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2019年高中生物 專題2 細胞工程 2.2 動物細胞工程 2.2.2 動物細胞融合與單克隆抗體檢測 新人教版選修3 1．太空動物細胞融合實驗依據(jù)的原理和促進細胞融合的方法分別是(　　) A．細胞的全能性；滅活病毒誘導(dǎo)融合 B．細胞的全能性；電刺激融合 C．細胞膜的流動性；滅活病毒誘導(dǎo)融合 D．細胞膜的流動性；電刺激融合 解析：細胞融合的理論基礎(chǔ)是細胞膜的流動性，在太空中進行動物細胞融合所用的融合方法是電刺激。 答案：D 2．關(guān)于動物細胞培養(yǎng)和植物組織培養(yǎng)的敘述，錯誤的是(　　) A．動物細胞培養(yǎng)和植物組織培養(yǎng)所用培養(yǎng)基不同 B．動物細胞培養(yǎng)和植物組織培養(yǎng)過程中都要用到胰蛋白酶 C．煙草葉片離體培養(yǎng)能產(chǎn)生新個體，小鼠雜交瘤細胞可離體培養(yǎng)增殖 D．動物細胞培養(yǎng)可用于檢測有毒物質(zhì)，莖尖培養(yǎng)可用于植物脫除病毒 解析：動物細胞培養(yǎng)和植物組織培養(yǎng)所用培養(yǎng)基不同，動物細胞培養(yǎng)采用的是液體培養(yǎng)基、植物組織培養(yǎng)采用的是固體培養(yǎng)基，A項正確。動物細胞培養(yǎng)需要用胰蛋白酶處理，但植物組織培養(yǎng)過程不需要胰蛋白酶處理，B項錯誤。植物細胞具有全能性，因此煙草葉片離體培養(yǎng)能產(chǎn)生新個體；小鼠雜交瘤細胞可以在體外培養(yǎng)條件下無限增殖，因此小鼠雜交瘤細胞可離體培養(yǎng)增殖，C項正確。動物細胞培養(yǎng)可以用于檢測有毒物質(zhì)，莖尖(幾乎不含病毒)培養(yǎng)可用于植物脫除病毒，D項正確。 答案：B 3．單克隆抗體制備過程中，骨髓瘤細胞和B淋巴細胞融合后，要用特定的培養(yǎng)基篩選出雜交瘤細胞，在這種培養(yǎng)基上不能存活增殖的細胞是(　　) ①B淋巴細胞?、谛∈蠊撬枇黾毎、跙淋巴細胞自身融合細胞?、苄∈蠊撬枇黾毎陨砣诤霞毎、蓦s交瘤細胞 A．①②③④　　　　 B．①③⑤ C．②④ D．②③ 解析：雜交瘤細胞是制備單克隆抗體所必需的，因此將其篩選出來。 答案：A 4．單克隆抗體制備過程中所用的骨髓瘤細胞是一種基因缺陷型細胞，其合成核酸的途徑能被氨基嘌呤阻斷?，F(xiàn)將從預(yù)先注射了某種抗原的小鼠脾臟中獲得的B淋巴細胞與上述骨髓瘤細胞混合，加入PEG促融后，再加入含氨基嘌呤的培養(yǎng)液。若將這些混合物分裝于細胞培養(yǎng)板的小孔中培養(yǎng)(如圖所示)，則小孔中的培養(yǎng)物不可能出現(xiàn)的結(jié)果是(　　) A．細胞分裂繁殖，產(chǎn)生抗體，專一性抗體檢驗呈陰性 B．細胞分裂繁殖，產(chǎn)生抗體，專一性抗體檢驗呈陽性 C．沒有活細胞，產(chǎn)生抗體 D．沒有活細胞，不產(chǎn)生抗體 解析：單克隆抗體制備過程中與骨髓瘤細胞發(fā)生融合的B淋巴細胞種類很多，有的能夠產(chǎn)生專一性抗體，有的不能；但只有活細胞才能產(chǎn)生抗體。 答案：C 5．如圖為某同學(xué)根據(jù)雜交瘤技術(shù)的方法設(shè)計的生產(chǎn)破傷風(fēng)桿菌抗體的實驗方案，據(jù)圖回答。 (1)該方案能達到預(yù)期效果嗎？_______，原因是_____________ ______________________________________________________。 (2)圖中②為________過程，常用________________作為誘導(dǎo)劑，該細胞繼承了________________________，因此不僅能分泌________________________，還有_________________的本領(lǐng)。 (3)破傷風(fēng)桿菌的抗體最終可以從________和________中提取。 (4)該方案的目的是______________________________________ _______________________________________________________ ______________________________________________________。 解析：題中圖為單克隆抗體制備過程的示意圖。在制備單克隆抗體時，是利用了已免疫B淋巴細胞產(chǎn)生單一抗體的特點和骨髓瘤細胞在體外培養(yǎng)條件下無限增殖的特點，在獲得雜交瘤細胞時，需要人工誘導(dǎo)已免疫B淋巴細胞和骨髓瘤細胞進行融合，方法通常用滅活的病毒或聚乙二醇。圖中的B淋巴細胞不是免疫的B淋巴細胞，所以該實驗不能達到預(yù)期效果。獲得雜交瘤細胞經(jīng)篩選后可在小鼠體內(nèi)或體外培養(yǎng)而獲得單克隆抗體。 答案：(1)不能　沒有抗原注入小鼠體內(nèi)，無法獲得產(chǎn)生所需抗體的B細胞 (2)細胞融合　滅活的病毒(或聚乙二醇)　雙親細胞的遺傳物質(zhì)　特異性抗體　在體外培養(yǎng)條件下大量增殖 (3)培養(yǎng)液　小鼠腹水 (4)制備破傷風(fēng)桿菌的單克隆抗體 A級　基礎(chǔ)鞏固 1．生產(chǎn)單克隆抗體時，在培養(yǎng)液中加入某種試劑能篩選出雜交瘤細胞，因為該試劑(　　) A．能抑制淋巴細胞和雜交瘤細胞的DNA復(fù)制 B．能阻止淋巴細胞的原癌基因被激活 C．選擇性抑制骨髓瘤細胞的DNA復(fù)制 D．能阻止雜交瘤細胞核糖體上所有蛋白質(zhì)的合成 解析：淋巴細胞不能增殖而骨髓瘤細胞能增殖，因此加入某種試劑抑制骨髓瘤細胞的DNA復(fù)制就能篩選出雜交瘤細胞。 答案：C 2．下列關(guān)于動物細胞融合的說法，錯誤的是(　　) A．動物細胞融合也稱細胞雜交，是指兩個或多個動物細胞結(jié)合形成一個細胞的過程 B．動物細胞融合需要用纖維素酶處理 C．動物細胞融合時需要人工誘導(dǎo) D．常用的誘導(dǎo)動物細胞融合的因素有：聚乙二醇、滅活的病毒、電激等 解析：動物細胞融合是指兩個或多個動物細胞結(jié)合形成一個細胞的過程。動物細胞無細胞壁，所以誘導(dǎo)融合前不需要用纖維素酶處理。動物細胞融合需要人工誘導(dǎo)融合，誘導(dǎo)因素包括聚乙二醇、滅活的病毒、電激等。 答案：B 3．關(guān)于單克隆抗體制備過程的敘述，正確的是(　　) A．可直接從動物體內(nèi)獲取B淋巴細胞進行培養(yǎng) B．雜交瘤細胞具有B淋巴細胞和骨髓瘤細胞的雙重特點 C．用滅活病毒誘導(dǎo)融合后形成的融合細胞即可產(chǎn)生單克隆抗體 D．經(jīng)選擇培養(yǎng)基篩選出來的雜交瘤細胞即可用于單克隆抗體的生產(chǎn) 解析：將骨髓瘤細胞與免疫后的B淋巴細胞融合，經(jīng)過選擇培養(yǎng)基的篩選得到雜交瘤細胞，并經(jīng)專一抗體檢測后，培養(yǎng)能產(chǎn)生特定抗體的雜交瘤細胞，即可得到單克隆抗體。雜交瘤細胞具有骨髓瘤細胞無限增殖的特點和B淋巴細胞產(chǎn)生特異性抗體的特點。誘導(dǎo)融合后可能會形成三種融合細胞，即同種細胞融合(B—B融合細胞、瘤—瘤融合細胞)、不同種細胞融合(B—瘤融合細胞)，故需要進一步篩選。 答案：B 4．研究單克隆抗體治療癌癥的思路是(　　) A．利用單克隆抗體特異性對抗癌細胞 B．以單克隆抗體作抗癌藥物殺死癌細胞 C．抗癌物質(zhì)在克隆細胞中大量合成 D．單克隆抗體攜帶抗癌藥物特異性地與癌細胞結(jié)合 解析：借助單克隆抗體的導(dǎo)向作用，將單克隆抗體跟抗癌藥物結(jié)合，制成所謂的“生物導(dǎo)彈”，可以直達病灶部位，殺死癌細胞。 答案：D 5．將特定藥物與單克隆抗體相結(jié)合制成的“生物導(dǎo)彈”，能夠用于殺死人類某些癌細胞，其過程如圖所示。下列有關(guān)敘述錯誤的是(　　) A．①過程的原理和植物原生質(zhì)體融合的原理基本相同 B．經(jīng)①形成的雜交瘤細胞都能無限增殖并產(chǎn)生特定抗體 C．②過程需要篩選并克隆單個雜交瘤細胞 D．抗體的靶向作用使③過程具有高度特異性 解析：①過程的原理和植物原生質(zhì)體融合的原理基本相同，都是細胞膜的流動性，A項正確；經(jīng)①形成的雜交瘤細胞不一定都能產(chǎn)生特定抗體，需要經(jīng)過抗體陽性檢測篩選出能產(chǎn)生特異性抗體的雜交瘤細胞，B項錯誤；②過程需要采用抗體陽性檢測篩選出能產(chǎn)生特異性抗體的雜交瘤細胞，然后進行克隆化培養(yǎng)(包括體內(nèi)培養(yǎng)和體外培養(yǎng))，C項正確；抗體的靶向作用使③過程具有高度特異性，D項正確。 答案：B B級　能力訓(xùn)練 6．下圖表示細胞融合技術(shù)的一些過程，請回答： (1)上圖若表示植物細胞融合的部分過程，那么形成A、B原生質(zhì)體時，需利用________和果膠酶除去細胞壁。原生質(zhì)體融合時一般用________作為誘導(dǎo)劑，能形成________種類型的融合細胞。植物體細胞完成融合的標志是________。 (2)若將D細胞培育成植株，可用______________技術(shù)，這一培養(yǎng)過程要經(jīng)過________和________兩個階段。目前，植物體細胞雜交還有許多理論和技術(shù)問題沒有解決，如雜種植物還不能按照人們的需要表現(xiàn)出親代的優(yōu)良性狀，從遺傳學(xué)角度分析，其內(nèi)在因素很可能是________。 (3)上圖為動物細胞融合的一些過程，如需制備單克隆抗體，則D細胞應(yīng)具備________和________的能力。 答案：(1)纖維素酶　聚乙二醇(PEG)　3　原生質(zhì)體外再生出細胞壁 (2)植物組織培養(yǎng)　脫分化　再分化　控制優(yōu)良性狀的基因還不能表達 (3)分泌特異性抗體　大量增殖 7．如圖甲、乙分別是單克隆抗體制備過程和克隆羊培育過程示意圖，請據(jù)圖回答下列問題。 (1)圖甲和圖乙所示的過程中，都必須用到的動物細胞工程技術(shù)手段是________________。 (2)圖甲中②過程常在________________誘導(dǎo)下完成，④過程與體外培養(yǎng)相比，其優(yōu)點是_____________________________________ ______________________________________________________。 (3)單克隆抗體能定向攻擊癌細胞，主要是利用其___________。 (4)若不考慮環(huán)境因素影響，克隆羊的性狀全部像白面綿羊嗎？________。原因是___________________________________________ _____________________________________________________。 解析：(1)圖甲中雜交瘤細胞及圖乙中的重組細胞均需進行動物細胞培養(yǎng)。(2)常用聚乙二醇或滅活的病毒誘導(dǎo)等方法誘導(dǎo)動物細胞融合。(3)由于單克隆抗體具特異性強、靈敏度高等優(yōu)點，故可定向攻擊癌細胞。(4)若不考慮環(huán)境因素，克隆動物的性狀不是全部像白面綿羊，因為卵細胞細胞質(zhì)中的線粒體遺傳物質(zhì)也能控制某些性狀。 答案：(1)動物細胞培養(yǎng)　(2)聚乙二醇(或滅活的病毒，物理方法如離心、振動、電激也可)　不需特定的培養(yǎng)基，不需嚴格的外界環(huán)境條件 (3)特異性　(4)不是　卵細胞細胞質(zhì)的遺傳物質(zhì)也能控制某些性狀 8．下圖表示用生物工程制備人抗A抗體的過程。請回答下列問題： (1)人的紅細胞膜表面有具有識別作用的凝集原，其化學(xué)本質(zhì)是____________；從免疫學(xué)角度看，這種凝集原是__________。 (2)圖中細胞1是小鼠體內(nèi)注入人A型血紅細胞后獲得的________細胞，這種細胞具有________的特點，但難以在體外培養(yǎng)。甲培養(yǎng)皿中培養(yǎng)的細胞2，是從患骨髓瘤的小鼠體內(nèi)獲取的骨髓瘤細胞，這種細胞在體外培養(yǎng)時能________，但不會產(chǎn)生抗體。 (3)為了能充分發(fā)揮上述兩種細胞各自的特點，經(jīng)特殊處理，在促細胞融合因子的作用下，使兩種細胞發(fā)生融合，形成圖中的細胞3，這種細胞稱為________。把它放在乙培養(yǎng)皿中進行培養(yǎng)，則能產(chǎn)生大量的細胞群，這種方法稱為________。 (4)過程①的主要目的是_________________________________ ______________________。通過過程②或③的培養(yǎng)方法能產(chǎn)生大量________抗體。 解析：(1)人紅細胞膜表面的凝集原具有特異性，化學(xué)本質(zhì)是糖蛋白，從免疫學(xué)角度看，它是抗原。 (2)(3)免疫后的B淋巴細胞能分泌特異性抗體，小鼠骨髓瘤細胞則可在培養(yǎng)條件下無限分裂、增殖，在選擇培養(yǎng)基中，只有免疫后的B淋巴細胞與骨髓瘤細胞融合產(chǎn)生的雜交瘤細胞(細胞3)才同時具備分泌抗體的功能和保持細胞無限增殖兩種特征。 (4)過程①的主要目的是篩選出能產(chǎn)生單一抗A抗體的雜交瘤細胞，過程②或③分別是體內(nèi)培養(yǎng)和體外培養(yǎng)，以產(chǎn)生大量抗A單克隆抗體。 答案：(1)糖蛋白　抗原 (2)B淋巴(或免疫后的B淋巴)　單一的抗A抗體(或單一的特異性抗體)　大量增殖 (3)雜交瘤細胞　克隆化培養(yǎng) (4)篩選出能產(chǎn)生單一抗A抗體的雜交瘤細胞　抗A單克隆 9．如圖是制備單克隆抗體的過程，根據(jù)圖解回答問題。 (1)給小鼠注射抗原的目的是_____________________________ _______________________________________________________ _____________________________________________________。 (2)在單克隆抗體制備過程中選用B淋巴細胞和骨髓瘤細胞，是因為它們?nèi)诤虾蟮碾s交瘤細胞具有______________________的特性。 (3)由圖中可看出，單克隆抗體制備過程運用了_______________和________________________的動物細胞工程技術(shù)手段。 (4)動物細胞培養(yǎng)液的配方通常含有葡萄糖、氨基酸、無機鹽、維生素等，與植物細胞培養(yǎng)基有所不同的是還含有______________。 (5)圖中有兩次篩選過程，其中步驟④的目的是篩選出________________，步驟⑤⑥的目的是篩選出___________________ _______________________________________________________ ______________________________________________________。 (6)請根據(jù)以下信息，設(shè)計一方法(不考慮機械方法)，從培養(yǎng)液中篩選出雜交瘤細胞。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。人淋巴細胞中有這兩種DNA的合成途徑，但一般不分裂增殖。鼠骨髓瘤細胞中盡管只有D途徑，但能不斷分裂增殖，將這兩種細胞在試管中混合，加入聚乙二醇促融，獲得雜種細胞。 方法：_________________________________________________ ______________________________________________________。 原理：_________________________________________________ _____________________________________________________。 解析：根據(jù)抗原抗體特異性結(jié)合的原理，為獲得特定抗體，用特定抗原刺激，小鼠體內(nèi)才能產(chǎn)生特定抗體的B淋巴細胞。動物細胞培養(yǎng)液與植物細胞培養(yǎng)基相比，除物理狀態(tài)不同外，成分也不同，動物細胞培養(yǎng)液中含動物血清。由于從小鼠體內(nèi)提取的B淋巴細胞可能有多種，以及細胞融合方式有多種，從而產(chǎn)生多種融合細胞以及多種雜交瘤細胞，因此需兩次篩選。④是用選擇培養(yǎng)基篩選出雜交瘤細胞，⑤⑥是篩選出能產(chǎn)生所需抗體的雜交瘤細胞。據(jù)題干信息可知，可在培養(yǎng)液中加入氨基嘌呤，使D合成途徑阻斷，僅有D合成途徑的骨髓瘤細胞及其彼此融合的細胞不能增殖，而B淋巴細胞一般不增殖，但人淋巴細胞和骨髓瘤細胞融合后的雜種細胞可以利用淋巴細胞中的S途徑合成DNA而增殖。 答案：(1)獲得能產(chǎn)生相應(yīng)抗體的B淋巴細胞 (2)既能無限增殖，又能產(chǎn)生特定抗體 (3)動物細胞融合　動物細胞培養(yǎng) (4)動物血清 (5)雜交瘤細胞　能產(chǎn)生特定抗體的雜交瘤細胞 (6)方法：培養(yǎng)液中加入氨基嘌呤，收集增殖的細胞 原理：加入氨基嘌呤后，使D合成途徑阻斷，僅有D合成途徑的骨髓瘤細胞及其彼此融合的細胞就不能增殖，但人的淋巴細胞和骨髓瘤細胞融合后的雜種細胞可以利用淋巴細胞中的S途徑合成DNA而增殖