2020年高中生物 专题2 细胞工程 2.2.2 动物细胞融合与单克隆抗体课件 新人教版选修3

专题2细胞工程2.2动物细胞工程2.2.2动物细胞融合与单克隆抗体[学习目标][核心素养]1.举例说出动物细胞融合的原理及应用。2.举例说出单克隆抗体的原理及应用。3.单克隆抗体的制备过程。1.生命观念：以细胞的结构与功能为基础，理解动物细胞融合的内涵；并正确理解植物体细胞杂交与动物体细胞融合技术的区别。2.科学思维：结合具体实例，以流程图的形式表示单克隆抗体的制备过程。读教材、抓双基自主预习一、动物细胞融合1．概念：1____________动物细胞结合形成一个细胞的过程，也称细胞杂交。2．原理：2________________。两个或多个细胞膜的流动性3．融合方法：聚乙二醇(PEG)、3____________、电激等，如图。灭活的病毒4．结果：形成具有原来两个或多个细胞遗传信息的4______细胞，称为杂交细胞。5．意义：突破了5______________的局限，使6__________成为可能，为制造7____________开辟了新途径。单核有性杂交方法远缘杂交单克隆抗体二、单克隆抗体1．制备原理(1)B淋巴细胞特点：一种B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体。(2)骨髓瘤细胞特点：能在体外大量8______。(3)杂交瘤细胞特点：B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合得到的杂交瘤细胞，既能9__________又能产生大量的10__________。增殖无限增殖特定抗体2．制备过程骨髓瘤杂交瘤细胞能产生所需抗体3．单克隆抗体的优点：14__________、15__________、可大量制备。4．单克隆抗体的应用(1)作为16__________，具有准确、高效、简易、快速的优点。(2)用于17__________和18__________。特异性强灵敏度高诊断试剂治疗疾病运载药物1．判断下列叙述的正误。(1)常用于诱导动物细胞融合的手段有：聚乙二醇、灭活的病毒、电激、紫外线照射。()(2)动物细胞融合过程中既有细胞膜融合也有核的融合。()(3)跟植物原生质体融合相比，动物细胞融合特有的诱导因素有聚乙二醇、灭活的病毒。()×√×(4)动物体细胞融合后的杂交细胞仍然是二倍体细胞。()(5)单克隆抗体的制备首先要从小鼠体内提取B淋巴细胞。()(6)单克隆抗体制备过程中的两次筛选目的相同。()(7)细胞融合技术突破了有性杂交方法的局限，创造出了许多动物、植物的新物种。()××××(8)筛选能产生特定抗体的杂交瘤细胞时，需要运用到抗原—抗体杂交的方法。()(9)经选择性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。()(10)生物导弹是指将单克隆抗体与放射性同位素、化学药物或细胞毒素相结合。()√×√2．(2019·天水期中)单克隆抗体制备过程中，涉及的生物学原理是()①动物细胞核具有全能性②细胞膜具有一定的流动性③肿瘤细胞能无限增殖④一个浆细胞产生一种抗体A．①③B．②③④C．④D．①②④解析：选B利用核移植技术克隆动物证明了高度分化的动物细胞核具有全能性，但单克隆抗体的制备过程中未体现该原理，①错误；单克隆抗体的制备过程涉及动物细胞融合，其原理是细胞膜具有一定的流动性，②正确；单克隆抗体的制备过程涉及体外细胞培养，利用了肿瘤细胞在体外培养时可以无限增殖的原理，③正确；一个浆细胞只能产生一种抗体，故可以让B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合生产大量单一的抗体，④正确。解疑难、提能力课堂探究探究点一|动物细胞融合|核心探究|1．过程：动物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。细胞膜融合是细胞融合的先导。没有细胞膜的融合，就不会有细胞质和细胞核的融合。如图：动物细胞融合的实质及结果的标志都是细胞核融合。植物体细胞杂交技术与动物细胞融合技术基本相同，不同的是植物体细胞融合前需去掉细胞壁，然后再融合；动物细胞融合是两个或多个动物细胞直接融合。2．杂交细胞的特点：融合形成的杂交细胞具有两个(或多个)细胞的遗传信息，通过动物细胞培养，杂交细胞表现出两个(或多个)亲本的特点。3．诱导方法：物理法——离心、振动、电激；化学法——聚乙二醇(PEG)；生物法——灭活的病毒。[易错易混]灭活的病毒能作为诱导剂，不灭活的病毒不能作为诱导剂(1)灭活的病毒能使细胞膜上的蛋白质分子和脂质分子重新排布，细胞膜打开，细胞发生融合。把两个不同的动物细胞放在一起，用灭活的病毒处理细胞后，它们就先发生膜融合，然后是质融合，再发生核融合，进而形成杂交细胞，这个细胞经过一次有丝分裂后仍能形成两个完整的杂交细胞。(2)不灭活的病毒会感染细胞，不能诱导细胞融合。4.植物体细胞杂交和动物细胞融合的比较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、植物细胞的全能性细胞膜的流动性融合前处理除去细胞壁使细胞分散开使用的酶纤维素酶和果胶酶胰蛋白酶或胶原蛋白酶比较项目植物体细胞杂交动物细胞融合诱导手段物理法：离心、电激、振动；化学法：聚乙二醇等试剂诱导除物理法和化学法外，还可用灭活的病毒诱导第一步原生质体的制备(酶解法)正常小鼠的免疫处理过程第二步原生质体融合(物、化法)动物细胞融合(物、化、生法)比较项目植物体细胞杂交动物细胞融合第三步杂种细胞的筛选与培养杂交瘤细胞的筛选与培养过程第四步杂种植株的诱导与鉴定单克隆抗体的提纯应用培育植物新品种主要用于制备单克隆抗体比较项目植物体细胞杂交动物细胞融合意义突破不同生物远缘杂交的障碍，打破了生殖隔离，扩展了杂交的亲本组合相同点动物细胞融合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也相似[特别提醒]进行动物细胞间的融合时，不用两个而要用多个细胞。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，还是用生物的方法，其融合率都不可能达到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，也并不一定是研究者期望得到的细胞类型。|探究演练|1．下列关于动物细胞融合的说法，不正确的是()A．细胞融合前要用酶解法分散成单个细胞B．细胞融合的原理是细胞膜的流动性C．融合后得到的杂交细胞能表现出两个亲本细胞的特点D．融合后得到的杂交细胞具有两个细胞核解析：选D动物细胞融合前需用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理将组织细胞分散成单个细胞，A正确；动物细胞融合的原理是细胞膜具有流动性，B正确；融合后得到的杂交细胞获得了两个亲本的遗传物质，能表现出两个亲本细胞的特点，C正确；融合后得到的杂交细胞是单核细胞，D错误。2．(2019·长沙期中)下列关于动物细胞融合的说法，不正确的是()A．动物细胞融合也称细胞杂交，是指两个或多个细胞结合形成一个细胞的过程B．动物细胞融合后形成的单核细胞称为杂交细胞C．常用的诱导动物细胞融合的因素有聚乙二醇、灭活的病毒、紫外线照射等D．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解析：选C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，融合后形成的具有两个或多个细胞的遗传物质的单核细胞称为杂交细胞，A、B正确；动物细胞融合时常用的诱导因素有聚乙二醇、灭活的病毒、电激等，C错误；细胞融合突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能，D正确。3．动物细胞融合和植物体细胞杂交的比较中，正确的是()A．两者的基本原理相同，诱导融合的方法也完全相同B．两者都可以使远缘杂交成为可能C．所用的技术手段完全相同D．目前已实现了两个植物物种间的杂交，并使它们的性状全部得以表达解析：选B动物细胞融合的原理是细胞膜的流动性，植物体细胞杂交的原理是细胞膜的流动性和植物细胞的全能性，动物细胞融合所用的诱导融合方法主要有物理法、化学法和灭活的病毒，而植物体细胞杂交的诱导方法主要有物理法和化学法，A错误；两者都可以实现种间的杂交，克服了远缘杂交不亲和的障碍，B正确；两者所用的技术手段不完全相同，C错误；通过植物体细胞杂交技术可以实现两个植物物种间的体细胞杂交，得到同时具有两种遗传物质的超级植物，但还不能使两个物种的性状全部得以体现，D错误。4．如图是两种生物细胞融合技术的示意图，关于该图的有关叙述，完全正确的一组是()①a过程必须除去细胞膜；b过程需要通过细胞识别②若X是抗体，则甲、乙细胞是肿瘤细胞和经抗原刺激产生的B淋巴细胞③若X是苹果梨幼苗，则c过程是细胞分裂、分化④细胞融合技术的缺点是不能克服远缘不亲和性A．①B．①②C．②③D．②③④解析：选C动物细胞融合不需要去除细胞膜，两个细胞的细胞膜融合可以不需要识别，①错误；若X是抗体，则甲、乙细胞是肿瘤细胞和经抗原刺激产生的B淋巴细胞，二者融合后的杂交瘤细胞既能无限增殖，又能产生专一抗体，②正确；若X是苹果梨幼苗，则甲、乙细胞是苹果细胞和梨细胞，c过程是细胞分裂、分化，③正确；细胞融合技术打破了生殖隔离，克服了远缘杂交不亲和的障碍，④错误。探究点二|单克隆抗体|核心探究|1．技术手段：人工免疫、动物细胞培养、动物细胞融合，其中基础技术是动物细胞培养。2．制备流程(1)关键的操作：①对小鼠注射特定的抗原；②细胞融合；③两次筛选；④培养杂交瘤细胞，制备单克隆抗体。(2)对动物进行免疫的原因：B淋巴细胞要经过免疫过程，即接触抗原，增殖分化为有特异性免疫功能的B淋巴细胞，才能产生相应的抗体，所以与骨髓瘤细胞融合的B淋巴细胞实际上是效应B细胞(浆细胞)。(3)两次筛选项目第一次筛选第二次筛选筛选原因诱导融合后得到多种杂交细胞，另外还有未融合的细胞由于小鼠在生活中还受到其他抗原的刺激，所以经选择性培养获得的杂交瘤细胞中有能产生其他抗体的细胞项目第一次筛选第二次筛选筛选方法用特定的选择培养基筛选；未融合的细胞和同种细胞融合后形成的细胞杂交细胞、瘤—瘤杂交细胞)都会死亡，只有杂交瘤细胞(瘤杂交细胞)才能生长用多孔培养皿培养，在每个孔只有一个杂交瘤细胞的情况下开始克隆化培养和抗体检测，经多次筛选得到能产生特异性抗体的杂交瘤细胞筛选目的得到杂交瘤细胞得到能分泌所需抗体的杂交瘤细胞(4)杂交瘤细胞的特点：具备两个亲本细胞的遗传物质，不仅具有已免疫的B淋巴细胞产生特异性抗体的能力，还具有骨髓瘤细胞在体外培养条件下大量增殖的能力，从而可以克服单纯B淋巴细胞不能无限增殖的缺点，而大量生产单克隆抗体。(5)提取场所①体外培养——培养液中提取，该方法培养容易，分离、提纯抗体困难。②体内小鼠腹腔中培养——小鼠腹水中提取，该方法分离、提纯抗体容易，但培养规模小，产量少。3．血清抗体与单克隆抗体的辨析名称产生特点血清抗体由浆细胞分泌一般从血清中分离，产量低、纯度低、特异性差单克隆抗体由杂交瘤细胞分泌特异性强，灵敏度高，能大量制备4.三种细胞的比较细胞类型来源特点已免疫的B淋巴细胞由B淋巴细胞受抗原刺激后增殖分化而来能产生单一抗体，但不能无限增殖骨髓瘤细胞从骨髓肿瘤中提取能无限增殖，但不能产生抗体杂交瘤细胞浆细胞与骨髓瘤细胞融合而成既能产生抗体，又能无限增殖[易错易混]单克隆抗体制备的四个易错点(1)对动物进行免疫的原因：B淋巴细胞要经过免疫过程，即接触抗原，增殖分化为有特异性免疫功能的B淋巴细胞，才能产生相应的抗体，所以，与骨髓瘤细胞融合的B淋巴细胞实际上是浆细胞。(2)融合过程中，有同种细胞间的融合和不同种细胞间的融合，还有未融合的细胞。(3)能产生特定抗体的杂交瘤细胞在小鼠腹腔内培养与体外培养相比，优点是不需特定的培养基，不需严格的外界环境条件。(4)可利用抗体与抗原的特异性结合原理检测杂交瘤细胞是否产生单克隆抗体。杂交瘤细胞产生的单克隆抗体是一种分泌蛋白，能够和特定的抗原结合产生特定的反应，因此可用来检测抗体的产生。|探究演练|5．下列有关单克隆抗体制备及其应用的叙述，不正确的是()A．利用生物导弹治疗癌症就是利用单克隆抗体杀死癌细胞B．需要从杂交瘤细胞中筛选出能产生特定抗体的细胞C．杂交瘤细胞的培养可以通过体内和体外两种途径D．制备单克隆抗体运用的技术有动物细胞融合和动物细胞培养解析：选A利用生物导弹治疗癌症就是利用了单克隆抗体的定位导向作用将药物带到癌细胞所在的位置，A错误；第二次筛选是从杂交瘤细胞中筛选出能产