高二生物人教版选修3专题2 基因工程 222 Word版含答案.docx

1、高二生物人教版选修3专题2 基因工程 222 Word版含答案2.2.2动物细胞融合与单克隆抗体目标导航1.掌握动物细胞融合的原理和方法。2.结合图224，归纳单克隆抗体的制备过程及应用。重难点击1.动物细胞融合的原理和方法。2.单克隆抗体的制备过程。课堂导入方式一：1970年，有两位科学家做了人鼠细胞融合的实验，以证明细胞膜的流动性。思考该如何实现人鼠细胞的融合，动物细胞融合后还有什么用途呢？植物体细胞杂交可得到杂种植株，动物细胞融合后能像电影上一样形成杂种动物个体吗？方式二：“太空婚礼”2002年12月30日，两场筹备了10年的“太空婚礼”首次在神舟四号飞船上举行，植物细胞“新人”是黄花烟

2、草和革新一号烟草叶肉细胞原生质体，动物细胞“新人”是小鼠B淋巴细胞和骨髓瘤细胞，两批新人同时在“产房”电融合仪内孕育新生命。请思考：新人一的婚礼流程是怎样的？爱情结晶是什么？新人二的婚礼流程又是怎样的？爱情结晶会是什么呢？要想知道答案，就让我们一起来进入今天的课题吧！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.原理：细胞膜的流动性。3.诱导融合的方法(1)物理、化学方法：与植物体细胞杂交相同，如聚乙二醇、电激等。(2)生物方法：灭活的病毒。4.过程：具有不同遗传信息的两个或多个细胞杂交细胞。5.结果：形成杂交细胞。6.意义：突破了有性杂交方法的局限，使

3、远缘杂交成为可能。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。如：利用动物细胞融合技术，为制造单克隆抗体开辟了新途径。合作探究1.关于动物细胞融合过程与结果的思考：(1)融合处理后的细胞是否可以直接用于培养，为什么？答案不可以，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，因此需要筛选。(2)动物细胞融合完成的标志是什么？答案动物细胞融合完成的标志是来自不同细胞的两个或多个细胞核融合成一个细胞核。(3)动物细胞融合与植物原生质体融合所用的诱导方法有何不同？答案动物细胞融合可用灭活的病毒进行诱导。2.细胞融合技术与有性

4、杂交相比有哪些优点？答案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。3.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种细胞，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

5、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1.判断正误(1)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()(2)动物细胞融合后形成的具有原来两个或多个动物细胞遗传信息的双核或多核细胞称为杂交细胞()(3)常用的诱导动物细胞融合的因素有：聚乙二醇、灭活的病毒、电激、离心等()(4)动物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()答案(1)(2)(3)(4)2.如图表示将人成纤维细胞与小鼠细胞进行融合，获得部分杂种细胞的过程(注：杂种细胞中人类的染色体会随机丢失，各种杂种细胞保留人类染色体的种类和数量是不同的

6、)。请回答下列问题：(1)图中诱导动物细胞融合常用的诱导因素有_(至少写出两种)，细胞融合后，再用特定的_培养基进行筛选，得到杂种细胞。(2)培养杂种细胞时，根据细胞所需营养物质的种类和数量严格配制培养基，此外经常会在培养基中加入_。培养过程中细胞需置于含CO2的混合气体的培养箱中培养，CO2的主要作用是维持培养液的_。(3)若只考虑人成纤维细胞与小鼠细胞两两融合形成的杂种细胞，假如每种杂种细胞只保留了人的1条染色体，从染色体组成的角度考虑，杂种细胞可能有_种。答案(1)聚乙二醇(PEG)、灭活的病毒、电激(写出两种即可)选择性(2)动物血清、血浆pH(3)24解析(1)诱导动物细胞融合的因素

7、包括物理因素(如电激)、化学因素(如聚乙二醇)、生物因素(如灭活的病毒)。通过选择性培养基将杂种细胞筛选出来。(2)动物细胞培养液一般包括糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素、动物血清、动物血浆。(3)人体细胞中含有24种染色体，分别是22种常染色体和2种性染色体(即X染色体和Y染色体)。一题多变在人成纤维细胞与小鼠细胞进行融合的混合体系中可能有几种细胞？答案在混合体系中可能有五种细胞，即三种融合细胞和两种未融合细胞。二、单克隆抗体的制备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

8、制备(1)制备原理B淋巴细胞特点：一种B淋巴细胞产生一种单一抗体，B淋巴细胞在体外不能(能/不能)无限增殖。骨髓瘤细胞特点：能无限增殖。杂交瘤细胞特点：B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合得到杂交瘤细胞，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将鼠的骨髓瘤细胞与脾中形成的B淋巴细胞融合用特定的选择培养基筛选出杂交瘤细胞，该杂种细胞既能迅速大量繁殖又能产生专一的抗体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中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)单克隆抗体的应用作为诊断试剂，

9、具有准确、高效、简易、快速的优点。用于治疗疾病和运载药物。合作探究1.仔细观察教材P53图224，探讨下列问题：(1)制备单克隆抗体过程中的几种细胞有何特点？答案免疫的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，不能产生抗体。杂交瘤细胞：既能产生特定的抗体，又能在培养条件下进行无限增殖。(2)单克隆抗体制备过程中有两次筛选，其目的分别是什么？答案第一次筛选是在B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合之后，筛选出只有B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合的杂种细胞。第二次筛选需先在多孔培养皿上培养，在每个孔只有一个杂交瘤细胞的情况下开始培养，然后再筛选出能产生特异性抗体的细胞群。2.用单克隆抗体及

10、相关物质制成的“生物导弹”中真正起治疗作用的物质是什么？答案“生物导弹”中真正发挥治疗作用的物质是相关“药物”，单克隆抗体所起的作用是将药物定向带到靶细胞所在位置，借助其导向作用，在原位杀死癌细胞，这样既不损伤正常细胞，又减少了用药剂量。因此，“生物导弹”可作为一种疗效高、毒副作用小的新型药物。3.判断正误(1)制备单克隆抗体所用的B淋巴细胞是经过免疫的B淋巴细胞()(2)细胞融合之后需要一次筛选，方可获得能产生单一抗体的杂交瘤细胞()(3)利用单克隆抗体制成的“生物导弹”，其选择性是由药物决定的，与抗体无关()(4)动物杂交瘤细胞产生单克隆抗体能体现细胞全能性()答案(1)(2)(3)(4)

11、4.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.是从已免疫的小鼠脾脏中获得的效应T细胞B.中使用胰蛋白酶有利于杂交瘤细胞的形成C.同时具有脾脏细胞和鼠骨髓瘤细胞的特性D.是经筛选培养获得的能分泌特异性抗体的细胞群答案D解析是从已免疫的小鼠脾脏中获得的B淋巴细胞(浆细胞)，A项错误；胰蛋白酶可使组织分散为单个细胞，B项错误；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；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。一题多变(1)体外培养骨髓瘤细胞，会不会出现接触抑制现象？

12、为什么？答案不会。骨髓瘤细胞是一种癌细胞，细胞表面糖蛋白减少，失去了接触抑制作用。(2)体外培养时，应提供什么条件？答案无菌、无毒的环境；必要的营养物质，如葡萄糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等；适宜的温度和pH；提供氧气和二氧化碳。1.下列关于动物细胞融合和植物体细胞杂交的比较中，叙述正确的是()A.诱导融合的方法完全相同B.所用的技术手段完全相同C.所采用的原理完全相同D.都能形成杂种细胞答案D解析两种细胞工程技术都要进行细胞融合，但融合的方法不完全相同；诱导的方法，除动物细胞的融合常用灭活的病毒做诱导剂外，其他的两者基本相同；两者采用的原理不同，动物细胞融合的原理是细胞膜的流动性

13、，最终形成的是杂种细胞。植物体细胞杂交的原理是细胞膜的流动性和细胞的全能性。故正确答案为D。2.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，下图为其实验流程图。则相关的叙述或说法中，不正确的是()A.a是骨髓瘤细胞，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，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答案B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只能产生一种特异性抗体。

14、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、筛选能产生单一抗体的杂交瘤细胞的过程。包括体外培养和注入小鼠腹腔内培养。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。诱导细胞融合时常用聚乙二醇作诱导剂。3.下面为制备单克隆抗体过程示意图，下列相关叙述错误的是()A.中的筛选是为了获得能产生多种抗体的杂交瘤细胞B.中培养基应加入选择性抑制骨髓瘤细胞DNA分子复制的物质C.上图中有一处明显错误D.可以无限增殖答案A解析中的筛选

15、是为了获得能产生特定抗体的杂交瘤细胞；中培养基应加入选择性抑制骨髓瘤细胞DNA分子复制的物质，这样才能筛选出杂交瘤细胞；图中的小鼠没有经过免疫处理，应该注射相应的抗原，小鼠才能形成相应的B淋巴细胞。4.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答案C解析选择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

16、选择培养基上，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。5.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。酶A是指_，酶B是指_。对已导入重

17、组质粒的进行“检测”的原因是_；指代的细胞具有的特点_。有人提出用细胞核移植技术构建重组细胞来生产单克隆抗体，试用相关的图示及文字表示该过程。答案(1)骨髓瘤细胞经过免疫的B淋巴细胞(浆细胞)(2)限制酶DNA连接酶导入成功率很低既能无限增殖又能产生特异性抗体如图所示解析(1)制备单克隆抗体选用的融合细胞一般为骨髓瘤细胞(能无限增殖)与经过免疫的B淋巴细胞(能产生特异性抗体)。(2)图示过程为获取目的基因，需用限制酶切取出目的基因片段；由于目的基因导入成功率并不高，故常需进行导入检测；由于的细胞具有“无限增殖”的调控基因，故可进行无限增殖，从而产生大量的单克隆抗体。基础过关1.下列关于动物细胞

18、融合的说法，不正确的是()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.动物细胞融合后形成的具有原来两个或多个动物细胞遗传信息的单核细胞称为杂交细胞C.常用于诱导动物细胞融合的手段有：聚乙二醇、灭活的病毒、电激、紫外线照射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答案C解析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，A正确；融合后形成的具有原来两个或多个细胞遗传信息的单核细胞，称为杂交细胞，B正确；诱导动物细胞融合的方法有电激、聚乙二醇、灭活的病毒等，不能用紫外线照射，C错误；细胞融合技术突破了有性杂交不亲和的障碍，

19、使远缘杂交成为可能，D正确。2.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.生产杂交细胞答案B解析动物细胞融合不像植物体细胞杂交那样主要是为了克服远缘杂交不亲和的障碍，以培育新品种；植物体细胞杂交还应用了植物体细胞的全能性，动物细胞作为整体，它的全能性受到限制，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。3.20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

20、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答案D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。4.单克隆抗体与血清抗体相比，其优越之处在于()A.单克隆抗体可作为某些药物的载体B.单克隆抗体可以在体外制备C.单克隆抗体特异性强、灵敏度高，并可大量制备D.单克隆抗体的制备过程简单，操作方便答案C解析普通的抗体其实也可以作为药物的载体，并可在体外通过细胞培养制备，但因其纯度低、

21、特异性差，在“生物导弹”应用上没有价值。单克隆抗体的制备过程比普通抗体的制备过程要复杂得多。5.科学家用小鼠骨髓瘤细胞与某种细胞融合，得到杂交瘤细胞，经培养可产生大量的单克隆抗体。与骨髓瘤细胞融合的细胞是()A.经过特定抗原免疫的B淋巴细胞B.不经过免疫的B淋巴细胞C.经过特定抗原免疫的T淋巴细胞D.不经过免疫的T淋巴细胞答案A解析骨髓瘤细胞必须与经过特定抗原免疫的B淋巴细胞融合，形成杂交瘤细胞，才能大量增殖并产生能够与相应的抗原特异性结合的单克隆抗体。6.制备单克隆抗体所采用的细胞工程技术包括()细胞培养细胞融合胚胎移植细胞核移植A. B. C. D.答案A解析制备单克隆抗体时，首先采用细胞

22、融合技术得到杂交瘤细胞，再采用动物细胞培养技术获得能产生所需抗体的细胞群。7.下面是单克隆抗体制备过程示意图，其中1过程注射的物质和A细胞的名称分别为()A.抗体、T淋巴细胞 B.抗原、T淋巴细胞C.抗体、B淋巴细胞 D.抗原、B淋巴细胞答案D解析单克隆抗体是由骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合而成的杂交瘤细胞产生的，其中B淋巴细胞必须首先经过抗原刺激，成为具有分泌抗体功能的细胞。8.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

23、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答案C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。能力提升9.单克隆抗体技术在疾病诊断和治疗以及生命科学研究中具有广泛的应用。下列关于单克隆抗体的叙述，错误的是()A.特异性强、灵敏度高B.与抗癌药物结合可制成“生物导弹”C.体外培养B淋巴细胞可大量分泌单克隆抗体D.由经过免疫的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合而成的杂交瘤细胞分泌答案C解析抗体是由B淋巴细胞分泌的，每一种B淋巴细胞只能分泌一种抗体；要想获得大量单一

24、抗体，需要将某一种B淋巴细胞大量克隆，但是在体外培养的条件下，B淋巴细胞不能无限增殖；由已免疫的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合而成的杂交瘤细胞，能在体外培养的条件下大量增殖，并分泌单克隆抗体。10.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答案B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

25、为诱导剂，氯化钙的作用是在基因工程中用于提高细胞壁的通透性，便于重组质粒进入微生物细胞内。11.右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

26、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，需用特定的选择培养基进行筛选，经抗体专一检测后大量克隆，以便进行体内或体外的单抗生产。12.下图表示单克隆抗体制备过程的各阶段图解，请据图回答下列问题：(1)请用箭头把代表各图解的字母按单克隆抗体制备过程的顺序连接起来。(2)在单

27、克隆抗体制备过程中选用B淋巴细胞和骨髓瘤细胞，是因为它们融合后的杂交瘤细胞具有_、_的特性。(3)由图中可以看出，在单克隆抗体制备过程中运用了_和_的动物细胞工程技术手段。答案(1)(2)可在体外大量繁殖产生特异性抗体(3)动物细胞融合动物细胞培养13.人绒毛膜促性腺激素(HCG)是女性怀孕后胎盘滋养层细胞分泌的一种糖蛋白，制备抗HCG单克隆抗体可用于早孕的诊断。下图是抗HCG单克隆抗体制备流程示意图，请分析回答问题。(1)制备单克隆抗体过程中要用到_和_技术。(2)制备单克隆抗体过程中，给小鼠注射的HCG相当于_，使小鼠产生分泌相应_的淋巴细胞，此过程属于特异性免疫中的_免疫。(3)在细胞内

28、DNA的合成一般有两条途径，主途径是在细胞内由糖和氨基酸合成核苷酸，进而合成DNA，而氨基嘌呤可以阻断此途径。另一辅助途径是在次黄嘌呤和胸腺嘧啶核苷存在的情况下，经酶的催化作用合成DNA，而骨髓瘤细胞的DNA合成没有此辅助途径。利用DNA合成途径不同的特点配制的HAT培养基含有多种成分，其中添加的_成分具有筛选杂交瘤细胞的作用。最终筛选获得的杂交瘤细胞的特点是_。(4)此过程生产的单克隆抗体可以与_特异性结合，从而诊断早孕。答案(1)动物细胞培养动物细胞融合(2)抗原抗体体液(3)氨基嘌呤能无限增殖并分泌特异性抗体(4)人绒毛膜促性腺激素(或HCG) 走进高考14.(2014新课标卷，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