新教材2023年高中生物第2章細(xì)胞工程第2節(jié)動物細(xì)胞工程2動物細(xì)胞融合技術(shù)與單克鹿體課件新人教版選擇性必修3

第2章細(xì)胞工程第2節(jié)動物細(xì)胞工程二動物細(xì)胞融合技術(shù)與單克隆抗體課內(nèi)探究?名師點睛訓(xùn)練鞏固?課堂達標(biāo)必備知識?夯實雙基指點迷津?撥云見日必備知識?夯實雙基一、動物細(xì)胞融合技術(shù)的概述(1)研究細(xì)胞遺傳、細(xì)胞免疫、腫瘤和培育生物新品種等的重要手段；(2)利用動物細(xì)胞融合技術(shù)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滅活病毒誘導(dǎo)法特別提醒：動物細(xì)胞融合技術(shù)是制備單克隆抗體的基礎(chǔ)，制備單克隆抗體是動物細(xì)胞融合技術(shù)的應(yīng)用。二、單克隆抗體及其應(yīng)用1．原理：一種B淋巴細(xì)胞在抗原的刺激下，只能產(chǎn)生一種針對這種抗原的特異性抗體。骨髓瘤細(xì)胞能夠無限增殖，B淋巴細(xì)胞與其融合后形成的__________細(xì)胞既能迅速大量增殖，又能產(chǎn)生單一抗體。雜交瘤2．制備過程雜交瘤細(xì)胞

3．優(yōu)點：準(zhǔn)確識別抗原的細(xì)微差異，與特定抗原發(fā)生特異性結(jié)合，并且可以大量制備。4．應(yīng)用(1)單克隆抗體可用作診斷試劑，在多種疾病的診斷和病原體鑒定中發(fā)揮重要的作用。(2)單克隆抗體與某些藥物可組成“生物導(dǎo)彈”實現(xiàn)對目標(biāo)細(xì)胞的定向殺傷，其中單克隆抗體發(fā)揮導(dǎo)向作用，將藥物帶到靶細(xì)胞。(3)單克隆抗體自身也能用于治療疾病。1．動物細(xì)胞融合是指使兩個或多個動物細(xì)胞結(jié)合形成一個細(xì)胞的過程。2．動物細(xì)胞融合常用的誘導(dǎo)方法有PEG融合法、電融合法和滅活病毒誘導(dǎo)法。3．動物細(xì)胞融合的主要用途是制備單克隆抗體。4．雜交瘤細(xì)胞是由經(jīng)免疫的B淋巴細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞融合而成的，具有既能無限增殖又能產(chǎn)生專一抗體的能力。學(xué)霸記憶5．制備單克隆抗體過程中第一次篩選是為了獲得雜交瘤細(xì)胞，第二次篩選是為了獲得能產(chǎn)生特定抗體的雜交瘤細(xì)胞。6．單克隆抗體最主要的優(yōu)點是特異性強、靈敏度高，并可大量制備。7．單克隆抗體的主要用途有：作為診斷試劑、用于治療疾病和運載藥物。活學(xué)巧練1．動物細(xì)胞融合過程中既有細(xì)胞膜融合也有核的融合。

(

)2．與植物原生質(zhì)體融合相比，動物細(xì)胞融合特有的誘導(dǎo)因素有聚乙二醇、滅活的病毒。

(

)3．用特定的抗原對小鼠進行免疫后，從小鼠脾臟中只能得到一種B淋巴細(xì)胞。

(

)4．單克隆抗體是單個B淋巴細(xì)胞增殖并產(chǎn)生的抗體。 (

)5．單克隆抗體制備過程中的兩次篩選目的相同。

(

)√

×

×

××

思考：1．什么是滅活？滅活病毒誘導(dǎo)融合的原理是什么？提示：滅活是指用物理或化學(xué)手段使病毒或細(xì)菌失去感染能力，但是并不破壞這些病原體的抗原結(jié)構(gòu)。滅活病毒誘導(dǎo)細(xì)胞融合的原理是病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能夠與細(xì)胞膜上的糖蛋白發(fā)生作用，使細(xì)胞互相凝聚，細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)分子和脂質(zhì)分子重新排布，細(xì)胞膜打開，細(xì)胞發(fā)生融合。2．動物細(xì)胞融合與植物原生質(zhì)體融合的原理相同嗎？提示：相同，都依據(jù)細(xì)胞膜的流動性。3．制備單克隆抗體的過程中的幾種細(xì)胞，如免疫的B淋巴細(xì)胞、骨髓瘤細(xì)胞、雜交瘤細(xì)胞各有何特點？提示：免疫的B淋巴細(xì)胞：能產(chǎn)生單一抗體，但不能無限增殖；骨髓瘤細(xì)胞：能無限增殖，但不能產(chǎn)生抗體；雜交瘤細(xì)胞：既能產(chǎn)生特定的抗體，又能在組織培養(yǎng)條件下進行無限增殖。4．細(xì)胞內(nèi)DNA的合成一般有兩條途徑，主要途徑是在細(xì)胞內(nèi)由糖和氨基酸合成核苷酸，進而合成DNA，而氨基蝶呤可以阻斷此途徑。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)酶的催化作用合成DNA，而骨髓瘤細(xì)胞的DNA合成沒有此輔助途徑。如何利用DNA合成途徑不同的特點配制培養(yǎng)基篩選出雜交瘤細(xì)胞？請說明原理。提示：在培養(yǎng)基中加氨基蝶呤就可以篩選出雜交瘤細(xì)胞。因為培養(yǎng)基中加入氨基蝶呤后，骨髓瘤細(xì)胞和兩兩融合的骨髓瘤細(xì)胞由于其唯一的DNA合成途徑被抑制而不能增殖。B淋巴細(xì)胞本身不增殖，兩兩融合的B淋巴細(xì)胞也不增殖，只有雜交瘤細(xì)胞通過輔助途徑合成DNA進行增殖。課內(nèi)探究?名師點睛知識點

1．對動物細(xì)胞融合過程的理解(1)細(xì)胞融合的過程包括細(xì)胞膜的融合、細(xì)胞質(zhì)融合和細(xì)胞核融合，其中細(xì)胞膜的融合是細(xì)胞融合的先導(dǎo)，在細(xì)胞膜融合中體現(xiàn)出細(xì)胞膜具有一定的流動性。(2)動物細(xì)胞融合完成的標(biāo)志：來自不同細(xì)胞的兩個或多個細(xì)胞核融合成一個細(xì)胞核。動物細(xì)胞融合2．動物細(xì)胞融合與植物體細(xì)胞雜交的比較比較項目動物細(xì)胞融合(單克隆抗體制備)植物體細(xì)胞雜交(番茄—馬鈴薯植株)過程正常小鼠的處理(注射特定的抗原)原生質(zhì)體的制備(酶解法)動物細(xì)胞融合原生質(zhì)體的融合雜交瘤細(xì)胞的篩選和培養(yǎng)雜種細(xì)胞的篩選和培養(yǎng)提純單克隆抗體(特異性強、靈敏度高)雜種植株鑒定原理細(xì)胞膜的流動性、細(xì)胞增殖細(xì)胞膜的流動性、植物細(xì)胞的全能性比較項目動物細(xì)胞融合(單克隆抗體制備)植物體細(xì)胞雜交(番茄—馬鈴薯植株)融合前處理注射特定抗原，免疫處理正常小鼠酶解法去除細(xì)胞壁：纖維素酶、果膠酶誘導(dǎo)方法(1)物理法：電融合法等(2)化學(xué)法：PEG融合法等(3)生物法：滅活病毒誘導(dǎo)法等(1)物理法：電融合法、離心法等(2)化學(xué)法：聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2＋—高pH融合法等意義和用途(1)制備單克隆抗體(2)有助于疾病的診斷、治療、預(yù)防(1)克服不同物種間遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙(2)培育作物新品種知識貼士病毒在生物技術(shù)中的應(yīng)用(1)滅活的病毒能作為誘導(dǎo)劑，不滅活的病毒不能作為誘導(dǎo)劑。(2)病毒在不同過程或操作中的“身份不同”。在免疫調(diào)節(jié)中病毒屬于抗原，在基因工程中可作為載體，在細(xì)胞工程中可作為(細(xì)胞融合的)誘導(dǎo)劑。典例剖析

下圖表示用滅活病毒誘導(dǎo)動物細(xì)胞融合的部分過程，下列相關(guān)敘述正確的是

(

)A．細(xì)胞A和細(xì)胞B必須為同種細(xì)胞才能融合B．細(xì)胞C同時有細(xì)胞A和細(xì)胞B的遺傳物質(zhì)C．該融合過程體現(xiàn)了細(xì)胞膜具有選擇透過性D．植物細(xì)胞的融合過程與動物細(xì)胞的完全相同典例1B

解析：不同種的細(xì)胞也能融合，如人、鼠細(xì)胞融合，A項錯誤；如題圖所示，細(xì)胞A和細(xì)胞B融合成細(xì)胞C，細(xì)胞C同時有細(xì)胞A和細(xì)胞B的遺傳物質(zhì)，B項正確；該融合過程體現(xiàn)了細(xì)胞膜具有一定的流動性，C項錯誤；植物細(xì)胞的融合通常要先去除細(xì)胞壁，過程與動物細(xì)胞的不完全相同，D項錯誤。變式訓(xùn)練1．下列關(guān)于動物細(xì)胞融合和植物體細(xì)胞雜交的比較中，敘述正確的是 (

)A．誘導(dǎo)融合的方法完全相同B．所用的技術(shù)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(xì)胞D

解析：植物體細(xì)胞雜交誘導(dǎo)融合的方法有物理法、化學(xué)法，動物細(xì)胞融合的誘導(dǎo)方法有物理法、化學(xué)法和生物法；兩者采用的原理不同，動物細(xì)胞融合的原理是細(xì)胞膜的流動性，最終形成的是雜種細(xì)胞，植物體細(xì)胞雜交的原理是細(xì)胞膜的流動性和細(xì)胞的全能性。知識點

1．單克隆抗體制備過程的要點分析單克隆抗體項目步驟技術(shù)方法原理取材從已免疫的小鼠的脾中獲取能產(chǎn)生特定抗體的B淋巴細(xì)胞、體外培養(yǎng)骨髓瘤細(xì)胞動物細(xì)胞培養(yǎng)細(xì)胞增殖融合通過滅活的病毒等誘導(dǎo)B淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合動物細(xì)胞融合細(xì)胞膜的流動性項目步驟技術(shù)方法原理篩選第一次要從融合形成的雜交細(xì)胞中篩選出雜交瘤細(xì)胞選擇培養(yǎng)基—第二次要從雜交瘤細(xì)胞中篩選出能產(chǎn)生所需抗體的雜交瘤細(xì)胞專一性抗體檢測、克隆化培養(yǎng)免疫學(xué)原理(抗原—抗體特異性結(jié)合)培養(yǎng)在小鼠腹腔內(nèi)進行體內(nèi)培養(yǎng)，或在細(xì)胞培養(yǎng)液中進行體外培養(yǎng)動物細(xì)胞培養(yǎng)細(xì)胞增殖提取從小鼠腹中或從培養(yǎng)液中獲得單抗——2．兩種抗體的比較名稱產(chǎn)生特點血清抗體由漿細(xì)胞分泌一般從血清中分離，產(chǎn)量低、純度低、特異性差單克隆抗體由雜交瘤細(xì)胞分泌特異性強，靈敏度高，能大量制備3．三種細(xì)胞的比較細(xì)胞類型來源特點漿細(xì)胞由B淋巴細(xì)胞受抗原刺激后增殖分化而來能產(chǎn)生單一抗體，但不能無限增殖骨髓瘤細(xì)胞從骨髓腫瘤中提取能無限增殖，但不能產(chǎn)生抗體雜交瘤細(xì)胞漿細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合而成既能產(chǎn)生抗體，又能無限增殖4．單克隆抗體制備過程中兩次篩選的區(qū)別項目第一次篩選第二次篩選篩選原因誘導(dǎo)融合后會得到多種雜交細(xì)胞，另外還有未融合的細(xì)胞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(xì)胞中有能產(chǎn)生其他抗體的細(xì)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：在該培養(yǎng)基上，未融合的親本細(xì)胞和同種細(xì)胞融合后形成的細(xì)胞(“BB”細(xì)胞、“瘤瘤”細(xì)胞)都會死亡，只有融合的雜交瘤細(xì)胞(“B瘤”細(xì)胞)才能生長用多孔板培養(yǎng)，在每個孔只有一個雜交瘤細(xì)胞的情況下開始克隆化培養(yǎng)和抗體檢測，經(jīng)多次篩選得到能產(chǎn)生特異性抗體的細(xì)胞群篩選目的得到雜交瘤細(xì)胞得到能分泌所需抗體的雜交瘤細(xì)胞典例剖析

下列關(guān)于單克隆抗體制備的說法，正確的是 (

)A．將特定抗原注射到小鼠體內(nèi)，可以從小鼠血清中獲得單克隆抗體B．經(jīng)特定抗原免疫過的B淋巴細(xì)胞在體外培養(yǎng)時可分泌單克隆抗體C．誘導(dǎo)已免疫的B淋巴細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞融合后，發(fā)生融合的細(xì)胞均為雜交瘤細(xì)胞D．篩選出雜交瘤細(xì)胞后，需利用特定抗原再次篩選分泌單克隆抗體的細(xì)胞D

典例2解析：單克隆抗體是由經(jīng)特定抗原免疫過的B淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合形成的雜交瘤細(xì)胞產(chǎn)生的，A、B項錯誤；誘導(dǎo)已免疫的B淋巴細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞融合后，產(chǎn)生的融合細(xì)胞(僅兩兩融合的)可能是已免疫的B淋巴細(xì)胞—已免疫的B淋巴細(xì)胞、骨髓瘤細(xì)胞—骨髓瘤細(xì)胞、已免疫的B淋巴細(xì)胞—骨髓瘤細(xì)胞，C項錯誤；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(xì)胞中有能產(chǎn)生其他抗體的細(xì)胞，需要利用特定抗原再次篩選能分泌單克隆抗體的細(xì)胞，D項正確。變式訓(xùn)練2．下圖是抗HCG(人絨毛膜促性腺激素)單克隆抗體制備流程圖，相關(guān)敘述正確的是 (

)A．①過程中促融劑常用聚乙二醇，不可用滅活的病毒B．②過程中篩選出的雜交瘤細(xì)胞都能產(chǎn)生HCG抗體C．③過程中利用了DNA分子雜交的原理D．④過程中培養(yǎng)液中需要添加動物血清、抗生素等物質(zhì)解析：①過程促融劑常用滅活的病毒，也可用聚乙二醇，A項錯誤；②過程中篩選出的雜交瘤細(xì)胞不一定都能產(chǎn)生HCG抗體，還需通過抗體檢測，B項錯誤；③過程中利用了抗原和抗體特異性結(jié)合的原理，C項錯誤；④過程為動物細(xì)胞培養(yǎng)，培養(yǎng)液中需要添加動物血清、抗生素等物質(zhì)，D項正確。D

指點迷津?撥云見日

一、雜交瘤細(xì)胞與單克隆抗體雜交瘤細(xì)胞的抗體檢測和克隆化培養(yǎng)融合后的細(xì)胞經(jīng)選擇培養(yǎng)基培養(yǎng)后，能存活的細(xì)胞就是雜交瘤細(xì)胞。但這些雜交瘤細(xì)胞并非都是能分泌所需抗體的細(xì)胞，通常用“有限稀釋法”來選擇。將雜交瘤細(xì)胞稀釋，用96孔板培養(yǎng)，使每孔細(xì)胞不超過一個，通過培養(yǎng)讓其增殖。然后檢測各孔上清液中細(xì)胞分泌的抗體(常用酶聯(lián)免疫吸附試驗法)，那些上清液可與特定抗原結(jié)合的培養(yǎng)孔為陽性孔。陽性孔中的細(xì)胞還不能保證是來自單個細(xì)胞，挑選陽性孔的細(xì)胞繼續(xù)進行有限稀釋，一般需進行3～4次，直至確信每個孔中增殖的細(xì)胞為單克隆細(xì)胞。該過程即為雜交瘤細(xì)胞的克隆化培養(yǎng)。二、培養(yǎng)雜交瘤細(xì)胞的方法項目腹腔培養(yǎng)體外培養(yǎng)優(yōu)點易于控制培養(yǎng)條件，成本較低可大規(guī)模培養(yǎng)、大量生產(chǎn)缺點規(guī)模小，產(chǎn)量少需要人為控制培養(yǎng)條件，成本相對較高三、獲取單克隆抗體的場所若在培養(yǎng)基中進行雜交瘤細(xì)胞培養(yǎng)，則從培養(yǎng)液中提取；若在小鼠或其他動物腹腔中培養(yǎng)，則從腹水中提取。

下圖為制備單克隆抗體過程示意圖，下列相關(guān)敘述錯誤的是

(

)A．④中的篩選是為了獲得能產(chǎn)生多種抗體的雜交瘤細(xì)胞B．②中培養(yǎng)基應(yīng)加入選擇性抑制骨髓瘤細(xì)胞DNA分子復(fù)制的物質(zhì)C．圖中有一處明顯錯誤D．⑤可以無限增殖A

典例3典例剖析解析：④中的篩選是為了獲得能產(chǎn)生特定抗體的雜交瘤細(xì)胞，A錯誤；②中培養(yǎng)基應(yīng)加入選擇性抑制骨髓瘤細(xì)胞DNA分子復(fù)制的物質(zhì)，這樣才更容易篩選出雜交瘤細(xì)胞，B正確；題圖中的小鼠沒有經(jīng)過免疫處理，應(yīng)該注射相應(yīng)的抗原，小鼠才能形成相應(yīng)的B淋巴細(xì)胞，C正確；⑤是能產(chǎn)生特定抗體的雜交瘤細(xì)胞，能無限增殖，D正確。解疑答惑

旁欄思考?P49提示：病毒介導(dǎo)了細(xì)胞的融合，形成多核細(xì)胞。

思考·討論?P501．提示：ADC的抗體在生物體內(nèi)與特定目標(biāo)細(xì)胞或組織相結(jié)合，具有導(dǎo)向作用。藥物起治療作用。2．提示：可以用放射性同位素標(biāo)記單克隆抗體進行靶向放療。一些作用于細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的藥物可以通過阻斷腫瘤細(xì)胞的信號通路來抑制其生長，理論上也可以將這些藥物與單克隆抗體結(jié)合進行治療。3．提示：單克隆抗體診斷試劑盒具有特異性強、靈敏度高、可大量制備的優(yōu)勢。ADC在臨床上用于治療癌癥或其他疾病，具有療效高、毒副作用小的特點。4．提示：單克隆抗體在臨床上的應(yīng)用涉及治療、診斷等方面。

練習(xí)與應(yīng)用?P51一、概念檢測1．C(2)A

提示：一個B淋巴細(xì)胞不能無限增殖，B項錯誤。經(jīng)誘導(dǎo)后的細(xì)胞還有未融合的親本細(xì)胞和同種細(xì)胞融合后的細(xì)胞，C項錯誤。小鼠體內(nèi)產(chǎn)生的特異性抗體的種類很多，從血清中分離出的抗體不是單克隆抗體，D項錯誤。二、拓展應(yīng)用開放性問題，答案略。訓(xùn)練鞏固?課堂達標(biāo)1．動物細(xì)胞融合的目的中最重要的是 (

)A．克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙

B．制備單克隆抗體C．培育新物種

D．生產(chǎn)雜交細(xì)胞解析：植物體細(xì)胞雜交主要是為了克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙，以培育新品種；植物體細(xì)胞雜交還應(yīng)用了植物體細(xì)胞的全能性；動物細(xì)胞的全能性受到限制，目前還未見到融合細(xì)胞表現(xiàn)出全能性的例子，因此動物細(xì)胞融合不能用來培育新物種；生產(chǎn)雜交細(xì)胞不是細(xì)胞融合的主要目的，雜交細(xì)胞只是細(xì)胞融合完成后所形成的結(jié)構(gòu)名稱。B

2．要想獲得大量的單克隆抗體就必須用單個的B淋巴細(xì)胞進行無性繁殖，形成細(xì)胞群。其原因是 (

)A．在體外培養(yǎng)條件下，B淋巴細(xì)胞可以無限增殖B．在動物體內(nèi)B淋巴細(xì)胞可產(chǎn)生超過百萬種的抗體C．每一個B淋巴細(xì)胞都參與特異性免疫反應(yīng)D．每一個B淋巴細(xì)胞只分泌一種特異性抗體D

解析：能產(chǎn)生抗體的B淋巴細(xì)胞屬于高度分化的細(xì)胞，不能無限增殖，A不符合題意；動物體內(nèi)產(chǎn)生的特異性抗體的種類可超過百萬種，但不是為獲得單克隆抗體必須將單個的B淋巴細(xì)胞進行無性繁殖形成細(xì)胞群的原因，B不符合題意；當(dāng)有特定的抗原刺激機體時，B淋巴細(xì)胞才能參與特異性免疫反應(yīng)，C不符合題意；每一個B淋巴細(xì)胞只分泌一種特異性抗體，D符合題意。3．用a表示骨髓瘤細(xì)胞，b表示B淋巴細(xì)胞，則單克隆抗體制備過程中兩次篩選的目的分別為 (

)A．從a、aa、ab、bb、b中篩選出a、aa、ab；從a、aa、ab中篩選出abB．從a、aa、ab、bb、b中篩選出ab、bb、b；從ab、bb、b中篩選出abC．從a、aa、ab、bb、b中篩選出ab；從ab中篩選出能產(chǎn)生特定抗體的abD．從a、aa