2018版高中生物 第2章 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學案 新人教版選修3.doc

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2.2.2動物細胞融合與單克隆抗體1掌握動物細胞融合技術及應用。(重點)2簡述單克隆抗體的制備。(重、難點)動 物 細 胞 融 合1概念：動物細胞融合也稱細胞雜交，是指兩個或多個動物細胞結合形成一個細胞的過程。2原理：細胞膜的流動性。3誘導融合的三種方法(1)物理法：例如電激等。(2)化學法：例如聚乙二醇。(3)生物法：例如滅活的病毒。4過程：不同DNA的兩個細胞細胞膜融合細胞核融合有絲分裂兩個完整的雜交細胞。5意義：突破了有性雜交方法的局限，使遠緣雜交成為可能。探討：動物細胞融合與植物原生質體融合所依據(jù)的原理是什么？提示：細胞膜的流動性。探討：動物細胞完成融合的標志是什么？提示：動物細胞融合時，先是細胞膜發(fā)生融合，然后是細胞核的融合。當兩個細胞核融合后形成具有單核的雜交細胞，則標志著動物細胞融合的完成。探討：比較動物細胞融合與植物體細胞雜交所用的促融方法的異同。提示：二者都可以采用離心、振動、電激等物理方法，或者使用化學試劑聚乙二醇進行促融，除上述方法外，動物細胞融合還可以采用滅活的病毒進行促融。1操作步驟細胞準備細胞融合：加促融因子于待融合的細胞之中，誘導融合雜種細胞選擇：利用選擇性培養(yǎng)基等，使親本細胞死亡，而讓雜種細胞存活雜種細胞克隆：對選出的雜種細胞進行克隆，經過培養(yǎng)，就能獲得所需要的細胞2過程分析細胞融合的過程包括細胞膜融合、細胞質融合和細胞核融合，其中細胞膜融合是細胞融合的先導，在細胞膜融合中體現(xiàn)出細胞膜具有一定的流動性。1動物細胞融合和植物原生質體融合相比較，特殊性表現(xiàn)在()A融合的原因B融合的優(yōu)點C融合的誘導手段D融合的過程【解析】動物細胞融合和植物原生質體融合都是為了將不同物種的優(yōu)良性狀集于一體，過程都是先膜融合再質融合，最后核融合，即融合的過程相同；動物細胞融合可以用滅活的病毒誘導，而植物原生質體融合不能用滅活的病毒誘導?！敬鸢浮緾2如圖所示為細胞融合技術的一些過程：(1)從A、B細胞到C細胞的過程中，必須用_處理。(2)若A、B細胞為植物細胞，那么這樣的細胞已經用酶降解脫掉了_，這種酶可能是_酶，由此生成的A和B細胞稱為_。(3)若A細胞為骨髓瘤細胞，B細胞為B淋巴細胞，那么D細胞稱為_細胞，由D細胞連續(xù)分裂產生大量細胞的過程稱為_過程。這種細胞既能無限繁殖，又能產生_。(4)若A為人細胞，B為鼠細胞，并分別用紅、綠熒光染料標記細胞膜上的蛋白質，在形成C細胞時，細胞一半發(fā)紅色熒光，一半發(fā)綠色熒光。到D細胞階段，兩種顏色的熒光均勻分布，請解釋原因_?！窘馕觥看祟}是對植物體細胞雜交、動物細胞融合以及細胞膜的特性比較全面的考查。植物細胞有細胞壁，阻礙植物體細胞的雜交。因此，植物體細胞雜交的第一步是去掉細胞壁，分離出有活力的原生質體。細胞壁成分主要為纖維素和果膠，所以要用纖維素酶和果膠酶分解植物細胞的細胞壁。第二步就是讓不同植物體細胞的原生質體融合，融合必須通過一定的技術手段進行人工誘導。單克隆抗體制備過程需得到化學性質單一、特異性強的抗體?？茖W家發(fā)現(xiàn)，在動物發(fā)生免疫過程中，每一個B淋巴細胞只分泌一種特異性抗體，要想獲得大量的單一抗體，必須用單個B淋巴細胞進行克隆，形成細胞群。但在體外培養(yǎng)條件下，一個B淋巴細胞不可能無限增殖，這就需要B淋巴細胞與骨髓瘤細胞在滅活的仙臺病毒或聚乙二醇的誘導下融合，再篩選出雜交瘤細胞。由于雜交瘤細胞繼承了雙親細胞的遺傳物質，既能分泌特異性抗體，又能大量繁殖。最后考查了細胞膜的結構特點：具有一定的流動性?！敬鸢浮?1)誘導劑(2)細胞壁纖維素酶和果膠原生質體(3)雜交瘤克隆特異性抗體(4)細胞膜上的蛋白質是可以運動的單 克 隆 抗 體1傳統(tǒng)抗體的制備 (1)方法(2)缺點：產量低、純度低、特異性差。2單克隆抗體的制備(2)解決思路：將B淋巴細胞與骨髓瘤細胞融合為雜交瘤細胞。(3)制備過程：制備產生特異性抗體的B淋巴細胞：向免疫小鼠體內注射特定的抗原蛋白，然后從小鼠脾臟細胞內獲得相應的B淋巴細胞獲得雜交瘤細胞克隆化培養(yǎng)和抗體檢測將雜交瘤細胞在體外培養(yǎng)或注射到小鼠腹腔內增殖提取單克隆抗體：從細胞培養(yǎng)液或小鼠腹水中提取(4)單克隆抗體的特點：特異性強、靈敏度高，并可大量制備。探討：仔細觀察教材P53圖224，探討下列問題：(1)制備單克隆抗體過程中的幾種細胞有何特點？提示：免疫的B淋巴細胞：能產生單一抗體，但不能無限增殖。骨髓瘤細胞：能無限增殖，不能產生抗體。雜交瘤細胞：既能產生特定的抗體，又能在組織培養(yǎng)條件下進行無限增殖。(2)單克隆抗體制備過程中有兩次篩選，其目的分別是什么？提示：第一次篩選是在B淋巴細胞與骨髓瘤細胞融合之后，篩選出只有B淋巴細胞與骨髓瘤細胞融合的雜種細胞。第二次篩選需先在多孔培養(yǎng)皿上培養(yǎng)，在每個孔只有一個雜交瘤細胞的情況下開始培養(yǎng)，然后再篩選出能產生特異性抗體的細胞群。探討：用單克隆抗體及相關物質制成的“生物導彈”中真正起治療作用的物質是什么？是單克隆抗體嗎？提示：“生物導彈”中真正發(fā)揮治療作用的物質是相關“藥物”，單克隆抗體所起的作用在于將藥物定向帶到靶細胞所在位置，借助其導向作用，在原位殺死癌細胞，這樣既不損傷正常細胞，又減少了用藥劑量。因此，“生物導彈”可作為一種療效高、毒副作用小的新型藥物。探討：若不采用動物細胞融合的方法，能否生產出單克隆抗體？試簡要說明。提示：能?？蓮慕浢庖叩腂淋巴細胞中獲取決定所需抗體的基因(目的基因)，導入骨髓瘤細胞，然后培養(yǎng)骨髓瘤細胞并從培養(yǎng)液中提取分泌物，便可得到單克隆抗體。1技術手段：人工免疫、動物細胞培養(yǎng)、動物細胞融合。2制備流程：3兩種抗體的比較：名稱產生特點血清抗體由漿細胞分泌一般從血清中分離，產量低、純度低、特異性差單克隆抗體由雜交瘤細胞分泌特異性強，靈敏度高，能大量制備4.三種細胞的比較：細胞類型來源特點漿細胞由B淋巴細胞受抗原刺激后增殖分化而來能產生單一抗體，但不能無限增殖骨髓瘤細胞從骨髓腫瘤中提取能無限增殖，但不能產生抗體雜交瘤細胞漿細胞與骨髓瘤細胞融合而成既能產生抗體，又能無限增殖5.單克隆抗體制備過程中的篩選及原因(1)第一次篩選是在B淋巴細胞與骨髓瘤細胞融合之后，篩選出雜交瘤細胞，淘汰未融合細胞和同種細胞融合而成的細胞。(2)第二次篩選需先在多孔培養(yǎng)板上培養(yǎng)，在每個孔只有一個雜交瘤細胞的情況下開始培養(yǎng)，然后再篩選出能產生特異性抗體的細胞群。由于該細胞群是由單個雜交瘤細胞克隆來的，所以產生的抗體一定是化學性質單一、特異性強的單克隆抗體。 1下圖是單克隆抗體制備過程示意圖，其中過程注射的物質和A細胞的名稱分別是()A抗體、T淋巴細胞B抗原、T淋巴細胞C抗體、B淋巴細胞D抗原、B淋巴細胞【解析】過程注射的物質是特定的抗原，A細胞為免疫過的B淋巴細胞?！敬鸢浮緿2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被稱為凝集原的特異_；從免疫學角度看，這種凝集原是_。(2)圖中細胞1是小鼠體內注入人A型血紅細胞后而獲得的_細胞，這種細胞具有產生_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獲取的骨髓瘤細胞，這種細胞在體外培養(yǎng)時能_，但不會產生抗體。(3)為了能充分發(fā)揮上述兩種細胞各自的特點，經特殊處理，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_。把它在乙培養(yǎng)皿中進行培養(yǎng)，則能產生大量的細胞群，這種方法稱為_。(4)過程的主要目的是_。通過過程或的培養(yǎng)方法能產生大量_抗體?！窘馕觥?1)紅細胞表面的凝集原與細胞識別有關，其化學本質是糖蛋白。從免疫學角度看是抗原。(2)小鼠受到抗原刺激后能產生B淋巴細胞，這種細胞能產生單一抗體，但不能增殖，骨髓瘤細胞能無限增殖但不能產生抗體。(3)通過動物細胞融合的方式可以獲得雜交瘤細胞，產生單克隆抗體。(4)過程的目的是篩選出能產生單一抗A抗體的雜交瘤細胞，通過或可大量產生抗A單克隆抗體?！敬鸢浮?1)糖蛋白抗原(2)B淋巴單一的抗A抗體(或單一的特異性抗體)快速大量增殖(3)雜交瘤細胞單克隆(4)篩選出能產生單一抗A抗體的雜交瘤細胞抗A單克隆1下列關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D常用的誘導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合形成一個細胞的過程。動物細胞無細胞壁，所以誘導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融合，誘導因素包括聚乙二醇、滅活的病毒、電激等?！敬鸢浮緽2關于單克隆抗體制備過程的敘述，正確的是()【導學號：72240025】A可直接從動物體內獲取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用滅活病毒誘導融合后形成的融合細胞即可產生單克隆抗體D經選擇培養(yǎng)基篩選出來的雜交瘤細胞即可用于單克隆抗體的生產【解析】將骨髓瘤細胞與免疫后的B淋巴細胞融合，經過選擇培養(yǎng)基的篩選得到雜交瘤細胞，并經專一抗體檢測后，培養(yǎng)能產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淋巴細胞產生特異性抗體的特點。誘導融合后可能會形成三種融合細胞，即同種細胞融合(BB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?！敬鸢浮緽3利用細胞工程方法，以埃博拉病毒核衣殼蛋白為抗原制備出單克隆抗體。下列有關單克隆抗體的敘述，正確的是()A用純化的核衣殼蛋白反復注射到小鼠體內，產生的血清抗體為單克隆抗體B體外培養(yǎng)單個漿細胞可以獲得大量針對埃博拉病毒的單克隆抗體C將等量漿細胞和骨髓瘤細胞混合，經PEG誘導融合后的細胞均為雜交瘤細胞D利用該單克隆抗體與埃博拉病毒核衣殼蛋白特異性結合的方法可診斷出埃博拉病毒感染者【解析】由于血清抗體不是單一抗原刺激B淋巴細胞增殖分化的漿細胞產生和分泌的，故純度低，特異性差，不是單克隆抗體，故A錯誤；由于漿細胞不增殖，故培養(yǎng)單個漿細胞不能獲得大量的單克隆抗體，B錯誤；將等量漿細胞和骨髓瘤細胞混合后，誘導融合的細胞不一定為雜交瘤細胞，還有漿細胞和瘤細胞自身融合的細胞，故C錯誤；單克隆抗體可用于診斷疾病，原理是抗原抗體雜交的方法，D正確?！敬鸢浮緿4下圖為細胞融合的簡略過程(只考慮兩個細胞的融合)，請據(jù)圖回答：.若A、B是基因型分別為rrHH、RRhh兩個煙草品種細胞的花粉，且這兩對基因位于非同源染色體上，由于一對隱性純合基因(rr或hh)的作用，在光照強度大于800勒克斯時，都不能生長。(1)實驗開始時必須用_除去不利于原生質體融合的物質。(2)實驗中除獲得雜種細胞外，還有基因型為_的融合細胞。(3)設計一方法(不考慮機械方法)，從培養(yǎng)液中分離出雜種細胞，方法：_。(4)將雜種細胞培養(yǎng)成雜種植株依據(jù)的理論基礎是_。.若該過程是制備治療人禽流感的單克隆抗體，A為人漿細胞(染色體組成為2AXX46)，B為鼠骨髓瘤細胞(染色體組成為2AXX40)。(5)用單克隆抗體制成“生物導彈”主要利用了抗體的_特性。(6)A細胞來自_，雜種細胞C共有_個染色體組，_對同源染色體。(7)雜交瘤細胞在體外培養(yǎng)時與植物組織培養(yǎng)的主要區(qū)別是培養(yǎng)基要用_培養(yǎng)基，培養(yǎng)基中除了添加必要的營養(yǎng)物質外還需加入含天然成分的_。【解析】(1)植物細胞具有細胞壁，無法直接融合，需要用纖維素酶和果膠酶將細胞壁分解后形成原生質體才可以實現(xiàn)融合。(2)花粉細胞的基因型有兩種rH、Rh，所以兩兩融合的細胞有三種基因型rrHH、RRhh、RrHh，其中RrHh為雜種細胞。(3)據(jù)題意可知，融合細胞rrHH、RRhh在大于800勒克斯光照下不能生長，只有雜種細胞RrHh能在大于800勒克斯光照下培養(yǎng)，會增殖、分化。(4)利用植物組織培養(yǎng)技術可以將植物雜種細胞培養(yǎng)到雜種植株，其理論基礎是植物細胞的全能性。(5)利用單克隆抗體的特異性強、靈敏度高的特點，將藥物與單克隆抗體結合，制成“生物導彈”，可以直接把藥物送達病灶。(6)在禽流感患者體內存在禽流感抗體，可以從患者脾臟內提取漿細胞。雜種細胞C是細胞A和細胞B融合而來，所以會具有4個染色體組(人的2個鼠的2個)，43對同源染色體(人的23對鼠的20對)。(7)動物細胞培養(yǎng)用的是液體培養(yǎng)基，而植物組織培養(yǎng)用的是固體培養(yǎng)基。動物細胞培養(yǎng)基中除各種營養(yǎng)成分外，還要加入特有的天然成分動物血清、血漿?！敬鸢浮?1)纖維素酶和果膠酶(2)rrHH、RRhh(3)置于大于800勒克斯光照下培養(yǎng)，收集分化的細胞團(4)植物細胞的全能性(5)特異性強、靈敏度高(6)禽流感患者443(7)液體動物血清、血漿課堂小結：網(wǎng)絡構建核心回扣1.動物細胞融合也稱細胞雜交，是兩個或多個動物細胞結合形成一個細胞的過程。2動物細胞融合突破了有性雜交的局限，使遠緣雜交成為可能。3傳統(tǒng)抗體的特點是產量低、純度低、特異性差。4雜交瘤細胞的特點是無限增殖、產生單克隆抗體；單克隆抗體的優(yōu)點是靈敏度高、特異性強、產量大。5單克隆抗體與化學藥物結合制成“生物導彈”，主要用于治療癌癥，也有少量用于其他疾病的治療。