「精品」高中生物第2章细胞工程2.2动物细胞工程2.2.2动物细胞融合与单克鹿体学案新人教版选修3

2.2.2 动物细胞融合与单克隆抗体1．掌握动物细胞融合技术及应用。

(重点)2．简述单克隆抗体的制备。

(重、难点)1．概念：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。

2．原理：细胞膜的流动性。

3．诱导融合的三种方法 (1)物理法：例如电激等。

(2)化学法：例如聚乙二醇。

(3)生物法：例如灭活的病毒。

4．过程：不同DNA 的两个细胞――→促融细胞膜融合―→细胞核融合→有丝分裂→两个完整的杂交细胞。

5．意义：突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能。

[合作探讨]探讨1：动物细胞融合与植物原生质体融合所依据的原理是什么？提示：细胞膜的流动性。

探讨2：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。

探讨3：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。

[思维升华]1．操作步骤细胞准备⎩⎪⎨⎪⎧ 贴壁：直接将两亲本细胞混合培养悬浮：制成一定浓度的细胞悬液↓细胞融合：加促融因子于待融合的细胞之中，诱导融合↓杂种细胞选择：利用选择性培养基等，使亲本细胞死亡，而让杂种细胞存活↓杂种细胞克隆：对选出的杂种细胞进行克隆，经过培养，就能获得所需要的细胞2．过程分析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，在细胞膜融合中体现出细胞膜具有一定的流动性。

1．动物细胞融合和植物原生质体融合相比较，特殊性表现在( )A．融合的原因B．融合的优点C．融合的诱导手段D．融合的过程【解析】动物细胞融合和植物原生质体融合都是为了将不同物种的优良性状集于一体，过程都是先膜融合再质融合，最后核融合，即融合的过程相同；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。

【答案】 C2．如图所示为细胞融合技术的一些过程：(1)从A、B细胞到C细胞的过程中，必须用________处理。

(2)若A、B细胞为植物细胞，那么这样的细胞已经用酶降解脱掉了________，这种酶可能是________酶，由此生成的A和B细胞称为________。

(3)若A细胞为骨髓瘤细胞，B细胞为B淋巴细胞，那么D细胞称为________细胞，由D细胞连续分裂产生大量细胞的过程称为________过程。

这种细胞既能无限繁殖，又能产生________。

(4)若A为人细胞，B为鼠细胞，并分别用红、绿荧光染料标记细胞膜上的蛋白质，在形成C细胞时，细胞一半发红色荧光，一半发绿色荧光。

到D细胞阶段，两种颜色的荧光均匀分布，请解释原因____________________________。

【解析】 此题是对植物体细胞杂交、动物细胞融合以及细胞膜的特性比较全面的考查。

植物细胞有细胞壁，阻碍植物体细胞的杂交。

因此，植物体细胞杂交的第一步是去掉细胞壁，分离出有活力的原生质体。

细胞壁成分主要为纤维素和果胶，所以要用纤维素酶和果胶酶分解植物细胞的细胞壁。

第二步就是让不同植物体细胞的原生质体融合，融合必须通过一定的技术手段进行人工诱导。

单克隆抗体制备过程需得到化学性质单一、特异性强的抗体。

科学家发现，在动物发生免疫过程中，每一个B 淋巴细胞只分泌一种特异性抗体，要想获得大量的单一抗体，必须用单个B 淋巴细胞进行克隆，形成细胞群。

但在体外培养条件下，一个B 淋巴细胞不可能无限增殖，这就需要B 淋巴细胞与骨髓瘤细胞在灭活的仙台病毒或聚乙二醇的诱导下融合，再筛选出杂交瘤细胞。

由于杂交瘤细胞继承了双亲细胞的遗传物质，既能分泌特异性抗体，又能大量繁殖。

最后考查了细胞膜的结构特点：具有一定的流动性。

【答案】 (1)诱导剂 (2)细胞壁 纤维素酶和果胶 原生质体 (3)杂交瘤 克隆 特异性抗体 (4)细胞膜上的蛋白质是可以运动的1．传统抗体的制备(1)方法⎩⎪⎨⎪⎧ 向动物体内反复注射某种抗原，使之产生抗体⇓从动物血清中分离所需抗体(2)缺点：产量低、纯度低、特异性差。

2．单克隆抗体的制备(2)解决思路：将B 淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合为杂交瘤细胞。

(3)制备过程：制备产生特异性抗体的B 淋巴细胞：向免疫小鼠体内注射特定的抗原蛋白，然后从小鼠脾脏细胞内获得相应的B 淋巴细胞获得杂交瘤细胞⎩⎪⎨⎪⎧ ①将鼠的骨髓细胞与脾细胞中产生的B 淋巴细胞融合②用特定的选择性培养基筛选出杂交瘤细胞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腹水中提取(4)单克隆抗体的特点：特异性强、灵敏度高，并可大量制备。

[合作探讨]探讨1：仔细观察教材P 53图2­24，探讨下列问题：(1)制备单克隆抗体过程中的几种细胞有何特点？提示：①免疫的B 淋巴细胞：能产生单一抗体，但不能无限增殖。

②骨髓瘤细胞：能无限增殖，不能产生抗体。

③杂交瘤细胞：既能产生特定的抗体，又能在组织培养条件下进行无限增殖。

(2)单克隆抗体制备过程中有两次筛选，其目的分别是什么？提示：第一次筛选是在B 淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合之后，筛选出只有B 淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合的杂种细胞。

第二次筛选需先在多孔培养皿上培养，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。

探讨2：用单克隆抗体及相关物质制成的“生物导弹”中真正起治疗作用的物质是什么？是单克隆抗体吗？提示：“生物导弹”中真正发挥治疗作用的物质是相关“药物”，单克隆抗体所起的作用在于将药物定向带到靶细胞所在位置，借助其导向作用，在原位杀死癌细胞，这样既不损伤正常细胞，又减少了用药剂量。

因此，“生物导弹”可作为一种疗效高、毒副作用小的新型药物。

探讨3：若不采用动物细胞融合的方法，能否生产出单克隆抗体？试简要说明。

提示：能。

可从经免疫的B 淋巴细胞中获取决定所需抗体的基因(目的基因)，导入骨髓瘤细胞，然后培养骨髓瘤细胞并从培养液中提取分泌物，便可得到单克隆抗体。

[思维升华]1．技术手段：人工免疫、动物细胞培养、动物细胞融合。

2．制备流程：3．两种抗体的比较：(1)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。

(2)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。

1．下图是单克隆抗体制备过程示意图，其中①过程注射的物质和A细胞的名称分别是( )A．抗体、T淋巴细胞B．抗原、T淋巴细胞C．抗体、B淋巴细胞D．抗原、B淋巴细胞【解析】①过程注射的物质是特定的抗原，A细胞为免疫过的B淋巴细胞。

【答案】 D2．下图表示用生物工程制备人抗A抗体的过程。

请回答下列问题。

(1)人的红细胞膜表面有被称为凝集原的特异________；从免疫学角度看，这种凝集原是________。

(2)图中细胞1是小鼠体内注入人A型血红细胞后而获得的________细胞，这种细胞具有产生___________________________________________________________的特点，但难以在体外培养。

甲培养皿中培养的细胞2是从患骨髓瘤的小鼠体内获取的骨髓瘤细胞，这种细胞在体外培养时能____________，但不会产生抗体。

(3)为了能充分发挥上述两种细胞各自的特点，经特殊处理，在促细胞融合因子的作用下，使两种细胞发生融合，形成图中的细胞3，这种细胞称为____________。

把它在乙培养皿中进行培养，则能产生大量的细胞群，这种方法称为________。

(4)过程①的主要目的是____________________________________。

通过过程②或③的培养方法能产生大量__________抗体。

【解析】(1)红细胞表面的凝集原与细胞识别有关，其化学本质是糖蛋白。

从免疫学角度看是抗原。

(2)小鼠受到抗原刺激后能产生B淋巴细胞，这种细胞能产生单一抗体，但不能增殖，骨髓瘤细胞能无限增殖但不能产生抗体。

(3)通过动物细胞融合的方式可以获得杂交瘤细胞，产生单克隆抗体。

(4)过程①的目的是筛选出能产生单一抗A抗体的杂交瘤细胞，通过②或③可大量产生抗A单克隆抗体。

【答案】(1)糖蛋白抗原(2)B淋巴单一的抗A抗体(或单一的特异性抗体) 快速大量增殖(3)杂交瘤细胞单克隆(4)筛选出能产生单一抗A抗体的杂交瘤细胞抗A单克隆1．下列关于动物细胞融合的说法，错误的是( )A．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B．动物细胞融合需要用纤维素酶处理C．动物细胞融合时需要人工诱导D．常用的诱导动物细胞融合的因素有：聚乙二醇、灭活的病毒、电激等【解析】动物细胞融合是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。

动物细胞无细胞壁，所以诱导融合前不需要用纤维素酶处理。

动物细胞融合需要人工诱导融合，诱导因素包括聚乙二醇、灭活的病毒、电激等。

【答案】 B2．关于单克隆抗体制备过程的叙述，正确的是( )【导学号：72240025】A．可直接从动物体内获取B淋巴细胞进行培养B．杂交瘤细胞具有B淋巴细胞和骨髓瘤细胞的双重特点C．用灭活病毒诱导融合后形成的融合细胞即可产生单克隆抗体D．经选择培养基筛选出来的杂交瘤细胞即可用于单克隆抗体的生产【解析】将骨髓瘤细胞与免疫后的B淋巴细胞融合，经过选择培养基的筛选得到杂交瘤细胞，并经专一抗体检测后，培养能产生特定抗体的杂交瘤细胞，即可得到单克隆抗体。

杂交瘤细胞具有骨髓瘤细胞无限增殖的特点和B淋巴细胞产生特异性抗体的特点。

诱导融合后可能会形成三种融合细胞，即同种细胞融合(B—B融合细胞、瘤—瘤融合细胞)、不同种细胞融合(B—瘤融合细胞)，故需要进一步筛选。

【答案】 B3．利用细胞工程方法，以埃博拉病毒核衣壳蛋白为抗原制备出单克隆抗体。

下列有关单克隆抗体的叙述，正确的是( )A．用纯化的核衣壳蛋白反复注射到小鼠体内，产生的血清抗体为单克隆抗体B．体外培养单个浆细胞可以获得大量针对埃博拉病毒的单克隆抗体C．将等量浆细胞和骨髓瘤细胞混合，经PEG诱导融合后的细胞均为杂交瘤细胞D．利用该单克隆抗体与埃博拉病毒核衣壳蛋白特异性结合的方法可诊断出埃博拉病毒感染者【解析】由于血清抗体不是单一抗原刺激B淋巴细胞增殖分化的浆细胞产生和分泌的，故纯度低，特异性差，不是单克隆抗体，故A错误；由于浆细胞不增殖，故培养单个浆细胞不能获得大量的单克隆抗体，B错误；将等量浆细胞和骨髓瘤细胞混合后，诱导融合的细胞不一定为杂交瘤细胞，还有浆细胞和瘤细胞自身融合的细胞，故C错误；单克隆抗体可用于诊断疾病，原理是抗原—抗体杂交的方法，D正确。