2020-2021学年高二生物人教版选修3：2.2.2动物细胞融合与单克隆抗体课件

2.2.2  动物细胞融合与单克隆抗体 一、动物细胞融合 1.概念:___________动物细胞结合形成_________的过 程,也称_________。 2.结果:形成_________。 3.原理:_______________。 两个或多个 一个细胞 细胞杂交 杂交细胞 细胞膜的流动性 4.诱导融合的三种方法: (1)物理法:例如_____等。 (2)化学法:例如_________。 (3)生物法:例如___________。 5.过程:两个或多个细胞 _________________。 电激 聚乙二醇 灭活的病毒 结合形成一个细胞 6.意义: (1)突破了有性杂交方法的局限,使_________成为可能。 (2)促使了杂交瘤技术的产生,为制造___________开辟 了新途径。 远缘杂交 单克隆抗体 二、单克隆抗体的制备 1.传统抗体的制备: 抗原 血清 (2)缺点:产量低、_____低、_______差。纯度 特异性 2.单克隆抗体的制备: (1) 特异性抗体 无限增殖 无限增殖 抗体 (2)解决思路:将B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合为_____ _______。 (3)制备过程: 杂交 瘤细胞 抗原蛋白 脾脏细胞 骨髓瘤细胞 B淋巴细胞 杂交瘤 细胞 体外 小鼠腹腔 细胞培养液 腹水 克隆化 抗体 (4)单克隆抗体的特点:_______强、_______高,并可大 量制备。 (5)单克隆抗体的应用: ①作为诊断试剂,具有准确、_____、简易、_____的优 点。 ②用于治疗疾病和_________。 特异性 灵敏度 高效 快速 运载药物 【正误小测】 1.动物细胞融合的理论基础是细胞膜的流动性。 ( ) 【分析】两个细胞融合过程要涉及膜的融合,膜的融 合是以膜的流动性为基础的。 √ 2.动植物细胞融合技术中诱导融合方法完全相同。 ( ) 【分析】与植物体细胞杂交相比,动物细胞融合特有 的诱导方法为灭活的病毒处理,其他物理和化学诱导 融合的手段与植物体细胞杂交过程中原生质体融合相 同。 × 3.灭活的仙台病毒可用于诱导动物细胞融合。 ( ) 【分析】灭活的仙台病毒在细胞工程中可作为动物细 胞融合的诱导剂。 √ 4.动物杂交瘤细胞产生单克隆抗体能体现细胞全能性。 ( ) 【分析】细胞全能性是指已分化的细胞,仍然具有发 育成完整个体的潜能,所以判断是否体现细胞全能性 的依据是看其能否发育成完整个体;杂交瘤细胞的培 养是细胞水平上的克隆,不能体现细胞全能性。 × 主题1 动物细胞融合 【问题探究】 1.动物细胞融合的过程和结果: (1)动物细胞融合的结构基础是_______________。细胞膜的流动性 (2)融合处理后的细胞是否可以直接用于培养?为什么? 提示:不可以,还需要筛选。因为诱导融合的手段只是 促使细胞间的融合,不能保证所有细胞都发生融合,形 成的融合细胞也有多种,因此需要筛选。 (3)若只考虑细胞间的两两融合,诱导形成的融合细胞 有几种? 提示:有三种,即同种细胞融合(两种)和不同种细胞融 合(一种)。 (4)动物细胞完成融合的标志是_______________。动物细胞核融合 2.动物细胞融合与植物体细胞杂交的比较: 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。 ①相同点:___________________________________ ________________________________________; ②不同点:___________________________________ _______。 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 动物细胞融合还可以采用灭活的病毒进 行促融 【探究训练】 1.（2018·江苏高考）如图为细胞融合的示意图,下 列叙述正确的是(多选)（ ） 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细胞膜的流动性都有关 D.c细胞将同时表达a细胞和b细胞中的所有基因 【解析】选B、C。本题考查细胞工程相关知识。a、b 如果为植物细胞，则需要去细胞壁，但不需要去分化， A项错误；两细胞融合需要用物理或化学等方法使其融 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；融合后的杂种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。 【补偿训练】 动物细胞融合和植物体细胞杂交技术的比较中,正确 的是 (  ) A.都能形成杂种细胞 B.诱导融合的方法完全相同 C.所用的技术手段基本相同 D.培养基成分相同 【解题指南】解答本题需明确动物细胞融合的过程和 原理,并准确理解动物细胞融合和植物体细胞杂交技 术的区别和联系。 【解析】选A。动物细胞融合和植物体细胞杂交这两 项细胞工程技术中,都包含细胞融合的过程,都能形成 杂种细胞。对于诱导方法来说,除动物细胞的融合还 可用灭活的病毒作诱导剂外,其他的基本相同。植物 体细胞杂交前需先去掉细胞壁,在完成细胞融合后,还 要将杂种细胞培育成植株,所以它们所应用的技术手 段是有差别的。植物细胞培养用的是固体培养基,动 物细胞培养用的是液体培养基,其成分中还有动物血 清,培养基成分有较大差别。 2.如图表示将人成纤维细胞与小鼠细胞进行融合,获 得部分杂种细胞的过程(注:杂种细胞中人类的染色体 会随机丢失,各种杂种细胞保留人类染色体的种类和 数量是不同的)。请回答下列问题: (1)图中诱导动物细胞融合常用的诱导方法有_______ _____________(至少写出两种),再用特定的______ ________培养基进行筛选,得到杂种细胞。  (2)培养杂种细胞时,根据细胞所需营养物质的种类和 数量严格配制培养基,此外经常会在培养基中加入 ______________________。培养过程中细胞需置于含 CO2的混合气体的培养箱中培养,CO2的主要作用是维持 培养液的________________。  (3)若只考虑人的成纤维细胞与小鼠细胞两两融合形 成的杂种细胞,假如每种杂种细胞只保留了人的1条染 色体,从染色体组成的角度考虑,杂种细胞可能有 _____种。  【解题指南】解答本题的关键有两点: (1)动物细胞融合过程中需要应用动物细胞培养技术。 (2)人体内有22对常染色体,1对性染色体,共24种。 【解析】(1)诱导动物细胞融合的方法包括物理方法 (如电激)、化学方法(如聚乙二醇)、生物方法(如灭 活的病毒)。通过选择性培养基将杂种细胞筛选出来。 (2)动物细胞培养液一般包括糖、氨基酸、促生长因 子、无机盐、微量元素、动物血清、动物血浆。(3) 人体细胞中含有24种染色体,分别是22种常染色体和2 种性染色体(即X染色体和Y染色体)。 答案:(1)聚乙二醇(PEG)、灭活的病毒、电激等(写出 两种即可) 选择性 (2)动物血清、血浆 pH  (3)24 【补偿训练】 1.动物细胞融合特有的诱导方法是 (  ) A.PEG          B.灭活的病毒 C.电激 D.离心 【解题指南】解答本题的关键在于理解动物细胞融合 和植物体细胞杂交过程的区别。 【解析】选B。常用的动物细胞融合的诱导因子是聚 乙二醇和灭活的病毒。其中聚乙二醇既可用于促进植 物原生质体融合,又可用于促进动物细胞融合。而灭 活的病毒只能用于促进动物细胞的融合。 2.下列关于细胞融合的说法,不正确的是 (  ) A.动物细胞融合首先用酶解法将动物组织分散成单个 细胞 B.动物细胞融合与植物原生质体融合的基本原理相同 C.融合后的动物细胞具有原来两个或多个细胞的遗传 信息 D.动物细胞融合与植物原生质体融合都可用灭活的病 毒进行诱导 【解题指南】解答本题需明确以下两点: (1)细胞融合的基本原理是细胞膜的流动性。 (2)诱导方法包括物理法、化学法、生物法。 【解析】选D。在动物细胞融合前需用胰蛋白酶或胶原蛋白酶 将动物组织分散成单个细胞,A正确;动物细胞融合与植物原生 质体融合的基本原理都是细胞膜的流动性,B正确;融合后的动 物细胞因为含有所融合细胞的细胞核,所以具有原来两个或多 个细胞的遗传信息,C正确;常用的动物细胞融合的诱导因子是 聚乙二醇和灭活的病毒,其中聚乙二醇既可用于促进植物原生 质体融合,又可用于促进动物细胞融合,而灭活的病毒只能用于 促进动物细胞的融合,D错误。 3.关于动物细胞融合的说法不正确的是 (  ) 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.动物细胞融合后形成的具有原来两个或多个动物细 胞遗传信息的单核细胞称为杂交细胞 C.常用诱导动物细胞融合的手段有:聚乙二醇、灭活 的病毒、电激、紫外线照射 D.细胞融合技术突破了有性杂交方法的局限,使远缘 杂交成为可能 【解析】选C。动物细胞融合也称细胞杂交,是指两个 或多个动物细胞融合成一个细胞的过程,A正确;融合 后形成的具有原来两个或多个细胞遗传信息的单核细 胞称为杂交细胞,B正确;诱导动物细胞融合的方法有 电激、聚乙二醇、灭活的病毒等,不能用紫外线照 射,C错误;细胞融合技术突破了有性杂交不亲和的障 碍,使远缘杂交成为可能,D正确。 【总结提升】 动物细胞融合与植物体细胞杂交的比较 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、细胞增殖 植物体细胞杂交 动物细胞融合 过程 植物体细胞杂交 动物细胞融合 融合 方法 ①物理法:离心、电激、振动 ②化学法:聚乙二醇等试剂 除物理法和化学法外还可以用灭活的病毒诱导 结果 杂种植株 杂交细胞 意义 克服了远缘杂交的障碍,使远缘杂交成为可能 主题2 单克隆抗体的制备   【问题探究】 1.单克隆抗体的制备过程: (1)连线比较单克隆抗体制备过程中几种细胞的特点: (2)两次筛选杂交瘤细胞的目的分别是: ①第一次筛选的目的:_______________。 ②第二次筛选的目的:___________________________ _________。 获得杂交瘤细胞 获得能产生所需单一抗体的杂 交瘤细胞 2.单克隆抗体的应用: (1)与从血清中提取的抗体相比,单克隆抗体主要的优 点有________________________________。特异性强、灵敏度高,并能大量制备 (2)“生物导弹”可用于临床癌症的治疗,请分析“生 物导弹”的组成及优点。 提示:组成:“生物导弹”=单克隆抗体+化学药物(或 放射性同位素或细胞毒素)。 优点:疗效高、毒副作用小。 【探究训练】 1.(2018·上海高二检测)制备单克隆抗体所采用的细 胞工程技术包括 (  ) ①细胞培养 ②细胞融合 ③细胞核移植 ④干细胞 技术 A.①②   B.①③   C.②③   D.③④ 【解析】选A。单克隆抗体的制备涉及的主要细胞工 程技术包括①细胞培养和②细胞融合,没有用到③细 胞核移植和④干细胞技术。 2.(2018·泰州高二检测)甘草酸是中药甘草中的主要 活性成分,为了快速检测甘草酸,科研人员利用细胞工 程技术制备了抗甘草酸的单克隆抗体,其基本操作过 程如图所示,相关叙述正确的是 (  ) A.过程①注射相应抗原后应立即从小鼠脾脏中提取细 胞甲 B.过程②诱导细胞融合,利用了细胞膜的选择透过性 C.过程③、④的筛选方法相同,细胞丙、丁的遗传物 质相同 D.过程⑤无论在体内还是体外进行,细胞丁都可大量 增殖 【解析】选D。过程①注射相应抗原后,需要机体进行 免疫,使B淋巴细胞增殖分化产生具有免疫能力的B淋 巴细胞,才可以从小鼠脾脏中提取细胞甲,选项A错误; 过程②诱导细胞融合,利用了细胞膜的流动性,选项B 错误;过程③用选择性培养基获得杂交瘤细胞,过程④ 用抗体检测和克隆培养得到能产生特定抗体的杂交瘤 细胞,选项C错误;杂交瘤细胞既能无限增殖又能产生 抗体,过程⑤无论在体内还是体外进行,细胞丁都可大 量增殖,选项D正确。 【补偿训练】 1.关于单克隆抗体,下列叙述不正确的是 (  ) A.可以制成诊断盒,用于疾病的诊断 B.可以与药物结合,用于病变细胞的定向治疗 C.可以利用基因工程技术生产 D.可以在生物体内生产,不能在体外生产 【解题指南】解答本题的关键点有: (1)杂交瘤细胞可以在动物体内培养也可以在体外培 养。 (2)单克隆抗体可以制成生物导弹。 (3)基因工程也可以生产单克隆抗体。 【解析】选D。目前,体外制备单克隆抗体的方法是将 B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合,形成杂交瘤细胞,在体 外、体内都可以进行培养,最后经提取获得单克隆抗 体。由于单克隆抗体有较强的特异性,所以可制成诊 断盒用于疾病诊断,也可以与药物结合,用于病变细胞 的定向治疗,还可以用基因工程技术生产。 2.下图表示抗人体胃癌的单克隆抗体的制备过程,有 关叙述错误的是 (  ) A.图中实验小鼠注射的甲是能与抗人体胃癌抗体特异 性结合的抗原 B.利用聚乙二醇、灭活的病毒和电激等方法均可诱导 细胞融合获得乙 C.用特定的选择培养基对乙筛选,融合细胞能生长,未 融合细胞均不能生长 D.丙需进行克隆化培养和抗体检测,经多次筛选后可 获得大量能分泌所需抗体的丁 【解题指南】解答本题需明确以下两点: (1)明确单克隆抗体的制备过程。 (2)准确理解各阶段的操作过程和目的。 【解析】选C。选择培养基只能让特定的符合条件的 细胞存活下来,由乙经选择培养得到丙时只有杂交瘤 细胞能够存活。给实验小鼠注射的甲是能与抗人体胃 癌抗体特异性结合的抗原。利用聚乙二醇、灭活的病 毒和电激等方法均可诱导动物细胞融合。丙为能无限 增殖和分泌抗体的杂交瘤细胞,为获得大量专一性抗 体,需进行克隆化培养和抗体检测、筛选。 【总结提升】 单克隆抗体的制备 (1)关键思路及操作依据。 ②用B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合的原因。 a.每一种B淋巴细胞只能分泌一种特异性抗体,不同种 类的B淋巴细胞分泌的抗体不同。 b.B淋巴细胞在体外培养时不能无限增殖,骨髓瘤细胞 能够无限增殖。 (2)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,所以产生的抗体是化学性质单 一、特异性强的单克隆抗体。