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第二节 动物细胞工程
第二课时 动物细胞融合技术与单克隆抗体
知识点总结
一、动物细胞融合技术
1.概念：使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术。融合后形成的杂交细胞具有原来两个或多个细胞的遗传信息。
2.诱导动物细胞融合的常用方法
（1）物理法：电融合法
（2）化学法：PEG融合法等
（3）生物法：灭活病毒诱导法等
3.动物细胞融合的过程
A B
C
（1）从融合的过程看，首先是A、B细胞膜融合，接着是细胞质的融合，最后完成细胞核的融合。
（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为融合形成的杂种细胞C，具有这两种细胞的遗传信息，通过动物细胞的培养，杂种细胞C表现出两个亲本细胞的特点。
3.意义：利用动物细胞融合技术发展起来的杂交瘤技术，为制造单克隆抗体开辟了新途径。
二、单克隆抗体及其应用
1.传统抗体的制备
（1）方法：向动物体内反复注射某种抗原，使之产生抗体→从动物血清中分离所需抗体
（2）缺点：产量低、纯度低、特异性差
2.单克隆抗体的制备
（1）存在问题：
B淋巴细胞：能分泌抗体，但不能无限增殖
骨髓瘤细胞：能无限增殖，但不能产生抗体
（2）解决思路：将B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合为杂交瘤细胞。
（3）制备过程：
文字流程叙述
抗原→小鼠→B淋巴细胞 骨髓瘤细胞
（能分泌抗体） （能无限增殖）
↓第一次筛选：用特定的选择培养基
杂交瘤细胞（既能迅速大量增殖，又能产生抗体）
↓第二次筛选：克隆化培养、抗体检测
抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞（分泌的抗体能与特定抗原结合）
↓
扩大培养
注入小鼠腹腔内 培养液
体内培养 体外培养
腹水中提取 培养液中分离提取
单克隆抗体
（4）应用到的技术：动物细胞融合，动物细胞培养
（6）实验原理：细胞膜具有流动性，细胞增殖
（7）单克隆抗体的特点：能准确识别抗原的细微差异，与特异抗原发生特异性结合，并可大量制备。
（8）单克隆抗体的应用:
①被广泛用作诊断试剂，在多种疾病和病原体鉴定中发挥重要作用。
②可以运载药物
③用于治疗疾病
【拓展】教材50页思考讨论
1. ADC的抗体和药物各具有什么作用
抗体主要发挥靶向运输作用，即通过特异性结合靶细胞表面的抗原，将连接的药物输送到靶细胞;药物发挥治疗效应，如杀伤靶细胞。
2.除了细胞毒素，还有哪些物质理论上可以作为ADC偶联的药物
①可以用放射性同位素标记单克隆抗体进行靶向放疗;
②-些作用于细胞信号转导通路的药物可以通过阻断肿瘤细胞的信号通路来抑制其生长，理论上也可以将这些药物与单克隆抗体结合进行治疗
3.单克隆抗体诊断试剂盒和ADC在临床应用上各具有什么优势
①单克隆抗体诊断试剂盒中的单克隆抗体只与特定的抗原反应，因此检测的特异性和灵敏度大大提高;生产单克隆抗体的杂交瘤细胞可以传代培养、冷冻保存和复苏利用，有利于控制产品的质量和标准化生产诊断试剂盒;
②ADC能够协同发挥抗体特异性识别的靶向作用和细胞毒素对肿瘤细胞的杀伤作用，因此它在临床上具有靶点清楚、毒副作用小等优点。
【归纳提升】
1.对细胞融合过程的理解
（1）细胞融合的过程包括细胞细胞膜的融合、细胞质融合和细胞核的融合，其中细胞膜的融合是细胞融合的先导，在细胞膜融合中体现出细胞膜具有一定的流动性。
（2）动物细胞融合完成的标志：来自不同细胞的两个或多个细胞核融合成一个细胞。
2.动物细胞融合与植物细胞杂交的比较
比较项目 动物细胞融合 （单克隆抗体制备） 植物体细胞杂交 （番茄—马铃薯杂交）
过程 正常小鼠的处理 （注射特定的抗原） 原生质体的制备 （酶解法）
动物细胞的融合 原生质体的融合
杂交瘤细胞的筛选和培养 杂种细胞的筛选和培养
提纯单克隆抗体 （特异性强，灵敏度高） 杂种植株鉴定
原理 细胞膜的流动性、细胞增殖 细胞膜的流动性、植物细胞的全能性
融合前处理 注射特定抗原，免疫处理正常小鼠 酶解法去除细胞壁：纤维素酶，果胶酶
诱导方法 （1）物理方法：电融合法等 （2）化学方法：PEG融合法等 （3）生物法：灭活病毒疫苗法等 （1）物理法：电融合法、离心法等 （2）化学法：聚乙二醇（PEG）融合法、高Ca2+—高pH融合法等
意义和用途 （1）制备单克隆抗体 （2）有助于疾病的诊断、治疗、预防 （1）克服不同物种间远缘杂交的障碍 （2）培育新品种
3.血清抗体和单克隆抗体的比较
名称 产生 特点
血清抗体 由浆细胞分泌 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
4.三种细胞的比较
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 从骨髓肿瘤中提取出来 能无线增殖，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的 既能产生抗体也能无线增殖
5.单克隆抗体制备过程中两次筛选的区别
项目 第一次筛选 第二次筛选
筛选原因 诱导细胞融合后会得到多种杂交细胞，另外还有未融合的细胞 由于小鼠在生活中还受到其他抗原的刺激，所以经选择性培养获得的杂交瘤细胞中有可能产生其他抗体
筛选方法 用特定的选择培养基筛选： 在该培养基上，未融合的亲本细胞和具有同种细胞核的细胞融合后形成的细胞（“BB”细胞“瘤瘤”细胞）都会死亡，只有融合的杂交瘤细胞（“B瘤”细胞）才能生长 用多孔板培养，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，经多次筛选可以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 得到能分泌所需要抗体的杂交瘤细胞
6.单克隆抗体制备过程的关键分析
（1）对动物免疫的原因：B淋巴血细胞要经过免疫过程，即接触抗原，增殖分化为有特异性免疫功能的B淋巴细胞，才能产生相应的抗体，所以，与骨髓瘤细胞融合的B淋巴细胞实际上是浆细胞。
（2）杂交瘤细胞具备双亲的遗传物质，不仅具有浆细胞产生特异性抗体的能力，还具有骨髓瘤细胞在体外培养条件下大量增殖的能力，从而可以克服单纯B淋巴细胞不能无限增殖的缺点，大量产生单克隆抗体。
课后作业
题1 下列关于动物细胞工程的叙述，正确的是（ ）
A、PEG诱导动物细胞融合形成的杂种细胞,经动物细胞培养能得到优良动物个体
B、使用冷冻保存的正常细胞通常为10代以内，以保持细胞正常的二倍体核型
C、在高倍显微镜下观察发生基因突变的细胞比例可推知某化学药品的毒性
D用胰蛋白酶处理动物组织后，可用无菌水稀释制成细胞悬浮液
【答案】B
【解析】
选项分析:
B项，目前使用的或冷冻保存的正常细胞通常为10代以内，以保持细胞正常的二倍体核型，故B项正确。
A项，目前为止，人们还没有成功将单个分化的动物体细胞培养成个体，动物细胞的全能性
受到限制，，动物细胞融合形成的杂种细胞不能培育成动物，故A项错误。
C项，基因突变是碱基对增添、缺失或替换,碱基对的改变在光学显微镜下无法观察到，故C项错误。
D项，用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理动物组织会使组织分散成单个细胞，再用培养液将分散
的细胞稀释制成细胞悬液，而不是无菌水，故D项错误。
综上所述，本题正确答案为B。
题2 细胞融合在自然状态条件下和现代生物技术领域均可实现，具有广泛应用。如图表示细胞融合的过程。下列叙述正确的是（ ）
A、由a和b形成c的过程必须依赖细胞膜的流动性
B、植物细胞工程中诱导c形成的方法有物理法、化学法和生物法
C、形成的d-定具有a和b的遗传物质，可以不进行筛选
D、在细胞工程中，d最终都可以发育成个体
【答案】A
【解析】
选项分析:
A项，细胞融合体现了细胞膜具有一定的流动性，故A项正确。
B项，植物细胞工程中诱导细胞融合的方法有物理法、化学法，故B项错误。
C项，融合后形成的杂种细胞d具有a和b的遗传物质，也可能需要进行筛选，例如制备单克隆抗体时，需筛选能产生特定抗体的杂交瘤细胞，故C项错误。
D项，d若是植物细胞，可以通过植物组织培养技术发育成个体，d若是动物细胞，- -般不
能发育成个体，故D项错误。
综上所述，本题正确答案为A。
题3 某同学在学习“细胞工程”时，列表比较了动植物细胞工程的有关内容，错误的是（ ）
A、答案A
B、答案B
C、答案C
D、答案D
【答案】B
【解析】
选项分析:
B项，植物体细胞杂交没有生物促融方法，动物细胞融合有生物促融方法，故B项内容错误。
A项，植物体细胞杂交需要用酶解法去除细胞壁，动物细胞培养首先需要用胶原蛋白酶处理
制成细胞悬液，故A项内容正确。
C项，植物细胞工程可用于人工种子、种间杂种植物的培育，动物细胞融合可用于单克隆抗
体的制备，故C项内容正确。
D项，植物组织培养过程中利用蔗糖，而动物细胞培养过程中必须利用动物血清，故D项内
容正确。
注意本题要选择的是内容错误的选项，故本题正确答案为B。
题4 下列关于细胞工程，叙述错误的是( )。
A、电刺激可诱导植物原生质体融合或动物细胞融合
B、去除植物细胞的细胞壁和将动物组织分散成单个细胞均需酶处理.
C、小鼠骨髓瘤细胞和经抗原免疫小鼠的B淋巴细胞融合可制备单克隆抗体
D、两种植物体细胞融合成的杂种细胞与此两种植物的杂交后代的染色体数目相同
【答案】D
【解析】
D项，两种植物体细胞融合成的杂种细胞所含有的染色体数是两种植物体细胞所含的染色体
数之和;而由于在杂交过程中经过了)减数分裂，两种植物的杂交后代的体细胞中只含有两
种植物体细胞的染色体数之和的一半，即D项表述错误，故选择D项。
A项，诱导植物原生质体融合的方法有离心、振动、电激等物理法和用聚乙二醇作为诱导剂
的化学法，诱导动物细胞融合的方法有聚乙二醇、灭活的病毒以及电激等。因此，电刺激可
以诱导植物细胞融合，也可以诱导动物细胞融合，即A项表述正确，故不选择A项。
B项，去除植物细胞的细胞壁需要用到纤维素酶和果胶酶，将动物组织分散开需要用到胰蛋
白酶或胶原蛋白酶，即B项表述正确，故不选择B项。
C项，将小鼠骨髓瘤细胞与经抗原免疫小鼠的B淋巴细胞融合，获得的杂交瘤细胞既能大量
增殖，还能产生特定的抗体，可以用来制备单克隆抗体，即C项表述正确，故不选择C项。
综上所述，本题正确答案为D。
题5 某实验室做了下图所示的实验研究。下列相关叙述中正确的是（ ）
A、与纤维母细胞相比，过程①形成的诱导干细胞的全能性较低
B、单克隆抗体不需细胞膜上载体蛋白的协助就能释放到细胞外
C、每个Y细胞只产生一种抗体，故过程④不需进行筛选
D、过程②是诱导干细胞的结构和遗传物质发生稳定性差异的过程
【答案】B
【解析】
选项分析:
B项，单克隆抗体的化学本质为蛋白质，蛋白质是生物大分子，进出细胞的方式为胞吞、胞
吐，故不需细胞膜上载体蛋白的协助就能释放到细胞外，故B项正确。
A项，纤维母细胞是体细胞，全能性较低，而诱导干细胞在一定条件下，可分化成多种功能
细胞，全能性较体细胞高，故A项错误。
C项，虽然每个Y细胞只产生一种抗体， 但不一定 是我们所需的抗体，故C项错误。
D项，过程②是诱导干细胞的基因选择性表达的过程，其遗传物质并未发生变化，故D项错
误。
综上所述，本题正确答案为B。
题6 下图表示单克隆抗体的制备过程，有关叙述不正确的是（ ）
A、图中有一处明显错误
B、②中培养基应加入具有选择性抑制骨髓瘤细胞DNA复制的物质
C、④中的筛选是为了获得能产生多种抗体的杂交瘤细胞
D、⑤可以称为一个细胞系
【答案】C
【解析】
C项，④中的筛选是为了获得能产生特定抗体的杂交瘤细胞，故C项错误。
A项，①中在提取小鼠B淋巴细胞时，需要先向小鼠体内注射特定的抗原蛋白，使小鼠体内
形成相应的B淋巴细胞，然后再进行提取，图中没有涉及该过程，故A项正确。
B项，②中培养基是选择培养基，目的是筛选出杂交瘤细胞，未融合的亲本细胞和融合的具
有同种核的细胞都会死亡，因此需要抑制骨髓瘤细胞分裂增殖的物质，即选择性抑制骨髓瘤
细胞DNA复制的物质，故B项正确。
D项，细胞系是指可以连续传代的细胞，⑤是能产生特定抗体的杂交瘤细胞群，可以迅速大
量繁殖并连续传代培养，故D项正确。
综上所述，本题正确答案为C。
题7 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中使用活性较强的病毒有利于杂交瘤细.胞的形成
C、③细胞均为既能无限增殖又能产生特异性抗体的细胞
D、④是经多次筛选培养获得的能分泌特异性抗体的细胞群
【答案】D
【解析】
选项分析:
D项，④表示筛选过程，经多次筛选、培养获得的能分泌特异性抗体的杂交瘤细胞群，可以
经体内培养或体外培养，产生单克隆抗体，故D项正确。
A项，①是从已免疫的小鼠脾脏中获得的效应B细胞，故A项错误。
B项，②动物细胞融合中使用灭活的病毒有利于杂交瘤细胞的形成，故B项错误。
C项，效应B细胞与骨髓瘤细胞进行融合，只考虑两两融合会有三种结果:杂交瘤细胞、骨
髓瘤细胞自身融合细胞、B细胞自身融合细胞等，只有杂交瘤细胞既能无限增殖又能产生特
异性抗体，故C项错误。
综上所述，本题正确答案为D。
题8 (多选题)二抗是抗体(一抗)的抗体，其主要作用是检测抗体的存在，放大-抗的信号。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，下列有关说法错误的是（ ）
A、①过程常用灭活的病毒，④过程后要进行胚胎移植
B、②过程筛选出的杂交瘤细胞都能产生抗HCG抗体
C、③过程以抗HCG单克隆抗体为抗原进行检测
D、④过程需要添加抗生素等物质，以防止病毒污染
【答案】ABD
【解析】
选项分析:
A项，①过程常用的诱导因素有聚乙二醇、灭活的病毒、电激等，④过程后不需要胚胎移
植，故A项说法错误。
B项，②过程中筛选出的杂交瘤细胞不一定能产生抗HCG抗体，还要进一步检测， 故B项说法错误。
D项，过程④为动物细胞培养，培养液中需要添加抗生素等物质，以防止杂菌污染，故D项
说法错误。
C项，③过程以抗HCG单克隆抗体为抗原，用二抗对其进行检测，故C项说法正确。
注意本题要选择的是说法错误的选项，
故本题正确答案为A项、B项和D项。
题9 抗癌"神药”抗PD-L1单克隆抗体通过抑制T细胞.上的PD-1受体和肿瘤细胞_上的配体PD-L1结合，从而激活T细胞的功能，对抗癌症。下列关于该药物的制备说法错误的是（ ）
A、制备该药物前必须用PD-L1蛋白免疫小鼠
B、需从小鼠的脾脏中提取B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合
C、用选择性培养基筛选出的杂交瘤细胞均能产生抗PD-L1抗体
D、必须经过多次克隆化培养和抗体检测以保证抗体的纯度
【答案】C
【解析】
选项分析:
C项，用选择性培养基筛选出的杂交瘤细胞不一定能产生抗PD-L1抗体，还需要进行抗体检
测，故C项说法错误。
A项，制备该药物前必须用PD-L1蛋白免疫小鼠，得到相应的B淋巴细胞(效应B细胞)，故A项说法正确。
B项，制备单克隆抗体，需从小鼠的脾脏中提取B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合，故B项说法
正确。
D项，为保证抗体的纯度，必须经过多次克隆化培养和抗体检测，故D项说法正确。
注意本题要选择的是说法错误的选项，故本题
正确答案为C。

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