2020-2021学年第2章 细胞工程第2节 动物细胞工程二 动物细胞融合技术与单克隆抗体精练

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一、选择题（共4小题，每小题6分，共24分）
1.（2020·漳州高二检测）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；两者都能形成杂种细胞，D项正确。
【补偿训练】
1.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.研究单克隆抗体治疗癌症的思路是（ ）
A.利用单克隆抗体特异性对抗癌细胞
B.以单克隆抗体作抗癌药物杀死癌细胞
C.抗癌物质在克隆细胞中大量合成
D.单克隆抗体携带抗癌药物特异性地与癌细胞结合
【解析】选D。借助单克隆抗体的导向作用，将单克隆抗体跟抗癌药物结合，制成“生物导弹”，可以直达病灶部位，杀死癌细胞。
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②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①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②诱导细胞融合，有以下几种情况：①部分细胞没有融合，因此仍存在B淋巴细胞和骨髓瘤细胞；②B淋巴细胞与B淋巴细胞融合得到B-B细胞；③骨髓瘤细胞与骨髓瘤细胞融合得到瘤-瘤细胞；④B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②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。
【补偿训练】
下列关于单克隆抗体的制备和应用的叙述中，正确的是（ ）
A.B淋巴细胞与骨髓瘤细胞的融合，一般需要灭活的病毒或聚乙二醇诱导
B.融合后形成的杂交瘤细胞既能无限增殖，又能产生单克隆抗体
C.体外培养时，一个浆细胞可以产生抗体，也能无限增殖
D.单克隆抗体与常规抗体相比，特异性强，灵敏度高，利用分子克隆技术大量制备
【解析】选A。不同种类的动物细胞融合需要物理、化学或生物的方法来诱导才能实现，其中生物方法是利用灭活的病毒来诱导，化学方法是利用聚乙二醇作诱导剂，A项正确；第一次筛选出的融合细胞——杂交瘤细胞不一定能产生针对特定抗原的单克隆抗体，需要进行第二次筛选才能达到目的，B项错误；浆细胞是高度分化的细胞，已经失去分裂能力，只能分泌抗体，不会增殖，C项错误；与一般的血清抗体相比，单克隆抗体最主要的优点在于特异性强、灵敏度高，它可以利用杂交瘤细胞的克隆而实现大量制备，而非分子克隆，D项错误。
3.（2019·江苏高考改编）如图为杂交瘤细胞制备示意图。骨髓瘤细胞由于缺乏次黄嘌呤磷酸核糖转移酶（HGPRT-），在HAT筛选培养液中不能正常合成DNA，无法生长。下列叙述错误的是（ ）
A.可用灭活的仙台病毒诱导细胞融合
B.两两融合的细胞都能在HAT培养液中生长
C.杂交瘤细胞需进一步筛选才能用于生产
D.细胞膜的流动性是细胞融合的基础
【解析】选B。灭活的仙台病毒是诱导动物细胞融合的方法之一，A项正确；骨髓瘤细胞之间融合因为都缺少次黄嘌呤磷酸核糖转移酶（HGPRT-）而不能生长，B项错误；第二次筛选能产生特异性抗体的杂交瘤细胞，C项正确；细胞融合体现了细胞膜的流动性这一结构特点，D项正确。
4.下列关于动物细胞融合的说法不正确的是（ ）
A.动物细胞融合也称细胞杂交，是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程
B.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单核细胞称为杂交细胞
C.常用的诱导动物细胞融合的手段有聚乙二醇、灭活的病毒、电激、紫外线照射等
D.细胞融合技术突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能
【解析】选C。动物细胞融合也称细胞杂交，是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程，融合后的具有原来两个或多个细胞遗传信息的单核细胞称为杂交细胞。细胞融合技术突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能，目前这一技术已经成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和生物新品种培育等的重要手段，常用的诱导动物细胞融合的手段有聚乙二醇、灭活的病毒、电激等，不包括紫外线照射。
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.（10分）甲型H1N1流感是由H1N1病毒（一种RNA病毒）引发的类似患季节性流感症状的疫情，主要表现为突然发烧、咳嗽、肌肉酸痛和疲倦，其中一些患者还出现腹泻和呕吐症状，下图是利用现代生物技术生产预防和治疗H1N1流感抗体的过程图。请据图分析回答：
（1）该过程中用到的现代生物技术有 、 。
（2）要快速获得大量的X基因可采用 技术。
（3）筛选得到的细胞M是 ，经过选择性培养获得的细胞，还需要进行
和 。
（4）理论上，注射了该抗体的人群不能长期对甲型H1N1流感起免疫作用，试分析原因： 。
（5）单克隆抗体最主要的优点在于它的 。
【解析】（1）据图分析，该过程将H1N1病毒逆转录生成的X基因移植到鸡胚细胞内，为基因工程技术；将小鼠B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合成杂交瘤细胞，为动物细胞融合技术。
（2）要快速获得大量目的基因可采用PCR技术。
（3）筛选得到的细胞M是能够分泌抗甲型H1N1病毒单克隆抗体的杂交瘤细胞。经过选择性培养的杂交瘤细胞，还需要克隆化培养，获得大量相同的杂交瘤细胞，再进行专一抗体阳性检测，筛选出能够生成专一性抗体的杂交瘤细胞，最终获取足够数量能够分泌所需抗体的细胞。
（4）由于抗体在人体内存留时间短，会分解失效，再者甲型H1N1流感病毒容易发生变异，导致原来的抗体不起作用。
（5）单克隆抗体灵敏度高，特异性强，可大量制备，能够准确与一定抗原发生特异性结合，故具有快速、高效、准确、简易的特点。
答案：（1）基因工程 动物细胞融合
（2）PCR
（3）杂交瘤细胞 克隆化培养 专一抗体阳性检测
（4）引起甲型H1N1流感的病毒不断发生变异
（5）特异性强、灵敏度高、可大量制备
7.（16分）（2020·辽宁五校联考）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 ，②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 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①②过程分别表示单克隆抗体制备过程中的两次筛选，其中①过程表示用特定的选择培养基筛选出杂交瘤细胞，②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；②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④的目的是筛选出 ，步骤⑤⑥的目的是筛选出 。
（7）③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，①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，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④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⑤⑥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① ；
② 。
（2）杂交瘤细胞通过 、 过程合成大量的单克隆抗体。
（3）过程②进行的诱导方式，与植物原生质体的融合相比特有的方法是 。
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。
（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.（10分）（2019·宿迁高二检测）如图中的供体DNA中含有无限增殖调控基因，该基因能激发动物细胞的分裂，图示是利用该基因和小鼠来制备新型单克隆抗体的过程。
（1）该过程的目的基因是 ，质粒被酶A切割后形成 个游离的磷酸。经酶A处理后的Ⅰ与质粒可产生相同的 ，所以能够实现重组。
（2）图中将目的基因导入受体细胞的适宜方法是 ，Ⅱ细胞是已免疫的 。
（3）通常用 培养基进行筛选获得Ⅲ细胞，Ⅲ细胞的特点是既能无限增殖，又能 。
（4）该过程涉及的生物技术有 （答出两点）。
【解析】（1）据图可知，图示是利用该基因和小鼠来制备新型单克隆抗体的过程，因此需要细胞Ⅲ既能无限增殖又能产生抗体，细胞Ⅲ内应含有无限增殖调控基因，即无限增殖调控基因是该过程的目的基因，质粒被酶A切割后，质粒变为线性双链DNA分子，因为每条链上含有一个游离的磷酸基团，所以切割后含有2个游离的磷酸基团。经酶A处理后的Ⅰ与质粒可产生相同的黏性末端，所以能够实现重组。
（2）将目的基因导入不同细胞应用不同的方法。导入植物细胞：农杆菌转化法（转基因抗虫棉用的是花粉管通道法）；导入动物细胞：显微注射技术（注射入受精卵中）；导入原核生物：一般是将细菌用氯化钙处理，以增大细菌细胞壁的通透性，使含有目的基因的重组质粒进入受体细胞。图中的受体细胞为动物细胞，因此采用的适宜方法为显微注射法，图中是生产单克隆抗体的过程，因此Ⅱ细胞是已免疫的B淋巴细胞。
（3）单克隆抗体制备过程中，总共有两次筛选，第一次筛选出杂交瘤细胞，第二次筛选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞，两次筛选均需要用选择性培养基，Ⅲ细胞的特点是既能无限增殖，又能产生专一性抗体。
（4）据图可知该过程涉及的生物技术有转基因技术（DNA重组技术）、动物细胞培养技术。
答案：（1）无限增殖调控基因 2 黏性末端
（2）显微注射法 B淋巴细胞
（3）选择性 产生专一性抗体
（4）转基因技术（DNA重组技术）、动物细胞培养技术
10.（14分）（2019·大同高二检测）如图是生物学技术制备抗体的两个途径模式简图：
（1）过程①得到的Y细胞称为 。
得到的单克隆抗体最主要的优点是 。
（2）④过程需要 酶，⑥过程需要用 处理受体细胞。
（3）抗体1与抗体2的氨基酸排列顺序相同，两者的空间结构是否相同？ 为什么？ 。
（4）如果想用棉花生产该种抗体，则⑥过程的受体细胞通常选用 ，经过筛选后再侵染棉花体细胞，转化成功后通过 技术获得能生产抗体的转基因棉花植株。
【解析】（1）细胞A是经过免疫的B淋巴细胞，它和骨髓瘤细胞融合，得到的Y细胞称为杂交瘤细胞，杂交瘤细胞分泌的单克隆抗体最主要的优点是特异性强、灵敏度高，并可大量制备。
（2）④过程以mRNA为模板产生DNA（基因）需要逆转录酶，⑥过程将目的基因导入微生物细胞需要用 Ca2+（或CaCl2） 处理受体细胞。
（3）抗体1与抗体2的氨基酸排列顺序相同，两者的空间结构不同，因为抗体2是大肠杆菌生产的，其形成过程没有经过内质网和高尔基体的加工，抗体1是杂交瘤细胞生产的，其形成过程经过内质网和高尔基体的加工。
（4）如果想用棉花生产该种抗体，则⑥过程导入的受体细胞通常选用土壤农杆菌，经过筛选后再侵染棉花体细胞，转化成功后通过植物组织培养技术，即脱分化和再分化过程，获得能生产抗体的转基因棉花植株。
答案：（1）杂交瘤细胞 特异性强、灵敏度高，并可大量制备 （2）逆转录 Ca2+（或CaCl2） （3）不同 抗体2形成过程没有经过内质网和高尔基体的加工，抗体1形成过程经过内质网和高尔基体的加工
（4）土壤农杆菌 植物组织培养