高中生物 探究導學課型 專題2 細胞工程 2.2.2 動物細胞融合與單克隆抗體同課異構(gòu)課件 新人教版選修3.ppt

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2.2.2 動物細胞融合與單克隆抗體,探究1 動物細胞融合 【研讀教材自主認知】 1.概念:動物細胞融合也稱_________,是指___________動物細胞結(jié) 合形成_________的過程。 2.原理:_______________。 3.誘導融合的三種方法: (1)物理法:例如_____等。 (2)化學法:例如_________。 (3)生物法:例如___________。,細胞雜交,兩個或多個,一個細胞,細胞膜的流動性,電激,聚乙二醇,滅活的病毒,4.過程:,DNA,細胞膜,細胞核,5.意義: (1)突破了有性雜交方法的局限,使_________成為可能。 (2)促使了雜交瘤技術(shù)的產(chǎn)生,為制造___________開辟了新途徑。,遠緣雜交,單克隆抗體,【小判斷】 (1)細胞膜的流動性是動物細胞融合的一個重要的理論基礎(chǔ)。( ) 【分析】兩個細胞融合過程要涉及膜的融合,膜的融合是以膜的流動 性為基礎(chǔ)的。 (2)動物細胞融合技術(shù)的主要用途是制備克隆動物。( ) 【分析】動物細胞融合技術(shù)可以得到雜種細胞,不能產(chǎn)生克隆動物。,√,,(3)動植物細胞融合技術(shù)基本原理相同,誘導融合方法也相同。( ) 【分析】動植物細胞融合技術(shù)基本原理相同;相比較植物體細胞雜交, 動物細胞融合特有的誘導方法為滅活的病毒處理,其他物理化學誘導 融合的手段與植物體細胞雜交過程中原生質(zhì)體融合方法相同。 (4)滅活的仙臺病毒在動物細胞工程中可用于誘導細胞融合。( ) 【分析】滅活的仙臺病毒在細胞工程中可作為動物細胞融合的誘導劑。,,√,【合作探究核心歸納】 1.動物細胞融合的過程和結(jié)果: (1)動物細胞融合的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是什么? 提示:細胞膜的流動性。 (2)融合處理后的細胞是否可以直接用于培養(yǎng)?為什么? 提示:不可以,還需要篩選。因為誘導融合的手段只是促使細胞間的融合,但不能保證所有的細胞都發(fā)生融合,形成的融合細胞也有多種,因此需要篩選。,(3)若只考慮細胞間的兩兩融合,誘導后形成的融合細胞有幾種? 提示:有三種,即同種細胞融合(兩種)和不同種細胞融合(一種)。 (4)動物細胞完成融合的標志是什么? 提示:動物細胞融合時,先是細胞膜發(fā)生融合,然后是細胞核的融合。當兩個細胞核融合后形成具有單核的雜交細胞,則標志著動物細胞融合的完成。,2.動物細胞融合與植物體細胞雜交的比較: (1)比較動物細胞融合與植物體細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、電激等物理方法,或者使用化學試劑聚乙二醇進行促融,除上述方法外,動物細胞融合還可以采用滅活的病毒進行促融。 (2)經(jīng)促融處理后的細胞是否均需進一步篩選? 提示:是。促融處理后,均會出現(xiàn)不同種融合細胞,所以需要對處理后的細胞進行篩選,選擇出符合要求的雜交細胞。,【歸納總結(jié)】 動物細胞融合與植物體細胞雜交的比較,【過關(guān)小練即時應(yīng)用】 1.下列關(guān)于細胞融合的說法,不正確的是 ( ) A.動物細胞融合首先用酶解法分散成單個細胞 B.動物細胞融合與植物原生質(zhì)體融合的基本原理相同 C.融合后的動物細胞具有原來兩個或多個細胞的遺傳信息 D.動物細胞融合與植物原生質(zhì)體融合都可用滅活的病毒進行誘導,【解題指南】解答本題需明確以下兩點: (1)細胞融合的基本原理是細胞膜的流動性。 (2)誘導方法包括物理法、化學法、生物法。,【解析】選D。在動物細胞融合前需用胰蛋白酶或膠原蛋白酶將動物組織分散成單個細胞,A正確;動物細胞融合與植物原生質(zhì)體融合的基本原理都是細胞膜的流動性,B正確;融合后的動物細胞因為含有所融合細胞的細胞核,所以具有原來兩個或多個細胞的遺傳信息,C正確;常用的動物細胞融合的誘導因子是聚乙二醇和滅活的病毒,其中聚乙二醇既可用于促進植物原生質(zhì)體融合,又可用于促進動物細胞融合,而滅活的病毒只能用于促進動物細胞的融合,D錯誤。,2.(2015新鄉(xiāng)高二檢測)如圖表示將人成纖維細胞與小鼠細胞進行融合,獲得部分雜種細胞的過程(注:雜種細胞中人類的染色體會隨機丟失,各種雜種細胞保留人類染色體的種類和數(shù)量是不同的)。請回答下列問題:,(1)圖中誘導動物細胞融合常用的誘導因素有____________________ (至少寫出兩種),再用特定的 培養(yǎng)基進行篩選,得到雜 種細胞。 (2)培養(yǎng)雜種細胞時,根據(jù)細胞所需營養(yǎng)物質(zhì)的種類和數(shù)量嚴格配制培 養(yǎng)基,此外經(jīng)常會在培養(yǎng)基中加入 。培養(yǎng)過 程中細胞需置于含CO2的混合氣體的培養(yǎng)箱中培養(yǎng),CO2的主要作用是 維持培養(yǎng)液的 。,(3)若只考慮人的成纖維細胞與小鼠細胞兩兩融合形成的雜種細胞,假如每種雜種細胞只保留了人的1條染色體,從染色體組成的角度考慮,雜種細胞可能有 種。,【解題指南】解答本題的關(guān)鍵有兩點: (1)動物細胞融合過程中需要用動物細胞培養(yǎng)技術(shù)。 (2)人體內(nèi)有22對常染色體,1對性染色體,共24種。,【解析】(1)誘導動物細胞融合的方法包括物理方法(如電激)、化學方法(如聚乙二醇)、生物方法(如滅活的病毒)。通過選擇性培養(yǎng)基將雜種細胞篩選出來。(2)動物細胞培養(yǎng)液一般包括糖、氨基酸、促生長因子、無機鹽、微量元素、動物血清、動物血漿。(3)人體細胞中含有24種染色體,分別是22種常染色體和2種性染色體(即X染色體和Y染色體)。 答案:(1)聚乙二醇(PEG)、滅活的病毒、電激(寫出兩種即可) 選擇性 (2)動物血清、血漿 pH (3)24,【互動探究】若不考慮染色體的丟失,當細胞兩兩融合時可以形成幾種融合細胞?在混合體系中有幾種細胞? 提示:有三種融合細胞。在混合體系中有五種細胞,即三種融合細胞和兩種未融合細胞。,【補償訓練】 1.某同學在學習“細胞工程”時,列表比較動植物細胞工程的有關(guān)內(nèi)容,你認為錯誤的是 ( ),【解析】選B。細胞工程中促進細胞融合時,植物細胞常采用物理法和化學法,動物細胞除了采用物理法和化學法外,還可采用滅活的病毒促融。,2.動物細胞融合特有的誘導方法是 ( ) A.PEG B.滅活的病毒 C.電激 D.離心 【解題指南】解答本題的關(guān)鍵在于明白動物細胞融合和植物體細胞雜交過程的區(qū)別。 【解析】選B。常用的動物細胞融合的誘導因子是聚乙二醇和滅活的病毒。其中聚乙二醇既可用于促進植物原生質(zhì)體融合,又可用于促進動物細胞融合。而滅活的病毒只能用于促進動物細胞的融合。,探究2 單克隆抗體的制備 【研讀教材自主認知】 1.傳統(tǒng)抗體的制備: (2)缺點:產(chǎn)量低、_____低、_______差。,抗原,血清,純度,特異性,2.單克隆抗體的制備: (1) (2)解決思路:將B淋巴細胞與骨髓瘤細胞融合為___________。,特異性抗體,無限增殖,無限增殖,抗體,雜交瘤細胞,(3)制備過程:,抗原蛋白,脾臟細胞,骨髓瘤細胞,B淋巴細胞,雜交瘤,細胞,克隆化,抗體,體外,小鼠腹腔,細胞培養(yǎng)液,腹水,(4)單克隆抗體的特點:_______強、_______高,并可大量制備。,特異性,靈敏度,【小判斷】 (1)制備單克隆抗體所用的B淋巴細胞是經(jīng)過免疫的B淋巴細胞。( ) 【分析】只有經(jīng)過免疫后的動物體內(nèi)才會出現(xiàn)能產(chǎn)生針對特定抗原的 抗體的B淋巴細胞。,√,(2)動物雜交瘤細胞產(chǎn)生單克隆抗體能體現(xiàn)細胞全能性。 ( ) 【分析】細胞全能性是指已分化的細胞,仍然具有發(fā)育成完整個體的 潛能,所以判斷是否體現(xiàn)細胞全能性的依據(jù)是看其能否發(fā)育成完整個 體;雜交瘤細胞的培養(yǎng)是細胞水平上的克隆,不能體現(xiàn)細胞全能性。 (3)通過直接培養(yǎng)受抗原刺激的B淋巴細胞也可以獲得單克隆抗體。 ( ) 【分析】受抗原刺激的B淋巴細胞為漿細胞,是高度分化的動物細胞, 能分泌抗體,但不能進行無限增殖,難以獲得單克隆抗體。,,,(4)現(xiàn)代技術(shù)手段治療癌癥時,能讓治療癌癥的藥物只殺癌細胞,而對 正常細胞無影響。 ( ) 【分析】用單克隆抗體連接抗癌藥物制成“生物導彈”,可以專殺癌 細胞而對正常細胞不產(chǎn)生影響。,√,【合作探究核心歸納】 1.單克隆抗體的制備過程: (1)試思考制備單克隆抗體時,不直接用經(jīng)過免疫的B淋巴細胞(漿細胞)來獲得單克隆抗體的原因是什么? 提示:用于獲得雜交瘤細胞的B淋巴細胞為漿細胞,是高度分化的動物細胞,培養(yǎng)時很難恢復分裂能力,不能進行無限增殖,難以獲得單克隆抗體。,(2)制備單克隆抗體過程中出現(xiàn)的細胞分別具有什么樣的特點? ①免疫過的B淋巴細胞:______________________________; ②骨髓瘤細胞:_________________________; ③雜交瘤細胞:______________________________。 (3)單克隆抗體制備過程中用到了哪些技術(shù)手段? 提示:動物細胞培養(yǎng)、動物細胞融合。,能產(chǎn)生單一抗體,但不能無限增殖,能無限增殖但不能產(chǎn)生抗體,既能無限增殖,又能產(chǎn)生單一抗體,(4)選擇雜交瘤細胞的兩步篩選的目的各是什么? 第一步篩選的目的:_______________。 第二步篩選的目的:___________________________________。,獲得雜交瘤細胞,獲得能產(chǎn)生所需單一抗體的雜交瘤細胞,2.單克隆抗體的應(yīng)用: (1)單克隆抗體主要有哪些優(yōu)點? 提示:單克隆抗體最主要的優(yōu)點在于它的特異性強、靈敏度高,并能大量制備。 (2)“生物導彈”可用于臨床癌癥的治療,請根據(jù)功能分析“生物導彈”的組成及優(yōu)點。 提示:①組成:“生物導彈”=單克隆抗體+化學藥物(或放射性同位素或細胞毒素); ②優(yōu)點:療效高、毒副作用小。,【規(guī)律方法】B淋巴細胞和骨髓瘤細胞經(jīng)細胞融合后的細胞類型及選擇依據(jù) (1)細胞類型(若僅考慮兩兩融合的情況)。 ①兩個B淋巴細胞融合的細胞。 ②兩個骨髓瘤細胞融合的細胞。 ③雜交瘤細胞。 (2)選擇依據(jù)。 ①用特定的選擇培養(yǎng)基進行篩選,如用HAT培養(yǎng)基選擇雜交瘤細胞。 ②免疫法,即抗原—抗體雜交法。,【歸納總結(jié)】單克隆抗體的制備 (1)關(guān)鍵思路及操作依據(jù)。,②用B淋巴細胞與骨髓瘤細胞融合的原因。 a.每一種B淋巴細胞只能分泌一種特異性抗體,不同種類的B淋巴細胞分泌的抗體不同。 b.B淋巴細胞在體外培養(yǎng)時不能無限增殖,骨髓瘤細胞能夠無限增殖。,(2)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淋巴細胞與骨髓瘤細胞融合之后,篩選出雜交瘤細胞,淘汰未融合細胞和同種細胞融合而成的細胞。 ②第二次篩選需先在多孔培養(yǎng)板上培養(yǎng),在每個孔只有一個雜交瘤細胞的情況下開始培養(yǎng),然后再篩選出能產(chǎn)生特異性抗體的細胞群。由于該細胞群是由單個雜交瘤細胞克隆來的,所以產(chǎn)生的抗體一定是化學性質(zhì)單一、特異性強的單克隆抗體。,【過關(guān)小練即時應(yīng)用】 1.(2015三亞高二檢測)關(guān)于單克隆抗體,下列敘述不正確的是 ( ) A.可以制成診斷盒,用于疾病的診斷 B.可以與藥物結(jié)合,用于病變細胞的定向治療 C.可以利用基因工程技術(shù)生產(chǎn) D.可以在生物體內(nèi)生產(chǎn),不能在體外生產(chǎn),【解題指南】解答本題的關(guān)鍵點有: (1)雜交瘤細胞可以在動物體內(nèi)培養(yǎng)也可以在體外培養(yǎng)。 (2)單克隆抗體可以制成生物導彈。 (3)基因工程也可以生產(chǎn)單克隆抗體。,【解析】選D。目前,體外制備單克隆抗體的方法是將B淋巴細胞與骨髓瘤細胞融合,形成雜交瘤細胞,在體外、體內(nèi)都可以進行培養(yǎng),最后經(jīng)提取獲得單克隆抗體。由于單克隆抗體有較強的特異性,所以可制成診斷盒用于疾病診斷,也可以與藥物結(jié)合,用于病變細胞的定向治療,還可以用基因工程技術(shù)生產(chǎn)。,2.(2013重慶高考)下圖是單克隆抗體制備流程的簡明示意圖。下列有關(guān)敘述,正確的是 ( ),A.①是從已免疫的小鼠脾臟中獲得的效應(yīng)T淋巴細胞 B.②中使用胰蛋白酶有利于雜交瘤細胞的形成 C.③同時具有脾臟細胞和鼠骨髓瘤細胞的特性 D.④是經(jīng)篩選培養(yǎng)獲得的能分泌特異性抗體的細胞群 【解題指南】解答本題的關(guān)鍵是首先要弄明白圖中各序號的含義: ①是B淋巴細胞(漿細胞),②過程是動物細胞融合,③是雜交細胞,④是 經(jīng)篩選得到的雜交瘤細胞。,【解析】選D。本題考查動物細胞工程中的制備單克隆抗體。①是從已免疫的小鼠脾臟中獲得的B淋巴細胞(漿細胞),A項錯誤;胰蛋白酶可使組織分散為單個細胞,B項錯誤;③為雜交細胞,若是B淋巴細胞和骨髓瘤細胞融合形成的雜交細胞,才同時具有B淋巴細胞(可產(chǎn)生抗體)和骨髓瘤細胞(可無限增殖)的特性,C項錯誤;④是經(jīng)篩選后獲得的能夠分泌特異性抗體的雜交瘤細胞,D項正確。,【互動探究】 (1)體外培養(yǎng)骨髓瘤細胞,會不會出現(xiàn)接觸抑制現(xiàn)象?為什么? 提示:不會。骨髓瘤細胞是一種癌細胞,細胞表面糖蛋白減少,失去了接觸抑制作用。 (2)體外培養(yǎng)③時,應(yīng)提供什么條件? 提示:無菌、無毒的環(huán)境;必要的營養(yǎng)物質(zhì),如葡萄糖、氨基酸、促生長因子、無機鹽、維生素等;適宜的溫度和pH;提供氧氣和二氧化碳。,【補償訓練】用a表示骨髓瘤細胞,b表示B淋巴細胞,則細胞融合過程中兩次篩選的目的分別為 ( ) A.a、aa、ab、bb、b→a、aa、ab→ab培養(yǎng) B.a、aa、ab、bb、b→ab、bb、b→ab培養(yǎng) C.a、aa、ab、bb、b→ab→產(chǎn)生特定抗體的ab培養(yǎng) D.a、aa、ab、bb、b→aa→能無限增殖的aa培養(yǎng),【解析】選C。將a與b融合,再用特定的選擇性培養(yǎng)基進行篩選,未融合的親本細胞和融合的具有同種核的細胞都會死亡,只有融合的雜種細胞ab才能生長;對上述經(jīng)選擇性培養(yǎng)的ab還需進行克隆化培養(yǎng)和抗體檢測,經(jīng)多次篩選就可獲得足夠數(shù)量的能分泌所需抗體的ab細胞。,