生物學案：課堂探究動物細胞融合與單克隆抗體

學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精課堂探究探究點一動物細胞融合·問題導(dǎo)引·在必修1，我們學習過熒光標記的小鼠細胞和人細胞融合實驗，思考：（1）該實驗的目的是什么？（2）作為一項動物細胞工程技術(shù)，動物細胞融合的基本原理和誘導(dǎo)動物細胞融合的因素分別是什么?提示:（1)該實驗的目的是證明細胞膜具有一定的流動性.（2)動物細胞融合的基本原理是膜的流動性，誘導(dǎo)動物細胞融合的因素有聚乙二醇、滅活的病毒、電激等?！っ麕熅v·1．植物體細胞雜交與動物細胞融合比較植物體細胞雜交動物細胞融合基本原理膜的流動性前期處理原生質(zhì)體制備：纖維素酶和果膠酶處理細胞分散：胰蛋白酶處理方法和手段①物理法：離心、振動、電激②化學法：聚乙二醇(PEG）①物理法：離心、振動、電激②化學法：聚乙二醇(PEG）③生物法：滅活的病毒應(yīng)用進行遠緣雜交，創(chuàng)造植物新品種等制備單克隆抗體等特別提醒動物細胞融合的目的不包括培育雜種動物體；而誘導(dǎo)動物細胞融合的方法中,增加了植物體細胞雜交所沒有的生物法(即用滅活的病毒誘導(dǎo)細胞融合）。2．動物細胞融合與受精作用的區(qū)別（1）受精作用是同種生物之間進行的,精子與卵細胞的融合不需要任何誘導(dǎo)劑，就能形成受精卵，受精卵內(nèi)具備同種生物的兩個親本的遺傳物質(zhì).（2）動物細胞融合是在不同物種間進行的細胞融合,由于物種間存在生殖隔離，所以自然條件下不能融合成雜種細胞，必須有誘導(dǎo)劑誘導(dǎo)才能融合。形成的雜種細胞具備兩個親本細胞的遺傳物質(zhì)，從而體現(xiàn)兩個親本的遺傳特性?！纠}1】下列關(guān)于細胞融合的說法，不正確的是（）A．動物細胞融合首先用酶解法分散成單個細胞B．動物細胞融合與植物原生質(zhì)體融合的基本原理相同C．融合后的動物細胞具有原來兩個或多個細胞的遺傳信息D．植物原生質(zhì)體在自然條件下常自發(fā)融合解析：植物原生質(zhì)體在自然條件下一般不會自發(fā)融合，需要誘導(dǎo)劑誘導(dǎo)。答案：D典型方法明確細胞融合的基本原理和誘導(dǎo)方法是解題的關(guān)鍵.誘導(dǎo)方法包括物理法（離心、振動、電激等）、化學法〔聚乙二醇（PEG）〕、生物法（滅活的病毒）。探究點二單克隆抗體·問題導(dǎo)引·長期以來，人們生產(chǎn)抗體的常規(guī)方法是向動物體內(nèi)反復(fù)注射某種抗原，使動物產(chǎn)生抗體，然后，從動物血清中分離所需抗體。思考：(1）生產(chǎn)抗體的常規(guī)方法有何不足?(2）單克隆抗體制備技術(shù)彌補了常規(guī)生產(chǎn)抗體技術(shù)的不足，單克隆抗體主要有哪些優(yōu)點?（3)簡述制備單克隆抗體的大致思路。提示：（1）常規(guī)方法生產(chǎn)出的抗體產(chǎn)量低、純度低、特異性差.（2)單克隆抗體特異性強、靈敏度高、可大量制備。（3）制備單克隆抗體的大致思路是對小鼠注射特定的抗原蛋白→從免疫的小鼠體內(nèi)提取并培養(yǎng)B淋巴細胞，培養(yǎng)骨髓瘤細胞→誘導(dǎo)B淋巴細胞和骨髓瘤細胞融合→篩選出雜交瘤細胞→篩選出能產(chǎn)生所需抗體的雜交瘤細胞→克隆和培養(yǎng)篩選出的雜交瘤細胞→獲得單克隆抗體.·名師精講·1．單克隆抗體的概念由單個已免疫的B淋巴細胞進行無性繁殖形成的細胞系（實際上是與骨髓瘤細胞融合形成的雜交瘤細胞）所產(chǎn)生的化學性質(zhì)單一、特異性強的抗體.2．單克隆抗體的特點化學性質(zhì)單一，特異性強,靈敏度高，可大量制備。3．單克隆抗體的制備過程(1）關(guān)鍵的操作:①對免疫小鼠注射特定的抗原；②融合;③篩選；④培養(yǎng)雜交瘤細胞，制備單克隆抗體。（2)培養(yǎng)雜交瘤細胞的方法有體內(nèi)培養(yǎng)和體外培養(yǎng)。前者的優(yōu)點是培養(yǎng)條件簡單，無需配制培養(yǎng)液；后者的優(yōu)點是在短期內(nèi)獲得大量單克隆抗體.4．單克隆抗體制備過程的幾個問題分析(1)對動物免疫的原因:B淋巴細胞要經(jīng)過免疫過程，即接觸抗原，增殖分化為有特異性免疫功能的B淋巴細胞，才能產(chǎn)生相應(yīng)的抗體，所以，最后篩選出的與骨髓瘤細胞融合的B淋巴細胞實際上是效應(yīng)B細胞。（2）對雜交瘤細胞的選擇：經(jīng)過免疫的B淋巴細胞和骨髓瘤細胞雜交獲得三種融合細胞(僅考慮兩個細胞融合的情況），即B淋巴細胞與B淋巴細胞融合形成的融合細胞、B淋巴細胞與骨髓瘤細胞融合形成的雜交瘤細胞、骨髓瘤細胞與骨髓瘤細胞融合形成的融合細胞，然后用選擇培養(yǎng)基篩選獲得雜交瘤細胞.雜交瘤細胞可發(fā)揮其繁殖快、產(chǎn)生特異性抗體的優(yōu)點.（3）雜交瘤細胞具備雙親的遺傳物質(zhì)，不僅具有效應(yīng)B細胞產(chǎn)生特異性抗體的能力，還具有骨髓瘤細胞在體外培養(yǎng)條件下無限增殖的能力，從而可以克服單純B淋巴細胞不能無限增殖的缺點,而大量生產(chǎn)單克隆抗體。（4）在單克隆抗體制備過程中,一般認為有兩次篩選過程，第一次是篩選出雜交瘤細胞(用選擇培養(yǎng)基)，第二次是進一步篩選出能產(chǎn)生人們所需要抗體的雜交瘤細胞.特別提醒從已免疫的小鼠體內(nèi)提取的淋巴細胞不僅僅是漿細胞，還包括記憶細胞、未受抗原刺激的B細胞、T細胞等其他淋巴細胞.5．應(yīng)用（1)作為診斷試劑:診斷由病毒引起的疾病和用癌細胞抗原制備的單克隆抗體進行定位診斷。（2）用于治療疾病和運載藥物:從目前臨床試驗來看，單克隆抗體主要用于癌癥治療；運用藥物與單克隆抗體連接在一起制成“生物導(dǎo)彈"。特別提醒單克隆抗體兩方面的應(yīng)用均依據(jù)了單克隆抗體的高度特異性原理即單克隆抗體能特異性識別抗原并且與其結(jié)合?！纠}2】對于下面制備單克隆抗體過程示意圖，不正確的敘述是(）A．①表示已免疫的B淋巴細胞和骨髓瘤細胞均是從小鼠的脾臟中提取的B．②促進細胞融合的方法可以利用聚乙二醇誘導(dǎo)C．④中的篩選是通過抗原—抗體反應(yīng)進行的D．⑤可以無限增殖解析：已免疫的B淋巴細胞可以從小鼠的脾臟中提取,骨髓瘤細胞是從小鼠的骨髓中提取的.誘導(dǎo)動物細胞融合常用的誘導(dǎo)因素有聚乙二醇（PEG）、滅活的病毒、電激等。如果要篩選能產(chǎn)生特定抗體的細胞群，可以通過檢測抗原—抗體反應(yīng)，如果有反應(yīng)說明表達了抗體。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。答案：A典型方法掌握并區(qū)別雜交瘤細胞與單克隆抗體的特點是解題的關(guān)鍵。單克隆抗體由雜交瘤細胞合成、分泌，單克隆抗體的特點是特異性強、靈敏度高,可以大量制備；而雜交瘤細胞的特點是既能大量增殖,又能產(chǎn)生專一的抗體。變式訓(xùn)練單克隆抗體技術(shù)在疾病診斷和治療以及生命科學研究中具有廣泛的應(yīng)用。下列關(guān)于單克隆抗體的敘述,錯誤的是(）A．特異性強、靈敏度高B．與抗癌藥物結(jié)合可制成“生物導(dǎo)彈”C．體外培養(yǎng)B淋巴細胞可大量分泌單克隆抗體D．由效應(yīng)B細胞與