2018版高中生物 第2章 細(xì)胞工程 2.2 動(dòng)物細(xì)胞工程 2.2.2 動(dòng)物細(xì)胞融合與單克隆抗體學(xué)案 新人教版選修3.doc

2.2.2動(dòng)物細(xì)胞融合與單克隆抗體1掌握動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)及應(yīng)用。(重點(diǎn))2簡述單克隆抗體的制備。(重、難點(diǎn))動(dòng) 物 細(xì) 胞 融 合1概念：動(dòng)物細(xì)胞融合也稱細(xì)胞雜交，是指兩個(gè)或多個(gè)動(dòng)物細(xì)胞結(jié)合形成一個(gè)細(xì)胞的過程。2原理：細(xì)胞膜的流動(dòng)性。3誘導(dǎo)融合的三種方法(1)物理法：例如電激等。(2)化學(xué)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(gè)細(xì)胞細(xì)胞膜融合細(xì)胞核融合有絲分裂兩個(gè)完整的雜交細(xì)胞。5意義：突破了有性雜交方法的局限，使遠(yuǎn)緣雜交成為可能。探討：動(dòng)物細(xì)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(xì)胞膜的流動(dòng)性。探討：動(dòng)物細(xì)胞完成融合的標(biāo)志是什么？提示：動(dòng)物細(xì)胞融合時(shí)，先是細(xì)胞膜發(fā)生融合，然后是細(xì)胞核的融合。當(dāng)兩個(gè)細(xì)胞核融合后形成具有單核的雜交細(xì)胞，則標(biāo)志著動(dòng)物細(xì)胞融合的完成。探討：比較動(dòng)物細(xì)胞融合與植物體細(xì)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(dòng)、電激等物理方法，或者使用化學(xué)試劑聚乙二醇進(jìn)行促融，除上述方法外，動(dòng)物細(xì)胞融合還可以采用滅活的病毒進(jìn)行促融。1操作步驟細(xì)胞準(zhǔn)備細(xì)胞融合：加促融因子于待融合的細(xì)胞之中，誘導(dǎo)融合雜種細(xì)胞選擇：利用選擇性培養(yǎng)基等，使親本細(xì)胞死亡，而讓雜種細(xì)胞存活雜種細(xì)胞克?。簩x出的雜種細(xì)胞進(jìn)行克隆，經(jīng)過培養(yǎng)，就能獲得所需要的細(xì)胞2過程分析細(xì)胞融合的過程包括細(xì)胞膜融合、細(xì)胞質(zhì)融合和細(xì)胞核融合，其中細(xì)胞膜融合是細(xì)胞融合的先導(dǎo)，在細(xì)胞膜融合中體現(xiàn)出細(xì)胞膜具有一定的流動(dòng)性。1動(dòng)物細(xì)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(diǎn)C融合的誘導(dǎo)手段D融合的過程【解析】動(dòng)物細(xì)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(dòng)物細(xì)胞融合可以用滅活的病毒誘導(dǎo)，而植物原生質(zhì)體融合不能用滅活的病毒誘導(dǎo)。【答案】C2如圖所示為細(xì)胞融合技術(shù)的一些過程：(1)從A、B細(xì)胞到C細(xì)胞的過程中，必須用_處理。(2)若A、B細(xì)胞為植物細(xì)胞，那么這樣的細(xì)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(xì)胞稱為_。(3)若A細(xì)胞為骨髓瘤細(xì)胞，B細(xì)胞為B淋巴細(xì)胞，那么D細(xì)胞稱為_細(xì)胞，由D細(xì)胞連續(xù)分裂產(chǎn)生大量細(xì)胞的過程稱為_過程。這種細(xì)胞既能無限繁殖，又能產(chǎn)生_。(4)若A為人細(xì)胞，B為鼠細(xì)胞，并分別用紅、綠熒光染料標(biāo)記細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)，在形成C細(xì)胞時(shí)，細(xì)胞一半發(fā)紅色熒光，一半發(fā)綠色熒光。到D細(xì)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(xì)胞雜交、動(dòng)物細(xì)胞融合以及細(xì)胞膜的特性比較全面的考查。植物細(xì)胞有細(xì)胞壁，阻礙植物體細(xì)胞的雜交。因此，植物體細(xì)胞雜交的第一步是去掉細(xì)胞壁，分離出有活力的原生質(zhì)體。細(xì)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(xì)胞的細(xì)胞壁。第二步就是讓不同植物體細(xì)胞的原生質(zhì)體融合，融合必須通過一定的技術(shù)手段進(jìn)行人工誘導(dǎo)。單克隆抗體制備過程需得到化學(xué)性質(zhì)單一、特異性強(qiáng)的抗體。科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，在動(dòng)物發(fā)生免疫過程中，每一個(gè)B淋巴細(xì)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(gè)B淋巴細(xì)胞進(jìn)行克隆，形成細(xì)胞群。但在體外培養(yǎng)條件下，一個(gè)B淋巴細(xì)胞不可能無限增殖，這就需要B淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞在滅活的仙臺(tái)病毒或聚乙二醇的誘導(dǎo)下融合，再篩選出雜交瘤細(xì)胞。由于雜交瘤細(xì)胞繼承了雙親細(xì)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(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：具有一定的流動(dòng)性?！敬鸢浮?1)誘導(dǎo)劑(2)細(xì)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(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)是可以運(yùn)動(dòng)的單 克 隆 抗 體1傳統(tǒng)抗體的制備 (1)方法(2)缺點(diǎn)：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(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合為雜交瘤細(xì)胞。(3)制備過程：制備產(chǎn)生特異性抗體的B淋巴細(xì)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(xì)胞內(nèi)獲得相應(yīng)的B淋巴細(xì)胞獲得雜交瘤細(xì)胞克隆化培養(yǎng)和抗體檢測將雜交瘤細(xì)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(xì)胞培養(yǎng)液或小鼠腹水中提取(4)單克隆抗體的特點(diǎn)：特異性強(qiáng)、靈敏度高，并可大量制備。探討：仔細(xì)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(xì)胞有何特點(diǎn)？提示：免疫的B淋巴細(xì)胞：能產(chǎn)生單一抗體，但不能無限增殖。骨髓瘤細(xì)胞：能無限增殖，不能產(chǎn)生抗體。雜交瘤細(xì)胞：既能產(chǎn)生特定的抗體，又能在組織培養(yǎng)條件下進(jìn)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(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合之后，篩選出只有B淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合的雜種細(xì)胞。第二次篩選需先在多孔培養(yǎng)皿上培養(yǎng)，在每個(gè)孔只有一個(gè)雜交瘤細(xì)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(xì)胞群。探討：用單克隆抗體及相關(guān)物質(zhì)制成的“生物導(dǎo)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(dǎo)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(xì)胞所在位置，借助其導(dǎo)向作用，在原位殺死癌細(xì)胞，這樣既不損傷正常細(xì)胞，又減少了用藥劑量。因此，“生物導(dǎo)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(dòng)物細(xì)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(xì)胞中獲取決定所需抗體的基因(目的基因)，導(dǎo)入骨髓瘤細(xì)胞，然后培養(yǎng)骨髓瘤細(xì)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(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)、動(dòng)物細(xì)胞融合。2制備流程：3兩種抗體的比較：名稱產(chǎn)生特點(diǎn)血清抗體由漿細(xì)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(xì)胞分泌特異性強(qiáng)，靈敏度高，能大量制備4.三種細(xì)胞的比較：細(xì)胞類型來源特點(diǎn)漿細(xì)胞由B淋巴細(xì)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(xì)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(xì)胞漿細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)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(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合之后，篩選出雜交瘤細(xì)胞，淘汰未融合細(xì)胞和同種細(xì)胞融合而成的細(xì)胞。(2)第二次篩選需先在多孔培養(yǎng)板上培養(yǎng)，在每個(gè)孔只有一個(gè)雜交瘤細(xì)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(xì)胞群。由于該細(xì)胞群是由單個(gè)雜交瘤細(xì)胞克隆來的，所以產(chǎn)生的抗體一定是化學(xué)性質(zhì)單一、特異性強(qiáng)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(zhì)和A細(xì)胞的名稱分別是()A抗體、T淋巴細(xì)胞B抗原、T淋巴細(xì)胞C抗體、B淋巴細(xì)胞D抗原、B淋巴細(xì)胞【解析】過程注射的物質(zhì)是特定的抗原，A細(xì)胞為免疫過的B淋巴細(xì)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(xì)胞膜表面有被稱為凝集原的特異_；從免疫學(xué)角度看，這種凝集原是_。(2)圖中細(xì)胞1是小鼠體內(nèi)注入人A型血紅細(xì)胞后而獲得的_細(xì)胞，這種細(xì)胞具有產(chǎn)生_的特點(diǎn)，但難以在體外培養(yǎng)。甲培養(yǎng)皿中培養(yǎng)的細(xì)胞2是從患骨髓瘤的小鼠體內(nèi)獲取的骨髓瘤細(xì)胞，這種細(xì)胞在體外培養(yǎng)時(shí)能_，但不會(huì)產(chǎn)生抗體。(3)為了能充分發(fā)揮上述兩種細(xì)胞各自的特點(diǎn)，經(jīng)特殊處理，在促細(xì)胞融合因子的作用下，使兩種細(xì)胞發(fā)生融合，形成圖中的細(xì)胞3，這種細(xì)胞稱為_。把它在乙培養(yǎng)皿中進(jìn)行培養(yǎng)，則能產(chǎn)生大量的細(xì)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(chǎn)生大量_抗體?！窘馕觥?1)紅細(xì)胞表面的凝集原與細(xì)胞識別有關(guān)，其化學(xué)本質(zhì)是糖蛋白。從免疫學(xué)角度看是抗原。(2)小鼠受到抗原刺激后能產(chǎn)生B淋巴細(xì)胞，這種細(xì)胞能產(chǎn)生單一抗體，但不能增殖，骨髓瘤細(xì)胞能無限增殖但不能產(chǎn)生抗體。(3)通過動(dòng)物細(xì)胞融合的方式可以獲得雜交瘤細(xì)胞，產(chǎn)生單克隆抗體。(4)過程的目的是篩選出能產(chǎn)生單一抗A抗體的雜交瘤細(xì)胞，通過或可大量產(chǎn)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(xì)胞單克隆(4)篩選出能產(chǎn)生單一抗A抗體的雜交瘤細(xì)胞抗A單克隆1下列關(guān)于動(dòng)物細(xì)胞融合的說法，錯(cuò)誤的是()A動(dòng)物細(xì)胞融合也稱細(xì)胞雜交，是指兩個(gè)或多個(gè)動(dòng)物細(xì)胞結(jié)合形成一個(gè)細(xì)胞的過程B動(dòng)物細(xì)胞融合需要用纖維素酶處理C動(dòng)物細(xì)胞融合時(shí)需要人工誘導(dǎo)D常用的誘導(dǎo)動(dòng)物細(xì)胞融合的因素有：聚乙二醇、滅活的病毒、電激等【解析】動(dòng)物細(xì)胞融合是指兩個(gè)或多個(gè)動(dòng)物細(xì)胞結(jié)合形成一個(gè)細(xì)胞的過程。動(dòng)物細(xì)胞無細(xì)胞壁，所以誘導(dǎo)融合前不需要用纖維素酶處理。動(dòng)物細(xì)胞融合需要人工誘導(dǎo)融合，誘導(dǎo)因素包括聚乙二醇、滅活的病毒、電激等?！敬鸢浮緽2關(guān)于單克隆抗體制備過程的敘述，正確的是()【導(dǎo)學(xué)號：72240025】A可直接從動(dòng)物體內(nèi)獲取B淋巴細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)B雜交瘤細(xì)胞具有B淋巴細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞的雙重特點(diǎn)C用滅活病毒誘導(dǎo)融合后形成的融合細(xì)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(xì)胞即可用于單克隆抗體的生產(chǎn)【解析】將骨髓瘤細(xì)胞與免疫后的B淋巴細(xì)胞融合，經(jīng)過選擇培養(yǎng)基的篩選得到雜交瘤細(xì)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(xì)胞，即可得到單克隆抗體。雜交瘤細(xì)胞具有骨髓瘤細(xì)胞無限增殖的特點(diǎn)和B淋巴細(xì)胞產(chǎn)生特異性抗體的特點(diǎn)。誘導(dǎo)融合后可能會(huì)形成三種融合細(xì)胞，即同種細(xì)胞融合(BB融合細(xì)胞、瘤瘤融合細(xì)胞)、不同種細(xì)胞融合(B瘤融合細(xì)胞)，故需要進(jìn)一步篩選?！敬鸢浮緽3利用細(xì)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(fù)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(gè)漿細(xì)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(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞混合，經(jīng)PEG誘導(dǎo)融合后的細(xì)胞均為雜交瘤細(xì)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(xì)胞增殖分化的漿細(xì)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(cuò)誤；由于漿細(xì)胞不增殖，故培養(yǎng)單個(gè)漿細(xì)胞不能獲得大量的單克隆抗體，B錯(cuò)誤；將等量漿細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞混合后，誘導(dǎo)融合的細(xì)胞不一定為雜交瘤細(xì)胞，還有漿細(xì)胞和瘤細(xì)胞自身融合的細(xì)胞，故C錯(cuò)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(xì)胞融合的簡略過程(只考慮兩個(gè)細(xì)胞的融合)，請據(jù)圖回答：.若A、B是基因型分別為rrHH、RRhh兩個(gè)煙草品種細(xì)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(qiáng)度大于800勒克斯時(shí)，都不能生長。(1)實(shí)驗(yàn)開始時(shí)必須用_除去不利于原生質(zhì)體融合的物質(zhì)。(2)實(shí)驗(yàn)中除獲得雜種細(xì)胞外，還有基因型為_的融合細(xì)胞。(3)設(shè)計(jì)一方法(不考慮機(jī)械方法)，從培養(yǎng)液中分離出雜種細(xì)胞，方法：_。(4)將雜種細(xì)胞培養(yǎng)成雜種植株依據(jù)的理論基礎(chǔ)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(xì)胞(染色體組成為2AXX46)，B為鼠骨髓瘤細(xì)胞(染色體組成為2AXX40)。(5)用單克隆抗體制成“生物導(dǎo)彈”主要利用了抗體的_特性。(6)A細(xì)胞來自_，雜種細(xì)胞C共有_個(gè)染色體組，_對同源染色體。(7)雜交瘤細(xì)胞在體外培養(yǎng)時(shí)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(xì)胞具有細(xì)胞壁，無法直接融合，需要用纖維素酶和果膠酶將細(xì)胞壁分解后形成原生質(zhì)體才可以實(shí)現(xiàn)融合。(2)花粉細(xì)胞的基因型有兩種rH、Rh，所以兩兩融合的細(xì)胞有三種基因型rrHH、RRhh、RrHh，其中RrHh為雜種細(xì)胞。(3)據(jù)題意可知，融合細(xì)胞rrHH、RRhh在大于800勒克斯光照下不能生長，只有雜種細(xì)胞RrHh能在大于800勒克斯光照下培養(yǎng)，會(huì)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(xì)胞培養(yǎng)到雜種植株，其理論基礎(chǔ)是植物細(xì)胞的全能性。(5)利用單克隆抗體的特異性強(qiáng)、靈敏度高的特點(diǎn)，將藥物與單克隆抗體結(jié)合，制成“生物導(dǎo)彈”，可以直接把藥物送達(dá)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(xì)胞。雜種細(xì)胞C是細(xì)胞A和細(xì)胞B融合而來，所以會(huì)具有4個(gè)染色體組(人的2個(gè)鼠的2個(gè))，43對同源染色體(人的23對鼠的20對)。(7)動(dòng)物細(xì)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(dòng)物細(xì)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(dòng)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(xì)胞團(tuán)(4)植物細(xì)胞的全能性(5)特異性強(qiáng)、靈敏度高(6)禽流感患者443(7)液體動(dòng)物血清、血漿課堂小結(jié)：網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建核心回扣1.動(dòng)物細(xì)胞融合也稱細(xì)胞雜交，是兩個(gè)或多個(gè)動(dòng)物細(xì)胞結(jié)合形成一個(gè)細(xì)胞的過程。2動(dòng)物細(xì)胞融合突破了有性雜交的局限，使遠(yuǎn)緣雜交成為可能。3傳統(tǒng)抗體的特點(diǎn)是產(chǎn)量低、純度低、特異性差。4雜交瘤細(xì)胞的特點(diǎn)是無限增殖、產(chǎn)生單克隆抗體；單克隆抗體的優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高、特異性強(qiáng)、產(chǎn)量大。5單克隆抗體與化學(xué)藥物結(jié)合制成“生物導(dǎo)彈”，主要用于治療癌癥，也有少量用于其他疾病的治療。