1、成才之路 生物路漫漫其修远兮 吾将上下而求索人教版 选修3 细胞工程 专题二 第二节 动物细胞工程专题二 第二课时 动物细胞融合与单克隆抗体目 标 定 位 1预 习 导 学 2要 点 精 析 3思 维 升 华 4知 识 构 建 5课 时 作 业 7应 用 探 究 6目 标 定 位 1掌握动物细胞融合技术。(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。预 习 导 学 一、动物细胞融合 1概念：_或_动物细胞结合形成_的过程，也称细胞杂交。2结果：形成_细胞。3意义：克服了_的不亲和性，成为研究_、细胞免疫、肿瘤和_的培育等的重要手段。利用_制造单克隆抗体。两
2、个多个一个细胞杂交远缘杂交细胞遗传生物新品种细胞融合技术 二、单克隆抗体 1抗体(1)产生细胞：_。(2)成分_。2传统获得抗体(1)方法：a.向动物体内反复注射某种_，使动物产生_；b.从动物_中分离所需抗体。(2)特点：_。B淋巴细胞免疫球蛋白抗原抗体血清产量低、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_细胞和骨髓瘤细胞融合，再用_进行筛选，在该培养基上，未融合的亲本细胞和_细胞都会死亡，只有_细胞才能生长。这种杂种细胞的特点是既能_又能产生专一的抗体。对上述经选择性培养的杂交瘤细胞，还需进行克隆化培养和
3、_，经多次筛选，就可获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。最后，将杂交瘤细胞在体外条件下做大规模培养，或注射到小鼠21 _内增殖，这样，从22 _或小鼠腹水中，就可以提取大量的单克隆抗体了。B淋巴选择性培养基融合的具有同种核融合的杂种迅速大量繁殖抗体检测腹腔细胞培养液4单克隆抗体最主要的优点是23 _、灵敏度高和24_。5单克隆抗体的应用：作为25 _；用于治疗疾病和运载药物；把抗癌细胞的单克隆抗体跟26 _、化学药物或27 _相结合，可制成生物导弹。特异性强可大量制备诊断试剂放射性同位素细胞毒素 思维激活 1诱导动物细胞融合与植物体细胞杂交融合有什么不同？2若不采用动物细胞融合的方法，能否生产
4、出单克隆抗体？试简要说明。答案 1动物细胞融合能用灭活的病毒进行诱导。2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。要 点 精 析 一、动物细胞融合 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。知识贴士：融合形成的杂交细胞具有两个细胞的遗传信息，通过动物细胞的培养，杂交细胞表现出两个亲本的特点。2原理：细胞膜的流动性。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
5、导。没有细胞膜的融合，就不会有细胞质和细胞核的融合。知识贴士：细胞融合的实质是核融合。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，特别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辟了新途径。(2015湛江检测)下列关于动物细胞融合的说法，错误的是()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动物细胞融合需要用纤维素酶处理 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
6、细胞无细胞壁，所以诱导融合前不需要用纤维素酶处理。动物细胞融合需要人工诱导融合，诱导因素包括聚乙二醇、灭活的病毒、电激等。答案 B 动物细胞融合的目的中最重要的是()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 答案 B 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
7、抗体。二、单克隆抗体的制备过程 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：抗原 免疫 效应B淋巴细胞 骨髓瘤细胞筛选选择培养基细胞融合杂交瘤细胞选择特定抗体的细胞群继续培养体外、体内提取单克隆抗体 4制备过程中需注意的几个问题(1)首先要注射特定的抗原蛋白免疫小鼠，对小鼠免疫的原因：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淋巴细胞实际上是效应B淋巴细胞。(2)融合后可以得到多种细胞，包
8、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)，第二次需先在多孔培养板上培养，在每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。(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
9、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)分离和纯化抗原分子。下图是单克隆抗体制备流程示意图。(1)_技术是单克隆抗体技术的基础。(2)在图中HAT培养基上，未融合的_和融合的_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用植物细胞原生质体融合常用的诱导手段，还可以采用_。(3)单克隆抗体与常规的血清抗体相比，最主要的优越性是_。(4)选出的杂交瘤细胞既具备骨髓瘤细胞的迅速_特点，又具备淋巴细胞的_特点，经过选择性培养的杂交瘤细胞，还需进行_和_，经多次筛选，就可获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。最后将杂交瘤细胞在
10、体外条件下做大规模培养，或小鼠腹腔内增殖，从_或_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_中的_细胞分化、发育而来的。解析 解决本题首要要对课本内容熟练掌握，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使用灭活的病毒进行诱导。灭活是指使病毒失去感染能力，但是具有诱导细胞融合的能力。答案(1)动物细胞培养(2)亲本细胞 具有同核的细胞 灭活的病毒(3)特异性强，灵敏度高，并可大量制备(4)在体外大量增殖 分泌专一抗体 克隆化培养 抗体检测 细胞
11、培养液 小鼠腹水(5)骨髓 造血干(2015潍坊检测)下列关于单克隆抗体制备过程的叙述，正确的是()A制备过程中不需要动物细胞培养技术 B杂交瘤细胞具有B淋巴细胞与癌细胞的所有特点 C经选择性培养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 答案 D 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，经过选择性培养基的筛选并经单一抗体检测后，培养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能力。思 维 升 华 1植物体细胞杂交和动物细胞融合的区别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
12、杂交细胞膜的流动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动性使细胞分散后，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.动物细胞融合与受精作用的区别(1)受精作用是在同种生物之间进行的，精子与卵细胞的融合不需要任何诱导剂，就能形成受精卵，受精卵内具备同种生物的两个亲本的遗传物质。(2)动物细胞融合是在不同物种间进行的细胞融合，由于物种间存在生殖隔离，所以自然条件下不能融合成杂交细胞，必须有诱导剂作用才能融合。形成的杂交细胞具备两个亲本细胞的遗传物质，从而体现两个亲本的遗传特性。3制备单克隆抗体时，选用
13、B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合的原因 哺乳动物感染抗原后，其体内会形成相应的效应B淋巴细胞，效应B淋巴细胞能分泌相应的抗体凝聚或杀死这些抗原。动物在免疫反应的过程中，每一种效应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，必须使能分泌该单一抗体的效应B淋巴细胞大量增殖。效应B淋巴细胞具有产生单一抗体的能力，但不能在体外增殖；骨髓瘤细胞能在体外培养条件下无限增殖，但不能产生抗体。因此，把一种效应B淋巴细胞与骨髓瘤细胞进行细胞融合，产生杂交瘤细胞，它会兼有两个亲本细胞的特性，在体外培养条件下能不断增殖，同时能产生出某种特异性的抗体。4动物细胞融合、单克隆抗体制备与动物细胞培养的区别与联系
14、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。杂交细胞的形成需要人工诱导，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养，通过动物细胞的培养，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，然后用选择培养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，应通过动物细胞培养才能实现。所以无论是动物细胞融合还是单克隆抗体的制备，都是以
15、动物细胞培养为基础的。知 识 构 建应 用 探 究 人绒毛膜促性腺激素(HCG)是女性怀孕后胎盘滋养层细胞分泌的一种糖蛋白，制备抗HCG单克隆抗体可用于早孕的诊断。下图是抗HCG单克隆抗体制备流程示意图，请分析回答：(1)制备单克隆抗体过程中要用到_和_技术。(2)制备单克隆抗体过程中，给小鼠注射的HCG相当于_，使小鼠产生分泌相应_的淋巴细胞，此过程属于特异性免疫中的_免疫。(3)在细胞内DNA合成一般有两条途径，主途径是在细胞内由糖和氨基酸合成核苷酸，进而合成DNA，而氨基嘌呤可以阻断此途径。另一辅助途径是在次黄嘌呤和胸腺嘧啶核苷存在的情况下，经酶催化作用合成DNA，而骨髓瘤细胞的DNA合
16、成没有此辅助途径。利用DNA合成途径不同的特点配制的HAT培养基(含有次黄嘌呤、氨基嘌呤和胸腺嘧啶核苷的细胞培养基)含有多种成分，其中添加的_成分具有筛选杂交瘤细胞的作用。最终筛选获得的杂交瘤细胞的特点是_(4)此过程生产的单克隆抗体可以与_特异性结合，从而诊断早孕。解析(2)通过分泌抗体来消灭抗原的过程属于体液免疫。(3)经细胞融合处理过的细胞中，能在体外无限增殖的有瘤细胞、瘤瘤杂交细胞以及杂交瘤细胞。而根据题中信息可知，骨髓瘤细胞和瘤瘤杂交细胞的DNA合成没有“次黄嘌呤和胸腺嘧啶核苷”的辅助途径，只能进行由糖和氨基酸合成核苷酸，进而合成DNA的主途径。因此，如果在培养基中加入氨基嘌呤，即可阻断DNA合成的主途径，使得骨髓瘤细胞和瘤瘤杂交细胞无法合成DNA，进而无法增殖。而骨髓瘤细胞中由于有B淋巴细胞的遗传特点，有DNA合成的辅助途径，因此即使在有氨基嘌呤的培养基上，只要同时存在次黄嘌呤和胸腺嘧啶核苷，依然能够正常合成DNA，正常增殖，最终达到筛选出杂交瘤细胞的目的。(4)通过此过程生产的单克隆抗体能与最初注射的抗原特异性结合，在本题中该抗原为HCG(人绒毛膜促性腺激素)。答案(1)动物细胞培养 动物细胞融合(2)抗原 抗体 体液(3)氨基嘌呤 能无限增殖并分泌特异性抗体(4)人绒毛膜促性腺激素(或“HCG”)
