解析单克隆抗体在高考中的考查方式

>>>訾玉玲

体液免疫在人体抵御外来病原体方面具有重要作用，抗体可以和病原体结合，从而抑制病原体的繁殖或对人体细胞的黏附。天然抗原是一种复杂的大分子物质，表面通常有多个抗原决定簇，每个抗原决定基刺激一个免疫细胞，因此，天然抗原可刺激多个免疫细胞增殖，产生多种抗体。这种由多个细胞产生的抗体被称为多克隆抗体。1975年，米尔斯坦和科勒应用杂交瘤细胞在体外无限增殖和浆细胞产生抗体的功能，获得了只针对单一抗原决定基的抗体，即“单克隆抗体”。单抗一问世，便被誉为“免疫学中的技术革命”。1984年因为单克隆抗体的杰出贡献，两人获得了诺贝尔生理学和医学奖。在新冠肺炎世界范围内流行的背景下，关注人类生命健康，寻求对抗病毒的有效方法会在高考中有更多体现。下面以2020年全国卷Ⅰ中的相关试题为例，结合2014年全国卷中相关考点，了解高考试题的考查要点和考查形式。

一、分析高考真题，梳理高考考点

【2020年全国卷Ⅰ，现代生物科技专题】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）写出以小鼠甲的脾脏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__________，使用该培养基进行细胞培养的结果是__________。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）。

【参考答案】

(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 只有杂交瘤细胞能够生存 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

【常见错误】

考生常见错误如下：

图1 考生模拟作答情况

图2 考生模拟作答情况

高考试题依据课程标准，围绕生物学科素养，剔除冗杂的信息，创造真实而且富有价值的问题情境，解决生活中的实际问题，考查核心概念和关键知识。通过对2020年全国卷Ⅰ单克隆抗体高考真题及考生常见错误的分析，对考查的知识点梳理如下。

1.考查免疫处理

细胞融合前B淋巴细胞需经过免疫，即用相应抗原进行处理，抗原刺激B细胞在淋巴因子的作用下增殖分化，形成浆细胞。而获取已免疫的B淋巴细胞即浆细胞，需要取小鼠甲脾脏剪碎，用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理一段时间，这样组织就会分散成单个细胞，加入培养液制成单细胞悬液，增大与培养液的接触面积。

2.考查筛选作用

用特定的选择培养基进行筛选，筛选的次数和目的如下：

筛选1的原因是在细胞融合实验中，细胞融合是随机的，而且诱导融合率不可能达到100%，所以在考虑细胞两两融合的前提下，体系中还有未融合的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞、融合的具有同种核的细胞和杂交瘤细胞等五种情况，筛选的目的是用选择培养基筛选出杂交瘤细胞。

筛选2的原因是小鼠在生活中受到其他抗原的刺激，选择培养的杂交瘤细胞中有能产生其他抗体的杂交瘤细胞，所以需通过多孔培养皿培养，进一步筛选出能分泌特异性抗体的杂交瘤细胞。

提醒大家，试题中的筛选2是指克隆化培养过程中所进行的多次筛选，不要误以为仅进行了两次筛选。

3.考查大规模培养方式

杂交瘤细胞大量增殖的方式有两种，体内培养即注射到小鼠的腹腔内增殖，体外培养即在体外培养液中扩增。这部分内容不涉及PCR和转基因等过程。

4.考查的原理

选择杂交瘤细胞的原因是其具备双亲的遗传物质，不仅具有浆细胞产生特异性抗体的能力，还具有骨髓瘤细胞在体外培养条件下可大量增殖的能力。筛选产生特异性抗体应用抗原—抗体特异性结合的原理。

5.考查抗体效价

抗体效价是用抗体的物理状态及其在体内的滞留时间，以其与抗原反应的多少来表示其免疫效果的一种反应。2014年全国卷高考试题中，研究者用抗原(A)分别免疫3只同种小鼠(X、Y和Z)，每只小鼠免疫5次，每次免疫一周后测定各小鼠血清抗体的效价。结果显示经4次免疫后，小鼠Y的血清抗体效价就可达到16000以上。4次免疫后，三只小鼠中Y小鼠的血清抗体效价最高，最适合用于制备B淋巴细胞。很多同学由于对抗体效价这个陌生名词产生畏难心理，影响了作答。

6.考查基本技术

制备单克隆抗体涉及的技术包括动物细胞培养技术、无菌无毒的环境、营养、适宜的温度和气体环境（如CO2培养箱）等；动物细胞融合技术涉及促融原理和促融剂选择等知识。

7.考查染色体

杂交瘤细胞同时具有B淋巴细胞和骨髓瘤细胞的核物质，但细胞核只有一个。由于杂交瘤细胞在分裂过程中染色体会丢失，故细胞核中染色体数目最多的是B淋巴细胞和骨髓瘤细胞二者之和。

8.考查血清抗体与单克隆抗体

血清抗体由浆细胞分泌，一般从血清中分离，产量低，纯度低，特异性差。单克隆抗体由杂交瘤细胞分泌，特异性强，灵敏度高，可大量制备。

9.考查培养基的选择

按照目的用途培养基可以分为选择培养基和鉴别培养基。利用选择培养基对微生物进行培养，直接筛选目的微生物；利用鉴别培养基使目的微生物菌落呈现特有特征，然后筛选目的微生物。

10.考查单抗的应用

单克隆抗体应用广泛。教材中介绍了单克隆抗体作为诊断试剂和在治疗疾病、运载药物方面的应用，同学们要在掌握早早孕诊断试剂盒和生物导弹的基础上，进行知识迁移，理解其他单克隆抗体的应用，并进行适当拓展。

二、总结操作流程，链接迁移知识

为避免出现基础不牢、知识混淆、迁移错误和答非所问等情况，做到会分析会表达，同学们可以通过流程图或表格的形式，把单克隆抗体制备的每一个环节进行细化梳理，建构结构化的知识体系，做到知识的由繁到简，有利于在新情境下激活知识库中的相关信息，做到灵活应用。

表1 单克隆抗体制备知识链接

杂交瘤阳性克隆的筛选与克隆化利用有限稀释法进行杂交瘤细胞的克隆化培养多孔培养皿培养：在每个孔只有一个杂交瘤细胞的情况下开始克隆化培养和抗体检测，经过多次筛选得到分泌预定特异性单克隆抗体的细胞群，并进行克隆扩增杂交瘤细胞的特点经过一段时间培养之后，会因为细胞突变或特定染色体的丢失，使部分细胞丧失产生抗体的能力，所以需要再次或多次克隆化培养单克隆抗体的大量制备动物体内诱生法和体外培养法 大量制备 单克隆抗体的特点单抗亚类和特异性等鉴定后可以冻存单抗应用早早孕诊断试剂盒等体外诊断试剂，人类疾病或动植物病害的诊断和病原体的鉴定；疗效高、毒副作用小的生物导弹等用于治疗疾病和运载药物。另外，单抗OKT3用于肾移植的免疫抑制，治疗后，OKT3阳性细胞从血液中有效清除，使肾脏中的淋巴细胞减少；对弥散性肿瘤，用单抗治疗有效；用抗毒物的单抗中和有机磷农药的毒性；用单抗治疗自身免疫病，使自身抗体的产生受到抑制等

从抗原制备→免疫动物→免疫脾细胞和骨髓瘤细胞的制备→细胞融合→杂交瘤细胞的选择培养→杂交瘤细胞的筛选→杂交瘤细胞的克隆化→单克隆抗体的检定→分泌单克隆抗体杂交瘤细胞系建立→单克隆抗体的大量制备，每一个步骤均可以链接到的相关知识，了解可能的呈现方式，把握复习重点，进行有序加工，减少知识和能力的漏洞，并通过高考真题的分析扩宽思路，提高高阶思维，做到多角度、无盲点备考。