2024-2025学年高中生物专题2细胞工程2-2动物细胞融合与单克鹿体学案新人教版选修3

PAGE10-动物细胞融合与单克隆抗体学问点一动物细胞融合1．概念：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。2．结果：形成单核杂交细胞。3．原理：细胞膜的流淌性。4．过程：不同动物的两个或多个细胞eq\o(→,\s\up17(灭活的病毒),\s\do15(或PEG))杂交细胞5．诱导方法物理法——离心、振动、电激；化学法——聚乙二醇(PEG)；生物方法——灭活的病毒。留意：灭活是指用物理或化学手段使病毒或细菌失去感染实力，但是并不破坏这些病原体的抗原结构。6．灭活病毒诱导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，使细胞相互凝合，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。这一过程既能反映出糖蛋白在细胞识别中的重要作用，又能反映出细胞膜结构的流淌性特点。7．动物细胞融合的优点与应用(1)优点：突破了有性杂交的局限，使远缘杂交成为可能。目前，已有种间、属间、科间，甚至动物与植物之间的细胞融合获得了胜利。(2)应用：是探讨细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和生物新品种培育等的重要手段。特殊是利用细胞融合技术而发展起来的杂交瘤技术，为制造单克隆抗体开拓了新途径。植物体细胞杂交和动物细胞融合的区分植物体细胞杂交动物细胞融合原理细胞膜的流淌性和植物细胞的全能性细胞膜的流淌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，再经过植物组织培育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【典题精练1】下列有关植物体细胞杂交与动物细胞融合的比较，正确的是()A．两者应用的原理都是高度分化的细胞具有全能性B．两者都可用聚乙二醇(PEG)诱导细胞融合C．两者细胞融合胜利的标记都是形成融合细胞核D．两者的目的都是用于大量生产分泌蛋白【解析】植物体细胞杂交的原理是细胞膜具有流淌性和植物细胞具有全能性，动物细胞融合的原理是细胞膜具有流淌性，A错误；聚乙二醇(PEG)既可诱导动物细胞融合，又可诱导植物原生质体融合，B正确；植物体细胞融合胜利的标记是杂种细胞再生出细胞壁，动物细胞融合胜利的标记是形成融合细胞核，C错误；植物体细胞杂交的目的是产生杂种植株，动物细胞融合可用于大量生产分泌蛋白，D错误。【答案】B解题归纳本题看似不难，但极易答错：一是混淆两种细胞工程的原理；二是没有留意两种细胞工程都可用聚乙二醇诱导细胞融合。对于这种有相像点的技术手段，我们要从多个方面对比记忆。【典题精练2】关于动物细胞融合的说法，正确的是()A．动物细胞融合与植物原生质体融合的原理不同B．动物细胞融合后形成的杂交细胞一般为双核细胞C．常用的诱导动物细胞融合的因素或方法有聚乙二醇、灭活的病毒、电激、紫外线照耀等D．细胞融合技术突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能【解析】动物细胞融合与植物原生质体融合的原理相同，都为细胞膜的流淌性，A错误；动物细胞融合后形成的具有两个或多个动物细胞遗传信息的单核细胞，称为杂交细胞，B错误；紫外线照耀常用来进行人工诱变，它不是诱导细胞融合的因素，诱导细胞融合的物理法有离心、振动、电激等，C错误；细胞融合技术突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能，D正确。【答案】D学问点二单克隆抗体1．传统抗体：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别所需抗体。缺点：产量低、纯度低，特异性差。2．单克隆抗体：由单一杂交瘤细胞增殖产生的高度专一的抗体。3．单克隆抗体的优点：特异性强、灵敏度高，可大量生产。4．须要的技术手段：细胞融合和细胞培育技术。5．单克隆抗体的制备(1)关键思路要获得大量的单一抗体，必需克隆单一的B淋巴细胞，形成细胞群；将B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合。(2)用B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合的缘由①每一个B淋巴细胞只能分泌一种特异性抗体，不同种类的B淋巴细胞分泌的抗体不同。②B淋巴细胞在体外培育时不能无限增殖，骨髓瘤细胞能够无限增殖。(3)比较制备单克隆抗体中的几种细胞细胞特点B淋巴细胞能产生单一抗体，但不能无限增殖骨髓瘤细胞能无限增殖，但不能产生抗体杂交瘤细胞既能产生单一抗体，又能在体外培育条件下无限增殖(4)制备过程6．单克隆抗体的应用(1)作为诊断试剂：能精确识别各种抗原物质的微小差异，并跟肯定抗原发生特异性结合，具有精确、高效、简易、快速的优点。(2)用于治疗疾病和运载药物①单独运用：干脆用于癌症或其他疾病的治疗(作为药物本身)。②综合运用：与放射性同位素、细胞毒素或化学药物结合制成“生物导弹”，主要用于治疗癌症，也可用于治疗其他疾病。单克隆抗体制备过程中的两次筛选及缘由1．第一次筛选是用特定的选择培育基从融合后的杂交细胞中筛选出杂交瘤细胞。因为有三种细胞融合状况；B淋巴细胞与B淋巴细胞融合、骨髓瘤细胞与骨髓瘤细胞融合、B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，而只有B淋巴细胞与骨髓瘤细胞的融合细胞才是所须要的杂种细胞。2．其次次筛选是从杂交瘤细胞中筛选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞。此次筛选须要先将细胞在多孔培育皿上培育，在每个孔只有一个杂交瘤细胞的状况下起先培育，然后再筛选出能产生特异性抗体的细胞群。由于该细胞群是由单个杂交瘤细胞克隆来的，所以产生的抗体肯定是化学性质单一、特异性强的单克隆抗体。【典题精练3】如下图是单克隆抗体制备流程的简明示意图。下列有关叙述正确的是()A．①是从已免疫的小鼠脾脏中获得的效应T淋巴细胞B．②中运用胰蛋白酶有利于杂交瘤细胞的形成C．③同时具有脾脏细胞和鼠骨髓瘤细胞的特性D．④是经筛选培育获得的能分泌特异性抗体的细胞群【解析】图示中①是从已免疫的小鼠脾脏中获得的效应B淋巴细胞(浆细胞)，A项错误；胰蛋白酶常用在动物细胞培育过程中，其作用是使组织分散成单个细胞，图示中②过程应运用促融剂如聚乙二醇(PEG)，B项错误；图示中③为杂交瘤细胞，它同时具有浆细胞产生抗体的特性和骨髓瘤细胞无限增殖的特性，C项错误；图示中④是经筛选获得的能分泌特异性抗体的杂交瘤细胞，D项正确。【答案】D解题归纳单克隆抗体制备过程中，浆细胞和骨髓瘤细胞的混合物经诱导后会产生多种杂交细胞，如浆细胞——浆细胞、浆细胞——瘤细胞、瘤细胞——瘤细胞，只有浆细胞——瘤细胞才是既能无限增殖又能产生特异性抗体的杂交瘤细胞。【典题精练4】近年来，世界多个地区有禽流感疫情的出现：已造成巨额经济损失和众多人员伤亡。下图是制备用于预防和治疗禽流感的单克隆抗体的过程，请分析回答：(1)若A细胞是小鼠骨髓瘤细胞，则B细胞是取自________________体内的B淋巴细胞，促进d过程的常用诱导剂有_______________________________________。(2)假设仅考虑某两个细胞的融合，则可形成________种类型的C细胞，因此须要筛选出具有____________特点的D细胞用于培育。D细胞的名称是________。(3)D细胞的培育方式有___________________________。【解析】(1)小鼠的骨髓瘤细胞能无限增殖，而经过免疫的B淋巴细胞能产生特异性抗体。常用诱导剂有聚乙二醇和灭活的病毒。(2)在诱导剂的作用下，假如仅考虑细胞两两结合，可形成3种类型的杂交细胞：瘤瘤细胞，BB细胞和杂交瘤细胞，所以须要筛选出既能无限增殖又能产生特异性抗体的杂交瘤细胞。(3)杂交瘤细胞可在体外大规模培育，也可注入小鼠腹腔内增殖。【答案】(1)感染禽流感病毒的动物或人聚乙二醇和灭活的病毒(2)3既能无限增殖又能产生特异性抗体杂交瘤细胞(3)小鼠体内培育和体外培育基培育一、选择题1．科学家用灭活的病毒把骨髓瘤细胞与效应B细胞融合，得到杂交瘤细胞，灭活病毒的作用是(C)A．病毒比较小，可钻入到细胞内B．灭活的病毒已完全死亡，死亡的病毒可以让细胞聚集C．灭活的病毒已失去感染活性，对各种动物细胞不造成破坏，但所保留的融合活性，使不同的动物细胞进行融合D．灭活的病毒带有目的基因，通过融合可以让杂交细胞带有目的基因解析：动物细胞融合常用灭活的病毒作诱导剂是因为灭活的病毒不再具有感染性，不会对细胞造成破坏，但仍可促使不同的动物细胞融合。2．单克隆抗体与血清抗体相比优越之处在于(C)A．单克隆抗体能够制成“生物导弹”B．单克隆抗体可以在体外制备C．单克隆抗体的特异性强，灵敏度高，产量也大大高于血清抗体D．单克隆抗体的制备过程简洁解析：单克隆抗体的制备是通过已免疫的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合形成的杂交瘤细胞在体外或体内细胞培育产生的。它区分于血清抗体的特点是特异性强、灵敏度高，产量大大高于血清抗体。3．要想获得大量的单克隆抗体就必需用单个的B淋巴细胞进行无性繁殖，形成细胞群。其缘由是(D)A．在体外培育条件下B淋巴细胞可以无限增殖B．在动物体内，B淋巴细胞可产生多达百万种以上的抗体C．每一个B淋巴细胞都参加特异性免疫反应D．每一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体解析：此题结合单克隆抗体的制备，考查了有关B淋巴细胞等免疫学学问。C选项的叙述有误，一是B淋巴细胞寿命短，它能够参加特异性免疫，但不肯定都参加；二是B淋巴细胞的免疫有其特异性，即每一个B淋巴细胞只能产生一种与特定抗原结合的抗体。4．生产单克隆抗体时，在培育液中加入某种试剂能筛选出杂交瘤细胞，因为该试剂(C)A．能抑制淋巴细胞和杂交瘤细胞的DNA复制B．能阻挡淋巴细胞的原癌基因被激活C．选择性抑制骨髓瘤细胞的DNA复制D．能阻挡杂交瘤细胞核糖体上全部蛋白质的合成解析：效应B细胞与骨髓瘤细胞融合产物中，效应B细胞及其融合细胞不能无限增殖，培育一段时间会自然死亡。但骨髓瘤细胞及其相互融合的细胞则能无限增殖，只要能抑制其DNA复制，就可将其淘汰，最终剩下杂交瘤细胞。5．关于单克隆抗体的叙述，不正确的是(D)A．培育经过免疫的浆细胞(效应B细胞)不能获得大量的单克隆抗体B．产生单克隆抗体利用的生物技术是细胞工程C．单克隆抗体的优点是特异性强、灵敏度高，并可大量制备D．将单克隆抗体与抑癌药物结合制成“生物导弹”，通过抑癌药物的导向作用可使单克隆抗体有效地作用于癌变部位解析：培育经过免疫的浆细胞，虽然可以获得单克隆抗体，但不能获得大量的单克隆抗体，缘由是浆细胞在体外条件下不能大量增殖；“生物导弹”依靠单克隆抗体定向导航，而发挥限制、杀死癌细胞作用要依靠与单克隆抗体相结合的特定药物。故选D。6．下列关于单克隆抗体的制备和应用的叙述中，不正确的是(A)A．B淋巴细胞与骨髓瘤细胞的融合，一般不须要灭活的仙台病毒或聚乙二醇诱导B．融合后形成的杂交瘤细胞既能无限增殖，又能产生单克隆抗体C．体外培育时，效应B淋巴细胞(浆细胞)可以产生抗体，但不能无限增殖D．单克隆抗体与常规抗体相比，特异性强，灵敏度高，优越性明显解析：诱导动物细胞融合的因素有：灭活的病毒、聚乙二醇、电激等。二、非选择题7．世界上第一只克隆绵羊“多利”的培育程序如下图所示：(1)请写出①、②所指的细胞工程名称：①细胞核移植，②胚胎移植。(2)图中实施细胞工程①时，所需的受体细胞大多采纳动物卵细胞的缘由是卵细胞体积大，易操作，含有促使细胞核表达全能性的物质和养分条件。(3)小羊的性状与A一样，缘由是“多利”的全部细胞核基因来自山羊A。(4)继植物组织培育之后，克隆绵羊的培育胜利证明动物细胞核也具有全能性。(5)从分子水平上看，克隆技术事实上是遗传信息的全部复制。解析：本题主要考查细胞核移植技术和克隆动物的相关学问。选择去核的卵母细胞作为受体细胞，主要因为卵母细胞体积大，易操作，含有促使细胞核表达全能性的物质和养分条件。克隆绵羊的培育胜利证明白动物细胞核的全能性。8．如下图表示用生物工程制备人抗A抗体的过程。请回答下列问题。(1)人的红细胞膜表面有被称为凝集原的特异糖蛋白；从免疫学角度看，这种凝集原是抗原。(2)图中细胞1是小鼠体内注入人A型血红细胞后而获得的B淋巴细胞，这种细胞具有产生单一的抗A抗体(或单一的特异性抗体)的特点，但难以在体外培育。甲培育皿中培育的细胞2，是从患骨髓瘤的小鼠体内获得的骨髓瘤细胞，这种细胞在体外培育时能快速大量增殖，但不会产生抗体。(3)为了能充分发挥上述两种细胞各自的特点，经特殊处理，在促细胞融合因子的作用下，使两种细胞发生融合，形成图中的细胞3，这种细胞称为杂交瘤细胞。把它在乙培育皿中进行培育，则能产生大量的细胞群，这种方法称为单克隆。(4)过程①的主要目的是筛选出能产生单一抗A抗体的杂交瘤细胞。通过过程②或③的培育方法能产生大量抗A单克隆抗体。解析：此题主要考查了单克隆抗体的制备过程及其相关学问。(1)红细胞表面的凝集原与细胞识别有关，其化学本质是糖蛋白。从免疫学角度看是抗原。(2)小鼠受到抗原刺激后能产生B淋巴细胞，这种细胞能产生单一抗体，但不能增殖，骨髓瘤细胞能无限增殖但不能产生抗体。(3)通过动物细胞融合的方式可以获得杂交瘤细胞，产生单克隆抗体。(4)过程①的目的是筛选出能产生单一抗A抗体的杂交瘤细胞，通过②或③可大量产生抗A单克隆抗体。[思索与探究]P551．植物体细胞杂交技术与动物细胞融合技术有什么不同？[提示]植物体细胞杂交技术与动物细胞融合技术基本相同，不同的是植物体细胞融合前需去掉细胞壁，然后再融合；动物细胞融合是两个体细胞干脆融合。2．制