生物素材：教材梳理動(dòng)物細(xì)胞融合與單克隆抗體

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精庖丁巧解牛知識·巧學(xué)一、動(dòng)物細(xì)胞融合1.動(dòng)物細(xì)胞融合的概念:是指兩個(gè)或多個(gè)動(dòng)物細(xì)胞結(jié)合形成一個(gè)細(xì)胞的過程。融合后形成的具有原來兩個(gè)或多個(gè)細(xì)胞遺傳信息的單核細(xì)胞，稱為雜交細(xì)胞.2.動(dòng)物細(xì)胞融合的原理:與植物原生質(zhì)體融合的基本原理相同，誘導(dǎo)動(dòng)物細(xì)胞融合的方法與植物原生質(zhì)體融合的方法類似，常用的誘導(dǎo)因素有聚乙二醇、滅活的病毒、電刺激等。3.用滅活病毒誘導(dǎo)動(dòng)物細(xì)胞融合過程：4.動(dòng)物細(xì)胞融合的意義：克服了遠(yuǎn)緣雜交的不親和性,成為研究細(xì)胞遺傳、細(xì)胞免疫、腫瘤和生物新品種培育的重要手段。辨析比較動(dòng)物細(xì)胞融合與植物體細(xì)胞雜交的比較比較項(xiàng)目細(xì)胞融合的原理細(xì)胞融合的方法誘導(dǎo)手段用法植物體細(xì)胞雜交細(xì)胞膜的流動(dòng)性去除細(xì)胞壁后誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合離心、電刺激、振動(dòng)、顯微操作、聚乙二醇等試劑誘導(dǎo)克服了遠(yuǎn)緣雜交的不親和性，獲得雜種植株動(dòng)物細(xì)胞融合細(xì)胞膜的流動(dòng)性使細(xì)胞分散后誘導(dǎo)細(xì)胞融合除應(yīng)用植物細(xì)胞雜交手段外,再加滅活的病毒誘導(dǎo)制備單克隆抗體的技術(shù)之一二、單克隆抗體1.單克隆抗體的制備（1）抗體：B淋巴細(xì)胞產(chǎn)生。主要成分：球蛋白，具有特異性，從血清中分離出的抗體產(chǎn)量低、純度低、特異性差.（2）單克隆抗體的制備過程：多種雜交細(xì)胞→在具有篩選作用的培養(yǎng)基上培養(yǎng)→克隆篩選出的雜交細(xì)胞→將不同種雜交細(xì)胞分開,并克隆專一抗體,檢驗(yàn)陽性細(xì)胞→注射到小鼠體內(nèi)或體外培養(yǎng)→獲得單克隆抗體。(3）雜交瘤細(xì)胞的特點(diǎn):既能大量迅速繁殖，又能產(chǎn)生專一抗體。（4)單克隆抗體的優(yōu)點(diǎn):特異性強(qiáng)，靈敏度高，產(chǎn)量大。2.單克隆抗體的應(yīng)用（1）作為診斷試劑：準(zhǔn)確識別各種抗原物質(zhì)，并跟抗原特異性的結(jié)合,具有準(zhǔn)確、高效、簡易、快速的優(yōu)點(diǎn).(2）用于治療疾病和運(yùn)載藥物：主要用于治療癌癥，可制成“生物導(dǎo)彈”,也有少量用于治療其他疾病。知識拓展如何進(jìn)行雜交瘤細(xì)胞的抗體檢測及克隆化培養(yǎng)？融合后的細(xì)胞經(jīng)選擇性培養(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，用多孔細(xì)胞培養(yǎng)板培養(yǎng)，使每孔細(xì)胞不超過一個(gè),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(yàn)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(gè)細(xì)胞，挑選陽性孔的細(xì)胞繼續(xù)進(jìn)行有限稀釋，一般需進(jìn)行3～4次,直至確信每個(gè)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)。問題·探究問題1動(dòng)植物細(xì)胞融合技術(shù)有何相同點(diǎn)和不同點(diǎn)?探究：動(dòng)、植物細(xì)胞融合技術(shù)基本原理相同,誘導(dǎo)融合的方法基本類似。不同點(diǎn)是:（1)植物細(xì)胞融合前需先去掉細(xì)胞壁；(2)動(dòng)物細(xì)胞融合除物理法、化學(xué)法外，還用到生物方法，即滅活病毒;(3）培養(yǎng)基成分不同,動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)是用液體培養(yǎng)基，其成分中有動(dòng)物血清，另外還有培養(yǎng)目的和結(jié)果等方面的區(qū)別。問題2制備單克隆抗體時(shí)，為什么要選用B淋巴細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞融合形成雜交瘤細(xì)胞？探究：哺乳動(dòng)物感染抗原后,其體內(nèi)會(huì)形成相應(yīng)的B淋巴細(xì)胞，B淋巴細(xì)胞能分泌相應(yīng)的抗體凝聚或殺死這些抗原。動(dòng)物在免疫反應(yīng)的過程中，每一種B淋巴細(xì)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B淋巴細(xì)胞大量增殖。B淋巴細(xì)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(xì)胞是一種癌細(xì)胞,它能在體外培養(yǎng)條件下無限增殖，但不能產(chǎn)生抗體.因此，把一種B淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞進(jìn)行細(xì)胞融合,產(chǎn)生雜交瘤細(xì)胞，它會(huì)兼有兩個(gè)親本細(xì)胞的特性——在體外培養(yǎng)條件下能不斷增殖，同時(shí)能產(chǎn)生出某種特異性的抗體。問題3為什么不用兩個(gè)而要用多個(gè)細(xì)胞進(jìn)行動(dòng)物細(xì)胞間的融合？探究:就目前常用的細(xì)胞融合方法來看,不管是用物理的、化學(xué)的方法，還是生物的方法,其融合率都不可能是100%.僅用兩個(gè)細(xì)胞融合，其效率太低，不一定能得到融合細(xì)胞。更重要的是，即使兩個(gè)細(xì)胞已發(fā)生融合，但并不一定是研究者期望得到的細(xì)胞類型。目前動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)最有價(jià)值的應(yīng)用就是單克隆抗體的制備。我們以制備單克隆抗體為例來說明這一問題。我們知道,體內(nèi)產(chǎn)生的特異性抗體種類可多達(dá)百萬種以上，但是每一個(gè)B淋巴細(xì)胞只分泌一種特異性抗體，如果僅取一個(gè)脾細(xì)胞（含B淋巴細(xì)胞)和一個(gè)瘤細(xì)胞雜交，我們不能確定該脾細(xì)胞分泌的抗體是否正是我們所需要的;若用大量的脾細(xì)胞和瘤細(xì)胞進(jìn)行融合，就可以從融合細(xì)胞中篩選出能分泌所需抗體的雜交瘤細(xì)胞。典題·熱題例1動(dòng)物細(xì)胞融合和植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的比較中，正確的是()A。誘導(dǎo)融合的方法完全相同B。所用的技術(shù)手段基本相同C.培養(yǎng)基成分相同D.都能形成雜種細(xì)胞解析：動(dòng)物細(xì)胞融合和植物體細(xì)胞雜交這兩項(xiàng)細(xì)胞工程技術(shù)中，都包含有細(xì)胞融合的過程，都能形成雜種細(xì)胞。對于誘導(dǎo)方法來說，除動(dòng)物細(xì)胞的融合還常用滅活的病毒作誘導(dǎo)劑外，其他的是基本相同的。植物體細(xì)胞雜交前需先去掉細(xì)胞壁,在完成細(xì)胞融合后,還要將雜種細(xì)胞培育成植株，所以，它們所應(yīng)用的技術(shù)手段是有差別的.植物細(xì)胞培養(yǎng)用的是固體培養(yǎng)基，動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)用的是液體培養(yǎng)基，其成分中還有動(dòng)物血清，培養(yǎng)基成分有一定的差別。答案：D方法歸納結(jié)合新老知識，對有關(guān)聯(lián)的知識點(diǎn)進(jìn)行比較、歸納，找出相同點(diǎn)和不同點(diǎn)，加深理解。相同點(diǎn):動(dòng)、植物細(xì)胞融合技術(shù)基本原理相同，誘導(dǎo)融合的方法基本類似。不同點(diǎn)：（1）植物細(xì)胞融合前需先去掉細(xì)胞壁；（2)動(dòng)物細(xì)胞融合除物理法、化學(xué)法外，還用到生物方法，即滅活病毒；（3）培養(yǎng)基成分不同,動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)是用液體培養(yǎng)基，其成分中有動(dòng)物血清，另外還有培養(yǎng)目的和結(jié)果等方面的區(qū)別.例2用動(dòng)物細(xì)胞工程獲得單克隆抗體，下列實(shí)驗(yàn)步驟錯(cuò)誤的是(）A。將抗原注入小鼠體內(nèi),獲得能產(chǎn)生抗體的B淋巴細(xì)胞B。用纖維素酶處理B淋巴細(xì)胞與小鼠骨髓瘤細(xì)胞C。用聚乙二醇作誘導(dǎo)劑，使能產(chǎn)生抗體的B淋巴細(xì)胞與小鼠骨髓瘤細(xì)胞融合D.篩選雜交瘤細(xì)胞，并從中選出能產(chǎn)生所需抗體的細(xì)胞群,培養(yǎng)后提取單克隆抗體解析：考查對單克隆抗體的制備過程的掌握情況。單克隆抗體的制備過程是：將一種抗原注入小鼠體內(nèi)，獲得能產(chǎn)生抗體的B淋巴細(xì)胞，然后將B淋巴細(xì)胞與小鼠骨髓瘤細(xì)胞同時(shí)培養(yǎng),在聚乙二醇的誘導(dǎo)下,促使B淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合,得到雜交瘤細(xì)胞。從中選出能產(chǎn)生抗體的細(xì)胞群,即可得到單克隆抗體。因?yàn)閯?dòng)物細(xì)胞無細(xì)胞壁，所以用不到纖維素酶。答案：B誤區(qū)警示體內(nèi)產(chǎn)生的特異性抗體種類可多達(dá)百萬種以上,但是每一個(gè)B淋巴細(xì)胞只分泌一種特異性抗體，如果僅取一個(gè)脾細(xì)胞(含B淋巴細(xì)胞）和一個(gè)瘤細(xì)胞雜交,我們不能確定該脾細(xì)胞分泌的抗體是否正是我們所需要的;若用大量的脾細(xì)胞和瘤細(xì)胞進(jìn)行融合，就可以從融合細(xì)胞中篩選出能分泌所需抗體的雜交瘤細(xì)胞。例3科學(xué)家用小鼠骨髓瘤細(xì)胞與B淋巴細(xì)胞融合，得到雜交細(xì)胞，經(jīng)培養(yǎng)可產(chǎn)生大量的單克隆抗體，所用的B淋巴細(xì)胞是來自(）A.骨髓的B淋巴細(xì)胞B.脾臟的能產(chǎn)生的抗體的B淋巴細(xì)胞C。胸腺的B淋巴細(xì)胞D。脾臟經(jīng)過篩選的，能產(chǎn)生單一抗體的B淋巴細(xì)胞解析:單克隆抗體制備中使用的B淋巴細(xì)胞應(yīng)該是能產(chǎn)生抗體的。只有脾臟經(jīng)過篩選的被抗原刺激過的B細(xì)胞才能產(chǎn)生抗體.答案：D例4我國科學(xué)家2001年在山東萊陽農(nóng)學(xué)院培養(yǎng)出克隆牛“康康"和“雙雙”的過程如下圖所示,請分析完成下列問題：（1）eq\o\ac（○，a)eq\o\ac（○,b)所指細(xì)胞工程的名稱分別是______________和_______________.（2）“康康”和“雙雙”之間能否進(jìn)行器官移植？___________。為什么？______________________________________________________________________。（3）實(shí)施細(xì)胞工程時(shí)，所需要的受體細(xì)胞大多采用動(dòng)物卵細(xì)胞的原因是________________________________________________________。（4）“康康"和“雙雙"的培養(yǎng)成功說明了什么問題？____________________________。解析：動(dòng)物細(xì)胞工程常用的技術(shù)手段有動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)、動(dòng)物細(xì)胞移植、動(dòng)物細(xì)胞融合、生產(chǎn)單克隆抗體等，圖中所示a為細(xì)胞核移植，b為胚胎移植。圖中的“康康”和“雙雙”是獲得早期胚胎后進(jìn)行分割移植而得到的個(gè)體，來源于同一個(gè)細(xì)胞,其體內(nèi)遺傳物質(zhì)幾乎完全相同，在進(jìn)行器官移植時(shí)不會(huì)發(fā)生排斥反應(yīng);在進(jìn)行動(dòng)物細(xì)胞工程中克隆時(shí)，一般采用卵細(xì)胞，原因是卵細(xì)胞的體積大