2019-2020学年高二生物人教版选修三教师用书:2.2.2 动物细胞融合与单克隆抗体 Word版含答案.pdf
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1、22.2 动物细胞融合与单克隆抗体22.2 动物细胞融合与单克隆抗体 一、动物细胞融合()一、动物细胞融合()阅阅读读教教材材P P5 52 2 1概念:两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程,也称1概念:两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程,也称 细胞杂交。细胞杂交。 2原理:膜的流动性。2原理:膜的流动性。 3诱导方法:聚乙二醇(PEG)、灭活的病毒、电激等。3诱导方法:聚乙二醇(PEG)、灭活的病毒、电激等。 4结果:形成具有原来两个或多个细胞遗传信息的单核细胞,4结果:形成具有原来两个或多个细胞遗传信息的单核细胞, 称为杂交细胞。称为杂交细胞。 5意义5意义 (1)突破了有性杂交
2、方法的局限,使远缘杂交成为可能。(1)突破了有性杂交方法的局限,使远缘杂交成为可能。 (2)是研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和生物新品种培育等的重 要手段。 (2)是研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和生物新品种培育等的重 要手段。 (3)为制备单克隆抗体开辟了新途径。(3)为制备单克隆抗体开辟了新途径。 二、单克隆抗体()二、单克隆抗体()阅阅读读教教材材P P5 52 25 54 4 1单克隆抗体的制备及优点1单克隆抗体的制备及优点 (1)杂交瘤细胞的特点:既能迅速大量繁殖,又能产生专一的抗(1)杂交瘤细胞的特点:既能迅速大量繁殖,又能产生专一的抗 体。体。 (2)制备过程:(2)制备过程: (3
3、)单克隆抗体的优点:特异性强、灵敏度高、可大量制备。 (3)单克隆抗体的优点:特异性强、灵敏度高、可大量制备。 2单克隆抗体的应用2单克隆抗体的应用 (1)作为诊断试剂,具有准确、高效、简易、快速的优点。(1)作为诊断试剂,具有准确、高效、简易、快速的优点。 (2)用于治疗疾病和运载药物。(2)用于治疗疾病和运载药物。 共研探究共研探究 植物体细胞杂交技术, 可以跨越植物种属间生殖隔离的屏障, 培 育出新的作物类型。 科学家经过长期的探索, 也实现了用不同种动物 的体细胞进行杂交。参考图示,回答问题。 植物体细胞杂交技术, 可以跨越植物种属间生殖隔离的屏障, 培 育出新的作物类型。 科学家经过
4、长期的探索, 也实现了用不同种动物 的体细胞进行杂交。参考图示,回答问题。 1动物细胞融合的原理是细胞膜的流动性。1动物细胞融合的原理是细胞膜的流动性。 2与诱导植物原生质体融合相比,诱导动物细胞融合特有的方 法是用灭活的病毒处理细胞。 2与诱导植物原生质体融合相比,诱导动物细胞融合特有的方 法是用灭活的病毒处理细胞。 3动物细胞融合的实质是核融合。动物细胞融合完成的标志是 两个或多个细胞核融合为一个细胞核。 3动物细胞融合的实质是核融合。动物细胞融合完成的标志是 两个或多个细胞核融合为一个细胞核。 4杂交细胞的特点:杂交细胞具有两个(或多个)细胞的遗传信 息,能表现出两个(或多个)亲本的性状
5、。 4杂交细胞的特点:杂交细胞具有两个(或多个)细胞的遗传信 息,能表现出两个(或多个)亲本的性状。 总结升华总结升华 植物体细胞杂交与动物细胞融合的比较植物体细胞杂交与动物细胞融合的比较 类型 类型 项目 项目 植物体细胞杂交植物体细胞杂交动物细胞融合动物细胞融合 原理原理 细胞膜的流动性、细胞的全 能性 细胞膜的流动性、细胞的全 能性 细胞膜的流动性、 细胞 的增殖 细胞膜的流动性、 细胞 的增殖 融合前处理融合前处理先除去细胞壁先除去细胞壁先使细胞分散开先使细胞分散开 使用的酶使用的酶纤维素酶和果胶酶纤维素酶和果胶酶 胰蛋白酶或胶原蛋白 酶 胰蛋白酶或胶原蛋白 酶 诱导手段诱导手段 物理
6、法:离心、电激、振动;物理法:离心、电激、振动; 化学法:聚乙二醇等化学法:聚乙二醇等 除物理法和化学法外, 也可用灭活的病毒诱 导 除物理法和化学法外, 也可用灭活的病毒诱 导 过程过程 结果结果杂种植株杂种植株杂交细胞杂交细胞 应用应用培育植物新品种培育植物新品种 主要用于制备单克隆 抗体 主要用于制备单克隆 抗体 意义意义 克服了远缘杂交不亲和的障碍,打破了生殖隔离, 扩展了杂交的亲本组合 克服了远缘杂交不亲和的障碍,打破了生殖隔离, 扩展了杂交的亲本组合 对点演练对点演练 1自然界中的生殖细胞融合能产生有性后代,细胞工程中体细 胞杂交技术被广泛应用于培育杂种植株和生产单克隆抗体等方面。
7、 请 回答以下相关问题: 1自然界中的生殖细胞融合能产生有性后代,细胞工程中体细 胞杂交技术被广泛应用于培育杂种植株和生产单克隆抗体等方面。 请 回答以下相关问题: (1)若 a、b 分别为动物的精子和卵细胞,则产生 a、b 的分裂方 式是_。 (1)若 a、b 分别为动物的精子和卵细胞,则产生 a、b 的分裂方 式是_。 (2)若 a、 b 表 示 植 物 体 细 胞 , 两 者 融 合 完 成 的 标 志 是 _, 由 d 细 胞 形 成 杂 种 植 株 的 原 理 是 _, 其中使用了植物组织培养技术, 该技术的中心环 节是形成愈伤组织,然后诱导它再分化形成植株,再分化的原理是 _, 植
8、 物 体 细 胞 杂 交 的 意 义 是 该 技 术 能 克 服 _。 (2)若 a、 b 表 示 植 物 体 细 胞 , 两 者 融 合 完 成 的 标 志 是 _, 由 d 细 胞 形 成 杂 种 植 株 的 原 理 是 _, 其中使用了植物组织培养技术, 该技术的中心环 节是形成愈伤组织,然后诱导它再分化形成植株,再分化的原理是 _, 植 物 体 细 胞 杂 交 的 意 义 是 该 技 术 能 克 服 _。 (3)生产单克隆抗体时一般不直接培养效应 B 细胞,主要原因是 _,若用 (3)生产单克隆抗体时一般不直接培养效应 B 细胞,主要原因是 _,若用 1515N 标记的氨基酸培养能产生
9、单克隆抗 体 的 细 胞 , 放 射 性 物 质 在 细 胞 器 中 出 现 的 先 后 顺 序 是 _。 N 标记的氨基酸培养能产生单克隆抗 体 的 细 胞 , 放 射 性 物 质 在 细 胞 器 中 出 现 的 先 后 顺 序 是 _。 解析 : (1)若 a、b 分别为动物的精子和卵细胞,动物产生生殖细 胞的分裂方式为减数分裂。(2)在植物体细胞杂交过程中,两个植物 细胞融合完成的标志是形成新的细胞壁, 由杂种细胞形成杂种植株需 要进行植物组织培养, 该技术的原理是植物细胞的全能性。 植物组织 培养技术的中心环节是形成愈伤组织,然后诱导它再分化形成植株, 再分化的原理是基因选择性表达,
10、植物体细胞杂交的意义是该技术能 克服有性(远缘)杂交不亲和的障碍。(3)生产单克隆抗体时一般不直 接培养效应 B 细胞, 主要原因是效应 B 细胞不能无限增殖。 由于抗体 属于分泌蛋白,分泌蛋白合成与分泌的过程是 : 核糖体合成蛋白质 内质网进行粗加工内质网 “出芽” 形成囊泡高尔基体进行再加工 形成成熟的蛋白质高尔基体“出芽”形成囊泡细胞膜胞吐释放, 因此放射性物质在细胞器中出现的先后顺序是核糖体、 内质网、 高尔 基体。 解析 : (1)若 a、b 分别为动物的精子和卵细胞,动物产生生殖细 胞的分裂方式为减数分裂。(2)在植物体细胞杂交过程中,两个植物 细胞融合完成的标志是形成新的细胞壁,
11、 由杂种细胞形成杂种植株需 要进行植物组织培养, 该技术的原理是植物细胞的全能性。 植物组织 培养技术的中心环节是形成愈伤组织,然后诱导它再分化形成植株, 再分化的原理是基因选择性表达, 植物体细胞杂交的意义是该技术能 克服有性(远缘)杂交不亲和的障碍。(3)生产单克隆抗体时一般不直 接培养效应 B 细胞, 主要原因是效应 B 细胞不能无限增殖。 由于抗体 属于分泌蛋白,分泌蛋白合成与分泌的过程是 : 核糖体合成蛋白质 内质网进行粗加工内质网 “出芽” 形成囊泡高尔基体进行再加工 形成成熟的蛋白质高尔基体“出芽”形成囊泡细胞膜胞吐释放, 因此放射性物质在细胞器中出现的先后顺序是核糖体、 内质网
12、、 高尔 基体。 答案:(1)减数分裂 (2)形成新的细胞壁 植物细胞的全能性 基因选择性表达 有性(远缘)杂交不亲和的障碍 (3)效应 B 细胞不 能无限增殖 核糖体、内质网、高尔基体 答案:(1)减数分裂 (2)形成新的细胞壁 植物细胞的全能性 基因选择性表达 有性(远缘)杂交不亲和的障碍 (3)效应 B 细胞不 能无限增殖 核糖体、内质网、高尔基体 共研探究共研探究 1传统抗体的制备1传统抗体的制备 (1)制备过程:向动物体内注射抗原,使之产生抗体从动物血(1)制备过程:向动物体内注射抗原,使之产生抗体从动物血 清中分离抗体。清中分离抗体。 (2)缺点:产量低、纯度低、特异性差。(2)缺
13、点:产量低、纯度低、特异性差。 2单克隆抗体的制备2单克隆抗体的制备 (2)解决思路:将 B 淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合为杂交瘤细胞。 (2)解决思路:将 B 淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合为杂交瘤细胞。 31975 年,英国科学家米尔斯坦(C.Milstein)和德国科学家科 勒(G.Khler)设计了一个极富创造性的实验方案, 得到了大量的单克 隆抗体,制备过程如图所示。根据图示回答下面的问题: 31975 年,英国科学家米尔斯坦(C.Milstein)和德国科学家科 勒(G.Khler)设计了一个极富创造性的实验方案, 得到了大量的单克 隆抗体,制备过程如图所示。根据图示回答下面的问题: (1)
14、为什么要对小鼠注射抗原?(1)为什么要对小鼠注射抗原? 提示 : 以获得能产生相应抗体的 B 淋巴细胞(浆细胞)。诱导融合 的B淋巴细胞是经免疫产生的, 未经免疫的B淋巴细胞不能产生抗体。 提示 : 以获得能产生相应抗体的 B 淋巴细胞(浆细胞)。诱导融合 的B淋巴细胞是经免疫产生的, 未经免疫的B淋巴细胞不能产生抗体。 (2)细胞融合形成的杂交细胞有多种, 若仅考虑两两融合的情况, 形成的融合细胞有三种,AA 型、BB 型、AB 型。只有 AB 型才是所需 (2)细胞融合形成的杂交细胞有多种, 若仅考虑两两融合的情况, 形成的融合细胞有三种,AA 型、BB 型、AB 型。只有 AB 型才是所
15、需 要的杂交细胞。要的杂交细胞。 (3)单克隆抗体的制备过程中经过两次筛选(3)单克隆抗体的制备过程中经过两次筛选 由于 B 淋巴细胞和骨髓瘤细胞的融合细胞有多种, 因此第一次 筛选的目的是选出杂交瘤细胞, 淘汰掉未融合的或同种细胞融合形成 由于 B 淋巴细胞和骨髓瘤细胞的融合细胞有多种, 因此第一次 筛选的目的是选出杂交瘤细胞, 淘汰掉未融合的或同种细胞融合形成 的细胞。的细胞。 由于从小鼠体内提取的 B 淋巴细胞可能有多种, 因此第一次筛 选到的杂交瘤细胞可能有多种, 通过克隆化培养和抗体检测进行第二 次筛选,以选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞。 由于从小鼠体内提取的 B 淋巴细胞可能有多种
16、, 因此第一次筛 选到的杂交瘤细胞可能有多种, 通过克隆化培养和抗体检测进行第二 次筛选,以选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞。 总结升华总结升华 植物体细胞杂交与单克隆抗体的制备植物体细胞杂交与单克隆抗体的制备 类别项目类别项目植物体细胞杂交植物体细胞杂交单克隆抗体的制备单克隆抗体的制备 原理原理 细胞膜的流动性、细胞的 全能性 细胞膜的流动性、细胞的 全能性 细胞膜的流动性、细胞增 殖 细胞膜的流动性、细胞增 殖 融合前处理融合前处理 酶解法(纤维素酶、果胶 酶)去除细胞壁 酶解法(纤维素酶、果胶 酶)去除细胞壁 注射特定抗原,免疫处理 正常小鼠 注射特定抗原,免疫处理 正常小鼠 促融方法促融
17、方法 物理法:离心、振动、 电激等; 物理法:离心、振动、 电激等; 化学法 : 聚乙二醇(PEG)化学法 : 聚乙二醇(PEG) 物理法、化学法:与植 物细胞融合相同; 物理法、化学法:与植 物细胞融合相同; 生物法:灭活的病毒生物法:灭活的病毒 意义和用途意义和用途 克服远缘杂交不亲和的 障碍,大大扩展杂交的亲 本组合范围 克服远缘杂交不亲和的 障碍,大大扩展杂交的亲 本组合范围 制备单克隆抗体;制备单克隆抗体; 诊断、治疗、预防疾病诊断、治疗、预防疾病 对点演练对点演练 2近年来,我国死于狂犬病的人数有上升趋势。狂犬病病毒的 核酸是 RNA,机体感染病毒后产生的特异性 IgG 抗体,能消
18、除狂犬病 病毒,这是接触狂犬病病毒后及时注射疫苗和特异性抗体的重要依 据。我国利用地鼠的肾细胞培养狂犬病疫苗,已取得良好效果。请根 据上述材料,回答下列问题: 2近年来,我国死于狂犬病的人数有上升趋势。狂犬病病毒的 核酸是 RNA,机体感染病毒后产生的特异性 IgG 抗体,能消除狂犬病 病毒,这是接触狂犬病病毒后及时注射疫苗和特异性抗体的重要依 据。我国利用地鼠的肾细胞培养狂犬病疫苗,已取得良好效果。请根 据上述材料,回答下列问题: (1)巴斯德利用固定毒株制成减毒活疫苗,预防狂犬病,制成减 毒活疫苗需要用_培养。 (1)巴斯德利用固定毒株制成减毒活疫苗,预防狂犬病,制成减 毒活疫苗需要用_培
19、养。 (2)特异性抗体获取可用单克隆抗体制备。在制备单克隆抗体的 过程中,应用的动物细胞工程技术是_。 (2)特异性抗体获取可用单克隆抗体制备。在制备单克隆抗体的 过程中,应用的动物细胞工程技术是_。 (3)下面是单克隆抗体制备过程示意图,请据图回答:(3)下面是单克隆抗体制备过程示意图,请据图回答: 图中 A 过程从小鼠的脾脏中取得的 “小鼠细胞” 是_细 胞,该细胞能够产生_。从小鼠体内提取分离该细胞之前,给 小鼠注射的特定的物质是_。 图中 A 过程从小鼠的脾脏中取得的 “小鼠细胞” 是_细 胞,该细胞能够产生_。从小鼠体内提取分离该细胞之前,给 小鼠注射的特定的物质是_。 图中 B 过
20、程是细胞融合, 该过程需要用_、 聚乙二 醇或电激等诱导。 图中 B 过程是细胞融合, 该过程需要用_、 聚乙二 醇或电激等诱导。 特异性抗体获取的方法也可以采用向动物体内反复注射某种 抗原,使动物产生抗体,然后从动物血清中分离所需抗体。与这种方 法制备的抗体相比,单克隆抗体具有_等 优点。 特异性抗体获取的方法也可以采用向动物体内反复注射某种 抗原,使动物产生抗体,然后从动物血清中分离所需抗体。与这种方 法制备的抗体相比,单克隆抗体具有_等 优点。 (4)动 物 细 胞 体 外 培 养 需 要 满 足 的 环 境 条 件 有 _。 (4)动 物 细 胞 体 外 培 养 需 要 满 足 的 环
21、 境 条 件 有 _。 (5)单 克 隆 抗 体 的 制 备 还 有 哪 些 用 途 ? _。 (5)单 克 隆 抗 体 的 制 备 还 有 哪 些 用 途 ? _。 解析:(1)病毒是营寄生生活的,所以体外培养只能利用活细胞 进行。(2)单克隆抗体制备应用的动物细胞工程技术是动物细胞融合 技术和动物细胞培养技术。(3)图中 A 过程从小鼠的脾脏中获取的 “小鼠细胞”是免疫的 B 淋巴细胞,该细胞能够产生抗体,是受到相 解析:(1)病毒是营寄生生活的,所以体外培养只能利用活细胞 进行。(2)单克隆抗体制备应用的动物细胞工程技术是动物细胞融合 技术和动物细胞培养技术。(3)图中 A 过程从小鼠的
22、脾脏中获取的 “小鼠细胞”是免疫的 B 淋巴细胞,该细胞能够产生抗体,是受到相 应抗原刺激后才产生的。 诱导 B 淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合的促融 剂是聚乙二醇、灭活的病毒或电激等。单克隆抗体具有特异性强、 灵敏度高,并可大量制备的优点。(4)动物细胞的培养需要在无菌、 无毒、温度和 pH 适宜、充足的 O 应抗原刺激后才产生的。 诱导 B 淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合的促融 剂是聚乙二醇、灭活的病毒或电激等。单克隆抗体具有特异性强、 灵敏度高,并可大量制备的优点。(4)动物细胞的培养需要在无菌、 无毒、温度和 pH 适宜、充足的 O2 2、营养物质充足的条件下进行。(5) 单克隆抗体可作为诊断试剂
23、以及用于治疗疾病和运载药物。 、营养物质充足的条件下进行。(5) 单克隆抗体可作为诊断试剂以及用于治疗疾病和运载药物。 答案:(1)活细胞 (2)动物细胞融合技术和动物细胞培养技术 (3)免疫的B淋巴 抗体 抗原(或狂犬病病毒) 灭活的病毒(或 仙台病毒) 特异性强、灵敏度高,并可以大量制备 (4)无菌、无 毒、适宜温度和 pH、充足的气体、营养物质 (5)作为诊断试剂、运 载药物(或“生物导弹”)等 答案:(1)活细胞 (2)动物细胞融合技术和动物细胞培养技术 (3)免疫的B淋巴 抗体 抗原(或狂犬病病毒) 灭活的病毒(或 仙台病毒) 特异性强、灵敏度高,并可以大量制备 (4)无菌、无 毒、
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