巴细胞。 ②诱导融合 ③通过筛选获得杂交瘤细胞 用特定的选择培养基进行筛选：在该培养基上，未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡，只有融合的杂交瘤细胞才能生长。 ④通过筛选获得能产生所需抗体的杂交瘤细胞 对上述经选择培养的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能分泌所需抗体的细胞(抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞)。 ⑤获取单克隆抗体的场所 若在细胞培养液中进行杂交瘤细胞培养，则从细胞培养液中提取；若在小鼠或其他动物腹腔中培养，则从小鼠腹水中提取。 (3)单克隆抗体的应用 ①被广泛用作诊断试剂，在多种疾病的诊断和病原体鉴定中发挥重要作用。 如：用抗人绒毛膜促性腺激素单克隆抗体做成的“早早孕诊断试剂盒”.在妊娠第8天就可以做出诊断,且准确率高达90%以上。 又如：利用同位素或荧光标记的单克隆抗体在特定组织中成像的技术，可定位诊断肿瘤、心血管畸形等疾病。 ②可以运载药物 抗体——药物偶联物(ADC)通过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。 ③自身也可用于治疗疾病。 一、思考•讨论→动物细胞融合技术 【小组讨论】 1.“灭活病毒”中灭活的具体含义是什么？ 用物理或化学手段使病毒或细菌失去感染能力，但并不破坏它们的抗原结构。 2. 灭活病毒诱导细胞融合的原理是什么？ 病毒表面的糖蛋白和一些酶与细胞膜上的糖蛋白发生作用，使细胞互相凝聚，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、思考•讨论→单克隆抗体的制备 【小组讨论】 1、机体通过什么免疫过程分泌抗体？ 体液免疫 2、抗体是由什么细胞产生？ 抗体是机体受抗原刺激后B淋巴细胞增殖分化形成的浆细胞产生 3、抗体的化学本质是什么？与抗原作用的特点? 蛋白质 抗原和抗体能够特异性结合 4、抗体主要分布在哪里？ 血清 5、一种浆细胞能产生几种抗体？ 一种 三、思考•讨论→单克隆抗体的应用 【小组讨论】 1.ADC的抗体和药物各具有什么作用？ 抗体主要发挥靶向运输作用，即通过特异性结合靶细胞表面的抗原，将连接的药物输送到靶细胞； 药物发挥治疗效应，如杀伤靶细胞。 2.除了细胞毒素，还有哪些物质理论上可以作为ADC偶联的药物？ ①可以用放射性同位素标记单克隆抗体进行靶向放疗； ②一些作用于细胞信号转导通路的药物可以通过阻断肿瘤细胞的信号通路来抑制其生长，理论上也可以将这些药物与单克隆抗体结合进行治疗。 3.单克隆抗体诊断试剂盒和ADC在临床应用上各具有什么优势？ ①单克隆抗体诊断试剂盒中的单克隆抗体只与特定的抗原反应，因此检测的特异性和灵敏度大大提高； ②生产单克隆抗体的杂交瘤细胞可以传代培养、冷冻保存和复苏利用，有利于控制产品的质量和标准化生产诊断试剂盒； ③ADC能够协同发挥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，因此它在临床上具有靶点清楚、毒副作用小等优点。 1.下列关于动物细胞融合的叙述，正确的是（ ） A. 融合原理与植物体细胞杂交完全相同，均依赖细胞全能性 B. 常用诱导方法包括 PEG、电融合，不可使用灭活病毒 C. 融合后可直接形成完整个体，突破了有性生殖隔离 D. 为单克隆抗体制备提供了技术基础，可实现不同细胞功能整合 解析：选 D。 A 错误：动物细胞融合原理是细胞膜流动性，植物体细胞杂交还需依赖细胞全能性形成植株； B 错误：动物细胞融合特有的诱导方法是灭活病毒； C 错误：动物细胞融合仅形成杂交细胞，无法发育为完整个体； D 正确：细胞融合是单克隆抗体制备的核心步骤，可整合 B 淋巴细胞和骨髓瘤细胞的功能。 2.单克隆抗体制备过程中，给小鼠注射特定抗原的主要目的是（ ） A. 使小鼠产生大量骨髓瘤细胞 B. 诱导小鼠产生能分泌特异性抗体的 B 淋巴细胞 C. 直接获得可无限增殖的杂交瘤细胞 D. 激活小鼠的细胞免疫，杀伤肿瘤细胞 解析：选 B。 A 错误：骨髓瘤细胞是肿瘤细胞，并非由抗原诱导产生； B 正确：注射抗原可引发体液免疫，使小鼠分化出能分泌对应特异性抗体的 B 淋巴细胞； C 错误：杂交瘤细胞需后续通过细胞融合与筛选获得； D 错误：该步骤目的是诱导体液免疫，而非细胞免疫。 3.单克隆抗体制备过程中，第一次筛选的目的是（ ） A. 筛选出能产生特异性抗体的 B 淋巴细胞 B. 筛选出能无限增殖的骨髓瘤细胞 C. 筛选出融合的杂交瘤细胞，排除未融合细胞和同种融合细胞 D. 筛选出能在小鼠腹腔内增殖的杂交瘤细胞 解析：选 C。 A、B 错误：这是融合前两种亲本细胞的特性，并非第一次筛选的目标； C 正确：第一次筛选（如 HAT 筛选）的核心是保留B 淋巴细胞 - 骨髓瘤融合的杂交瘤细胞，去除未融合细胞和同种融合细胞； D 错误：腹腔增殖是后续大量制备的方式，与第一次筛选无关。 4.下列关于杂交瘤细胞的叙述，正确的是（ ） A. 仅保留 B 淋巴细胞的特性，能产生抗体但不能无限增殖 B. 仅保留骨髓瘤细胞的特性，能无限增殖但不能产生抗体 C. 同时具备 B 淋巴细胞和骨髓瘤细胞的特性，既能无限增殖又能产生特异性抗体 D. 由两个 B 淋巴细胞融合而成，可产生多种抗体 解析：选 C。 A、B 错误：杂交瘤细胞是 B 淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合的产物，同时继承两种细胞的核心功能； C 正确：杂交瘤细胞既保留骨髓瘤细胞无限增殖的特点，又保留 B 淋巴细胞产生特异性抗体的能力； D 错误：杂交瘤细胞由 B 淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合而成，且经二次筛选后仅产生单一特异性抗体。 5. 单克隆抗体制备过程中，若第一次筛选使用HAT选择培养基（能抑制骨髓瘤细胞自身合成DNA），下列叙述错误的是（ ） A. 未融合的骨髓瘤细胞因无法合成DNA，在HAT培养基上不能存活 B. 未融合的B淋巴细胞因不能无限增殖，在HAT培养基上会逐渐衰老死亡 C. 同种融合的B淋巴细胞-B淋巴细胞，可在HAT培养基上长期存活并增殖 D. 杂交瘤细胞可利用B淋巴细胞的DNA合成途径，在HAT培养基上存活并增殖 解析：选C A正确，骨髓瘤细胞自身DNA合成被HAT抑制，无法存活；B正确，未融合的B淋巴细胞能在HAT培养基上存活，但不能无限增殖，最终衰老死亡；C错误，同种融合的B淋巴细胞-B淋巴细胞，与未融合B淋巴细胞一样，不能无限增殖，无法长期存活；D正确，杂交瘤细胞继承B淋巴细胞的DNA合成途径，可在HAT培养基上存活且能无限增殖（继承骨髓瘤细胞特性）。 6. 某科研小组制备单克隆抗体时，将特定抗原注射小鼠后，获取B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，经两次筛选后获得目标杂交瘤细胞。下列关于该过程的分析，错误的是（ ） A. 注射抗原后，小鼠体内的B淋巴细胞会增殖分化为浆细胞和记忆细胞 B. 细胞融合后，培养液中可能存在5种细胞类型（未融合2种、同种融合2种、杂交瘤细胞1种） C. 第二次筛选时，若采用抗原-抗体杂交技术，仅能检测出能分泌目标抗体的杂交瘤细胞 D. 杂交瘤细胞经克隆化培养后，所有子代细胞均能产生相同的特异性抗体，且全能性得以体现 解析：选D。 A正确，抗原刺激会引发体液免疫，B淋巴细胞增殖分化为浆细胞（产生抗体）和记忆细胞；B正确，细胞融合后存在5种细胞类型，这是第一次筛选的前提；C正确，抗原-抗体杂交具有特异性，仅能识别目标抗体，对应筛选出能分泌该抗体的杂交瘤细胞；D错误，杂交瘤细胞克隆化培养后，子代细胞遗传物质一致，能产生相同抗体，但动物细胞不具备全能性，无法发育为完整个体，不能体现全能性。 7. 关于单克隆抗体制备与应用的相关叙述，下列错误的是（ ） A. 灭活病毒诱导动物细胞融合时，病毒的抗原性被破坏，但仍能介导细胞融合 B. 杂交瘤细胞的核型与B淋巴细胞、骨髓瘤细胞的核型均不同，是两者染色体数目的总和 C. 单克隆抗体作为“生物导弹”治疗肿瘤时，抗体负责靶向识别癌细胞，药物负责杀伤癌细胞 D. 若杂交瘤细胞在传代培养中发生基因突变，可能导致其产生的抗体特异性发生改变 解析：选B。 A正确，灭活病毒保留融合能力，失去感染性（抗原性被破坏）；B错误，杂交瘤细胞是B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合形成的，其核型是两者染色体数目的总和，但需注意：融合后细胞可能发生染色体丢失，并非绝对等于两者染色体数之和；C正确，“生物导弹”的核心是抗体的靶向性与药物的杀伤性结合；D正确，基因突变会改变抗体的基因序列，导致抗体特异性改变。 8. 某科研小组尝试优化单克隆抗体制备流程，下列优化方案与原理不匹配的是（ ） A. 选用幼龄小鼠的B淋巴细胞，原理是幼龄小鼠的B淋巴细胞增殖能力强、能产生更多抗体 B. 融合前用胰蛋白酶处理骨髓瘤细胞，原理是胰蛋白酶可使细胞分散，提高融合效率 C. 第二次筛选后进行克隆化培养，原理是杂交瘤细胞的全能性，可获得大量相同细胞 D. 体外培养杂交瘤细胞时，加入血清和CO₂，原理是模拟体内内环境，维持细胞正常代谢 解析：选C。 A正确，幼龄小鼠B淋巴细胞增殖能力强，能产生更多特异性B淋巴细胞；B正确，胰蛋白酶处理可使骨髓瘤细胞分散，避免细胞聚集，提高与B淋巴细胞的融合效率；C错误，克隆化培养的原理是细胞增殖（有丝分裂），而非细胞全能性，杂交瘤细胞不具备全能性，克隆化培养仅能获得大量相同的杂交瘤细胞；D正确，血清提供未知营养，CO₂维持培养液pH，模拟体内内环境，保障细胞正常代谢。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 第 2章 细胞工程 第2节 动物细胞工程 动物细胞融合技术与单克隆抗体（导学案） 1.说明动物细胞融合与植物体细胞杂交的异同。 2.简述动物细胞融合和单克隆抗体制备的过程、方法与原理。 3.列举动物细胞融合技术与单克隆抗体技术的优点及实际应用。 一、教学重点 1.理解细胞膜流动性是融合的基础，掌握 PEG、电融合、灭活病毒等常用诱导手段，明确其在打破生殖隔离、实现细胞遗传物质重组中的核心作用。 2.熟练掌握 “免疫小鼠→细胞融合→筛选杂交瘤细胞→克隆化培养与抗体检测→大量制备” 的技术主线，清晰梳理各环节的操作目的与逻辑关联。 3.理解单克隆抗体 “特异性强、灵敏度高、可大量制备” 的优势，掌握其在医学诊断、靶向治疗、科学研究等领域的典型应用。 二、教学难点 1.精准理解第一次筛选（选出杂交瘤细胞，排除未融合细胞、同种融合细胞）与第二次筛选（选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞）的原理、方法及目的差异，突破易混概念。 2.深入理解杂交瘤细胞 “既能无限增殖（瘤细胞特性）又能产生特异性抗体（B 淋巴细胞特性）” 的本质，建立细胞融合后遗传物质重组与功能表达的逻辑联系。 一、动物细胞融合技术 1.概念：使 动物细胞结合形成 的技术。融合后形成的杂交细胞具有原来两个或多个细胞的 。 2.诱导动物细胞融合的常用方法 （1）物理法： 法 （2）化学法： 等 （3）生物法： 等 3. 原理： 。 4．意义：突破了 的局限，使 成为可能。 5．动物细胞融合技术的应用 (1)成为研究 、 、肿瘤和培育生物新品种等的重要手段。 (2)利用动物细胞融合技术发展起来的 技术，为制造 开辟了新途径。 二、单克隆抗体及其应用 1.常规抗体与单克隆抗体 (1)常规抗体 ①产生:抗体的传统生产方法是向动物体内反复注射 ,使动物产生抗体,然后从动物 中分离所需抗体。 ②缺点:产量 、纯度 ,制备的抗体特异性 。 (2) 单克隆抗体 ①产生：由单一 细胞增殖产生的单一 。 ②优点:能准确地识别 的细微差异，与 发生特异性结合,并且可以 。 2. 单克隆抗体的制备 (1)B淋巴细胞特点： 一种B淋巴细胞分泌一种 抗体。 (2)骨髓瘤细胞特点： 能在体外大量 。 (3)杂交瘤细胞特点：B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合得到的杂交瘤细胞，既能 ；又能产生大量 。 （4）制备过程 ①免疫处理 提供B淋巴细胞的动物必须预先注射 进行免疫处理，获得能产生 的B淋巴细胞。 ②诱导融合 ③通过筛选获得杂交瘤细胞 用特定的 培养基进行筛选：在该培养基上，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 的 细胞才能生长。 ④通过筛选获得能产生所需抗体的杂交瘤细胞 对上述经选择培养的 细胞进行 和 检测，经多次筛选，就可获得足够数量的能分泌所需 的细胞(抗体检测呈 性的杂交瘤细胞)。 ⑤获取单克隆抗体的场所 若在细胞培养液中进行杂交瘤细胞培养，则从 中提取；若在小鼠或其他动物腹腔中培养，则从 中提取。 (3)单克隆抗体的应用 ①被广泛用作 ，在多种疾病的诊断和病原体鉴定中发挥重要作用。 如：用抗人绒毛膜促性腺激素单克隆抗体做成的“早早孕诊断试剂盒”.在妊娠第8天就可以做出诊断,且准确率高达90%以上。 又如：利用 或 的单克隆抗体在特定组织中成像的技术，可定位诊断肿瘤、心血管畸形等疾病。 ②可以运载 抗体——药物偶联物(ADC)通过细胞毒素与能特异性识别肿瘤抗原的 结合，实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤。 ③自身也可用于治疗疾病。 一、思考•讨论→动物细胞融合技术 【小组讨论】 1.“灭活病毒”中灭活的具体含义是什么？ 2. 灭活病毒诱导细胞融合的原理是什么？ 二、思考•讨论→单克隆抗体的制备 【小组讨论】 1、 机体通过什么免疫过程分泌抗体？ 2、 抗体是由什么细胞产生？ 3、 抗体的化学本质是什么？与抗原作用的特点? 4、 抗体主要分布在哪里？ 5、 一种浆细胞能产生几种抗体？ 三、思考•讨论→单克隆抗体的应用 【小组讨论】 1.ADC的抗体和药物各具有什么作用？ 2.除了细胞毒素，还有哪些物质理论上可以作为ADC偶联的药物？ 3.单克隆抗体诊断试剂盒和ADC在临床应用上各具有什么优势？ 1.下列关于动物细胞融合的叙述，正确的是（ ） A. 融合原理与植物体细胞杂交完全相同，均依赖细胞全能性 B. 常用诱导方法包括 PEG、电融合，不可使用灭活病毒 C. 融合后可直接形成完整个体，突破了有性生殖隔离 D. 为单克隆抗体制备提供了技术基础，可实现不同细胞功能整合 2.单克隆抗体制备过程中，给小鼠注射特定抗原的主要目的是（ ） A. 使小鼠产生大量骨髓瘤细胞 B. 诱导小鼠产生能分泌特异性抗体的 B 淋巴细胞 C. 直接获得可无限增殖的杂交瘤细胞 D. 激活小鼠的细胞免疫，杀伤肿瘤细胞 3.单克隆抗体制备过程中，第一次筛选的目的是（ ） A. 筛选出能产生特异性抗体的 B 淋巴细胞 B. 筛选出能无限增殖的骨髓瘤细胞 C. 筛选出融合的杂交瘤细胞，排除未融合细胞和同种融合细胞 D. 筛选出能在小鼠腹腔内增殖的杂交瘤细胞 4.下列关于杂交瘤细胞的叙述，正确的是（ ） A. 仅保留 B 淋巴细胞的特性，能产生抗体但不能无限增殖 B. 仅保留骨髓瘤细胞的特性，能无限增殖但不能产生抗体 C. 同时具备 B 淋巴细胞和骨髓瘤细胞的特性，既能无限增殖又能产生特异性抗体 D. 由两个 B 淋巴细胞融合而成，可产生多种抗体 5. 单克隆抗体制备过程中，若第一次筛选使用HAT选择培养基（能抑制骨髓瘤细胞自身合成DNA），下列叙述错误的是（ ） A. 未融合的骨髓瘤细胞因无法合成DNA，在HAT培养基上不能存活 B. 未融合的B淋巴细胞因不能无限增殖，在HAT培养基上会逐渐衰老死亡 C. 同种融合的B淋巴细胞-B淋巴细胞，可在HAT培养基上长期存活并增殖 D. 杂交瘤细胞可利用B淋巴细胞的DNA合成途径，在HAT培养基上存活并增殖 6. 某科研小组制备单克隆抗体时，将特定抗原注射小鼠后，获取B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，经两次筛选后获得目标杂交瘤细胞。下列关于该过程的分析，错误的是（ ） A. 注射抗原后，小鼠体内的B淋巴细胞会增殖分化为浆细胞和记忆细胞 B. 细胞融合后，培养液中可能存在5种细胞类型（未融合2种、同种融合2种、杂交瘤细胞1种） C. 第二次筛选时，若采用抗原-抗体杂交技术，仅能检测出能分泌目标抗体的杂交瘤细胞 D. 杂交瘤细胞经克隆化培养后，所有子代细胞均能产生相同的特异性抗体，且全能性得以体现 7. 关于单克隆抗体制备与应用的相关叙述，下列错误的是（ ） A. 灭活病毒诱导动物细胞融合时，病毒的抗原性被破坏，但仍能介导细胞融合 B. 杂交瘤细胞的核型与B淋巴细胞、骨髓瘤细胞的核型均不同，是两者染色体数目的总和 C. 单克隆抗体作为“生物导弹”治疗肿瘤时，抗体负责靶向识别癌细胞，药物负责杀伤癌细胞 D. 若杂交瘤细胞在传代培养中发生基因突变，可能导致其产生的抗体特异性发生改变 8. 某科研小组尝试优化单克隆抗体制备流程，下列优化方案与原理不匹配的是（ ） A. 选用幼龄小鼠的B淋巴细胞，原理是幼龄小鼠的B淋巴细胞增殖能力强、能产生更多抗体 B. 融合前用胰蛋白酶处理骨髓瘤细胞，原理是胰蛋白酶可使细胞分散，提高融合效率 C. 第二次筛选后进行克隆化培养，原理是杂交瘤细胞的全能性，可获得大量相同细胞 D. 体外培养杂交瘤细胞时，加入血清和CO₂，原理是模拟体内内环境，维持细胞正常代谢 / 学科网（北京）股份有限公司 $