教育专用学年高中生物专题2细胞工程22动物细胞工程222动物细胞融合与单克鹿体学案新人教版Word文档格式.docx
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归纳总结
1．对动物细胞融合的理解
（1）动物细胞融合的过程包括细胞膜融合、细胞质融合和细胞核融合。
其中细胞膜融合是细胞融合的先导，细胞核融合是细胞融合的实质。
（2）融合处理后的细胞不可以直接用于培养，还需要筛选。
因为诱导融合的手段只是促使细胞间的融合，不能保证所有的细胞都发生融合，形成的融合细胞也有多种，因此需要进行筛选。
（3）细胞融合技术与有性杂交不同。
有性杂交有着十分严格的时空关系和物种界限；
动物细胞融合则不同，它通过人工的方法克服了存在于物种之间的遗传屏障，从而能够按照人们的意愿，把不同物种的不同组织类型的细胞融合在一起。
2．动物细胞融合与植物体细胞杂交的对比
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、细胞的全能性
细胞膜的流动性
细胞融
合方法
用纤维素酶、果胶酶去除细胞壁后诱导原生质体融合
用胰蛋白酶或胶原蛋白酶使细胞分散后，诱导细胞融合
诱导手段
离心、电激、振动、聚乙二醇等诱导
与植物体细胞杂交相比，还可用灭活的病毒诱导
结果
形成杂种植株
形成杂交细胞，以生产细胞产品
用途
克服远缘杂交不亲和的障碍，扩展杂交亲本范围，培育新品种
制备单克隆抗体、病毒疫苗、干扰素等
意义
突破有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能
例1
下列不属于细胞融合技术应用的是（ ）
A．细胞遗传与细胞免疫的研究
B．生物新品种的培育
C．单克隆抗体的制备
D．濒危动物的克隆
答案 D
解析 克隆濒危动物是体细胞核移植技术的应用，不属于细胞融合技术的应用。
例2
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
答案 C
解析 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，但目前不能使它们的性状全部能得以体现。
拓展提升
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：
（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。
二、单克隆抗体的制备
1．传统抗体的获得
（1）方法：
①向动物体内反复注射某种抗原，使动物产生抗体；
②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
（1）制备原理
①B淋巴细胞特点：
一种B淋巴细胞只产生一种单一抗体，B淋巴细胞在体外不能（填“能”或“不能”）无限增殖。
②骨髓瘤细胞特点：
能无限增殖。
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，既能无限增殖，又能产生特异性抗体。
（2）制备过程
制备特异性B淋巴细胞
⇓
获得杂交瘤细胞
克隆化培养和抗体检测
将杂交瘤细胞在体外培养或注射到小鼠腹腔内增殖
提取单克隆抗体：
从细胞培养液或小鼠的腹水中提取
（3）单克隆抗体优点：
特异性强、灵敏度高、并可大量制备。
（4）单克隆抗体的应用
①作为诊断试剂，具有准确、高效、简易、快速的优点。
②用于治疗疾病和运载药物。
1．血清抗体与单克隆抗体的比较
名称
产生
特点
血清抗体
由B淋巴（浆）细胞分泌
一般从血清中分离，产量低、纯度低、特异性差
单克隆抗体
由杂交瘤细胞分泌
特异性强、灵敏度高，能大量制备
2.制备单克隆抗体过程中的两次筛选
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杂交细胞，另外还有未融合的细胞
从小鼠体内提取的B淋巴细胞有很多种，形成的杂交瘤细胞也有很多种
筛选方法
用特定的选择性培养基筛选：
未融合的细胞和同种细胞融合后形成的细胞都会死亡，只有融合的杂交瘤细胞才能生长
用多孔培养皿培养，在每个孔只有一个杂交瘤细胞的情况下开始克隆化培养和抗体检测，经多次筛选得到能产生特异性抗体的细胞群
筛选目的
得到杂交瘤细胞
得到能分泌所需抗体的杂交瘤细胞
3.利用生物导弹治疗癌症
（1）组成：
“生物导弹”＝抗癌细胞的单克隆抗体＋化学药物（或放射性同位素或细胞毒素）。
（2）原理：
单克隆抗体和癌细胞表面的特定抗原专一性结合，使药物定向作用于癌细胞。
（3）优点：
用药量小、疗效高、毒副作用小。
例3
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ab
B．从a、aa、ab、bb、b中筛选出ab、bb、b；
从ab、bb、b中筛选出ab
C．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ab
D．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 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。
例4
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．①过程的原理和植物原生质体融合的原理基本相同
B．经①形成的杂交瘤细胞都能无限增殖并产生特定抗体
C．②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③过程具有高度特异性
答案 B
解析 ①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①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；
②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③过程具有高度特异性，D正确。
1．动物细胞融合的原理是（ ）
A．细胞膜的流动性B．细胞膜的选择透过性
C．细胞质的流动性D．细胞质酶的活性
答案 A
解析 细胞融合的原理是细胞膜具有流动性。
2．与植物原生质体融合相比，动物细胞融合特有的诱导因素是（ ）
A．聚乙二醇B．灭活的病毒
C．振动D．电激
解析 动物细胞融合可以用灭活的病毒诱导，而植物原生质体融合不能用灭活的病毒诱导。
3．（2017·
湖北黄梅二中高二下期中）如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细胞
B．②中使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小鼠骨髓瘤细胞的特性
D．④是经筛选培养获得的能分泌特异性抗体的细胞群
解析 ①是从已免疫的小鼠脾脏中获得的B淋巴细胞，A项错误；
胰蛋白酶可使组织分散为单个细胞，B项错误；
③为杂交细胞，若是B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合形成的杂交细胞，才同时具有B淋巴细胞（可产生抗体）和骨髓瘤细胞（可无限增殖）的特性，C项错误；
④是经筛选后获得的能够分泌特异性抗体的杂交瘤细胞，D项正确。
4．利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”由识别肿瘤的单克隆抗体构成
B．“弹头”由放射性同位素、化学药物或细胞毒素等物质构成
C．“弹头”中的药物有选择杀伤肿瘤细胞的功能
D．“生物导弹”是利用细胞工程技术制备出来的
解析 “弹头”中的药物既能杀伤肿瘤细胞，也能杀伤正常细胞，不具有选择性；
“生物导弹”中的“瞄准装置”由专一识别特定肿瘤细胞的单克隆抗体构成；
“弹头”由杀死肿瘤细胞的放射性同位素、化学药物或细胞毒素等物质构成；
“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。
5．（2014·
新课标Ⅰ，40）某研究者用抗原（A）分别免疫3只同种小鼠（X、Y和Z），每只小鼠免疫5次，每次免疫一周后测定各小鼠血清抗体的效价（能检测出抗原抗体反应的血清最大稀释倍数），结果如下图所示。
若要制备杂交瘤细胞，需取免疫后小鼠的B淋巴细胞（染色体数目为40条），并将该细胞与体外培养的小鼠骨髓瘤细胞（染色体数目为60条）按一定比例加入试管中，再加入聚乙二醇诱导细胞融合，经筛选培养及抗体检测，得到不断分泌抗A抗体的杂交瘤细胞。
回答下列问题：
（1）制备融合所需的B淋巴细胞时，所用免疫小鼠的血清抗体效价需达到16000以上，则小鼠最少需要经过________次免疫后才能有符合要求的。
达到要求后的X、Y、Z这3只免疫小鼠中，最适合用于制备B淋巴细胞的是________小鼠，理由是___________________。
（2）细胞融合实验完成后，融合体系中除含有未融合的细胞和杂交瘤细胞外，可能还有__________________________________________________，体系中出现多种类型细胞的原因是___________________________________。
（3）杂交瘤细胞中有________个细胞核，染色体数目最多是________条。
（4）未融合的B淋巴细胞经多次传代培养后都不能存活，原因是____________________。
答案
（1）4 Y Y小鼠的血清抗体效价最高
（2）B淋巴细胞相互融合形成的细胞、骨髓瘤细胞相互融合形成的细胞 细胞融合是随机的，且融合率达不到100%
（3）1 100 （4）不能无限增殖
解析
（1）据图分析可知，第四次注射后X、Y、Z小鼠的血清抗体效价几乎都达到16000以上，小鼠Y的血清抗体的效价最高，最适合用于制备单克隆抗体。
（2）融合体系中除了未融合的细胞和杂交瘤细胞之外，还有骨髓瘤细胞的自身融合细胞和B淋巴细胞的自身融合细胞。
细胞的融合是随机的，并且不可能所有细胞都融合，故体系中会出现多种类型的细胞。
（3）动物细胞融合后形成的是具有原来两个或多个细胞遗传信息的单核细胞。
杂交瘤细胞的细胞核中的染色体数目最多为40＋60＝100（条）。
（4）正常细胞的分裂次数是有限的，且经过免疫的B淋巴细胞高度分化，不能无限增殖，而是经多次传代培养后逐渐衰老死亡。
[对点训练]
题组一 动物细胞融合技术
1．20世纪30年代，科学家们发现肺结核、天花、水痘和麻疹等疾病患者的病理组织中存在多核细胞，这些多核细胞最可能的来源是（ ）
A．细胞进行无丝分裂造成的
B．细胞进行有丝分裂时，染色体复制后没有分开形成两个子细胞
C．有丝分裂时，细胞核进行了分裂，而细胞质没有进行分裂
D．细胞在体内病毒的作用下发生了融合
解析 选项C、D都可形成多核细胞，但结合题干信息，此种现象与感染病毒有关，故选项D最有可能。
2．下列关于动物细胞融合与植物体细胞杂交技术的说法正确的是（ ）
A．基本原理相同
B．诱导细胞融合的方法相同
C．细胞融合前的处理过程相同
D．融合后都需要进行筛选
解析 植物体细胞杂交的原理为细胞膜的流动性、植物细胞的全能性，而动物细胞融合利用的是细胞膜的流动性和细胞增殖；
动物细胞融合常用灭活的病毒诱导，而植物体细胞杂交不能；
动物细胞融合前需用胰蛋白酶或胶原蛋白酶使细胞分散开，植物体细胞杂交常用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁；
诱导融合后会形成多种融合细胞，还有未融合细胞，因此要进行筛选。
3．动物细胞融合的目的中最重要的是（ ）
A．克服远缘杂交不亲和的障碍
B．制备单克隆抗体
C．培育新物种
D．生产杂交细胞
解析 动物细胞融合技术能克服远缘杂交不亲和的障碍，但这是它的意义，而不是它的用途；
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细胞中表现出全能性，还未见到融合的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物种；
生产杂交细胞不是细胞融合的主要目的，杂交细胞只是细胞融合完成后所形成的结构名称。
题组二 单克隆抗体的制备
4．运用细胞工程技术获得单克隆抗体时，下列操作不必要的是（ ）
A．对小动物注射抗原
B．融合并筛选杂交瘤细胞
C．培养杂交瘤细胞
D．将胰蛋白酶注入小鼠腹腔
解析 胰蛋白酶在动物细胞培养时用到，是加到培养基中用于分离细胞的。
5．（2017·
河南西华一高高二下期中）下图表示抗人体胃癌的单克隆抗体的制备过程，有关叙述不正确的是（ ）
A．图中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．用特定的选择性培养基对乙筛选，融合细胞均能生长，未融合细胞均不能生长
D．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
解析 选择性培养基只能让特定的符合条件的细胞存活下来，在题目给定的选择性培养基上，只有杂交瘤细胞才能够存活；
图中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；
利用聚乙二醇、灭活的病毒和电激等方法均可诱导动物细胞融合；
丙为能无限增殖和分泌抗体的杂交瘤细胞；
为获得大量专一性抗体，需进行克隆化培养和抗体检测、多次筛选。
6．（2017·
河北武邑中学高二下期中）科学家用灭活的病毒把骨髓瘤细胞与经过免疫的B淋巴细胞融合得到杂交瘤细胞，灭活的病毒的作用是（ ）
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性，对各种动物细胞不造成破坏，但所保留的融合活性可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。
7．在单克隆抗体制备过程中，对骨髓瘤细胞和B淋巴细胞诱导融合后，要用特定的选择培养基筛选出杂交瘤细胞。
在这种培养基上不能存活、增殖的细胞是（ ）
①B淋巴细胞 ②骨髓瘤细胞 ③B淋巴细胞自身融合细胞 ④骨髓瘤细胞自身融合细胞 ⑤杂交瘤细胞
A．①②③④B．①③⑤
C．②④D．①③
解析 在题中所述特定的选择培养基上，能够存活、增殖的细胞只有杂交瘤细胞。
8．研究单克隆抗体治疗癌症的思路是（ ）
A．利用单克隆抗体特异性地对抗癌细胞
B．以单克隆抗体作抗癌药物杀死癌细胞
C．抗癌物质在克隆细胞中大量合成
D．单克隆抗体携带抗癌药物特异性地与癌细胞结合
解析 单克隆抗体主要用于治疗癌症，可制成“生物导弹”，生物导弹就是单克隆抗体＋放射性同位素（或化学药物或细胞毒素），这其实是借助单克隆抗体的定位导向作用将药物定向带到癌细胞，靠药物在原位杀死癌细胞。
[综合强化]
9．用动物细胞工程技术制备单克隆抗体，下列实验步骤中错误的是（ ）
A．将抗原注入小鼠体内，获得能产生抗体的B淋巴细胞
B．用氯化钙作诱导剂，促使能产生抗体的B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合
C．筛选杂交瘤细胞，并从中选出能产生所需抗体的细胞群，培养后提取单克隆抗体
D．该杂交瘤细胞株的增殖方式和产物分别是有丝分裂和单克隆抗体
解析 B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合需要灭活的病毒、聚乙二醇或物理因素来诱导；
氯化钙不能作为诱导剂，氯化钙的作用是在基因工程中用于提高细菌细胞壁的通透性，便于重组质粒进入微生物细胞内。
10．基因型为Aa与基因型为Bb的动物体细胞混合，用灭活的病毒处理后，不可能获得下列哪种基因型的细胞（ ）
A．AAaaB．AaBb
C．AabbD．BBbb
解析 基因型为Aa与基因型为Bb的动物体细胞混合，用灭活的病毒处理后，会有以下情况出现：
Aa和Aa融合形成的细胞是AAaa，Bb和Bb融合形成的细胞是BBbb，Aa和Bb融合形成的细胞是AaBb。
11．单克隆抗体在医疗、诊断等方面发挥着越来越重要的作用。
科学家米尔斯坦和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。
则相关的叙述或说法中，不正确的是（ ）
A．a是骨髓瘤细胞，②表示在选择性培养基上进行培养
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．③过程如在体外培养，则需要无菌、无毒，营养充足，温度、pH适宜等环境条件
D．诱导动、植物细胞融合常用的一种化学诱导剂是聚乙二醇
解析 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；
①是诱导B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合的过程；
②表示在选择性培养基上进行培养、筛选能产生单一抗体的杂交瘤细胞的过程；
③包括体外培养和注入小鼠腹腔内培养；
选择性培养基只允许杂交瘤细胞生长、增殖，其他细胞不能生存；
动物细胞培养需具备的条件是：
无菌、无毒，营养充足，温度适宜，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。
12．关于单克隆抗体的生产和应用，错误的是（ ）
A．对小动物注射特定抗原以获取所需的B淋巴细胞
B．单克隆抗体比血清抗体的制备过程简单，操作方便
C．特定的单克隆抗体可制成试剂，用于检测人体是否受某种抗原的感染
D．治疗癌症的“生物导弹”原理之一是利用单克隆抗体的特异性识别癌细胞
解析 单克隆抗体的制备是用骨髓瘤细胞和经过免疫的B淋巴细胞融合后得到杂交瘤细胞；
单克隆抗体的制备过程比普通抗体的制备过程复杂得多；
单克隆抗体最广泛的应用是作为诊断试剂；
如果把抗癌细胞的单克隆抗体与放射性同位素、化学药物或细胞毒素相结合，制成“生物导弹”注入体内，可借助单克隆抗体的导向作用，将药物带到癌细胞所在位置，杀死癌细胞。
13．如图为细胞融合过程示意图，请据图回答下列问题：
（1）若A、B是植物细胞，则其融合形成的D细胞培养成植株，还要应用________________技术。
（2）若A、B是动物细胞，则一般取自________________、幼龄动物的器官或组织，然后用胰蛋白酶使其分散开来。
A、B到C的过程中，常用的不同于植物细胞工程的方法是用________________诱导细胞融合。
（3）从A、B到C的过程中，可形成__________种类型的C细胞（仅考虑两个细胞间的融合）。
若该过程用于制备单克隆抗体，应筛选出符合要求的D细胞，方法是用特定的________培养基培养，筛选出的D细胞称为________________，常用的培养方法有体外培养和体内培养两种；
前者是在________培养基中培养，后者是在________________内增殖。
答案
（1）植物组织培养
（2）胚胎 灭活的（仙台）病毒
（3）3 选择性 杂交瘤细胞 液体 动物的腹腔
解析 若A、B是植物细胞，则D代表杂种植株，若A、B是动物细胞，进行细胞培养时首先要用胰蛋白酶将器官、组织块分散成单个细胞，选用的材料一般为胚胎、幼龄动物的器官或组织，因为这些部位的细胞代谢旺盛，细胞分裂能力强；
能够产生单克隆抗体的是杂交瘤细胞，需要用特定的选择性培养基进行筛选，经抗体专一检测后大量克隆，以便进行体内或体外的生产。
14．如图表示单克隆抗体的制备过程，请据图回答下列问题：
（1）据图可知，________________技术是动物细胞工程技术的基础，而________技术突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能。
（2）图中过程①常用的诱导因素是__________________，过程②常在________培养基中完成。
（3）A细胞为________细胞，其特点是______________________________。
（4）合成的单克隆抗体最终可以从________和________中提取。
答案
（1）动物细胞培养 细胞融合
（2）灭活的病毒（或聚乙二醇） 选择性 （3）杂交瘤 既能迅速大量增殖，又能产生专一抗体 （4）培养液 小鼠腹水
解析
（1）动物细胞工程技术的基础是动物细胞培养，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。
（2）过程①中诱导细胞融合的方法很多，常用的主要有生物法（如用灭活的病毒）、化学法（如用聚乙二醇）、物理法（如电激等）。
过程②是单克隆抗体技术的筛选过程，是在特定的选择性培养基上进行的。
（3）A细胞为杂交瘤细胞，杂交瘤细胞具有既能迅速大量增殖，又能产生专一抗体的特点。
（4）杂交瘤细胞的培养一般有体外培养和体内培养两种方式，体外培养是在液体培养基中培养，培养后从培养液中提取单克隆抗体；
体内培养是在小鼠腹腔中培养，培养后从小鼠腹水中提取单克隆抗体。
15．科学家从某些能无限增殖细胞的细胞质中分离出无限增殖调控基因（prG），该基因能激发许多动物细胞的分裂，这为单克隆抗体的制备提供了更为广阔的前景。
请回答下面的问题：
（1）利用细胞融合技术制备单克隆抗体，一般选用的是_____________和____________融合。
（2）有人提出，可以直接通过基因工程导入该调控基因来制备单克隆抗体，其思路如图所示。
①酶A是指________，酶B是指_____
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