2022-2023學年新教材高中生物第2章細胞工程第2節(jié)動物細胞工程2動物細胞融合技術與單克鹿體課件新人教版選擇性必修3

1、第2章細胞工程第2節(jié)動物細胞工程二動物細胞融合技術與單克隆抗體課標要點學法指導1闡述動物細胞融合的原理、方法、過程，并與植物體細胞雜交進行比較2舉例說出單克隆抗體的原理、過程及應用1列表比較動物細胞融合與植物體細胞雜交的異同 (科學思維)2結合科學家設計的單克隆抗體制備的實驗方案，理解單克隆抗體的含義、特點、制備過程和應用 (生命觀念、科學思維、科學探究)知識導圖課前新知導學動物細胞融合技術1概念使_或_動物細胞結合形成_的技術。2原理_。3誘導方法常用方法有_、_和_等。兩個多個一個細胞細胞膜的流動性PEG融合法電融合法滅活病毒誘導法雜交雜交細胞6意義及應用(1)克服了_的不親和性。(2)成

2、為研究_、_、腫瘤和_等的重要手段。(3)利用_制造單克隆抗體。遠緣雜交細胞遺傳細胞免疫培育生物新品種動物細胞融合技術融合后的細胞能夠直接用于培養(yǎng)嗎，為什么？微思考【答案】不可以，還需要進一步篩選。因為誘導融合后形成的融合細胞有多種，需要篩選出所需要的雜交細胞。與植物體細胞雜交相比，動物細胞融合的原理及其特有的誘導因子分別是()A細胞膜的流動性、離心B細胞膜的流動性、滅活的病毒C細胞的全能性、電刺激D細胞的全能性、滅活的病毒【答案】B【解析】植物體細胞雜交的原理是細胞膜的流動性、植物細胞的全能性。動物細胞融合的原理是細胞膜的流動性，動物細胞融合常用的誘導因素有聚乙二醇(PEG)、滅活的病毒、電

3、融合法等，其中滅活的病毒是其特有的誘導因子，B正確，A、C、D錯誤。單克隆抗體及其應用1傳統(tǒng)方法獲得抗體(1)方法：向動物體內反復注射某種_，使動物產(chǎn)生_。從動物_中分離所需抗體。(2)特點：_、_、_、反應不夠靈敏?？乖贵w血清產(chǎn)量低純度低特異性差2單克隆抗體的制備(1)基本原理：一種B淋巴細胞(漿細胞)只產(chǎn)生_種特異性抗體，但在體外_無限增殖。小鼠骨髓瘤細胞能在體外_增殖。細胞融合技術產(chǎn)生的雜交瘤細胞可以保持_的特性。篩選雜交瘤細胞，在體外培養(yǎng)并大量增殖可獲得_。一不能大量兩個親本單克隆抗體(2)過程：產(chǎn)生特異性抗體的B淋巴細胞的制備：向免疫小鼠體內注射特定_，然后從小鼠體內獲得已免疫的_

4、細胞，同時培養(yǎng)骨髓瘤細胞，為融合做準備。抗原B淋巴雜交瘤細胞的獲得a用PEG融合法、電融合法、滅活病毒誘導法等，誘導兩種細胞發(fā)生融合，這時得到的融合細胞除了雜交瘤細胞，還有相互融合的_細胞和相互融合的_細胞。b用特定的選擇培養(yǎng)基篩選出_，這時候的雜交瘤細胞既能_同時又能_。骨髓瘤B淋巴雜交瘤細胞無限增殖產(chǎn)生特異性抗體克隆化培養(yǎng)和抗體檢測：獲得既能產(chǎn)生特異性抗體又能無限增殖的雜交瘤細胞。將雜交瘤細胞在_或注射到小鼠_中增殖。提取單克隆抗體：從細胞培養(yǎng)液或小鼠的_中提取。體外培養(yǎng)腹腔腹水(3)單克隆抗體的優(yōu)點：_、_、可大量制備。(4)應用：作為診斷試劑：能準確識別_的細微差異，與特定抗原發(fā)生特異

5、性結合，并且可以大量制備。用于治療疾病和運載_。特異性強靈敏度高抗原藥物制備單克隆抗體時，為什么要對實驗動物進行免疫？微思考【答案】動物經(jīng)過免疫后形成B淋巴細胞(漿細胞)才能產(chǎn)生相應的抗體。用a表示骨髓瘤細胞，b表示漿細胞，則細胞融合過程中前兩次篩選的目的分別為()Aa、aa、ab、bb、ba、aa、abab培養(yǎng)Ba、aa、ab、bb、bab、bb、bab培養(yǎng)Ca、aa、ab、bb、bab產(chǎn)生特定抗體的ab培養(yǎng)Da、aa、ab、bb、baa能無限增殖的aa培養(yǎng)【答案】C【解析】第一次篩選是選出雜交瘤細胞(即ab)，第二次篩選是選出產(chǎn)生特異性抗體的ab細胞，C正確。課堂素養(yǎng)初培動物細胞融合知識歸

6、納1原理細胞膜的流動性。2誘導方法PEG融合法、電融合法和滅活病毒誘導法。3過程細胞膜融合、細胞質融合和細胞核融合。4融合成功的標志細胞核融合。5結果形成雜交細胞。6意義突破了有性雜交的局限。7應用主要用于單克隆抗體的制備。如圖為動物細胞融合的過程，請結合圖示過程探究下列問題：(1)為什么滅活的病毒可以誘導動物細胞融合？不滅活的病毒可以嗎？(2)結合植物體細胞雜交技術分析，動物細胞融合技術能培養(yǎng)形成雜種動物個體嗎？提示：(1)病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能夠與細胞膜上的糖蛋白發(fā)生作用，使細胞相互凝聚，細胞膜上的蛋白質分子和脂質分子重新排布，細胞膜打開，細胞發(fā)生融合；不能用不滅活的病毒做誘導劑，

7、因為不滅活的病毒會感染細胞。(2)不能。融合后的雜交細胞經(jīng)過培養(yǎng)只能通過細胞分裂形成細胞群，不能形成雜種動物個體?！炯记蓺w納】植物體細胞雜交與動物細胞融合的異同項目植物體細胞雜交動物細胞融合細胞融合原理細胞膜的流動性細胞膜的流動性細胞融合前的處理用纖維素酶、果膠酶去除細胞壁后誘導原生質體融合用胰蛋白酶使細胞分散后誘導細胞融合誘導融合的方法電融合法、離心法、PEG融合法、高Ca2高pH融合法電融合法、PEG融合法、滅活病毒誘導法項目植物體細胞雜交動物細胞融合結果雜種植株雜交細胞應用培育植物新品種主要用于制備單克隆抗體意義突破遠緣雜交不親和的障礙，打破了生殖隔離相同點原生質體融合原理相同；原生質體

8、融合的方法相似素養(yǎng)達成：本重難點通過學習動物細胞融合的原理、過程及應用，培養(yǎng)“科學思維”“科學探究”素養(yǎng)。對點精練1關于動物細胞融合的說法，不正確的是()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合形成一個細胞的過程B動物細胞融合后形成的具有兩個動物細胞遺傳信息的單核細胞稱為雜交細胞C常用的誘導動物細胞融合的方法有：聚乙二醇、滅活的病毒、電激、紫外線照射等D細胞融合技術突破了有性雜交方法的局限，使遠緣雜交成為可能【答案】C【解析】動物細胞融合也稱細胞雜交，是指兩個或多個動物細胞結合形成一個細胞的過程，一般多數(shù)為兩個細胞的融合，A正確；動物細胞融合后，形成具有兩個或多個動物細胞的遺傳信

9、息雜交細胞，B正確；誘導動物細胞融合的方法有PEG融合法、電融合法、滅活病毒誘導法等，C錯誤；細胞融合技術突破了有性雜交方法的局限，克服遠緣雜交不親和的障礙，D正確。2動物細胞融合和植物體細胞雜交的比較中，正確的是()A誘導融合的方法完全相同B所用的技術手段完全相同C所采用的原理完全相同D都能形成雜種細胞【答案】D【解析】誘導融合的方法，除動物細胞融合常用滅活病毒誘導法外，其他方法兩者基本相同，A錯誤；兩種細胞工程所用的技術手段不完全相同，植物體細胞雜交時要先去除細胞壁后誘導原生質體融合，而動物細胞融合時，要先使細胞分散后再誘導細胞融合，B錯誤；兩者采用的原理不同，動物細胞融合的原理是細胞膜的

10、流動性，最終形成的是雜交細胞，植物體細胞雜交還用到細胞的全能性，最終形成雜種植株，C錯誤；兩者都能形成雜種細胞，D正確。知識歸納1需要的技術手段動物細胞融合技術和動物細胞培養(yǎng)技術。2原理細胞膜的流動性和細胞增殖。單克隆抗體的制備3制備過程(1)免疫處理時：提供B淋巴細胞的動物必須預先經(jīng)過免疫處理。(2)誘導融合的方法：動物細胞融合特有的誘導方法為滅活病毒誘導法，其他物理、化學誘導融合的方法與植物體細胞雜交過程中誘導原生質體融合的方法基本相同。(3)雜交細胞：誘導融合后，形成的雜交細胞有多種，若僅考慮兩兩融合的情況，形成的雜交細胞有三種，AA型、BB型、AB型。只有AB型是我們需要的雜交細胞，需

11、要用選擇培養(yǎng)基進行篩選。(4)雜交瘤細胞：既能大量增殖，又能產(chǎn)生某種特異性抗體。(5)兩次篩選：第一次篩選出雜交瘤細胞，第二次篩選出能產(chǎn)生特異性抗體的雜交瘤細胞。(6)獲取單克隆抗體的場所：可以從培養(yǎng)液中提??；可以從小鼠的腹水中提取。結合教材P49制備單克隆抗體的流程，探究下列問題：(1)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)獲得單克隆抗體的原因是什么？(2)單克隆抗體制備過程中誘導細胞融合的方法有哪些呢？(3)選擇雜交瘤細胞的兩步篩選的目的分別是什么？(4)與從血清中提取的抗體相比，單克隆抗體主要的優(yōu)點是什么？提示：(1)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

12、動物細胞，培養(yǎng)時難以恢復分裂能力，不能進行無限增殖，難以獲得單克隆抗體。(2)PEG融合法、電融合法、滅活病毒誘導法。(3)第一步篩選的目的是獲得雜交瘤細胞。第二步篩選的目的是獲得能產(chǎn)生所需單一抗體的雜交瘤細胞。(4)特異性強、靈敏度高、并能大量制備?！痉椒记伞繂慰寺】贵w制備類試題答題技巧(1)識記單克隆抗體的制備流程。(2)理解兩次篩選的目的：第一次篩選出雜交瘤細胞，第二次篩選出產(chǎn)生特異性抗體的雜交瘤細胞。(3)熟記雜交瘤細胞的特點：既能大量增殖，又能產(chǎn)生特異性抗體。(4)牢記單克隆抗體的特點：特異性強，靈敏度高，可大量制備。素養(yǎng)達成：本重難點通過學習單克隆抗體的制備過程，培養(yǎng)“科學思維”

13、“科學探究”素養(yǎng)。對點精練1下圖是單克隆抗體制備流程的簡明示意圖。下列有關敘述正確的是()A是從已免疫的小鼠脾臟中獲得的效應T細胞B中使用胰蛋白酶有利于雜交瘤細胞的形成C同時具有脾臟細胞和小鼠骨髓瘤細胞的特性D是經(jīng)篩選培養(yǎng)獲得的能分泌特異性抗體的細胞群【答案】D【解析】只有漿細胞能產(chǎn)生抗體，所以是從已免疫的小鼠脾臟中獲得的漿細胞，故A錯誤；中使用胰蛋白酶的目的是將組織細胞分散開來，故B錯誤；是漿細胞和骨髓瘤細胞融合形成的雜交瘤細胞，同時具有漿細胞和骨髓瘤細胞的特性，故C錯誤；是第二次篩選，目的是篩選培養(yǎng)獲得的能分泌特異性抗體的細胞群，故D正確。2將特定藥物與單克隆抗體相結合制成的“生物導彈”，

14、能夠用于殺死人類某些癌細胞，其過程如圖所示。下列有關敘述錯誤的是()A過程的原理和植物原生質體融合的原理基本相同B經(jīng)形成的雜交瘤細胞都能無限增殖并產(chǎn)生特定抗體C過程需要篩選并克隆單個雜交瘤細胞D抗體的靶向作用使過程具有高度特異性【答案】B【解析】過程表示脾細胞與骨髓瘤細胞融合，與植物原生質體融合的原理相同，都是細胞膜的流動性，A正確；經(jīng)形成的雜合細胞可能有三種，要經(jīng)過篩選得到雜交瘤細胞，去掉未雜交的細胞以及自身融合的細胞，B錯誤；過程需要篩選出能夠產(chǎn)生特異性抗體并能無限增殖的雜交瘤細胞，然后才能進行克隆化培養(yǎng)，C正確；將特定藥物與單克隆抗體相結合制成的“生物導彈”，注入體內，借助單克隆抗體的導

15、向作用，能將藥物定向帶到癌細胞所在位置，在原位殺死癌細胞，療效高，副作用小，D正確。課堂延伸提分易錯易混：單克隆抗體制備中兩次篩選的目的項目第一次篩選第二次篩選篩選原因誘導融合后得到多種雜交細胞，另外還有未融合的細胞等由于小鼠在生活中還受到其他抗原的刺激，所以經(jīng)選擇性培養(yǎng)獲得的雜交瘤細胞中有能產(chǎn)生其他抗體的細胞項目第一次篩選第二次篩選篩選方法用特定的選擇培養(yǎng)基篩選：未融合的細胞和同種細胞融合后形成的細胞都會死亡，只有融合的雜交瘤細胞才能生長用多孔細胞培養(yǎng)板培養(yǎng)，在每個孔中只有一個雜交瘤細胞的情況下進行克隆化培養(yǎng)和抗體檢測，經(jīng)多次篩選得到足夠數(shù)量的能產(chǎn)生所需抗體的細胞篩選結果得到雜交瘤細胞得到能

16、分泌所需抗體的雜交瘤細胞例1“篩選”是生物工程中常用的技術手段，下列關于篩選的敘述錯誤的是()A在誘變育種中需通過篩選才能得到數(shù)量較少的有利變異B植物體細胞雜交過程中，原生質體融合后獲得的細胞需進行篩選C單克隆抗體制備過程中，第一次篩選的目的是獲得足夠數(shù)量的能產(chǎn)生所需抗體的雜交瘤細胞D動物細胞融合過程中，用一定的方法誘導融合后，需要進行篩選【答案】C【解析】誘變育種的原理是基因突變，而基因突變具有不定向性和多害少利性，因此在誘變育種中需要通過篩選才能得到數(shù)量較少的有利變異，A正確；植物體細胞雜交過程中，誘導原生質體融合后，可獲得多種融合細胞，因此需要對獲得的細胞進行篩選，B正確；單克隆抗體制備

17、過程中，第一次篩選出的是雜交瘤細胞，第二次篩選出的是既能迅速大量增殖又能產(chǎn)生所需抗體的雜交瘤細胞，C錯誤；動物細胞融合過程中，由于細胞融合具有隨機性，會得到AA型細胞、BB型細胞、AB型細胞，需要進行篩選，從而篩選出雜交瘤細胞，D正確。錯因分析：一是沒有理解誘變育種的特點；二是對植物體細胞雜交和單克隆單體的過程掌握不清；三是對細胞融合過程掌握不清。解題技巧：信息題和實驗分析題的綜合運用例2神經(jīng)纖毛蛋白1(NRP1)是血管內皮生長因子的新型受體，通過參與多種信號轉導來促進腫瘤血管的生成。本研究將為NRP1單克隆抗體靶向治療乳腺癌提供數(shù)據(jù)基礎。(1)取乳腺癌(MCF7)組織塊，運用_技術獲得大量M

18、CF7細胞用于后續(xù)實驗。用重組的人_蛋白對小鼠進行注射，使小鼠產(chǎn)生免疫反應，制備雜交瘤細胞，將雜交瘤細胞轉到多孔培養(yǎng)板上培養(yǎng)，吸取培養(yǎng)孔中的_(填“上清液”或“沉淀細胞”)，進行抗體陽性檢測。經(jīng)多次篩選和細胞培養(yǎng)，獲得NRP1單克隆抗體(NRP1 MAb)。(2)將MCF7細胞制成單細胞懸液，等量注入4組裸鼠右前腋下，接種后3天開始給藥，共給藥7次。每隔5天測算一次腫瘤的腫瘤體積，如下圖所示。對照組注射_，從上圖中可以看出_。(3)注射不同劑量NRP1 MAb 33天后，剝離腫瘤組織稱重，實驗結果如下圖：該結果表明_。(4)基于以上研究，科學家們對該抗體的用藥方式有兩種觀點：謹慎用藥和適宜濃度

19、用藥。你支持哪個觀點，并說出理由_ _?！敬鸢浮?1)動物細胞培養(yǎng) 神經(jīng)纖毛蛋白1(NRP1) 上清液 (2)等量的生理鹽水 NRP1 MAb 能夠有效地降低腫瘤的體積，中、高濃度抗體的降低效果比低濃度的效果更顯著 (3)NRP1 MAb 可以明顯降低腫瘤組織的重量，中、高濃度抗體的降低效果稍微沒有低濃度的好，但這種差異并不顯著(4)支持謹慎用藥，理由：隨著治療時間的延長，中高劑量和低劑量的 NRP1 MAb 在降低腫瘤體積和降低腫瘤重量上出現(xiàn)的不一致性可能會加大，應進行后續(xù)研究，現(xiàn)階段謹慎用藥(或支持適宜濃度用藥，理由：該抗體已經(jīng)顯示了顯著的抑瘤效果，中高劑量和低劑量的 NRP1 MAb 在

20、降低腫瘤體積和降低腫瘤重量上雖然出現(xiàn)了不一致性，但這種不一致性很小，可以考慮適宜濃度用藥)審題流程：第一步解讀題干，提取有用信息題干“神經(jīng)纖毛蛋白1(NRP1)是血管內皮生長因子的新型受體，通過參與多種信號轉導來促進腫瘤血管的生成。本研究將為NRP1單克隆抗體靶向治療乳腺癌提供數(shù)據(jù)基礎。”可以提取信息：神經(jīng)纖毛蛋白1(NRP1)是血管內皮生長因子的受體；(NRP1)可以通過多種信號轉導來促進腫瘤血管的生成；制備NRP1單克隆抗體可以抑制腫瘤血管的生成；用單克隆抗體進行藥物效果的檢測。第二步對接教材和實驗分析方法，遷移應用單克隆抗體的制備與教材中“動物細胞融合與單克隆抗體的制備”一節(jié)相對接，單克

21、隆抗體的藥物效果檢測涉及實驗設計及結果分析，遵循實驗設計的對照原則和單一變量原則，實驗結果的分析注意分析因變量隨著自變量的變化趨勢。第三步結合小題，逐個突破逐個小題分析，結合教材知識正確解答。(1)取乳腺癌(MCF7)組織塊，需要用胰蛋白酶或膠原蛋白酶進行分散處理后，運用動物細胞培養(yǎng)技術獲得大量MCF7細胞。要制備NRP1單克隆抗體，需要用重組的人NRP1蛋白對小鼠進行注射，使小鼠產(chǎn)生免疫反應，產(chǎn)生相應的漿細胞，與該漿細胞與骨髓瘤細胞進行融合處理，制備雜交瘤細胞。將雜交瘤細胞轉到多孔培養(yǎng)板上培養(yǎng)，可以從培養(yǎng)液即上清液中提取到單克隆抗體，可以用抗原抗體雜交技術進行抗體陽性檢測。經(jīng)多次篩選和細胞培

22、養(yǎng)，獲得NRP1單克隆抗體(NRP1 MAb)。(2)實驗的自變量是給藥的劑量和時間，因變量是腫瘤的體積，對照組應該注射等量的生理鹽水，根據(jù)實驗結果可知，NRP1 MAb 能夠有效地降低腫瘤的體積，中、高濃度抗體的降低效果比低濃度的效果更顯著。(3)注射不同劑量NRP1 MAb 33天后，剝離腫瘤組織稱重，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)可知，NRP1 MAb 可以明顯降低腫瘤組織的重量，中、高濃度抗體的降低效果稍微沒有低濃度的好，但這種差異并不顯著。(4)支持謹慎用藥，理由：隨著治療時間的延長，中高劑量和低劑量的 NRP1 MAb 在降低腫瘤體積和降低腫瘤重量上出現(xiàn)的不一致性可能會加大，應進行后續(xù)研究，現(xiàn)階段謹

23、慎用藥。支持適宜濃度用藥，理由：該抗體已經(jīng)顯示了顯著的抑瘤效果，中高劑量和低劑量的 NRP1 MAb 在降低腫瘤體積和降低腫瘤重量上雖然出現(xiàn)了不一致性，但這種不一致性很小，可以考慮適宜濃度用藥。小練素養(yǎng)達成1下列關于動物細胞融合的說法，不正確的是()A細胞融合前要用酶解法分散成單個細胞B細胞融合的原理是細胞膜的流動性C融合后得到的雜交細胞具有兩個親本細胞的遺傳信息D融合后得到的雜交細胞具有兩個細胞核【答案】D【解析】動物細胞融合前要用胰蛋白酶將組織分散成單個細胞，A正確；動物細胞融合的原理是細胞膜的流動性，B正確；融合后得到的雜交細胞具有兩個親本細胞的遺傳信息，C正確；融合后得到的雜交細胞是單

24、核細胞，D錯誤。2下面是制備單克隆抗體過程的示意圖，下列敘述不正確的是()A過程為動物細胞培養(yǎng)過程B促進細胞融合的方法可以利用聚乙二醇誘導C中的篩選是通過抗原抗體反應進行的D既可以無限增殖，也能產(chǎn)生所需抗體【答案】D【解析】為體外培養(yǎng)雜交瘤細胞過程，為動物細胞培養(yǎng)過程，A正確；誘導動物細胞融合常用的誘導因素有聚乙二醇(PEG)、滅活的病毒、電激等，B正確；如果要篩選能產(chǎn)生特定抗體的細胞，可以通過抗原抗體反應，有反應說明表達了抗體，C正確；融合細胞具有雙親的特點，既能無限增殖又能產(chǎn)生單一抗體，中有多種雜交瘤細胞，只有少部分能產(chǎn)生所需抗體，D錯誤。3科學家用滅活的病毒把骨髓瘤細胞與已免疫的B淋巴細胞融合，得到雜交瘤細胞，關于滅活病毒的說法正確的是()A病毒比較小，可鉆入細胞內B滅活的病毒已完全死亡，死亡的病毒可以讓細胞聚集C滅活的病毒已失去感染活性，對各種動物細胞不造成破壞，但所保留的融合活性使不同的動物細胞進行融合D滅活的病毒帶有目的基因，通過融合可以讓雜交細胞帶有目的基因【答案】C【解析】動物細胞融合常用滅活的病毒作誘導劑是因為滅活的病毒不再具有感染活性，不會對細胞造成破壞，但保留融合活性，促使不同的動物細胞融合，C正確。4下列有