新教材2023版高中生物第2章细胞工程第2节动物细胞工程第2课时动物细胞融合技术与单克鹿体课件新人教版选择性必修3

第2课时动物细胞融合技术与单克隆抗体课前自主预习案课堂互动探究案课前自主预习案知识梳理·填准记牢——自主·预习·先知知识点一动物细胞融合技术1．概念使____________________结合形成一个细胞的技术。2．诱导原理和结果(1)诱导原理：________________。(2)诱导结果：形成________细胞。3．诱导方法：____________法、电融合法和____________法等。两个或多个动物细胞细胞膜的流动性杂交PEG融合灭活病毒诱导4．意义：突破了_________的局限，使_________成为可能。5．动物细胞融合技术的应用(1)成为研究__________、__________、肿瘤和培育生物新品种等的重要手段。(2)用于制备____________。有性杂交远缘杂交细胞遗传细胞免疫单克隆抗体知识点二单克隆抗体及其应用1．制备原理(1)B淋巴细胞的特点：一种B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体。(2)骨髓瘤细胞的特点：能在体外大量________。(3)杂交瘤细胞的特点：B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合得到的杂交瘤细胞，既能__________又能产生大量__________。增殖无限增殖特定抗体2．制备过程骨髓瘤杂交瘤细胞产生所需抗体3．单克隆抗体的优点能准确地识别______________，与特定抗原发生特异性结合，并且可以_________。4．单克隆抗体的应用(1)作为________，具有准确、高效、简易、快速的优点。(2)用于________和__________。抗原的细微差异大量制备诊断试剂治疗疾病运载药物知识应用·强化落实——效果·检测·定向判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”)1．动物细胞融合过程中既有细胞膜融合也有核的融合。 (

)2．与植物原生质体融合相比，动物细胞融合特有的诱导因素有聚乙二醇、灭活的病毒。 (

)3．用特定的抗原对小鼠进行免疫后，从小鼠脾脏中只能得到一种B淋巴细胞。 (

)√×

提示：动物细胞融合特有的诱导因素为灭活的病毒。×

提示：免疫后的小鼠从脾脏中获取的是多种B淋巴细胞。4．单克隆抗体是单个B淋巴细胞增殖并产生的抗体。 (

)5．单克隆抗体制备过程中的两次筛选目的相同。 (

)6．动物细胞融合的结果是形成单核的杂种细胞，植物体细胞杂交的结果是得到杂种植株。(

)×

提示：单克隆抗体是杂交瘤细胞产生的抗体。×

提示：第一次筛选的目的是获得杂交瘤细胞，而第二次筛选是为了获得能分泌所需抗体的杂交瘤细胞。√7．杂交瘤细胞的培养可以采取体内培养和体外培养两种方式。(

)8．单克隆抗体制备过程中，需要进行多次细胞培养，如骨髓瘤细胞的培养、不同杂交细胞的培养、杂交瘤细胞的培养等。(

)9．单克隆抗体由于特异性和导向性强而被誉为“生物导弹”。(

)√√×

提示：利用单克隆抗体的导向性强的特点，将抗癌药物连接在单克隆抗体上，形成生物导弹。课堂互动探究案课程标准1.阐明动物细胞融合是指通过物理、化学或生物学等手段，使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。2．概述细胞融合技术是单克隆抗体制备的重要技术。

素养达成1.以细胞结构与功能为基础，理解动物细胞融合的内涵。(生命观念)2．结合具体实例，以流程图的形式表示单克隆抗体的制备过程。(科学思维)3．说明单克隆抗体的特点及应用。(社会责任)设疑激趣新冠肺炎治疗征集康复患者捐献血浆用于重症患者治疗的目的是什么？如何提高血浆中新冠肺炎治疗抗体的产量？夯基提能·分层突破——互动·探究·智涂学习主题一动物细胞融合技术活动1阅读教材P48内容，思考回答下列问题：1．动物细胞融合与植物原生质体融合所依据的原理是什么？

2．动物细胞完成融合的标志是什么？

提示：细胞膜的流动性。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。3．比较动物细胞融合与植物体细胞杂交所用的促融方法有何异同。

4．什么是灭活？灭活病毒诱导融合的原理是什么？

提示：二者都可以采用电融合法、离心法等物理方法，或者使用聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2＋—高pH融合法等化学方法进行促融，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。提示：灭活是指用物理或化学手段使病毒或细菌失去感染能力，但是并不破坏这些病原体的抗原结构。灭活病毒诱导细胞融合的原理是病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能够与细胞膜上的糖蛋白发生作用，使细胞互相凝聚，细胞膜上的蛋白质分子和脂质分子重新排布，细胞膜打开，细胞发生融合。5．融合后的细胞能否直接使用，为什么？

6．不灭活的病毒能否作为诱导剂？

提示：不可以，还需要进一步筛选。因为诱导融合后形成的融合细胞有多种，需要筛选出所需要的杂交细胞。提示：不能。用病毒作为诱导剂时，必须事先灭活，使病毒失去感染和增殖能力，但不破坏病毒的抗原结构，而不灭活的病毒会感染细胞。活动2结合下面动物细胞融合的过程，探究下列问题：1．融合过程：细胞膜融合→细胞质融合→________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：融合形成的杂种细胞具有两种细胞的遗传信息，通过动物细胞培养，杂种细胞表现出两个__________的特点。细胞核一定的流动性亲本细胞[易错警示]病毒在生物技术中的应用(1)灭活的病毒能作为诱导剂，不灭活的病毒不能作为诱导剂。(2)病毒在不同过程或操作中的“身份”不同。在免疫调节中病毒属于抗原；在基因工程中可作为载体；在细胞工程中可作为诱导剂。1.融合的原理与过程(1)原理：细胞膜的流动性。(2)过程：动物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，细胞融合的实质是核融合。动物细胞融合完成的标志是两个或多个细胞核融合为一个细胞核。2．融合的结果形成单核杂交细胞，具有原来两个或多个细胞的遗传信息，可表现出两个或多个亲本细胞的特点。3．动物细胞融合与植物体细胞杂交的比较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性、细胞的全能性细胞膜的流动性、细胞的增殖融合前处理先除去细胞壁先使细胞分散开使用的酶纤维素酶和果胶酶胰蛋白酶或胶原蛋白酶诱导手段物理法：电融合法、离心法化学法：PEG融合法、高Ca2＋—高pH融合法除物理法和化学法外，也可用灭活的病毒诱导过程

结果杂种植株杂交细胞应用培育植物新品种主要用于制备单克隆抗体意义克服了远缘杂交不亲和的障碍，打破了生殖隔离，扩展了用于杂交的亲本组合4.生物工程技术产生后代个体的遗传物质或基因来源(1)转基因生物：目的基因来自外源生物，绝大多数基因来自两个亲本。(2)杂种植株：遗传物质来自融合的两个亲本细胞。(3)经细胞培养获得的动物细胞：遗传物质只来自一个亲本。(4)动物细胞融合形成的杂交细胞：遗传物质来自融合的两个亲本细胞。(5)克隆动物：细胞核中的遗传物质来自供体动物，细胞质中的遗传物质来自提供卵母细胞的动物个体。1．(学业水平一、二)诱导动物体细胞融合的方法中，一般不用于植物的是(

)A.电刺激

B．离心C.聚乙二醇

D．病毒答案：D解析：诱导植物原生质体融合的方法包括物理法(电融合法、离心法等)和化学法(聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2＋—高pH融合法等)，而诱导动物细胞融合的方法包括物理法(电融合法、离心法等)、化学法(聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2＋—高pH融合法等)和生物法(灭活的病毒)。因此，诱导动物体细胞融合的方法中，一般不用于植物的是灭活的病毒。2．(学业水平一、二)植物体细胞杂交和动物细胞融合比较，正确的是(

)A.诱导融合的方法完全相同B.所用的技术手段基本相同C.所采用的原理完全相同D.都能形成杂种细胞答案：D解析：植物体细胞杂交诱导融合的方法有物理法和化学法，动物细胞融合的诱导方法有物理法、化学法和生物法，A错误；两者所用的技术手段不相同，植物体细胞杂交还需要采用植物组织培养技术，而动物细胞融合不需要，B错误；两者所采用的原理不完全相同，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，而动物细胞融合的原理是细胞膜的流动性，C错误；两者都能形成杂种细胞，D正确。3．(学业水平三)下列有关动物细胞融合叙述错误的是(

)A.指两个或多个细胞融合成一个细胞的现象B.可以在基因型相同或不同的细胞间进行C.动物的体细胞融合通常伴随一次减数分裂D.其原理是细胞膜具有一定的流动性答案：C解析：动物细胞融合技术是指使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术，融合后形成具有原来两个或多个细胞遗传信息的杂交细胞，A正确；动物细胞融合可以在基因型相同或不同的细胞间进行，B正确；动物的体细胞融合不涉及减数分裂，C错误；由于细胞膜具有一定的流动性，所以通过一定的手段进行诱导，可使动物细胞融合，D正确。4．(学业水平三、四，不定项选择)如图为细胞融合的示意图，下列叙述正确的是(

)A.若a细胞和b细胞是植物细胞，需先去分化再诱导融合B.a细胞和b细胞之间的融合需要促融处理后才能实现C.c细胞的形成与a、b细胞膜的流动性有关D.c细胞将同时表达a细胞和b细胞中的所有基因答案：BC解析：若a、b细胞为植物细胞，则需要去除细胞壁，但不需要去分化，A项错误；两细胞融合需要用物理法或化学法等使其融合，其融合过程体现了细胞膜具有一定的流动性，B、C项正确；融合后的杂交细胞中的基因仍是选择性表达，不会表达全部的基因，D项错误。学习主题二单克隆抗体及其应用活动1下图为单克隆抗体制备的流程(顺序已被打乱)，请据图分析：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．在单克隆抗体制备的过程中，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______________________。

提示：提示：既能迅速大量增殖，又能产生抗体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：_____________________________________________________。动物细胞融合动物细胞培养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5．图中B注射的物质是什么？其目的是什么？

6．在获取D细胞的过程中，筛选淘汰了哪些细胞？

提示：注射特定抗原；目的是刺激机体发生免疫应答，从而产生相应的B淋巴细胞。提示：未融合的细胞和同种细胞融合后形成的细胞(“BB”细胞、“瘤瘤”细胞)都会被淘汰，只有融合的杂交瘤细胞(“B瘤”细胞)才能生长。活动2阅读教材P49内容，思考回答下列问题：1．为什么要对小鼠注射抗原？

2．B淋巴细胞和骨髓瘤细胞经聚乙二醇处理后，培养液中存在哪几种细胞(杂交细胞仅考虑两两融合)?

提示：为了获得能产生相应抗体的B淋巴细胞。提示：未融合的B淋巴细胞、未融合的骨髓瘤细胞、B—B融合细胞、瘤—瘤融合细胞、B—瘤融合细胞(杂交瘤细胞)。3．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？是单克隆抗体吗？

4．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。

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。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中提取分泌物，便可得到单克隆抗体。[易错警示](1)除了受到注射的抗原的刺激外，小鼠在生活过程中还可能受到其他抗原的刺激，因此从小鼠体内取出的多个B淋巴细胞可能产生多种不同的抗体，所以进行第二次筛选是非常必要的。(2)可利用抗体与抗原的特异性结合原理检测杂交瘤细胞是否产生了所需抗体。杂交瘤细胞产生的特异性抗体是一种分泌蛋白，能够和特定的抗原结合，产生特定的反应，因此可用来检测抗体的产生。[知识拓展]“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的位置，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。1.制备流程2．单克隆抗体制备过程的关键分析(1)对动物免疫的原因：B淋巴细胞要经过免疫过程，即接触抗原，增殖分化为有特异性免疫功能的B淋巴细胞，才能产生相应的抗体。(2)杂交瘤细胞具备双亲的遗传物质，不仅具有产生特异性抗体的能力，还具有骨髓瘤细胞在体外培养条件下大量增殖的能力，从而可以克服单纯B淋巴细胞不能无限增殖的缺点，而大量生产单克隆抗体。3．已免疫的B淋巴细胞、骨髓瘤细胞和杂交瘤细胞的比较细胞类型来源特点已免疫的B淋巴细胞由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已免疫的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合而成既能产生抗体，又能无限增殖4.制备单克隆抗体过程中两次筛选的方法及目的项目第一次筛选第二次筛选筛选原因诱导融合后得到多种杂交细胞，另外还有未融合的细胞由于小鼠在生活中还受到其他抗原的刺激，所以需经过选择性培养筛选方法用特定的选择培养基筛选：未融合的细胞和同种细胞融合后形成的细胞(“BB”细胞、“瘤瘤”细胞)都会死亡，只有融合的杂交瘤细胞(“B瘤”细胞)才能生长用多孔培养板培养，在每个孔只有一个杂交瘤细胞的情况下开始克隆化培养和抗体检测，经多次筛选得到能产生特异性抗体的细胞群筛选目的得到杂交瘤细胞得到能分泌所需抗体的杂交瘤细胞5.血清抗体与单克隆抗体的比较项目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1．(学业水平一、二)下列关于单克隆抗体制备过程的叙述，错误的是(

)A．获得B细胞之前需给动物注射特定的抗原B．分离出的B细胞应与骨髓瘤细胞融合C．需要从融合的细胞中筛选出杂交瘤细胞D．得到的所有杂交瘤细胞产生的抗体均相同答案：D解析：单克隆抗体制备之前，需给动物注射特定抗原，以便获得所需的B细胞，A正确；分离出来的B细胞应与骨髓瘤细胞融合，B正确；B细胞与骨髓瘤细胞融合，只考虑细胞两两融合，形成的融合细胞就有B细胞自身融合细胞、骨髓瘤细胞自身融合细胞、杂交瘤细胞，需要从中筛选出杂交瘤细胞，C正确；动物体内存在多种B细胞，从小鼠体内获得的B细胞与骨髓瘤细胞融合形成的杂交瘤细胞有多种，产生的抗体有多种，需要用相应抗原进行专一检测才能得到相应的杂交瘤细胞，D错误。2．(学业水平一、二)下图为某生物技术的操作过程，有关叙述错误的是(

)A．甲细胞可来自经免疫处理小鼠的脾脏中B．①中可加入乙二醇以促进细胞融合过程C．④可置于CO2培养箱中进行培养D．该技术可用于研发相应的诊断试剂盒答案：B解析：甲细胞为经免疫处理小鼠的脾细胞，A正确；①中可加入聚乙二醇以促进细胞融合过程，B错误；④应置于CO2培养箱中以提高细胞克隆率，C正确；该技术可用于研发相应的诊断试剂盒，D正确。3．(学业水平三、四)由单克隆抗体研制而成的“生物导弹”由两部分组成，一是“瞄准装置”，二是杀伤性“弹头”。下列对此描述，不正确的是(

)A．“瞄准装置”是由识别肿瘤的单克隆抗体构成的B．“弹头”是由放射性同位素、化学药物和毒素等物质构成的C．“弹头”中的药物具有选择性杀伤肿瘤细胞的功能D．“生物导弹”是利用细胞工程制备出来的答案：C解析：“生物导弹”对癌细胞杀伤作用的特异性由单克隆抗体即“瞄准装置”决定，“弹头”中的药物不具有选择性杀伤肿瘤细胞的功能，C错误。4．(学业水平三、四，不定项选择)下图为杂交瘤细胞制备的示意图。骨髓瘤细胞由于缺乏次黄嘌呤磷酸核糖转移酶(HGPRT－)，在HAT筛选培养液中不能正常合成DNA，因而无法生长。下列叙述正确的是(

)A．可用灭活的病毒诱导细胞融合B．两两融合的细胞都能在HAT培养液中生长C．杂交瘤细胞需进一步筛选才能用于生产D．细胞膜的流动性是细胞融合的基础答案：ACD解析：诱导动物细胞融合的方法有电融合法、聚乙二醇融合法、灭活的病毒(如灭活的仙台病毒)诱导法等，A正确；两两融合的细胞包括免疫B细胞与免疫B细胞融合的具有同种核的细胞、骨髓瘤细胞与骨髓瘤细胞融合的具有同种核的细胞、免疫B细胞与骨髓瘤细胞融合的杂交瘤细胞，骨髓瘤细胞虽然能无限增殖，但缺乏次黄嘌呤磷酸核糖转移酶，免疫B细胞虽然有次黄嘌呤磷酸核糖转移酶，但不具有无限增殖的本领，所以在HAT筛选培养液中，两两融合的具有同种核的细胞都无法生长，只有杂交瘤细胞才能生长，B错误；因为从动物体内获得的免疫B细胞有多种，因此在HAT筛选培养液中筛选出来的众多的杂交瘤细胞所分泌的抗体，不一定都是人类所需要的，还需要进一步把能分泌人类所需要抗体的杂交瘤细胞筛选出来，C正确；动物细胞融合是以细胞膜的流动性为基础的，D正确。强化落实·学业达标——归纳·提升·素养网络建构主干落实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．动物细胞融合常用的诱导因素有聚乙二醇(PEG)、灭活的病毒、电融合等。3．动物细胞融合技术的主要用途是制备单克隆抗体。4．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。5．杂交瘤细胞是由经免疫的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。6．传统抗体的特点是产量低、纯度低、特异性差。7．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。8．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。9．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。高效课堂·实践运用——随堂·巩固·达标1．动物细胞融合的原理是(

)A．细胞膜的流动性B．细胞膜的选择透过性C．细胞质的流动性D．细胞质酶的活性答案：A解析：细胞能融合的原理是细胞膜具有流动性。2．将小鼠的骨髓瘤细胞与一种免疫B淋巴细胞融合，融合后的细胞经培养可产生单克隆抗体，其依据是(

)A．骨髓瘤细胞可以产生抗体，但不能无限增殖B．淋巴细胞只有与骨髓瘤细胞融合才能产生抗体C．骨髓瘤细胞可以无限增殖，且能产生抗体D．淋巴细胞可以产生抗体，但不能无限增殖，骨髓瘤细胞可以无限增殖答案：D解析：已免疫的B淋巴细胞能分泌抗体，但是在体外培养条件下，B淋巴细胞不能无限增殖，如果把一种已免疫的B淋巴细胞与能在体外大量增殖的骨髓瘤细胞进行融合，所得到的融合细胞就能大量增殖，并产生足够数量的特定抗体，故选D。3．在单克隆抗体制备过程中，对骨髓瘤细胞和B淋巴细胞诱导融合后，要用特定的选择培养基筛选出杂交瘤细胞。在这种培养基上不能存活、增殖的细胞是(

)①B淋巴细胞②骨髓瘤细胞③B淋巴细胞自身融合细胞④骨髓瘤细胞自身融合细胞⑤杂交瘤细胞A．①②③④

B．①③⑤C．②④

D．①③答案：A解析：在题中所述特定的选择培养基上，能够存活、增殖的细胞只有杂交瘤细胞。4．运用细胞工程技术获得单克隆抗体时，下列操作不必要的是(

)A．对小动物注射抗原B．融合并筛选杂交瘤细胞C．培养杂交瘤细胞D．将胰蛋白酶注入小鼠腹腔答案：D解析：胰蛋白酶在动物细胞培养时用到，是加到培养基中用于分离细胞的。5．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)人的红细胞膜表面具有识别作用的凝集原，其化学本质是________；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型血红细胞后获得的________细胞，这种细胞具有________________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。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____________。(3)过程①的主要目的是________________________________。通过过程②或③的培养方法能产生大量__