2025人教版高中生物学选择性必修3强化练习题--第2章第2节第2课时 动物细胞融合技术与单克隆抗体（含解析）

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2025人教版高中生物学选择性必修3
第2课时　动物细胞融合技术与单克隆抗体
基础过关练
题组一　　动物细胞融合技术
1.(2024贵州贵阳模拟)科学家经过长期的探索,实现了用不同种动物的体细胞进行杂交。下图为动物细胞融合的示意图,下列叙述错误的是(　　)
A.通过动物细胞融合技术突破了有性杂交的局限,可获得新物种
B.也可用PEG融合法、电融合法等手段诱导动物细胞融合
C.两个细胞核融合后形成具有单核的杂交细胞,标志着动物细胞融合的完成
D.动物细胞融合依赖细胞膜的流动性
2.(2024河北承德期中)动物细胞融合是使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术。下列关于动物细胞融合的叙述,错误的是(　　)
A.单克隆抗体制备过程中需要进行动物细胞融合
B.动物细胞融合的原理与植物体细胞杂交的原理不完全相同
C.两个单倍体细胞融合后,形成的细胞中含有2个染色体组
D.若将两种细胞置于培养基中进行两两细胞融合,则共有3种融合类型
题组二　　单克隆抗体的制备过程
3.(2024河南郑州阶段测试)科学家设计了一个用已免疫的B淋巴细胞制备单克隆抗体的实验。如图为其实验流程图,c为杂交瘤细胞,下列相关叙述不正确的是(　　)
A.a是骨髓瘤细胞,①诱导融合不同于植物体细胞杂交的方法是灭活病毒诱导法
B.制备单克隆抗体时,选择B淋巴细胞的原因是它能分泌多种特异性抗体
C.②表示在选择培养基上进行培养,③需要进行抗体阳性检测
D.③过程如在体外培养,则需要无菌、无毒、营养充足、温度和pH适宜等环境条件
4.(易错题)(2024北京怀柔一中月考)抗PD-L1单克隆抗体能与肿瘤细胞膜表面的PD-L1特异性结合,能将抗癌药物准确地聚集到肿瘤细胞。下图表示制备抗PD-L1单克隆抗体的流程。下列叙述错误的是(　　)
A.图中B淋巴细胞来自小鼠脾脏,分离B淋巴细胞前需要对小鼠注射PD-L1
B.经PEG诱导后融合的细胞即为杂交瘤细胞,需严格控制融合时间以防细胞过度融合
C.图中细胞群a~d均为杂交瘤细胞,其特点是既能大量增殖,又能产生抗体
D.可将图中细胞群a注入小鼠腹腔,从小鼠腹水中分离获取抗PD-L1单克隆抗体
5.(2024广东揭阳期中)为研制抗病毒A的单克隆抗体,某同学以小鼠甲为实验材料设计了以下实验流程。回答下列问题:
(1)上述实验前必须给小鼠甲注射病毒A,该处理的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)写出以小鼠甲为材料制备单细胞悬液的主要实验步骤:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)为了得到能产生抗病毒A的单克隆抗体的杂交瘤细胞,需要进行筛选。图中筛选1所采用的培养基属于　　　　　　,使用该培养基筛选出的细胞是　　　　　　。图中筛选2含多次筛选,筛选所依据的基本原理是　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)若要使能产生抗病毒A的单克隆抗体的杂交瘤细胞大量增殖,可采用的方法有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(答出2点即可)。
题组三　　单克隆抗体的应用
6.(易错题)(2024山东菏泽期中)细胞毒素类药物能有效杀伤肿瘤细胞,但也会对健康细胞造成伤害,科学家将细胞毒素与单克隆抗体结合制成抗体—药物偶联物(ADC),ADC可选择性杀伤肿瘤细胞,其作用机制如图所示。下列叙述正确的是(　　)
A.ADC中的抗体能特异性识别并杀伤肿瘤细胞
B.ADC进入肿瘤细胞的过程需要蛋白质参与,但不消耗能量
C.含ADC的小泡与溶酶体融合后,溶酶体裂解释放药物引起细胞坏死
D.利用放射性同位素或荧光标记的单克隆抗体可定位诊断肿瘤等疾病
7.(2024河北沧州期中)依据已知肿瘤发生中涉及的异常分子和基因,设计针对这些特定分子和基因靶点的药物,选择性杀伤肿瘤细胞,这种治疗方法称为肿瘤药物的分子靶向治疗。近年来兴起的肿瘤分子靶向治疗药物——单克隆抗体,在临床上治疗肺癌、乳腺癌等恶性肿瘤中发挥着举足轻重的作用。
(1)如图表示细胞表面的转铁蛋白受体(TfR)与转铁蛋白(Tf)结合,将铁元素运输至细胞内的过程。肿瘤细胞快速增殖时需要更多的铁元素,因此肿瘤细胞表面TfR表达量　　　　(填“上升”或“下降”)。
(2)在制备抗TfR抗体时,将免疫接种过TfR的小鼠的B细胞与　　　　　　融合,继而筛选出　　　　　　　　　　　　　　　的杂交瘤细胞。
(3)在单克隆抗体治疗中,为了获取能产生抗肿瘤细胞的单克隆抗体的杂交瘤细胞,需要进行筛选。筛选用的培养基属于　　　　　(按功能)培养基,筛选出来的杂交瘤细胞进行　　　　　　和　　　　　　才可以获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。
(4)科学家将细胞毒素与单克隆抗体结合,制成了抗体—药物偶联物(ADC),ADC通常由　　　　　　　　三部分组成。
能力提升练　　　　　 　　　　　　　　　　
题组　　单克隆抗体的制备和应用
1.(2024北京平谷期中)甲胎蛋白(AFP)是原发性肝癌的肿瘤标记物,在肿瘤患者体内的含量远大于正常人。科研人员制备出了抗AFP单克隆抗体。下列有关叙述正确的是(　　)
A.体外培养单个B淋巴细胞可以获得抗AFP的单克隆抗体
B.给小鼠反复注射AFP抗原的目的是获得更多的能产生相应抗体的B淋巴细胞
C.杂交瘤细胞在体外培养时,会表现出接触抑制现象
D.获得的抗AFP单克隆抗体可用来检测人体内的甲胎蛋白的含量以便判断某些疾病的发生
2.(2024广东广州模拟)抗CD20抗体可用于治疗淋巴瘤等疾病。研究人员将表达抗CD20单克隆抗体的DHFR-CHO杂交瘤细胞接种于反应器中培养,培养过程中不补充培养液,抽样检测产物浓度和细胞生长情况(通过台盼蓝染色结合显微镜直接计数统计细胞密度和活性)。下列叙述正确的是(　　)
A.杂交瘤细胞培养过程中需使用固体培养基
B.显微镜下只统计单位体积中被染色的细胞数量,即可得到活细胞密度
C.随着培养过程的进行,产物持续增多,最高浓度约为95 mg·L-1
D.培养一段时间后,培养液中营养物质的减少制约了细胞的生长和活性
3.(2024湖南长沙雅礼中学月考)研究发现许多类型的肿瘤细胞会被巨噬细胞吞噬和摧毁。但多种肿瘤细胞高表达CD47,通过与巨噬细胞表面SIRPα(信号调节蛋白)相互作用,使肿瘤细胞逃避吞噬清除,神经细胞也会表达SIRPα,研究者将含有表达CD47的非肿瘤细胞的培养液均分成两组,一组加入不同浓度的抗CD47单克隆抗体,另一组加入不同浓度的无关单克隆抗体,然后两组都加入等量的荧光标记的SIRPα,检测细胞表面的荧光强度,结果如图。下列相关分析错误的是(　　)
A.抗CD47单克隆抗体对肿瘤治疗效果存在剂量依赖效应
B.研制抑制CD47基因表达的靶向药物可为肿瘤治疗提供新思路
C.抗SIRPα的靶向药物对肿瘤有一定疗效,同时也可能会引起神经毒性
D.肿瘤细胞的CD47与SIRPα相互作用降低了机体免疫防御能力
4.(多选题)(2024河北邯郸模拟)由单一B细胞克隆产生的针对某一特定抗原的抗体,称为单克隆抗体;由多种抗原刺激机体,相应地就产生多种抗体混杂在一起,称为多克隆抗体。如图表示单克隆抗体和多克隆抗体的制备过程,下列相关叙述错误的是(　　)
A.两种技术均依赖于细胞膜的流动性,②③④⑤的差异是由细胞内基因不同造成的
B.两种技术均需要对小鼠进行特定抗原的免疫和特定细胞的筛选、鉴定和培养
C.两种技术均需要从小鼠的血清中收集抗体,但单克隆抗体具有更高的特异性
D.①含有的多种抗体,源于不同的浆细胞,可与同种病原体的不同抗原结合
5.(2024江苏扬州期中)人乳头瘤病毒(HPV)与宫颈癌的发生密切相关,抗HPV的单克隆抗体可以准确检测出HPV,从而及时监控宫颈癌的发生,以下是针对HPV衣壳蛋白制备出单克隆抗体的过程,请据图回答:
(1)将经融合处理后的细胞转到HAT培养基上培养的目的是　　　　　　　　　,该细胞　　　　(填“能”或“不能”)产生专一抗体,所产生的抗体　　　　(填“一定”或“不一定”)能抗HPV。
(2)对于抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞经克隆化培养生产出的单克隆抗体不能直接用于人体,理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)科学工作者在单克隆抗体上连接抗癌药物,治疗癌症。这种方法优于化疗,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。通过类似方法制备的流感单克隆抗体能否直接用于流感病毒的核酸检测 请说明理由:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
6.1975年,英国科学家米尔斯坦和德国科学家科勒在前人工作的基础上,创造性的成功制备了单克隆抗体。
(1)鼠源性单抗的制备过程是:通过　　　　　　　　　　　的操作过程,获得能产生特定抗体的B细胞,在化学诱导剂　　　　　的作用下将B细胞与骨髓瘤细胞融合。
(2)将融合后的细胞再用特定的HAT选择培养基进行筛选,筛选的过程利用了哺乳动物DNA合成的原理。哺乳动物DNA合成可分为两条途径:一是从头合成途径,可被氨基蝶呤(A)阻断;二是补救合成途径,在次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖转化酶(HGPRT)存在下,利用次黄嘌呤(H)和胸腺嘧啶(T)补救性的合成DNA。正常细胞中存在HGPRT,而骨髓瘤细胞中不存在HGPRT。在培养基中含有H、A、T的情况下,会导致骨髓瘤细胞和B细胞死亡,只有杂交瘤细胞才能存活并增殖,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)将筛选出的杂交瘤细胞进行　　　　　　　　　　,便可获得足够数量的能够分泌所需抗体的细胞。最后,将杂交瘤细胞放在无菌、无毒、营养丰富、温度和pH适宜、含　　　　　　　　　的混合气体的培养箱中进行体外大规模培养或注射到小鼠腹腔内增殖,从细胞培养液或小鼠腹水中即可获得大量的单克隆抗体。
答案与分层梯度式解析
第2课时　动物细胞融合技术与单克隆抗体
基础过关练
1.A 2.C 3.B 4.B 6.D
1.A　动物体细胞不表现全能性,两动物细胞融合后形成的杂交细胞无法形成个体,也就不能获得新物种,A错误;诱导动物细胞融合的方法有PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法等,B正确;动物细胞融合与植物原生质体融合原理相同,都依赖细胞膜的流动性,D正确。
2.C　单克隆抗体的制备需要骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合,A正确。动物细胞融合的原理是细胞膜的流动性,结果是形成杂交细胞;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,结果是形成杂种植株,B正确。
两个单倍体细胞融合,形成的细胞中染色体组数目有如下两种情况:
情况一 两个单倍体细胞均只含一个染色体组,且来源不同,细胞中的染色体组成也不同→融合后细胞中没有同源染色体,属于异源二倍体,含有2个染色体组
续表
情况二 两个单倍体细胞均含多个染色体组或一个单倍体细胞含1个染色体组,另一个单倍体细胞含多个染色体组→融合后细胞中含有多个染色体组,而不是2个染色体组,C错误
若将两种细胞(假设为A型、B型)置于培养基中进行两两细胞融合,会出现AA型、BB型、AB型3种类型,D正确。
3.B　根据单克隆抗体制备的流程可判断,a是骨髓瘤细胞,灭活病毒诱导法是动物细胞融合不同于植物体细胞杂交中原生质体融合的方法,A正确。对于B淋巴细胞来说,每一种B淋巴细胞经特定抗原刺激后只能产生一种特异性抗体,B错误。
② ③
操作 在选择培养基上进行培养 对杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体阳性检测
目的 筛选杂交瘤细胞 筛选既能大量增殖,又能分泌特异性抗体的杂交瘤细胞,C正确
动物细胞培养需具备的条件:无菌、无毒的环境,充足的营养,适宜的温度、pH和渗透压,适宜的气体环境等,③对杂交瘤细胞进行克隆化培养,属于动物细胞培养,D正确。
拓展延伸
杂交瘤细胞的抗体检测和克隆化培养
　　融合后的细胞经选择培养基培养后,能存活的细胞就是杂交瘤细胞。
　　这些杂交瘤细胞并非都能分泌所需抗体,通常用“有限稀释法”来选择。将杂交瘤细胞稀释,用96孔板培养,使每个孔尽量只有一个细胞,通过培养让其增殖。然后检测各孔上清液中细胞分泌的抗体,可与特定抗原结合的培养孔为阳性孔。阳性孔中的细胞还不能保证是来自单个细胞,挑选阳性孔的细胞继续进行有限稀释,一般需进行3~4次,直至确保每个孔中增殖的细胞为单克隆细胞。该过程即为杂交瘤细胞的克隆化培养。
4.B　结合题干分析题图单克隆抗体制备过程:
5.答案　(1)诱导小鼠甲产生能够分泌抗病毒A抗体的B淋巴细胞　(2)取小鼠甲脾脏剪碎,用胰蛋白酶等处理使其分散成单个细胞,加入培养液制成单细胞悬液　(3)选择培养基　杂交瘤细胞　抗原与抗体的反应具有特异性　(4)将杂交瘤细胞注射到小鼠腹腔内增殖;将杂交瘤细胞在体外培养
解析　(1)病毒A相当于抗原,实验前给小鼠甲注射病毒A,是为了诱导小鼠甲产生能够分泌抗病毒A抗体的B淋巴细胞。(3)图中筛选1需要用到选择培养基,在该培养基上,未融合的细胞和融合的具有同种核的细胞都不能存活,只有杂交瘤细胞可以存活;筛选2是为了获得能产生特定抗体的杂交瘤细胞,筛选所依据的原理是抗原与抗体反应具有特异性。(4)获得能产生抗病毒A的单克隆抗体的杂交瘤细胞后,可以将其在体外培养液中进行培养,或注射到小鼠的腹腔中进行培养,使杂交瘤细胞大量增殖。
6.D　ADC中的抗体能特异性识别肿瘤抗原,ADC中的细胞毒素类药物能杀伤肿瘤细胞,A错误;据题图可知,ADC通过胞吞作用进入肿瘤细胞,需要消耗能量,需要抗体与靶细胞膜上的特异性受体(本质是蛋白质)结合,B错误;含ADC的小泡与溶酶体融合后,引起靶细胞溶酶体膜的破裂,释放药物,最后药物导致细胞凋亡,实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤,C错误;利用放射性同位素或荧光标记的单克隆抗体可定位诊断肿瘤、心血管畸形等疾病,其原理是抗原与抗体特异性结合,D正确。
特别提醒
　　“生物导弹”中真正发挥治疗作用的物质是相关“药物”,单克隆抗体所起的作用在于将药物定向带到靶细胞所在位置,借助其导向作用,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。因此,“生物导弹”可作为一种疗效高、毒副作用小的新型药物。
7.答案　(1)上升　(2)骨髓瘤细胞　既能大量增殖又能分泌抗TfR抗体　(3)选择　克隆化培养　抗体检测　(4)抗体、接头、药物
解析　(1)在肿瘤细胞外,铁元素必须先和转铁蛋白结合,然后转铁蛋白与细胞表面的转铁蛋白受体结合,将铁元素运输至细胞内;肿瘤细胞增长快速,其所需要的铁元素增加,若需要运输更多的铁元素,以适应肿瘤细胞的快速增长,肿瘤细胞表面的TfR表达量会上升。(3)单克隆抗体制备过程中先用特定的选择培养基进行筛选,未融合的亲本细胞、融合的具有同种核的细胞都死亡,只有融合的杂交瘤细胞才能生长,然后筛选能合成所需抗体的杂交瘤细胞,以克隆化培养和抗体检测的方法进行,选择抗体检测呈阳性的细胞。(4)ADC为抗体—药物偶联物,由抗体、接头和药物(如细胞毒素)三部分组成,ADC实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤,减少了用药量,也降低了副作用。
能力提升练
1.B 2.D 3.D 4.ABC
1.B　B淋巴细胞不能无限增殖,体外培养单个B淋巴细胞,无法获得大量抗AFP的单克隆抗体,A错误;杂交瘤细胞在体外培养时,能大量增殖,不会表现出接触抑制现象,C错误;获得的抗AFP单克隆抗体可用来检测人体内的甲胎蛋白的有无,但不能判断甲胎蛋白的含量,D错误。
2.D　杂交瘤细胞培养过程中需使用液体培养基,A错误;死细胞会被台盼蓝染成蓝色,活细胞不会,显微镜下应该统计单位体积中没有被染色的细胞数量,即可得到活细胞密度,B错误;由于培养过程中不补充培养液,随着培养过程的进行,产物先增多后减少,C错误;由于培养过程中不补充培养液,培养一段时间后,活细胞密度会减小,细胞活性会降低,即培养液中营养物质的减少制约了细胞的生长和活性,D正确。
3.D　根据题干信息分析题图:
抑制肿瘤细胞过度表达CD47基因,可避免肿瘤细胞逃避吞噬清除而起到治疗作用,B正确;根据题干信息“神经细胞也会表达SIRPα”可知,抗SIRPα的靶向药物对肿瘤治疗的同时,也可能会引起神经毒性,C正确;肿瘤细胞的CD47与SIRPα相互作用降低了机体免疫监视能力,D错误。
4.ABC　单克隆抗体的制备涉及细胞的融合,依赖细胞膜的流动性,多克隆抗体的制备不依赖细胞膜的流动性;B淋巴细胞的基因相同,②③④⑤的差异与细胞内基因的选择性表达有关,A错误。两种技术均需要对小鼠进行特定抗原的免疫,但只有单克隆抗体的制备需要特定细胞的筛选、鉴定和培养,B错误。多克隆抗体需要从小鼠的血清中收集抗体,单克隆抗体从细胞培养液或小鼠的腹水中获得,单克隆抗体具有更高的特异性,C错误。①含有的多种抗体,源于不同的浆细胞,多种抗体的获得是因为病原体表面的不同抗原导致不同浆细胞的形成,不同浆细胞产生的抗体可与同种病原体的不同抗原结合,D正确。
5.答案　(1)筛选出杂交瘤细胞　能　不一定　(2)小鼠形成的抗体对人体来说是抗原,会在人体内引起免疫反应(排斥反应)　(3)不损伤正常细胞,且用药量小,毒副作用小　否,用流感病毒表面抗原制备出的单克隆抗体只能与流感病毒相应蛋白特异性结合,而不能直接与核酸结合
解析　(1)将骨髓瘤细胞和某些B细胞混合并进行融合,转到HAT培养基上培养以筛选出杂交瘤细胞。杂交瘤细胞能产生专一抗体,但所产生的抗体不一定能抗HPV,还需进行抗体检测。(3)在单克隆抗体上连接抗癌药物,制成的“生物导弹”可在生物体内与特定目标细胞或组织结合,并由其携带的药物产生治疗作用,不损伤正常细胞,且用药量小,毒副作用小。
6.答案　(1)对小鼠注射特定的抗原　聚乙二醇(PEG)　(2)培养基中含有A,且骨髓瘤细胞中不存在HGPRT,因此,骨髓瘤细胞不能利用从头合成途径和补救合成途径合成DNA,不能增殖而导致死亡;B细胞没有无限增殖的能力,也会死亡;杂交瘤细胞可以利用B细胞中的HGPRT,通过补救合成途径合成DNA,可正常分裂增殖　(3)克隆化培养和抗体检测　95%空气和5%CO2
解析　(2)根据题干信息分析HAT选择培养基筛选原理:
题干 信息 A存在时,DNA从头合成途径被阻断
HGPRT存在时,DNA利用H、T通过补救合成途径合成
正常细胞中存在HGPRT,而骨髓瘤细胞中不存在HGPRT
HAT 选择 培养 基筛 选 骨髓瘤细胞:HAT培养基中含有A,且细胞中不存在HGPRT,细胞不能利用从头合成途径和补救合成途径合成DNA,细胞不能增殖而导致死亡
B细胞:没有无限增殖的能力,会死亡
杂交瘤细胞:利用B细胞中的HGPRT,通过补救合成途径合成DNA,可正常分裂增殖
(3)筛选出的杂交瘤细胞还需进行克隆化培养和抗体检测,经多次筛选后可获得既能产生所需抗体,又能大量增殖的细胞。
第2课时　动物细胞融合技术与单克隆抗体
基础过关练
题组一　　动物细胞融合技术
1.(2024贵州贵阳模拟)科学家经过长期的探索,实现了用不同种动物的体细胞进行杂交。下图为动物细胞融合的示意图,下列叙述错误的是(　　)
A.通过动物细胞融合技术突破了有性杂交的局限,可获得新物种
B.也可用PEG融合法、电融合法等手段诱导动物细胞融合
C.两个细胞核融合后形成具有单核的杂交细胞,标志着动物细胞融合的完成
D.动物细胞融合依赖细胞膜的流动性
2.(2024河北承德期中)动物细胞融合是使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术。下列关于动物细胞融合的叙述,错误的是(　　)
A.单克隆抗体制备过程中需要进行动物细胞融合
B.动物细胞融合的原理与植物体细胞杂交的原理不完全相同
C.两个单倍体细胞融合后,形成的细胞中含有2个染色体组
D.若将两种细胞置于培养基中进行两两细胞融合,则共有3种融合类型
题组二　　单克隆抗体的制备过程
3.(2024河南郑州阶段测试)科学家设计了一个用已免疫的B淋巴细胞制备单克隆抗体的实验。如图为其实验流程图,c为杂交瘤细胞,下列相关叙述不正确的是(　　)
A.a是骨髓瘤细胞,①诱导融合不同于植物体细胞杂交的方法是灭活病毒诱导法
B.制备单克隆抗体时,选择B淋巴细胞的原因是它能分泌多种特异性抗体
C.②表示在选择培养基上进行培养,③需要进行抗体阳性检测
D.③过程如在体外培养,则需要无菌、无毒、营养充足、温度和pH适宜等环境条件
4.(易错题)(2024北京怀柔一中月考)抗PD-L1单克隆抗体能与肿瘤细胞膜表面的PD-L1特异性结合,能将抗癌药物准确地聚集到肿瘤细胞。下图表示制备抗PD-L1单克隆抗体的流程。下列叙述错误的是(　　)
A.图中B淋巴细胞来自小鼠脾脏,分离B淋巴细胞前需要对小鼠注射PD-L1
B.经PEG诱导后融合的细胞即为杂交瘤细胞,需严格控制融合时间以防细胞过度融合
C.图中细胞群a~d均为杂交瘤细胞,其特点是既能大量增殖,又能产生抗体
D.可将图中细胞群a注入小鼠腹腔,从小鼠腹水中分离获取抗PD-L1单克隆抗体
5.(2024广东揭阳期中)为研制抗病毒A的单克隆抗体,某同学以小鼠甲为实验材料设计了以下实验流程。回答下列问题:
(1)上述实验前必须给小鼠甲注射病毒A,该处理的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)写出以小鼠甲为材料制备单细胞悬液的主要实验步骤:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)为了得到能产生抗病毒A的单克隆抗体的杂交瘤细胞,需要进行筛选。图中筛选1所采用的培养基属于　　　　　　,使用该培养基筛选出的细胞是　　　　　　。图中筛选2含多次筛选,筛选所依据的基本原理是　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)若要使能产生抗病毒A的单克隆抗体的杂交瘤细胞大量增殖,可采用的方法有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(答出2点即可)。
题组三　　单克隆抗体的应用
6.(易错题)(2024山东菏泽期中)细胞毒素类药物能有效杀伤肿瘤细胞,但也会对健康细胞造成伤害,科学家将细胞毒素与单克隆抗体结合制成抗体—药物偶联物(ADC),ADC可选择性杀伤肿瘤细胞,其作用机制如图所示。下列叙述正确的是(　　)
A.ADC中的抗体能特异性识别并杀伤肿瘤细胞
B.ADC进入肿瘤细胞的过程需要蛋白质参与,但不消耗能量
C.含ADC的小泡与溶酶体融合后,溶酶体裂解释放药物引起细胞坏死
D.利用放射性同位素或荧光标记的单克隆抗体可定位诊断肿瘤等疾病
7.(2024河北沧州期中)依据已知肿瘤发生中涉及的异常分子和基因,设计针对这些特定分子和基因靶点的药物,选择性杀伤肿瘤细胞,这种治疗方法称为肿瘤药物的分子靶向治疗。近年来兴起的肿瘤分子靶向治疗药物——单克隆抗体,在临床上治疗肺癌、乳腺癌等恶性肿瘤中发挥着举足轻重的作用。
(1)如图表示细胞表面的转铁蛋白受体(TfR)与转铁蛋白(Tf)结合,将铁元素运输至细胞内的过程。肿瘤细胞快速增殖时需要更多的铁元素,因此肿瘤细胞表面TfR表达量　　　　(填“上升”或“下降”)。
(2)在制备抗TfR抗体时,将免疫接种过TfR的小鼠的B细胞与　　融合,继而筛选出　　　　　　　　　　　　　　　的杂交瘤细胞。
(3)在单克隆抗体治疗中,为了获取能产生抗肿瘤细胞的单克隆抗体的杂交瘤细胞,需要进行筛选。筛选用的培养基属于　　　　　(按功能)培养基,筛选出来的杂交瘤细胞进行　　　　　　和　　　　　　才可以获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。
(4)科学家将细胞毒素与单克隆抗体结合,制成了抗体—药物偶联物(ADC),ADC通常由　　　　　　　　三部分组成。
能力提升练　　　　　 　　　　　　　　　　
题组　　单克隆抗体的制备和应用
1.(2024北京平谷期中)甲胎蛋白(AFP)是原发性肝癌的肿瘤标记物,在肿瘤患者体内的含量远大于正常人。科研人员制备出了抗AFP单克隆抗体。下列有关叙述正确的是(　　)
A.体外培养单个B淋巴细胞可以获得抗AFP的单克隆抗体
B.给小鼠反复注射AFP抗原的目的是获得更多的能产生相应抗体的B淋巴细胞
C.杂交瘤细胞在体外培养时,会表现出接触抑制现象
D.获得的抗AFP单克隆抗体可用来检测人体内的甲胎蛋白的含量以便判断某些疾病的发生
2.(2024广东广州模拟)抗CD20抗体可用于治疗淋巴瘤等疾病。研究人员将表达抗CD20单克隆抗体的DHFR-CHO杂交瘤细胞接种于反应器中培养,培养过程中不补充培养液,抽样检测产物浓度和细胞生长情况(通过台盼蓝染色结合显微镜直接计数统计细胞密度和活性)。下列叙述正确的是(　　)
A.杂交瘤细胞培养过程中需使用固体培养基
B.显微镜下只统计单位体积中被染色的细胞数量,即可得到活细胞密度
C.随着培养过程的进行,产物持续增多,最高浓度约为95 mg·L-1
D.培养一段时间后,培养液中营养物质的减少制约了细胞的生长和活性
3.(2024湖南长沙雅礼中学月考)研究发现许多类型的肿瘤细胞会被巨噬细胞吞噬和摧毁。但多种肿瘤细胞高表达CD47,通过与巨噬细胞表面SIRPα(信号调节蛋白)相互作用,使肿瘤细胞逃避吞噬清除,神经细胞也会表达SIRPα,研究者将含有表达CD47的非肿瘤细胞的培养液均分成两组,一组加入不同浓度的抗CD47单克隆抗体,另一组加入不同浓度的无关单克隆抗体,然后两组都加入等量的荧光标记的SIRPα,检测细胞表面的荧光强度,结果如图。下列相关分析错误的是(　　)
A.抗CD47单克隆抗体对肿瘤治疗效果存在剂量依赖效应
B.研制抑制CD47基因表达的靶向药物可为肿瘤治疗提供新思路
C.抗SIRPα的靶向药物对肿瘤有一定疗效,同时也可能会引起神经毒性
D.肿瘤细胞的CD47与SIRPα相互作用降低了机体免疫防御能力
4.(多选题)(2024河北邯郸模拟)由单一B细胞克隆产生的针对某一特定抗原的抗体,称为单克隆抗体;由多种抗原刺激机体,相应地就产生多种抗体混杂在一起,称为多克隆抗体。如图表示单克隆抗体和多克隆抗体的制备过程,下列相关叙述错误的是(　　)
A.两种技术均依赖于细胞膜的流动性,②③④⑤的差异是由细胞内基因不同造成的
B.两种技术均需要对小鼠进行特定抗原的免疫和特定细胞的筛选、鉴定和培养
C.两种技术均需要从小鼠的血清中收集抗体,但单克隆抗体具有更高的特异性
D.①含有的多种抗体,源于不同的浆细胞,可与同种病原体的不同抗原结合
5.(2024江苏扬州期中)人乳头瘤病毒(HPV)与宫颈癌的发生密切相关,抗HPV的单克隆抗体可以准确检测出HPV,从而及时监控宫颈癌的发生,以下是针对HPV衣壳蛋白制备出单克隆抗体的过程,请据图回答:
(1)将经融合处理后的细胞转到HAT培养基上培养的目的是　　　　　　　　　,该细胞　　　　(填“能”或“不能”)产生专一抗体,所产生的抗体　　　　(填“一定”或“不一定”)能抗HPV。
(2)对于抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞经克隆化培养生产出的单克隆抗体不能直接用于人体,理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)科学工作者在单克隆抗体上连接抗癌药物,治疗癌症。这种方法优于化疗,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。通过类似方法制备的流感单克隆抗体能否直接用于流感病毒的核酸检测 请说明理由：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
6.1975年,英国科学家米尔斯坦和德国科学家科勒在前人工作的基础上,创造性的成功制备了单克隆抗体。
(1)鼠源性单抗的制备过程是:通过　　　　　　　　　　　的操作过程,获得能产生特定抗体的B细胞,在化学诱导剂　　　　　的作用下将B细胞与骨髓瘤细胞融合。
(2)将融合后的细胞再用特定的HAT选择培养基进行筛选,筛选的过程利用了哺乳动物DNA合成的原理。哺乳动物DNA合成可分为两条途径:一是从头合成途径,可被氨基蝶呤(A)阻断;二是补救合成途径,在次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖转化酶(HGPRT)存在下,利用次黄嘌呤(H)和胸腺嘧啶(T)补救性的合成DNA。正常细胞中存在HGPRT,而骨髓瘤细胞中不存在HGPRT。在培养基中含有H、A、T的情况下,会导致骨髓瘤细胞和B细胞死亡,只有杂交瘤细胞才能存活并增殖,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)将筛选出的杂交瘤细胞进行　　　　　　　　　　,便可获得足够数量的能够分泌所需抗体的细胞。最后,将杂交瘤细胞放在无菌、无毒、营养丰富、温度和pH适宜、含　　　　　　　　　的混合气体的培养箱中进行体外大规模培养或注射到小鼠腹腔内增殖,从细胞培养液或小鼠腹水中即可获得大量的单克隆抗体。
答案与分层梯度式解析
第2课时　动物细胞融合技术与单克隆抗体
基础过关练
1.A 2.C 3.B 4.B 6.D
1.A　动物体细胞不表现全能性,两动物细胞融合后形成的杂交细胞无法形成个体,也就不能获得新物种,A错误;诱导动物细胞融合的方法有PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法等,B正确;动物细胞融合与植物原生质体融合原理相同,都依赖细胞膜的流动性,D正确。
2.C　单克隆抗体的制备需要骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合,A正确。动物细胞融合的原理是细胞膜的流动性,结果是形成杂交细胞;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,结果是形成杂种植株,B正确。
两个单倍体细胞融合,形成的细胞中染色体组数目有如下两种情况:
情况一 两个单倍体细胞均只含一个染色体组,且来源不同,细胞中的染色体组成也不同→融合后细胞中没有同源染色体,属于异源二倍体,含有2个染色体组
续表
情况二 两个单倍体细胞均含多个染色体组或一个单倍体细胞含1个染色体组,另一个单倍体细胞含多个染色体组→融合后细胞中含有多个染色体组,而不是2个染色体组,C错误
若将两种细胞(假设为A型、B型)置于培养基中进行两两细胞融合,会出现AA型、BB型、AB型3种类型,D正确。
3.B　根据单克隆抗体制备的流程可判断,a是骨髓瘤细胞,灭活病毒诱导法是动物细胞融合不同于植物体细胞杂交中原生质体融合的方法,A正确。对于B淋巴细胞来说,每一种B淋巴细胞经特定抗原刺激后只能产生一种特异性抗体,B错误。
② ③
操作 在选择培养基上进行培养 对杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体阳性检测
目的 筛选杂交瘤细胞 筛选既能大量增殖,又能分泌特异性抗体的杂交瘤细胞,C正确
动物细胞培养需具备的条件:无菌、无毒的环境,充足的营养,适宜的温度、pH和渗透压,适宜的气体环境等,③对杂交瘤细胞进行克隆化培养,属于动物细胞培养,D正确。
拓展延伸
杂交瘤细胞的抗体检测和克隆化培养
　　融合后的细胞经选择培养基培养后,能存活的细胞就是杂交瘤细胞。
　　这些杂交瘤细胞并非都能分泌所需抗体,通常用“有限稀释法”来选择。将杂交瘤细胞稀释,用96孔板培养,使每个孔尽量只有一个细胞,通过培养让其增殖。然后检测各孔上清液中细胞分泌的抗体,可与特定抗原结合的培养孔为阳性孔。阳性孔中的细胞还不能保证是来自单个细胞,挑选阳性孔的细胞继续进行有限稀释,一般需进行3~4次,直至确保每个孔中增殖的细胞为单克隆细胞。该过程即为杂交瘤细胞的克隆化培养。
4.B　结合题干分析题图单克隆抗体制备过程:
5.答案　(1)诱导小鼠甲产生能够分泌抗病毒A抗体的B淋巴细胞　(2)取小鼠甲脾脏剪碎,用胰蛋白酶等处理使其分散成单个细胞,加入培养液制成单细胞悬液　(3)选择培养基　杂交瘤细胞　抗原与抗体的反应具有特异性　(4)将杂交瘤细胞注射到小鼠腹腔内增殖;将杂交瘤细胞在体外培养
解析　(1)病毒A相当于抗原,实验前给小鼠甲注射病毒A,是为了诱导小鼠甲产生能够分泌抗病毒A抗体的B淋巴细胞。(3)图中筛选1需要用到选择培养基,在该培养基上,未融合的细胞和融合的具有同种核的细胞都不能存活,只有杂交瘤细胞可以存活;筛选2是为了获得能产生特定抗体的杂交瘤细胞,筛选所依据的原理是抗原与抗体反应具有特异性。(4)获得能产生抗病毒A的单克隆抗体的杂交瘤细胞后,可以将其在体外培养液中进行培养,或注射到小鼠的腹腔中进行培养,使杂交瘤细胞大量增殖。
6.D　ADC中的抗体能特异性识别肿瘤抗原,ADC中的细胞毒素类药物能杀伤肿瘤细胞,A错误;据题图可知,ADC通过胞吞作用进入肿瘤细胞,需要消耗能量,需要抗体与靶细胞膜上的特异性受体(本质是蛋白质)结合,B错误;含ADC的小泡与溶酶体融合后,引起靶细胞溶酶体膜的破裂,释放药物,最后药物导致细胞凋亡,实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤,C错误;利用放射性同位素或荧光标记的单克隆抗体可定位诊断肿瘤、心血管畸形等疾病,其原理是抗原与抗体特异性结合,D正确。
特别提醒
　　“生物导弹”中真正发挥治疗作用的物质是相关“药物”,单克隆抗体所起的作用在于将药物定向带到靶细胞所在位置,借助其导向作用,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。因此,“生物导弹”可作为一种疗效高、毒副作用小的新型药物。
7.答案　(1)上升　(2)骨髓瘤细胞　既能大量增殖又能分泌抗TfR抗体　(3)选择　克隆化培养　抗体检测　(4)抗体、接头、药物
解析　(1)在肿瘤细胞外,铁元素必须先和转铁蛋白结合,然后转铁蛋白与细胞表面的转铁蛋白受体结合,将铁元素运输至细胞内;肿瘤细胞增长快速,其所需要的铁元素增加,若需要运输更多的铁元素,以适应肿瘤细胞的快速增长,肿瘤细胞表面的TfR表达量会上升。(3)单克隆抗体制备过程中先用特定的选择培养基进行筛选,未融合的亲本细胞、融合的具有同种核的细胞都死亡,只有融合的杂交瘤细胞才能生长,然后筛选能合成所需抗体的杂交瘤细胞,以克隆化培养和抗体检测的方法进行,选择抗体检测呈阳性的细胞。(4)ADC为抗体—药物偶联物,由抗体、接头和药物(如细胞毒素)三部分组成,ADC实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤,减少了用药量,也降低了副作用。
能力提升练
1.B 2.D 3.D 4.ABC
1.B　B淋巴细胞不能无限增殖,体外培养单个B淋巴细胞,无法获得大量抗AFP的单克隆抗体,A错误;杂交瘤细胞在体外培养时,能大量增殖,不会表现出接触抑制现象,C错误;获得的抗AFP单克隆抗体可用来检测人体内的甲胎蛋白的有无,但不能判断甲胎蛋白的含量,D错误。
2.D　杂交瘤细胞培养过程中需使用液体培养基,A错误;死细胞会被台盼蓝染成蓝色,活细胞不会,显微镜下应该统计单位体积中没有被染色的细胞数量,即可得到活细胞密度,B错误;由于培养过程中不补充培养液,随着培养过程的进行,产物先增多后减少,C错误;由于培养过程中不补充培养液,培养一段时间后,活细胞密度会减小,细胞活性会降低,即培养液中营养物质的减少制约了细胞的生长和活性,D正确。
3.D　根据题干信息分析题图:
抑制肿瘤细胞过度表达CD47基因,可避免肿瘤细胞逃避吞噬清除而起到治疗作用,B正确;根据题干信息“神经细胞也会表达SIRPα”可知,抗SIRPα的靶向药物对肿瘤治疗的同时,也可能会引起神经毒性,C正确;肿瘤细胞的CD47与SIRPα相互作用降低了机体免疫监视能力,D错误。
4.ABC　单克隆抗体的制备涉及细胞的融合,依赖细胞膜的流动性,多克隆抗体的制备不依赖细胞膜的流动性;B淋巴细胞的基因相同,②③④⑤的差异与细胞内基因的选择性表达有关,A错误。两种技术均需要对小鼠进行特定抗原的免疫,但只有单克隆抗体的制备需要特定细胞的筛选、鉴定和培养,B错误。多克隆抗体需要从小鼠的血清中收集抗体,单克隆抗体从细胞培养液或小鼠的腹水中获得,单克隆抗体具有更高的特异性,C错误。①含有的多种抗体,源于不同的浆细胞,多种抗体的获得是因为病原体表面的不同抗原导致不同浆细胞的形成,不同浆细胞产生的抗体可与同种病原体的不同抗原结合,D正确。
5.答案　(1)筛选出杂交瘤细胞　能　不一定　(2)小鼠形成的抗体对人体来说是抗原,会在人体内引起免疫反应(排斥反应)　(3)不损伤正常细胞,且用药量小,毒副作用小　否,用流感病毒表面抗原制备出的单克隆抗体只能与流感病毒相应蛋白特异性结合,而不能直接与核酸结合
解析　(1)将骨髓瘤细胞和某些B细胞混合并进行融合,转到HAT培养基上培养以筛选出杂交瘤细胞。杂交瘤细胞能产生专一抗体,但所产生的抗体不一定能抗HPV,还需进行抗体检测。(3)在单克隆抗体上连接抗癌药物,制成的“生物导弹”可在生物体内与特定目标细胞或组织结合,并由其携带的药物产生治疗作用,不损伤正常细胞,且用药量小,毒副作用小。
6.答案　(1)对小鼠注射特定的抗原　聚乙二醇(PEG)　(2)培养基中含有A,且骨髓瘤细胞中不存在HGPRT,因此,骨髓瘤细胞不能利用从头合成途径和补救合成途径合成DNA,不能增殖而导致死亡;B细胞没有无限增殖的能力,也会死亡;杂交瘤细胞可以利用B细胞中的HGPRT,通过补救合成途径合成DNA,可正常分裂增殖　(3)克隆化培养和抗体检测　95%空气和5%CO2
解析　(2)根据题干信息分析HAT选择培养基筛选原理:
题干 信息 A存在时,DNA从头合成途径被阻断
HGPRT存在时,DNA利用H、T通过补救合成途径合成
正常细胞中存在HGPRT,而骨髓瘤细胞中不存在HGPRT
HAT 选择 培养 基筛 选 骨髓瘤细胞:HAT培养基中含有A,且细胞中不存在HGPRT,细胞不能利用从头合成途径和补救合成途径合成DNA,细胞不能增殖而导致死亡
B细胞:没有无限增殖的能力,会死亡
杂交瘤细胞:利用B细胞中的HGPRT,通过补救合成途径合成DNA,可正常分裂增殖
(3)筛选出的杂交瘤细胞还需进行克隆化培养和抗体检测,经多次筛选后可获得既能产生所需抗体,又能大量增殖的细胞。
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