2024-2025学年高中生物专题二细胞工程第二节第二课时动物细胞融合与单克鹿体学案新人教版选修3

PAGE8-其次课时动物细胞融合与单克隆抗体学习目标课程标准1．驾驭动物细胞融合技术。(重点)2．理解单克隆抗体技术。(重、难点)3．了解动物细胞融合和单克隆抗体技术的应用。举例说出细胞融合与单克隆抗体。基础学问·双基夯实一、动物细胞融合1．概念：①__两个__或②__多个__动物细胞结合形成③__一个细胞__的过程，也称细胞杂交。2．结果：形成④__杂交__细胞。3．意义：克服了⑤__远缘杂交__的不亲和性，成为探讨⑥__细胞遗传__、细胞免疫、肿瘤和⑦__生物新品种__的培育等的重要手段。利用⑧__细胞融合技术__制造单克隆抗体。二、单克隆抗体1．抗体(1)产生细胞：⑨__B淋巴细胞__。(2)成分⑩__免疫球蛋白__。2．传统获得抗体(1)方法：a.向动物体内反复注射某种⑪__抗原__，使动物产生⑫__抗体__；b.从动物⑬__血清__中分别所需抗体。(2)特点：⑭__产量低、纯度低、制备的抗体特异性差__。3．单克隆抗体的制备制备克隆抗体的技术流程是：用羊的红细胞对小鼠进行注射，使小鼠产生免疫反应。然后，把⑮__B淋巴__细胞和骨髓瘤细胞融合，再用⑯__选择性培育基__进行筛选，在该培育基上，未融合的亲本细胞和⑰__融合的具有同种核__细胞都会死亡，只有⑱__融合的杂种__细胞才能生长。这种杂种细胞的特点是既能⑲__快速大量繁殖__又能产生专一的抗体。对上述经选择性培育的杂交瘤细胞，还需进行克隆化培育和⑳__抗体检测__，经多次筛选，就可获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。最终，将杂交瘤细胞在体外条件下做大规模培育，或注射到小鼠eq\o\ac(○,21)__腹腔__内增殖，这样，从eq\o\ac(○,22)__细胞培育液__或小鼠腹水中，就可以提取大量的单克隆抗体了。4．单克隆抗体最主要的优点是eq\o\ac(○,23)__特异性强__、灵敏度高和eq\o\ac(○,24)__可大量制备__。5．单克隆抗体的应用：作为eq\o\ac(○,25)__诊断试剂__；用于治疗疾病和运载药物；把抗癌细胞的单克隆抗体跟eq\o\ac(○,26)__放射性同位素__、化学药物或eq\o\ac(○,27)__细胞毒素__相结合，可制成生物导弹。思索1．诱导动物细胞融合与植物体细胞杂交融合有什么不同？提示：动物细胞融合能用灭活的病毒进行诱导。2．若不采纳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：能。可从经免疫的B淋巴细胞中获得确定所需抗体的基因(目的基因)，导入骨髓瘤细胞，然后培育骨髓瘤细胞并从培育液中提取分泌物，便可得到单克隆抗体。┃┃活学巧练__■推断题1．动物细胞融合过程中既有细胞膜融合也有核的融合。(√)2．跟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。(×)分析：动物细胞融合特有的诱导因素是灭活的病毒。3．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。(√)4．动物体细胞融合后的杂交细胞仍旧是二倍体细胞。(×)分析：杂交细胞具有四个或多个染色体组，应当是多倍体细胞。5．单克隆抗体制备过程中的两次筛选目的相同。(×)分析：两次筛选的目的不同。第一次是从融合细胞里筛选出杂交瘤细胞，其次次是筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞。6．杂交瘤细胞的培育可以实行体内培育和体外培育两种方式。(√)7．单克隆抗体制备过程中，须要进行多次细胞培育，如骨髓瘤细胞的培育、不同杂交细胞的培育、杂交瘤细胞的培育等。(√)8．单克隆抗体由于特异性和导向性强而被誉为“生物导弹”。(×)分析：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。课内探究·名师点津学问点动物细胞融合┃┃重难拓展__■1．概念：是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程，又称细胞杂交。学问贴士融合形成的杂交细胞具有两个细胞的遗传信息，通过动物细胞的培育，杂交细胞表现出两个亲本的特点。2．原理：细胞膜的流淌性。3．诱导方法：物理法——离心、振动、电激；化学法——聚乙二醇；生物方法——灭活的病毒。4．过程：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。细胞膜融合是细胞融合的先导。没有细胞膜的融合，就不会有细胞质和细胞核的融合。(如图所示，以灭活的病毒诱导细胞融合为例)：学问贴士①细胞融合的实质是核融合。②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，其染色体数目、基因组成、染色体组都是两个细胞之和，通过动物细胞培育，杂种细胞表现出两个亲本细胞的特点。5．特点：克服了有性杂交方法的局限性，打破了物种界限。6．应用：应用于细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和生物新品种培育等，特殊是利用细胞融合技术而发展起来的杂交瘤技术，为制造单克隆抗体开拓了新途径。┃┃典例评析__■典例1下列关于动物细胞融合的说法，错误的是(B)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．动物细胞融合须要用纤维素酶处理C．动物细胞融合时需人工诱导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，所以诱导融合前不须要用纤维素酶处理。动物细胞融合须要人工诱导融合，诱导因素包括聚乙二醇、灭活的病毒、电激等。┃┃变式训练__■1．动物细胞融合的目的中最重要的用途是(B)A．克服远缘杂交不亲和 B．制备单克隆抗体C．培育新物种 D．生产杂种细胞解析：动物细胞融合不像植物体细胞杂交那样，主要是为了克服远缘杂交不亲和的障碍，以培育新品种为目的。动物细胞目前只见到高度分化的细胞核在去核卵细胞中表现全能性，还未见到融合细胞核表现出全能性的例子，因此动物细胞融合不能用来培育新的物种。生产杂种细胞不是细胞融合的主要目的，只是细胞完成融合后所形成的结构的名称。目前动物细胞融合技术最重要的用途就是制备单克隆抗体。学问点单克隆抗体的制备过程┃┃重难拓展__■1．概念：由单个B淋巴细胞进行无性繁殖形成的细胞系所产生出的化学性质单一、特异性强的抗体。2．特点：化学性质单一，特异性强，灵敏度高，可大量制备。3．单克隆抗体的制备过程如下图：4．制备过程中需留意的几个问题(1)首先要注射特定的抗原蛋白免疫小鼠，对小鼠免疫的缘由：B淋巴细胞要经过免疫过程，接触抗原，增殖分化为有特异性免疫功能的效应B细胞，才能产生相应的抗体，所以，与骨髓瘤细胞融合的B淋巴细胞事实上是效应B淋巴细胞。(2)融合后可以得到多种细胞，包括未融合的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞、相互融合的B淋巴细胞、相互融合的骨髓瘤细胞、各种杂交瘤细胞，而所需的细胞是专一抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞。(3)整个制备过程中要经过两次筛选。第一次筛选得到杂交瘤细胞(去掉未杂交的细胞及自身融合的细胞)，其次次需先在多孔培育板上培育，在每孔只有一个杂交瘤细胞的状况下起先培育，然后再筛选出能产生特异性抗体的细胞群。(4)杂交瘤细胞具备双亲的遗传物质，不仅具有效应B淋巴细胞产生特异性抗体的实力，还具有骨髓瘤细胞在体外培育条件下大量增殖的实力，从而可以克服单纯B淋巴细胞不能无限增殖的缺点，而大量产生单克隆抗体。5．应用(1)诊断疾病：诊断病毒引起的疾病和用癌细胞抗原制备的单克隆抗体定位诊断。(2)用于治疗疾病和运载药物：运用药物与单克隆抗体连接在一起制成“生物导弹”；(3)分别和纯化抗原分子。┃┃典例评析__■典例2下图是单克隆抗体制备流程示意图。(1)__动物细胞培育__技术是单克隆抗体技术的基础。(2)在图中HAT培育基上，未融合的__亲本细胞__和融合的__具有同核的细胞__都会死亡，只有融合的杂种细胞才能生长。动物细胞融合除了采纳植物细胞原生质体融合常用的诱导手段，还可以采纳__灭活的病毒__。(3)单克隆抗体与常规的血清抗体相比，最主要的优越性是__特异性强，灵敏度高，并可大量制备__。(4)选出的杂交瘤细胞既具备骨髓瘤细胞的快速__在体外大量增殖__特点，又具备淋巴细胞的__分泌专一抗体__特点，经过选择性培育的杂交瘤细胞，还需进行__克隆化培育__和__抗体检测__，经多次筛选，就可获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。最终将杂交瘤细胞在体外条件下做大规模培育，或小鼠腹腔内增殖，从__细胞培育液__或__小鼠腹水__中，就可以提取出大量的单克隆抗体了。(5)淋巴细胞是由动物体__骨髓__中的__造血干__细胞分化、发育而来的。解析：解决本题首要要对课本内容娴熟驾驭，命题的主要方式是对课本内容进行挖空，所以立足课本是解决这类问题的关键。细胞融合技术最主要的应用就是制备单克隆抗体，动物细胞融合和植物细胞原生质体融合的不同点在于动物细胞融合可以运用灭活的病毒进行诱导。灭活是指使病毒失去感染实力，但是具有诱导细胞融合的实力。┃┃变式训练__■2．下列关于单克隆抗体制备过程的叙述，正确的是(D)A．制备过程中不须要动物细胞培育技术B．杂交瘤细胞具有B淋巴细胞与癌细胞的全部特点C．经选择性培育基筛选出来的杂交瘤细胞即可用于单克隆抗体的生产D．单克隆抗体最广泛的用途是用作体外诊断试剂解析：将骨髓瘤细胞与经过免疫的B淋巴细胞融合，得到杂交瘤细胞，经过选择性培育基的筛选并经单一抗体检测后，培育能产生特定抗体的杂交瘤细胞才可得到单克隆抗体，杂交瘤细胞能无限繁殖但不具有癌细胞的转移实力。指引迷津·拨云见日1．植物体细胞杂交和动物细胞融合的区分项目细胞融合原理细胞融合方法诱导因素用途植物体细胞杂交细胞膜的流淌性去除细胞壁后诱导原生质体融合离心、电激、聚乙二醇等克服远缘杂交不亲和的障碍，获得杂种植株动物细胞融合细胞膜的流淌性使细胞分散后，诱导细胞融合离心、电激、聚乙二醇、灭活的病毒等制备单克隆抗体等2．动物细胞融合、单克隆抗体制备与动物细胞培育的区分与联系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，也叫细胞杂交。杂交细胞是具有两个或多个细胞遗传信息的单核细胞。杂交细胞的形成须要人工诱导，常用的诱导因素有聚乙二醇(PEG)、灭活的病毒、电激等。融合的细胞要繁殖就要进行动物细胞的培育，通过动物细胞的培育，杂交细胞表现出两个亲本各自的优良特点。单克隆抗体的制备，首先应获得杂交瘤细胞，其过程是用已免疫的效应B淋巴细胞和骨髓瘤细胞杂交获得三种融合细胞：BB细胞、B瘤细胞、瘤瘤细胞，然后用选择培育基筛选获得杂交瘤细胞，杂交瘤细胞要发挥其繁殖快，产生特异性抗体的优点，应通过动物细胞培育才能实现。所以无论是动物细胞融合还是单克隆抗体的制备，都是以动物细胞培育为基础的。典例3下列关于细胞工程的叙述，错误的是(D)A．电刺激可以诱导植物原生质体融合或动物细胞融合B．去除植物细胞的细胞壁和将动物组织分散成单个细胞均需酶的处理C．小鼠骨髓瘤细胞和经免疫小鼠的B淋巴细胞融合可以制备单克隆抗体D．某种植物甲乙两品种的体细胞杂交和甲乙两品种的杂交后代的染色体数目相同解析：诱导植物原生质体融合和动物细胞融合的共同方法有物理法和化学法，电刺激属于物理法，A正确；去除植物细胞壁用纤维素酶和果胶酶，将动物细胞分散成单个细胞用胰蛋白酶或胶原蛋白酶，B正确；用骨髓瘤细胞和B淋巴细胞融合后的杂交瘤细胞培育可以制备单克隆抗体，C正确；植物体细胞杂交产生的后代的染色体数目是两种生物的染色体之和，而有性杂交的后代染色体数目是两种生物染色体数目之和的一半，D错误。核心素养·技能培优案例如图可表示细胞融合技术的一些过程，请据图回答问题。(1)若A、B细胞为动物细胞，从A和B细胞到C细胞的过程中，常用__灭活的病毒或PEG__作为诱导剂来诱导融合。A、B融合为C的过程说明白细胞膜具有__流淌性__。(2)若A、B细胞为植物细胞，那么这样的细胞已经用酶降解脱掉了__细胞壁__，这种酶可能是__纤维素酶和果胶__酶，由此生成的A和B细胞称为__原生质体__。形成的D细胞还要应用__植物组织培育__技术把D培育成植株。(3)假如A细胞的基因型是AABB，B细胞的基因型是aabb，则融合形成的C细胞中含有__4__个染色体组。(4)如A细胞为甲牛的供核细胞，B细胞为乙牛的去核卵细胞，两种细胞融合成C细胞后，再培育出一头小牛，则该小牛的大多数性状与__甲__牛相像。解析：诱导动物细胞融合过程常用灭活的病毒或聚乙二醇作诱导剂；细胞融合体现了细胞膜具有肯定的流淌性。(2)植物细胞有细胞壁，所以须要先用酶解法去除细胞壁。细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，依据酶的专一性原理，可用纤维素酶和果胶酶处理细胞壁形成原生质体；将细胞培育成植株的技术是植物组织培育技术。(3)假如A细胞的基因型是AABB，B细胞的基因型是aabb，可见这两种细胞都含有2个染色体组，因此它们融合形成的C细胞中含有4个染色体组。(4)如A细胞为甲牛的供核细胞，E细胞为乙牛的去核卵细胞，两种细胞融合成C细胞后，再培育出一头小牛，由于生物的性状主要由核基因限制，因此该小牛的大多数性状与甲牛相像。探规寻律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)经细胞培育获得的动物细胞：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：遗传物质来自整合的两个亲本细胞。(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供应卵母细胞的动物个体。问题释疑·探究升华教材P55思索与探究1．植物体细胞杂交技术与动物细胞融合技术有什么不同？提示：植物体细胞杂交技术与动物细胞融合技术基本相同，不同的是植物体细胞融合前需去掉细胞壁，然后再融合；动物细胞融合是两个体细胞干脆融合。诱导融合的方式也不尽相同，动物细胞融合方法除可以用植物原生质体融合的方法外，还可以用灭活的病毒诱导。2．制备单克隆抗体时，为什么要选用B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合形成杂交瘤细胞？提示：哺乳动物感染抗原后，其体内会形成相应的B淋巴细胞，B淋巴细胞能分泌相应的抗体以凝合或杀死这些抗原。动物在免疫反应的过程中，每一种B淋巴细胞能分泌一种特异性抗体，要想获得大量的特异性抗体，必需使能分泌该单一抗体的B淋巴细胞大量增殖。B淋巴细胞具有产生单一抗体的实力，但不能在体外增殖；骨髓瘤细胞是一种癌细胞，它