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选择性必修3新授课学案
2.2　动物细胞融合技术与单克隆抗体
预学案---教材研读 （自主学习）
一、动物细胞融合技术
1．概念：使 动物细胞结合形成一个细胞的技术。
2．诱导原理和结果
(1)诱导原理： 。
(2)诱导结果：形成 细胞。
3．诱导方法： 法、电融合法和 法等。
4．意义：突破了 的局限，使 成为可能。
5．动物细胞融合技术的应用
(1)成为研究 、 、肿瘤和培育生物新品种等的重要手段。
(2)用于制备 。
二、单克隆抗体及其应用
1．制备原理
(1)B淋巴细胞特点：
一种B淋巴细胞分泌一种 抗体。
(2)骨髓瘤细胞特点：
能在体外大量 。
(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 又能产生大量 。
2．制备过程（如图）
3．单克隆抗体的优点
能准确地识别 ，与特定抗原发生特异性结合，并且可以 。
4．单克隆抗体的应用
(1)作为 ，在多种疾病的诊断和病原体鉴定中发挥重要作用。
(2)用于 和 。
判断对错：
1．动物细胞融合过程中既有细胞膜融合也有核的融合。 ( )
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是聚乙二醇。 ( )
3．用特定的抗原对小鼠进行免疫后，从鼠脾脏中只能得到一种B淋巴细胞。 （ ）
4．单克隆抗体是单个B淋巴细胞增殖并产生的抗体。 ( )
5．单克隆抗体制备过程中的两次筛选目的相同。 ( )
导学案---课堂探究（疑难点拨）
一、动物细胞融合
1．融合的原理与过程
(1)原理：细胞膜的 。
(2)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，在细胞膜融合中体现出细胞膜具有一定的流动性，细胞融合的实质是 。动物细胞融合完成的标志是两个或多个细胞核融合为 。如下图(以灭活的病毒诱导为例)：
2．融合的结果
形成单核杂交细胞，具有原来两个或多个细胞的 ，可表现出两个或多个亲本的特点。
3．动物细胞融合与植物体细胞杂交的比较
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、植物细胞的全能性 细胞膜的流动性、细胞增殖
融合前处理 先除去细胞壁 先使细胞分散开
使用的酶 纤维素酶和果胶酶 胰蛋白酶或胶原蛋白酶
诱导手段 物理法：电融合法、离心法 化学法：PEG融合法、高Ca2+—高pH融合法 除物理法和化学法外，也可用灭活的病毒诱导
结果 杂种植株 杂交细胞
应用 培育植物新品种 主要用于制备单克隆抗体
意义 克服了远缘杂交不亲和的障碍，打破了生殖隔离，扩展了杂交的亲本组合
【合作探究一】
1.什么是灭活？灭活病毒诱导融合的原理是什么？
2.动物细胞融合与植物原生质体融合的原理相同吗？
二、单克隆抗体
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 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 细胞分泌 特异性强、灵敏度高，能大量制备
2.制备过程
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 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 培养基筛选：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 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 培养和 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 细胞 得到能 的杂交瘤细胞
3．制备单克隆抗体过程中的两次筛选
4.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。
(2)杂交瘤细胞具备双亲的遗传物质，不仅具有免疫的B淋巴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，而大量生产单克隆抗体。
【合作探究二】
1.制备单克隆抗体的过程中的几种细胞，如免疫的B淋巴细胞、骨髓瘤细胞、杂交瘤细胞各有何特点？
2．细胞内DNA的合成一般有两条途径，主要途径是在细胞内由糖和氨基酸合成核苷酸，进而合成DNA，而氨基喋呤可以阻断此途径。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。如何利用DNA合成途径不同的特点配制培养基筛选出杂交瘤细胞？请说明原理。
【课堂小结】
知 识 网 络 构 建 核 心 语 句 背 诵
1.动物细胞融合是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。 2.动物细胞融合常用的诱导方法有PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法。 3.动物细胞融合的主要用途是制备单克隆抗体。 4.杂交瘤细胞是由经免疫的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合而成的，具有既能无限增殖又能产生特定抗体的能力。 5.制备单克隆抗体过程中第一次筛选是为了获得杂交瘤细胞，第二次筛选是为了获得能产生特定抗体的杂交瘤细胞。 6.单克隆抗体最主要的优点是能准确识别抗原的细微差异，与特定抗原发生特异性结合，并可大量制备。 7.单克隆抗体的主要用途有：作为诊断试剂、用于治疗疾病和运载药物。
固学案---课后训练（能力提升）
第2课时 动物细胞融合和单克隆抗体 课后案
1.(2022辽宁锦州黑山中学月考)关于细胞融合技术的说法错误的是(　　)
A.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多核细胞称为杂交细胞
B.细胞融合技术已经成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和培育生物新品种的重要手段
C.常用于诱导动物细胞融合的手段有聚乙二醇融合法、灭活病毒诱导法、电融合法等
D.细胞融合技术突破了有性杂交的局限,使远缘杂交成为可能
2.(2023河北沧州一中月考)动物细胞融合是使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术。下列关于动物细胞融合的叙述,错误的是(　　)
A.单克隆抗体制备过程中需要进行动物细胞融合
B.动物细胞融合的原理与植物体细胞杂交的原理不完全相同
C.两个单倍体细胞融合后,形成的细胞中含有2个染色体组
D.若将两种细胞置于培养基中进行两两细胞融合,则共有3种融合类型
3.(2023广西钦州四中月考)科学家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,c为杂交瘤细胞,下列相关的叙述中,不正确的是(　　)
A.a是骨髓瘤细胞,①诱导融合不同于植物体细胞杂交的方法是灭活病毒诱导法
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.②表示在选择培养基上进行培养,③需要进行抗体阳性检测
D.③过程如在体外培养,则需要无菌、无毒、营养充足、温度和pH适宜等环境条件
4.(2023河南南阳二中联考)新冠病毒可通过表面的刺突蛋白(S蛋白)与人呼吸道黏膜上皮细胞的ACE2受体结合,从而侵入人体引起病毒感染。单克隆抗体可阻断病毒的黏附或入侵,如图为筛选、制备抗S蛋白单克隆抗体的示意图。下列相关叙述错误的是(　　)
A.①过程需多次向小鼠体内注射S蛋白,以便从脾脏中获得致敏的B淋巴细胞
B.②过程可通过电融合法使两个细胞融合
C.经②过程选出的细胞既能无限增殖又能产生识别S蛋白的抗体
D.抗S蛋白的单克隆抗体能够阻断病毒入侵正常细胞以减弱对机体的侵害
5.(2023山东潍坊二中模拟)CD47是一种跨膜糖蛋白,它可与巨噬细胞表面的信号调节蛋白结合,从而抑制巨噬细胞对肿瘤细胞的吞噬作用。科学家推测,抗CD47的单克隆抗体可以解除CD47对巨噬细胞的抑制作用,相关实验流程如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A.步骤②可以用PEG促融,杂交瘤细胞的传代培养需要无菌和CO2培养箱
B.②③过程筛选的方法不同,但都能得到具有大量增殖能力的杂交瘤细胞
C.对照组应为巨噬细胞+正常细胞共培养体系中加入单克隆抗体
D.对照组中巨噬细胞的吞噬指数显著低于实验组可验证上述推测
6.(教材习题改编)与血清抗体相比,单克隆抗体具有更多优势。下图是制备抗埃博拉病毒(抗原)单克隆抗体的流程图,下列相关叙述错误的是(　　)
A.单克隆抗体的特异性、灵敏度和产量都超过血清抗体
B.细胞①、细胞②、细胞③都既能无限增殖又能分泌抗体
C.由于细胞融合率低,融合细胞不都是杂交瘤细胞,故需要进行筛选(Ⅰ)
D.利用单克隆抗体与抗原特异性结合的特点可诊断出病毒感染者
7.(2023福建三明四地四校联考)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.病毒检测单克隆抗体诊断试剂盒需要根据病毒内部的核酸研制
B.将选择培养基筛选得到的杂交瘤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瘤细胞
D.抗体—药物偶联物中的单克隆抗体能特异性的结合抗原并杀死癌细胞
8．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．①②③④　　　　B．①③⑤ C．②④ D．①③
9．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
10.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单克隆抗体的细胞
11.(2022山东滕州五中月考)制备抗A抗原单克隆抗体的过程如图,下列有关叙述正确的是(　　)
A.提取的脾B淋巴细胞有多种,是因为一种抗原可以诱导产生多种B淋巴细胞
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完全相同
C.通过特定的选择培养基可以将能产生抗A抗原抗体的杂交瘤细胞筛选出来
D.检测抗A抗原单抗时可选用荧光标记的A抗原作为检测试剂
12.(2023湖南长沙雅礼中学模拟)非洲猪瘟病毒(ASFV)是一种具有包膜的双链DNA病毒,病毒蛋白p30位于病毒的包膜上,在病毒DNA合成开始之前就已经产生并持续表达至病毒生命周期的结束,在病毒进入宿主细胞时期具有重要作用。我国利用已免疫的小鼠B淋巴细胞和骨髓瘤细胞杂交,成功研制出针对p30的单克隆抗体。下列叙述不正确的是(　　)
A.针对p30的单克隆抗体可用于ASFV早期诊断试剂盒的研发
B.免疫小鼠时,用事先被纯化的抗原蛋白刺激B淋巴细胞效果更好
C.小鼠B淋巴细胞和骨髓瘤细胞用PEG诱导融合后经选择培养基筛选可获得杂交瘤细胞
D.克隆化培养易体现出细胞的全能性,杂交瘤细胞不能进行克隆化培养
13.下面是两种“生物导弹”的作用原理示意图,没有与肿瘤细胞结合的“生物导弹”一段时间后被机体清除。阿霉素是一种抗肿瘤药,可抑制DNA和RNA的合成;细胞毒素可有效杀伤肿瘤细胞,但没有特异性;阿霉素和细胞毒素在杀伤肿瘤细胞的同时还都会对健康细胞造成伤害。下列说法正确的是(　　)
A.活化阿霉素能抑制细胞中DNA复制和转录过程
B.两种生物导弹治癌的作用机理不完全相同,使用的单克隆抗体可能不同
C.单克隆抗体直接携带药物通过体液定向运输到癌细胞并与之结合
D.单克隆抗体特异性强、灵敏度高,能减弱药物对正常细胞的伤害
14.(2023陕西咸阳月考)科研人员制备能产生双抗体的双杂交瘤细胞的实验过程:先制备两种杂交瘤细胞,每种杂交瘤细胞产生的抗体与抗原的结合情况如图1、2所示。然后使二者融合,经过筛选最终得到可以产生双抗体(同时抗α、β两种抗原,图3)的双杂交瘤细胞。抗体由两条重链和两条轻链组成,重链和轻链均分为恒定区和可变区,两条重链依赖于A1或B1进行组装(A1与B1相同),重链与轻链的组装依赖于恒定区A2、a或B2、b(a与b相同)。下列叙述错误的是(　　)
A.三种杂交瘤细胞的制备均可使用灭活病毒作为诱导剂
B.三种杂交瘤细胞的筛选均需要进行克隆化培养和抗体检测
C.双杂交瘤细胞产生的抗体可与两种抗原同时发生特异性结合
D.图3中的1、2、3、4、5、6可以分别是A2、B2、a、b、β、α
15.(2023山西运城月考)新型冠状病毒抗原检测试剂盒是相对比较简便、快速的检测方法,抗原检测试剂盒的生产依赖于抗新型冠状病毒单克隆抗体的制备。制取抗新型冠状病毒S蛋白的单克隆抗体部分过程如图所示,请回答下列问题。
(1)图中操作a是指对小鼠注射　　　　　　　　　　　　,之后一般从该小鼠的　　　　中提取淋巴细胞,并在体外让淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合。
(2)诱导融合后需要进行筛选,图中的筛选1是指利用HAT选择培养基将具有　　　　　　　　　　　　　　　　特点的　　　　细胞筛选出来;筛选2需要将细胞接种到多孔培养板上,每个孔接种1个细胞,取上清液作为待测样本进行抗体阳性检测,检测原理如下图所示:
加入酶标抗体一段时间后,需要将未与　　　　　　　结合的酶标抗体洗脱。据图可知在抗体检测中,杂交瘤细胞呈阳性的判断依据为　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)单克隆抗体的优点是　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　(答出两点)。
16.请回答下列与动物克隆有关的问题：
(1)动物细胞培养中，贴壁细胞生长过程中会出现________ 抑制现象。贴满瓶壁的细胞一般用________ 酶处理后分瓶继续培养，这种培养过程称为________ 培养。
(2)在上图所示的制备单克隆抗体的过程中，获得B淋巴细胞之前，小鼠已被多次注射相同抗原，注射后小鼠体内发生________免疫反应，生成能产生抗体的B淋巴细胞。①过程中，如果细胞发生两两融合，融合后出现________种不同的融合细胞。②过程需在特定的培养基上进行筛选，从而得到________ 细胞。③过程培养细胞的环境中需要的气体条件是________ 。
(3)由上图所示过程生产出的单克隆抗体不能直接用于人体，理由是___________________
_________________________________________________。
17.新型冠状病毒和SARS病毒(SARS－CoV)都会造成肺炎。如图是SARS－CoV蛋白特异性单克隆抗体的制备过程。回答下列问题：
(1)已知细胞合成DNA有D和S两条途径，其中D途径能被氨基嘌呤阻断。鼠的B淋巴细胞有上述两种途径，但不能分裂增殖；鼠的骨髓瘤细胞中尽管没有S途径，能不断分裂增殖。根据该原理，在含甲的混合培养液中添加氨基嘌呤________(填“能”或“不能”)筛选出A，原因是________________________ 。
(2)在SARS－CoV蛋白特异性单克隆抗体的制备过程中，需要用到动物细胞培养和动物细胞融合技术。一般来说，动物细胞培养需要的条件有________________________
。诱导动物细胞融合的方法有________________________ (答出三种)。
(3)合成的单克隆抗体最终可以从___________和______________中提取。
(4)SARS－CoV蛋白单克隆抗体________(填“能”或“不能”)对新型冠状病毒发挥作用，理由____________________________________________________ 。
第2节　动物细胞融合和单克隆抗体
课前自主探究
一、动物细胞融合技术
1．两个或多个 2.（1）细胞膜的流动性 （2）杂交
3. PEG融合 灭活病毒诱导 4.有性杂交 远缘杂交
5.（1）细胞遗传 细胞免疫 （2）单克隆抗体
二、单克隆抗体
1．（1）特异性 (2)增殖 （3）大量增殖 特定抗体
3．抗原的细微差异 大量制备 4.（1）诊断试剂 （2）治疗疾病 运载药物
判断对错：√××××
课堂合作探究
一、动物细胞融合
1.（1）流动性 （2）核融合 一个细胞核 2.遗传信息
【合作探究一】
1. 提示：灭活是指用物理或化学手段使病毒或细菌失去感染能力，但是并不破坏这些病原体的抗原结构。灭活病毒诱导细胞融合的原理是病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能够与细胞膜上的糖蛋白发生作用，使细胞互相凝聚，细胞膜上的蛋白质分子和脂质分子重新排布，细胞膜打开，细胞发生融合。
2.提示：相同，都依据细胞膜的流动性。
二、单克隆抗体
1.B淋巴 杂交瘤
3.第一次筛选：未融合 选择 融合的杂交瘤 杂交瘤
第二次筛选：克隆化 抗体 分泌所需抗体
【合作探究二】
1.提示：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，但不能产生抗体；杂交瘤细胞：既能产生特定的抗体，又能在组织培养条件下进行无限增殖。
2．提示：在培养基中加氨基喋呤就可以筛选出杂交瘤细胞。因为培养基中加入氨基喋呤后，骨髓瘤细胞和两两融合的骨髓瘤细胞由于其唯一的DNA合成途径被抑制而不能增殖。 B淋巴细胞本身不增殖，两两融合的B淋巴细胞也不增殖，只有杂交瘤细胞通过辅助途径合成DNA进行增殖。
课后习题检测
1.A 2.C 3.B 4.C 5.C 6.B 7.C 8.A 9.D
10.D 11.D 12.D 13.ABD 14.D
15.(1)新型冠状病毒的S蛋白/抗原蛋白　脾脏　(2)既能产生抗体又能无限增殖　杂交瘤　抗S蛋白抗体　酶促反应底物由无色变为蓝色　(3)纯度高、灵敏度高、特异性强、可大量制备等
16. (1)接触　胰蛋白　传代　(2)体液　3　杂交瘤　95%空气和5% CO2的混合气体　
(3)小鼠形成的抗体对人体来说是抗原，存在着免疫排斥反应
17.(1)能　杂交瘤细胞D途径被氨基嘌呤阻断后不能合成DNA，但可通过S途径合成DNA，并不断分裂增殖　
(2无菌、无毒环境，营养物质，适宜的温度、pH和渗透压，气体环境　
PEG融合法、灭活病毒诱导法、电融合法
(3)培养液　小鼠腹水　
(4)不能　新型冠状病毒与SARS病毒的抗原不同，与之结合的抗体也不同，SARS－CoV蛋白单克隆抗体只能与SARS－CoV蛋白发生特异性结合

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