高中生物 專題2 第2節(jié) 第2課時 動物細胞融合與單克隆抗體課件 新人教版選修3.ppt

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成才之路 生物,路漫漫其修遠兮 吾將上下而求索,人教版 選修3,細胞工程,專題二,第二節(jié) 動物細胞工程,專題二,第二課時 動物細胞融合與單克隆抗體,1．掌握動物細胞融合技術。(重點) 2．理解單克隆抗體技術。(重、難點) 3．了解動物細胞融合和單克隆抗體技術的應用。,一、動物細胞融合 1．概念：①________或②________動物細胞結合形成③________的過程，也稱細胞雜交。 2．結果：形成④________細胞。 3．意義：克服了⑤________的不親和性，成為研究⑥________、細胞免疫、腫瘤和⑦___________的培育等的重要手段。利用⑧______________制造單克隆抗體。,兩個,多個,一個細胞,雜交,遠緣雜交,細胞遺傳,生物新品種,細胞融合技術,二、單克隆抗體 1．抗體 (1)產生細胞：⑨___________。 (2)成分⑩______________。 2．傳統(tǒng)獲得抗體 (1)方法：a.向動物體內反復注射某種?________，使動物產生?________；b.從動物?________中分離所需抗體。 (2)特點：?_____________________________________。,B淋巴細胞,免疫球蛋白,抗原,抗體,血清,產量低、純度低、制備的抗體特異性差,B淋巴,選擇性培養(yǎng)基,融合的具有同種核,融合的雜種,迅速大量繁殖,抗體檢測,腹腔,細胞培養(yǎng)液,特異性強,可大量制備,診斷試劑,放射性同位素,細胞毒素,[思維激活] 1．誘導動物細胞融合與植物體細胞雜交融合有什么不同？ 2．若不采用動物細胞融合的方法，能否生產出單克隆抗體？試簡要說明。 [答案] 1．動物細胞融合能用滅活的病毒進行誘導。 2．能?？蓮慕浢庖叩腂淋巴細胞中獲取決定所需抗體的基因(目的基因)，導入骨髓瘤細胞，然后培養(yǎng)骨髓瘤細胞并從培養(yǎng)液中提取分泌物，便可得到單克隆抗體。,一、動物細胞融合 1．概念：是指兩個或多個動物細胞結合形成一個細胞的過程，又稱細胞雜交。 知識貼士：融合形成的雜交細胞具有兩個細胞的遺傳信息，通過動物細胞的培養(yǎng)，雜交細胞表現出兩個親本的特點。 2．原理：細胞膜的流動性。 3．誘導方法：物理法——離心、振動、電激；化學法——聚乙二醇；生物方法——滅活的病毒。 4．過程：細胞融合的過程包括細胞膜融合、細胞質融合和細胞核融合。細胞膜融合是細胞融合的先導。沒有細胞膜的融合，就不會有細胞質和細胞核的融合。,知識貼士：細胞融合的實質是核融合。 5．特點：克服了有性雜交方法的局限性，打破了物種界限。 6．應用：應用于細胞遺傳、細胞免疫、腫瘤和生物新品種培育等，特別是利用細胞融合技術而發(fā)展起來的雜交瘤技術，為制造單克隆抗體開辟了新途徑。,(2015湛江檢測)下列關于動物細胞融合的說法，錯誤的是( ) A．動物細胞融合也稱細胞雜交，是指兩個或多個動物細胞結合形成一個細胞的過程 B．動物細胞融合需要用纖維素酶處理 C．動物細胞融合時需人工誘導 D．常用的誘導動物細胞融合的因素有：聚乙二醇、滅活的病毒、電激等,[解析] 動物細胞融合是指兩個或多個動物細胞結合形成一個細胞的過程。動物細胞無細胞壁，所以誘導融合前不需要用纖維素酶處理。動物細胞融合需要人工誘導融合，誘導因素包括聚乙二醇、滅活的病毒、電激等。 [答案] B,動物細胞融合的目的中最重要的是( ) A．克服遠緣雜交不親和 B．制備單克隆抗體 C．培育新物種 D．生產雜種細胞 [答案] B,[解析] 動物細胞融合不像植物體細胞雜交那樣，主要是為了克服遠緣雜交不親和的障礙，以培育新品種為目的。動物細胞目前只見到高度分化的細胞核在去核卵細胞中表現全能性，還未見到融合細胞核表現出全能性的例子，因此動物細胞融合不能用來培育新的物種。生產雜種細胞不是細胞融合的主要目的，只是細胞完成融合后所形成的結構的名稱。目前動物細胞融合技術最重要的用途就是制備單克隆抗體。,二、單克隆抗體的制備過程 1．概念：由單個B淋巴細胞進行無性繁殖形成的細胞系所產生出的化學性質單一、特異性強的抗體。 2．特點：化學性質單一，特異性強，靈敏度高，可大量制備。,4．制備過程中需注意的幾個問題 (1)首先要注射特定的抗原蛋白免疫小鼠，對小鼠免疫的原因：B淋巴細胞要經過免疫過程，接觸抗原，增殖分化為有特異性免疫功能的效應B細胞，才能產生相應的抗體，所以，與骨髓瘤細胞融合的B淋巴細胞實際上是效應B淋巴細胞。 (2)融合后可以得到多種細胞，包括未融合的B淋巴細胞和骨髓瘤細胞、相互融合的B淋巴細胞、相互融合的骨髓瘤細胞、各種雜交瘤細胞，而所需的細胞是專一抗體檢測呈陽性的雜交瘤細胞。,(3)整個制備過程中要經過兩次篩選。第一次篩選得到雜交瘤細胞(去掉未雜交的細胞及自身融合的細胞)，第二次需先在多孔培養(yǎng)板上培養(yǎng)，在每孔只有一個雜交瘤細胞的情況下開始培養(yǎng)，然后再篩選出能產生特異性抗體的細胞群。 (4)雜交瘤細胞具備雙親的遺傳物質，不僅具有效應B淋巴細胞產生特異性抗體的能力，還具有骨髓瘤細胞在體外培養(yǎng)條件下大量增殖的能力，從而可以克服單純B淋巴細胞不能無限增殖的缺點，而大量產生單克隆抗體。,5．應用 (1)診斷疾?。涸\斷病毒引起的疾病和用癌細胞抗原制備的單克隆抗體定位診斷。 (2)用于治療疾病和運載藥物：運用藥物與單克隆抗體連接在一起制成“生物導彈”； (3)分離和純化抗原分子。,下圖是單克隆抗體制備流程示意圖。 (1)________技術是單克隆抗體技術的基礎。 (2)在圖中HAT培養(yǎng)基上，未融合的________和融合的________都會死亡，只有融合的雜種細胞才能生長。動物細胞融合除了采用植物細胞原生質體融合常用的誘導手段，還可以采用________。,,(3)單克隆抗體與常規(guī)的血清抗體相比，最主要的優(yōu)越性是________。 (4)選出的雜交瘤細胞既具備骨髓瘤細胞的迅速________特點，又具備淋巴細胞的________特點，經過選擇性培養(yǎng)的雜交瘤細胞，還需進行________和________，經多次篩選，就可獲得足夠數量的能分泌所需抗體的細胞。最后將雜交瘤細胞在體外條件下做大規(guī)模培養(yǎng)，或小鼠腹腔內增殖，從________或________中，就可以提取出大量的單克隆抗體了。 (5)淋巴細胞是由動物體________中的________細胞分化、發(fā)育而來的。,[解析] 解決本題首要要對課本內容熟練掌握，命題的主要方式是對課本內容進行挖空，所以立足課本是解決這類問題的關鍵。細胞融合技術最主要的應用就是制備單克隆抗體，動物細胞融合和植物細胞原生質體融合的不同點在于動物細胞融合可以使用滅活的病毒進行誘導。滅活是指使病毒失去感染能力，但是具有誘導細胞融合的能力。,[答案] (1)動物細胞培養(yǎng) (2)親本細胞 具有同核的細胞 滅活的病毒 (3)特異性強，靈敏度高，并可大量制備 (4)在體外大量增殖 分泌專一抗體 克隆化培養(yǎng) 抗體檢測 細胞培養(yǎng)液 小鼠腹水 (5)骨髓 造血干,(2015濰坊檢測)下列關于單克隆抗體制備過程的敘述，正確的是( ) A．制備過程中不需要動物細胞培養(yǎng)技術 B．雜交瘤細胞具有B淋巴細胞與癌細胞的所有特點 C．經選擇性培養(yǎng)基篩選出來的雜交瘤細胞即可用于單克隆抗體的生產 D．單克隆抗體最廣泛的用途是用作體外診斷試劑 [答案] D,[解析] 將骨髓瘤細胞與經過免疫的B淋巴細胞融合，得到雜交瘤細胞，經過選擇性培養(yǎng)基的篩選并經單一抗體檢測后，培養(yǎng)能產生特定抗體的雜交瘤細胞才可得到單克隆抗體，雜交瘤細胞能無限繁殖但不具有癌細胞的轉移能力。,1．植物體細胞雜交和動物細胞融合的區(qū)別,2.動物細胞融合與受精作用的區(qū)別 (1)受精作用是在同種生物之間進行的，精子與卵細胞的融合不需要任何誘導劑，就能形成受精卵，受精卵內具備同種生物的兩個親本的遺傳物質。 (2)動物細胞融合是在不同物種間進行的細胞融合，由于物種間存在生殖隔離，所以自然條件下不能融合成雜交細胞，必須有誘導劑作用才能融合。形成的雜交細胞具備兩個親本細胞的遺傳物質，從而體現兩個親本的遺傳特性。,3．制備單克隆抗體時，選用B淋巴細胞和骨髓瘤細胞融合的原因 哺乳動物感染抗原后，其體內會形成相應的效應B淋巴細胞，效應B淋巴細胞能分泌相應的抗體凝聚或殺死這些抗原。動物在免疫反應的過程中，每一種效應B淋巴細胞能分泌一種特異性抗體，要想獲得大量的特異性抗體，必須使能分泌該單一抗體的效應B淋巴細胞大量增殖。效應B淋巴細胞具有產生單一抗體的能力，但不能在體外增殖；骨髓瘤細胞能在體外培養(yǎng)條件下無限增殖，但不能產生抗體。因此，把一種效應B淋巴細胞與骨髓瘤細胞進行細胞融合，產生雜交瘤細胞，它會兼有兩個親本細胞的特性，在體外培養(yǎng)條件下能不斷增殖，同時能產生出某種特異性的抗體。,4．動物細胞融合、單克隆抗體制備與動物細胞培養(yǎng)的區(qū)別與聯(lián)系 動物細胞融合是指兩個或多個動物細胞結合形成一個細胞的過程，也叫細胞雜交。雜交細胞是具有兩個或多個細胞遺傳信息的單核細胞。雜交細胞的形成需要人工誘導，常用的誘導因素有聚乙二醇(PEG)、滅活的病毒、電激等。融合的細胞要繁殖就要進行動物細胞的培養(yǎng)，通過動物細胞的培養(yǎng)，雜交細胞表現出兩個親本各自的優(yōu)良特點。,單克隆抗體的制備，首先應獲得雜交瘤細胞，其過程是用已免疫的效應B淋巴細胞和骨髓瘤細胞雜交獲得三種融合細胞：BB細胞、B瘤細胞、瘤瘤細胞，然后用選擇培養(yǎng)基篩選獲得雜交瘤細胞，雜交瘤細胞要發(fā)揮其繁殖快，產生特異性抗體的優(yōu)點，應通過動物細胞培養(yǎng)才能實現。所以無論是動物細胞融合還是單克隆抗體的制備，都是以動物細胞培養(yǎng)為基礎的。,人絨毛膜促性腺激素(HCG)是女性懷孕后胎盤滋養(yǎng)層細胞分泌的一種糖蛋白，制備抗HCG單克隆抗體可用于早孕的診斷。下圖是抗HCG單克隆抗體制備流程示意圖，請分析回答： (1)制備單克隆抗體過程中要用到________和________技術。,,(2)制備單克隆抗體過程中，給小鼠注射的HCG相當于________，使小鼠產生分泌相應________的淋巴細胞，此過程屬于特異性免疫中的________免疫。 (3)在細胞內DNA合成一般有兩條途徑，主途徑是在細胞內由糖和氨基酸合成核苷酸，進而合成DNA，而氨基嘌呤可以阻斷此途徑。另一輔助途徑是在次黃嘌呤和胸腺嘧啶核苷存在的情況下，經酶催化作用合成DNA，而骨髓瘤細胞的DNA合成沒有此輔助途徑。,①利用DNA合成途徑不同的特點配制的HAT培養(yǎng)基(含有次黃嘌呤、氨基嘌呤和胸腺嘧啶核苷的細胞培養(yǎng)基)含有多種成分，其中添加的________成分具有篩選雜交瘤細胞的作用。 ②最終篩選獲得的雜交瘤細胞的特點是________________________________ (4)此過程生產的單克隆抗體可以與________特異性結合，從而診斷早孕。,[解析] (2)通過分泌抗體來消滅抗原的過程屬于體液免疫。(3)經細胞融合處理過的細胞中，能在體外無限增殖的有瘤細胞、瘤—瘤雜交細胞以及雜交瘤細胞。而根據題中信息可知，骨髓瘤細胞和瘤—瘤雜交細胞的DNA合成沒有“次黃嘌呤和胸腺嘧啶核苷”的輔助途徑，只能進行由糖和氨基酸合成核苷酸，進而合成DNA的主途徑。因此，如果在培養(yǎng)基中加入氨基嘌呤，即可阻斷DNA合成的主途徑，使得骨髓瘤細胞和瘤—瘤雜交細胞無法合成DNA，進而無法增殖。,而骨髓瘤細胞中由于有B淋巴細胞的遺傳特點，有DNA合成的輔助途徑，因此即使在有氨基嘌呤的培養(yǎng)基上，只要同時存在次黃嘌呤和胸腺嘧啶核苷，依然能夠正常合成DNA，正常增殖，最終達到篩選出雜交瘤細胞的目的。(4)通過此過程生產的單克隆抗體能與最初注射的抗原特異性結合，在本題中該抗原為HCG(人絨毛膜促性腺激素)。 [答案] (1)動物細胞培養(yǎng) 動物細胞融合 (2)抗原 抗體 體液 (3)①氨基嘌呤 ②能無限增殖并分泌特異性抗體 (4)人絨毛膜促性腺激素(或“HCG”),