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成才之路 生物,路漫漫其修遠兮 吾將上下而求索,人教版 選修3,細胞工程,專題二,第二節(jié) 動物細胞工程,專題二,第二課時 動物細胞融合與單克隆抗體,1．掌握動物細胞融合技術(shù)。(重點) 2．理解單克隆抗體技術(shù)。(重、難點) 3．了解動物細胞融合和單克隆抗體技術(shù)的應(yīng)用。,一、動物細胞融合 1．概念：①________或②________動物細胞結(jié)合形成③________的過程，也稱細胞雜交。 2．結(jié)果：形成④________細胞。 3．意義：克服了⑤________的不親和性，成為研究⑥________、細胞免疫、腫瘤和⑦___________的培育等的重要手段。利用⑧______________制造單克隆抗體。,兩個,多個,一個細胞,雜交,遠緣雜交,細胞遺傳,生物新品種,細胞融合技術(shù),二、單克隆抗體 1．抗體 (1)產(chǎn)生細胞：⑨___________。 (2)成分⑩______________。 2．傳統(tǒng)獲得抗體 (1)方法：a.向動物體內(nèi)反復(fù)注射某種?________，使動物產(chǎn)生?________；b.從動物?________中分離所需抗體。 (2)特點：?_____________________________________。,B淋巴細胞,免疫球蛋白,抗原,抗體,血清,產(chǎn)量低、純度低、制備的抗體特異性差,B淋巴,選擇性培養(yǎng)基,融合的具有同種核,融合的雜種,迅速大量繁殖,抗體檢測,腹腔,細胞培養(yǎng)液,特異性強,可大量制備,診斷試劑,放射性同位素,細胞毒素,[思維激活] 1．誘導(dǎo)動物細胞融合與植物體細胞雜交融合有什么不同？ 2．若不采用動物細胞融合的方法，能否生產(chǎn)出單克隆抗體？試簡要說明。 [答案] 1．動物細胞融合能用滅活的病毒進行誘導(dǎo)。 2．能。可從經(jīng)免疫的B淋巴細胞中獲取決定所需抗體的基因(目的基因)，導(dǎo)入骨髓瘤細胞，然后培養(yǎng)骨髓瘤細胞并從培養(yǎng)液中提取分泌物，便可得到單克隆抗體。,一、動物細胞融合 1．概念：是指兩個或多個動物細胞結(jié)合形成一個細胞的過程，又稱細胞雜交。 知識貼士：融合形成的雜交細胞具有兩個細胞的遺傳信息，通過動物細胞的培養(yǎng)，雜交細胞表現(xiàn)出兩個親本的特點。 2．原理：細胞膜的流動性。 3．誘導(dǎo)方法：物理法——離心、振動、電激；化學(xué)法——聚乙二醇；生物方法——滅活的病毒。 4．過程：細胞融合的過程包括細胞膜融合、細胞質(zhì)融合和細胞核融合。細胞膜融合是細胞融合的先導(dǎo)。沒有細胞膜的融合，就不會有細胞質(zhì)和細胞核的融合。,知識貼士：細胞融合的實質(zhì)是核融合。 5．特點：克服了有性雜交方法的局限性，打破了物種界限。 6．應(yīng)用：應(yīng)用于細胞遺傳、細胞免疫、腫瘤和生物新品種培育等，特別是利用細胞融合技術(shù)而發(fā)展起來的雜交瘤技術(shù)，為制造單克隆抗體開辟了新途徑。,(2015湛江檢測)下列關(guān)于動物細胞融合的說法，錯誤的是( ) A．動物細胞融合也稱細胞雜交，是指兩個或多個動物細胞結(jié)合形成一個細胞的過程 B．動物細胞融合需要用纖維素酶處理 C．動物細胞融合時需人工誘導(dǎo) D．常用的誘導(dǎo)動物細胞融合的因素有：聚乙二醇、滅活的病毒、電激等,[解析] 動物細胞融合是指兩個或多個動物細胞結(jié)合形成一個細胞的過程。動物細胞無細胞壁，所以誘導(dǎo)融合前不需要用纖維素酶處理。動物細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。 [答案] B,動物細胞融合的目的中最重要的是( ) A．克服遠緣雜交不親和 B．制備單克隆抗體 C．培育新物種 D．生產(chǎn)雜種細胞 [答案] B,[解析] 動物細胞融合不像植物體細胞雜交那樣，主要是為了克服遠緣雜交不親和的障礙，以培育新品種為目的。動物細胞目前只見到高度分化的細胞核在去核卵細胞中表現(xiàn)全能性，還未見到融合細胞核表現(xiàn)出全能性的例子，因此動物細胞融合不能用來培育新的物種。生產(chǎn)雜種細胞不是細胞融合的主要目的，只是細胞完成融合后所形成的結(jié)構(gòu)的名稱。目前動物細胞融合技術(shù)最重要的用途就是制備單克隆抗體。,二、單克隆抗體的制備過程 1．概念：由單個B淋巴細胞進行無性繁殖形成的細胞系所產(chǎn)生出的化學(xué)性質(zhì)單一、特異性強的抗體。 2．特點：化學(xué)性質(zhì)單一，特異性強，靈敏度高，可大量制備。,4．制備過程中需注意的幾個問題 (1)首先要注射特定的抗原蛋白免疫小鼠，對小鼠免疫的原因：B淋巴細胞要經(jīng)過免疫過程，接觸抗原，增殖分化為有特異性免疫功能的效應(yīng)B細胞，才能產(chǎn)生相應(yīng)的抗體，所以，與骨髓瘤細胞融合的B淋巴細胞實際上是效應(yīng)B淋巴細胞。 (2)融合后可以得到多種細胞，包括未融合的B淋巴細胞和骨髓瘤細胞、相互融合的B淋巴細胞、相互融合的骨髓瘤細胞、各種雜交瘤細胞，而所需的細胞是專一抗體檢測呈陽性的雜交瘤細胞。,(3)整個制備過程中要經(jīng)過兩次篩選。第一次篩選得到雜交瘤細胞(去掉未雜交的細胞及自身融合的細胞)，第二次需先在多孔培養(yǎng)板上培養(yǎng)，在每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。 (4)雜交瘤細胞具備雙親的遺傳物質(zhì)，不僅具有效應(yīng)B淋巴細胞產(chǎn)生特異性抗體的能力，還具有骨髓瘤細胞在體外培養(yǎng)條件下大量增殖的能力，從而可以克服單純B淋巴細胞不能無限增殖的缺點，而大量產(chǎn)生單克隆抗體。,5．應(yīng)用 (1)診斷疾?。涸\斷病毒引起的疾病和用癌細胞抗原制備的單克隆抗體定位診斷。 (2)用于治療疾病和運載藥物：運用藥物與單克隆抗體連接在一起制成“生物導(dǎo)彈”； (3)分離和純化抗原分子。,下圖是單克隆抗體制備流程示意圖。 (1)________技術(shù)是單克隆抗體技術(shù)的基礎(chǔ)。 (2)在圖中HAT培養(yǎng)基上，未融合的________和融合的________都會死亡，只有融合的雜種細胞才能生長。動物細胞融合除了采用植物細胞原生質(zhì)體融合常用的誘導(dǎo)手段，還可以采用________。,,(3)單克隆抗體與常規(guī)的血清抗體相比，最主要的優(yōu)越性是________。 (4)選出的雜交瘤細胞既具備骨髓瘤細胞的迅速________特點，又具備淋巴細胞的________特點，經(jīng)過選擇性培養(yǎng)的雜交瘤細胞，還需進行________和________，經(jīng)多次篩選，就可獲得足夠數(shù)量的能分泌所需抗體的細胞。最后將雜交瘤細胞在體外條件下做大規(guī)模培養(yǎng)，或小鼠腹腔內(nèi)增殖，從________或________中，就可以提取出大量的單克隆抗體了。 (5)淋巴細胞是由動物體________中的________細胞分化、發(fā)育而來的。,[解析] 解決本題首要要對課本內(nèi)容熟練掌握，命題的主要方式是對課本內(nèi)容進行挖空，所以立足課本是解決這類問題的關(guān)鍵。細胞融合技術(shù)最主要的應(yīng)用就是制備單克隆抗體，動物細胞融合和植物細胞原生質(zhì)體融合的不同點在于動物細胞融合可以使用滅活的病毒進行誘導(dǎo)。滅活是指使病毒失去感染能力，但是具有誘導(dǎo)細胞融合的能力。,[答案] (1)動物細胞培養(yǎng) (2)親本細胞 具有同核的細胞 滅活的病毒 (3)特異性強，靈敏度高，并可大量制備 (4)在體外大量增殖 分泌專一抗體 克隆化培養(yǎng) 抗體檢測 細胞培養(yǎng)液 小鼠腹水 (5)骨髓 造血干,(2015濰坊檢測)下列關(guān)于單克隆抗體制備過程的敘述，正確的是( ) A．制備過程中不需要動物細胞培養(yǎng)技術(shù) B．雜交瘤細胞具有B淋巴細胞與癌細胞的所有特點 C．經(jīng)選擇性培養(yǎng)基篩選出來的雜交瘤細胞即可用于單克隆抗體的生產(chǎn) D．單克隆抗體最廣泛的用途是用作體外診斷試劑 [答案] D,[解析] 將骨髓瘤細胞與經(jīng)過免疫的B淋巴細胞融合，得到雜交瘤細胞，經(jīng)過選擇性培養(yǎng)基的篩選并經(jīng)單一抗體檢測后，培養(yǎng)能產(chǎn)生特定抗體的雜交瘤細胞才可得到單克隆抗體，雜交瘤細胞能無限繁殖但不具有癌細胞的轉(zhuǎn)移能力。,1．植物體細胞雜交和動物細胞融合的區(qū)別,2.動物細胞融合與受精作用的區(qū)別 (1)受精作用是在同種生物之間進行的，精子與卵細胞的融合不需要任何誘導(dǎo)劑，就能形成受精卵，受精卵內(nèi)具備同種生物的兩個親本的遺傳物質(zhì)。 (2)動物細胞融合是在不同物種間進行的細胞融合，由于物種間存在生殖隔離，所以自然條件下不能融合成雜交細胞，必須有誘導(dǎo)劑作用才能融合。形成的雜交細胞具備兩個親本細胞的遺傳物質(zhì)，從而體現(xiàn)兩個親本的遺傳特性。,3．制備單克隆抗體時，選用B淋巴細胞和骨髓瘤細胞融合的原因 哺乳動物感染抗原后，其體內(nèi)會形成相應(yīng)的效應(yīng)B淋巴細胞，效應(yīng)B淋巴細胞能分泌相應(yīng)的抗體凝聚或殺死這些抗原。動物在免疫反應(yīng)的過程中，每一種效應(yīng)B淋巴細胞能分泌一種特異性抗體，要想獲得大量的特異性抗體，必須使能分泌該單一抗體的效應(yīng)B淋巴細胞大量增殖。效應(yīng)B淋巴細胞具有產(chǎn)生單一抗體的能力，但不能在體外增殖；骨髓瘤細胞能在體外培養(yǎng)條件下無限增殖，但不能產(chǎn)生抗體。因此，把一種效應(yīng)B淋巴細胞與骨髓瘤細胞進行細胞融合，產(chǎn)生雜交瘤細胞，它會兼有兩個親本細胞的特性，在體外培養(yǎng)條件下能不斷增殖，同時能產(chǎn)生出某種特異性的抗體。,4．動物細胞融合、單克隆抗體制備與動物細胞培養(yǎng)的區(qū)別與聯(lián)系 動物細胞融合是指兩個或多個動物細胞結(jié)合形成一個細胞的過程，也叫細胞雜交。雜交細胞是具有兩個或多個細胞遺傳信息的單核細胞。雜交細胞的形成需要人工誘導(dǎo)，常用的誘導(dǎo)因素有聚乙二醇(PEG)、滅活的病毒、電激等。融合的細胞要繁殖就要進行動物細胞的培養(yǎng)，通過動物細胞的培養(yǎng)，雜交細胞表現(xiàn)出兩個親本各自的優(yōu)良特點。,單克隆抗體的制備，首先應(yīng)獲得雜交瘤細胞，其過程是用已免疫的效應(yīng)B淋巴細胞和骨髓瘤細胞雜交獲得三種融合細胞：BB細胞、B瘤細胞、瘤瘤細胞，然后用選擇培養(yǎng)基篩選獲得雜交瘤細胞，雜交瘤細胞要發(fā)揮其繁殖快，產(chǎn)生特異性抗體的優(yōu)點，應(yīng)通過動物細胞培養(yǎng)才能實現(xiàn)。所以無論是動物細胞融合還是單克隆抗體的制備，都是以動物細胞培養(yǎng)為基礎(chǔ)的。,人絨毛膜促性腺激素(HCG)是女性懷孕后胎盤滋養(yǎng)層細胞分泌的一種糖蛋白，制備抗HCG單克隆抗體可用于早孕的診斷。下圖是抗HCG單克隆抗體制備流程示意圖，請分析回答： (1)制備單克隆抗體過程中要用到________和________技術(shù)。,,(2)制備單克隆抗體過程中，給小鼠注射的HCG相當于________，使小鼠產(chǎn)生分泌相應(yīng)________的淋巴細胞，此過程屬于特異性免疫中的________免疫。 (3)在細胞內(nèi)DNA合成一般有兩條途徑，主途徑是在細胞內(nèi)由糖和氨基酸合成核苷酸，進而合成DNA，而氨基嘌呤可以阻斷此途徑。另一輔助途徑是在次黃嘌呤和胸腺嘧啶核苷存在的情況下，經(jīng)酶催化作用合成DNA，而骨髓瘤細胞的DNA合成沒有此輔助途徑。,①利用DNA合成途徑不同的特點配制的HAT培養(yǎng)基(含有次黃嘌呤、氨基嘌呤和胸腺嘧啶核苷的細胞培養(yǎng)基)含有多種成分，其中添加的________成分具有篩選雜交瘤細胞的作用。 ②最終篩選獲得的雜交瘤細胞的特點是________________________________ (4)此過程生產(chǎn)的單克隆抗體可以與________特異性結(jié)合，從而診斷早孕。,[解析] (2)通過分泌抗體來消滅抗原的過程屬于體液免疫。(3)經(jīng)細胞融合處理過的細胞中，能在體外無限增殖的有瘤細胞、瘤—瘤雜交細胞以及雜交瘤細胞。而根據(jù)題中信息可知，骨髓瘤細胞和瘤—瘤雜交細胞的DNA合成沒有“次黃嘌呤和胸腺嘧啶核苷”的輔助途徑，只能進行由糖和氨基酸合成核苷酸，進而合成DNA的主途徑。因此，如果在培養(yǎng)基中加入氨基嘌呤，即可阻斷DNA合成的主途徑，使得骨髓瘤細胞和瘤—瘤雜交細胞無法合成DNA，進而無法增殖。,而骨髓瘤細胞中由于有B淋巴細胞的遺傳特點，有DNA合成的輔助途徑，因此即使在有氨基嘌呤的培養(yǎng)基上，只要同時存在次黃嘌呤和胸腺嘧啶核苷，依然能夠正常合成DNA，正常增殖，最終達到篩選出雜交瘤細胞的目的。(4)通過此過程生產(chǎn)的單克隆抗體能與最初注射的抗原特異性結(jié)合，在本題中該抗原為HCG(人絨毛膜促性腺激素)。 [答案] (1)動物細胞培養(yǎng) 動物細胞融合 (2)抗原 抗體 體液 (3)①氨基嘌呤 ②能無限增殖并分泌特異性抗體 (4)人絨毛膜促性腺激素(或“HCG”),