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1、2.2.2 动物细胞融合与单克隆抗体 一二 一、动物细胞融合 一二 二、单克隆抗体的制备 探究点一探究点二当堂检测本课必记 动物细胞融合动物细胞融合 问题导引 动物细胞融合与植物体细胞杂交主要有哪些区别? 结合下面动物细胞融合的过程,探究下列问题。 探究点一探究点二当堂检测本课必记 (1)从融合的过程看,首先是A、B细胞膜融合,接着是 融 合,最后完成 融合。 (2)细胞膜融合的过程体现出细胞膜具有 。 (3)融合后重组细胞的特点为融合形成的杂种细胞C具有两种细 胞的 ,通过动物细胞培养,杂种细胞C表现出两个亲本细 胞的特点。 (4)诱导动物细胞融合和诱导植物原生质体融合都可使用的方法 有 。
2、 (5)若A、B细胞为单倍体烟草植物的体细胞,在两细胞融合前需 用酶解法去掉 ,这种酶可能是 、 , 杂交细胞C经培养形成的高度液泡化、无定形的薄壁细胞团称为 。 答案(1)细胞质 细胞核 (2)一定的流动性 (3)遗传信息 (4) 物理方法(离心、振动、电激)和化学方法(聚乙二醇作为促融剂) (5)细胞壁 纤维素酶 果胶酶 愈伤组织 探究点一探究点二当堂检测本课必记 归纳提升 植物体细胞杂交和动物细胞融合的区别 探究点一探究点二当堂检测本课必记 单克隆抗体的制备单克隆抗体的制备 问题导引 如何进行单克隆抗体的制备? 下图是单克隆抗体制备过程的各阶段图解,请据图回答下列问题。 探究点一探究点二
3、当堂检测本课必记 (1)请用箭头把代表各图解的字母按单克隆抗体制备过程的顺序 连接起来。 (2)在单克隆抗体制备过程中,选用B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合 后的杂交瘤细胞具有的特点是 。 (3)由图中可以看出,在单克隆抗体制备过程中运用了 和 等动物细胞工程技术手段。 (4)请写出图中两次筛选的目的。 。 答案(1) (2)能迅速大量增殖、能产生特异性抗体 (3)动物细胞融合 动物细胞培养 (4)第一次筛选出杂交瘤细胞,第二次筛选出能产生特定抗体的杂 交瘤细胞 探究点一探究点二当堂检测本课必记 归纳提升 1.单克隆抗体制备的关键思路及操作依据 (2)用B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合的原因 每一种B淋巴
4、细胞只能分泌一种特异性抗体,不同种类的B淋 巴细胞分泌的抗体不同。 B淋巴细胞在体外培养时不能无限增殖,骨髓瘤细胞能够无限 增殖。 探究点一探究点二当堂检测本课必记 2.单克隆抗体制备过程中的筛选及原因 (1)第一次筛选是在B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合之后,筛选出杂 交瘤细胞,淘汰未融合细胞和同种细胞融合而成的细胞。 (2)第二次筛选需先在多孔培养板上培养,在每个孔只有一个杂交 瘤细胞的情况下开始培养,然后再筛选出能产生特异性抗体的细胞 群。由于该细胞群是由单个杂交瘤细胞克隆来的,所以产生的抗体 一定是化学性质单一、特异性强的单克隆抗体。 探究点一探究点二当堂检测本课必记 案例探究 类型 动物细
5、胞融合及单克隆抗体的制备 例题下图是制备分泌抗X(H1N1流感病毒)抗体的过程,请据图回 答问题。 探究点一探究点二当堂检测本课必记 (1)给小鼠注射抗原的目的是 。 (2)在单克隆抗体制备过程中之所以选用B淋巴细胞和骨髓瘤细 胞,是因为它们融合后的杂交瘤细胞具有 的特性。 (3)动物细胞培养液的配方通常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、 维生素等,与植物细胞培养基有所不同的是还含有 。 (4)在动物细胞融合过程中,需要将所选取的组织细胞分散开,以 利于细胞融合,可用 处理离体组织细胞使之分散 开。 (5)图中有两次筛选过程,其中步骤的目的是筛选出 , 步骤的目的是筛选出 。 探究点一探究点二当堂检
6、测本课必记 (6)请根据以下信息,设计一种方法(不考虑机械方法),从培养液中 筛选出杂交瘤细胞。已知细胞合成DNA有D和S两条途径,其中D途 径能被氨基嘌呤阻断。人淋巴细胞中有这两种DNA的合成途径,但 一般不分裂增殖。鼠骨髓瘤细胞中尽管只有D途径,但能不断分裂 增殖,将这两种细胞在试管中混合,加入聚乙二醇促融,获得杂种细 胞。 方法: 。 原理: 。 探究点一探究点二当堂检测本课必记 解析(1)根据抗原与抗体特异性结合的原理,用特定抗原刺激,小 鼠体内生成能产生特定抗体的浆细胞,即可获得相应的B淋巴细胞。 (2)杂交瘤细胞具有两种细胞的遗传信息,既能产生特定的抗体, 又能无限增殖。 (3)动
7、物细胞培养液与植物组织培养基相比,除物理状态不同外, 成分也不相同,动物细胞培养液中含动物血清、血浆等。 (4)为将细胞从动物组织中离散,可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理。 (5)在单克隆抗体制备过程中,从小鼠体内提取的B淋巴细胞可能 有多种,细胞融合的方式也有多种,从而产生多种融合细胞以及多 种杂交瘤细胞,因此需多次筛选。从题图中可以看出,是用选择 培养基筛选出杂交瘤细胞,是筛选出能产生所需抗体的杂交瘤 细胞。 探究点一探究点二当堂检测本课必记 (6)据题干信息可知,可在培养液中加入氨基嘌呤,使D合成途径阻 断,仅有D合成途径的骨髓瘤细胞及其自身融合的细胞不能增殖,而 B淋巴细胞一般不增殖,但人
8、淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合后的杂种 细胞可以利用淋巴细胞中的S途径合成DNA而增殖。 答案(1)获得能产生相应抗体的B淋巴细胞 (2)既能无限增殖,又能产生特定抗体 (3)动物血清、血浆等 (4)胰蛋白酶或胶原蛋白酶 (5)杂交瘤细胞 能产生所需抗体的杂交瘤细胞 (6)培养液中加入氨基嘌呤,收集增殖的细胞 加入氨基嘌呤后, 使D合成途径阻断,仅有D合成途径的骨髓瘤细胞及其自身融合的 细胞均不能增殖,但人的淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合后的杂种细胞 可以利用B淋巴细胞中的S途径合成DNA而增殖 探究点一探究点二当堂检测本课必记 下图是单克隆抗体制备流程示意图。 探究点一探究点二当堂检测本课必记 (1)根
9、据培养基的用途分类,图中HAT培养基属于 培养基。 (2)诱导动物细胞融合除了可用诱导植物原生质体融合常用的方 法,还可以用 。 (3)最终选出的杂交瘤细胞具有 的特点。 (4)最终筛选出的杂交瘤细胞,既可在体外培养,也可注射到小鼠 内进行体内培养,从而提取出大量的单克隆抗体。 (5)单克隆抗体与常规的血清抗体相比,最主要的优点是 。 探究点一探究点二当堂检测本课必记 解析(1)根据培养基的用途分类,图中HAT培养基属于选择培养基。 (2)诱导动物细胞融合特有的方法是采用灭活的病毒处理细胞。(3) 杂交瘤细胞既能迅速大量增殖又能分泌专一抗体。(4)杂交瘤细胞 既可在体外培养,也可注射到小鼠腹腔
10、内进行体内培养。(5)单克隆 抗体与常规的血清抗体相比,最主要的优点是特异性强,灵敏度高, 可大量制备。 答案(1)选择 (2)灭活的病毒 (3)迅速大量增殖和分泌专一抗体 (4)腹腔 (5)特异性强,灵敏度高,可大量制备 探究点一探究点二当堂检测本课必记 埃博拉病毒(EBOV)能引起人类和灵长类动物患埃博拉出血热, 可利用如下两种生物技术方法制备抗EBOV的单克隆抗体,快速检 测EBOV。请回答下列问题。 (1)方法一:给小鼠注射纯化的EBOV蛋白,一段时间后从小鼠的脾 脏中获取B淋巴细胞,将其与小鼠的 细胞融合,筛选出 杂交瘤细胞,再将杂交瘤细胞进行 培养和 检 测,以获得能分泌所需抗体的
11、细胞。 (2)方法二:科学家从细胞中分离出无限增殖基因prG,并将其导入 能产生抗EBOV抗体的小鼠浆细胞中,获得了能无限增殖的特异性 浆细胞。prG能整合到染色体DNA上的生物学基础是 。 探究点一探究点二当堂检测本课必记 (3)以上方法获得的杂交瘤细胞或带有prG基因的特异性浆细胞, 可在 的环境、营养充分、适宜的 、一定的气体环境等条件下进行体外培养,以便源源不断地产生 抗EBOV的单克隆抗体。 (4)方法二中,若用PCR技术扩增prG基因,则需要用到 酶,该 方法能够成功获取目的基因的前提是 ,以便合成引物。 探究点一探究点二当堂检测本课必记 解析(1)给小鼠注射纯化的EBOV蛋白,一
12、段时间后从小鼠的脾脏 中获取B淋巴细胞,将其与小鼠的骨髓瘤细胞融合,筛选出杂交瘤细 胞,再将杂交瘤细胞进行克隆化培养和专一抗体检测,以获得能分 泌所需抗体的细胞。(2)prG能整合到染色体DNA上的生物学基础 是prG和小鼠浆细胞染色体DNA具有相似的化学组成和相同的空 间结构。(3)获得的杂交瘤细胞或带有prG基因的特异性浆细胞,可 在无菌、无毒的环境、营养充分、适宜的温度和pH、一定的气体 环境等条件下进行体外培养,以便源源不断地产生抗EBOV的单克 隆抗体。(4)若用PCR技术扩增prG基因,则需要用到热稳定DNA聚 合酶,该方法能够成功获取目的基因的前提是要有一段已知目的基 因的核苷酸
13、序列,以便合成引物,以便于扩增prG基因。 探究点一探究点二当堂检测本课必记 答案(1)骨髓瘤 克隆化 抗体 (2)prG和小鼠浆细胞染色体DNA具有相似的化学组成和相同的 空间结构 (3)无菌、无毒 温度和pH (4)热稳定DNA聚合(Taq) 要有一段已知目的基因的核苷酸序 列 探究点一探究点二当堂检测本课必记 1.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的因素有聚乙二醇、灭活的病毒、电 激、紫外线照射
14、 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 答案C 探究点一探究点二当堂检测本课必记 2.下列有关植物体细胞杂交与动物细胞融合的比较,正确的是( ) A.两者应用的原理都是高度分化的细胞具有全能性 B.两者都可用聚乙二醇(PEG)诱导细胞融合 C.两者细胞融合成功的标志都是形成融合细胞核 D.两者的目的都是用于大量生产分泌蛋白 解析植物体细胞杂交的原理是细胞膜具有流动性和植物细胞具有 全能性,动物细胞融合的原理是细胞膜具有流动性,A项错误;聚乙 二醇(PEG)既可诱导动物细胞融合,又可诱导植物原生质体融合,B 项正确;植物体细胞融合成功的标志是杂种细胞再生出细胞壁,动 物细
15、胞融合成功的标志是形成融合细胞核,C项错误;植物体细胞杂 交的目的是产生杂种植株,动物细胞融合可用于大量生产分泌蛋 白,D项错误。 答案B 探究点一探究点二当堂检测本课必记 3.下列关于单克隆抗体应用的叙述不正确的是( ) A.可以用作体外检测试剂 B.可以用于治疗癌症 C.可以作为药物,制成“生物导弹” D.可以制成“早早孕诊断试剂盒” 解析单克隆抗体广泛用作体外检测试剂,A项正确;单克隆抗体可定 位诊断肿瘤、心血管畸形等疾病,单克隆抗体+放射性同位素、化 学药物或细胞毒素等制成“生物导弹”,可以用于治疗癌症等疾病,B 项正确,C项错误;利用单克隆抗体可生产“早早孕诊断试剂盒”,D项 正确。
16、 答案C 探究点一探究点二当堂检测本课必记 4.用动物细胞融合技术获得单克隆抗体,下列操作步骤错误的是( ) A.将抗原注入小鼠体内,获得能产生抗体的B淋巴细胞 B.用纤维素酶处理B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞 C.用聚乙二醇作诱导剂,促使能产生抗体的B淋巴细胞与小鼠骨髓 瘤细胞融合 D.筛选杂交瘤细胞,并从中选出能产生所需抗体的细胞群,培养后 提取单克隆抗体 探究点一探究点二当堂检测本课必记 解析将抗原注入小鼠体内,获得能产生抗体的B淋巴细胞,小鼠骨髓 瘤细胞与能产生抗体的B淋巴细胞在聚乙二醇或灭活的病毒的诱 导下融合,融合后的杂交瘤细胞具有两个亲本细胞的特性,一方面 可以无限增殖,另一方面可以
17、分泌化学性质单一、特异性强的抗体, 即单克隆抗体。B淋巴细胞和小鼠的骨髓瘤细胞是动物细胞,无细 胞壁,可直接在聚乙二醇或灭活的病毒的诱导作用下进行融合,不 需要用纤维素酶进行处理。 答案B 探究点一探究点二当堂检测本课必记 5.下图表示抗人体胃癌的单克隆抗体的制备过程,有关叙述不正确 的是( ) A.图中实验小鼠注射的甲是能与抗人体胃癌抗体特异性结合的抗 原 B.利用聚乙二醇、灭活的病毒和电激等方法均可诱导细胞融合获 得乙 C.用特定的选择培养基对乙筛选,融合细胞均能生长,未融合细胞均 不能生长 D.丙需要进行克隆化培养和抗体检测,经多次筛选后可获得大量能 分泌所需抗体的丁 探究点一探究点二当
18、堂检测本课必记 解析图中从注射了甲的小鼠中获得的B淋巴细胞可以产生特异性 抗体,所以甲为相应的抗原,A项正确;利用聚乙二醇(化学法)、灭活 的病毒(生物法)和电激(物理法)等方法均可诱导细胞融合获得杂种 细胞,B项正确;用特定的选择培养基对乙筛选,同种细胞的融合细 胞和未融合细胞均不能生长,只有融合的杂种细胞(杂交瘤细胞)能 生长,C项错误;杂交瘤细胞经过选择培养基的筛选并经单一抗体检 测呈阳性后,培养能产生所需抗体的杂交瘤细胞,即可制备单克隆 抗体,D项正确。 答案C 探究点一探究点二当堂检测本课必记 6.如图为某同学根据杂交瘤技术的方法,设计生产破伤风杆菌抗体 的实验方案。请据图回答下列问
19、题。 探究点一探究点二当堂检测本课必记 (1)制备单克隆抗体的过程中用到的动物细胞工程的技术手段有 和 。 (2)制备单克隆抗体的免疫学基本原理是 。 (3)该方案能达到预期效果吗? ,原因是 。 (4)图中过程中常用 作为诱导剂。如果能 成功获得理想的杂交瘤细胞,该细胞的特点是 (答两 点)。 (5)破伤风杆菌的抗体最终可从 和小鼠腹水 中提取。 探究点一探究点二当堂检测本课必记 解析(1)制备单克隆抗体的过程中用到的动物细胞工程的技术手段 有动物细胞培养和动物细胞融合两项生物技术。(2)制备单克隆抗 体的免疫学基本原理是每一个浆细胞只分泌一种特异性抗体。(3) 要制备单克隆抗体,首先要将抗
20、原注入到小鼠体内,从小鼠脾脏中 获得能够产生单一抗体的B淋巴细胞,因此图中实验不能达到预期 效果。(4)图中过程中常用灭活的仙台病毒作为诱导剂。如果能 成功获得理想的杂交瘤细胞,该细胞既能产生专一抗体,又能迅速 大量繁殖。(5)破伤风杆菌的抗体最终可从细胞培养液和小鼠腹水 中提取。 探究点一探究点二当堂检测本课必记 答案(1)动物细胞培养 动物细胞融合 (2)每一个浆细胞只分泌一种特异性抗体 (3)不能 没有将抗原注入小鼠体内,无法获得产生单一抗体的B 淋巴细胞 (4)灭活的病毒 既能产生专一抗体,又能迅速大量繁殖 (5)细胞培养液 探究点一探究点二当堂检测本课必记 1.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。 2.动物细胞融合常用的诱导因素有聚乙二醇(PEG)、灭活的病毒、 电激等。 3.动物细胞融合的主要用途是制备单克隆抗体。 4.杂交瘤细胞是由已免疫的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合而成的, 具有既能无限增殖又能产生特定抗体的能力。 5.单克隆抗体最主要的优点是特异性强、灵敏度高,并能大量制 备。 6.单克隆抗体的主要用途有作为诊断试剂、用于治疗疾病和运 载药物。