高中生物选修3精品学案222动物细胞融合与单克隆抗体.docx

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高中生物选修3精品学案222动物细胞融合与单克隆抗体

2.2.2　动物细胞融合与单克隆抗体

学习目标

1.举例说明动物细胞融合的原理及应用（重点）。

2.举例说明单克隆抗体的制备和应用（重难点）。

3.描述单克隆抗体的制备过程（重难点）。

|基础知识|

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.诱导原理和结果

（1）诱导原理：

细胞膜的流动性。

（2）诱导结果：

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。

二、单克隆抗体

1.制备原理

（1）B淋巴细胞特点：

每一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体。

（2）骨髓瘤细胞特点：

能在体外大量增殖。

（3）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大量特定抗体。

2.制备过程

3.单克隆抗体的优点：

特异性强、灵敏度高、可大量制备。

4.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。

|自查自纠|

1.动物细胞融合过程中既有细胞膜融合也有核的融合。

（√）

2.跟植物原生质体融合相比，动物细胞融合特有的诱导因素有聚乙二醇、灭活的病毒。

（×）

3.动物细胞融合的结果是形成单核的杂种细胞，植物体细胞杂交的结果是得到杂种植株。

（√）

4.动物体细胞融合后的杂交细胞仍然是二倍体细胞。

（×）

5.单克隆抗体制备过程中的两次筛选目的相同。

（×）

6.杂交瘤细胞的培养可以采取体内培养和体外培养两种方式。

（√）

7.单克隆抗体制备过程中，需要进行多次细胞培养，如骨髓瘤细胞的培养、不同杂交细胞的培养、杂交瘤细胞的培养等。

（√）

8.单克隆抗体由于特异性和导向性强而被誉为“生物导弹”。

（×）

|图解图说|

思考：

诱导动物细胞融合的方法有哪些？

提示：

物理法、化学法和生物的方法。

★单克隆抗体作用模式图

单克隆抗体的特点是什么？

提示：

特异性强、灵敏度高、可大量制备。

★分子靶向治疗：

生物导弹定位轰炸

思考：

生物导弹定向轰炸的原理是什么？

提示：

利用了抗原和抗体特异性结合的原理。

探究点一　动物细胞融合

1.动物细胞融合的基本原理与植物原生质体融合的基本原理是否相同？

提示　相同。

2.动物细胞之间或动物与人细胞之间都可以进行融合，产生的融合细胞有多少种？

（只考虑两两融合）

提示　3种。

3.为什么用灭活的病毒作为诱导剂？

灭活的含义是什么？

提示　灭活的病毒能使细胞膜上的蛋白质分子和脂质重新排布。

灭活通常是用紫外线等物理或化学手段处理，使病毒丧失感染活性，并不破坏抗原结构从而保留融合活性。

动物细胞融合与植物体细胞杂交的比较

原理

方法步骤

诱导方法

结果

用途或意义

动物细胞融合

细胞膜具有流动性

分散成单个细胞后诱导细胞融合

物理方法

化学方法

生物方法

形成杂交细胞

培养杂交细胞或大量获得细胞产物

植物体细胞杂交

①细胞膜具有流动性

②植物细胞具有全能性

酶解法去除细胞壁后诱导原生质体融合，形成杂种细胞后培育成杂种植株

物理方法

化学方法

形成杂种植株

克服远缘杂交不亲和的障碍

【典例1】动物细胞融合和植物体细胞杂交比较，下列叙述中正确的是（　　）

A.诱导融合的方法完全相同

B.所用的技术手段完全相同

C.所采用的原理完全相同

D.都能形成杂种细胞

[解析]　动物细胞融合与植物体细胞杂交的原生质体融合的基本原理相同，动物细胞融合相当于植物体细胞杂交的原生质体融合过程。

诱导融合的方法也基本类似，只是动物细胞融合除物理法、化学法外，还用到生物方法即灭活的仙台病毒诱导。

[答案]　D

【跟踪训练】

1.在植物体细胞杂交和动物细胞融合过程中均运用了酶的催化作用，下列相关叙述正确的是（　　）

A.用纤维素酶、果胶酶将植物细胞制成细胞悬液

B.用胰蛋白酶水解细胞膜表面的糖蛋白，从而使细胞扩散

C.37℃条件下，动物细胞融合所用酶的催化活性最高

D.没有纤维素酶和果胶酶，可用解离液代替

[解析]　纤维素酶和果胶酶的作用是除去细胞壁，而不是使细胞分散从而制成细胞悬液，A错误；胰蛋白酶作用于细胞之间的蛋白质，而不是细胞表面的糖蛋白，B错误；解离液由盐酸和酒精混合而成，用解离液处理后的植物细胞死亡，不能用于植物体细胞杂交技术以去除细胞壁，D错误。

[答案]　C

探究点二　单克隆抗体的制备

下图为单克隆抗体制备流程（顺序已被打乱），请据图分析：

（1）B图中注射的物质是什么？

其目的是什么？

提示　注射特定抗原；目的是刺激机体发生免疫应答，从而产生相应浆细胞和相应B淋巴细胞。

（2）在获取C步骤杂交瘤细胞的过程中，筛选淘汰了哪些细胞？

提示　未融合的细胞和同种细胞融合后形成的细胞（“BB”细胞、“瘤瘤”细胞）都会被淘汰，只有融合的杂交瘤细胞（“B瘤”细胞）才能生长。

（3）G图中细胞有什么特点？

提示　既能无限增殖，又能产生特定的抗体。

（4）请用箭头把代表各图解的字母按单克隆抗体制备过程的顺序连接起来。

提示　

制备单克隆抗体过程中两次筛选的方法及目的

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

由于小鼠在生活中还受到其他抗原的刺激，所以需经过选择性培养

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（“BB”细胞、“瘤瘤”细胞）都会死亡，只有融合的杂交瘤细胞（“B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

【典例2】下图示为人体抗胃癌单克隆抗体的制备过程。

下列有关叙述错误的是（　　）

A.甲是能与人体抗胃癌抗体特异性结合的抗原

B.细胞融合获得乙的原理和植物原生质体融合的原理都是细胞膜的流动性

C.用特定选择培养基对乙筛选，融合细胞均能生长，未融合细胞均不能生长

D.丙需进行克隆化培养和抗体检测，多次筛选后可获得能分泌所需抗体的丁

[解析]　据图可知，将甲注射到小鼠体内，小鼠可产生能分泌抗胃癌抗体的B淋巴细胞，则甲是能与人体抗胃癌抗体特异性结合的抗原，A正确；细胞融合获得乙的原理和植物原生质体融合的原理基本相同，都是利用了细胞膜的流动性特点，B正确；用特定选择培养基对乙筛选，只有杂交瘤细胞能生长，其余自身融合细胞以及未融合细胞均不能生长，C错误；杂交瘤细胞丙需进行克隆化培养和单一抗体检测，多次筛选后可获得能分泌所需抗体的丁，D正确。

[答案]　C

【跟踪训练】

2.某小鼠生活过程中被多种病原体感染过，科学家以该小鼠为实验材料，利用单克隆抗体技术，获得了抗某种病原体的高纯度单克隆抗体。

下列叙述错误的是（　　）

A.被多种病原体感染过的小鼠体内会产生多种效应B细胞

B.经细胞融合后形成的单个杂交瘤细胞可分泌多种特异性抗体

C.用“抗原—抗体”检测法可筛选出产生特定抗体的杂交瘤细胞

D.单克隆抗体的制备过程中使用了动物细胞培养和动物细胞融合技术

[解析]　经细胞融合后形成的单个杂交瘤细胞既能迅速、大量繁殖，又能产生专一的抗体。

[答案]　B

知识脉络

要点晨背

1.动物细胞融合是指两个或两个以上的动物细胞结合成一个细胞的过程。

2.促进动物细胞融合的诱导因素有聚乙二醇（PEG）、灭活的病毒和电激等。

3.制备单克隆抗体需要用特定的抗原刺激动物的目的是获得能产生特定抗体的B细胞。

4.能产生抗体的B细胞不能增殖，与骨髓瘤细胞融合成的杂交瘤细胞不仅能产生特异性抗体还能无限增殖。

5.单克隆抗体的主要优点是特异性强、灵敏度高，并可大量制备。

1.动物细胞融合属于动物细胞工程的技术手段之一，下列有关动物细胞融合的叙述正确的是（　　）

A.动物细胞融合产生的细胞称为重组细胞

B.融合后形成的细胞为单核或多核细胞

C.常用的诱导融合的生物诱导剂是聚乙二醇、灭活的病毒等

D.也称细胞杂交，可由两个或多个动物细胞结合成一个细胞

[解析]　动物细胞融合产生的细胞称为杂交细胞，核移植产生的细胞称为重组细胞，A错误；融合后形成具有两个或多个细胞遗传信息的单核细胞，B错误；诱导动物细胞融合的生物诱导剂是灭活的病毒，聚乙二醇属于化学诱导剂，C错误；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，D正确。

[答案]　D

2.对比动物细胞融合和植物体细胞杂交技术，下列论述合理的是（　　）

A.均可使用PEG、电激或灭活病毒的方法诱导细胞融合

B.两者都可以跨越种属间的生殖隔离

C.两者都可以体现细胞的全能性

D.在适宜的条件下，均可发育成完整个体

[解析]　灭活的病毒是动物细胞融合特有的诱导剂，A错误；动物细胞融合和植物体细胞杂交技术都可以打破生殖隔离，B正确；植物体细胞杂交技术体现了细胞的全能性，动物细胞融合没有体现，C错误；目前，动物细胞融合不能发育成完整个体，D错误。

[答案]　B

3.单克隆抗体与血清抗体相比，最主要的优点在于（　　）

A.单克隆抗体能够制成“生物导弹”

B.单克隆抗体可以在体外制备

C.单克隆抗体特异性强、灵敏度高，并可以大量制备

D.单克隆抗体的制备过程简单

[解析]　单克隆抗体最主要的优点是特异性强、灵敏度高，并可以大量制备，C正确。

[答案]　C

4.用动物细胞工程技术获取单克隆抗体，下列步骤中错误的是（　　）

A.将抗原注入小鼠体内，以便获得特定的B淋巴细胞

B.用聚乙二醇作诱导剂，促使B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合

C.B淋巴细胞和小鼠骨髓瘤细胞融合后，无需筛选杂交细胞

D.将能产生特定抗体的杂交瘤细胞，培养后提取单克隆抗体

[解析]　制备单克隆抗体首先需要获得已免疫的B淋巴细胞，因此需将抗原注入小鼠体内，A正确；动物细胞融合过程中，可以利用灭活的病毒或聚乙二醇作诱导剂，B正确；B淋巴细胞和小鼠骨髓瘤细胞融合后，可产生三种两两融合的细胞（B淋巴细胞自身融合的细胞、小鼠骨髓瘤细胞自身融合的细胞、B淋巴细胞和小鼠骨髓瘤细胞融合的细胞），故需要特定的选择培养基筛选杂交瘤细胞，C错误；将能产生特定抗体的杂交瘤细胞，培养后提取单克隆抗体，D正确。

[答案]　C

5.下列关于动物细胞融合与单克隆抗体制备的叙述中，正确的是（　　）

A.动物细胞经PEG诱导融合后再通过培养能得到优良动物个体

B.单克隆抗体最广泛的用途是用作体外诊断试剂

C.杂交瘤细胞是B淋巴细胞癌变的结果

D.单克隆抗体和传统方法生产的抗体化学本质不同

[解析]　由于动物细胞的全能性受到限制，动物细胞融合形成的杂交细胞一般不能培育成动物个体，A错误；单克隆抗体特异性强，灵敏度高，可大量制备，最广泛的用途是用作体外诊断试剂，B正确；杂交瘤细胞是骨髓瘤细胞和B淋巴细胞融合而成的，不是B淋巴细胞癌变的结果，C错误；单克隆抗体和传统方法生产的抗体化学本质相同，都是蛋白质，D错误。

[答案]　B

6.在现代生物科技的应用中，不需要进行检测与筛选的是（　　）

A.动物细胞融合获得杂交细胞

B.植物体细胞杂交技术获得杂种植株

C.植物组织培养中的突变体利用

D.核移植得到的克隆动物

[解析]　动物细胞融合时，只考虑两两融合就有3种类型的细胞，所以需要筛选杂交细胞，A需要；利用植物体细胞杂交技术获得杂种植株时，需要筛选杂种细胞，B需要；突变体利用需要筛选有利的变异个体，C需要；克隆动物属于无性生殖，能保持亲本的优良遗传特性，不需要进行筛选，D不需要。

[答案]　D