1、第第 2 2 课时课时 动物细胞融合技术与单克隆抗体动物细胞融合技术与单克隆抗体 动物细胞融合技术 自主梳理 (1)动物细胞融合与植物原生质体融合的基本原理是相同的。() (2)促进动物细胞融合的方法与诱导原生质体融合的方法相同，有 PEG 融合法、电融合法和灭活病毒诱导法等。() 提示：诱导原生质体融合的方法不包括灭活病毒诱导法。 (3)动物细胞融合与植物体细胞杂交都能突破有性杂交的局限， 实现远缘杂交。 () 典型例题 (2019 北京四中高二期末)将人细胞与小鼠细胞融合，培养出的杂种细胞可能会随机丢失来自人细胞的染色体。在丢失人的 1 号染色体的融合细胞中，不能合成人的尿苷单磷酸激酶。下
2、列有关叙述中不合理的是( ) A.与人和小鼠细胞相比，融合细胞发生了遗传物质的改变 B.研究方法中需要选择适当的培养基和细胞融合诱导技术 C.融合细胞经过培养，产生了新的动物个体 D.尿苷单磷酸激酶的基因很可能在 1 号染色体上 解析 融合细胞会随机丢失来自人细胞的染色体，即发生了遗传物质的改变，A正确；适当的培养基用来选择融合细胞，细胞融合时常用 PEG、灭活病毒和电激来诱导融合，B 正确；该过程没有将杂交细胞培养成个体，C 错误；在丢失人的1 号染色体的融合细胞中，不能合成人的尿苷单磷酸激酶，说明尿苷单磷酸激酶的基因很可能在 1 号染色体上，D 正确。 答案 C 变式训练 (2020 泉州
3、高二质检)有关动物细胞融合的叙述，正确的是( ) A.动物细胞融合的结果是获得新个体 B.只有两个动物细胞结合成一个细胞的过程才叫动物细胞融合 C.灭活的病毒是动物细胞融合和植物体细胞杂交常用的促融剂 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 动物细胞融合技术，是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术，一般多数为两个细胞的融合，A、B 均错误；灭活的病毒只能用于诱导动物细胞融合，不能用于植物体细胞杂交，植物体细胞融合常用聚乙二醇，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 联想质疑 灭活病毒诱导细胞融合的原理 1.诱导
4、动物细胞融合的常用方法有哪些？ 提示：PEG 融合法、电融合法和灭活病毒诱导法等。 2.动物细胞融合技术有何优点？ 提示：突破了有性杂交的局限，使远缘杂交成为可能。 (1)动物细胞融合的原理是细胞膜的流动性； (2)动物细胞融合得到的是杂交细胞。 单克隆抗体及其应用 自主梳理 1.抗体的早期生产 2.单克隆抗体的制备和应用 (1)单克隆抗体的制备过程 (2)单克隆抗体的特点与应用 (1)能产生特定抗体的 B 淋巴细胞不能增殖，能增殖的骨髓瘤细胞不能产生抗体，而杂交瘤细胞既能迅速大量增殖，又能产生抗体。() (2)制备单克隆抗体过程中，经诱导融合后，要用选择培养基进行筛选；在该培养基上，未融合的
5、亲本细胞都会死亡，只有融合的具有同种核的细胞和杂交瘤细胞才能生长。() 提示：制备单克隆抗体过程中，经诱导融合后，要用选择培养基进行筛选；在该培养基上，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。 (3)抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞，可在体外条件下大规模培养，也可注射到小鼠腹腔内进行培养， 将来可分别从细胞培养液和小鼠腹水中获得大量的单克隆抗体。() 典型例题 (2020 漯河四高高二期中)科学家以 COVID19(新冠病毒)的核衣壳蛋白为抗原，制备出了单克隆抗体。下列相关叙述，正确的是( ) A.利用该单克隆抗体可以诊断是否感染 COVID19 B.体外培养
6、单个 B 淋巴细胞可以获得针对 COVID19 的单克隆抗体 C.将等量 B 淋巴细胞和骨髓瘤细胞混合，经诱导后融合的细胞即为杂交瘤细胞 D.将纯化的核衣壳蛋白反复注射到小鼠体内，从小鼠血清中分离出的抗体为单克隆抗体 解析 单克隆抗体的应用之一就是用于病原体的鉴定，A 正确；已免疫的 B 淋巴细胞不能增殖，因此无法直接培养获得单克隆抗体，B 错误；等量 B 淋巴细胞和骨髓瘤细胞混合，经诱导后融合的细胞，可能是 B 淋巴细胞与 B 淋巴细胞融合形成的杂交细胞、瘤细胞与瘤细胞融合形成的杂交细胞以及 B 淋巴细胞与瘤细胞融合形成的杂交瘤细胞，C 错误；将纯化的核衣壳蛋白反复注射到小鼠体内，从小鼠血清
7、中分离出抗体，这是早期制备抗体的方法，该过程中制备的抗体并非单克隆抗体，D 错误。 答案 A 变式训练 (2019 北京四中高二期末)如图，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。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 细胞及其相互融合细胞因全合成途径被 A 阻断，在 HAT 培养基上不能增殖 B.骨髓瘤细胞及其相互融合细胞因无法进行上述两个途径， 在 HAT 培养基上不能增殖 C.杂交瘤细胞因为可进行
8、上述两个途径，能在 HAT 培养基上大量增殖 D.HAT 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较高纯度的目标抗体 解析 免疫的 B 细胞及其互相融合细胞是有补救合成途径的，但是因为这两种细胞本身不增殖，所以在 HAT 培养基上不会有这两种细胞的增殖，A 错误；骨髓瘤细胞及其相互融合细胞因无法进行题述两个途径而在 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，所以能在 HAT 培养基上大量增殖，C错误；HAT 培养基上筛选出的杂交瘤细胞，并不都能产生高纯度的目标抗体，D错误。 答案 B 素养提升 科学探究单克隆抗体的制备与应用 下图表示制备抗 X 抗体的过程，
9、表示相关步骤。回答下列问题： (1)由图可知，单克隆抗体制备过程运用了哪些主要的动物细胞工程技术手段？ 提示：动物细胞融合技术、动物细胞培养技术等。 (2)经步骤第一次筛选，被淘汰的细胞有哪些类型？ 提示：未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞。 (3)经步骤第一次筛选，筛选出的细胞有何特点？ 提示：既能迅速大量增殖，又能产生特定的抗体。 (4)经步骤第二次筛选，选出的细胞属于什么类型？ 提示：能产生所需抗体的杂交瘤细胞。 单克隆抗体制备过程中两次筛选的比较 典型例题 (2020 全国卷，38)生物选修 3：现代生物科技专题 为研制抗病毒A的单克隆抗体， 某同学以小鼠甲为实验材料设计了以下实
10、验流程。 回答下列问题： (1)上述实验前必须给小鼠甲注射病毒 A，该处理的目的是_ _。 (2)写出以小鼠甲的脾脏为材料制备单细胞悬液的主要实验步骤：_ _ _。 (3)为了得到能产生抗病毒 A 的单克隆抗体的杂交瘤细胞，需要进行筛选。图中筛选 1 所采用的培养基属于_，使用该培养基进行细胞培养的结果是_ 。 图 中 筛 选2含 多 次 筛 选 ， 筛 选 所 依 据 的 基 本 原 理 是_。 (4)若要使能产生抗病毒 A 的单克隆抗体的杂交瘤细胞大量增殖， 可采用的方法有_ _(答出 2 点即可)。 解析 (1)实验前给小鼠甲注射病毒 A，其目的是刺激机体发生免疫反应，从而产生能够分泌抗
11、病毒 A 抗体的 B 淋巴细胞。(2)制备单细胞悬液的主要实验步骤：从健康动物体内取出组织块，剪碎，用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理一段时间，这样组织就会分散成单个细胞，然后用培养液将分散的细胞稀释制成单细胞悬液。(3)图中筛选 1 采用特定的选择培养基，在该培养基上，未融合的细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡，只有融合的杂种细胞(杂交瘤细胞)才能生存。图中筛选 2 含多次筛选，利用抗原与抗体特异性结合的原理，就可获得能分泌所需抗体的杂交瘤细胞。(4)要使能产生抗病毒 A 的单克隆抗体的杂交瘤细胞大量增殖，可将杂交瘤细胞在体外条件下做大规模培养，或注射到小鼠腹腔内增殖。 答案 (1)诱导小鼠甲产生
12、能够分泌抗病毒 A 抗体的 B 淋巴细胞 (2)取小鼠甲脾脏剪碎，用胰蛋白酶处理使其分散成单个细胞，加入培养液制成单细胞悬液 (3)选择培养基 只有杂交瘤细胞能够生存 抗原与抗体的反应具有特异性 (4)将杂交瘤细胞注射到小鼠腹腔内增殖；将杂交瘤细胞在体外培养 变式训练 (2020 海南华侨中学高二期末)下列有关制备单克隆抗体的叙述，错误的是( ) A.采用的细胞工程技术包括细胞培养和细胞融合 B.两次筛选的目的分别是筛选出杂交瘤细胞和筛选出能产生所需抗体的杂交瘤细胞 C.要先用胃蛋白酶处理得到单个细胞，然后用诱导剂处理得到杂交瘤细胞 D.运用的生物学原理包括细胞分裂和细胞膜具有一定的流动性 解
13、析 制备单克隆抗体采用的细胞工程技术包括细胞培养和细胞融合技术，A 正确；单克隆抗体的制备过程需要两次筛选，第一次是用选择培养基筛选获得杂交瘤细胞，去除未融合的细胞和自身融合细胞；第二次筛选是从杂交瘤细胞中筛选出能产生所需抗体的杂交瘤细胞，B 正确；分散细胞获得单个细胞，需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理，C 错误；运用的生物学原理包括细胞分裂和细胞膜具有一定的流动性，D 正确。 答案 C 联想质疑 浆细胞可以分泌抗体，但不能无限增殖 用于治疗犬瘟热病毒感染的单克隆抗体药物 用于快速诊断 COVID19 的单克隆抗体试剂盒 单克隆抗体特异性强，灵敏度高，并可大量制备。 “生物导弹”由单克隆抗体和杀
14、伤药物两部分构成， 单克隆抗体只是能够识别癌细胞，化学药物能起到杀伤癌细胞的作用。 利用传统方法生产的抗体为什么纯度低？ 提示：动物在环境中接触到的抗原种类多，故体内产生的抗体种类也较多，导致提取的抗体纯度低。 生物导弹定向轰炸的原理是利用了抗原和抗体特异性结合。 (1)单克隆抗体的制备，不仅需要应用到动物细胞融合技术，还需要用到动物细胞培养技术。 (2)专一抗体检测时和单克隆抗体发挥作用时，都会涉及抗原抗体特异性结合的原理。 思维导图 晨读必背 1.动物细胞融合技术就是使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术。 2.诱导动物细胞融合的常用方法有 PEG法、电融合法和灭活病毒诱导法等。 3.
15、杂交瘤细胞既能迅速大量增殖，又能产生特定抗体。 4.对经选择培养的杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测，经多次筛选，就可获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。 5.单克隆抗体能准确地识别抗原的细微差异，与特定抗原发生特异性结合，并且可以大量制备，因此被广泛用作诊断试剂，在多种疾病的诊断和病原体鉴定中发挥重要作用。 随堂检测 1.动物细胞融合属于动物细胞工程的技术手段之一，下列有关动物细胞融合的叙述正确的是( ) A.动物细胞融合产生的细胞称为重组细胞 B.融合后形成的细胞为单核或多核细胞 C.常用的诱导融合的生物诱导剂是聚乙二醇、灭活的病毒等 D.也称细胞杂交，可由两个或多个动物细胞结合成一个细胞
16、 解析 动物细胞融合产生的细胞称为杂交细胞， 核移植产生的细胞称为重组细胞，A 错误；融合后形成具有两个或多个细胞遗传信息的单核细胞，B 错误；诱导动物细胞融合的生物诱导剂是灭活的病毒，聚乙二醇属于化学诱导剂，C 错误；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，D 正确。 答案 D 2.对比动物细胞融合和植物体细胞杂交技术，下列论述合理的是( ) A.均可使用 PEG、电激或灭活病毒的方法诱导细胞融合 B.两者都可以跨越种属间的生殖隔离 C.两者都需要用到纤维素酶和果胶酶 D.在适宜的条件下，均可发育成完整个体 解析 灭活的病毒是动物细胞融合特有的诱导法，A 错误
17、；动物细胞融合和植物体细胞杂交技术都可以打破生殖隔离，B 正确；植物体细胞杂交技术需要用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，动物细胞融合不需要，C 错误；目前，动物细胞融合不能发育成完整个体，D 错误。 答案 B 3.下列关于动物细胞融合与单克隆抗体制备的叙述中，正确的是( ) A.动物细胞经 PEG 诱导融合后再通过培养能得到优良动物个体 B.单克隆抗体最广泛的用途是用作体外诊断试剂 C.杂交瘤细胞是 B 淋巴细胞癌变的结果 D.单克隆抗体和传统方法生产的抗体化学本质不同 解析 由于动物细胞的全能性受到限制，动物细胞融合形成的杂交细胞一般不能培育成动物个体，A 错误；单克隆抗体能准确识别抗原的细微差
18、异，与特定抗原发生特异性结合，并且可以大量制备，最广泛的用途是用作体外诊断试剂，B 正确；杂交瘤细胞是骨髓瘤细胞和 B 淋巴细胞融合而成的，不是 B 淋巴细胞癌变的结果，C 错误；单克隆抗体和传统方法生产的抗体化学本质相同，都是蛋白质，D 错误。 答案 B 4.(2020 北京高三期末)下列关于单克隆抗体制备的说法，正确的是( ) A.将特定抗原注射到小鼠体内，可以从小鼠血清中获得单克隆抗体 B.经特定抗原免疫过的 B 淋巴细胞在体外培养时可分泌单克隆抗体 C.诱导 B 淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合后，发生融合的细胞均为杂交瘤细胞 D.筛选出杂交瘤细胞后，需利用特定抗原再次筛选分泌所需抗体的细胞
19、解析 向小鼠体内注射特定的抗原，小鼠会产生浆细胞，可以从小鼠血清中获得抗体，但此时的抗体不是单克隆抗体，A 错误；经特定抗原免疫过的 B 淋巴细胞在体外无增殖能力，无法通过培养获得单克隆抗体，B 错误；诱导 B 淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合后，产生的融合细胞可能是：B 细胞B 细胞融合、瘤细胞瘤细胞融合、B 细胞瘤细胞融合，C 错误；单克隆抗体制备过程需要 2 次筛选：第一次筛选出杂交瘤细胞，第二次筛选出能够产生所需抗体的杂交瘤细胞，因此经过B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合后的杂交瘤细胞还需进行抗体阳性检测才可进行体内或体外培养，D 正确。 答案 D 5.(2020 广西高三月考)动物细胞培养技术是其他
20、动物细胞工程技术的基础，请回答下列有关动物细胞培养的问题： (1)在培养瓶中进行动物细胞培养时，需两次用到胰蛋白酶，第一次使用的目的是将组织分散成单个细胞，此次的胰蛋白酶也可用_酶代替。由于贴壁细胞培养过程中具有_现象，因此需第二次用该酶处理，然后分瓶培养。在培养过程中，应定期更换培养液，目的是_ _。 (2)在单克隆抗体制备过程中，将获得的_(答出两个特点)的杂交瘤细胞进行_培养和抗体检测以后，再经过多次筛选，可获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。 (3) 利 用 灭 活 的 病 毒 可 以 诱 导 产 生 杂 交 瘤 细 胞 ， 其 中 的 灭 活 是 指_ _。 解析 (1)在培养瓶中进
21、行动物细胞培养时，第一次使用胰蛋白酶的目的是将组织分散成单个细胞，此次的胰蛋白酶也可用胶原蛋白酶代替。由于正常动物细胞具有贴壁生长和接触抑制的特点，故培养到一定阶段需要第二次用胰蛋白酶处理，然后分瓶培养。在培养过程中，需要清除代谢产物，防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害，故需要定期更换培养液。 (2)在单克隆抗体制备过程中，将获得既能产生抗体，又能无限增殖的杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测以后，再经过多次筛选，可获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞，将这些细胞在体外做大规模培养或注入小鼠腹腔内增殖，从细胞培养液和小鼠腹水中就可获得大量的单克隆抗体。 (3)灭活是指利用物理或化学手段使病毒失去感染能力，但是并不破坏这些病原体的抗原结构。 答案 (1)胶原蛋白 接触抑制 清除代谢产物，防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害 (2)既能产生抗体， 又能迅速大量增殖 克隆化 (3)利用物理或化学手段使病毒失去感染能力，但并不破坏这些病原体的抗原结构