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1、1.人教版人教版普通高中课程标准实验教科书普通高中课程标准实验教科书 生物生物 选修选修3 现代生物科技专题现代生物科技专题教教材材45页页“培养帖附性细胞时培养帖附性细胞时,细胞要能够贴附于底物上才能生长增殖细胞要能够贴附于底物上才能生长增殖,这这就要求培养瓶或培养皿的内表面光滑、无毒，易于帖附。就要求培养瓶或培养皿的内表面光滑、无毒，易于帖附。”学生问：为什么学生问：为什么内表面光滑、无毒，易于帖附？光滑应该不易帖附啊？内表面光滑、无毒，易于帖附？光滑应该不易帖附啊？ 答：高中生物选修答：高中生物选修3 3教材教材P45P45图图2 21616展示了动物展示了动物细胞培养的流程，细胞悬液刚
2、转入培养瓶时，细胞培养的流程，细胞悬液刚转入培养瓶时，细胞悬浮在培养瓶中，过一会细胞会下沉到瓶细胞悬浮在培养瓶中，过一会细胞会下沉到瓶底，贴附到瓶底内表面上，然后进行生长增殖。底，贴附到瓶底内表面上，然后进行生长增殖。所以，培养瓶内表面光滑时，细胞才能贴到瓶所以，培养瓶内表面光滑时，细胞才能贴到瓶底，在瓶底铺成稀疏的一层，然后随着细胞的底，在瓶底铺成稀疏的一层，然后随着细胞的生长分裂，细胞长满瓶底，由于细胞之间会接生长分裂，细胞长满瓶底，由于细胞之间会接触抑制，因此细胞在形成比较致密的一薄层后触抑制，因此细胞在形成比较致密的一薄层后就停止增殖，此时应该分瓶传代。如果培养瓶就停止增殖，此时应该分
3、瓶传代。如果培养瓶内表面不光滑，细胞沉到瓶底时，不易在瓶底内表面不光滑，细胞沉到瓶底时，不易在瓶底铺成一层，不利于细胞的生长增殖。铺成一层，不利于细胞的生长增殖。 2.体细胞核移植过程流程图中，为什么是体细胞核移植过程流程图中，为什么是“将供体细胞注入去核卵母细胞将供体细胞注入去核卵母细胞”而不是而不是“将供体细胞的细胞核注入去核卵母细胞将供体细胞的细胞核注入去核卵母细胞”？如注入的是供体细胞，？如注入的是供体细胞，为什么叫为什么叫“核移植技术核移植技术”？供体细胞的细胞质中的遗传物质是否也能表达出？供体细胞的细胞质中的遗传物质是否也能表达出相应性状？相应性状？ 答：体细胞核移植技术最初是用玻
4、璃微型吸管将供体细胞的细答：体细胞核移植技术最初是用玻璃微型吸管将供体细胞的细胞核吸出，再注入到去核卵母细胞内，后来发展出了另外一胞核吸出，再注入到去核卵母细胞内，后来发展出了另外一种方法，即直接将供体细胞注入到去核卵母细胞透明质内，种方法，即直接将供体细胞注入到去核卵母细胞透明质内，然后用病毒介导或者电脉冲等方式使两个细胞融合，因为这然后用病毒介导或者电脉冲等方式使两个细胞融合，因为这种方法操作简便，对卵母细胞损伤较小，现在较为常用，多种方法操作简便，对卵母细胞损伤较小，现在较为常用，多莉羊的产生就是用的这种方法。因为供体细胞的细胞核拥有莉羊的产生就是用的这种方法。因为供体细胞的细胞核拥有完
5、整的遗传信息，对后代的性状表达起决定性的作用，线粒完整的遗传信息，对后代的性状表达起决定性的作用，线粒体体DNA编码的基因很少，表达的蛋白主要存在于线粒体中，编码的基因很少，表达的蛋白主要存在于线粒体中，与线粒体自身氧化磷酸化产生能量的功能相关，与后代的性与线粒体自身氧化磷酸化产生能量的功能相关，与后代的性状表达并没有很大的关系。但是核移植后的细胞质中同时存状表达并没有很大的关系。但是核移植后的细胞质中同时存在供体细胞和受体细胞的线粒体，到底这些线粒体是可以共在供体细胞和受体细胞的线粒体，到底这些线粒体是可以共存，还是一种消失一种保留，这个还处于研究阶段。存，还是一种消失一种保留，这个还处于研
6、究阶段。 细胞培养中所用的培养箱一般称为细胞培养中所用的培养箱一般称为CO2培养箱，它的气体环培养箱，它的气体环境是境是95%的空气和的空气和5%的的CO2。由于某些资料中误把。由于某些资料中误把“空气空气”写成写成“氧气氧气”，导致很多教师有疑问，不停地来信来电询，导致很多教师有疑问，不停地来信来电询问。问。CO2既是细胞代谢产物，也是细胞所需成分，它主要与既是细胞代谢产物，也是细胞所需成分，它主要与维持培养液的维持培养液的pH有直接关系。动物细胞多数需要微碱性环境，有直接关系。动物细胞多数需要微碱性环境，pH为为7.27.4，以不超出，以不超出6.87.6为宜。在细胞培养过程中，为宜。在细
7、胞培养过程中，随着随着CO2释放量的增多，培养基会变酸，因此常加入释放量的增多，培养基会变酸，因此常加入NaHCO3（与（与CO2溶于水后所形成的溶于水后所形成的H2CO3构成一个缓冲对）构成一个缓冲对）来调节来调节pH。NaHCO3具有释放具有释放CO2的倾向，加入的倾向，加入CO2可以抑可以抑制这个反应的进行。培养箱中制这个反应的进行。培养箱中CO2浓度应与培养液中浓度应与培养液中NaHCO3浓度相平衡浓度相平衡.还有老师问到，如果气体环境改为还有老师问到，如果气体环境改为95%氧气和氧气和5%的的CO2，行不行？显然是不行的。氧气是一种氧化剂，浓度太高，会行不行？显然是不行的。氧气是一种
8、氧化剂，浓度太高，会损伤细胞的。在有些细胞培养中，还需要加入抗氧化剂如巯损伤细胞的。在有些细胞培养中，还需要加入抗氧化剂如巯基乙醇等。基乙醇等。专题2细胞工程动物细胞融合与单克隆抗体 2002年年12月月30日，日， 两场筹备了两场筹备了10年的年的“太太空婚礼空婚礼”首次在神舟四号飞船上举行，植物细胞首次在神舟四号飞船上举行，植物细胞“新人新人”黄花烟草和革新一号烟草叶肉细胞黄花烟草和革新一号烟草叶肉细胞原原生质体生质体，动物细胞，动物细胞“新人新人”是小鼠是小鼠B淋巴细胞和淋巴细胞和骨髓瘤细胞，两批新人同时在骨髓瘤细胞，两批新人同时在 “产房产房”电融合电融合仪内孕育新生命。仪内孕育新生命
9、。“太空婚礼太空婚礼”这两场这两场“太空婚礼太空婚礼”实质是哪两项细胞工程技实质是哪两项细胞工程技术术植物体细胞杂交技术植物体细胞杂交技术动物细胞融合技术动物细胞融合技术(1)(1)(2)(3)(4)(5)植物体细胞杂交过程示意图A细胞细胞B细胞细胞人工诱导人工诱导1.11.1动物动物细胞融合的概念细胞融合的概念杂交细胞杂交细胞 动物细胞融合（也称细胞杂动物细胞融合（也称细胞杂交）：是指交）：是指两个或多个细胞两个或多个细胞融融合形成一个合形成一个单核细胞单核细胞的过程。的过程。一、动物细胞融合一、动物细胞融合阅读课本阅读课本P52P52及识图及识图2-232-23细胞膜的流动性细胞膜的流动性
10、灭活病毒、灭活病毒、PEGPEG、电激等、电激等融合后的细胞进行有丝分裂，融合后的细胞进行有丝分裂，形成完整的杂交细胞形成完整的杂交细胞诱导的手段？诱导的手段？融合后细胞的类型？融合后细胞的类型？ABAB杂种细胞遗传物质杂种细胞遗传物质有什么特点？有什么特点？三种三种AAAA、ABAB、BBBB（A A、B B）含两种生物的遗传物质含两种生物的遗传物质1.21.2动物细胞融合过程动物细胞融合过程原理？原理？1.21.2动物细胞融合过程动物细胞融合过程 为什么灭活的为什么灭活的病毒能作诱导剂病毒能作诱导剂？灭活丧失感染性灭活丧失感染性保留融合活性保留融合活性灭活病毒诱导细胞融合的原理：灭活病毒诱
11、导细胞融合的原理：病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能够与细胞膜病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能够与细胞膜上的糖蛋白发生作用，是细胞相互凝集，细胞上的糖蛋白发生作用，是细胞相互凝集，细胞膜上的蛋白质分子和脂质分子重新排布，细胞膜上的蛋白质分子和脂质分子重新排布，细胞膜打开，细胞发生融合。膜打开，细胞发生融合。这一过程既能反映出这一过程既能反映出糖蛋白在细胞识别中的重要作用，又能反映出糖蛋白在细胞识别中的重要作用，又能反映出细胞膜结构的流动性特点。细胞膜结构的流动性特点。灭活：用物理或化学手段使病毒或细菌失去感灭活：用物理或化学手段使病毒或细菌失去感染能力，但是并不破坏这些病原体的抗原结构染能力，但是并
12、不破坏这些病原体的抗原结构 1.31.3动物动物细胞融合技术的意义和应用细胞融合技术的意义和应用比较项比较项目目细胞融合细胞融合的原理的原理细胞融合的细胞融合的方法方法诱导手段诱导手段用途用途植物体植物体细胞杂细胞杂交交细胞膜的细胞膜的流动性流动性纤维素酶、纤维素酶、果胶酶果胶酶去除去除细胞壁后诱细胞壁后诱导原生质体导原生质体融合融合离心、电刺离心、电刺激、振动、激、振动、聚乙二醇聚乙二醇克服远源克服远源杂交不亲杂交不亲和，获得和，获得杂种植株杂种植株动物细动物细胞融合胞融合细胞膜的细胞膜的流动性流动性用用胰蛋白酶胰蛋白酶使细胞分散使细胞分散后诱导细胞后诱导细胞融合融合除应用植物除应用植物细胞
13、杂交手细胞杂交手段外，段外，还有还有灭活病毒灭活病毒获得杂种获得杂种细胞、细胞、制备制备单克隆抗单克隆抗体体1.4 1.4 比较动、植物细胞杂交技术比较动、植物细胞杂交技术【例例1】能使动物细胞融合的特有的诱导因子是能使动物细胞融合的特有的诱导因子是 （ ）A.离心离心 B.灭活的病毒灭活的病毒 C.电刺激电刺激 D.振动振动【例例2】融合后的杂交细胞的遗传物质有何特点（融合后的杂交细胞的遗传物质有何特点（ ）A.具有原来两个或多个细胞的遗传信息具有原来两个或多个细胞的遗传信息 B.B.能无限增殖能无限增殖 C.可形成新个体可形成新个体 D.培养过程会贴培养过程会贴壁壁【例例3】动物细胞融合的
14、作用中最重要的是（动物细胞融合的作用中最重要的是（ ）A.克服远源杂交不亲和克服远源杂交不亲和 B.制备单克隆抗体制备单克隆抗体 C.培育新物种培育新物种 D.生产杂种细胞生产杂种细胞 BBA强调：强调：效应效应B淋巴细胞是淋巴细胞是能够产生抗体的能够产生抗体的B淋巴细淋巴细胞，下文将其简称为胞，下文将其简称为B淋淋巴细胞巴细胞抗体：能够与抗原发生特抗体：能够与抗原发生特异性结合的异性结合的免疫球蛋白免疫球蛋白。能产生抗体的细胞是能产生抗体的细胞是浆细浆细胞（即效应胞（即效应B细胞）。细胞）。二、单克隆抗体二、单克隆抗体B B B B淋巴细胞淋巴细胞淋巴细胞淋巴细胞效应效应效应效应B B B
15、B淋巴淋巴淋巴淋巴细胞细胞细胞细胞记忆记忆记忆记忆B B B B淋巴淋巴淋巴淋巴细胞细胞细胞细胞分化分化分化分化抗体的传统生产方法抗体的传统生产方法抗原抗原 反复注射动物反复注射动物从动物的从动物的血清血清中分离抗体中分离抗体该法制备抗体的缺点：该法制备抗体的缺点：产量低、纯度低，且抗产量低、纯度低，且抗体的特异性差、灵敏度体的特异性差、灵敏度低。低。单克隆抗体！单克隆抗体！读下面一段资料，读下面一段资料，找出单克隆抗体的概念找出单克隆抗体的概念 人们发现，在动物发生免疫反应的过程中，体内的人们发现，在动物发生免疫反应的过程中，体内的B B细胞细胞可以产生多达百万种以上的特异性抗体，但是每个可
16、以产生多达百万种以上的特异性抗体，但是每个B B细胞只分细胞只分泌一种化学性质单一、特异性强的抗体。要想获得大量的单泌一种化学性质单一、特异性强的抗体。要想获得大量的单一抗体，必须用单个一抗体，必须用单个B B细胞进行无性繁殖，即克隆。细胞进行无性繁殖，即克隆。2.1单克隆抗体的概念单克隆抗体的概念单克隆单克隆抗体：抗体：单个单个B B细胞克隆产生的细胞克隆产生的化学性化学性质单一、特异性强质单一、特异性强的抗体的抗体提示提示1 1：对：对B B细胞进行细胞培养可行吗？细胞进行细胞培养可行吗？提示提示2 2：我们所学的哪种细胞是可以无限增殖的？：我们所学的哪种细胞是可以无限增殖的？问题：问题：
17、如何大量生产单克隆抗体？请尝试设如何大量生产单克隆抗体？请尝试设计一个方案。计一个方案。2.2单克隆抗体的制备单克隆抗体的制备一个一个B B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体淋巴细胞只分泌一种特异性抗体 骨髓瘤细胞能无限增殖骨髓瘤细胞能无限增殖杂交瘤细胞杂交瘤细胞动物细胞培养技术动物细胞培养技术设计方案：设计方案：动物细胞融合技术动物细胞融合技术单克隆单克隆抗体抗体 既能产生特异性抗体，既能产生特异性抗体， 又能大量增殖的细胞又能大量增殖的细胞19751975年英国科学家年英国科学家米尔斯坦米尔斯坦和和柯勒柯勒的实验的实验为什么给小鼠注射特定的为什么给小鼠注射特定的抗原蛋白？抗原蛋白？ 会有几种融合
18、方式？会有几种融合方式？ 杂交瘤细胞是如何筛选出杂交瘤细胞是如何筛选出来的？有何特点？来的？有何特点？ 是否所有的杂交瘤细胞都是否所有的杂交瘤细胞都能产生专一性抗体？能产生专一性抗体？ 如何大规模进行培养得到如何大规模进行培养得到大量的单克隆抗体？大量的单克隆抗体？BBBB 、B B瘤瘤 、瘤瘤瘤瘤 （B B、瘤）、瘤）（一选）（一选）选选择性培养基择性培养基：只有只有杂交瘤杂交瘤细胞细胞才能存才能存活活获得产生相应获得产生相应抗体的抗体的B B细胞细胞（二选）：选（二选）：选能产生所需能产生所需专专一抗体的杂交一抗体的杂交瘤细胞瘤细胞体外培养体外培养体外培养体外培养小鼠腹腔内培养小鼠腹腔内培
19、养小鼠腹腔内培养小鼠腹腔内培养杂交瘤细胞特点：杂交瘤细胞特点：既能产生特异性既能产生特异性抗体，又能大量抗体，又能大量增殖。增殖。“生物导弹生物导弹” 单克隆抗体药物单克隆抗体药物 单抗导向，药物为弹头单抗导向，药物为弹头治疗疾病和运载药物治疗疾病和运载药物主要用于治疗主要用于治疗癌症治疗癌症治疗，单克隆抗体作为载体，运载抗，单克隆抗体作为载体，运载抗癌药物，形成癌药物，形成“生物导弹生物导弹”，准确杀伤癌变细胞。准确杀伤癌变细胞。单抗制备过程分哪几步？单抗制备过程分哪几步？请用箭头把以下代表单克隆抗请用箭头把以下代表单克隆抗体制备过程步骤的图解的字母按正确顺序连接起来。顺体制备过程步骤的图解
20、的字母按正确顺序连接起来。顺序是？序是？ 2.3单克隆抗体的应用单克隆抗体的应用诊断试剂诊断试剂最广泛应用最广泛应用准确、高效、简易、快速准确、高效、简易、快速单克隆抗体最主要的优点：单克隆抗体最主要的优点：特异性强，灵敏特异性强，灵敏度高，并能大量制备。度高，并能大量制备。【例例4 4】科学家用小鼠骨髓瘤细胞与某种细胞融科学家用小鼠骨髓瘤细胞与某种细胞融合，得到杂交细胞，经培养可产生大量的单合，得到杂交细胞，经培养可产生大量的单克隆抗体，与骨髓瘤细胞融合的是（克隆抗体，与骨髓瘤细胞融合的是（ ）A.A.经过免疫的经过免疫的B B淋巴细胞淋巴细胞 C.C.经过免疫的经过免疫的T T淋巴淋巴细胞
21、细胞B.B.不经过免疫的不经过免疫的T T淋巴细胞淋巴细胞 D.D.不经过免疫的不经过免疫的B B淋淋巴细胞巴细胞【例例5 5】单克隆抗体是由下列哪种细胞产生的单克隆抗体是由下列哪种细胞产生的 （ ）A.A.B B淋巴细胞淋巴细胞 B BT T淋巴细胞淋巴细胞 B.B.C C骨髓瘤细胞骨髓瘤细胞 D D杂交瘤细胞杂交瘤细胞AD【例例6】用动物细胞工程技术获取单克隆抗体，下用动物细胞工程技术获取单克隆抗体，下列实验步骤中列实验步骤中错误错误的是（的是（ ）A A将抗原注入小鼠体内，获得能产生抗体的将抗原注入小鼠体内，获得能产生抗体的B B淋巴淋巴细胞细胞B B用纤维素酶处理用纤维素酶处理B B淋
22、巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞C C用聚乙二醇作诱导剂，促使能产生抗体的用聚乙二醇作诱导剂，促使能产生抗体的B B淋巴淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合D D筛选杂交细胞，并从中选出能产生所需抗体的筛选杂交细胞，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细胞群，培养后提取单克隆抗体B两个过程两个过程动物细胞培养过程动物细胞培养过程单克隆抗体制备过程单克隆抗体制备过程三个三个“一一”一个诱导细胞融合的新方法一个诱导细胞融合的新方法 灭活病毒灭活病毒一个新细胞杂交瘤细胞一个新细胞杂交瘤细胞一个优势单克隆抗体特异性一个优势单克隆抗体特异性 强、灵敏度高的
23、优势强、灵敏度高的优势(1)(1)若若A A细胞是小鼠骨髓瘤细胞，则细胞是小鼠骨髓瘤细胞，则B B细胞是取自小鼠细胞是取自小鼠体内的体内的 细胞，细胞，从小鼠体内提取分离该细胞之从小鼠体内提取分离该细胞之前，应给小鼠注射前，应给小鼠注射_类物质。类物质。（2）d过程过程是一个是一个_过程，该过程的进过程，该过程的进行常用行常用_或或_的诱导。的诱导。(3)(3)假设仅考虑某两个细胞的融合，则可形成假设仅考虑某两个细胞的融合，则可形成 种种类型的类型的C C细胞，因此需用细胞，因此需用_培养基筛选出培养基筛选出D D细胞细胞用于培养，用于培养，D D细胞的名称是细胞的名称是 ，其特点是，其特点是
24、_。效应效应B 抗原抗原 细胞融合细胞融合 聚乙二醇聚乙二醇 灭活的病毒灭活的病毒 选择性选择性 3既能无限增殖又能产生特异性抗体既能无限增殖又能产生特异性抗体 杂交瘤细胞杂交瘤细胞(4)(4)在培养时通过在培养时通过_分裂方式大量繁殖。分裂方式大量繁殖。D D细细胞体外培养需要注意的条件是（要求答胞体外培养需要注意的条件是（要求答5 5项）项）_。（5 5）单克隆抗体在疾病的诊断、治疗和预防方面，）单克隆抗体在疾病的诊断、治疗和预防方面，与常规抗体相比，其特点是与常规抗体相比，其特点是_。特异性强、灵敏度高特异性强、灵敏度高 有丝有丝有丝有丝无菌、无毒的环境；充足的营养；适宜的温度和无菌、无
25、毒的环境；充足的营养；适宜的温度和pHpH；适宜的气体环境适宜的气体环境 1515、（1）单克隆抗体是指）单克隆抗体是指 。（2 2）制备单克隆抗体的步骤：）制备单克隆抗体的步骤：将将_注入小鼠体内，从小鼠脾脏中获得淋巴细注入小鼠体内，从小鼠脾脏中获得淋巴细胞，其中至少胞，其中至少1 1个淋巴细胞带有抗该抗原的抗体。个淋巴细胞带有抗该抗原的抗体。将步骤将步骤获得的获得的B B淋巴细胞与步骤淋巴细胞与步骤培养的骨髓瘤细胞培养的骨髓瘤细胞在在_的诱导下融合。的诱导下融合。将诱导后产生的多种细胞，放在将诱导后产生的多种细胞，放在_培养基的多孔培养基的多孔培养板上培养，筛选。培养板上培养，筛选。这样获
26、得的杂交瘤细胞既具有这样获得的杂交瘤细胞既具有B B淋巴细胞淋巴细胞_的能力，又具有的能力，又具有_的本领。的本领。检测和分离带有抗检测和分离带有抗X X抗体的阳性细胞，培养板中每孔放抗体的阳性细胞，培养板中每孔放一个细胞进行培养。一个细胞进行培养。将阳性细胞进行增殖，从而制备出大量抗该抗原的单克将阳性细胞进行增殖，从而制备出大量抗该抗原的单克隆抗体。隆抗体。化学性质单一，特异性强的抗体化学性质单一，特异性强的抗体 抗原抗原 聚乙二醇聚乙二醇选择性选择性 无限增殖无限增殖 产生专一抗体产生专一抗体（3）大量制备单克隆抗体的方法主要有两种：）大量制备单克隆抗体的方法主要有两种：体外培养法，可获得
27、体外培养法，可获得10 g/mL的抗体；的抗体；动物体内动物体内诱生法可获得诱生法可获得520mmg/mL的抗体。你选择的方法及原的抗体。你选择的方法及原因是因是 。（4 4）用本法制备出的单克隆抗体仍具有局限性，因）用本法制备出的单克隆抗体仍具有局限性，因为它是用小鼠的为它是用小鼠的_细胞制备的，其化学本质是细胞制备的，其化学本质是_，应用于人体，会作为，应用于人体，会作为 产生产生 ，解决这个问题的方法是，解决这个问题的方法是_。大量生产选大量生产选，小规模生产选，小规模生产选效应效应B蛋白质蛋白质异物异物免疫反应免疫反应采用人的效应采用人的效应B细胞制备细胞制备15、右图为某同学根据杂交
28、瘤技术、右图为某同学根据杂交瘤技术的方法，设计的生产破伤风杆菌抗的方法，设计的生产破伤风杆菌抗体的实验方案。据图回答：体的实验方案。据图回答：（1）该方案能达到预期效果吗）该方案能达到预期效果吗？。原因是。原因是_。（2）图中）图中为为 过程，过程，常用常用 作为诱导剂。该细作为诱导剂。该细胞继承了胞继承了_ ，因此不仅能分泌，因此不仅能分泌_，还有，还有 本领。本领。不能不能 没有将抗原注入小鼠体内，无法获得没有将抗原注入小鼠体内，无法获得产生专一抗体的产生专一抗体的B淋巴细胞淋巴细胞 细胞融合细胞融合 灭活病毒灭活病毒 双亲细胞的遗传物质双亲细胞的遗传物质 特异性抗体特异性抗体 大量增殖大量增殖制备单克隆抗体制备单克隆抗体（3）该方案的目的是）该方案的目的是_。
