2015-2016学年高中生物专题二细胞工程222动物细胞融合与单克隆抗体课时作业

12.2.2动物细胞融合与单克隆抗体目标导航1.掌握动物细胞融合的原理和方法。2.结合图2－24，归纳单克隆抗体的制备过程及应用。一、动物细胞融合(阅读P52－53)1．概念：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．原理：细胞膜的流动性。3．诱导融合的方法：(1)物理、化学方法：与植物体细胞杂交相同，如聚乙二醇、电激等。(2)生物方法：灭活的病毒。4．过程：不同遗传信息的两个或多个细胞――→灭活的病毒PEG、电激等杂交细胞。5．结果：形成杂交细胞。6．意义：突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能。成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和生物新品种培育等的重要手段。如：利用动物细胞融合技术，为制造单克隆抗体开辟了新途径。二、单克隆抗体(阅读P52－54)1．传统抗体的获得(1)方法：①向动物体内反复注射某种抗原，使动物产生抗体；②从动物血清中分离所需抗体。(2)缺陷：产量低、纯度低、特异性差。2．单克隆抗体的制备(1)制备原理①浆细胞特点：一种B淋巴细胞产生一种单一抗体，B淋巴细胞在体外不能(能/不能)无限增殖。②骨髓瘤细胞特点：能无限增殖。③杂交瘤细胞特点：B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合得到杂交瘤细胞，既能无限增殖，又能产生特异性抗体。(2)制备过程制备特异性①向小鼠注射特定抗原蛋白②从小鼠脾脏中获取相应B淋巴细胞B淋巴细胞2⇓获得杂交①将鼠的骨髓瘤细胞与脾中形成的B淋巴细胞融合②用特定的选择培养基筛选出杂交瘤细胞，该杂种细胞既能迅速大量繁殖又能产生专一的抗体)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中增殖⇓提取单克隆抗体：从细胞培养液或小鼠的腹水中提取(3)单克隆抗体优点：特异性强、灵敏度高、并可大量制备。(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。判断正误：(1)动物细胞融合也称细胞杂交，使远缘杂交成为现实。()(2)动物细胞融合常用的诱导因素有聚乙二醇、灭活的病毒、电激等。()(3)动物细胞融合的主要用途是制备克隆动物。()(4)杂交瘤细胞是由经免疫的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合而成的，具有既能无限增殖又能产生特定抗体的能力。()(5)单克隆抗体最主要的优点是特异性强、灵敏度高，并能大量制备。()(6)单克隆抗体可以用于治疗疾病。()(7)动物杂交瘤细胞产生单克隆抗体能体现细胞的全能性。()(8)动物细胞核融合发生在杂种细胞的有丝分裂过程中。()答案(1)×(2)√(3)×(4)√(5)√(6)√(7)×(8)√一、动物细胞融合1．对细胞膜融合过程的理解3(1)细胞融合的过程包括细胞膜的融合、细胞质融合和细胞核融合，其中细胞膜的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流动性。(2)诱导融合的方法有灭活的病毒(最常见)、聚乙二醇(PEG)和电激等。2．动物细胞融合与植物体细胞杂交的对比比较项目植物体细胞杂交动物细胞融合原理细胞膜的流动性、细胞的全能性细胞膜的流动性细胞融合方法用纤维素酶、果胶酶去除细胞壁后诱导原生质体融合用胰蛋白酶或胶原蛋白酶使细胞分散后，诱导细胞融合诱导手段离心、电激、振动、聚乙二醇等诱导与植物体细胞杂交相比，还可用灭活的病毒诱导结果形成杂种植株形成杂种细胞，以生产细胞产品用途克服远缘杂交不亲和的障碍，扩展杂交亲本范围，培育新品种制备单克隆抗体、病毒疫苗、干扰素等意义突破有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能1．动物细胞融合与植物原生质体融合所用的诱导方法有何不同？答案动物细胞融合可用灭活的病毒进行诱导。2．细胞融合技术与有性杂交相比有哪些优点？答案有性杂交有着十分严格的时空关系和物种界限。动物细胞融合则不同，它通过人工的方法克服了存在于物种之间的遗传屏障，从而能够按照人们的意愿，把不同物种的不同组织类型的细胞融合在一起。3．动物细胞融合和受精作用的区别有哪些呢？答案(1)受精作用是在同种生物之间进行的，精子与卵细胞的融合不需要任何诱导剂就能形成受精卵，受精卵内具备同种生物的两个亲本的遗传物质。(2)动物细胞融合是在不同物种间进行的细胞融合，由于物种间存在生殖隔离，所以在自然条件下不能融合成杂交细胞，必须有诱导剂作用才能融合。形成的杂交细胞具备两个亲本细4胞的遗传物质，从而体现两个亲本的遗传特性。4．动物细胞融合完成的标志是什么？答案动物细胞融合完成的标志是来自不同细胞的两个或多个细胞核融合成一个细胞核。1．与植物体细胞杂交相比，动物细胞融合的原理及其特有的诱导因素分别是()A．细胞膜的流动性、离心B．细胞膜的流动性、灭活的病毒C．细胞的全能性、电刺激D．细胞的全能性、灭活的病毒问题导析(1)植物体细胞杂交的原理是细胞膜的流动性、细胞的全能性，动物细胞融合的原理是细胞膜的流动性。(2)动物细胞融合的常用诱导因素有聚乙二醇、灭活的病毒、电激等，其中灭活的病毒是其特有的诱导因素，而聚乙二醇、电激均可用于诱导植物体细胞杂交。答案B一题多变判断正误：(1)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)动物细胞融合后形成的具有原来两个或多个动物细胞遗传信息的双核或多核细胞称为杂交细胞。()(3)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、离心等。()(4)细胞融合技术突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能。()答案(1)√(2)×(3)√(4)√二、单克隆抗体1．单克隆抗体和常规抗体的比较项目分泌抗体的细胞特点生产单克隆抗体杂交瘤细胞特异性强、灵敏度高产量高，易纯化分离常规抗体B淋巴细胞特异性差、灵敏度低产量低，分离困难2.单克隆抗体的制备及应用(1)原理：要获得大量的单一抗体，必须克隆单一的B淋巴细胞，形成细胞群；将B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，其原因如下：①每一个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。5②B淋巴细胞在体外培养时不能无限增殖；骨髓瘤细胞能无限增殖。③B淋巴细胞与骨髓瘤细胞的杂交细胞既能无限增殖，又能产生特异性抗体。(2)单克隆抗体的制备过程：(3)单克隆抗体的应用①作为诊断试剂：能准确识别各种抗原物质的细微差异，并跟一定抗原发生特异性结合，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单独使用：直接用于癌症或其他疾病的治疗(作为药物本身)。综合使用：与放射性同位素、化学药物或细胞毒素相结合，制成“生物导弹”，主要用于治疗癌症，也可少量用于其他疾病的治疗。1．仔细观察教材P53图2－24，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？答案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？答案第一次筛选是在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。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？答案“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6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。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。答案能。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。2．单克隆抗体制备过程中，骨髓瘤细胞和B淋巴细胞融合后，要用特定的培养基筛选出杂交瘤细胞，在这种培养基上不能存活增殖的细胞是()①B淋巴细胞②小鼠骨髓瘤细胞③B淋巴细胞自身融合细胞④小鼠骨髓瘤细胞自身融合细胞⑤杂交瘤细胞A．①②③④B．①②③C．②④D．②③问题导析(1)单克隆抗体的制备过程中，骨髓瘤细胞和B淋巴细胞融合时，有三种情况：未发生融合的细胞；自身融合的细胞；骨髓瘤细胞与单个B淋巴细胞融合的杂交瘤细胞。(2)在特定的培养基上只有杂交瘤细胞才能存活增殖。答案A一题多变判断正误：(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。()(2)细胞融合之后需要一次筛选，方可获得能产生单一抗体的杂交瘤细胞。()(3)利用单克隆抗体制成的“生物导弹”，其选择性是由药物决定的，与抗体无关。()答案(1)√(2)×(3)×71．下列关于动物细胞融合和植物体细胞杂交的比较中，叙述正确的是()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．都能形成杂种细胞答案D解析两种细胞工程技术都要进行细胞融合，但融合的方法不完全相同；诱导的方法，除动物细胞的融合常用灭活的病毒做诱导剂外，其他的两者基本相同；两者采用的原理不同，动物细胞融合的原理是细胞膜的流动性，最终形成的是杂种细胞。植物体细胞杂交的原理有细胞膜的流动性和细胞的全能性。故正确答案为D。2．单克隆抗体在医疗、诊断等方面发挥着越来越重要的作用。英国科学家米尔斯坦和科勒设计了一个用已免疫的B淋巴细胞制备单克隆抗体的实验，下图为其实验流程图。则相关的叙述或说法中，不正确的是()A．a是骨髓瘤细胞，②表示在选择培养基上进行培养B．制备单克隆抗体时，选择B淋巴细胞的原因是它只能分泌多种特异性抗体C．③过程如在体外培养，则需要无菌、无毒，营养充足，温度、pH适宜等环境条件D．诱导动、植物细胞融合常用的一种化学诱导剂是聚乙二醇答案B解析对于B淋巴细胞来说，每一种B淋巴细胞经特定抗原刺激只能产生一种特异性抗体。根据单克隆抗体制备的流程判断：a是骨髓瘤细胞、b是杂交瘤细胞。①是诱导B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合的过程。②表示在选择培养基上进行培养、筛选能产生单一抗体的杂交瘤细胞。③包括体外培养和注入小鼠腹腔内培养。选择培养基只允许杂交瘤细胞生长、增殖，其他细胞不能生存。动物细胞培养需具备的条件是：无菌、无毒，营养充足，温度适宜，pH适宜，充足的空气。诱导细胞融合时常用聚乙二醇作诱导剂。83．下面为制备单克隆抗体过程示意图，下列相关叙述错误的是()A．④中的筛选是为了获得能产生多种抗体的杂交瘤细胞B．②中培养基应加入选择性抑制骨髓瘤细胞DNA分子复制的物质C．上图中有一处明显错误D．⑤可以无限增殖答案A解析④中的筛选是为了获得能产生特定抗体的杂交瘤细胞；②中培养基应加入选择性抑制骨髓瘤细胞DNA分子复制的物质，这样才能筛选出杂交瘤细胞；图中的小鼠没有经过免疫处理，应该注射相应的抗原，小鼠才能形成相应的B淋巴细胞。4．科学家从某些能无限增殖细胞的细胞质中分离出无限增殖调控基因(prG)，该基因能激发许多动物细胞的分裂，这为单克隆抗体的制备提供了更为广阔的前景。请回答下面的问题：(1)利用细胞融合技术制备单克隆抗体，一般选用的是____________和____________________融合。(2)有人提出，可以直接通过基因工程导入该调控基因来制备单克隆抗体，其思路如图所示。①酶A是指____________，酶B是指____________。②对已导入重组质粒的Ⅱ进行“检测”的原因是_______________________________；Ⅲ指代的细胞具有的特点__________________________________________________。③有人提出用细胞核移植技术构建重组细胞来生产单克隆抗体，试用相关的图示及文字表示该过程：____________________________________________________________________________________________________________________________________