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2.2.2 动物细胞融合与单克隆抗体,探究1 动物细胞融合 【研读教材自主认知】 1.概念:动物细胞融合也称_,是指_动物细胞结 合形成_的过程。 2.原理:_。 3.诱导融合的三种方法: (1)物理法:例如_等。 (2)化学法:例如_。 (3)生物法:例如_。,细胞杂交,两个或多个,一个细胞,细胞膜的流动性,电激,聚乙二醇,灭活的病毒,4.过程:,DNA,细胞膜,细胞核,5.意义: (1)突破了有性杂交方法的局限,使_成为可能。 (2)促使了杂交瘤技术的产生,为制造_开辟了新途径。,远缘杂交,单克隆抗体,【小判断】 (1)细胞膜的流动性是动物细胞融合的一个重要的理论基础。( ) 【分析】两个细胞融合过程要涉及膜的融合,膜的融合是以膜的流动 性为基础的。 (2)动物细胞融合技术的主要用途是制备克隆动物。( ) 【分析】动物细胞融合技术可以得到杂种细胞,不能产生克隆动物。,(3)动植物细胞融合技术基本原理相同,诱导融合方法也相同。( ) 【分析】动植物细胞融合技术基本原理相同;相比较植物体细胞杂交, 动物细胞融合特有的诱导方法为灭活的病毒处理,其他物理化学诱导 融合的手段与植物体细胞杂交过程中原生质体融合方法相同。 (4)灭活的仙台病毒在动物细胞工程中可用于诱导细胞融合。( ) 【分析】灭活的仙台病毒在细胞工程中可作为动物细胞融合的诱导剂。,【合作探究核心归纳】 1.动物细胞融合的过程和结果: (1)动物细胞融合的结构基础是什么? 提示:细胞膜的流动性。 (2)融合处理后的细胞是否可以直接用于培养?为什么? 提示:不可以,还需要筛选。因为诱导融合的手段只是促使细胞间的融合,但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,因此需要筛选。,(3)若只考虑细胞间的两两融合,诱导后形成的融合细胞有几种? 提示:有三种,即同种细胞融合(两种)和不同种细胞融合(一种)。 (4)动物细胞完成融合的标志是什么? 提示:动物细胞融合时,先是细胞膜发生融合,然后是细胞核的融合。当两个细胞核融合后形成具有单核的杂交细胞,则标志着动物细胞融合的完成。,2.动物细胞融合与植物体细胞杂交的比较: (1)比较动物细胞融合与植物体细胞杂交所用的促融方法的异同。 提示:二者都可以采用离心、振动、电激等物理方法,或者使用化学试剂聚乙二醇进行促融,除上述方法外,动物细胞融合还可以采用灭活的病毒进行促融。 (2)经促融处理后的细胞是否均需进一步筛选? 提示:是。促融处理后,均会出现不同种融合细胞,所以需要对处理后的细胞进行筛选,选择出符合要求的杂交细胞。,【归纳总结】 动物细胞融合与植物体细胞杂交的比较,【过关小练即时应用】 1.下列关于细胞融合的说法,不正确的是 ( ) A.动物细胞融合首先用酶解法分散成单个细胞 B.动物细胞融合与植物原生质体融合的基本原理相同 C.融合后的动物细胞具有原来两个或多个细胞的遗传信息 D.动物细胞融合与植物原生质体融合都可用灭活的病毒进行诱导,【解题指南】解答本题需明确以下两点: (1)细胞融合的基本原理是细胞膜的流动性。 (2)诱导方法包括物理法、化学法、生物法。,【解析】选D。在动物细胞融合前需用胰蛋白酶或胶原蛋白酶将动物组织分散成单个细胞,A正确;动物细胞融合与植物原生质体融合的基本原理都是细胞膜的流动性,B正确;融合后的动物细胞因为含有所融合细胞的细胞核,所以具有原来两个或多个细胞的遗传信息,C正确;常用的动物细胞融合的诱导因子是聚乙二醇和灭活的病毒,其中聚乙二醇既可用于促进植物原生质体融合,又可用于促进动物细胞融合,而灭活的病毒只能用于促进动物细胞的融合,D错误。,2.(2015新乡高二检测)如图表示将人成纤维细胞与小鼠细胞进行融合,获得部分杂种细胞的过程(注:杂种细胞中人类的染色体会随机丢失,各种杂种细胞保留人类染色体的种类和数量是不同的)。请回答下列问题:,(1)图中诱导动物细胞融合常用的诱导因素有_ (至少写出两种),再用特定的 培养基进行筛选,得到杂 种细胞。 (2)培养杂种细胞时,根据细胞所需营养物质的种类和数量严格配制培 养基,此外经常会在培养基中加入 。培养过 程中细胞需置于含CO2的混合气体的培养箱中培养,CO2的主要作用是 维持培养液的 。,(3)若只考虑人的成纤维细胞与小鼠细胞两两融合形成的杂种细胞,假如每种杂种细胞只保留了人的1条染色体,从染色体组成的角度考虑,杂种细胞可能有 种。,【解题指南】解答本题的关键有两点: (1)动物细胞融合过程中需要用动物细胞培养技术。 (2)人体内有22对常染色体,1对性染色体,共24种。,【解析】(1)诱导动物细胞融合的方法包括物理方法(如电激)、化学方法(如聚乙二醇)、生物方法(如灭活的病毒)。通过选择性培养基将杂种细胞筛选出来。(2)动物细胞培养液一般包括糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素、动物血清、动物血浆。(3)人体细胞中含有24种染色体,分别是22种常染色体和2种性染色体(即X染色体和Y染色体)。 答案:(1)聚乙二醇(PEG)、灭活的病毒、电激(写出两种即可) 选择性 (2)动物血清、血浆 pH (3)24,【互动探究】若不考虑染色体的丢失,当细胞两两融合时可以形成几种融合细胞?在混合体系中有几种细胞? 提示:有三种融合细胞。在混合体系中有五种细胞,即三种融合细胞和两种未融合细胞。,【补偿训练】 1.某同学在学习“细胞工程”时,列表比较动植物细胞工程的有关内容,你认为错误的是 ( ),【解析】选B。细胞工程中促进细胞融合时,植物细胞常采用物理法和化学法,动物细胞除了采用物理法和化学法外,还可采用灭活的病毒促融。,2.动物细胞融合特有的诱导方法是 ( ) A.PEG B.灭活的病毒 C.电激 D.离心 【解题指南】解答本题的关键在于明白动物细胞融合和植物体细胞杂交过程的区别。 【解析】选B。常用的动物细胞融合的诱导因子是聚乙二醇和灭活的病毒。其中聚乙二醇既可用于促进植物原生质体融合,又可用于促进动物细胞融合。而灭活的病毒只能用于促进动物细胞的融合。,探究2 单克隆抗体的制备 【研读教材自主认知】 1.传统抗体的制备: (2)缺点:产量低、_低、_差。,抗原,血清,纯度,特异性,2.单克隆抗体的制备: (1) (2)解决思路:将B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合为_。,特异性抗体,无限增殖,无限增殖,抗体,杂交瘤细胞,(3)制备过程:,抗原蛋白,脾脏细胞,骨髓瘤细胞,B淋巴细胞,杂交瘤,细胞,克隆化,抗体,体外,小鼠腹腔,细胞培养液,腹水,(4)单克隆抗体的特点:_强、_高,并可大量制备。,特异性,灵敏度,【小判断】 (1)制备单克隆抗体所用的B淋巴细胞是经过免疫的B淋巴细胞。( ) 【分析】只有经过免疫后的动物体内才会出现能产生针对特定抗原的 抗体的B淋巴细胞。,(2)动物杂交瘤细胞产生单克隆抗体能体现细胞全能性。 ( ) 【分析】细胞全能性是指已分化的细胞,仍然具有发育成完整个体的 潜能,所以判断是否体现细胞全能性的依据是看其能否发育成完整个 体;杂交瘤细胞的培养是细胞水平上的克隆,不能体现细胞全能性。 (3)通过直接培养受抗原刺激的B淋巴细胞也可以获得单克隆抗体。 ( ) 【分析】受抗原刺激的B淋巴细胞为浆细胞,是高度分化的动物细胞, 能分泌抗体,但不能进行无限增殖,难以获得单克隆抗体。,(4)现代技术手段治疗癌症时,能让治疗癌症的药物只杀癌细胞,而对 正常细胞无影响。 ( ) 【分析】用单克隆抗体连接抗癌药物制成“生物导弹”,可以专杀癌 细胞而对正常细胞不产生影响。,【合作探究核心归纳】 1.单克隆抗体的制备过程: (1)试思考制备单克隆抗体时,不直接用经过免疫的B淋巴细胞(浆细胞)来获得单克隆抗体的原因是什么? 提示:用于获得杂交瘤细胞的B淋巴细胞为浆细胞,是高度分化的动物细胞,培养时很难恢复分裂能力,不能进行无限增殖,难以获得单克隆抗体。,(2)制备单克隆抗体过程中出现的细胞分别具有什么样的特点? 免疫过的B淋巴细胞:_; 骨髓瘤细胞:_; 杂交瘤细胞:_。 (3)单克隆抗体制备过程中用到了哪些技术手段? 提示:动物细胞培养、动物细胞融合。,能产生单一抗体,但不能无限增殖,能无限增殖但不能产生抗体,既能无限增殖,又能产生单一抗体,(4)选择杂交瘤细胞的两步筛选的目的各是什么? 第一步筛选的目的:_。 第二步筛选的目的:_。,获得杂交瘤细胞,获得能产生所需单一抗体的杂交瘤细胞,2.单克隆抗体的应用: (1)单克隆抗体主要有哪些优点? 提示:单克隆抗体最主要的优点在于它的特异性强、灵敏度高,并能大量制备。 (2)“生物导弹”可用于临床癌症的治疗,请根据功能分析“生物导弹”的组成及优点。 提示:组成:“生物导弹”=单克隆抗体+化学药物(或放射性同位素或细胞毒素); 优点:疗效高、毒副作用小。,【规律方法】B淋巴细胞和骨髓瘤细胞经细胞融合后的细胞类型及选择依据 (1)细胞类型(若仅考虑两两融合的情况)。 两个B淋巴细胞融合的细胞。 两个骨髓瘤细胞融合的细胞。 杂交瘤细胞。 (2)选择依据。 用特定的选择培养基进行筛选,如用HAT培养基选择杂交瘤细胞。 免疫法,即抗原抗体杂交法。,【归纳总结】单克隆抗体的制备 (1)关键思路及操作依据。,用B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合的原因。 a.每一种B淋巴细胞只能分泌一种特异性抗体,不同种类的B淋巴细胞分泌的抗体不同。 b.B淋巴细胞在体外培养时不能无限增殖,骨髓瘤细胞能够无限增殖。,(2)单克隆抗体制备过程中的筛选及原因。 第一次筛选是在B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合之后,筛选出杂交瘤细胞,淘汰未融合细胞和同种细胞融合而成的细胞。 第二次筛选需先在多孔培养板上培养,在每个孔只有一个杂交瘤细胞的情况下开始培养,然后再筛选出能产生特异性抗体的细胞群。由于该细胞群是由单个杂交瘤细胞克隆来的,所以产生的抗体一定是化学性质单一、特异性强的单克隆抗体。,【过关小练即时应用】 1.(2015三亚高二检测)关于单克隆抗体,下列叙述不正确的是 ( ) A.可以制成诊断盒,用于疾病的诊断 B.可以与药物结合,用于病变细胞的定向治疗 C.可以利用基因工程技术生产 D.可以在生物体内生产,不能在体外生产,【解题指南】解答本题的关键点有: (1)杂交瘤细胞可以在动物体内培养也可以在体外培养。 (2)单克隆抗体可以制成生物导弹。 (3)基因工程也可以生产单克隆抗体。,【解析】选D。目前,体外制备单克隆抗体的方法是将B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合,形成杂交瘤细胞,在体外、体内都可以进行培养,最后经提取获得单克隆抗体。由于单克隆抗体有较强的特异性,所以可制成诊断盒用于疾病诊断,也可以与药物结合,用于病变细胞的定向治疗,还可以用基因工程技术生产。,2.(2013重庆高考)下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.是从已免疫的小鼠脾脏中获得的效应T淋巴细胞 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 【解题指南】解答本题的关键是首先要弄明白图中各序号的含义: 是B淋巴细胞(浆细胞),过程是动物细胞融合,是杂交细胞,是 经筛选得到的杂交瘤细胞。,【解析】选D。本题考查动物细胞工程中的制备单克隆抗体。是从已免疫的小鼠脾脏中获得的B淋巴细胞(浆细胞),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。,【互动探究】 (1)体外培养骨髓瘤细胞,会不会出现接触抑制现象?为什么? 提示:不会。骨髓瘤细胞是一种癌细胞,细胞表面糖蛋白减少,失去了接触抑制作用。 (2)体外培养时,应提供什么条件? 提示:无菌、无毒的环境;必要的营养物质,如葡萄糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、维生素等;适宜的温度和pH;提供氧气和二氧化碳。,【补偿训练】用a表示骨髓瘤细胞,b表示B淋巴细胞,则细胞融合过程中两次筛选的目的分别为 ( ) A.a、aa、ab、bb、ba、aa、abab培养 B.a、aa、ab、bb、bab、bb、bab培养 C.a、aa、ab、bb、bab产生特定抗体的ab培养 D.a、aa、ab、bb、baa能无限增殖的aa培养,【解析】选C。将a与b融合,再用特定的选择性培养基进行筛选,未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡,只有融合的杂种细胞ab才能生长;对上述经选择性培养的ab还需进行克隆化培养和抗体检测,经多次筛选就可获得足够数量的能分泌所需抗体的ab细胞。,
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