高中生物2.2.2 动物细胞融合与单克隆抗体导学案

这是一份高中生物2.2.2 动物细胞融合与单克隆抗体导学案，共4页。学案主要包含了动物细胞融合，单克隆抗体等内容，欢迎下载使用。

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
二、单克隆抗体
（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。
（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3～4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( )
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
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( )
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2001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） eq \\ac(○,a) eq \\ac(○,b)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）①卵细胞体积大，易操作；②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