2019_2020学年高中生物专题2细胞工程2.2动物细胞工程2.2.2动物细胞融合与单克鹿体教学案含解析新人教版选修.pdf
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1、动物细胞融合与单克隆抗体动物细胞融合与单克隆抗体 一、动物细胞融合 1概念:是指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。 2结果:形成杂交细胞。 3诱导因素:聚乙二醇(PEG)、灭活的病毒、电激等。 4意义:突破了有性杂交方法的局限,使远缘杂交成为可能。 5应用 (1)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)为制备单克隆抗体开辟了新途径。 二、单克隆抗体 1传统抗体的获得 (1)方法: (2)缺点:产量低、纯度低、特异性差。 2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,又能产生专一的抗体。 (2)制备过程: 1动物细胞融合也称
2、细胞杂交,是指两个或多个动物细胞结合形成一个细 胞的过程。 动物细胞融合也称细胞杂交,是指两个或多个动物细胞结合形成一个细 胞的过程。 2动物细胞融合常用的诱导因素有聚乙二醇动物细胞融合常用的诱导因素有聚乙二醇(PEG)、灭活的病毒、电激等。、灭活的病毒、电激等。 3动物细胞融合的主要用途是制备单克隆抗体。动物细胞融合的主要用途是制备单克隆抗体。 4杂交瘤细胞是由经免疫的杂交瘤细胞是由经免疫的 B 淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合而成的,具有既 能无限增殖又能产生专一抗体的能力。 淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合而成的,具有既 能无限增殖又能产生专一抗体的能力。 5制备单克隆抗体过程中第一次筛选是为了获得杂交
3、瘤细胞,第二次筛选 是为了获得能产生特定抗体的杂交瘤细胞。 制备单克隆抗体过程中第一次筛选是为了获得杂交瘤细胞,第二次筛选 是为了获得能产生特定抗体的杂交瘤细胞。 6单克隆抗体最主要的优点是特异性强、灵敏度高,并可大量制备。单克隆抗体最主要的优点是特异性强、灵敏度高,并可大量制备。 7单克隆抗体的主要用途有:作为诊断试剂、用于治疗疾病和运载药物。单克隆抗体的主要用途有:作为诊断试剂、用于治疗疾病和运载药物。 (3)单克隆抗体的优点:特异性强、灵敏度高、可大量制备。 3单克隆抗体的应用 (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。 1动物细胞融合技术最重
4、要的意义是( ) A克服远缘杂交不亲和的障碍 B.制备单克隆抗体 C培育新物种 D生产杂交细胞 解析:选 A 与植物体细胞杂交相似,进行动物细胞融合的最大意义是突破了有性杂交的 局限,使远缘杂交成为可能。 2与植物原生质体融合相比,动物细胞融合特有的诱导因素是( ) A聚乙二醇 B灭活的病毒 C振动 D电激 解析:选 B 动物细胞融合可以用灭活的病毒诱导,而植物原生质体融合不能用灭活的病 毒诱导。 3动物细胞融合的原理是( ) A细胞膜的流动性 B细胞膜的选择透过性 C细胞质的流动性 D细胞质酶的活性 解析:选 A 细胞能融合的原理是细胞膜具有流动性。 4科学家们用小鼠骨髓瘤细胞与某种细胞融合
5、,得到杂交瘤细胞,经培养可产生大量的 单克隆抗体,与骨髓瘤细胞融合的是( ) A经过免疫的 T 淋巴细胞 B未经过免疫的 T 淋巴细胞 C经过免疫的 B 淋巴细胞 D未经过免疫的 B 淋巴细胞 解析:选 C B 淋巴细胞接受抗原刺激后,能形成效应 B 细胞,从而产生抗体与相应的抗 原特异性结合而发挥免疫效应,所以只有经过免疫的 B 淋巴细胞才会产生专一性的抗体。 5运用细胞工程技术获得单克隆抗体时,下列操作不必要的是( ) A对小动物注射抗原 B融合并筛选杂交瘤细胞 C培养杂交瘤细胞 D将胰蛋白酶注入小鼠腹腔 解析:选 D 胰蛋白酶在动物细胞培养时用到,是加到培养基中用于分离细胞的。 Erro
6、r!核心要点一动物细胞融合 1融合的原理与过程 (1)原理:细胞膜的流动性。 (2)过程:动物细胞融合的过程包括细胞膜融合、细胞质融合和细胞核融合。其中细胞膜 融合是细胞融合的先导,在细胞膜融合中体现出细胞膜具有一定的流动性,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。如下图(以灭活 的病毒诱导为例): 2融合的结果 形成单核杂交细胞,具有原来两个或多个细胞的遗传信息,可表现出两个或多个亲本的 特点。 3植物体细胞杂交与动物细胞融合的比较 比较项目植物体细胞杂交动物细胞融合 原理细胞膜的流动性、细胞的全能性细胞膜的流动性、细胞的增殖 融合前处理先除去细胞
7、壁先使细胞分散开 使用的酶纤维素酶和果胶酶胰蛋白酶或胶原蛋白酶 诱导手段 物理法:离心、电激、振动 化学法:聚乙二醇等试剂诱导 除物理法和化学法外,也可用灭 活的病毒诱导 过程 结果杂种植株杂交细胞 应用培育植物新品种主要用于制备单克隆抗体 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 题组冲关 1关于动物细胞融合的说法,错误的是( ) A动物细胞融合也称细胞杂交,是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程 B动物细胞融合后形成的具有原来两个或多个动物细胞遗传信息的单核细胞称为杂交细 胞 C常用的诱导动物细胞融合的因素有:聚乙二醇、灭活的病毒、电激、紫外线照射 D细胞
8、融合技术突破了有性杂交方法的局限,使远缘杂交成为可能 解析:选 C 动物细胞融合常用的诱导因素有聚乙二醇、灭活的病毒、电激等,紫外线照 射不能诱导细胞融合。 2下列关于动物细胞融合与植物体细胞杂交技术的说法,正确的是( ) A基本原理相同 B诱导细胞融合的方法相同 C细胞融合前的处理过程相同 D融合后都需要进行筛选 解析:选 D 植物体细胞杂交的原理为细胞膜的流动性、植物细胞的全能性,而动物细胞 融合利用的是细胞膜的流动性和细胞增殖;动物细胞融合常用灭活的病毒诱导,而植物体细 胞杂交不能;动物细胞融合前需用胰蛋白酶或胶原蛋白酶使细胞分散开,植物体细胞杂交常 用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁;诱导融
9、合后会形成多种融合细胞,还有未融合细胞,因此 要进行筛选。 Error!核心要点二单克隆抗体 1血清抗体与单克隆抗体的比较 名称产生特点 血清抗体 由 B 淋巴(浆) 细胞分泌 一般从血清中分离,产量低、纯度低、特异 性差 单克隆抗体由杂交瘤细胞分泌特异性强、灵敏度高,能大量制备 2制备过程 3制备单克隆抗体过程中的两次筛选 项目第一次筛选第二次筛选 筛选 原因 诱导融合后得到多种杂交细胞,另外 还有未融合的细胞 从小鼠体内提取的 B 淋巴细胞有很多 种,形成的杂交瘤细胞也有很多种 筛选 方法 用特定的选择培养基筛选:未融合的 细胞和同种细胞融合后形成的细胞都 会死亡,只有融合的杂交瘤细胞才能
10、 生长 用多孔培养皿培养,在每个孔只有一 个杂交瘤细胞的情况下开始克隆化培 养和抗体检测,经多次筛选得到能产 生特异性抗体的细胞群 筛选 目的 得到杂交瘤细胞得到能分泌所需抗体的杂交瘤细胞 4.单克隆抗体制备过程的关键分析 (1)对动物免疫的原因:B 淋巴细胞要经过免疫过程,即接触抗原,增殖分化为有特异性 免疫功能的 B 淋巴细胞,才能产生相应的抗体,所以,与骨髓瘤细胞融合的 B 淋巴细胞实际 上是浆细胞。 (2)杂交瘤细胞具备双亲的遗传物质,不仅具有浆细胞产生特异性抗体的能力,还具有 骨髓瘤细胞在体外培养条件下大量增殖的能力,从而可以克服单纯 B 淋巴细胞不能无限增殖 的缺点,而大量生产单克
11、隆抗体。 题组冲关 3用动物细胞工程获得单克隆抗体,下列实验步骤错误的是( ) A将抗原注入小鼠体内,获得能产生抗体的 B 淋巴细胞 B用纤维素酶处理 B 淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞 C用聚乙二醇作诱导剂,使能产生抗体的 B 淋巴细胞与能在体外大量增殖的小鼠骨髓瘤 细胞融合 D筛选杂交瘤细胞,并从中选出能产生所需抗体的细胞群,培养后提取单克隆抗体 解析 : 选 B 用纤维素酶处理植物细胞,可去掉植物细胞的细胞壁,而动物细胞无细胞壁, 所以用不到纤维素酶。 4下面为制备单克隆抗体和多克隆抗体的示意图,据图回答下列问题: (1)图中向小鼠注射包含多种抗原决定簇的抗原后,所获得的免疫抗血清实际上是含有
12、 _(填写抗体的名称)的混合物,这种方法制备的多克隆抗体不 仅产量低,而且纯度低。与多克隆抗体相比,单克隆抗体突出的优点在于它的 _,并能大量制备。 (2)图中选用 B 细胞和骨髓瘤细胞融合成杂交瘤细胞,说明细胞膜具有_;如 果仅考虑细胞的两两融合,其融合细胞有_种类型。 (3)图中两次筛选的目的不同,其中筛选的目的是筛选出_,筛选的 目的是筛选出_。筛选时所用的培养基是特定的_ 培养基。 (4)科 学 工 作 者 正 在 研 究 的 用 于 治 疗 癌 症 的 “生 物 导 弹 ”就 是 _,用“生物导弹”治疗癌症的方法优于化疗的原因是 _ _。 (5)由图中可看出, 单克隆抗体的制备过程中
13、, 运用了动物细胞工程中的_ 和_两大技术。 解析:(1)结合题图可看出,向小鼠注射包含多种抗原决定簇的抗原后,获得的免疫抗血 清实际上是含有 Ab1、Ab2、Ab3、Ab4 多种抗体的混合物。(2)动物细胞融合的过程体现了细 胞膜的流动性 ; 仅考虑两个细胞的融合, 可得到 B 细胞B 细胞、 骨髓瘤细胞骨髓瘤细胞及 B 细胞骨髓瘤细胞 3 种类型的融合细胞。(3)在单克隆抗体的制备过程中,第 1 次筛选的目的 是筛选出杂交瘤细胞,第 2 次筛选的目的是获得能产生所需抗体的杂交瘤细胞。筛选时所用 的培养基是特定的选择性培养基。(4)把单克隆抗体与抗癌药物相结合制成“生物导弹” ,注 入体内,
14、 借助单克隆抗体的导向作用, 能将药物定向带到癌细胞所在位置, 在原位杀死癌细胞。 这样既不损伤正常细胞,又减少了用药剂量。(5)单克隆抗体的制备运用了动物细胞融合与动 物细胞培养两大技术。 答案:(1)Ab1、Ab2、Ab3、Ab4 特异性强、灵敏度高 (2)流动性 3 (3)杂交瘤细胞 能产生所需抗体的杂交瘤细胞 选择性 (4)单克隆抗体上连接抗癌药物 不损伤正常细胞, 且用药剂量少,毒副作用小 (5)动物细胞融合 动物细胞培养 随堂基础巩固 1下列不属于细胞融合技术应用的是( ) A细胞遗传与细胞免疫的研究 B生物新品种的培育 C单克隆抗体的制备 D濒危动物的克隆 解析:选 D 克隆濒危
15、动物是体细胞核移植技术的应用,不属于细胞融合技术的应用。 2在单克隆抗体制备过程中,对骨髓瘤细胞和 B 淋巴细胞诱导融合后,要用特定的选择 培养基筛选出杂交瘤细胞。在这种培养基上不能存活、增殖的细胞是( ) B 淋巴细胞 骨髓瘤细胞 B 淋巴细胞自身融合细胞 骨髓瘤细胞自身融合细胞 杂交瘤细胞 A B C D 解析:选 A 在题中所述特定的选择培养基上,能够存活、增殖的细胞只有杂交瘤细胞。 3将小鼠骨髓瘤细胞与一种 B 淋巴细胞融合,可使融合的细胞经培养产生大量单克隆抗 体,其依据是( ) A骨髓瘤细胞可以产生抗体,但不能无限增殖 BB 淋巴细胞只有与骨髓瘤细胞融合才能产生抗体 C骨髓瘤细胞可
16、以无限增殖,且能产生抗体 DB 淋巴细胞可以产生抗体,但不能无限增殖,骨髓瘤细胞可以无限增殖 解析:选 D 融合的杂交瘤细胞既具有 B 淋巴细胞可以产生抗体的特点,又具有骨髓瘤细 胞能无限增殖的特点。 4 获得大量单克隆抗体必须用单个的 B 细胞进行无性繁殖, 形成细胞群。 其原因是( ) A在体外培养条件下 B 淋巴细胞可以无限增殖 B每一个 B 淋巴细胞都参与特异性免疫反应 C单个的 B 淋巴细胞产生抗体的能力强 D在动物体内 B 淋巴细胞可产生多达百万种以上的抗体,而每一个 B 淋巴细胞只分泌一 种特异性抗体 解析:选 D 在动物发生免疫反应的过程中,体内的 B 淋巴细胞可以产生多达百万
17、种以上 的特异性抗体,但是每一个 B 淋巴细胞只分泌一种特异性抗体。因此,要想获得大量的单一 抗体,必须用单个的 B 淋巴细胞进行无性繁殖,也就是通过克隆形成细胞群,这样的细胞群 就有可能产生出化学性质单一、特异性强的抗体单克隆抗体。 5利用单克隆抗体研制而成的“生物导弹”由两部分组成,一是“瞄准装置” ,二是杀 伤性“弹头” 。下列对此描述错误的是( ) A“瞄准装置”是由识别肿瘤的单克隆抗体构成 B“弹头”是由放射性同位素、化学药物或细胞毒素等物质构成 C“弹头”中的药物有选择杀伤肿瘤细胞的功能 D“生物导弹”是利用细胞工程制备出来的 解析 : 选 C “弹头” 中的药物既能杀伤肿瘤细胞,
18、 也能杀死正常细胞, 不具有选择性。 “生 物导弹”中的“瞄准装置”是由专一识别特定肿瘤细胞的单克隆抗体构成;“弹头”是由杀 死肿瘤细胞的放射性同位素、化学药物或细胞毒素等物质构成;“生物导弹”是利用动物细 胞融合、动物细胞培养等细胞工程技术制备出来的。 6甘草酸是中药甘草中的主要活性成分。为了快速检测甘草酸,科研人员利用细胞工程 技术制备了抗甘草酸的单克隆抗体,其基本操作过程如图所示。相关叙述正确的是( ) A过程注射相应抗原后应立即从小鼠脾脏中提取细胞甲 B过程诱导细胞融合,利用了细胞膜的选择透过性 C过程、的筛选方法相同,细胞丙、丁的遗传物质相同 D过程无论在体内还是体外进行,细胞丁都可
19、大量增殖 解析:选 D 过程注射相应抗原后应经过一段时间,使小鼠产生浆细胞,再从小鼠脾脏 中提取细胞甲;过程诱导细胞融合利用了细胞膜的流动性;过程筛选杂交瘤细胞,过程 筛选能产生单一抗体的杂交瘤细胞,二者的方法不同;过程无论在体内还是在体外进行, 细胞丁都可大量增殖。 7如图表示单克隆抗体的制备过程,请据图回答下列问题: (1)据图可知,_技术是动物细胞工程技术的基础,而_技 术突破了有性杂交方法的局限,使远缘杂交成为可能。 (2)图中过程常用的诱导因素是_,过程常在_培养基中完成。 (3)A 细胞为_细胞,其特点是_。 (4)合成的单克隆抗体最终可以从_和_中提取。 解析:(1)动物细胞工程
20、技术的基础是动物细胞培养,细胞融合技术突破了有性杂交方法 的局限,使远缘杂交成为可能。(2)过程中诱导细胞融合的方法很多,常用的主要有生物法, 如用灭活的病毒,化学法,如用聚乙二醇(PEG)和物理法,如电激等。过程是单克隆抗体技 术的筛选过程,是在特定的选择性培养基上进行的。(3)A 细胞为杂交瘤细胞,杂交瘤细胞具 有既能迅速大量增殖,又能产生专一抗体的特点。(4)杂交瘤细胞的培养一般有体外培养和体 内培养两种方式,体外培养是在液体培养基中培养,培养后从培养液中提取单克隆抗体;体 内培养是在小鼠腹腔中培养,培养后从小鼠腹水中提取单克隆抗体。 答案:(1)动物细胞培养 细胞融合 (2)灭活的病毒
21、(或聚乙二醇) 选择性 (3)杂交瘤 既能迅速大量增殖,又能产生专一抗体 (4)培养液 小鼠腹水 课时跟踪检测 一、选择题 1 生产单克隆抗体时, 在培养液中加入某种试剂能筛选出杂交瘤细胞, 因为该试剂( ) A能抑制淋巴细胞和杂交瘤细胞的 DNA 复制 B能阻止淋巴细胞的原癌基因被激活 C选择性抑制骨髓瘤细胞的 DNA 复制 D能阻止杂交瘤细胞核糖体上所有蛋白质的合成 解析:选 C 因为要筛选出杂交瘤细胞,而杂交瘤细胞与骨髓瘤细胞在适宜条件下都能进 行增殖,故必须用一种试剂来抑制骨髓瘤细胞的 DNA 复制,才能避免骨髓瘤细胞的干扰。 2下列是应用动物细胞工程技术获取单克隆抗 X 抗体的具体操
22、作步骤,选项中对单克隆 抗体制备的相关叙述错误的是( ) 将 X 抗原注入小鼠体内,获得能产生抗 X 抗体的 B 淋巴细胞 从患骨髓瘤的小鼠体 内获取骨髓瘤细胞 利用促细胞融合因子使两种细胞发生融合 将杂交瘤细胞注入小鼠腹腔培养 筛 选出能产生抗 X 抗体的杂交瘤细胞 从腹水中提取抗体 A实验顺序应当是 B过程中产生的多个杂交瘤细胞也称为克隆 C过程获得的细胞均可无限增殖 D到的过程中通常要经过两次筛选 解析:选 C 克隆是一种无性生殖,过程中,杂交瘤细胞在小鼠腹腔培养产生的多个杂 交瘤细胞是细胞的增殖,也属于克隆;过程是细胞融合过程,会得到多种融合细胞,只有 杂交瘤细胞能够无限增殖;要经过两
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