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第二章 细胞工程
第一节 动物细胞工程（第2课时）
【课程标准】
2.3阐明动物细胞融合是指在一定的条件下将两个或多个动物细胞，通过物理、化学或生物方法，结合形成一个细胞的过程。
2.4概述动物细胞融合技术是单克隆抗体制备的重要技术。
2.5简述干细胞在生物医学工程中有广泛的应用价值。
【重点难点】动物细胞融合技术及其应用
【课前预习】自主预习教材p66-69的内容，完成下列填空：
1、动物细胞融合技术是指在一定的条件下将___________动物细胞，通过______、______或______方法，结合形成一个细胞的技术。在体外培养条件下，生物细胞会自发融合，但频率______。（1）一些病毒可以促使细胞融合,这些病毒可以与___________发生作用，使细胞紧密凝集，直至融合。其中，___________在细胞融合中的应用较为广泛。
（2）利用化学试剂也可诱导动物细胞融合。其中，____________法因其使用方便且诱导细胞融合的成功率高，是较为常用的细胞融合方法。该方法也有一定的局限性，如______________________________。
（3）也可用____________法等物理方法进行细胞融合。物理方法的优势有____________，目前已被广泛应用，成为细胞融合的重要技术手段。
2、让单个浆细胞进行____________形成细胞群，这样的细胞群就能产生_____________、_____________，即单克隆抗体。针对浆细胞在体外培养条件下不能无限增殖的问题，利用__________________具有_____________的特性，成功地设计出一个制备单克隆抗体的实验方案。实验室制备单克隆抗体可通过动物____________或____________两种途径获得，工业化制备单克隆抗体一般通过_____________获得。
3、干细胞是指动物（包括人）____________________________________________的细胞。干细胞在形态上具有共性，通常呈_____________________，细胞体积___，核相对较___。根据干细胞所处的发育阶段，将其分为______干细胞和______干细胞。根据干细胞的分化潜能，将其分为______干细胞、______干细胞和______干细胞三类。
【课堂活动】
活动一：动物细胞融合技术
1.概念
在一定的条件下将____________动物细胞，通过____________________方法，结合形成________细胞的技术。
3.过程
[易错提醒]病毒在生物技术中的应用
(1)灭活的病毒能作为诱导剂，未灭活的病毒不能作为诱导剂。
(2)病毒在不同过程或操作中的“身份不同”。在免疫调节中病毒属于抗原，在基因工程中可作为载体，在细胞工程中可作为诱导剂。
【例题1】完善植物体细胞杂交和动物细胞融合的比较表：
项目 植物体细胞杂交 动物细胞融合
原理
步骤 用酶解法去掉_________后，诱导_________融合，形成杂种体细胞，再经过植物组织培养形成杂种植株 分散成单个细胞后， 诱导细胞融合
诱导方法
结果 形成__________ 形成__________
【例题2】若动物细胞之间或动物与人细胞之间都可以进行融合，则进行细胞融合后的细胞有多少种？_______________(不考虑两个以上细胞之间的融合)。
【例题3】(2023·南京高二期中)下列关于动物细胞融合的叙述，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诱导融合法、灭活病毒诱导法、
电场诱导融合法、紫外线照射等
D.细胞融合技术突破了有性杂交的局限性，使远缘杂交成为可能
【例题4】右图为细胞融合的示意图，下列叙述正确的是(　　)
A.若a细胞和b细胞是植物细胞，需先去分化再诱导融合
B.a细胞和b细胞之间的融合需要促融处理后才能实现
C.c细胞的形成与A.b细胞细胞质膜的流动性无关
D.c细胞将同时表达a细胞和b细胞中的所有基因
活动二：动物细胞融合技术的应用
1.单克隆抗体的含义
采取单个浆细胞进行____________形成细胞群，该细胞群产生的化学性质_____________、特异性____________的抗体。
2.单克隆抗体的制备过程
3.单克隆抗体的应用
(1)制备单克隆抗体靶向制剂。
(2)疾病诊断，例如肿瘤诊断。
【例题4】给健康小鼠注射特定抗原，目的是______________________________________。
在筛选出能产生特定抗体的杂交细胞时，需要经过两次筛选。第一次是筛选出_______________________________，第二次是筛选出_______________________________。
在用_________________筛选杂交细胞的过程中，筛选淘汰了____________________和____________________，只有融合的杂交细胞被选择保留了下来。
【例题5】对于右边制备单克隆抗体过程示意图的叙述，错误的是(　　)
A.图中有1处明显错误
B.②中两两融合的细胞有3种，筛选保留了1种
C.③杂交细胞均能产生抗体
D.⑤可以无限增殖并分泌相应抗体
【例题6】(多选)(2023·南京高二期中)下图是单克隆抗体制备过程示意图，1～3代表相关过程，a～e代表相关细胞，其中c是两两融合的细胞。以下叙述正确的是(　　)
A.过程2促融的方法有电场诱导融合法、聚乙二醇诱导融合法和灭活病毒诱导法等
B.c细胞有三种，每种细胞染色体组数不相等，e细胞是能产生特定抗体的杂交细胞
C.过程3是进行抗体检测，并克隆产生阳性细胞的过程
D.单克隆抗体可以运载药物，单克隆抗体自身也能用于治疗疾病
活动三：干细胞技术及其应用
1.干细胞
(1)概念
动物(包括人)胚胎及某些器官中同时具有____________和____________的细胞。
(2)形态特征
通常呈圆球形或椭圆球形，细胞体积__________，核相对__________。
(3)类型
①根据所处的发育阶段，将其分为胚胎干细胞和成体干细胞。
②根据分化潜能划分
2.干细胞技术的应用
(1)疾病治疗
①研究表明，神经系统疾病、糖尿病、心脏疾病、肾脏疾病、肝脏疾病和癌症等许多疾病，都有望借助干细胞技术得到治疗。
②利用干细胞具有____________的特性，人们在体外培养环境中给予干细胞一定的诱导条件，就可以将其定向分化为____________的细胞。
(2)新药研制和开发(教材p70)
[温馨提示](1)胚胎干细胞不仅可以诱导分化形成各种组织细胞，还可以诱导分化形成各种组织、器官，甚至是动物个体;(2)成体干细胞只能分化形成特定的细胞或组织，不能分化形成完整的动物个体;(3)iPS细胞是体外诱导产生的多能干细胞，虽然类似于胚胎干细胞，但一般认为不能诱导分化形成完整的生物个体。
【例题7】(2023·扬州高二期中)间充质干细胞是一种多能干细胞，人脐带间充质干细胞具有更好的增殖性和更低的免疫原性，能定向分化成机体的多种功能细胞。与其他体细胞相比，下列关于间充质干细胞的叙述，正确的是(　　)
A.间充质干细胞特有的基因调控其增殖分化
B.异体移植间充质干细胞不会发生免疫排斥反应
C.如果体细胞也能变为间充质干细胞，则此过程中没有基因的选择性表达
D.间充质干细胞可用胰蛋白酶处理进行传代培养
【例题8】判断正误：
(1)动物细胞融合过程中既有细胞质膜融合也有细胞核的融合。 (　　)
(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有聚乙二醇、灭活的病毒。(　　)
(3)动物体细胞融合后的杂交细胞仍然是二倍体细胞。　 (　　)
(4)单克隆抗体的制备技术是在动物细胞融合技术上发展起来的。 (　　)
(5)杂交细胞的培养可以采取体内培养和体外培养两种方式。 (　　)
(6)多能干细胞具有形成完整个体的分化潜能。 (　　)
【核心突破】
1.两种抗体的比较 2.浆细胞、骨髓瘤细胞和杂交细胞的比较
3.两次筛选的比较
【课后巩固】
（ ）1、动物细胞融合和植物体细胞杂交的比较中，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
（ ）2、下列有关动物细胞融合与植物体细胞杂交比较的叙述，错误的是
A.它们的原理都涉及细胞质膜的流动性
B.都可以用聚乙二醇融合法诱导融合
C.融合前都需用纤维素酶或果胶酶处理细胞
D.前者主要为了获得细胞产品，后者主要为了获得杂种植株
（ ）3、下图为动物细胞融合技术过程图，相关叙述错误的是
A.图中C为灭活的病毒，此外还可用物理方法或化学方法诱导动物细胞融合
B.图中①过程发生了细胞质膜的融合，体现了细胞质膜的选择透过性
C.图中②过程表示细胞核融合形成杂种细胞
D.动物细胞融合的结果是获得融合细胞
（ ）4、用动物细胞工程技术获取单克隆抗体，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.用纤维素酶处理B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞
　　C.用聚乙二醇作诱导剂，促使能产生抗体的B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合
　　D.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
（ ）5、关于制备单克隆抗体的叙述正确的是
A.单克隆抗体产自淋巴细胞 B.单克隆抗体的制备要经过细胞融合
C.单克隆抗体的获得不需要使细胞癌变 D.诱导融合的手段相同
（ ）6、(2023·苏州高二月考)犬细小病毒单克隆抗体(CPV McAb)可抑制病毒对宿主细胞的侵染及病毒的复制，进而杀灭幼犬体内病毒。下列相关叙述错误的是
A.在CPV McAb的制备过程中用到了动物细胞培养和动物细胞融合技术
B.给幼犬注射CPV后，CPV抗体检测呈阳性，说明发生了体液免疫反应
C.经选择培养基筛选出来的杂交细胞即可直接生产CPV McAb
D.培养杂交细胞时，需要无菌、无毒的环境，且温度、气体环境等要适宜
（ ）7、(2023·淮安高二阶段练)单克隆抗体在生物工程和临床医学上有着极为重要的地位和巨大的应用。下列有关单克隆抗体技术及其应用的叙述，正确的是
A.新冠病毒检测单克隆抗体诊断试剂盒需要根据新冠病毒内部的核酸研制
B.将选择培养基筛选得到的杂交细胞直接用于生产单克隆抗体
C.利用抗原—抗体杂交技术可筛选出能产生单一抗体的杂交细胞
D.“生物导弹”中的单克隆抗体能特异性地结合抗原并杀死癌细胞
（ ）8、将患者肿瘤细胞与抗原呈递细胞“杂交”制成的新型肿瘤疫苗，能使人体免疫系统识别并杀伤肿瘤细胞，有效控制肿瘤的转移和复发，为癌症治疗增添了新手段。下列说法错误的是
A.细胞融合前，可以用胰蛋白酶处理肿瘤组织
B.该技术突破了有性杂交方法的局限，使细胞远缘杂交成为可能
C.该技术可采用灭活病毒作为动物细胞融合的诱导剂
D.两种细胞诱导融合完成后，可直接将融合细胞进行大规模培养
（ ）9、(2023·南通高二阶段练)下图是单克隆抗体制备过程示意图，下列相关叙述正确的是
A.1过程注射的物质和A细胞的名称分别为抗原和T淋巴细胞
B.3过程需要使用纤维素酶和聚乙二醇等物质促进细胞融合
C.4过程是为了筛选出既能产生单一抗体又能无限增殖的细胞
D.D物质的化学本质是蛋白质或糖类，具有纯度高、特异性强等优点
（ ）10、(2023·扬州高二期中)抗体—药物偶联物(ADC)可以实现对肿瘤细胞的选择性杀伤，其机理如下图所示。下列相关叙述错误的是
A.该单克隆抗体制备过程中可以用肿瘤抗原对实验动物进行免疫处理
B.该单克隆抗体可以利用动物细胞培养、动物细胞融合等技术获得
C.ADC与细胞质膜上的受体特异性结合，以胞吞的方式进入肿瘤细胞
D.ADC中的药物会在溶酶体中降解，从而失去对肿瘤细胞的杀伤作用
（ ）11、（多选）将小鼠骨髓瘤细胞与一种B淋巴细胞融合，可使融合的细胞经培养产生单克隆抗体，其依据是
A.B淋巴细胞可以产生抗体，但不能无限增殖
B.B淋巴细胞只有与骨髓瘤细胞融合后才能产生抗体
C.骨髓瘤细胞可以无限增殖，但不能产生抗体
D.骨髓瘤细胞可以产生抗体，但不能无限增殖
（ ）12、（多选）(2023·连云港高二期中)下列关于干细胞技术及其应用的叙述，正确的是
A.胚胎干细胞是从早期胚胎内细胞团分离出来的一种高度未分化的细胞系
B.骨髓多能造血干细胞可分化出多种细胞具有发育成完整个体的潜能
C.上皮组织基底层的干细胞、肌肉中的成肌细胞属于多能干细胞
D.利用培植皮肤干细胞的技术可以治疗大面积烧伤的患者
（ ）13、（多选）(2023·南京高二检测)细胞融合技术有着广泛应用，下图为细胞融合的简略过程。分析下图，下列叙述正确的是
A.甲形成过程中，a和b需要通过细胞质膜接触完成识别和结合
B.乙形成过程中培养液渗透压略大于细胞质渗透压，有助于植物细胞利用酶解法去壁
C.若a和b分别是基因型为AaBB、 aaBb的植株的花粉细胞，则去壁后两两融合可得到4种基因型的细胞
D.借助单克隆抗体的导向作用能将药物定向带到癌细胞所在位置
（ ）14、（多选）(2023·扬州高二期中)单克隆抗体在多种疾病的诊断和治疗中发挥重要的作用，下图为利用小鼠制备单克隆抗体的过程，下列有关叙述错误的是(　　)
A.提取的B淋巴细胞有多种，是因为一种抗原可诱导产生多种B细胞
B.诱导动物细胞融合的方法与诱导植物细胞原生质体融合的方法不完全相同
C.在具有杂交细胞的培养板上滴加相应抗体，出现阳性反应的即为目标细胞
D.筛选出的目标杂交细胞可在体外条件或注射到小鼠腹腔内进一步增殖培养
（ ）15、(多选)(2023·南京高二期中)抗PD-L1单克隆抗体能与骨髓瘤细胞质膜表面的PD-L1特异性结合，因而具有治疗某些癌症的作用。下图是制备抗PD-L1单克隆抗体的示意图，下列叙述正确的是
A.在分离B淋巴细胞前，需要对小鼠注射PD-L1进行免疫处理
B.多孔玻璃板中的细胞为B淋巴细胞和鼠骨髓瘤细胞的融合细胞
C.图中细胞集落a～d既能大量增殖，又能产生抗体
D.图中细胞集落a可用于扩大化培养生产抗PD-L1单克隆抗体
（ ）16、(多选)(2023·淮安高二阶段练)下图为诱导多能干细胞(iPS细胞)用于治疗糖尿病的示意图，下列相关叙述正确的是
A.干细胞存在于多种组织和器官中，可分为胚胎干细胞和成体干细胞
B.诱导iPS细胞分化的实质是动物细胞的细胞核具有发育的全能性
C.除图中的成纤维细胞，已分化的T细胞和B细胞等均能被诱导为iPS细胞
D.将分化得到的胰岛细胞移植回病人体内治疗，理论上可避免免疫排斥反应
17、下图表示细胞工程的流程图(a、b表示过程)，请据图回答下列问题：
(1)若图示为动物细胞融合的过程，则a特有的诱导剂是________________。单克隆抗体的制备技术是在动物细胞融合技术上发展起来的，通过把能产生抗体的__________细胞与能在体外大量增殖的____________细胞进行融合，得到既能迅速大量增殖，又能产生专一抗体的杂交细胞。
(2)若图示为植物体细胞杂交过程，则在甲、乙细胞融合之前，需要用__________________(填酶名称)制备____________。这项工程的意义是_______________。
(3)由甲、乙细胞融合得到丙细胞的基本原理是____________________________________。
18、人乳头状瘤病毒(HPV)与宫颈癌的发生密切相关，抗HPV的单克隆抗体可以准确检测出HPV，从而及时监控宫颈癌的发生。下图是以HPV衣壳蛋白为抗原制备出单克隆抗体的过程，请据图回答下列问题：
(1)图中向小鼠注射的A是______________，生产抗体的传统方法是反复给小鼠注射A，然后从血清中分离所需抗体，用这种方法生产抗体的缺点是_______________________________________________________________(答出两点即可)。
要想获得大量的单一抗体，不能通过直接培养B淋巴细胞来实现，原因是________________
_____________________________________________________________________________。
(2)图中选用B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合成杂交细胞，说明细胞质膜具有__________。图中筛选①需要用________培养基。筛选②需要进行克隆化培养和________________，目的是筛选出______________________的细胞。
(3)从图中可以看出，单克隆抗体的制备过程，运用了动物细胞工程中的____________和______________两大技术。
(4)科学工作者在单克隆抗体上连接抗癌药物，治疗癌症。这种方法优于化疗，原因是
_______________________________________________________________(答出两点即可)。
【总结反思】

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