2019-2020年高中生物 222动物细胞融合与单克隆抗体难点剖析 新人教版选修3.doc

2019-2020年高中生物 222动物细胞融合与单克隆抗体难点剖析 新人教版选修3知识巧学一、动物细胞融合1.动物细胞融合的概念：是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。融合后形成的具有原来两个或多个细胞遗传信息的单核细胞，称为杂交细胞。2.动物细胞融合的原理：与植物原生质体融合的基本原理相同，诱导动物细胞融合的方法与植物原生质体融合的方法类似，常用的诱导因素有聚乙二醇、灭活的病毒、电刺激等。3.用灭活病毒诱导动物细胞融合过程： 4.动物细胞融合的意义：克服了远缘杂交的不亲和性，成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和生物新品种培育的重要手段。辨析比较 动物细胞融合与植物体细胞杂交的比较比较项目细胞融合的原理细胞融合的方法诱导手段用法植物体细胞杂交细胞膜的流动性去除细胞壁后诱导原生质体融合离心、电刺激、振动、显微操作、聚乙二醇等试剂诱导克服了远缘杂交的不亲和性，获得杂种植株动物细胞融合细胞膜的流动性使细胞分散后诱导细胞融合除应用植物细胞杂交手段外，再加灭活的病毒诱导制备单克隆抗体的技术之一1.单克隆抗体的制备（1）抗体：B淋巴细胞产生。主要成分：球蛋白，具有特异性，从血清中分离出的抗体产量低、纯度低、特异性差。（2）单克隆抗体的制备过程：多种杂交细胞在具有筛选作用的培养基上培养克隆筛选出的杂交细胞将不同种杂交细胞分开，并克隆专一抗体，检验阳性细胞注射到小鼠体内或体外培养获得单克隆抗体。（3）杂交瘤细胞的特点：既能大量迅速繁殖，又能产生专一抗体。（4）单克隆抗体的优点：特异性强，灵敏度高，产量大。2.单克隆抗体的应用（1）作为诊断试剂：准确识别各种抗原物质，并跟抗原特异性的结合，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：主要用于治疗癌症，可制成“生物导弹”，也有少量用于治疗其他疾病。知识拓展 如何进行杂交瘤细胞的抗体检测及克隆化培养？融合后的细胞经选择性培养基培养后，能存活的细胞就是杂交瘤细胞。但这些杂交瘤细胞并非都是能分泌所需抗体的细胞，通常用“有限稀释法”来选择。将杂交瘤细胞稀释，用多孔细胞培养板培养，使每孔细胞不超过一个，通过培养让其增殖。然后检测各孔上清液中细胞分泌的抗体（常用酶联免疫吸附试验法），那些上清液可与特定抗原结合的培养孔为阳性孔。阳性孔中的细胞还不能保证是来自单个细胞，挑选阳性孔的细胞继续进行有限稀释，一般需进行34次，直至确信每个孔中增殖的细胞为单克隆细胞。该过程即为杂交瘤细胞的克隆化培养。问题探究问题1动植物细胞融合技术有何相同点和不同点？探究：动、植物细胞融合技术基本原理相同，诱导融合的方法基本类似。不同点是：(1)植物细胞融合前需先去掉细胞壁；(2)动物细胞融合除物理法、化学法外，还用到生物方法，即灭活病毒；(3)培养基成分不同，动物细胞培养是用液体培养基，其成分中有动物血清，另外还有培养目的和结果等方面的区别。问题2制备单克隆抗体时，为什么要选用B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合形成杂交瘤细胞？探究：哺乳动物感染抗原后，其体内会形成相应的B淋巴细胞，B淋巴细胞能分泌相应的抗体凝聚或杀死这些抗原。动物在免疫反应的过程中，每一种B淋巴细胞能分泌一种特异性抗体，要想获得大量的特异性抗体，必须使能分泌该单一抗体的B淋巴细胞大量增殖。B淋巴细胞具有产生单一抗体的能力，但不能在体外增殖；骨髓瘤细胞是一种癌细胞，它能在体外培养条件下无限增殖，但不能产生抗体。因此，把一种B淋巴细胞与骨髓瘤细胞进行细胞融合，产生杂交瘤细胞，它会兼有两个亲本细胞的特性在体外培养条件下能不断增殖，同时能产生出某种特异性的抗体。问题3 为什么不用两个而要用多个细胞进行动物细胞间的融合？探究：就目前常用的细胞融合方法来看，不管是用物理的、化学的方法，还是生物的方法，其融合率都不可能是100%。仅用两个细胞融合，其效率太低，不一定能得到融合细胞。更重要的是，即使两个细胞已发生融合，但并不一定是研究者期望得到的细胞类型。目前动物细胞融合技术最有价值的应用就是单克隆抗体的制备。我们以制备单克隆抗体为例来说明这一问题。我们知道，体内产生的特异性抗体种类可多达百万种以上，但是每一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体，如果仅取一个脾细胞（含B淋巴细胞）和一个瘤细胞杂交，我们不能确定该脾细胞分泌的抗体是否正是我们所需要的；若用大量的脾细胞和瘤细胞进行融合，就可以从融合细胞中筛选出能分泌所需抗体的杂交瘤细胞。典题热题例1 动物细胞融合和植物体细胞杂交技术的比较中，正确的是()A.诱导融合的方法完全相同B.所用的技术手段基本相同C.培养基成分相同D.都能形成杂种细胞解析：动物细胞融合和植物体细胞杂交这两项细胞工程技术中，都包含有细胞融合的过程，都能形成杂种细胞。对于诱导方法来说，除动物细胞的融合还常用灭活的病毒作诱导剂外，其他的是基本相同的。植物体细胞杂交前需先去掉细胞壁，在完成细胞融合后，还要将杂种细胞培育成植株，所以，它们所应用的技术手段是有差别的。植物细胞培养用的是固体培养基，动物细胞培养用的是液体培养基，其成分中还有动物血清，培养基成分有一定的差别。答案：D方法归纳结合新老知识，对有关联的知识点进行比较、归纳，找出相同点和不同点，加深理解。相同点：动、植物细胞融合技术基本原理相同，诱导融合的方法基本类似。不同点：(1)植物细胞融合前需先去掉细胞壁；(2)动物细胞融合除物理法、化学法外，还用到生物方法，即灭活病毒；(3)培养基成分不同，动物细胞培养是用液体培养基，其成分中有动物血清，另外还有培养目的和结果等方面的区别。例2 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：考查对单克隆抗体的制备过程的掌握情况。单克隆抗体的制备过程是：将一种抗原注入小鼠体内，获得能产生抗体的B淋巴细胞，然后将B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞同时培养，在聚乙二醇的诱导下，促使B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，得到杂交瘤细胞。从中选出能产生抗体的细胞群，即可得到单克隆抗体。因为动物细胞无细胞壁，所以用不到纤维素酶。答案：B误区警示体内产生的特异性抗体种类可多达百万种以上，但是每一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体，如果仅取一个脾细胞（含B淋巴细胞）和一个瘤细胞杂交，我们不能确定该脾细胞分泌的抗体是否正是我们所需要的；若用大量的脾细胞和瘤细胞进行融合，就可以从融合细胞中筛选出能分泌所需抗体的杂交瘤细胞。例3 科学家用小鼠骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合，得到杂交细胞，经培养可产生大量的单克隆抗体，所用的B淋巴细胞是来自()A.骨髓的B淋巴细胞B.脾脏的能产生的抗体的B淋巴细胞C.胸腺的B淋巴细胞D.脾脏经过筛选的，能产生单一抗体的B淋巴细胞解析：单克隆抗体制备中使用的B淋巴细胞应该是能产生抗体的。只有脾脏经过筛选的被抗原刺激过的B细胞才能产生抗体。答案：D例4 我国科学家xx年在山东莱阳农学院培养出克隆牛“康康”和“双双”的过程如下图所示，请分析完成下列问题：（1）所指细胞工程的名称分别是_和_。（2）“康康”和“双双”之间能否进行器官移植？_。为什么？_。（3）实施细胞工程时，所需要的受体细胞大多采用动物卵细胞的原因是_。（4）“康康”和“双双”的培养成功说明了什么问题？_。解析：动物细胞工程常用的技术手段有动物细胞培养、动物细胞移植、动物细胞融合、生产单克隆抗体等，图中所示a为细胞核移植，b为胚胎移植。图中的“康康”和“双双”是获得早期胚胎后进行分割移植而得到的个体，来源于同一个细胞，其体内遗传物质几乎完全相同，在进行器官移植时不会发生排斥反应；在进行动物细胞工程中克隆时，一般采用卵细胞，原因是卵细胞的体积大，易操作，卵细胞中含有使细胞核的全能性表现出来的物质。“康康”和“双双”的获得是取乙牛体细胞核经培养而获得的个体，说明了动物细胞的细胞核也具有全能性。答案：（1）细胞核移植胚胎移植（2）能它们具有几乎完全相同的遗传物质，移植后不会发生免疫排斥（3）卵细胞体积大，易操作；卵细胞中含有能使细胞核的全能性表现出来的物质（4）说明了动物细胞的细胞核也具有全能性