1、八 动物细胞融合与单克隆抗体(45分钟 100分)一、选择题(共4小题,每小题6分,共24分)1.比较动物细胞融合和植物体细胞杂交两项技术,下列四个选项中正确的是()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【解析】选D。植物体细胞杂交诱导融合的方法有物理法和化学法,动物细胞融合的诱导方法有物理法、化学法和生物法,A项错误;所用的技术手段不相同,植物体细胞杂交还需要采用植物组织培养技术,而动物细胞融合不需要,B项错误;所采用的原理不完全相同,植物体细胞杂交的原理是细胞膜的流动性和细胞的全能性,而动物细胞融合的原理是细胞膜的流动性,C项错误;
2、两者都能形成杂种细胞,D项正确。【补偿训练】下列有关单克隆抗体制备及其应用的叙述,不正确的是()A.制备单克隆抗体运用的技术有动物细胞融合和动物细胞培养B.需要用选择培养基筛选杂交瘤细胞C.需要从杂交瘤细胞中筛选出能产生特异性抗体的细胞D.利用“生物导弹”治疗癌症就是利用了单克隆抗体清除癌细胞【解析】选D。制备单克隆抗体运用的技术有动物细胞融合和动物细胞培养,选项A正确;在单克隆抗体制备过程中,需要进行两次筛选,第一次是在选择培养基上筛选出杂交瘤细胞,第二次是筛选出既能产生特异性抗体,又能无限增殖的杂交瘤细胞,选项B、C正确;利用“生物导弹”治疗癌症是利用了单克隆抗体能将药物或放射性物质定向运
3、输到癌细胞,然后通过药物或放射性物质将癌细胞杀死,单克隆抗体只起运输药物、识别癌细胞的作用,选项D错误。2.甘草酸是中药甘草中的主要活性成分。为了快速检测到甘草酸,科研人员利用细胞工程技术制备了抗甘草酸的单克隆抗体,其基本操作过程如图。下列有关叙述正确的是()A.细胞甲是已免疫的B淋巴细胞B.细胞乙全部为杂交瘤细胞C.过程诱导细胞融合,利用了细胞膜的选择透过性D.细胞丁只有在体内培养才能大量增殖【解析】选A。过程注射相应抗原后,机体进行免疫,使B淋巴细胞增殖分化产生具有免疫能力的B淋巴细胞,然后从小鼠脾脏中提取出来,因此细胞甲是已免疫的B淋巴细胞,A正确;过程诱导细胞融合,有以下几种情况:部分
4、细胞没有融合,因此仍存在B淋巴细胞和骨髓瘤细胞;B淋巴细胞与B淋巴细胞融合得到B-B细胞;骨髓瘤细胞与骨髓瘤细胞融合得到瘤-瘤细胞;B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合得到杂交瘤细胞。因此细胞乙可能是以上5种细胞,B错误;过程诱导细胞融合,利用了细胞膜的流动性,C错误;细胞丁(杂交瘤细胞)不管是在体内培养,还是在体外培养都可大量增殖,D错误。3.(2021南通高二检测)已知菌种M为组氨酸依赖菌(在缺乏组氨酸的培养基中无法存活),菌种N为色氨酸依赖菌(在缺乏色氨酸的培养基中无法存活)。为了获得具有它们共同优良性状的融合菌,进行了如图所示的实验,下列分析正确的是()A.过程a需要纤维素酶和果胶酶去除细胞壁B
5、.过程b产生的融合细胞类型有3种C.过程c需要在培养基X中添加组氨酸和色氨酸D.从培养基X中分离出的菌种P对两种氨基酸均不依赖【解析】选D。菌种的细胞壁的成分不是纤维素和果胶,故在过程a中不能用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁,A错误;过程b两两融合的细胞有3种类型,分别为M细胞和M细胞融合、N细胞和N细胞融合、M细胞和N细胞融合,但如果两个以上细胞间的融合会导致多于3种类型,B错误;过程c中需要培养基X中不含组氨酸和色氨酸,这样才能筛选出杂种融合菌,C错误;由于培养基X中不含赖氨酸和色氨酸,因此,从培养基X中分离出的菌种P对两种氨基酸均不依赖,D正确。4.(2021武汉高二检测)犬细小病毒(CPV
6、)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,正确的是()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,说明发生了细胞免疫反应C.经选择性培养基筛选出来的杂交瘤细胞即可直接生产CPV-McAbD.根据免疫学的知识推测,单克隆抗体(CPV-McAb)也可能抑制新冠病毒的侵染【解析】选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,A正确;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,B错误;经选择性培养基筛选出来的杂交瘤细
7、胞并不都符合人们需要,还需经过克隆化培养和抗体检测,筛选出能分泌CPV-McAb的杂交瘤细胞,C错误;根据免疫学的知识推测,抗体只能特异性的与相应抗原结合,因此CPV-McAb不能抑制新冠病毒的侵染,D错误。二、非选择题(共6小题,共76分)5.(14分)西瓜花叶病毒(WMV)主要侵害西瓜、甜瓜等各种瓜类作物,造成瓜类发病或减产。科研人员利用单克隆技术制备出抗WMV的特异性单抗,并以其为核心建立能快速有效地检测WMV的方法,可用于田间西瓜花叶病毒病的诊断和检测。回答下列问题。(1)以提纯的WMV病毒作为抗原,对小鼠进行免疫,常用化学诱导剂_将小鼠的_和骨髓瘤细胞进行细胞融合。(2)可利用选择培
8、养基对融合细胞进行初步筛选,需要淘汰的融合细胞为_。随后将选出的细胞多倍稀释,接种在特定细胞培养板上,使这些单细胞克隆生长,最终选出能稳定分泌_的杂交瘤细胞。(3)将选出的杂交瘤细胞注入小鼠腹腔制备单抗腹水,一段时间后收集并纯化腹水,进行抗体效价和类型的测定。也可对克隆的杂交瘤细胞进行_,更能持久地得到单一的抗体。单抗比一般抗血清优越得多,原因是_。(4)抗WMV的单克隆抗体还可作为特异性探针,利用_方法找出能与探针特异性结合的基因表达产物,进而实现从抗病性强的西瓜植株中获取抗病目的基因,该目的基因能否在其他植物体内稳定存在并遗传的关键是_。【解析】(1)以提纯的WMV病毒作为抗原,对小鼠进行
9、免疫,常用化学诱导剂聚乙二醇将小鼠的B淋巴细胞(浆细胞)和骨髓瘤细胞进行细胞融合。(2)可利用选择培养基对融合细胞进行初步筛选,需要淘汰的融合细胞为B淋巴细胞B淋巴细胞以及骨髓瘤细胞骨髓瘤细胞。随后将选出的细胞多倍稀释,接种在特定细胞培养板上,使这些单细胞克隆生长,最终选出能稳定分泌特定抗体(抗WMV的单克隆抗体)的杂交瘤细胞。(3)将选出的杂交瘤细胞注入小鼠腹腔制备单抗腹水,一段时间后收集并纯化腹水,进行抗体效价和类型的测定。也可对克隆的杂交瘤细胞进行体外培养,更能持久地得到单一的抗体。单抗比一般抗血清优越得多,其纯度高、灵敏度高、识别抗原部位专一。(4)抗WMV的单克隆抗体还可作为特异性探
10、针,利用抗原抗体杂交方法找出能与探针特异性结合的基因表达产物,进而实现从抗病性强的西瓜植株中获取抗病目的基因,该目的基因能否在其他植物体内稳定存在并遗传的关键是目的基因是否整合到受体细胞的染色体上。答案:(1)聚乙二醇 B淋巴细胞(2)融合的B淋巴细胞B淋巴细胞、融合的骨髓瘤细胞骨髓瘤细胞 抗WMV的单克隆抗体(3)传代培养(体外培养)纯度高、灵敏度高、识别抗原部位专一(4)抗原抗体杂交 目的基因是否整合到受体细胞的染色体上6.(11分)科学家利用单克隆抗体技术,分别获得鼠抗体与人抗体,再将抗体进行改造,生产出效果更好的鼠人嵌合抗体,用于癌症治疗。如图表示形成鼠人嵌合抗体的过程。请据图回答:(
11、1)培养骨髓瘤细胞时,需用_处理一段时间,这样组织就会分散成单个细胞,此外还应定期更换_,以清除代谢产物。(2)制备单克隆抗体时,先用特定的选择性培养基进行筛选,获得_;然后对上述细胞进行抗体检测,选取_的细胞进行克隆化培养;最终获得单克隆抗体,其优点是_。(3)有人提出:将经特定抗原刺激产生的B淋巴细胞的细胞核移植到去核骨髓瘤细胞中来产生单克隆抗体,该技术称为_。【解析】(1)培养骨髓瘤细胞时,需要将所选取的组织细胞分散开,以利于细胞融合,可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理离体组织细胞使之分散开,此外还应定期更换培养液,以清除代谢产物,有利于细胞的生长。(2)根据分析可知,制备单克隆抗体时,因为细
12、胞的融合过程是随机的,因此融合后需要先用特定的选择性培养基进行筛选,获得杂交瘤细胞;然后对上述细胞进行抗体检测,选取专一抗体检验阳性(或能产生专一抗体)的细胞进行克隆化培养;最终获得单克隆抗体,单克隆抗体的优点为特异性强、灵敏度高、可大量制备。(3)用体细胞核移植技术将经特定抗原刺激产生的B淋巴细胞的细胞核移植到去核骨髓瘤细胞中来生产单克隆抗体,这是获得单克隆抗体的新举措。(4)从免疫的角度考虑,对人体来说鼠源抗体为抗原,若利用人的抗体与之嵌合,则排斥作用会减轻,对人体的副作用会减少,因此设计改造鼠源杂交瘤抗体,生产鼠人嵌合抗体,这属于蛋白质工程的技术范畴。该过程首先需要根据预期的嵌合抗体功能
13、,设计嵌合抗体的结构,然后推测相应的基因片段,最终对基因进行操作,因此该工程又叫做第二代基因工程。答案:(1)胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)培养液(2)杂交瘤细胞 专一抗体检验阳性(或能产生专一抗体)特异性强、灵敏度高、可大量制备(3)动物体细胞核移植技术(4)蛋白质工程 预期的嵌合抗体功能7.(16分)人心肌细胞中的肌钙蛋白由三个结构不同的亚基组成,即肌钙蛋白T(cTn T)、肌钙蛋白I(cTn I)和肌钙蛋白C(cTn C),其中肌钙蛋白I(cTn I)在血液中含量上升提示心肌损伤。为制备抗cTn I的单克隆抗体,科研人员进行了如下过程:请回答下列相关问题。(1)每隔两周需用cTn I作为抗原给
14、小鼠注射一次,共注射三次,其目的是_,最后一次注射后的第3天,取脾脏内部分组织制成细胞悬液与骨髓瘤细胞进行诱导融合,常用的诱导因素有_(答出两点即可)等。(2)甲、乙、丙中,只含杂交瘤细胞的是_,过程表示将乙细胞接种到多孔培养板上,进行抗体阳性检测,之后稀释、培养、再检测,并多次重复上述操作,其目的是筛选获得能产生_的抗cTn I抗体的杂交瘤细胞。(3)在体外培养杂交瘤细胞时,培养液中通常加入_等天然成分,将其置于含95%空气加5%CO2的混合气体环境中进行培养,CO2的主要作用是_;为防止代谢产物的积累,可采用_的方法;动物细胞体外培养的适宜温度一般与_相近。【解析】(1)每隔两周用cTn
15、I作为抗原给小鼠注射一次,共注射三次,其目的是加强免疫,刺激小鼠机体产生更多的淋巴细胞;诱导动物细胞融合常用的诱导因素有灭活的病毒、聚乙二醇(PEG)、电激等。(2)图中过程分别表示单克隆抗体制备过程中的两次筛选,其中过程表示用特定的选择培养基筛选出杂交瘤细胞,过程表示通过克隆化培养和抗体检测筛选出能产生抗cTn I抗体的杂交瘤细胞。因此,甲、乙、丙中,只含杂交瘤细胞的是乙和丙;过程的目的是筛选出能产生特异性强、灵敏度高的抗cTn I抗体的杂交瘤细胞。(3)培养动物细胞时,常需加入血清、血浆等天然成分,培养时需通入含95%空气加5%CO2的混合气体,其中CO2的主要作用是维持培养液的pH。为防
16、止代谢产物的积累对细胞造成危害,可定期更换培养液,以便清除代谢产物。动物细胞体外培养的适宜温度一般与动物的体温相近。答案:(1)加强免疫,刺激小鼠机体产生更多的淋巴细胞 灭活的病毒、聚乙二醇(PEG)、电激(答出两点即可)(2)乙和丙 特异性强、灵敏度高(3)血清、血浆 维持培养液的pH 定期更换培养液 动物的体温8.(12分)如图是制备分泌抗X抗体的过程,根据图解回答问题:(1)给小鼠注射抗原的目的是_。(2)在单克隆抗体制备过程中之所以选用B淋巴细胞和骨髓瘤细胞,是因为它们融合后的杂交瘤细胞具有_的特性。(3)由图中可看出,单克隆抗体制备过程运用了_和_等动物细胞工程技术手段,前者常用的诱
17、导剂与植物原生质体融合不同的是可用_。(4)动物细胞培养液的配方通常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素等,与植物细胞培养基有所不同的是还含有_。(5)在动物细胞融合过程中,需要将所选取的组织细胞分散开,以利于细胞融合,可用_处理离体组织细胞使之分散开。(6)图中步骤的目的是筛选出_,步骤的目的是筛选出_。(7)过程中杂交瘤细胞从培养基中吸收葡萄糖、氨基酸的方式是_ _。(8)图中两两融合的细胞有_种,放在_培养基中培养。【解析】(1)首先给小鼠注射抗原,过程是从小鼠的脾脏中取得已免疫的B细胞,该细胞能够产生抗体。(2)B淋巴细胞能产生特异性抗体,在体外不能无限增殖;骨髓瘤细胞不产生专一性抗体,
18、体外能无限增殖;杂交瘤细胞具有既能无限增殖,又能产生特定抗体的特性。(3)由图中可看出,单克隆抗体制备过程运用了动物细胞融合和动物细胞培养的技术手段,前者常用的诱导剂与植物原生质体融合不同的是可用灭活的病毒。(4)动物细胞培养液的配方通常为合成培养基,含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素等,还应该加入动物血清或血浆。(5)在动物细胞融合过程中,需要将所选取的组织细胞分散开,可用胰蛋白酶处理离体组织细胞使之分散开。(6)图中步骤筛选得到杂交瘤细胞(去掉未杂交的细胞以及自身融合的细胞);步骤筛选出能够产生特异性抗体的细胞群。(7)葡萄糖、氨基酸通过主动运输的跨膜运输方式进出杂交瘤细胞。(8)图中可出
19、现3种两两融合细胞(B淋巴细胞-B淋巴细胞、瘤细胞-瘤细胞、杂交瘤细胞),可以用选择性培养基筛选出能无限增殖并能产生特定抗体的杂交瘤细胞。答案:(1)刺激小鼠产生相应的(效应)B细胞(2)体外无限增殖和分泌特定抗体(3)动物细胞融合 动物细胞培养 灭活的病毒(4)动物血清(5)胰蛋白酶(6)杂交瘤细胞 能产生特定抗体的细胞(7)主动运输(8)3 选择【补偿训练】下面是单克隆抗体的制备示意图,请分析回答:(1)细胞融合在生物工程中属于_工程的范围,用这种方法所得的杂交瘤细胞具有的主要特征是_;_。(2)杂交瘤细胞通过_、_过程合成大量的单克隆抗体。(3)过程进行的诱导方式,与植物原生质体的融合相
20、比特有的方法是_。A.灭活的病毒 B.骨髓瘤细胞C.离心D.聚乙二醇(4)在动物细胞培养过程中,经常使用的一种工具酶是_,目的是使细胞分散开。(5)骨髓瘤细胞B具有_的特点,细胞A确切地说应该是一种_细胞。【解析】(1)杂交瘤细胞是通过动物细胞工程中的细胞融合技术获得的,其具备了两个亲本细胞的特点,既能产生特定的抗体又能无限增殖。(2)杂交瘤细胞是通过细胞融合形成的,再对其细胞培养,可制备大量的单克隆抗体。(3)动植物细胞都可以通过离心、聚乙二醇的方法融合,此外动物细胞还可以通过灭活的病毒诱导融合。(4)在动物细胞培养过程中,需要对组织细胞和贴满瓶壁的细胞用胰蛋白酶处理,使组织细胞相互分散开来
21、。(5)骨髓瘤细胞B具有癌变的特点,可以无限增殖;细胞A是B淋巴细胞,确切地说是一种能够分泌特异性抗体的浆细胞(效应B细胞)。答案:(1)动物细胞 能产生特定的抗体 能无限增殖(2)细胞融合 细胞培养(3)A(4)胰蛋白酶(5)癌变 浆9.(12分)(2021南昌高二检测)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。如图是抗HCG单克隆抗体制备流程示意图,请分析回答:(1)制备单克隆抗体过程中要用到动物细胞培养和_技术。(2)动物细胞培养一般分为_和_两个阶段,培养时除需要适宜的温度、无菌、无毒等环境条件以外,营养液通常含有葡
22、萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和_等,还要向培养液中通入氧气和二氧化碳。通入氧气的原因是_。(3)制备单克隆抗体过程中,给小鼠注射的HCG相当于_,使小鼠产生分泌相应抗体的淋巴细胞,此过程属于特异性免疫中的_免疫。(4)最终筛选获得的杂交瘤细胞的特点是_。此过程生产的单克隆抗体可以与_特异性结合,从而诊断早孕。【解析】(1)制备单克隆抗体过程中要用到动物细胞培养技术,用以培养B淋巴细胞、骨髓瘤细胞和杂交瘤细胞,动物细胞融合技术将B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合成杂交瘤细胞。(2)动物细胞培养一般分为原代培养和传代培养,培养时要适宜的温度、无菌、无毒等,营养液通常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和动物
23、血清等,通入氧气保证细胞有氧呼吸,二氧化碳可以调节pH。(3)制备单克隆抗体过程中,给小鼠注射的HCG相当于抗原,使小鼠产生能分泌相应抗体的B淋巴细胞,此过程属于特异性免疫中的体液免疫。(4)杂交瘤细胞具有能无限增殖并分泌特异性抗体的特点,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,单克隆抗体可以与它特异性结合,从而诊断早孕。答案:(1)动物细胞融合(2)原代培养 传代培养 动物血清或血浆 保证细胞能够进行有氧呼吸(细胞代谢必需)(3)抗原 体液(4)能无限增殖并分泌特异性抗体 人绒毛膜促性腺激素(或HCG)10.(11分)(2021北京高二检测)目前流感疫苗主要的
24、生产介质是鸡胚。研究者用犬肾细胞(MDCK 细胞)培养流感病毒,制备疫苗并测定了其免疫效果。(1)利用合成培养基培养细胞时,培养基中需加入水、葡萄糖、_、维生素、无机盐等营养物质。为防止污染,需对培养液和所有培养用具进行_处理,以及在无菌环境下进行操作。(2)将贴壁生长型 MDCK 细胞进行驯化,可使之适应悬浮培养。与贴壁培养相比,悬浮培养利于提高细胞密度,传代培养时不需要用_处理,操作更简单。(3)通过克隆化培养,获得若干单克隆细胞株。需要从这些单克隆细胞株中筛选出高产流感病毒的细胞株,请写出筛选的思路:_。(4)用 MDCK 细胞培养甲型 H1N1 流感病毒,制成疫苗后对小鼠进行免疫接种(
25、第一次免疫两周后进行第二次免疫)。第二次免疫后两周接种甲型 H1N1 流感病毒,测定免疫效果,结果如图 1、图 2。由图 1 可知,用两种疫苗免疫小鼠,均可产生较高水平的抗体,说明两种疫苗均可激发小鼠对流感病毒的_免疫应答。由图 2 可知,两种疫苗都对小鼠有较好的_作用。【解析】(1)利用合成培养基培养细胞时,培养基中需要加入水、葡萄糖、氨基酸、维生素、无机盐等营养物质。为防止污染,需对培养液和所有培养用具进行灭菌处理,以及在无菌环境下进行操作。(2)将贴壁生长型MDCK细胞进行驯化,可使之适应悬浮培养。与贴壁培养相比,悬浮培养利于提高细胞密度,传代培养时不需要用胰蛋白酶处理,操作更简单。(3)从这些单克隆细胞株中筛选出高产流感病毒的细胞株,筛选思路为:在特定的选择培养基上培养,在该选择培养基中,未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡,只有目的细胞可以存活。(4)由图1可知,用两种疫苗免疫小鼠,均可产生较高水平的抗体,说明两种疫苗均可激发小鼠对流感病毒的特异性免疫应答。由图 2 可知,两种疫苗作用下小鼠的存活率都高于对照组,说明两种疫苗都对小鼠有较好的免疫预防作用。答案:(1)氨基酸 灭菌(2)胰蛋白酶(3)在特定的选择培养基上培养,在该选择培养基中,未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡,只有目的细胞可以存活(4)特异性(或体液)免疫预防
