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1、2.2.2 动物细胞融合与单 克隆抗体 专题2 2.2 动物细胞工程 1.掌握动物细胞融合的原理和方法。 2.结合图224，归纳单克隆抗体的制备过程及应用。 目标导航 重难点击 1.动物细胞融合的原理和方法。 2.单克隆抗体的制备过程。 方式一：方式一：1970年，有两位科学家做了人鼠细胞融合的实验，以证明 细胞膜的流动性。思考该如何实现人鼠细胞的融合，动物细胞融合 后还有什么用途呢？植物体细胞杂交可得到杂种植株，动物细胞融合 后能像电影上一样形成杂种动物个体吗？ 课堂导入 方式二：方式二：“太空婚礼” 2002年12月30日，两场筹备了10年的“太空婚礼”首次在神舟四号飞 船上举行，植物细胞
2、“新人”是黄花烟草和革新一号烟草叶肉细胞原 生质体，动物细胞“新人”是小鼠B淋巴细胞和骨髓瘤细胞，两批新人 同时在“产房”电融合仪内孕育新生命。 请思考：请思考： 新人一的婚礼流程是怎样的？爱情结晶是什么？ 新人二的婚礼流程又是怎样的？爱情结晶会是什么呢？ 要想知道答案，就让我们一起来进入今天的课题吧！ 一、动物细胞融合 二、单克隆抗体的制备 内容索引 对点训练 当堂检测 自查自纠 一、动物细胞融合 1.概念： 或 动物细胞结合形成 的过程，也称细胞杂交。 2.原理： 。 3.诱导融合的方法 (1)物理、化学方法：与植物体细胞杂交相同，如聚乙二醇、电激等。 (2)生物方法： 。 4.过程：具有
3、不同 的两个或多个细胞 细胞。 两个 知识梳理 答案 多个一个细胞 细胞膜的流动性 灭活的病毒 遗传信息 灭活的病毒 杂交 5.结果：形成 细胞。 6.意义：突破了 方法的局限，使 成为可能。成为研 究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和 等的重要手段。如： 利用，为制造单克隆抗体开辟了新途径。 杂交 答案 有性杂交远缘杂交 生物新品种培育 动物细胞融合技术 1.关于动物细胞融合过程与结果的思考： (1)融合处理后的细胞是否可以直接用于培养，为什么？ 答案 答案 不可以，还需要筛选。因为诱导融合的手段只是促使细胞间 的融合，不能保证所有的细胞都发生融合，形成的融合细胞也有多 种，因此需要筛选。 (2)动
4、物细胞融合完成的标志是什么？ 答案 答案 动物细胞融合完成的标志是来自不同细胞的两个或多个细胞 核融合成一个细胞核。 答案 合作探究合作探究 (3)动物细胞融合与植物原生质体融合所用的诱导方法有何不同？ 答案 答案 动物细胞融合可用灭活的病毒进行诱导。 2.细胞融合技术与有性杂交相比有哪些优点？ 答案 答案 有性杂交有着十分严格的时空关系和物种界限。动物细胞融 合则不同，它通过人工的方法克服了存在于物种之间的遗传屏障， 从而能够按照人们的意愿，把不同物种的不同组织类型的细胞融合 在一起。 答案 3.动物细胞融合与植物体细胞杂交的对比 答案 比较项目植物体细胞杂交动物细胞融合 原理 细胞膜的流动
5、性、细胞的全 能性 _ 细胞融 合方法 用 酶去除 细胞壁后诱导原生质体融合 用酶使 细胞分散后，诱导细胞融合 诱导手段 离心、电激、振动、聚乙二 醇等诱导 与植物体细胞杂交相比，还可 用 诱导 细胞膜的流动性 纤维素酶、果胶胰蛋白酶或胶原蛋白 灭活的病毒 结果形成_ 形成 ，以生 产细胞产品 用途 克服远缘杂交不亲和的障碍，扩 展杂交亲本范围，培育新品种 制备 、病 毒疫苗、干扰素等 意义突破有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能 答案 杂种植株 杂种细胞 单克隆抗体 活学活用 1.判断正误 (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
6、融合后形成的具有原来两个或多个动物细胞遗传信息的双 核或多核细胞称为杂交细胞( ) (3)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、 离心等( ) (4)动物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 2.如图表示将人成纤维细胞与小鼠细胞进行融合，获得部分杂种细胞的 过程(注：杂种细胞中人类的染色体会随机丢失，各种杂种细胞保留人类 染色体的种类和数量是不同的)。请回答下列问题： (1)图中诱导动物细胞融合常用的诱导因素有_ _(至少写出两种)，细胞融合后，再用特定的_培养基 进行筛选，得到杂种细胞。 解析答案 解析 解析 诱导动物细胞融合的因素包括
7、物理因素(如电激)、化学因素(如聚 乙二醇)、生物因素(如灭活的病毒)。通过选择性培养基将杂种细胞筛选 出来。 聚乙二醇(PEG)、灭活的病 选择性毒、电激 (2)培养杂种细胞时，根据细胞所需营养物质的种类和数量严格配制培养 基，此外经常会在培养基中加入_。培养过程中细胞需 置于含CO2的混合气体的培养箱中培养，CO2的主要作用是维持培养液的 _。 解析答案 解析 解析 动物细胞培养液一般包括糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微 量元素、动物血清、动物血浆。 动物血清、血浆 pH (3)若只考虑人成纤维细胞与小鼠细胞两两融合形成的杂种细胞，假如每 种杂种细胞只保留了人的1条染色体，从染色体组成的
8、角度考虑，杂种细 胞可能有_种。 解析答案 解析 解析 人体细胞中含有24种染色体，分别是22种常染色体和2种性染色体 (即X染色体和Y染色体)。 24 在人成纤维细胞与小鼠细胞进行融合的混合体系中可能有几种细胞？ 答案 答案 在混合体系中可能有五种细胞，即三种融合细胞和两种未融合 细胞。 一题多变一题多变 答案返回 二、单克隆抗体的制备 1.传统抗体的获得 (1)方法：向动物体内反复注射某种 ，使动物产生抗体；从动物血 清中分离所需 。 (2)缺陷： 、纯度低、 。 2.单克隆抗体的制备 (1)制备原理 B淋巴细胞特点：一种B淋巴细胞产生一种单一抗体，B淋巴细胞在体外 (能/不能)无限增殖。
9、 骨髓瘤细胞特点：能无限增殖。 杂交瘤细胞特点：B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合得到杂交瘤细胞，既能 ，又能产生特异性抗体。 抗原 知识梳理 答案 抗体 产量低特异性差 不能 无限增殖 向小鼠注射特定_ 从小鼠 中获取相应B淋巴细胞 将鼠的 与脾中形成的 融合 用特定的选择培养基筛选出 ，该杂种细 胞既能 又能产生_ (2)制备过程 抗原蛋白 答案 制备特异性 B淋巴细胞 获得杂 交瘤细胞 培养和 检测 将杂交瘤细胞在 培养或注射到小鼠 中增殖 提取单克隆抗体：从细胞培养液或小鼠的腹水中提取 脾脏 骨髓瘤细胞B淋巴细胞 杂交瘤细胞 迅速大量繁殖专一的抗体 克隆化抗体 体外腹腔 (3)单克隆抗体优点：
10、 、并可大量制备。 (4)单克隆抗体的应用 作为诊断试剂，具有准确、 、简易、 的优点。 用于治疗疾病和。 特异性强、灵敏度高 答案 高效快速 运载药物 1.仔细观察教材P53图224，探讨下列问题： (1)制备单克隆抗体过程中的几种细胞有何特点？ 答案 答案 免疫的B淋巴细胞：能产生单一抗体，但不能无限增殖。 骨髓瘤细胞：能无限增殖，不能产生抗体。 杂交瘤细胞：既能产生特定的抗体，又能在培养条件下进行无限增殖。 (2)单克隆抗体制备过程中有两次筛选，其目的分别是什么？ 答案 答案 第一次筛选是在B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合之后，筛选出只有B 淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合的杂种细胞。第二次筛选需先在
11、多孔培养皿 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。 答案 合作探究合作探究 2.用单克隆抗体及相关物质制成的“生物导弹”中真正起治疗作用的物 质是什么？ 答案 答案 “生物导弹”中真正发挥治疗作用的物质是相关“药物”，单克 隆抗体所起的作用是将药物定向带到靶细胞所在位置，借助其导向作用， 在原位杀死癌细胞，这样既不损伤正常细胞，又减少了用药剂量。因此， “生物导弹”可作为一种疗效高、毒副作用小的新型药物。 答案 3.判断正误 (1)制备单克隆抗体所用的B淋巴细胞是经过免疫的B淋巴细胞( ) (2)细胞融合之后需要一次筛选，方可获得能产生单一
12、抗体的杂交瘤细 胞( ) (3)利用单克隆抗体制成的“生物导弹”，其选择性是由药物决定的， 与抗体无关( ) (4)动物杂交瘤细胞产生单克隆抗体能体现细胞全能性( ) 活学活用 答案 4.下图是单克隆抗体制备流程的简明示意图。下列有关叙述，正确的是( ) A.是从已免疫的小鼠脾脏中获得的效应T细胞 B.中使用胰蛋白酶有利于杂交瘤细胞的形成 C.同时具有脾脏细胞和鼠骨髓瘤细胞的特性 D.是经筛选培养获得的能分泌特异性抗体的细胞群 解析答案 解析解析 是从已免疫的小鼠脾脏中获得的B淋巴细胞(浆细胞)，A项 错误； 胰蛋白酶可使组织分散为单个细胞，B项错误； 为杂交细胞，若是B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融
13、合形成的杂交细胞， 才同时具有B淋巴细胞(可产生抗体)和骨髓瘤细胞(可无限增殖)的特 性，C项错误； 是经筛选后获得的能够分泌特异性抗体的杂交瘤细胞，D项正确。 答案 答案 D (1)体外培养骨髓瘤细胞，会不会出现接触抑制现象？为什么？ 答案 一题多变一题多变 答案 答案 不会。骨髓瘤细胞是一种癌细胞，细胞表面糖蛋白减少，失 去了接触抑制作用。 (2)体外培养时，应提供什么条件？ 答案 答案 无菌、无毒的环境；必要的营养物质，如葡萄糖、氨基酸、 促生长因子、无机盐、微量元素等；适宜的温度和pH；提供氧气和 二氧化碳。 细胞膜的流动性 返回答案 课堂小结 单克隆抗体 已免疫的B淋巴 杂交瘤 诊断
14、试剂 对点训练 当堂检测 自查自纠 1.下列关于动物细胞融合和植物体细胞杂交的比较中，叙述正确的是( ) A.诱导融合的方法完全相同 B.所用的技术手段完全相同 C.所采用的原理完全相同 D.都能形成杂种细胞 解析 解析 两种细胞工程技术都要进行细胞融合，但融合的方法不完全相同； 诱导的方法，除动物细胞的融合常用灭活的病毒做诱导剂外，其他的两 者基本相同；两者采用的原理不同，动物细胞融合的原理是细胞膜的流 动性，最终形成的是杂种细胞。植物体细胞杂交的原理是细胞膜的流动 性和细胞的全能性。故正确答案为D。 D 解析答案 2.单克隆抗体在医疗、诊断等方面发挥着越来越重要的作用。科学家米 尔斯坦和科
15、勒设计了一个用已免疫的B淋巴细胞制备单克隆抗体的实验， 下图为其实验流程图。则相关的叙述或说法中，不正确的是( ) A.a是骨髓瘤细胞，表示在选择培养基上进行培养 B.制备单克隆抗体时，选择B淋巴细胞的原因是它能分泌多种特异性 抗体 C.过程如在体外培养，则需要无菌、无毒，营养充足，温度、pH适 宜等环境条件 D.诱导动、植物细胞融合常用的一种化学诱导剂是聚乙二醇 解析答案 解析解析 对于B淋巴细胞来说，每一种B淋巴细胞经特定抗原刺激只能产生一 种特异性抗体。根据单克隆抗体制备的流程判断：a是骨髓瘤细胞、b是杂交 瘤细胞。是诱导B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合的过程。 表示在选择培养基上进行培养、筛
16、选能产生单一抗体的杂交瘤细胞的过程。 包括体外培养和注入小鼠腹腔内培养。选择培养基只允许杂交瘤细胞生长、 增殖，其他细胞不能生存。动物细胞培养需具备的条件是：无菌、无毒，营 养充足，温度适宜，pH适宜，充足的空气。诱导细胞融合时常用聚乙二醇 作诱导剂。 答案 答案 B A.中的筛选是为了获得能产生多种抗体的杂交瘤细胞 B.中培养基应加入选择性抑制骨髓瘤细胞DNA分子复制的物质 C.上图中有一处明显错误 D.可以无限增殖 3.下面为制备单克隆抗体过程示意图，下列相关叙述错误的是( ) 解析答案 解析解析 中的筛选是为了获得能产生特定抗体的杂交瘤细胞； 中培养基应加入选择性抑制骨髓瘤细胞DNA分子
17、复制的物质，这样才 能筛选出杂交瘤细胞； 图中的小鼠没有经过免疫处理，应该注射相应的抗原，小鼠才能形成相 应的B淋巴细胞。 答案 答案 A 4.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( ) 解析答案 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 解析解析 选择培养基只能让特定的符合条件的细胞存活下来，在题目给定 的选择培养基上，只有杂交瘤细胞才
18、能够存活；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；利用聚乙二醇、灭活的病毒 和电激等方法均可诱导动物细胞融合；丙为能无限增殖和分泌抗体的杂 交瘤细胞，为获得大量专一性抗体，需进行克隆化培养和抗体检测、多 次筛选。 答案 答案 C 5.科学家从某些能无限增殖细胞的细胞质中分离出无限增殖调控基因 (prG)，该基因能激发许多动物细胞的分裂，这为单克隆抗体的制备提供 了更为广阔的前景。请回答下面的问题： (1)利用细胞融合技术制备单克隆抗体，一般选用的是_和 _融合。 解析 解析 制备单克隆抗体选用的融合细胞一般为骨髓瘤细胞(能无限增殖)与 经过免疫的B淋巴细胞(能产生特异性抗体
19、)。 骨髓瘤细胞 解析答案 经过免疫的B淋巴细胞(浆细胞) (2)有人提出，可以直接通过基因工程导入该调控基因来制备 单克隆抗体，其思路如图所示。 酶A是指_，酶B是指_。 对已导入重组质粒的进行“检测”的原因是_；指代的细 胞具有的特点_。 有人提出用细胞核移植技术构建 重组细胞来生产单克隆抗体，试用 相关的图示及文字表示该过程。 返回解析答案 解析 解析 图示过程为获取目的基因，需用限制酶切取出目的基因片段； 由于目的基因导入成功率并不高，故常需进行导入检测；由于的细胞 具有“无限增殖”的调控基因，故可进行无限增殖，从而产生大量的单 克隆抗体。 答案 答案 限制酶 DNA连接酶 导入成功率很低 既能无限增殖又能产生特异性抗体 如图所示 返回