資源簡介

選擇性必修3新授課學案
2.2　動物細胞融合技術與單克隆抗體
預學案---教材研讀 （自主學習）
一、動物細胞融合技術
1．概念：使 動物細胞結合形成一個細胞的技術。
2．誘導原理和結果
(1)誘導原理： 。
(2)誘導結果：形成 細胞。
3．誘導方法： 法、電融合法和 法等。
4．意義：突破了 的局限，使 成為可能。
5．動物細胞融合技術的應用
(1)成為研究 、 、腫瘤和培育生物新品種等的重要手段。
(2)用于制備 。
二、單克隆抗體及其應用
1．制備原理
(1)B淋巴細胞特點：
一種B淋巴細胞分泌一種 抗體。
(2)骨髓瘤細胞特點：
能在體外大量 。
(3)雜交瘤細胞特點：B淋巴細胞與骨髓瘤細胞融合得到的雜交瘤細胞，既能 又能產生大量 。
2．制備過程（如圖）
3．單克隆抗體的優點
能準確地識別 ，與特定抗原發生特異性結合，并且可以 。
4．單克隆抗體的應用
(1)作為 ，在多種疾病的診斷和病原體鑒定中發揮重要作用。
(2)用于 和 。
判斷對錯：
1．動物細胞融合過程中既有細胞膜融合也有核的融合。 ( )
2．與植物原生質體融合相比，動物細胞融合特有的誘導因素是聚乙二醇。 ( )
3．用特定的抗原對小鼠進行免疫后，從鼠脾臟中只能得到一種B淋巴細胞。 （ ）
4．單克隆抗體是單個B淋巴細胞增殖并產生的抗體。 ( )
5．單克隆抗體制備過程中的兩次篩選目的相同。 ( )
導學案---課堂探究（疑難點撥）
一、動物細胞融合
1．融合的原理與過程
(1)原理：細胞膜的 。
(2)過程：包括細胞膜融合、細胞質融合和細胞核融合。其中細胞膜融合是細胞融合的先導，在細胞膜融合中體現出細胞膜具有一定的流動性，細胞融合的實質是 。動物細胞融合完成的標志是兩個或多個細胞核融合為 。如下圖(以滅活的病毒誘導為例)：
2．融合的結果
形成單核雜交細胞，具有原來兩個或多個細胞的 ，可表現出兩個或多個親本的特點。
3．動物細胞融合與植物體細胞雜交的比較
比較項目 植物體細胞雜交 動物細胞融合
原理 細胞膜的流動性、植物細胞的全能性 細胞膜的流動性、細胞增殖
融合前處理 先除去細胞壁 先使細胞分散開
使用的酶 纖維素酶和果膠酶 胰蛋白酶或膠原蛋白酶
誘導手段 物理法：電融合法、離心法 化學法：PEG融合法、高Ca2+—高pH融合法 除物理法和化學法外，也可用滅活的病毒誘導
結果 雜種植株 雜交細胞
應用 培育植物新品種 主要用于制備單克隆抗體
意義 克服了遠緣雜交不親和的障礙，打破了生殖隔離，擴展了雜交的親本組合
【合作探究一】
1.什么是滅活？滅活病毒誘導融合的原理是什么？
2.動物細胞融合與植物原生質體融合的原理相同嗎？
二、單克隆抗體
1．血清抗體與單克隆抗體的比較
名稱 產生 特點
血清抗體 由 細胞分泌 一般從血清中分離，產量低、純度低、特異性差
單克隆抗體 由 細胞分泌 特異性強、靈敏度高，能大量制備
2.制備過程
項目 第一次篩選 第二次篩選
篩選原因 誘導融合后得到多種雜交細胞，另外還有 的細胞 從小鼠體內提取的B淋巴細胞有很多種，形成的雜交瘤細胞也有很多種
篩選方法 用特定的 培養基篩選：未融合的親本細胞和融合的具有同種核的細胞都會死亡，只有 細胞才能生長 用多孔培養皿培養，在每個孔只有一個雜交瘤細胞的情況下開始 培養和 檢測，經多次篩選得到能產生特異性抗體的細胞群
篩選目的 得到 細胞 得到能 的雜交瘤細胞
3．制備單克隆抗體過程中的兩次篩選
4.單克隆抗體制備過程的關鍵分析
(1)對動物免疫的原因：B淋巴細胞要經過免疫過程，即接觸抗原，增殖分化為有特異性免疫功能的B淋巴細胞，才能產生相應的抗體。
(2)雜交瘤細胞具備雙親的遺傳物質，不僅具有免疫的B淋巴細胞產生特異性抗體的能力，還具有骨髓瘤細胞在體外培養條件下大量增殖的能力，從而可以克服單純B淋巴細胞不能無限增殖的缺點，而大量生產單克隆抗體。
【合作探究二】
1.制備單克隆抗體的過程中的幾種細胞，如免疫的B淋巴細胞、骨髓瘤細胞、雜交瘤細胞各有何特點？
2．細胞內DNA的合成一般有兩條途徑，主要途徑是在細胞內由糖和氨基酸合成核苷酸，進而合成DNA，而氨基喋呤可以阻斷此途徑。輔助途徑是在次黃嘌呤和胸腺嘧啶核苷存在的情況下，經酶的催化作用合成DNA，而骨髓瘤細胞的DNA合成沒有此輔助途徑。如何利用DNA合成途徑不同的特點配制培養基篩選出雜交瘤細胞？請說明原理。
【課堂小結】
知 識 網 絡 構 建 核 心 語 句 背 誦
1.動物細胞融合是指兩個或多個動物細胞結合形成一個細胞的過程。 2.動物細胞融合常用的誘導方法有PEG融合法、電融合法和滅活病毒誘導法。 3.動物細胞融合的主要用途是制備單克隆抗體。 4.雜交瘤細胞是由經免疫的B淋巴細胞和骨髓瘤細胞融合而成的，具有既能無限增殖又能產生特定抗體的能力。 5.制備單克隆抗體過程中第一次篩選是為了獲得雜交瘤細胞，第二次篩選是為了獲得能產生特定抗體的雜交瘤細胞。 6.單克隆抗體最主要的優點是能準確識別抗原的細微差異，與特定抗原發生特異性結合，并可大量制備。 7.單克隆抗體的主要用途有：作為診斷試劑、用于治療疾病和運載藥物。
固學案---課后訓練（能力提升）
第2課時 動物細胞融合和單克隆抗體 課后案
1.(2022遼寧錦州黑山中學月考)關于細胞融合技術的說法錯誤的是(　　)
A.動物細胞融合后形成的具有原來兩個或多個動物細胞遺傳信息的多核細胞稱為雜交細胞
B.細胞融合技術已經成為研究細胞遺傳、細胞免疫、腫瘤和培育生物新品種的重要手段
C.常用于誘導動物細胞融合的手段有聚乙二醇融合法、滅活病毒誘導法、電融合法等
D.細胞融合技術突破了有性雜交的局限,使遠緣雜交成為可能
2.(2023河北滄州一中月考)動物細胞融合是使兩個或多個動物細胞結合形成一個細胞的技術。下列關于動物細胞融合的敘述,錯誤的是(　　)
A.單克隆抗體制備過程中需要進行動物細胞融合
B.動物細胞融合的原理與植物體細胞雜交的原理不完全相同
C.兩個單倍體細胞融合后,形成的細胞中含有2個染色體組
D.若將兩種細胞置于培養基中進行兩兩細胞融合,則共有3種融合類型
3.(2023廣西欽州四中月考)科學家設計了一個用已免疫的B淋巴細胞制備單克隆抗體的實驗。如圖為其實驗流程圖,c為雜交瘤細胞,下列相關的敘述中,不正確的是(　　)
A.a是骨髓瘤細胞,①誘導融合不同于植物體細胞雜交的方法是滅活病毒誘導法
B.制備單克隆抗體時,選擇B淋巴細胞的原因是它能分泌多種特異性抗體
C.②表示在選擇培養基上進行培養,③需要進行抗體陽性檢測
D.③過程如在體外培養,則需要無菌、無毒、營養充足、溫度和pH適宜等環境條件
4.(2023河南南陽二中聯考)新冠病毒可通過表面的刺突蛋白(S蛋白)與人呼吸道黏膜上皮細胞的ACE2受體結合,從而侵入人體引起病毒感染。單克隆抗體可阻斷病毒的黏附或入侵,如圖為篩選、制備抗S蛋白單克隆抗體的示意圖。下列相關敘述錯誤的是(　　)
A.①過程需多次向小鼠體內注射S蛋白,以便從脾臟中獲得致敏的B淋巴細胞
B.②過程可通過電融合法使兩個細胞融合
C.經②過程選出的細胞既能無限增殖又能產生識別S蛋白的抗體
D.抗S蛋白的單克隆抗體能夠阻斷病毒入侵正常細胞以減弱對機體的侵害
5.(2023山東濰坊二中模擬)CD47是一種跨膜糖蛋白,它可與巨噬細胞表面的信號調節蛋白結合,從而抑制巨噬細胞對腫瘤細胞的吞噬作用。科學家推測,抗CD47的單克隆抗體可以解除CD47對巨噬細胞的抑制作用,相關實驗流程如圖所示。下列敘述錯誤的是(　　)
A.步驟②可以用PEG促融,雜交瘤細胞的傳代培養需要無菌和CO2培養箱
B.②③過程篩選的方法不同,但都能得到具有大量增殖能力的雜交瘤細胞
C.對照組應為巨噬細胞+正常細胞共培養體系中加入單克隆抗體
D.對照組中巨噬細胞的吞噬指數顯著低于實驗組可驗證上述推測
6.(教材習題改編)與血清抗體相比,單克隆抗體具有更多優勢。下圖是制備抗埃博拉病毒(抗原)單克隆抗體的流程圖,下列相關敘述錯誤的是(　　)
A.單克隆抗體的特異性、靈敏度和產量都超過血清抗體
B.細胞①、細胞②、細胞③都既能無限增殖又能分泌抗體
C.由于細胞融合率低,融合細胞不都是雜交瘤細胞,故需要進行篩選(Ⅰ)
D.利用單克隆抗體與抗原特異性結合的特點可診斷出病毒感染者
7.(2023福建三明四地四校聯考)單克隆抗體在生物工程和臨床醫學上有著極為重要的地位和巨大的應用。下列有關單克隆抗體技術及其應用的敘述,正確的是(　　)
A.病毒檢測單克隆抗體診斷試劑盒需要根據病毒內部的核酸研制
B.將選擇培養基篩選得到的雜交瘤細胞直接用于生產單克隆抗體
C.利用抗原—抗體雜交技術可篩選出能產生單一抗體的雜交瘤細胞
D.抗體—藥物偶聯物中的單克隆抗體能特異性的結合抗原并殺死癌細胞
8．在單克隆抗體制備過程中，對骨髓瘤細胞和B淋巴細胞誘導融合后，要用特定的選擇培養基篩選出雜交瘤細胞。在這種培養基上不能存活、增殖的細胞是(　　)
①B淋巴細胞　 ②骨髓瘤細胞　 ③B淋巴細胞自身融合細胞　
④骨髓瘤細胞自身融合細胞 ?、蓦s交瘤細胞
A．①②③④　　　　B．①③⑤ C．②④ D．①③
9．運用細胞工程技術獲得單克隆抗體時，下列操作不必要的是(　　)
A．對小動物注射抗原　 B．融合并篩選雜交瘤細胞
C．培養雜交瘤細胞 D．將胰蛋白酶注入小鼠腹腔
10.下列關于單克隆抗體制備的說法，正確的是(　　)
A．將特定抗原注射到小鼠體內，可以從小鼠血清中獲得單克隆抗體
B．經特定抗原免疫過的B淋巴細胞在體外培養時可分泌單克隆抗體
C．誘導B淋巴細胞和骨髓瘤細胞融合后，發生融合的細胞均為雜交瘤細胞
D．篩選出雜交瘤細胞后，需利用特定抗原再次篩選分泌單克隆抗體的細胞
11.(2022山東滕州五中月考)制備抗A抗原單克隆抗體的過程如圖,下列有關敘述正確的是(　　)
A.提取的脾B淋巴細胞有多種,是因為一種抗原可以誘導產生多種B淋巴細胞
B.誘導動物細胞融合的方法與誘導植物細胞原生質體融合的方法完全相同
C.通過特定的選擇培養基可以將能產生抗A抗原抗體的雜交瘤細胞篩選出來
D.檢測抗A抗原單抗時可選用熒光標記的A抗原作為檢測試劑
12.(2023湖南長沙雅禮中學模擬)非洲豬瘟病毒(ASFV)是一種具有包膜的雙鏈DNA病毒,病毒蛋白p30位于病毒的包膜上,在病毒DNA合成開始之前就已經產生并持續表達至病毒生命周期的結束,在病毒進入宿主細胞時期具有重要作用。我國利用已免疫的小鼠B淋巴細胞和骨髓瘤細胞雜交,成功研制出針對p30的單克隆抗體。下列敘述不正確的是(　　)
A.針對p30的單克隆抗體可用于ASFV早期診斷試劑盒的研發
B.免疫小鼠時,用事先被純化的抗原蛋白刺激B淋巴細胞效果更好
C.小鼠B淋巴細胞和骨髓瘤細胞用PEG誘導融合后經選擇培養基篩選可獲得雜交瘤細胞
D.克隆化培養易體現出細胞的全能性,雜交瘤細胞不能進行克隆化培養
13.下面是兩種“生物導彈”的作用原理示意圖,沒有與腫瘤細胞結合的“生物導彈”一段時間后被機體清除。阿霉素是一種抗腫瘤藥,可抑制DNA和RNA的合成;細胞毒素可有效殺傷腫瘤細胞,但沒有特異性;阿霉素和細胞毒素在殺傷腫瘤細胞的同時還都會對健康細胞造成傷害。下列說法正確的是(　　)
A.活化阿霉素能抑制細胞中DNA復制和轉錄過程
B.兩種生物導彈治癌的作用機理不完全相同,使用的單克隆抗體可能不同
C.單克隆抗體直接攜帶藥物通過體液定向運輸到癌細胞并與之結合
D.單克隆抗體特異性強、靈敏度高,能減弱藥物對正常細胞的傷害
14.(2023陜西咸陽月考)科研人員制備能產生雙抗體的雙雜交瘤細胞的實驗過程:先制備兩種雜交瘤細胞,每種雜交瘤細胞產生的抗體與抗原的結合情況如圖1、2所示。然后使二者融合,經過篩選最終得到可以產生雙抗體(同時抗α、β兩種抗原,圖3)的雙雜交瘤細胞。抗體由兩條重鏈和兩條輕鏈組成,重鏈和輕鏈均分為恒定區和可變區,兩條重鏈依賴于A1或B1進行組裝(A1與B1相同),重鏈與輕鏈的組裝依賴于恒定區A2、a或B2、b(a與b相同)。下列敘述錯誤的是(　　)
A.三種雜交瘤細胞的制備均可使用滅活病毒作為誘導劑
B.三種雜交瘤細胞的篩選均需要進行克隆化培養和抗體檢測
C.雙雜交瘤細胞產生的抗體可與兩種抗原同時發生特異性結合
D.圖3中的1、2、3、4、5、6可以分別是A2、B2、a、b、β、α
15.(2023山西運城月考)新型冠狀病毒抗原檢測試劑盒是相對比較簡便、快速的檢測方法,抗原檢測試劑盒的生產依賴于抗新型冠狀病毒單克隆抗體的制備。制取抗新型冠狀病毒S蛋白的單克隆抗體部分過程如圖所示,請回答下列問題。
(1)圖中操作a是指對小鼠注射　　　　　　　　　　　　,之后一般從該小鼠的　　　　中提取淋巴細胞,并在體外讓淋巴細胞與骨髓瘤細胞融合。
(2)誘導融合后需要進行篩選,圖中的篩選1是指利用HAT選擇培養基將具有　　　　　　　　　　　　　　　　特點的　　　　細胞篩選出來;篩選2需要將細胞接種到多孔培養板上,每個孔接種1個細胞,取上清液作為待測樣本進行抗體陽性檢測,檢測原理如下圖所示:
加入酶標抗體一段時間后,需要將未與　　　　　　　結合的酶標抗體洗脫。據圖可知在抗體檢測中,雜交瘤細胞呈陽性的判斷依據為　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)單克隆抗體的優點是　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　(答出兩點)。
16.請回答下列與動物克隆有關的問題：
(1)動物細胞培養中，貼壁細胞生長過程中會出現________ 抑制現象。貼滿瓶壁的細胞一般用________ 酶處理后分瓶繼續培養，這種培養過程稱為________ 培養。
(2)在上圖所示的制備單克隆抗體的過程中，獲得B淋巴細胞之前，小鼠已被多次注射相同抗原，注射后小鼠體內發生________免疫反應，生成能產生抗體的B淋巴細胞。①過程中，如果細胞發生兩兩融合，融合后出現________種不同的融合細胞。②過程需在特定的培養基上進行篩選，從而得到________ 細胞。③過程培養細胞的環境中需要的氣體條件是________ 。
(3)由上圖所示過程生產出的單克隆抗體不能直接用于人體，理由是___________________
_________________________________________________。
17.新型冠狀病毒和SARS病毒(SARS－CoV)都會造成肺炎。如圖是SARS－CoV蛋白特異性單克隆抗體的制備過程?；卮鹣铝袉栴}：
(1)已知細胞合成DNA有D和S兩條途徑，其中D途徑能被氨基嘌呤阻斷。鼠的B淋巴細胞有上述兩種途徑，但不能分裂增殖；鼠的骨髓瘤細胞中盡管沒有S途徑，能不斷分裂增殖。根據該原理，在含甲的混合培養液中添加氨基嘌呤________(填“能”或“不能”)篩選出A，原因是________________________ 。
(2)在SARS－CoV蛋白特異性單克隆抗體的制備過程中，需要用到動物細胞培養和動物細胞融合技術。一般來說，動物細胞培養需要的條件有________________________
。誘導動物細胞融合的方法有________________________ (答出三種)。
(3)合成的單克隆抗體最終可以從___________和______________中提取。
(4)SARS－CoV蛋白單克隆抗體________(填“能”或“不能”)對新型冠狀病毒發揮作用，理由____________________________________________________ 。
第2節　動物細胞融合和單克隆抗體
課前自主探究
一、動物細胞融合技術
1．兩個或多個 2.（1）細胞膜的流動性 （2）雜交
3. PEG融合 滅活病毒誘導 4.有性雜交 遠緣雜交
5.（1）細胞遺傳 細胞免疫 （2）單克隆抗體
二、單克隆抗體
1．（1）特異性 (2)增殖 （3）大量增殖 特定抗體
3．抗原的細微差異 大量制備 4.（1）診斷試劑 （2）治療疾病 運載藥物
判斷對錯：√××××
課堂合作探究
一、動物細胞融合
1.（1）流動性 （2）核融合 一個細胞核 2.遺傳信息
【合作探究一】
1. 提示：滅活是指用物理或化學手段使病毒或細菌失去感染能力，但是并不破壞這些病原體的抗原結構。滅活病毒誘導細胞融合的原理是病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能夠與細胞膜上的糖蛋白發生作用，使細胞互相凝聚，細胞膜上的蛋白質分子和脂質分子重新排布，細胞膜打開，細胞發生融合。
2.提示：相同，都依據細胞膜的流動性。
二、單克隆抗體
1.B淋巴 雜交瘤
3.第一次篩選：未融合 選擇 融合的雜交瘤 雜交瘤
第二次篩選：克隆化 抗體 分泌所需抗體
【合作探究二】
1.提示：免疫的B淋巴細胞：能產生單一抗體，但不能無限增殖；骨髓瘤細胞：能無限增殖，但不能產生抗體；雜交瘤細胞：既能產生特定的抗體，又能在組織培養條件下進行無限增殖。
2．提示：在培養基中加氨基喋呤就可以篩選出雜交瘤細胞。因為培養基中加入氨基喋呤后，骨髓瘤細胞和兩兩融合的骨髓瘤細胞由于其唯一的DNA合成途徑被抑制而不能增殖。 B淋巴細胞本身不增殖，兩兩融合的B淋巴細胞也不增殖，只有雜交瘤細胞通過輔助途徑合成DNA進行增殖。
課后習題檢測
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)新型冠狀病毒的S蛋白/抗原蛋白　脾臟　(2)既能產生抗體又能無限增殖　雜交瘤　抗S蛋白抗體　酶促反應底物由無色變為藍色　(3)純度高、靈敏度高、特異性強、可大量制備等
16. (1)接觸　胰蛋白　傳代　(2)體液　3　雜交瘤　95%空氣和5% CO2的混合氣體　
(3)小鼠形成的抗體對人體來說是抗原，存在著免疫排斥反應
17.(1)能　雜交瘤細胞D途徑被氨基嘌呤阻斷后不能合成DNA，但可通過S途徑合成DNA，并不斷分裂增殖　
(2無菌、無毒環境，營養物質，適宜的溫度、pH和滲透壓，氣體環境　
PEG融合法、滅活病毒誘導法、電融合法
(3)培養液　小鼠腹水　
(4)不能　新型冠狀病毒與SARS病毒的抗原不同，與之結合的抗體也不同，SARS－CoV蛋白單克隆抗體只能與SARS－CoV蛋白發生特異性結合

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