2019版高中生物 第2章 细胞工程 2.2 2.2.2 动物细胞融合与单克隆抗体学案 新人教版选修3.doc

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1、12.2.22.2.2 动物细胞融合与单克隆抗体动物细胞融合与单克隆抗体1掌握动物细胞融合技术及应用。(重点)2简述单克隆抗体的制备。(重、难点)动动 物物 细细 胞胞 融融 合合1概念：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原理：细胞膜的流动性。3诱导融合的三种方法(1)物理法：例如电激等。(2)化学法：例如聚乙二醇。(3)生物法：例如灭活的病毒。4过程：不同 DNA 的两个细胞细胞膜融合细胞核融合有丝分裂两个完促融整的杂交细胞。5意义：突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能。合作探讨探讨 ：动物细胞融合与植物原生质体融合所依据的原理是什么？1提示：

2、细胞膜的流动性。探讨 ：动物细胞完成融合的标志是什么？2提示：动物细胞融合时，先是细胞膜发生融合，然后是细胞核的融合。当两个细胞核融合后形成具有单核的杂交细胞，则标志着动物细胞融合的完成。探讨 ：比较动物细胞融合与植物体细胞杂交所用的促融方法的异同。3提示：二者都可以采用离心、振动、电激等物理方法，或者使用化学试剂聚乙二醇进行促融，除上述方法外，动物细胞融合还可以采用灭活的病毒进行促融。思维升华 1操作步骤细胞准备Error! 细胞融合：加促融因子于待融合的细胞之中，诱导融合2杂种细胞选择：利用选择性培养基等，使亲本细胞死亡，而让杂种细胞存活 杂种细胞克隆：对选出的杂种细胞进行克隆，经过培养，

3、就能获得所需要的细胞2过程分析细胞融合的过程包括细胞膜融合、细胞质融合和细胞核融合，其中细胞膜融合是细胞融合的先导，在细胞膜融合中体现出细胞膜具有一定的流动性。1动物细胞融合和植物原生质体融合相比较，特殊性表现在( )A融合的原因 B融合的优点C融合的诱导手段D融合的过程【解析】 动物细胞融合和植物原生质体融合都是为了将不同物种的优良性状集于一体，过程都是先膜融合再质融合，最后核融合，即融合的过程相同；动物细胞融合可以用灭活的病毒诱导，而植物原生质体融合不能用灭活的病毒诱导。【答案】 C2如图所示为细胞融合技术的一些过程：(1)从 A、B 细胞到 C 细胞的过程中，必须用_处理。(2)若 A、

4、B 细胞为植物细胞，那么这样的细胞已经用酶降解脱掉了_，这种酶可能是_酶，由此生成的 A 和 B 细胞称为_。(3)若 A 细胞为骨髓瘤细胞，B 细胞为 B 淋巴细胞，那么 D 细胞称为_细胞，由D 细胞连续分裂产生大量细胞的过程称为_过程。这种细胞既能无限繁殖，又能产生_。(4)若 A 为人细胞，B 为鼠细胞，并分别用红、绿荧光染料标记细胞膜上的蛋白质，在形成 C 细胞时，细胞一半发红色荧光，一半发绿色荧光。到 D 细胞阶段，两种颜色的荧光3均匀分布，请解释原因_。【解析】 此题是对植物体细胞杂交、动物细胞融合以及细胞膜的特性比较全面的考查。植物细胞有细胞壁，阻碍植物体细胞的杂交。因此，植物

5、体细胞杂交的第一步是去掉细胞壁，分离出有活力的原生质体。细胞壁成分主要为纤维素和果胶，所以要用纤维素酶和果胶酶分解植物细胞的细胞壁。第二步就是让不同植物体细胞的原生质体融合，融合必须通过一定的技术手段进行人工诱导。单克隆抗体制备过程需得到化学性质单一、特异性强的抗体。科学家发现，在动物发生免疫过程中，每一个 B 淋巴细胞只分泌一种特异性抗体，要想获得大量的单一抗体，必须用单个 B 淋巴细胞进行克隆，形成细胞群。但在体外培养条件下，一个 B 淋巴细胞不可能无限增殖，这就需要 B 淋巴细胞与骨髓瘤细胞在灭活的仙台病毒或聚乙二醇的诱导下融合，再筛选出杂交瘤细胞。由于杂交瘤细胞继承了双亲细胞的遗传物质

6、，既能分泌特异性抗体，又能大量繁殖。最后考查了细胞膜的结构特点：具有一定的流动性。【答案】 (1)诱导剂 (2)细胞壁 纤维素酶和果胶 原生质体 (3)杂交瘤 克隆 特异性抗体 (4)细胞膜上的蛋白质是可以运动的单 克 隆 抗 体1传统抗体的制备 (1)方法Error!(2)缺点：产量低、纯度低、特异性差。2单克隆抗体的制备(2)解决思路：将 B 淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合为杂交瘤细胞。(3)制备过程：制备产生特异性抗体的 B 淋巴细胞：向免疫小鼠体内注射特定的抗原蛋白，然后从小鼠脾脏细胞内获得相应的 B 淋巴细胞获得杂交瘤细胞Error!4克隆化培养和抗体检测将杂交瘤细胞在体外培养或注射到小鼠

7、腹腔内增殖提取单克隆抗体：从细胞培养液或小鼠腹水中提取(4)单克隆抗体的特点：特异性强、灵敏度高，并可大量制备。合作探讨探讨 ：仔细观察教材 P53图 224，探讨下列问题：1(1)制备单克隆抗体过程中的几种细胞有何特点？提示：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，又能在组织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？提示：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。第二次筛选需先在多孔培养皿上培养，在每个孔只有一个

8、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。探讨 ：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？2是单克隆抗体吗？提示：“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在于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。探讨 ：若不采用动物细胞融合的方法，能否生产出单克隆抗体？试简要说明。3提示：能。可从经免疫的 B 淋巴细胞中获取决定所需抗体的基因(目的基因)，导入骨髓瘤细胞，然后培养骨髓瘤细胞并从培养液

9、中提取分泌物，便可得到单克隆抗体。思维升华1技术手段：人工免疫、动物细胞培养、动物细胞融合。2制备流程：53两种抗体的比较：名称产生特点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，能大量制备4.三种细胞的比较：细胞类型来源特点浆细胞由 B 淋巴细胞受抗原刺激后增殖分化而来能产生单一抗体，但不能无限增殖骨髓瘤细胞从骨髓肿瘤中提取能无限增殖，但不能产生抗体杂交瘤细胞浆细胞与骨髓瘤细胞融合而成既能产生抗体，又能无限增殖5.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

10、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。 1下图是单克隆抗体制备过程示意图，其中过程注射的物质和 A 细胞的名称分别是( )A抗体、T 淋巴细胞6B抗原、T 淋巴细胞C抗体、B 淋巴细胞D抗原、B 淋巴细胞【解析】 过程注射的物质是特定的抗原，A 细胞为免疫过的 B 淋巴细胞。【答案】 D2下图表示用生物工程制备人抗 A 抗体的过程。请回答下列问题。(1)人的红细胞膜表面有被称为凝集原的特

11、异_；从免疫学角度看，这种凝集原是_。(2)图中细胞 1 是小鼠体内注入人 A 型血红细胞后而获得的_细胞，这种细胞具有产生_的特点，但难以在体外培养。甲培养皿中培养的细胞 2 是从患骨髓瘤的小鼠体内获取的骨髓瘤细胞，这种细胞在体外培养时能_，但不会产生抗体。(3)为了能充分发挥上述两种细胞各自的特点，经特殊处理，在促细胞融合因子的作用下，使两种细胞发生融合，形成图中的细胞 3，这种细胞称为_。把它在乙培养皿中进行培养，则能产生大量的细胞群，这种方法称为_。(4)过程的主要目的是_。通过过程或的培养方法能产生大量_抗体。【解析】 (1)红细胞表面的凝集原与细胞识别有关，其化学本质是糖蛋白。从免

12、疫学角度看是抗原。(2)小鼠受到抗原刺激后能产生 B 淋巴细胞，这种细胞能产生单一抗体，但不能增殖，骨髓瘤细胞能无限增殖但不能产生抗体。(3)通过动物细胞融合的方式可以获得杂交瘤细胞，产生单克隆抗体。(4)过程的目的是筛选出能产生单一抗 A 抗体的杂交瘤细胞，通过或可大量产生7抗 A 单克隆抗体。【答案】 (1)糖蛋白 抗原(2)B 淋巴 单一的抗 A 抗体(或单一的特异性抗体) 快速大量增殖(3)杂交瘤细胞 单克隆(4)筛选出能产生单一抗 A 抗体的杂交瘤细胞 抗 A 单克隆1下列关于动物细胞融合的说法，错误的是( )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

13、动物细胞融合需要用纤维素酶处理C动物细胞融合时需要人工诱导D常用的诱导动物细胞融合的因素有：聚乙二醇、灭活的病毒、电激等【解析】 动物细胞融合是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。动物细胞无细胞壁，所以诱导融合前不需要用纤维素酶处理。动物细胞融合需要人工诱导融合，诱导因素包括聚乙二醇、灭活的病毒、电激等。【答案】 B2关于单克隆抗体制备过程的叙述，正确的是( )【导学号：72240025】A可直接从动物体内获取 B 淋巴细胞进行培养B杂交瘤细胞具有 B 淋巴细胞和骨髓瘤细胞的双重特点C用灭活病毒诱导融合后形成的融合细胞即可产生单克隆抗体D经选择培养基筛选出来的杂交瘤细胞即可用于单克隆抗

14、体的生产【解析】 将骨髓瘤细胞与免疫后的 B 淋巴细胞融合，经过选择培养基的筛选得到杂交瘤细胞，并经专一抗体检测后，培养能产生特定抗体的杂交瘤细胞，即可得到单克隆抗体。杂交瘤细胞具有骨髓瘤细胞无限增殖的特点和 B 淋巴细胞产生特异性抗体的特点。诱导融合后可能会形成三种融合细胞，即同种细胞融合(BB 融合细胞、瘤瘤融合细胞)、不同种细胞融合(B瘤融合细胞)，故需要进一步筛选。【答案】 B3利用细胞工程方法，以埃博拉病毒核衣壳蛋白为抗原制备出单克隆抗体。下列有关单克隆抗体的叙述，正确的是( )A用纯化的核衣壳蛋白反复注射到小鼠体内，产生的血清抗体为单克隆抗体B体外培养单个浆细胞可以获得大量针对埃博

15、拉病毒的单克隆抗体C将等量浆细胞和骨髓瘤细胞混合，经 PEG 诱导融合后的细胞均为杂交瘤细胞D利用该单克隆抗体与埃博拉病毒核衣壳蛋白特异性结合的方法可诊断出埃博拉病毒8感染者【解析】 由于血清抗体不是单一抗原刺激 B 淋巴细胞增殖分化的浆细胞产生和分泌的，故纯度低，特异性差，不是单克隆抗体，故 A 错误；由于浆细胞不增殖，故培养单个浆细胞不能获得大量的单克隆抗体，B 错误；将等量浆细胞和骨髓瘤细胞混合后，诱导融合的细胞不一定为杂交瘤细胞，还有浆细胞和瘤细胞自身融合的细胞，故 C 错误；单克隆抗体可用于诊断疾病，原理是抗原抗体杂交的方法，D 正确。【答案】 D4下图为细胞融合的简略过程(只考虑两

16、个细胞的融合)，请据图回答：.若 A、B 是基因型分别为 rrHH、RRhh 两个烟草品种细胞的花粉，且这两对基因位于非同源染色体上，由于一对隐性纯合基因(rr 或 hh)的作用，在光照强度大于 800 勒克斯时，都不能生长。(1)实验开始时必须用_除去不利于原生质体融合的物质。(2)实验中除获得杂种细胞外，还有基因型为_的融合细胞。(3)设计一方法(不考虑机械方法)，从培养液中分离出杂种细胞，方法：_。(4)将杂种细胞培养成杂种植株依据的理论基础是_。.若该过程是制备治疗人禽流感的单克隆抗体，A 为人浆细胞(染色体组成为2AXX46)，B 为鼠骨髓瘤细胞(染色体组成为 2AXX40)。(5)

17、用单克隆抗体制成“生物导弹”主要利用了抗体的_特性。(6)A 细胞来自_，杂种细胞 C 共有_个染色体组，_对同源染色体。(7)杂交瘤细胞在体外培养时与植物组织培养的主要区别是培养基要用_培养基，培养基中除了添加必要的营养物质外还需加入含天然成分的_。【解析】 (1)植物细胞具有细胞壁，无法直接融合，需要用纤维素酶和果胶酶将细胞壁分解后形成原生质体才可以实现融合。(2)花粉细胞的基因型有两种 rH、Rh，所以两两融合的细胞有三种基因型rrHH、RRhh、RrHh，其中 RrHh 为杂种细胞。(3)据题意可知，融合细胞 rrHH、RRhh 在大于 800 勒克斯光照下不能生长，只有杂种细胞 Rr

18、Hh 能在大于 800 勒克斯光照下培养，会增殖、分化。9(4)利用植物组织培养技术可以将植物杂种细胞培养到杂种植株，其理论基础是植物细胞的全能性。(5)利用单克隆抗体的特异性强、灵敏度高的特点，将药物与单克隆抗体结合，制成“生物导弹” ，可以直接把药物送达病灶。(6)在禽流感患者体内存在禽流感抗体，可以从患者脾脏内提取浆细胞。杂种细胞 C 是细胞 A 和细胞 B 融合而来，所以会具有 4 个染色体组(人的 2 个鼠的 2 个)，43 对同源染色体(人的 23 对鼠的 20 对)。(7)动物细胞培养用的是液体培养基，而植物组织培养用的是固体培养基。动物细胞培养基中除各种营养成分外，还要加入特有

19、的天然成分动物血清、血浆。【答案】 (1)纤维素酶和果胶酶 (2)rrHH、RRhh (3)置于大于 800 勒克斯光照下培养，收集分化的细胞团 (4)植物细胞的全能性 (5)特异性强、灵敏度高 (6)禽流感患者 4 43 (7)液体 动物血清、血浆课堂小结：网络构建核心回扣1.动物细胞融合也称细胞杂交，是两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。2动物细胞融合突破了有性杂交的局限，使远缘杂交成为可能。3传统抗体的特点是产量低、纯度低、特异性差。4杂交瘤细胞的特点是无限增殖、产生单克隆抗体；单克隆抗体的优点是灵敏度高、特异性强、产量大。5单克隆抗体与化学药物结合制成“生物导弹”，主要用于治疗癌症，也有少量用于其他疾病的治疗。