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1、1 2 2 2 动物细胞融合与单克隆抗体 学习目标 1 掌握动物细胞融合的原理和方法 2 归纳单克隆抗体的制备过程及应用 方式一1970年 有两位科学家做了人 鼠细胞融合的实验 以证明细胞膜的流动性 思 考该如何实现人 鼠细胞的融合 动物细胞融合后还有什么用途呢 植物体细胞杂交可得到 杂种植株 动物细胞融合后能像电影上一样形成杂种动物个体吗 方式二 太空婚礼 2002年 12 月 30 日 两场筹备了10 年的 太空婚礼 首次在神舟四号飞船上举行 植物 细胞 新人 是黄花烟草和革新一号烟草叶肉细胞原生质体 动物细胞 新人 是小鼠B 淋巴细胞和骨髓瘤细胞 两批新人同时在 产房 电融合仪内孕育新生
2、命 请思考 新人一的婚礼流程是怎样的 爱情结晶是什么 新人二的婚礼流程又是怎样的 爱情结晶会是什么呢 要想知道答案 就让我们一起来进入今天的课题吧 一 动物细胞融合 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 2 原理 细胞膜的流动性 3 诱导融合的方法 2 1 物理 化学方法 与植物体细胞杂交相同 如聚乙二醇 电激等 2 生物方法 灭活的病毒 4 过程 具有不同遗传信息的两个或多个细胞 灭活的病毒 PEG 电激等 杂交细胞 5 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 6 意义 突破了有性杂交方法的局限 使远缘杂交成为可能
3、 成为研究细胞遗传 细胞免 疫 肿瘤和生物新品种培育等的重要手段 如 利用动物细胞融合技术而发展起来的杂交瘤 技术 为制造单克隆抗体开辟了新途径 归纳总结 1 对动物细胞融合的理解 1 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 细胞核融合是细胞融合的实质 2 融合处理后的细胞不可以直接用于培养 还需要筛选 因为诱导融合的手段只是促使细 胞间的融合 不能保证所有的细胞都发生融合 形成的融合细胞也有多种 因此需要进行筛 选 3 细胞融合技术与有性杂交不同 有性杂交有着十分严格的时空关系和物种界限 动物细 胞融合则不同 它通过人工的方法克服了存在于物
4、种之间的遗传屏障 从而能够按照人们的 意愿 把不同物种的不同组织类型的细胞融合在一起 2 动物细胞融合与植物体细胞杂交的对比 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 细胞融用纤维素酶 果胶酶去除细胞壁后诱导用胰蛋白酶或胶原蛋白酶使细胞分散 3 合方法原生质体融合后 诱导细胞融合 诱导手段离心 电激 振动 聚乙二醇等诱导 与植物体细胞杂交相比 还可用灭活的 病毒诱导 结果形成杂种植株形成杂交细胞 以生产细胞产品 用途 克服远缘杂交不亲和的障碍 扩展杂交 亲本范围 培育新品种 制备单克隆抗体 病毒疫苗 干扰素等 意义突破有性杂交方法的局限 使远缘杂交成为
5、可能 例 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 答案D 解析克隆濒危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 例 2下列对植物体细胞杂交和动物细胞融合的比较 描述正确的是 A 动物细胞融合与植物原生质体融合的基本原理相同 诱导融合的方法也完全相同 B 只有植物体细胞杂交可跨越种属间的生殖隔离 突破有性杂交方法的局限 使远缘杂交 成为可能 C 利用动物细胞融合技术而发展起来的杂交瘤技术 为生产单克隆抗体开辟了新途径 D 目前科学家终于实现了两个植物物种间的体细胞杂交 得到了同时具有两个物种遗传
6、物 质的超级植物 并使它们的性状全部得以体现 答案C 解析动物细胞融合的诱导方法有生物方法 如用灭活的病毒 而植物原生质体融合没有生 物方法 两个植物物种间的体细胞杂交 得到了同时具有两个物种遗传物质的超级植物 但 目前不能使它们的性状全部能得以体现 拓展提升生物工程技术产生后代个体的遗传物质或基因来源 1 转基因生物 目的基因来自外源生物 绝大多数基因来自两个亲本 2 杂种植株 遗传物质来自融合的两个亲本细胞 3 经细胞培养获得的动物细胞 遗传物质只来自一个亲本 4 4 动物细胞融合形成的杂交细胞 遗传物质来自融合的两个亲本细胞 5 克隆动物 细胞核中的遗传物质来自供体动物 细胞质中的遗传物
7、质来自提供卵母细胞 的动物个体 二 单克隆抗体的制备 1 传统抗体的获得 1 方法 向动物体内反复注射某种抗原 使动物产生抗体 从动物血清中分离所需抗 体 2 缺陷 产量低 纯度低 特异性差 2 单克隆抗体的制备 1 制备原理 B 淋巴细胞特点 一种 B 淋巴细胞只产生一种单一抗体 B 淋巴细胞在体外不能 填 能 或 不能 无限增殖 骨髓瘤细胞特点 能无限增殖 杂交瘤细胞特点 B 淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合得到的杂交瘤细胞 既能无限增殖 又能 产生特异性抗体 2 制备过程 制备特异性B 淋巴细胞 向小鼠注射特定抗原蛋白 从小鼠脾脏细胞中获取相应B淋巴细胞 获得杂交瘤细胞 将小鼠的骨髓瘤细胞与脾细
8、胞中形成的B淋巴细胞融合 用特定的选择性培养基筛选出杂交瘤细胞 该杂种细 胞既能迅速大量繁殖 又能产生专一的抗体 克隆化培养和抗体检测 将杂交瘤细胞在体外培养或注射到小鼠腹腔内增殖 提取单克隆抗体 从细胞培养液或小鼠的腹水中提取 3 单克隆抗体优点 特异性强 灵敏度高 并可大量制备 5 4 单克隆抗体的应用 作为诊断试剂 具有准确 高效 简易 快速的优点 用于治疗疾病和运载药物 归纳总结 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 制备单克隆抗体过程中
9、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 用特定的选择性培养基筛选 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 3 利用生物导弹治疗癌症 1 组成 生物导弹 抗癌细胞的单克隆抗体 化学药物 或放射性同位素或细胞毒素 2 原理 单克隆抗体和癌
10、细胞表面的特定抗原专一性结合 使药物定向作用于癌细胞 3 优点 用药量小 疗效高 毒副作用小 例 3用 a 表示骨髓瘤细胞 b 表示 B 淋巴细胞 则单克隆抗体制备过程中两次筛选的目 的分别为 A 从 a aa ab bb b 中筛选出a aa ab 从 a aa ab 中筛选出ab B 从 a aa ab bb b 中筛选出ab bb b 从 ab bb b 中筛选出ab C 从 a aa ab bb b 中筛选出ab 从 ab 中筛选出能产生特定抗体的ab 6 D 从 a aa ab bb b 中筛选出aa 从 aa 中筛选出能大量增殖的aa 答案C 解析第一次筛选是用选择培养基选出杂交瘤
11、细胞 即ab 第二次筛选是通过克隆化培养 和抗体检测选出能产生特异性抗体的ab 例 4将特定药物与单克隆抗体相结合制成的 生物导弹 能够用于杀死人类某些癌细胞 其过程如图所示 下列有关叙述错误的是 A 过程的原理和植物原生质体融合的原理基本相同 B 经 形成的杂交瘤细胞都能无限增殖并产生特定抗体 C 过程需要筛选并克隆单个杂交瘤细胞 D 抗体的靶向作用使 过程具有高度特异性 答案B 解析 过程的原理和植物原生质体融合的原理基本相同 都是细胞膜的流动性 A 正确 经 形成的杂交瘤细胞不一定都能产生特定抗体 需要经过抗体阳性检测 筛选出能产生特 定抗体的杂交瘤细胞 B 错误 过程需要采用抗体阳性检
12、测 筛选出能产生特定抗体的杂 交瘤细胞 然后进行克隆化培养 包括体内培养和体外培养 C 正确 抗体的靶向作用使 过程具有高度特异性 D 正确 1 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 7 C 细胞质的流动性D 细胞质酶的活性 答案A 解析细胞融合的原理是细胞膜具有流动性 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 答案B 解析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 2017 湖北黄梅二中高二下期中 如图是单克隆抗体制备流程的简明示意图 下列有关 叙述正确的是 A 是从已免
13、疫的小鼠脾脏中获得的效应T 细胞 B 中使用胰蛋白酶有利于杂交瘤细胞的形成 C 同时具有脾脏细胞和小鼠骨髓瘤细胞的特性 D 是经筛选培养获得的能分泌特异性抗体的细胞群 答案D 解析 是从已免疫的小鼠脾脏中获得的B 淋巴细胞 A 项错误 胰蛋白酶可使组织分散 为单个细胞 B 项错误 为杂交细胞 若是B 淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合形成的杂交细 胞 才同时具有B 淋巴细胞 可产生抗体 和骨髓瘤细胞 可无限增殖 的特性 C 项错误 是经筛选后获得的能够分泌特异性抗体的杂交瘤细胞 D 项正确 4 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 下列对此描述不正确的是
14、A 瞄准装置 由识别肿瘤的单克隆抗体构成 B 弹头 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 是利用细胞工程技术制备出来的 8 答案C 解析 弹头 中的药物既能杀伤肿瘤细胞 也能杀伤正常细胞 不具有选择性 生物导 弹 中的 瞄准装置 由专一识别特定肿瘤细胞的单克隆抗体构成 弹头 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 5 2014 新课标 40 某研究者用抗原 A 分别免疫3 只同种小鼠 X Y 和 Z 每只小 鼠免疫 5 次 每次免疫一周后测
15、定各小鼠血清抗体的效价 能检测出抗原抗体反应的血清最 大稀释倍数 结果如下图所示 若要制备杂交瘤细胞 需取免疫后小鼠的B 淋巴细胞 染色体数目为40 条 并将该细胞与 体外培养的小鼠骨髓瘤细胞 染色体数目为60 条 按一定比例加入试管中 再加入聚乙二醇 诱导细胞融合 经筛选培养及抗体检测 得到不断分泌抗A 抗体的杂交瘤细胞 回答下列问题 1 制备融合所需的B 淋巴细胞时 所用免疫小鼠的血清抗体效价需达到16 000 以上 则 小鼠最少需要经过 次免疫后才能有符合要求的 达到要求后的X Y Z 这 3 只免 疫小鼠中 最适合用于制备B 淋巴细胞的是 小鼠 理由是 2 细胞融合实验完成后 融合体系
16、中除含有未融合的细胞和杂交瘤细胞外 可能还有 体系中出现多种类型细胞的原因 是 3 杂交瘤细胞中有 个细胞核 染色体数目最多是 条 4 未融合的B 淋巴细胞经多次传代培养后都不能存活 原因是 答案 1 4 Y Y 小鼠的血清抗体效价最高 2 B 淋巴细胞相互融合形成的细胞 骨髓瘤 细胞相互融合形成的细胞细胞融合是随机的 且融合率达不到100 3 1 100 4 不能无限增殖 解析 1 据图分析可知 第四次注射后X Y Z 小鼠的血清抗体效价几乎都达到16 000 以上 小鼠Y 的血清抗体的效价最高 最适合用于制备单克隆抗体 9 2 融合体系中除了未融合的细胞和杂交瘤细胞之外 还有骨髓瘤细胞的自身融合细胞和B 淋巴细胞的自身融合细胞 细胞的融合是随机的 并且不可能所有细胞都融合 故体系中会 出现多种类型的细胞 3 动物细胞融合后形成的是具有原来两个或多个细胞遗传信息的单核细胞 杂交瘤细胞的 细胞核中的染色体数目最多为40 60 100 条 4 正常细胞的分裂次数是有限的 且经过免疫的B 淋巴细胞高度分化 不能无限增殖 而 是经多次传代培养后逐渐衰老死亡 对点训练 题组一动物细胞融合技术
