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同学们，你们听过细胞的“太空婚礼”吗？这场发生在“神舟四号”飞船上的“婚礼”可不一般，吸引了社会各界的广泛关注。首先，被用作“新郎”和“新娘”的细胞都是同性的体细胞，而非生殖细胞；其次，“新郎”和“新娘”将被完全融合成一种新的细胞。返回地面后，这些新细胞将是含有“新郎”和“新娘”所有基因的新品种。“太空婚礼”究竟是如何进行的？让我们一起来了解动物细胞融合技术。
一、动物细胞融合的概念和原理
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，融合后形成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。
例1 下列哪项属于动物细胞融合原理（ ）
A．细胞的全能性
B．细胞核的全能性
C．细胞膜的流动性
D．DNA的结构相同
解析 动物细胞融合的原理与植物原生质体融合类似，利用了细胞膜的流动性；植物组织培养的原理是细胞的全能性；动物体细胞核移植的原理是细胞核的全能性；转基因技术的原理是DNA的结构相同。
答案 C
二、动物细胞融合的过程
1．诱导动物细胞融合的方法
不同DNA的两个细胞[聚乙二醇（PEG）、电刺激等灭活的病毒]杂交细胞
从示意图中，我们可以看出，把两个动物细胞放在一起，通过物理、化学和生物的方法处理细胞后，它们先质融合，再核融合，进而形成杂交细胞。杂交细胞通过有丝分裂仍能形成两个完整的杂交细胞。但在动物细胞融合的实际操作过程中，不用两个而用多个细胞进行融合。因为就目前常用的细胞融合方法来看，其融合率都不可能是100%。仅用两个细胞融合，效率太低，不一定能得到融合细胞。更重要的是，即使两个细胞已发生融合，仍可能不是研究者期望得到的细胞类型。
例2 只能使动物细胞融合的常用诱导方法是（ ）
A．PEG B．灭活的病毒
C．离体培养 D．电刺激
解析 在体外离体培养条件下，动物细胞会自发融合，但是频率很低。因此，一般都需要添加具有诱导细胞融合效应的生物药剂或化学药剂，或者采用电融合技术，人为地促进细胞融合。常用的动物细胞融合的诱导因子是聚乙二醇（PEG）和灭活的病毒。其中PEG既可用于促进植物原生质体融合，又可用于促进动物细胞融合。而灭活的病毒只能用于促进动物细胞的融合。
答案 B
2．灭活病毒诱导动物细胞融合的原理
病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能够与细胞膜上的糖蛋白发生作用，使细胞互相凝聚，细胞膜上的蛋白质分子和脂质分子重新排布，细胞膜打开，细胞发生融合。值得注意的是，不灭活的病毒会感染细胞，不能作为诱导剂。
例3 关于灭活病毒的表述中正确的是（ ）
A．保留抗原性，可诱导细胞融合
B．不能感染细胞，免疫系统不能再识别
C．可用DNA探针检测病毒是否被灭活
D．因不再具备完整的基因结构，不能再复制
解析 灭活是指用物理或化学手段使病毒或细菌失去感染，致病和繁殖能力，但并不破坏这些病原体的抗原结构。
答案 A
三、动物细胞融合的意义
动物细胞融合突破了传统杂交方法的局限，使远源杂交成为可能。目前这一技术已成为研究细胞遗传、免疫、肿瘤、生物新品种培育等领域的重要手段。
例4 动物细胞融合的目的中最重要的是（ ）
A．克服远源杂交不亲和
B．制备单克隆抗体
C．培育新物种
D．生产杂交细胞
解析 考查动物细胞融合的目的。动物细胞融合技术最重要的用途是制备单克隆抗体。
答案 B
四、动物细胞融合与植物体细胞杂交的比较
例5 植物体细胞杂交和动物细胞融合比较，正确的是（ ）
A．诱导融合的方法完全相同
B．所用的技术手段基本相同
C．所采用的基本原理相同
D．都能形成杂种细胞
解析 两者采用的基本原理是细胞膜的流动性；两者诱导方法都有物理法和化学法，而动物细胞融合还有生物法，即灭活的病毒诱导。前者形成杂种细胞，能发育为个体，后者形成杂交细胞。
答案 C
【练习】
1．动物细胞融合和植物细胞原生质体融合决定于（ ）
A. 细胞膜的流动性
B. 细胞膜的选择透过性
C. 细胞质的流动性
D. 细胞质酶的活性
2. 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因素有：聚乙二醇、灭活的病毒、电刺激、紫外线照射
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
3. （多选）下列对植物体细胞杂交和动物细胞融合的比较，描述正确的是（ ）
A．动物细胞融合与植物原生质体融合的基本原理相同，诱导融合的方法也完全相同
B．两者都可以跨越种属间的生殖隔离，突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能
C．利用动物细胞融合技术而发展起来的杂交瘤技术，为生产单克隆抗体开辟了新途径
D．目前科学家终于实现了两个植物物种间的体细胞杂交，得到了同时具有两个物种遗传物质的超级植物，并使它们的性状全部得以体现
4. 请阅读下列材料：
材料一 由于细胞的密度不同，在地面上受重力影响，细胞的融合非常困难，而在太空进行此试验比在地面试验细胞融合率大大提高。“神舟四号”飞船上曾进行了B淋巴细胞和骨髓瘤细胞的融合、黄花烟草原生质体和“革新”一号烟草原生质体的融合两个实验，在电融合仪内经过160分钟后，终于获得成功。
材料二 下图为哺乳动物生殖过程及相关细胞工程的示意图，其中b为卵细胞，c、d为体细胞。根据以上材料回答：
[方法一][方法二][方法三][动物个体乙][个体丙][动物个体甲]
（1）细胞融合技术与传统的有性杂交相比，其优越性在于 。在太空进行细胞融合与在地面进行细胞融合相比，其优越性在于 。
（2）动物个体甲、乙的产生分别属于 生殖和 生殖。
（3）在“神舟四号”飞船上举行的“太空融合”，与上图中的方法 的原理相同。
（4）人工诱导动物细胞融合除物理法、化学法外，还可用 作为诱导剂。根据上述材料，你认为在“神舟四号”上所用的方法是 。
5. 2004年12月5日，全球第一个SARS病毒灭活疫苗成功通过I期人体试验，为进行II期、III期人体试验打下了基础。我国科学家自主完成的这项标志性重大成果，引起世界的广泛关注。请回答：
（1）生产疫苗所用的病毒，可用细胞工程方法获得。已知SARS病毒的遗传物质为RNA，病毒的增殖需要原料。问要提高病毒产量，在细胞培养过程中，必须足量提供哪些小分子物质？
（2）获得病毒以后，用较高的温度或化学试剂进行一定的处理，使病毒完全失去活性但又不破坏它的抗原性，进而制成灭活疫苗。问灭活的目的是要破坏病毒的哪种成分？
（3）疫苗用于人体试验之前，必须要确认其安全性，即100%的病毒被灭活，完全没有繁殖能力。请你指出一种检验灭活疫苗安全性的方法并作说明。
（4）疫苗必须有效才有价值。灭活疫苗成功通过I期人体试验，初步证明了它的有效性。你认为这初步证明其有效性的依据是什么？
【参考答案】
1. A 2. C 3. BC
4. （1）可以跨越种属间的生殖隔离，实现远源杂交；克服重力影响，提高细胞融合率。
（2）有性 无性
（3）三
（4）灭活的病毒 电刺激
5. （1）氨基酸、核糖核苷酸
（2）RNA或蛋白质
（3）细胞培养法。用灭活疫苗进行细胞培养，检查细胞是否被破坏，检验是否有新的病毒产生
（4）经检验，受试者体内都有抗体产生，可初步证明其有效性
一、动物细胞融合的概念和原理
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，融合后形成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。
例1 下列哪项属于动物细胞融合原理（ ）
A．细胞的全能性
B．细胞核的全能性
C．细胞膜的流动性
D．DNA的结构相同
解析 动物细胞融合的原理与植物原生质体融合类似，利用了细胞膜的流动性；植物组织培养的原理是细胞的全能性；动物体细胞核移植的原理是细胞核的全能性；转基因技术的原理是DNA的结构相同。
答案 C
二、动物细胞融合的过程
1．诱导动物细胞融合的方法
不同DNA的两个细胞[聚乙二醇（PEG）、电刺激等灭活的病毒]杂交细胞
从示意图中，我们可以看出，把两个动物细胞放在一起，通过物理、化学和生物的方法处理细胞后，它们先质融合，再核融合，进而形成杂交细胞。杂交细胞通过有丝分裂仍能形成两个完整的杂交细胞。但在动物细胞融合的实际操作过程中，不用两个而用多个细胞进行融合。因为就目前常用的细胞融合方法来看，其融合率都不可能是100%。仅用两个细胞融合，效率太低，不一定能得到融合细胞。更重要的是，即使两个细胞已发生融合，仍可能不是研究者期望得到的细胞类型。
例2 只能使动物细胞融合的常用诱导方法是（ ）
A．PEG B．灭活的病毒
C．离体培养 D．电刺激
解析 在体外离体培养条件下，动物细胞会自发融合，但是频率很低。因此，一般都需要添加具有诱导细胞融合效应的生物药剂或化学药剂，或者采用电融合技术，人为地促进细胞融合。常用的动物细胞融合的诱导因子是聚乙二醇（PEG）和灭活的病毒。其中PEG既可用于促进植物原生质体融合，又可用于促进动物细胞融合。而灭活的病毒只能用于促进动物细胞的融合。
答案 B
2．灭活病毒诱导动物细胞融合的原理
病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能够与细胞膜上的糖蛋白发生作用，使细胞互相凝聚，细胞膜上的蛋白质分子和脂质分子重新排布，细胞膜打开，细胞发生融合。值得注意的是，不灭活的病毒会感染细胞，不能作为诱导剂。
例3 关于灭活病毒的表述中正确的是（ ）
A．保留抗原性，可诱导细胞融合
B．不能感染细胞，免疫系统不能再识别
C．可用DNA探针检测病毒是否被灭活
D．因不再具备完整的基因结构，不能再复制
解析 灭活是指用物理或化学手段使病毒或细菌失去感染，致病和繁殖能力，但并不破坏这些病原体的抗原结构。
答案 A
三、动物细胞融合的意义
动物细胞融合突破了传统杂交方法的局限，使远源杂交成为可能。目前这一技术已成为研究细胞遗传、免疫、肿瘤、生物新品种培育等领域的重要手段。
例4 动物细胞融合的目的中最重要的是（ ）
A．克服远源杂交不亲和
B．制备单克隆抗体
C．培育新物种
D．生产杂交细胞
解析 考查动物细胞融合的目的。动物细胞融合技术最重要的用途是制备单克隆抗体。
答案 B
四、动物细胞融合与植物体细胞杂交的比较
例5 植物体细胞杂交和动物细胞融合比较，正确的是（ ）
A．诱导融合的方法完全相同
B．所用的技术手段基本相同
C．所采用的基本原理相同
D．都能形成杂种细胞
解析 两者采用的基本原理是细胞膜的流动性；两者诱导方法都有物理法和化学法，而动物细胞融合还有生物法，即灭活的病毒诱导。前者形成杂种细胞，能发育为个体，后者形成杂交细胞。
答案 C
【练习】
1．动物细胞融合和植物细胞原生质体融合决定于（ ）
A. 细胞膜的流动性
B. 细胞膜的选择透过性
C. 细胞质的流动性
D. 细胞质酶的活性
2. 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因素有：聚乙二醇、灭活的病毒、电刺激、紫外线照射
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
3. （多选）下列对植物体细胞杂交和动物细胞融合的比较，描述正确的是（ ）
A．动物细胞融合与植物原生质体融合的基本原理相同，诱导融合的方法也完全相同
B．两者都可以跨越种属间的生殖隔离，突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能
C．利用动物细胞融合技术而发展起来的杂交瘤技术，为生产单克隆抗体开辟了新途径
D．目前科学家终于实现了两个植物物种间的体细胞杂交，得到了同时具有两个物种遗传物质的超级植物，并使它们的性状全部得以体现
4. 请阅读下列材料：
材料一 由于细胞的密度不同，在地面上受重力影响，细胞的融合非常困难，而在太空进行此试验比在地面试验细胞融合率大大提高。“神舟四号”飞船上曾进行了B淋巴细胞和骨髓瘤细胞的融合、黄花烟草原生质体和“革新”一号烟草原生质体的融合两个实验，在电融合仪内经过160分钟后，终于获得成功。
材料二 下图为哺乳动物生殖过程及相关细胞工程的示意图，其中b为卵细胞，c、d为体细胞。根据以上材料回答：
[方法一][方法二][方法三][动物个体乙][个体丙][动物个体甲]
（1）细胞融合技术与传统的有性杂交相比，其优越性在于 。在太空进行细胞融合与在地面进行细胞融合相比，其优越性在于 。
（2）动物个体甲、乙的产生分别属于 生殖和 生殖。
（3）在“神舟四号”飞船上举行的“太空融合”，与上图中的方法 的原理相同。
（4）人工诱导动物细胞融合除物理法、化学法外，还可用 作为诱导剂。根据上述材料，你认为在“神舟四号”上所用的方法是 。
5. 2004年12月5日，全球第一个SARS病毒灭活疫苗成功通过I期人体试验，为进行II期、III期人体试验打下了基础。我国科学家自主完成的这项标志性重大成果，引起世界的广泛关注。请回答：
（1）生产疫苗所用的病毒，可用细胞工程方法获得。已知SARS病毒的遗传物质为RNA，病毒的增殖需要原料。问要提高病毒产量，在细胞培养过程中，必须足量提供哪些小分子物质？
（2）获得病毒以后，用较高的温度或化学试剂进行一定的处理，使病毒完全失去活性但又不破坏它的抗原性，进而制成灭活疫苗。问灭活的目的是要破坏病毒的哪种成分？
（3）疫苗用于人体试验之前，必须要确认其安全性，即100%的病毒被灭活，完全没有繁殖能力。请你指出一种检验灭活疫苗安全性的方法并作说明。
（4）疫苗必须有效才有价值。灭活疫苗成功通过I期人体试验，初步证明了它的有效性。你认为这初步证明其有效性的依据是什么？
【参考答案】
1. A 2. C 3. BC
4. （1）可以跨越种属间的生殖隔离，实现远源杂交；克服重力影响，提高细胞融合率。
（2）有性 无性
（3）三
（4）灭活的病毒 电刺激
5. （1）氨基酸、核糖核苷酸
（2）RNA或蛋白质
（3）细胞培养法。用灭活疫苗进行细胞培养，检查细胞是否被破坏，检验是否有新的病毒产生
（4）经检验，受试者体内都有抗体产生，可初步证明其有效性