2019年春高中生物 专题2 细胞工程 2.2 动物细胞工程 2.2.2 动物细胞融合与单克隆抗体学案 新人教版选修3.doc

动物细胞融合与单克隆抗体1. 掌握动物细胞融合技术。2.理解单克隆抗体技术。(重、难点)3了解动物细胞融合和单克隆抗体技术的应用。(重点)一、动物细胞融合(阅读教材P52)概念是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程，也称细胞杂交原理细胞膜的流动性结果形成杂交细胞诱导因素聚乙二醇(PEG)、灭活的病毒、电激等应用成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和生物新品种培育等的重要手段；制备单克隆抗体意义克服了远缘杂交的不亲和性二、单克隆抗体(阅读教材P52P54).传统抗体的获得(1)方法：向动物体内反复注射某种抗原，使动物产生抗体；从动物血清中分离所需抗体。(2)缺陷：产量低、纯度低、特异性差。2单克隆抗体的制备过程.单克隆抗体的优点及应用(1)优点：特异性强、灵敏度高、产量高。(2)应用作为诊断试剂，具有准确、高效、简易、快速的优点。用于治疗疾病和运载药物。 判一判(1)(2018曲阜高二检测)细胞融合技术与传统的有性杂交相比，其优越性在于能定向地改造生物的性状。()(2)(2018南京师大附中高二期中)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。()(3)(2018南京师大附中高二期中)B淋巴细胞不能产生抗体，而浆细胞能产生抗体。()(4)动物杂交瘤细胞产生单克隆抗体能体现细胞的全能性。()(5)动物细胞融合和植物体细胞杂交的结果是相同的。()动物细胞融合结合下面动物细胞融合的过程，探究下列问题：(1)融合过程：细胞膜融合细胞质融合细胞核融合。(2)细胞膜融合的过程体现出细胞膜具有一定的流动性。(3)融合后重组细胞的特点：融合形成的杂种细胞具有两种细胞的遗传信息，通过动物细胞培养，杂种细胞表现出两个亲本细胞的特点。植物体细胞杂交和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和植物细胞的全能性细胞膜的流动性步骤酶解法去掉细胞壁后，诱导原生质体融合，形成杂种体细胞，再经过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诱导方法物理方法、化学方法物理方法、化学方法、灭活病毒结果形成杂种植株形成杂种细胞1下列关于动物细胞融合的说法，错误的是()A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B动物细胞融合需要用纤维素酶处理C动物细胞融合时需要人工诱导D诱导动物细胞融合常用的方法有：聚乙二醇、灭活的病毒、电激等答案：B2下列对植物体细胞杂交和动物细胞融合的比较，描述正确的是 ()A动物细胞融合与植物原生质体融合的基本原理相同，诱导融合的方法也完全相同B只有植物体细胞杂交可跨越种属间的生殖隔离，突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能C利用动物细胞融合技术而发展起来的杂交瘤技术，为生产单克隆抗体开辟了新途径D目前科学家终于实现了两个植物物种间的体细胞杂交，得到了同时具有两个物种遗传物质的超级植物，并使它们的性状全部得以体现解析：选C。动物细胞融合的诱导方法有生物方法，如用灭活的病毒，而植物原生质体融合没有生物方法；两个植物物种间的体细胞杂交，得到了同时具有两个物种遗传物质的超级植物，并不一定使它们的性状都能得以体现，这是基因选择性表达的结果。 生物工程技术产生后代个体的遗传物质或基因来源(1)转基因生物：目的基因来自外源生物，绝大多数基因来自两个亲本。(2)杂种植株：遗传物质来自融合的两个亲本细胞。(3)经细胞培养获得的动物细胞：遗传物质只来自一个亲本。(4)动物细胞融合形成的杂交细胞：遗传物质来自融合的两个亲本细胞。(5)克隆动物：细胞核中的遗传物质来自供体动物，细胞质中的遗传物质来自提供卵母细胞的动物个体。单克隆抗体结合下图探究制备单克隆抗体的流程。(1)第一步：向免疫小鼠体内注射特定的抗原蛋白，然后从小鼠体内获得已免疫的B淋巴细胞；该细胞能产生单一抗体。(2)第二步：用电激法、聚乙二醇法、灭活的病毒法等，诱导两种细胞发生融合，这时得到的融合细胞除了杂交瘤细胞，还有B淋巴细胞相互融合的细胞和骨髓瘤细胞相互融合的细胞。(3)第三步：用特定的选择培养基筛选出杂交瘤细胞。然后再从杂交瘤细胞群中选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞。这时的杂交瘤细胞既能分泌抗体又能大量增殖。(4)第四步：克隆化培养杂交瘤细胞。(5)第五步：将杂交瘤细胞在体外培养或注射到小鼠腹腔内增殖，从细胞培养液或小鼠的腹水中提取单克隆抗体。(1)融合后的细胞，在培养时通过什么方式进行繁殖？细胞中染色体数目与淋巴细胞相比有何不同？提示：有丝分裂。融合后细胞内染色体数目加倍。(2)筛选过程中对细胞克隆培养时，在特定培养基上使每个孔一个细胞的目的是什么？提示：使每个孔内不多于一个细胞，达到单克隆培养的目的(或单一细胞培养以保证抗体的纯度)。1植物体细胞杂交和单克隆抗体制备的比较比较项目植物体细胞杂交(番茄马铃薯植株)单克隆抗体制备第1步原生质体的制备(酶解法)正常小鼠的处理(注射灭活抗原)第2步原生质体的融合(物、化法)动物细胞融合(物、化、生法)第3步杂种细胞的筛选和培养杂交瘤细胞的筛选和培养第4步杂种植株鉴定提纯单克隆抗体(特异性强、灵敏度高)融合前处理酶解法除去细胞壁：纤维素酶、果胶酶注射特定抗原，免疫处理正常小鼠意义和用途克服有性远缘杂交不亲和的障碍；培育作物新品种制备单克隆抗体；有助于疾病的诊断、治疗、预防2.浆细胞、骨髓瘤细胞和杂交瘤细胞的比较细胞类型来源特点浆细胞由B淋巴细胞受抗原刺激后增殖分化而来能产生单一抗体，但不能无限增殖骨髓瘤细胞从骨髓肿瘤中提取能无限增殖，但不能产生抗体杂交瘤细胞浆细胞与骨髓瘤细胞融合而成既能产生抗体，又能无限增殖3.两次筛选的比较第一次筛选：由于细胞融合是随机的，因此细胞混合物中融合细胞将以多种形式出现，因此必须从中筛选出既能分泌抗体，同时又能大量增殖的杂交瘤细胞。第二次筛选：从杂交瘤细胞群中选出能产生专一抗体的特异性杂交瘤细胞。交汇点免疫调节(1)免疫类型：人体的免疫分为_和特异性免疫；特异性免疫又包括_和_。(2)免疫过程体液免疫：B淋巴细胞接受抗原刺激后增殖、分化，大部分分化为_细胞，产生抗体，小部分分化为_细胞。细胞免疫：T细胞接受抗原刺激后，分化形成_，然后与被抗原入侵的_细胞密切接触，使其裂解死亡。答案：(1)非特异性免疫体液免疫细胞免疫(2)浆记忆效应T细胞宿主 1关于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如下，其中对单克隆抗体制备的相关叙述不正确的是()将X抗原注入小鼠体内，获得能产生抗X抗体的B淋巴细胞从患骨髓瘤的小鼠体内获取骨髓瘤细胞利用促细胞融合因子使两种细胞发生融合将杂交瘤细胞注入小鼠腹腔中培养筛选出能产生抗X抗体的杂交瘤细胞从腹水中提取抗体A实验顺序应当是B过程中产生多个杂交瘤细胞的过程也属于克隆C过程中获得的细胞均可无限增殖D到过程中通常要经过两次筛选解析：选C。诱导动物细胞融合后，B淋巴细胞自身融合的细胞不能无限增殖。2对于下面制备单克隆抗体过程示意图的叙述，不正确的是()A图中有1处明显错误B中两两融合的细胞有3种，筛选保留了1种C中杂交瘤细胞均能产生抗体D可以无限增殖并分泌相应抗体解析：选C。图中的错误是用于提取B淋巴细胞的小鼠没有经过免疫，A正确；为第一次筛选，目的是筛选出杂交瘤细胞，B正确；杂交瘤细胞是由B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合形成的，但由脾脏中提取的B淋巴细胞包括非免疫的B淋巴细胞和已免疫的浆细胞，因此，杂交瘤细胞不一定都能产生抗体，C错误；是经过两次筛选得到的杂交瘤细胞群，具有无限增殖和分泌相应抗体的特点，D正确。核心知识小结要点回眸答题必备 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。 动物细胞融合常用的诱导因素有聚乙二醇(PEG)、灭活的病毒、电激等。 动物细胞融合的主要用途是制备单克隆抗体。 杂交瘤细胞是由经免疫的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合而成的，具有既能无限增殖又能产生特定抗体的能力。 单克隆抗体最主要的优点是特异性强、灵敏度高，并能大量制备。 单克隆抗体的主要用途有：作为诊断试剂、用于治疗疾病和运载药物。随堂检测1动物细胞融合的目的中，最重要的是()A克服不同生物远缘杂交的障碍B制备单克隆抗体C培育新物种D生产杂交细胞解析：选B。植物体细胞杂交主要是为了克服不同生物远缘杂交的障碍，以培育新品种。另外，植物体细胞杂交还应用了植物细胞的全能性。动物细胞的全能性受到限制，目前只见到高度分化的细胞核在去核卵母细胞中表现全能性，还未见到融合细胞核表现出全能性的例子，因此动物细胞融合不能用来培育新的物种。生产杂交细胞，也不是动物细胞融合的主要目的。2(2018太原外国语学校高二月考)将源自同品系小鼠的癌细胞和正常成纤维细胞融合，所获杂种细胞的后代只要保留成纤维细胞的某些染色体就可表现为正常表型，但若这些染色体丢失则会重新恶变为癌细胞。下列叙述不正确的是()A杂种细胞的后代保留的成纤维细胞的某些染色体上有抑制细胞恶性增殖的基因B利用灭活病毒可以诱导动物细胞融合C杂种细胞重新恶变后将失去接触抑制现象D染色体数目的变异会抑制细胞的癌变答案：D3(2018上海宝山高二模拟)如图是两种生物细胞融合技术的示意图，下列关于该图的叙述中，正确的是()Aa过程必须除去细胞壁；b过程需要通过细胞识别B如果图中表示的是动物细胞融合或植物体细胞杂交，X均能形成杂种个体C若X是苹果梨幼苗，则c过程是细胞分裂、分化的过程D细胞融合技术的缺点是不能克服远缘不亲和性答案：C4(2018常州高二检测)核苷酸合成有两个途径，物质A可以阻断其中的全合成途径(如下图)。正常细胞内含有补救合成途径所必需的转化酶和激酶，制备单克隆抗体时选用的骨髓瘤细胞中缺乏转化酶。现用加入H、A、T三种物质的“HAT培养基”来筛选特定的杂交瘤细胞。关于筛选原理的叙述，正确的是()A免疫的B细胞及其互相融合细胞因全合成途径被A阻断而在HAT培养基上不能增殖B骨髓瘤细胞及其互相融合细胞因无法进行上述两个途径而在HAT培养基上不能增殖C杂交瘤细胞因为可以进行上述两个途径，所以能在HAT培养基上大量增殖DHAT培养基上筛选出的所有杂交瘤细胞既能大量增殖又能产生高纯度的目标抗体解析：选B。免疫的B细胞及其互相融合细胞均属于成熟细胞，不能增殖，A错；骨髓瘤细胞及其互相融合细胞缺乏转化酶，又因HAT培养基中的物质A阻断了全合成途径，所以在HAT培养基上不能增殖，B正确；杂交瘤细胞因为可以进行补救合成途径，能够在HAT培养基上大量增殖，C错；HAT培养基上筛选出的杂交瘤细胞能大量增殖，也能产生抗体，但不一定产生目标抗体，D错。5用单克隆抗体研制而成的“生物导弹”由两部分组成，一是“瞄准装置”，二是杀伤性“弹头”，下列对此描述不正确的是()A“瞄准装置”是由识别肿瘤的单克隆抗体构成的B“弹头”是由放射性同位素、化学药物和细胞毒素等物质构成的C“弹头”中的药物有选择杀伤肿瘤细胞的功能D“生物导弹”是利用细胞工程制备出来的解析：选C。“弹头”中的药物不具有选择性。“生物导弹”中的“瞄准装置”是由专一识别特定肿瘤细胞的单克隆抗体构成的；“弹头”是由杀死肿瘤细胞的放射性同位素、化学药物和细胞毒素等物质构成的；“生物导弹”是利用动物细胞融合、动物细胞培养等细胞工程技术制备出来的。6(2018江西临川二中期末)如图为动物细胞融合示意图，请据图回答：(1)图中灭活的仙台病毒的作用是_。(2)若仅考虑两两融合，则A细胞和B细胞融合后共有_三种类型。(3)由杂种细胞形成无性系1、2、3的方法，可以称为_。(4)此项技术最重要的应用是_。解析：(1)诱导细胞融合需要有促融剂，比如聚乙二醇、灭活的仙台病毒等。(2)若仅考虑两两融合，则A细胞和B细胞融合后共有AA、AB、BB三种类型。(3)无性繁殖可以称之为克隆。(4)细胞融合技术最重要的应用是制备单克隆抗体。 答案：(1)促进细胞融合(作为促融剂)(2)AA、AB、BB(3)克隆(4)制备单克隆抗体7(2018天津河东区一模)下图是一种“生物导弹”的作用原理示意图，没有与肿瘤细胞结合的“生物导弹”一段时间后被机体清除。阿霉素是一种抗肿瘤药，可抑制DNA和RNA的合成，对正常细胞也有一定毒性。(注：碱性磷酸酶广泛分布于人体肝脏、骨骼、肠、肾等组织器官中)(1)制备单克隆抗体需要筛选，第二次筛选时，杂交瘤细胞还需进行_，最终筛选出_。(2)活化阿霉素能抑制细胞中的_和_过程。(3)在此治疗中，正确的方法是注射_。与传统的化疗相比，此治疗方法的优点是_。答案：(1)克隆化培养和抗体检测产生所需抗体的杂交瘤细胞(2)DNA的复制转录(3)阿霉素和单克隆抗体(4)特异性强，能减轻阿霉素对正常细胞的伤害课时作业一、选择题1(2018徐州高二检测)基因型为Aa与基因型为Bb的动物体细胞，用灭活的病毒处理后，不可能获得下列哪种基因型的细胞()AAAaaBAaBbCAabb DBBbb解析：选C。诱导融合处理后可能会出现3种两两融合的细胞，即同种细胞相互融合，基因型为AAaa和BBbb；不同种细胞相互融合，融合后的杂交细胞基因型为AaBb，C项基因型细胞不可能出现。2与植物体细胞杂交相比，动物细胞融合的原理及其特有的诱导因子分别是()A细胞膜的流动性、离心B细胞膜的流动性、灭活的病毒C细胞的全能性、电激D细胞的全能性、灭活的病毒解析：选B。植物体细胞杂交的原理是细胞膜的流动性、植物细胞的全能性，动物细胞融合的原理是细胞膜的流动性；动物细胞融合的常用诱导因子有聚乙二醇、灭活的病毒、电激等，其中灭活的病毒是其特有的诱导因子，而聚乙二醇、电激均可用于诱导植物体细胞杂交。3(2018陕西黄陵中学高二月考)制备单克隆抗体时用单个的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合形成杂交瘤细胞，通过培养，形成细胞群。此过程中的细胞内部变化一定不涉及()ARNA聚合酶与结合位点结合B碱基互补配对C同源染色体配对D脱水缩合答案：C4用a表示骨髓瘤细胞，b表示B淋巴细胞，则单克隆抗体制备过程中两次筛选的目的分别为()A从a、aa、ab、bb、b中筛选出a、aa、ab；从a、aa、ab中筛选出abB从a、aa、ab、bb、b中筛选出ab、bb、b；从ab、bb、b中筛选出abC从a、aa、ab、bb、b中筛选出ab；从ab中筛选出能产生特定抗体的abD从a、aa、ab、bb、b中筛选出aa；从aa中筛选出能大量增殖的aa解析：选C。第一次筛选是用选择培养基选出杂交瘤细胞，即ab；第二次筛选是通过克隆化培养和抗体检测选出能产生特异性抗体的ab。5(2018栖霞二中高二检测)下图中的供体DNA中含有无限增殖调控基因，该基因能激发动物细胞的分裂，图示是利用该基因制备新型单克隆抗体的过程，下列相关叙述错误的是()A经酶A处理后与质粒具有相同的黏性末端B是已免疫的B淋巴细胞C既能无限增殖又能分泌特异性抗体D过程中的检测筛选的目的是得到产生单克隆抗体的杂交瘤细胞答案：D6(2018栖霞二中高二检测)下列在现代生物科技的应用中，不需要进行检测与筛选的是()A对植物的茎尖进行组织培养获得脱毒苗B将鼠的骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合，制备单克隆抗体C利用植物体细胞杂交技术培育“萝卜甘蓝”D将抗虫基因导入植物细胞，培育具有抗虫特性的新植株答案：A7.单克隆抗体在医疗、诊断等方面发挥着越来越重要的作用。英国科学家米尔斯坦和德国科学家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。下列相关的叙述不正确的是()Aa是骨髓瘤细胞，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过程如在体外培养，则需要无菌、无毒的环境，营养充足，温度、pH适宜等环境条件D诱导动物、植物细胞融合常用的一种化学诱导剂是聚乙二醇解析：选B。对于B淋巴细胞来说，每一种B淋巴细胞经特定抗原刺激后只能产生一种特异性抗体。根据单克隆抗体制备的流程判断：a是骨髓瘤细胞，b是杂交瘤细胞。是诱导B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合的过程。表示在选择培养基上进行培养，筛选出杂交瘤细胞。表示筛选出能专一性产生特异性抗体的杂交瘤细胞。包括体外培养和注入小鼠腹腔内培养两种方法。选择培养基只允许杂交瘤细胞生长、增殖，其他细胞不能生存。动物细胞培养需要具备的条件是：无菌、无毒的环境，营养充足，温度、pH适宜，充足的空气等。诱导细胞融合时常用聚乙二醇作诱导剂。8对于下面制备单克隆抗体过程的示意图，叙述不正确的是()A表示B淋巴细胞和骨髓瘤细胞均是从小鼠的脾脏中提取的B中的筛选是通过抗原抗体反应进行的C促进细胞融合的方法可以利用聚乙二醇作介导D是可以无限增殖的杂交瘤细胞产生的细胞解析：选A。单克隆抗体是B淋巴细胞和小鼠骨髓瘤细胞融合得到的杂交瘤细胞产生的，B淋巴细胞也可以从血浆中提取。细胞融合时，使用的化学方法是用聚乙二醇诱导；中的筛选是通过抗原抗体反应进行的，如果有反应说明表达了抗体；融合细胞具有双亲的特点，既能无限增殖又能产生单一抗体。9(2018芜湖高二检测)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。其过程如图所示。下列有关叙述错误的是()A过程的原理和植物原生质体融合的原理基本相同B经形成的杂交瘤细胞都能无限增殖并产生特定抗体C过程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具有高度特异性解析：选B。过程的原理和植物原生质体融合的原理基本相同，都是细胞膜的流动性，A正确。经形成的杂交瘤细胞不一定都能产生特定抗体，需要经过抗体阳性检测筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞，B错误。过程需要采用抗体阳性检测筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞，然后进行克隆化培养(包括体内培养和体外培养)，C正确。抗体的靶向作用使过程具有高度特异性，D正确。10(2018上海松江区第二次模拟)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图中给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利用聚乙二醇、灭活的病毒和电激等方法均可诱导细胞融合获得乙C用特定的选择培养基对乙进行筛选，融合细胞均能生长，未融合细胞均不能生长 D对丙需进行克隆化培养和抗体检测，经多次筛选后可获得大量能分泌所需抗体的丁答案：C二、非选择题11(2018河南南阳六校高二期末)细胞的融合技术有着广泛的应用：有性生殖的生物产生后代需进行受精作用，植物体细胞杂交要进行原生质体的融合，单克隆抗体的制备需进行动物细胞融合。下列为细胞融合的简略过程，请据图回答相关问题：(1)动物细胞融合的原理是_，若进行有性杂交，精子和卵子的结合体现了细胞膜的_功能。(2)a、b分别表示两种二倍体植物的体细胞，若a植物细胞内含有m个染色体，b植物细胞内含有n个染色体，则d细胞内含有_个染色体，d细胞融合完成的标志：_。若对a和b采用杂交育种成功的话，得到的后代应含有_个染色体，若要得到可育的后代，常采用_处理幼苗。这两种方法相比，体细胞杂交方法的优点是_。答案：(1)细胞膜的流动性信息交流(2)mn杂种细胞再生出细胞壁(mn)/2秋水仙素克服了远缘杂交不亲和的障碍12(2018菏泽一中宏志班检测)下图是通过动物纤维母细胞等获得单克隆抗体的实验研究。据图回答相关问题：(1)过程类似于植物组织培养技术中的_过程，过程的实质是_。(2)A代表_物质，Y、Z细胞的名称分别是_、_。(3)过程诱导细胞融合的生物因素是_，细胞融合后还需要用_培养基筛选获得Z细胞。(4)Z细胞还需经过_和_才能获得大量产生所需抗体的细胞。(5)经过上述过程获得的单克隆抗体的优点是_。答案：(1)脱分化基因的选择性表达(2)抗原(特定抗原)B淋巴细胞杂交瘤细胞(3)灭活的病毒选择(4)克隆化培养抗体检测(专一性抗体阳性检测)(5)特异性强、灵敏度高，并可大量制备13(2018广东汕头检测)新型的微生物蛋白农药是由微生物产生的一类蛋白质药物，能够激活农作物的防御系统，提高农作物抗病抗虫的能力。科研人员