第2章 4 第2节 二 动物细胞融合技术与单克隆抗体（Word教参）-【学霸笔记·同步精讲】2025-2026学年高中生物选择性必修3 生物技术与工程（人教版）

本讲义聚焦动物细胞融合技术与单克隆抗体核心知识点，先阐述细胞融合的定义、原理（细胞膜流动性）、方法（PEG、灭活病毒等）及应用，再衔接单克隆抗体制备（B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合及两次筛选）、优点与应用，构建从技术原理到实践应用的完整知识支架。 该资料通过对比表格（植物与动物细胞融合比较）培养科学思维，设计探究活动（如灭活病毒融合原理分析）落实探究实践，结合“生物导弹”实例强化结构与功能观。课中辅助教师引导学生深入理解，课后通过练习题和知识框架帮助学生查漏补缺，巩固核心概念。

二　动物细胞融合技术与单克隆抗体 [课标要求] 1．阐明动物细胞融合是指通过物理、化学或生物学等手段，使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。2.概述细胞融合技术是单克隆抗体制备的重要技术。3.收集单克隆抗体在临床上实际应用的资料，并进行交流分享。 考点一　动物细胞融合技术 [答案自填] 两个或多个动物细胞　细胞膜的流动性　杂交　遗传信息　PEG　远缘杂交 细胞遗传　细胞免疫　单克隆抗体 (1)动物细胞融合过程中既有细胞膜的融合也有核的融合。(　　) (2)用灭活的病毒诱导能促进动物细胞融合，也能促进植物细胞融合。(　　) (3)动物细胞融合的结果是形成单核的杂交细胞，植物体细胞杂交的目的是得到杂种植株。(　　) (4)动物体细胞融合后的杂交细胞仍然是二倍体细胞。(　　) 答案：(1)√　 (2)×　灭活的病毒能诱导动物细胞融合，不能用于植物细胞融合。 (3)√　 (4)×　两个二倍体动物细胞融合形成的杂交细胞具有四个染色体组，是四倍体细胞。 [探究] 分析动物细胞融合的原理和过程 材料Ⅰ：科学家在培养动物细胞时加入失去活性的仙台病毒，发现能使两个动物细胞融合。研究表明，很多不同种的动物细胞都能进行融合，形成杂交细胞，如人—猴杂交细胞、人—鼠杂交细胞、鼠—兔杂交细胞、鼠—猴杂交细胞等。 材料Ⅱ：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。 结合上述材料回答下列问题： (1)灭活病毒使两个动物细胞融合的原理：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______________，细胞膜上的______________重新排布，细胞膜打开，细胞发生融合。 (2)结合材料分析，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的原因可能是____________________________。 (3)对比分析动物细胞融合技术和植物体细胞杂交技术，两者在最终结果上的不同是____________________________________。 提示：(1)互相凝聚　蛋白质分子和脂质分子 (2)病人体内的病毒诱导多个体细胞融合形成了多核细胞 (3)动物细胞融合最终得到的是杂交细胞，而植物体细胞杂交最终得到的是杂种植株 植物体细胞杂交与动物细胞融合的比较 项目 植物体细胞杂交 动物细胞融合 原理 细胞膜的流动性、植物细胞的全能性 细胞膜的流动性 融合前 处理 先除去细胞壁 先使细胞分散开 使用 的酶 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、离心法等 化学法：PEG融合法、高Ca2＋—高pH融合法等 电融合法、PEG融合法、灭活病毒诱导法等 结果 获得杂种植株 获得杂交细胞 应用 培育植物新品种 主要用于制备单克隆抗体 意义 突破了有性杂交的局限，打破了生殖隔离，使远缘杂交成为可能 1．下图表示用灭活病毒诱导动物细胞融合的部分过程，下列相关叙述正确的是(　　) A．细胞A和细胞B必须为同种细胞才能融合 B．细胞C同时具有细胞A和细胞B的遗传物质 C．该融合过程体现了细胞膜具有选择透过性 D．植物细胞的融合过程与动物细胞完全相同 解析：选B。不同种的细胞也能融合，如人、鼠细胞融合，A错误；由题图可知，细胞C由细胞A和细胞B融合而成，因此其同时具有细胞A和细胞B的遗传物质，B正确；该融合过程体现了细胞膜具有流动性，C错误；植物细胞的融合通常要先去掉细胞壁，该过程与动物细胞不完全相同，D错误。 2．对比动物细胞融合技术和植物体细胞杂交技术，下列叙述合理的是(　　) A．均可使用PEG融合法、电融合法或灭活病毒诱导细胞融合 B．两者都可以跨越种属间的生殖隔离 C．两者都可以体现细胞的全能性 D．在适宜的条件下，均可产生完整个体 解析：选B。灭活病毒是动物细胞融合特有的诱导因素，A不合理；动物细胞融合技术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体现了细胞的全能性，动物细胞融合技术不能体现细胞的全能性，C不合理；目前，动物细胞融合技术不能产生完整个体，D不合理。 考点二　单克隆抗体及其应用 1．传统抗体的获得 (1)方法：向动物体内反复注射某种抗原，使动物产生______________，然后从动物______________中分离所需抗体。 (2)缺点：产量低、纯度低、________________________。 2．单克隆抗体的制备 (1)制备原理 ①B淋巴细胞的特点：一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体。 ②骨髓瘤细胞的特点：能在体外大量______________。 ③B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合得到的融合细胞，既能______________又能产生足够数量的______________。 (2)制备过程 3．单克隆抗体的优点及应用 (1)优点 ①能准确地识别______________的细微差异。 ②与特定______________发生特异性结合。 ③可以大量制备。 (2)应用 ①用抗人绒毛膜促性腺激素单克隆抗体做成“早早孕诊断试剂盒”。 ②利用______________的单克隆抗体在特定组织中成像的技术，定位诊断肿瘤、心血管畸形等疾病。 　　　　　　　即“生物导弹” ③可以运载药物，抗体—药物偶联物(ADC)通过将细胞毒素与能特异性识别______________的单克隆抗体结合，实现对肿瘤细胞的选择性杀伤。 ④单克隆抗体自身也可用于_______________________。 [答案自填] 抗体　血清　特异性差　增殖 大量增殖　特定抗体　骨髓瘤　能分泌所需抗体　抗原　抗原　同位素或荧光标记　肿瘤抗原　治疗疾病 (1)用特定的抗原对小鼠进行免疫后，从小鼠脾脏中只能得到一种B淋巴细胞。(　　) (2)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。(　　) (3)对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。(　　) (4)单克隆抗体是单个B淋巴细胞增殖并产生的抗体。(　　) (5)腹腔培养获取单克隆抗体的优点是可大规模培养、大量生产。(　　) 答案：(1)×　用特定的抗原对小鼠进行免疫后，小鼠体内会产生相应B淋巴细胞，但由于小鼠在生活中还会受其他抗原刺激，因此从小鼠脾脏中可以得到多种B淋巴细胞。 (2)×　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可能是杂交瘤细胞，也可能是B淋巴细胞与骨髓瘤细胞自身融合的细胞。 (3)×　对杂交瘤细胞进行体内培养，是为了获得单克隆抗体。 (4)×　单克隆抗体是杂交瘤细胞增殖并产生的抗体。 (5)×　腹腔培养获取单克隆抗体的优点是易于控制培养条件，成本较低。 [探究1] 依据教材P49图2－16单克隆抗体的制备过程，回答下列问题： (1)给小鼠注射特定抗原的目的是 ____________________________________________________。 (2)B淋巴细胞与骨髓瘤细胞经诱导融合后，培养基中共出现________种细胞。若只考虑两两融合，培养基中融合的细胞有________种。体系中出现多种类型细胞的原因是________________________ ________________________________________________________________________。 (3)单克隆抗体制备过程中，第一次筛选的目的是___________________________________。 (4)资料：①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。 ②免疫的B淋巴细胞中有这两种DNA的合成途径，但它不能分裂增殖，其本身也不能在体外长期存活。 ③鼠骨髓瘤细胞中只有D途径，没有S途径，但它能不断分裂增殖。如果它的D途径被阻断的话，它会因不能合成DNA而死亡。 根据上述资料可知，第一次筛选的方法是用________进行筛选。培养基中加入________。 (5)单克隆抗体制备过程中，第二次筛选的目的是________________________________________， 方法是________，其原理是________________________________________________________ __________________________________________________________。 提示：(1)使小鼠产生能分泌特定抗体的B淋巴细胞 (2)5　3　细胞融合是随机的，且融合率达不到100% (3)筛选出杂交瘤细胞 (4)特定的选择培养基　氨基蝶呤 (5)筛选出能分泌所需抗体的杂交瘤细胞　抗体检测　抗原—抗体的特异性结合 [探究2] 阅读教材P50“思考·讨论：单克隆抗体的应用”，回答下列问题： (1)抗体—药物偶联物(ADC)通常由抗体、药物和接头三部分组成，其中抗体的作用是_________________________________________ ______________________________________________________。 (2)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选择性杀伤肿瘤细胞的过程是_____________________________________________________________ __________________________________________________________。 提示：(1)将药物定向带到靶细胞所在位置 (2)ADC中的单克隆抗体与肿瘤细胞表面的抗原特异性结合，使ADC被细胞吞噬，经溶酶体裂解，释放药物，杀伤肿瘤细胞，诱发细胞凋亡 单克隆抗体制备过程中的两次筛选 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 小鼠在生活中还受到其他抗原的刺激，经选择培养获得的杂交瘤细胞中有能产生其他抗体的细胞 筛选目的 筛选出杂交瘤细胞 筛选出能分泌所需抗体的杂交瘤细胞 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，只有融合的杂交瘤细胞才能生长 用96孔板培养，在每一个孔中尽量只接种一个杂交瘤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所需抗体的细胞 1．将特定药物与单克隆抗体相结合制成的“生物导弹”，能够用于杀死人类某些癌细胞，其过程如下图所示。下列叙述错误的是(　　) A．经过程①形成的杂交瘤细胞都能无限增殖并产生特定抗体 B．过程①的基本原理和植物原生质体融合的基本原理相同 C．过程②需要筛选并克隆单个杂交瘤细胞 D．抗体的靶向作用使过程③具有高度特异性 解析：选A。经过程①形成的杂交瘤细胞中，只有抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞才能产生特定抗体，A错误；过程①的基本原理和植物原生质体融合的基本原理相同，都是细胞膜具有流动性，B正确；过程②需要采用抗体检测筛选出呈阳性的杂交瘤细胞，即能产生特定抗体的杂交瘤细胞，然后进行培养，C正确；抗体的靶向作用使过程③具有高度特异性，D正确。 2．(教材P50“思考·讨论”改编)下图为抗体—药物偶联物(ADC)的作用机制示意图，下列相关叙述正确的是(　　) A．ADC通常由抗体、接头和药物(如细胞毒素)三部分组成 B．ADC释放的药物能使细胞凋亡，其过程不会产生新的蛋白质 C．ADC释放的药物在肿瘤细胞外直接发挥作用，导致细胞死亡 D．ADC中的抗体不能通过杂交瘤技术大量制备 答案：A 【知识框架】 1．下列关于动物细胞融合的说法，错误的是(　　) A．细胞融合前通常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具有流动性 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：选D。动物细胞融合前通常要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶等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具有流动性，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。 2．(2025·广东梅州高二检测)下图为动物细胞融合技术过程图，下列相关叙述错误的是(　　) 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．图中过程①发生了细胞膜的融合，体现了细胞膜的选择透过性 C．图中过程②表示细胞核融合形成杂交细胞 D．动物细胞融合的结果是获得融合细胞 解析：选B。题图中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；题图中过程①发生了细胞膜的融合，体现了细胞膜的流动性，B错误；题图中过程②表示细胞核融合形成杂交细胞，C正确；动物细胞的全能性受到限制，动物细胞融合的结果是获得融合细胞，D正确。 3．(2025·江苏盐城高二期中)在制备单克隆抗体的过程中HAT选择培养基可以筛选出融合成功的杂交瘤细胞，一种杂交瘤细胞只能产一种抗体。科学家通过动物细胞融合技术，将两株不同的杂交瘤细胞(A和B)融合形成双杂交瘤细胞AB。双杂交瘤细胞能够悬浮在培养液中生长繁殖，可以产生双特异性抗体AB。据图分析，下列说法正确的是(　　) A．双杂交瘤细胞同时识别α、β抗原后，才能产生双特异性抗体 B．双杂交瘤细胞的筛选需要进行克隆化培养和抗体检测 C．对培养到一定密度的双杂交瘤细胞进行传代培养时，需要使用胰蛋白酶使之分散 D．体外培养双杂交瘤细胞需要定期更换培养液以创设无菌环境 解析：选B。杂交瘤细胞是由已免疫的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合形成的，无需接触抗原就能产生抗体，A错误；双杂交瘤细胞由两个杂交瘤细胞融合而成，需要通过克隆化培养和抗体检测进行筛选，B正确；双杂交瘤细胞能够悬浮在培养液中生长繁殖，若要传代培养，细胞培养液直接离心，去除上清液，加入新鲜培养液即可，不用胰蛋白酶处理，C错误；体外培养双杂交瘤细胞需要定期更换培养液以补充营养，同时避免代谢废物的积累，D错误。 4．(2025·山东师大附中高二检测)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，其基本操作过程如下图所示。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中提取细胞甲 B.过程②诱导细胞融合，利用了细胞膜的选择透过性 C．过程③④的筛选方法相同，细胞丙、丁的遗传物质相同 D．过程⑤无论在体内还是体外进行，细胞丁都可大量增殖 解析：选D。过程①注射相应抗原后应经过一段时间，使小鼠产生B淋巴细胞(能产生特定抗体)，再从小鼠脾中提取细胞甲，A错误；过程②诱导细胞融合，利用了细胞膜的流动性，B错误；过程③筛选杂交瘤细胞，过程④筛选能产生所需抗体的杂交瘤细胞，二者筛选方法不同，C错误。 5．(2025·江苏徐州高二期中)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，作用机制如下图所示。下列相关叙述错误的是(　　) A．连接物和药物的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 解析：选B。抗体—药物偶联物经过内环境靶向运输至癌细胞处，在内环境中比较稳定，在细胞内，经溶酶体水解后发挥药效，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，具有化学性质单一、灵敏度高、特异性强的特点，D正确。 学科网（北京）股份有限公司 $