生物學(xué)案：課堂探究動(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)必貴于專精課堂探究探究點(diǎn)一動(dòng)物細(xì)胞融合·問題導(dǎo)引·在必修1，我們學(xué)習(xí)過熒光標(biāo)記的小鼠細(xì)胞和人細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)，思考：（1）該實(shí)驗(yàn)的目的是什么？（2）作為一項(xiàng)動(dòng)物細(xì)胞工程技術(shù)，動(dòng)物細(xì)胞融合的基本原理和誘導(dǎo)動(dòng)物細(xì)胞融合的因素分別是什么?提示:（1)該實(shí)驗(yàn)的目的是證明細(xì)胞膜具有一定的流動(dòng)性.（2)動(dòng)物細(xì)胞融合的基本原理是膜的流動(dòng)性，誘導(dǎo)動(dòng)物細(xì)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(xì)胞雜交與動(dòng)物細(xì)胞融合比較植物體細(xì)胞雜交動(dòng)物細(xì)胞融合基本原理膜的流動(dòng)性前期處理原生質(zhì)體制備：纖維素酶和果膠酶處理細(xì)胞分散：胰蛋白酶處理方法和手段①物理法：離心、振動(dòng)、電激②化學(xué)法：聚乙二醇(PEG）①物理法：離心、振動(dòng)、電激②化學(xué)法：聚乙二醇(PEG）③生物法：滅活的病毒應(yīng)用進(jìn)行遠(yuǎn)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(dòng)物細(xì)胞融合的目的不包括培育雜種動(dòng)物體；而誘導(dǎo)動(dòng)物細(xì)胞融合的方法中,增加了植物體細(xì)胞雜交所沒有的生物法(即用滅活的病毒誘導(dǎo)細(xì)胞融合）。2．動(dòng)物細(xì)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(jìn)行的,精子與卵細(xì)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(gè)親本的遺傳物質(zhì).（2）動(dòng)物細(xì)胞融合是在不同物種間進(jìn)行的細(xì)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(xì)胞，必須有誘導(dǎo)劑誘導(dǎo)才能融合。形成的雜種細(xì)胞具備兩個(gè)親本細(xì)胞的遺傳物質(zhì)，從而體現(xiàn)兩個(gè)親本的遺傳特性?！纠}1】下列關(guān)于細(xì)胞融合的說法，不正確的是（）A．動(dòng)物細(xì)胞融合首先用酶解法分散成單個(gè)細(xì)胞B．動(dòng)物細(xì)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(dòng)物細(xì)胞具有原來兩個(gè)或多個(gè)細(xì)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(xì)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(dòng)、電激等）、化學(xué)法〔聚乙二醇（PEG）〕、生物法（滅活的病毒）。探究點(diǎn)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(dòng)物體內(nèi)反復(fù)注射某種抗原，使動(dòng)物產(chǎn)生抗體，然后，從動(dòng)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(bǔ)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(diǎn)?（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(qiáng)、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(xì)胞，培養(yǎng)骨髓瘤細(xì)胞→誘導(dǎo)B淋巴細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞融合→篩選出雜交瘤細(xì)胞→篩選出能產(chǎn)生所需抗體的雜交瘤細(xì)胞→克隆和培養(yǎng)篩選出的雜交瘤細(xì)胞→獲得單克隆抗體.·名師精講·1．單克隆抗體的概念由單個(gè)已免疫的B淋巴細(xì)胞進(jìn)行無性繁殖形成的細(xì)胞系（實(shí)際上是與骨髓瘤細(xì)胞融合形成的雜交瘤細(xì)胞）所產(chǎn)生的化學(xué)性質(zhì)單一、特異性強(qiáng)的抗體.2．單克隆抗體的特點(diǎn)化學(xué)性質(zhì)單一，特異性強(qiáng),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(xì)胞，制備單克隆抗體。（2)培養(yǎng)雜交瘤細(xì)胞的方法有體內(nèi)培養(yǎng)和體外培養(yǎng)。前者的優(yōu)點(diǎn)是培養(yǎng)條件簡單，無需配制培養(yǎng)液；后者的優(yōu)點(diǎn)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(gè)問題分析(1)對動(dòng)物免疫的原因:B淋巴細(xì)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(xì)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(xì)胞融合的B淋巴細(xì)胞實(shí)際上是效應(yīng)B細(xì)胞。（2）對雜交瘤細(xì)胞的選擇：經(jīng)過免疫的B淋巴細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞雜交獲得三種融合細(xì)胞(僅考慮兩個(gè)細(xì)胞融合的情況），即B淋巴細(xì)胞與B淋巴細(xì)胞融合形成的融合細(xì)胞、B淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合形成的雜交瘤細(xì)胞、骨髓瘤細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合形成的融合細(xì)胞，然后用選擇培養(yǎng)基篩選獲得雜交瘤細(xì)胞.雜交瘤細(xì)胞可發(fā)揮其繁殖快、產(chǎn)生特異性抗體的優(yōu)點(diǎn).（3）雜交瘤細(xì)胞具備雙親的遺傳物質(zhì)，不僅具有效應(yīng)B細(xì)胞產(chǎn)生特異性抗體的能力，還具有骨髓瘤細(xì)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(xì)胞不能無限增殖的缺點(diǎn),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(rèn)為有兩次篩選過程，第一次是篩選出雜交瘤細(xì)胞(用選擇培養(yǎng)基)，第二次是進(jìn)一步篩選出能產(chǎn)生人們所需要抗體的雜交瘤細(xì)胞.特別提醒從已免疫的小鼠體內(nèi)提取的淋巴細(xì)胞不僅僅是漿細(xì)胞，還包括記憶細(xì)胞、未受抗原刺激的B細(xì)胞、T細(xì)胞等其他淋巴細(xì)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(xì)胞抗原制備的單克隆抗體進(jìn)行定位診斷。（2）用于治療疾病和運(yùn)載藥物:從目前臨床試驗(yàn)來看，單克隆抗體主要用于癌癥治療；運(yùn)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(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞均是從小鼠的脾臟中提取的B．②促進(jìn)細(xì)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(jìn)行的D．⑤可以無限增殖解析：已免疫的B淋巴細(xì)胞可以從小鼠的脾臟中提取,骨髓瘤細(xì)胞是從小鼠的骨髓中提取的.誘導(dǎo)動(dòng)物細(xì)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(xì)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(dá)了抗體。融合細(xì)胞具有雙親的特點(diǎn)，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(xì)胞與單克隆抗體的特點(diǎn)是解題的關(guān)鍵。單克隆抗體由雜交瘤細(xì)胞合成、分泌，單克隆抗體的特點(diǎn)是特異性強(qiáng)、靈敏度高,可以大量制備；而雜交瘤細(xì)胞的特點(diǎn)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(xué)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(cuò)誤的是(）A．特異性強(qiáng)、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(xì)胞可大量分泌單克隆抗體D．由效應(yīng)B細(xì)胞與