2017-2018學年高中生物第二章細胞工程第9課時動物細胞融合和單克隆抗體學案蘇教版選修

1、第 9 課時動物細胞融合和單克隆抗體學習目標1.掌握動物細胞融合的原理、方法、過程與意義。2.掌握制備單克隆抗體的方法、過程和應(yīng)用?；A(chǔ)知識導學-一、動物細胞融合 科學家經(jīng)過長期的探索，也實現(xiàn)了讓不同種動物的體細胞進行雜交。完善下圖，回答問題：2川滅活摘毒誘導動物細胞融合過程的示惠圖1.什么是動物細胞融合？答案動物細胞融合是指在一定的條件下將兩個或多個動物細胞融合為一個細胞的過程。2 動物細胞融合的原理是什么？答案 細胞膜的流動性。3 .誘導融合的方法有哪些？答案 常用的促融合方法有：(1) 生物法：如病毒誘導融合法；(2) 化學法：如聚乙二醇誘導融合法；(3) 物理法：如電場誘導融合法等。4

2、 .雜交細胞融合成功的標志是什么？答案雜交細胞能進行有絲分裂。5.與傳統(tǒng)的有性雜交相比，細胞融合技術(shù)有何優(yōu)越性？答案 其優(yōu)越性在于克服遠緣雜交不親和的障礙。二、單克隆抗體的制備動物細胞融合技術(shù)的最重要用途是制備單克隆抗體，閱讀教材并回答問題：3JR出豐停島出B淋巴 細屜她卑 鶯蠶瞬槪細胞是 殺交細胞件業(yè)特定抗體1.什么是抗體？它是如何產(chǎn)生的?答案抗體是機體接受抗原刺激后產(chǎn)生的，并能和該抗原發(fā)生特異性結(jié)合的具有免疫功能的 球蛋白。是由漿細胞分泌的，能和抗原特異性結(jié)合。2 .獲取抗體采用傳統(tǒng)的方法是怎樣的？有何缺點？答案（1）方法：向動物體內(nèi)反復注射某種抗原，使動物產(chǎn)生抗體；從動物血清中分離 所需

3、抗體。（2）缺點：產(chǎn)量低、純度低、特異性差。3 .癌細胞有何特征？答案 癌細胞的主要特征有無限增殖、形態(tài)結(jié)構(gòu)改變、易分散轉(zhuǎn)移等。4 在體外培養(yǎng)的條件下，一個B 淋巴細胞有沒有可能無限增殖？答案不可能。5.如何讓 B 淋巴細胞既能產(chǎn)生特異性抗體，又能大量繁殖？答案讓 B 淋巴細胞和骨髓瘤細胞進行動物細胞融合形成雜交瘤細胞。6 只考慮兩兩融合，培養(yǎng)液中的融合細胞有幾種類型？細胞共有幾種類型？答案 融合細胞有 B 淋巴細胞-骨髓瘤細胞、 B 淋巴細胞-B 淋巴細胞、骨髓瘤細胞-骨髓瘤 細胞三種。培養(yǎng)液中還含有 B 淋巴細胞和骨髓瘤細胞兩種細胞。7 .如何培養(yǎng)篩選出的雜交瘤細胞？如何獲取單克隆抗體？答

4、案 將雜交瘤細胞在體外條件下做大規(guī)模培養(yǎng)或注射到小鼠腹腔內(nèi)增殖，從細胞培養(yǎng)液或小鼠的腹水中提取單克隆抗體。8.單克隆抗體有何優(yōu)點？答案 特異性強、靈敏度高、產(chǎn)量大。9 單克隆抗體有哪些用途？答案（1）開發(fā)治療惡性腫瘤的抗體；（2）還可用于治療由于免疫系統(tǒng)紊亂導致的疾?。挥糜谄鞴僖浦驳闹委煹?。重點難點探究-一、動物細胞融合 動物細胞融合與植物體細胞雜交的比較它多叩挺取 林外iff界豳產(chǎn)住特定抗 林朵仝酬啦單牌鈾i：體9準射小亂4比較項目原理方法步驟誘導方法結(jié)果用途或意義動物細胞融合細胞膜具有流動性分散成單個細胞后誘導細胞融合物理方法、 化學方法、 生物方法形成雜交細胞培育雜交細胞或大量獲得細胞產(chǎn)

5、物植物體細胞雜交細胞膜具有流動 性；植物細胞具 有全能性酶解法去除細胞壁后誘導原生質(zhì)體融合， 形成雜種細胞后培育 成雜種植株物理方法、化學方法形成雜種植株克服遠緣雜父不親和的障礙、單克隆抗體的制備如圖表示用生物工程技術(shù)制備人抗A 抗體的過程，請回答下列問題:(1) 根據(jù)材料完善下面內(nèi)容：抗原I令婁、梟檢驗朵交 _提夙離 二 耶胞一交_細胞捷否克隆一體外疏_取林外培兀翻 f 髓特定體內(nèi)培弟l%_y_ /1_ p_/第一步 第二步第三歩 第四步第丘步(2) 人的紅細胞膜表面有被稱為凝集原的特異 _;從免疫學角度看，這種凝集原是_ 。(3) 圖中細胞 1 是小鼠體內(nèi)注入人 A 型血紅細胞后獲得的 _

6、 細胞，這種細胞具有產(chǎn)生_的特點，但難以在體外培養(yǎng)。甲培養(yǎng)皿中培養(yǎng)的細胞_ 2 是從患骨髓瘤的小鼠 體內(nèi)獲取的骨髓瘤細胞，這種細胞在體外培養(yǎng)時能 _ ，但不會產(chǎn)生抗體。(4) 為了能充分發(fā)揮上述兩種細胞各自的特點，經(jīng)特殊處理，在促細胞融合因子的作用下，使兩種細胞發(fā)生融合，形成圖中的細胞3,這種細胞稱為 _ 。把它在乙培養(yǎng)皿中進行培養(yǎng)，則能產(chǎn)生大量的細胞群。(5) 過程的主要目的是 _5_。通過過程或的培養(yǎng)方法能產(chǎn)生大量 _ 抗體。答案（1）B 淋巴細胞骨髓瘤細胞 產(chǎn)生特定抗體的雜交細胞（單克?。┛贵w（2）糖蛋白抗原（3）B 淋巴 單一的抗 A 抗體（或單一的特異性抗體）快速大量增殖 （4）雜交

7、瘤細胞 （5）篩選出能產(chǎn)生單一抗 A 抗體的雜交瘤細胞 抗 A 單克隆解析（2）紅細胞表面的凝集原與細胞識別有關(guān)，其化學本質(zhì)是糖蛋白，從免疫學角度看是抗原。（3）小鼠受到抗原刺激后能產(chǎn)生 B 淋巴細胞，這種細胞能產(chǎn)生單一抗體，但不能增殖，骨髓瘤細胞能無限增殖但不能產(chǎn)生抗體。（4）通過動物細胞融合的方式可以獲得雜交瘤細胞，產(chǎn)生單克隆抗體。（5）過程的目的是篩選出能產(chǎn)生單一抗A 抗體的雜交瘤細胞，通過或可產(chǎn)生大量抗 A 單克隆抗體。隨堂達標檢測-1 .動物細胞融合中使用的滅活的仙臺病毒的抗原性和感染力是（）A. 失去抗原性，具有感染力B. 具有抗原性，也具有感染力C. 失去抗原性，也失去感染力D.

8、 具有抗原性，失去感染力答案 D解析 滅活的仙臺病毒不具有生物活性，不具有侵染細胞的能力，但具有抗原性，能夠促進動物細胞融合。2 .單克隆抗體是指（）A. 單個骨髓瘤細胞增殖產(chǎn)生的抗體B. 單個 B 淋巴細胞增殖產(chǎn)生的抗體C. 單個雜交瘤細胞增殖產(chǎn)生的高度單一的抗體D. 單個抗體通過克隆化培養(yǎng)產(chǎn)生大量抗體答案 C解析 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 淋巴細胞,然后將 B 淋巴細胞與小鼠骨髓瘤細胞同時培養(yǎng)，在聚乙二醇的誘導下，促使B 淋巴細胞與骨髓瘤細胞融合，得到雜交瘤細胞。從中選出能產(chǎn)生抗體的細胞群，即可得到單克隆抗體。單 克隆抗體是利用 B 淋巴細胞能

9、產(chǎn)生抗體的能力及骨髓瘤細胞能無限增殖的特點制備出的抗 體。骨髓瘤細胞自身不能產(chǎn)生抗體，則A 項錯誤。而一個細胞產(chǎn)生的抗體是非常有限的，不能應(yīng)用于生產(chǎn)和實踐，所以單個B 淋巴細胞也不能產(chǎn)生大量的抗體，B 項錯誤?？贵w本身很難克隆，而單個雜交瘤細胞通過無性繁殖能產(chǎn)生大量的相同的雜交瘤細胞，產(chǎn)生的抗體專一，特異性強，C 項正確，D 項錯誤。3 如圖是單克隆抗體制備過程示意圖，其中 1 過程注射的物質(zhì)和 A 細胞的名稱分別是（）6A.抗體、T 淋巴細胞 B.抗原、T 淋巴細胞C.抗體、B 淋巴細胞D.抗原、B 淋巴細胞答案 D解析 單克隆抗體技術(shù)首先應(yīng)該獲得能產(chǎn)生單一抗體的B 淋巴細胞，所以應(yīng)該向小鼠

10、注射單一抗原，刺激小鼠產(chǎn)生相應(yīng)的B 淋巴細胞，由 B 淋巴細胞產(chǎn)生單一抗體。然后利用動物細胞融合技術(shù)使 B 淋巴細胞與小鼠骨髓瘤細胞融合獲得雜交瘤細胞。然后在體外進行培養(yǎng)或在體 內(nèi)培養(yǎng)獲得大量的單一抗體。4 .單克隆抗體在疾病的診斷、治療和預防方面與常規(guī)抗體相比，其特點是（）A. 單克隆抗體特異性強、純度低、靈敏度高、產(chǎn)量高B. 單克隆抗體特異性強、純度高、靈敏度低、產(chǎn)量高C. 單克隆抗體特異性強、純度高、靈敏度高、產(chǎn)量低D. 單克隆抗體特異性強、純度高、靈敏度高、產(chǎn)量高 答案 D解析 單克隆抗體與常規(guī)抗體相比，特異性強、靈敏度高、純度高、產(chǎn)量高。5.要想獲得大量的單克隆抗體就必須用單個的B

11、淋巴細胞進行無性繁殖，形成細胞群。其原因是（）A. 在體外培養(yǎng)條件下 B 淋巴細胞可以無限增殖B. 在動物體內(nèi)，每個 B 淋巴細胞可產(chǎn)生多種抗體C. 每一個 B 淋巴細胞都參與特異性免疫反應(yīng)D. 每一個 B 淋巴細胞只分泌一種特異性抗體但不能大量增殖答案 D解析 B 淋巴細胞壽命短，它能夠參與特異性免疫， 但不一定都參與；B 淋巴細胞的免疫具有 特異性，即每一個 B 淋巴細胞只能產(chǎn)生一種與特定抗原結(jié)合的抗體。課時精練-【基礎(chǔ)再現(xiàn)】1 .與植物體細胞雜交相比，動物細胞融合的原理及其特有的促融合因子分別是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、電激D. 細胞的

12、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7動性；動物細胞融合的常用促融合因子有聚乙二醇、滅活的病毒、電激等，其 中滅活的病毒是其特有的促融合因子，而聚乙二醇、電激均可用于促進植物體細胞融合。2. 滅活的病毒可誘導細胞融合， 克隆技術(shù)可以克服異體組織或器官的排斥， 這些都依賴于細胞的識別功能。這種細胞識別功能的物質(zhì)基礎(chǔ)是 ()A.磷脂分子B.氨基酸C.核酸D.糖蛋白答案 D3.目前，動物細胞融合的用途中最重要的是 ()A. 克服遠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)雜交細胞答案 B解析 動

13、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；另外，植物體細胞雜交還應(yīng)用了植物體細胞的全能性；動物細胞作為整體，它的全能性受到限制，目前只見到高度分化的細胞核在去核卵母細胞中表現(xiàn)出全能性，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物種；生產(chǎn)雜交細胞， 不是細胞融合的主要目的，雜交細胞只是細胞融合完成后所形成的結(jié)構(gòu)名稱。4.科學家用小鼠骨髓瘤細胞與某種細胞融合，得到雜交細胞， 經(jīng)培養(yǎng)可產(chǎn)生大量的單克隆抗體。與骨髓瘤細胞融合的是 ()A. 經(jīng)過免疫的 B 淋巴細胞B. 不經(jīng)過免疫的 T 淋巴細胞C. 經(jīng)過免疫的 T 淋巴細胞D. 不經(jīng)過

14、免疫的 B 淋巴細胞答案 A解析 單克隆抗體的產(chǎn)生是利用了細胞工程中的細胞融合技術(shù)。小鼠的骨髓瘤細胞與經(jīng)過免疫的 B 淋巴細胞融合成雜交瘤細胞，在體外培養(yǎng)的條件下能無限增殖，產(chǎn)生特異性的單一抗體。5.制備單克隆抗體所采用的細胞工程技術(shù)包括()細胞培養(yǎng) 細胞融合 胚胎移植 細胞核移植A.B.C.D.答案 A8解析 制備單克隆抗體時，首先采用細胞融合技術(shù)得到雜交瘤細胞，再采用動物細胞培養(yǎng)技 術(shù)獲得能產(chǎn)生所需抗體的細胞群?！灸芰μ嵘?.下列關(guān)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(jié)合形成一個細胞的過程B .動物細胞融合后形成的具有原來兩個或多個動物

15、細胞遺傳信息的單核細胞稱為雜交細胞C. 常用的促進動物細胞融合的因素有：聚乙二醇、滅活的病毒、電激、紫外線照射D. 細胞融合技術(shù)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 紫外線照射常用做人工誘變，可誘發(fā)基因突變，而不是促進細胞融合。7 .下列有關(guān)細胞工程的說法正確的是（）A.在愈傷組織形成的過程中，除適宜的溫度、pH 和無菌條件外，還需要有植物激素進行調(diào) 節(jié)B. 植物體細胞雜交前需要用酶去除細胞壁獲得原生質(zhì)體，然后再用滅活的病毒促進融合C. 利用動物體細胞核移植的方法得到克隆動物是培育新物種的一種方式D. 動物細胞應(yīng)在含 5%CO 的恒溫箱中培養(yǎng)，CO 的作用是為細胞提供碳源答

16、案 A解析 在愈傷組織形成的過程中，需添加生長素和細胞分裂素等植物激素進行調(diào)節(jié)；滅活的病毒是促進動物細胞融合特有的方法；核移植屬于克隆，為無性生殖，不會產(chǎn)生新物種；動 物細胞應(yīng)在含 5%CO 的恒溫箱中培養(yǎng)，CO 的作用是維持培養(yǎng)液中的 pHo8.用綿羊紅細胞刺激小鼠脾臟 B 淋巴細胞，再將后者與小鼠骨髓瘤細胞融合形成雜交瘤細胞 克隆群，由此篩選出的單克隆雜交瘤細胞所產(chǎn)生的抗體（）A. 能識別綿羊整個紅細胞B. 只識別綿羊紅細胞表面的特定分子C. 能識別綿羊所有體細胞D. 只識別綿羊所有體細胞表面的特定分子答案 B解析 單克隆抗體具有特異性強的特點，只能針對特定的抗原。本題中的抗原是綿羊紅細胞

17、表面的特定分子，并非整個紅細胞，也非其他體細胞。9 .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)選擇培養(yǎng)基篩選出來的雜交瘤細胞可用于單克隆抗體的生產(chǎn)9D. 單克隆抗體最廣泛的用途是用做體外診斷試劑答案 D解析 單克隆抗體制備過程需要動物細胞培養(yǎng)技術(shù)培養(yǎng)雜交瘤細胞，故A 錯誤；雜交瘤細胞具有 B 淋巴細胞產(chǎn)生專一抗體和癌細胞無限增殖的特點，不一定具有它們所有特點，故B 錯誤；經(jīng)選擇性培養(yǎng)基篩選出來的雜交瘤細胞還需進行克隆化培養(yǎng)和專一抗體檢測，才可用于 單克隆抗體的生產(chǎn)，故 C 錯誤；單克隆抗體特異

18、性強，靈敏度高，可大量制備，最廣泛的用 途是用作體外診斷試劑，故 D 正確。10下列關(guān)于單克隆抗體的生產(chǎn)和應(yīng)用的敘述，錯誤的是（）A.對小動物注射特定抗原以獲取所需的B 淋巴細胞B. 融合并篩選特定的雜交瘤細胞，原代培養(yǎng)發(fā)生遺傳物質(zhì)改變后才能進行傳代培養(yǎng)C. 特定的單克隆抗體可制成試劑，用于檢測人體是否受某種抗原的感染D. 治療癌癥的“生物導彈”原理之一是利用單克隆抗體的特異性識別癌細胞答案 B解析單克隆抗體的制備是用骨髓瘤細胞和經(jīng)過免疫的B 淋巴細胞融合后得到雜交瘤細胞；雜交瘤細胞既具有骨髓瘤細胞無限增殖的能力，又具有B 淋巴細胞產(chǎn)生抗體的特點，所以不需經(jīng)過遺傳物質(zhì)的改變便能無限增殖；單克隆

19、抗體最廣泛的應(yīng)用是作為診斷試劑；如果把抗 癌細胞的單克隆抗體與放射性同位素、化學藥物或細胞毒素相結(jié)合，制成“生物導彈”，注 入體內(nèi)，借助單克隆抗體的導向作用，將藥物帶到癌細胞所在位置，便可將癌細胞殺死。11下圖是單克隆抗體制備流程階段示意圖，請據(jù)圖回答下列問題：細胞左民（i）_ 技術(shù)是單克隆抗體技術(shù)的基礎(chǔ)。根據(jù)培養(yǎng)基的用途分類，圖中HAT 培養(yǎng)基屬于 _培養(yǎng)基。（3）_ 單克隆抗體與常規(guī)的血清抗體相比，最大的優(yōu)越性是_（4）動物細胞融合除了采用植物細胞原生質(zhì)體融合常用的促融合因子外，還可以采用_ 選出的雜交瘤細胞既具備骨髓瘤細胞 _的特點，又具備淋巴細胞_的特點。答案（1）動物細胞培養(yǎng) （2）

20、選擇（3）特異性強，靈敏度高（4）滅活的病毒（5）在體外大量增殖分泌特異性抗體10解析 單克隆抗體是通過細胞融合、動物細胞培養(yǎng)制備的，其中動物細胞培養(yǎng)是動物細胞工 程的基礎(chǔ)。由圖示信息可知：圖中所用的培養(yǎng)基是選擇培養(yǎng)基，目的是篩選出雜交瘤細胞， 并將雜交瘤細胞分開，篩選之后進行擴大培養(yǎng)，從而獲得大量抗體。單克隆抗體與常規(guī)抗體 相比，特異性強，靈敏度高，可被廣泛應(yīng)用到疾病診斷、治療和預防等方面。動物細胞融合 除了使用離心、振動、電激等物理方法和聚乙二醇等化學方法誘導外，通常還采用滅活的病 毒誘導融合?？贵w是由已免疫的B 淋巴細胞分泌的， 每一種 B淋巴細胞只能分泌一種特異性抗體，要想得到大量的單

21、一抗體，必須將同一種B 淋巴細胞大量克隆，但在體外培養(yǎng)的條件下，一個 B 淋巴細胞不能無限增殖，而骨髓瘤細胞可以在體外無限增殖，因此，通過細胞融 合，得到既能分泌抗體、又能無限增殖的雜交瘤細胞。12.某研究者用抗原(A)分別免疫 3 只同種小鼠(X、Y 和 Z),每只小鼠免疫 5 次，每次免疫一 周后測定各小鼠血清抗體的效價(能檢測出抗原抗體反應(yīng)的血清最大稀釋倍數(shù) )，結(jié)果如下圖 所示：第一次第二機第三猷第四欣第丑次免疫若要制備雜交瘤細胞， 需取免疫后小鼠的 B 淋巴細胞(染色體數(shù)目為 40 條)，并將該細胞與體 外培養(yǎng)的小鼠骨髓瘤細胞(染色體數(shù)目為 60 條)按一定比例加入試管中，再加入聚乙

22、二醇誘導 細胞融合，經(jīng)篩選培養(yǎng)及抗體檢測，得到不斷分泌抗A 抗體的雜交瘤細胞?；卮鹣铝袉栴}：(1)制備融合所需的 B 淋巴細胞時，所用免疫小鼠的血清抗體效價需達到 16000 以上，則小鼠 最少需要經(jīng)過 _ 次免疫后才能有符合要求的。達到要求后的 X、Y、Z 這 3 只免疫小鼠中，最適合用于制備 B 淋巴細胞的是 _ 小鼠，理由是 細胞融合實驗完成后，融合體系中除含有未融合的細胞和雜交廇細胞外，可能還有_，體系中出現(xiàn)多種類型細胞的原因(3) 雜交瘤細胞中有_ 個細胞核，染色體數(shù)目最多是 _條。(4) 未融合的 B 淋巴細胞經(jīng)多次傳代培養(yǎng)后不能存活，原因是 _。答案(1)4 Y Y 小鼠的血清抗

23、體效價最高(2)B 淋巴細胞相互融合形成的細胞、骨髓瘤細胞相互融合形成的細胞細胞融合是隨機的，且融合率達不到100%1100(4)不能無限增殖xii28XN)24 00020 00(】L6 (NX)12 (MX)8 0004000主歲世活迄-=一z_11解析(1)據(jù)圖分析可知，第四次注射后 X、Y、Z 小鼠的血清抗體效價幾乎都達到16000 以上, 小鼠 Y 的血清抗體的效價最高，最適合用于制備單克隆抗體。（2）融合體系中除了未融合的細胞和雜交瘤細胞之外，還有骨髓瘤細胞的自身融合細胞和B 淋巴細胞的自身融合細胞。細胞的融合是隨機的，并且不可能所有細胞都融合，故體系中會出現(xiàn)多種類型的細胞。（3）動物細胞融合后形成的是具有原來兩個或多個細胞遺傳信息的單核細胞。雜交瘤細胞的細胞核中的 染色體數(shù)目最多為 40+ 60= 100（條）。（4）正常細胞的分裂次數(shù)是有限的，且經(jīng)過免疫的 B 淋巴細胞高度分化，不能無限增殖，而是經(jīng)多次傳代培養(yǎng)后逐漸衰老死亡?！緜€性拓展】13.自然界中有一種含有葉綠體的原生動物眼蟲，這說明植物的細胞器同樣可以在某些動物細胞中存活。某同學提出問題：“動物細胞與植物細胞之間可以實現(xiàn)雜交嗎？”他嘗試設(shè)計出下列具體的實驗方案。怔物材料：1I誘導出慰偽組紐2I除去細胞壁.得到原生質(zhì)體 動