《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》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《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（9頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

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(shù)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(jié)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(zhì)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(jīng)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(zhì)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(zhì)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(zhì)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(zhì)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(zhì)體融合不能用滅活的病毒誘導。 【答案】　C 2．如圖所示為細胞融合技術(shù)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(jīng)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(chǎn)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(chǎn)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(zhì)，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____________________________。 【解析】　此題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(zhì)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(zhì)體融合，融合必須通過一定的技術(shù)手段進行人工誘導。單克隆抗體制備過程需得到化學性質(zhì)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(zhì)，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(jié)構(gòu)特點：具有一定的流動性。 【答案】　(1)誘導劑　(2)細胞壁　纖維素酶和果膠　原生質(zhì)體　(3)雜交瘤　克隆　特異性抗體　(4)細胞膜上的蛋白質(zhì)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(chǎn)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(chǎn)生特異性抗體的B淋巴細胞：向 免疫小鼠體內(nèi)注射特定的抗原蛋白，然 后從小鼠脾臟細胞內(nèi)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(nèi)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：①免疫的B淋巴細胞：能產(chǎn)生單一抗體，但不能無限增殖。②骨髓瘤細胞：能無限增殖，不能產(chǎn)生抗體。③雜交瘤細胞：既能產(chǎn)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(chǎn)生特異性抗體的細胞群。 探討：用單克隆抗體及相關(guān)物質(zhì)制成的“生物導彈”中真正起治療作用的物質(zhì)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(zhì)是相關(guān)“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(chǎn)出單克隆抗體？試簡要說明。 提示：能?？蓮慕?jīng)免疫的B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(shù)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(chǎn)生 特點 血清抗體 由漿細胞分泌 一般從血清中分離，產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)生抗體 雜交瘤細胞 漿細胞與骨髓瘤細胞融合而成 既能產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)生的抗體一定是化學性質(zhì)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①過程注射的物質(zhì)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】?、龠^程注射的物質(zhì)是特定的抗原，A細胞為免疫過的B淋巴細胞。 【答案】　D 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(nèi)注入人A型血紅細胞后而獲得的________細胞，這種細胞具有產(chǎn)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(nèi)獲取的骨髓瘤細胞，這種細胞在體外培養(yǎng)時能____________，但不會產(chǎn)生抗體。 (3)為了能充分發(fā)揮上述兩種細胞各自的特點，經(jīng)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(chǎn)生大量的細胞群，這種方法稱為________。 (4)過程①的主要目的是____________________________________。通過過程②或③的培養(yǎng)方法能產(chǎn)生大量__________抗體。 【解析】　(1)紅細胞表面的凝集原與細胞識別有關(guān)，其化學本質(zhì)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(chǎn)生B淋巴細胞，這種細胞能產(chǎn)生單一抗體，但不能增殖，骨髓瘤細胞能無限增殖但不能產(chǎn)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(chǎn)生單克隆抗體。 (4)過程①的目的是篩選出能產(chǎn)生單一抗A抗體的雜交瘤細胞，通過②或③可大量產(chǎn)生抗A單克隆抗體。 【答案】　(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(chǎn)生單一抗A抗體的雜交瘤細胞　抗A單克隆 1．下列關(guān)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(jié)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(jié)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。 【答案】　B 2．關(guān)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(nèi)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(chǎn)生單克隆抗體 D．經(jīng)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(chǎn) 【解析】　將骨髓瘤細胞與免疫后的B淋巴細胞融合，經(jīng)過選擇培養(yǎng)基的篩選得到雜交瘤細胞，并經(jīng)專一抗體檢測后，培養(yǎng)能產(chǎn)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(chǎn)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(B—B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。 【答案】　B 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(guān)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(nèi)，產(chǎn)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(jīng)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(jié)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(chǎn)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。 【答案】　D 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： Ⅰ.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(zhì)體融合的物質(zhì)。 (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(shè)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(chǔ)是________。 Ⅱ.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2A＋XX＝46)，B為鼠骨髓瘤細胞(染色體組成為2A＋XX＝40)。 (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(zhì)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(zhì)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(shù)可以將植物雜種細胞培養(yǎng)到雜種植株，其理論基礎(chǔ)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(jié)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(nèi)存在禽流感抗體，可以從患者脾臟內(nèi)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。 【答案】　(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　4　43　(7)液體　動物血清、血漿 課堂小結(jié)： 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)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(jié)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(chǎn)量低、純度低、特異性差。 4．雜交瘤細胞的特點是無限增殖、產(chǎn)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(chǎn)量大。 5．單克隆抗體與化學藥物結(jié)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。