9细胞融合技术

细胞融合技术第三节本节目标•1．通过阅读了解细胞融合技术的一般原理，知道细胞融合的几种诱导方法。2．掌握细胞融合技术在育种上的应用，比较细胞融合技术育种与常规的杂交育种的优缺点。3．提出自己的单克隆抗体的制备方案，通过讨论和相互评价，在自主探究中，掌握单克隆抗体的制备技术及应用，体验科学家的科学探索过程。•4、植物体细胞杂交及应用•【重点、难点】•1、细胞融合技术的一般原理，知道细胞融合的几种诱导方法。2、单克隆抗体的制备方案。3、植物体细胞杂交及应用一.细胞融合技术阅读课本第30-31页内容，回答问题：1.什么叫细胞融合技术？2.常用的人工诱导细胞融合的方法有哪几种？哪一种重复性强，对原生质体伤害小，方法简单，可控性强？用人工方法诱导细胞融合，并在一定条件下使融合细胞分化再生，形成新物种或新品种的过程。物理法：离心、振动、电融合技术（电刺激。伤害小，可控性强）化学法：用聚乙二醇（ＰＥＧ）诱导灭活的病毒：仙台病毒、疱疹病毒等（适合动物）动物细胞融合（细胞杂交）－2个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程细胞A细胞B杂种细胞灭活的病毒物理法化学法仙台病毒疱疹病毒新城鸡瘟病毒融合后形成的细胞称为杂交细胞用灭活的病毒诱导动物细胞融合过程细胞核病毒颗粒细胞核细胞电融合仪1.抗体是由何种细胞产生的？2.抗体是如何产生的？？二.动物细胞融合与单克隆抗体读下面一段文字资料，思考以下问题：长期以来，为了获得抗体，采用的是把某种抗原反复注射到动物体内，然后从动物血清中分离出所需抗体的方法。用这种方法获得的抗体，不仅产量低，而且抗体的特异性差，纯度低，反应不够灵敏。人们发现，在动物发生免疫反应的过程中，体内的B细胞可以产生多达百万种以上的特异性抗体，但是每个B细胞只分泌一种化学性质单一、特异性强的抗体。要想获得大量的单一抗体，必须用单个B细胞进行无性繁殖，即克隆。1、请从以上文字资料中找出单克隆抗体的概念用单个B细胞进行克隆，得到的细胞群能够分泌一种化学性质单一、特异性强的抗体，这种抗体就叫做单克隆抗体。（一）单克隆抗体概念1、如何获得化学性质单一、特异性强的抗体？单克隆抗体问题讨论提示：1.什么样的细胞可以产生抗体？2.什么样的细胞可以无限增殖？设计方案：一个B淋巴细胞－－只分泌一种特异性抗体小鼠骨髓瘤细胞－－能无限增殖杂种细胞单克隆抗体B淋巴细胞注射特定抗原蛋白骨髓瘤细胞培养骨髓瘤细胞融合（只考虑两两融合）培养液中细胞有几种类型？融合细胞几种类型？骨髓瘤细胞---骨髓瘤细胞B淋巴细胞---B淋巴细胞B淋巴细胞---骨髓瘤细胞多种杂交细胞在具有筛选作用的培养基上培养专一抗体检验阳性克隆上述杂交细胞分开不同杂交细胞，克隆专一抗体，检验阳性细胞单克隆抗体注射到小鼠体内体外培养（二）、单克隆抗体的制备过程第1次筛选目的：得到杂交瘤细胞（多种）。第2次筛选目的：在杂交瘤细胞中筛选出能产生所需抗体的杂交瘤细胞。该细胞继承双亲细胞的遗传特性，既能产生专一抗体又能无限增殖。杂交瘤细胞有何特点？特异性强，灵敏度高腹腔注射法①诊断疾病（识别作用，如同位素标记单克隆抗体，可诊断肿瘤、心血管畸形等）（三）单克隆抗体的应用优点：准确、高效、简易、快速②用于治疗疾病和运载药物（主要用于癌症治疗，也可运载药物，如“生物导弹”）（导向作用，作为载体，生物导弹=单克隆抗体+药物，治疗肿瘤）（位置准确、疗效高、副作用小）诊断乳腺癌单克隆抗体小结两个过程动物细胞融合过程动物细胞培养过程“一二三”二次筛选—筛选杂交瘤细胞、能产生所需抗体的杂交瘤细胞一个新细胞——杂交瘤细胞三个优势——产量大、特异性强、灵敏度高(理化性质单一)的优势单克隆抗体三、植物体细胞杂交技术与作物育种杂交的两个细胞用纤维素酶、果胶酶处理细胞壁（酶解法）原生质体Ａ、Ｂ经离心、振动、电刺激用聚乙二醇（ＰＥＧ）诱导融合后的原生质体再生细胞壁杂种细胞脱分化细胞分裂愈伤组织杂种植株再分化（植物体细胞融合完成的标志）植物细胞融合植物组织培养白菜甘蓝白菜－甘蓝•植物体细胞杂交意义？p33细胞融合技术可以避免受精过程，在亲缘关系较远的物种间实现基因转移，创造出自然界没有的新物种。意义：克服远缘杂交不亲和的障碍，实现种间遗传物质的重组2、动植物细胞在结构上有何区别？这与它们杂交或融合过程有什么影响？3、植物体细胞杂交诱导原生质体融合常用的方法有哪些？离心、振动、电激等物理方法；聚乙二醇诱导等化学方法问题讨论动物细胞无细胞壁，动物细胞融合过程中不须去除细胞壁和再生出细胞壁。１、植物体细胞杂交最终得到的是完整的植物个体，动物细胞融合后能形成杂种动物个体吗？不能，只能得到杂交细胞4、动物细胞融合能利用上述两类方法吗？还有其他方法吗？能，还可以利用灭活的病毒（生物方法）进行诱导问题讨论５、动物细胞融合与植物原生质体融合的基本原理是否相同？相同，都是细胞膜的流动性问题讨论7、植物细胞融合有什么意义？6、为什么要用灭活的病毒？病毒一般对生物体是有伤害的。仙台病毒物理或化学方法丧失感染活性保留融合活性克服远缘杂交不亲和的障碍，实现种间遗传物质的重组。免疫小鼠培养骨髓瘤细胞融合B淋巴细胞注射特定抗原蛋白选择培养基上培养专一抗体检验阳性专一抗体检验阳性注射到小鼠体内体外培养单克隆抗体克隆杂交细胞分开不同杂交细胞，克隆专一抗体，检验阳性细胞多种杂交细胞杂交瘤细胞有何特点？本过程利用的那些技术？动物细胞融合技术动物细胞培养技术是否注射抗原（只考虑两两融合）培养液中细胞有几种类型？几种融合细胞？两次筛选的目的分别是什么？（二）、单克隆抗体制备过程与传统制备的抗体相比具有什么特点？植物体细胞杂交与动物细胞融合的比较细胞工程植物体细胞杂交动物细胞融合实质内容改变遗传物质、产生新的性状，获得细胞产品(使后代具有双亲的特性)理论基础细胞膜的流动性;植物细胞全能性细胞膜的流动性;细胞增殖诱导手段物理法：离心、振动、电激化学法：聚乙二醇物理法：离心、振动、电激化学法：聚乙二醇生物法：灭活的病毒诱导过程去细胞壁(纤维素酶、果胶酶)↓原生质体融合(获得杂种原生质体)↓植物细胞培养(获得植株)获得分离的单个动物细胞(胰蛋白酶处理)↓诱导融合↓动物细胞培养(细胞产品)应用获得白菜甘蓝等杂种植物主要用于单克隆抗体的制备(杂交瘤细胞)1.下图为某同学根据杂交瘤技术的方法，设计的生产破伤风杆菌的抗体实验方案2、该方案能达到预期效果吗？为什么？4、图中B为________过程，常用_________作为诱导剂，该细胞继承___________的遗传特性，既能__________,又能___________。1、该实验方案的目的是__________3、A是从小鼠的脾脏中取得_______,该细胞能够产生______5、C过程指细胞培养，该过程包括_____培养和_____培养两个阶段，其中_____代以内的的细胞属于细胞株。制备单克隆抗体B细胞抗体细胞融合灭活病毒双亲细胞分泌抗体无限增殖原代传代50B骨髓瘤细胞杂交瘤细胞足够数量的细胞群A体外培养注射到小鼠腹腔C体外培养不能，未对小鼠免疫处理2.人CD20单克隆抗体是治疗一些恶性肿瘤的特效药物，目前主要是通过培养哺乳动物细胞的方式生产。我国科学家已培育出世界上第一头转入了CD20抗体基因的转基因牛，可以从它产的牛奶中直接提取CD20抗体。这项技术成熟后，有望使这一特效药的生产成本降至现在的1/10。请回答：(1)单克隆抗体的制备过程需先将_____________________和______________融合，这一过程的诱导方法与植物体细胞杂交不同的是_________________。(2)动物细胞培养需要在含__________________混合气体的培养箱中进行，培养液中通常需加入________________等一些天然成分。(3)转基因技术的核心是______________________。该过程用到的工具酶有____________________和_____________。经过免疫的B淋巴细胞骨髓瘤细胞用灭活的病毒诱导95%O2加5%CO2动物血清重组载体的构建限制性核酸内切酶(限制酶)DNA连接酶3.野生马铃薯品种的植株具有较强的抗病、抗虫、抗盐碱、抗寒能力，但块茎不能食用。俄、德、芬兰专家共同做实验研究，用野生马铃薯与马铃薯的体细胞进行杂交，培育出了生活能力强的杂交系马铃薯。据图分析回答问题：(1)①过程植物细胞原生质体的分离需经过酶解，其中“酶解”所用的酶应该包括________________。(2)②过程可用聚乙二醇(PEG)，其目的是______________________。纤维素酶、果胶酶诱导原生质体融合(3)请用文字和箭头表示出④⑤技术过程的实验流程：_____________________________________________。由此过程可以看出植物细胞有形成完整个体的可能性，这是__________________的表现。(4)在培养基上培养一段时间后，原生质体会再生出细胞壁。可以取样，通过__________________________实验来鉴别细胞壁是否已经再生。(5)请说明运用植物体细胞杂交法的最大好处：_______________________________________________。融合细胞愈伤组织幼苗――→脱分化――→再分化植物细胞具有全能性植物细胞的质壁分离与复原可以克服不同生物远缘杂交不亲和的障碍4．下图为细胞融合的简略过程，请据图回答：(1)若A、B是植物细胞，在细胞融合之前已用_______________处理，除去______；A、B到细胞C的过程中，常用的物理方法是________________。融合完成的标志是_______________.(2)若A、B是植物细胞，则形成的D细胞还要应用______________技术把D培养成植株。(3)若A、B是动物细胞，一般取自___________________________________,然后用___________使其分散开来，A、B到C的过程中，常用的不同于植物细胞的手段是________________，所形成的D称为__________(4)若该过程是制备单克隆抗体，A为小鼠B淋巴细胞，那么，在获得此细胞之前，小鼠已被注射了_____，注射后小鼠身体产生了相应的__________，生成了_______________。图中B为_________________。(5)若该过程仍是制备单克隆抗体，在A、B到C的过程中，所形成的C有______种，用来培养的D的细胞应该是_____________。从中选择出它的方法是________________培养，获得D后，常用的培养方法是______________和________________。纤维素酶和果胶酶细胞壁电刺激、振动、离心产生细胞壁植物组织培养动物胚胎或幼龄动物的器官或组织胰蛋白酶灭活的病毒诱导杂交细胞效应B细胞抗原抗体和记忆细胞骨髓瘤细胞3杂交瘤细胞用特定的选择培养基培养基中培养小鼠腹腔内增殖(1)AB(2)CD5.（09山东）人类在预防与诊疗传染性疾病中，经常使用疫苗和抗体。已知某传染性疾病病原体为RNA病毒，该病毒表面A蛋白为主要抗原，其疫苗生产和抗体制备的流程之一如下图：请回答：（1）过程①代表的是____________。（2）过程②构建A基因表过载体时，必须使用____________和_______________________两种工具酶。（3）过程③采用的实验技术是_______，获得的X是_________。（4）对健康人进行该传染病免疫预防时，可选用图中基因工程生产的______所制备的疫苗。对该传染病疑似患者确诊时，从疑似患者体内分离病毒，与已知病毒进行_________________比较；或用图中的_____________________进行特异性结合检测。逆转录限制酶(限制性内切酶）DNA连接酶细胞融合杂交瘤细胞A蛋白核酸（基因）序列抗A蛋白的单克隆抗体