资源简介

2.2.2 动物细胞融合技术与单克隆抗体 导学案
一、核心素养
1.生命观念：理解动物细胞融合技术是基于细胞膜的流动性，通过人工诱导使不同细胞融合形成杂种细胞，进而体现细胞的结构与功能观。同时，认识单克隆抗体的制备过程及作用，从细胞水平和分子水平理解生命活动的规律，形成稳态与平衡的生命观念。
2.科学思维：通过分析动物细胞融合与植物体细胞杂交的异同，培养归纳与概括、比较与分类的科学思维能力。在理解单克隆抗体制备过程中，构建相关模型，如杂交瘤细胞的筛选过程模型，培养模型与建模的思维能力。能运用批判性思维对动物细胞融合技术和单克隆抗体应用中存在的问题进行分析和探讨。
3.科学探究：通过对动物细胞融合实验及单克隆抗体制备实验的分析，培养提出问题、作出假设、设计实验、实施实验、分析结果并得出结论的科学探究能力。例如，探究不同诱导因素对动物细胞融合率的影响等实验。
4.社会责任：关注动物细胞融合技术和单克隆抗体在医学、农业、生物制药等领域的应用，如单克隆抗体在疾病诊断和治疗方面的应用，了解其带来的社会效益和经济效益。同时，思考生物技术应用可能带来的伦理问题，形成理性看待生物技术发展的态度，增强社会责任感。
二、教学重难点
1.动物细胞融合的原理、方法和意义。
2.单克隆抗体的制备过程、原理及应用。
3.理解单克隆抗体制备过程中两次筛选的目的、方法及原理。
4.分析动物细胞融合技术和单克隆抗体应用中面临的挑战及解决方案。
三、自主预习
（一）动物细胞融合
1.概念：动物细胞融合也称______，是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。融合后形成的具有原来______细胞遗传信息的单核细胞，称为______。
参考答案：细胞杂交；两个或多个；杂交细胞
2.原理：动物细胞融合的原理是______。当用灭活的病毒、聚乙二醇等诱导剂处理时，细胞膜的______发生改变，使细胞相互凝集并发生融合。
参考答案：细胞膜的流动性；结构和成分
3.诱导方法
物理法：包括______、______等。
化学法：常用______（PEG）作为诱导剂。
生物法：常用______处理细胞。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，使细胞互相凝集，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。
参考答案：
电融合法；离心法
聚乙二醇
灭活的病毒
4.意义
突破了__________________的局限，使远缘杂交成为可能。
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。
为____________技术的发展提供了基础。
参考答案：有性杂交方法；单克隆抗体
（二）单克隆抗体
1.传统抗体的制备及缺点
制备：向动物体内反复注射某种______，使动物产生抗体，然后从动物的______中分离所需抗体。
缺点：产量低、纯度低、______。
参考答案：
抗原；血清
特异性差
2.单克隆抗体的制备过程
获得 B 淋巴细胞：向小鼠体内注射特定的______，从小鼠的______中获得能产生相应抗体的 B 淋巴细胞。
获得骨髓瘤细胞：从体外培养的小鼠骨髓瘤细胞中选取合适的细胞系。骨髓瘤细胞具有______的特点。
细胞融合：将获得的 B 淋巴细胞与骨髓瘤细胞在______等诱导剂的作用下融合，形成杂交瘤细胞。杂交瘤细胞既具有 B 淋巴细胞______的能力，又具有骨髓瘤细胞______的特性。
第一次筛选：利用特定的______培养基进行筛选，淘汰未融合的细胞以及同种细胞融合的细胞，保留杂交瘤细胞。
克隆化培养和第二次筛选：对杂交瘤细胞进行______培养，并对各个克隆细胞的上清液进行______检测，筛选出能产生所需抗体的杂交瘤细胞。
大规模培养：将筛选出的能产生特定抗体的杂交瘤细胞，在体外条件下大规模培养或注射到小鼠的______内增殖，然后从培养液或小鼠腹水中提取大量的单克隆抗体。
参考答案：
抗原；脾脏
无限增殖
聚乙二醇（或灭活的病毒）；产生特异性抗体；无限增殖
选择
克隆化；抗体
腹腔
3.单克隆抗体的特点：单克隆抗体具有______、______、并可能大量制备的特点。
参考答案：特异性强；灵敏度高
4.单克隆抗体的应用
作为诊断试剂：具有准确、高效、简易、快速的优点。例如，利用单克隆抗体诊断试剂盒检测______等疾病。
用于治疗疾病和运载药物：在癌症治疗中，把抗癌细胞的单克隆抗体跟______、化学药物或细胞毒素相结合，制成 “______”，借助单克隆抗体的______作用，将药物定向带到癌细胞所在位置，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。
参考答案：
病毒（如乙肝病毒、艾滋病病毒）、肿瘤标志物等
放射性同位素；生物导弹；导向
四、习题巩固
1.下列关于动物细胞融合的叙述，错误的是（ ）
A. 动物细胞融合技术能克服远缘杂交不亲和的障碍
B. 动物细胞融合过程与细胞膜的流动性密切相关
C. 常用灭活的病毒、聚乙二醇等作为诱导剂
D. 动物细胞融合后形成的杂交细胞的遗传物质是原来两个或多个细胞遗传物质的总和
2.单克隆抗体制备过程中，骨髓瘤细胞和 B 淋巴细胞融合后，要用特定的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小鼠骨髓瘤细胞 ③B 淋巴细胞自身融合细胞 ④小鼠骨髓瘤细胞自身融合细胞 ⑤杂交瘤细胞
A. ①②③④ B. ①③⑤ C. ②④ D. ②③
3.下列有关单克隆抗体的叙述，错误的是（ ）
A. 单克隆抗体的制备运用了动物细胞融合和动物细胞培养技术
B. 单克隆抗体的特异性强、灵敏度高
C. 单克隆抗体只能在体内生产
D. 单克隆抗体可用于疾病的诊断和治疗
4.动物细胞融合与植物体细胞杂交技术的比较，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. 都能形成杂种细胞
D. 所采用的原理完全相同
5.制备单克隆抗体所采用的细胞工程技术包括（ ）
①细胞培养 ②细胞融合 ③胚胎移植 ④细胞核移植
A. ①② B. ①③ C. ②③ D. ③④
6.单克隆抗体制备过程中，第一次筛选的目的是（ ）
A. 筛选出能产生多种抗体的杂交瘤细胞
B. 筛选出能产生所需抗体的杂交瘤细胞
C. 筛选出杂交瘤细胞
D. 筛选出能产生单克隆抗体的细胞
7.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（PEG）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
8.下列关于单克隆抗体在疾病诊断中的应用，说法错误的是（ ）
A. 单克隆抗体可以准确识别各种抗原物质的细微差异
B. 单克隆抗体诊断试剂盒的使用可以大大提高诊断的准确性
C. 单克隆抗体只能用于检测病毒，不能用于检测其他病原体
D. 单克隆抗体在疾病诊断中的应用具有高效、简易、快速的特点
9.下列关于 “生物导弹” 的叙述，错误的是（ ）
A. “生物导弹” 是指单克隆抗体
B. 具有导向作用，可将药物定向带到癌细胞所在位置
C. 能在原位杀死癌细胞，不损伤正常细胞
D. 由单克隆抗体和放射性同位素、化学药物或细胞毒素等结合而成
10.下列有关动物细胞融合与单克隆抗体制备的叙述，正确的是（ ）
A. 动物细胞融合过程中，细胞融合完成的标志是细胞核的融合
B. 单克隆抗体制备过程中，第二次筛选的目的是筛选出杂交瘤细胞
C. 单克隆抗体制备过程中，骨髓瘤细胞和 B 淋巴细胞融合后即可获得能产生所需抗体的杂交瘤细胞
D. 动物细胞融合技术的应用之一是制备单克隆抗体，单克隆抗体的优点是特异性强、灵敏度高、可大量制备
习题巩固参考答案和解析
1.答案：D
解析：
A 项：动物细胞融合技术能克服远缘杂交不亲和的障碍，使不同物种的细胞融合，A 正确。
B 项：动物细胞融合过程中细胞膜的融合依赖于细胞膜的流动性，B 正确。
C 项：常用灭活的病毒、聚乙二醇等作为诱导剂来促进动物细胞融合，C 正确。
D 项：动物细胞融合后形成的杂交细胞的遗传物质主要是原来两个或多个细胞遗传物质的总和，但在融合过程中可能会发生基因丢失等情况，并非绝对是简单相加，D 错误。
2.答案：A
解析：
①B 淋巴细胞不能在特定培养基上无限增殖，会死亡。
②小鼠骨髓瘤细胞本身有缺陷，在特定培养基上不能存活。
③B 淋巴细胞自身融合细胞同样不能在特定培养基上存活增殖。
④小鼠骨髓瘤细胞自身融合细胞也无法在特定培养基上存活增殖。
⑤杂交瘤细胞能在特定培养基上存活增殖，因为它结合了骨髓瘤细胞无限增殖的特性和 B 淋巴细胞产生抗体的特性。所以在这种培养基上不能存活增殖的细胞是①②③④，A 正确。
3.答案：C
解析：
A 项：单克隆抗体的制备首先需要将 B 淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合，然后对杂交瘤细胞进行培养，运用了动物细胞融合和动物细胞培养技术，A 正确。
B 项：单克隆抗体针对特定抗原产生，特异性强，且灵敏度高，B 正确。
C 项：单克隆抗体可在体外条件下大规模培养杂交瘤细胞来生产，也可将杂交瘤细胞注射到小鼠腹腔内增殖后从腹水中提取，并非只能在体内生产，C 错误。
D 项：单克隆抗体可用于疾病的诊断，如诊断试剂盒，也可用于治疗疾病，如制成 “生物导弹” 治疗癌症，D 正确。
4.答案：C
解析：
A 项：动物细胞融合诱导方法有物理法（电融合法、离心法等）、化学法（聚乙二醇）、生物法（灭活的病毒），植物体细胞杂交诱导方法有物理法（离心、振动、电刺激等）和化学法（聚乙二醇），诱导融合方法不完全相同，A 错误。
B 项：植物体细胞杂交需要去除细胞壁等技术手段，动物细胞融合不需要，所用技术手段不完全相同，B 错误。
C 项：动物细胞融合和植物体细胞杂交都能形成杂种细胞，动物细胞融合形成杂交细胞，植物体细胞杂交形成杂种植物细胞，C 正确。
D 项：动物细胞融合原理是细胞膜的流动性，植物体细胞杂交原理是细胞膜的流动性和植物细胞的全能性，原理不完全相同，D 错误。
5.答案：A
解析：
①细胞培养用于培养杂交瘤细胞等，是制备单克隆抗体的重要环节。
②细胞融合用于将 B 淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合形成杂交瘤细胞。
③胚胎移植与单克隆抗体制备无关。
④细胞核移植也与单克隆抗体制备过程无直接关系。所以制备单克隆抗体所采用的细胞工程技术包括①细胞培养和②细胞融合，A 正确。
6.答案：C
解析：
A 项：第一次筛选不是筛选出能产生多种抗体的杂交瘤细胞，而是筛选出杂交瘤细胞，A 错误。
B 项：筛选出能产生所需抗体的杂交瘤细胞是第二次筛选的目的，B 错误。
C 项：第一次筛选利用特定的选择培养基，淘汰未融合的细胞以及同种细胞融合的细胞，保留杂交瘤细胞，C 正确。
D 项：筛选出能产生单克隆抗体的细胞是最终的目的，不是第一次筛选的目的，D 错误。
7.答案：B
解析：
A 项：将抗原注入小鼠体内，可刺激小鼠产生免疫反应，获得能产生抗体的 B 淋巴细胞，A 正确。
B 项：纤维素酶用于植物细胞壁的去除，处理 B 淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞不能用纤维素酶，应该用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理使细胞分散，B 错误。
C 项：用聚乙二醇（PEG）作诱导剂，可促使能产生抗体的 B 淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合，C 正确。
D 项：通过筛选杂交瘤细胞，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，这是单克隆抗体制备的正确流程，D 正确。
8.答案：C
解析：
A 项：单克隆抗体特异性强，可以准确识别各种抗原物质的细微差异，A 正确。
B 项：单克隆抗体诊断试剂盒的使用可以大大提高诊断的准确性，因为其特异性强，能准确识别抗原，B 正确。
C 项：单克隆抗体可用于检测病毒、细菌等多种病原体，并非只能检测病毒，C 错误。
D 项：单克隆抗体在疾病诊断中的应用具有高效、简易、快速的特点，如诊断试剂盒的使用，D 正确。
9.答案：A
解析：
A 项：“生物导弹” 是由单克隆抗体和放射性同位素、化学药物或细胞毒素等结合而成，不是指单克隆抗体本身，A 错误。
B 项：单克隆抗体具有特异性，能识别特定抗原，所以 “生物导弹” 具有导向作用，可将药物定向带到癌细胞所在位置，B 正确。
C 项：“生物导弹” 能在原位杀死癌细胞，由于是定向作用于癌细胞，所以不损伤正常细胞，C 正确。
D 项：“生物导弹” 由单克隆抗体和放射性同位素、化学药物或细胞毒素等结合而成，D 正确。
10.答案：D
解析：
A 项：动物细胞融合过程中，细胞融合完成的标志是形成新的细胞膜，A 错误。
B 项：单克隆抗体制备过程中，第二次筛选的目的是筛选出能产生所需抗体的杂交瘤细胞，第一次筛选是筛选出杂交瘤细胞，B 错误。
C 项：骨髓瘤细胞和 B 淋巴细胞融合后，需要经过两次筛选才能获得能产生所需抗体的杂交瘤细胞，并非融合后即可获得，C 错误。
D 项：动物细胞融合技术的应用之一是制备单克隆抗体，单克隆抗体的优点是特异性强、灵敏度高、可大量制备，D 正确。

展开更多......

收起↑