導(dǎo)學(xué)案-動(dòng)物細(xì)胞融合和單克隆抗體

《動(dòng)物細(xì)胞融合和單克隆抗體》導(dǎo)學(xué)案【目標(biāo)導(dǎo)航】1.掌握動(dòng)物細(xì)胞融合的原理、方法、過(guò)程與意義。2.掌握制備單克隆抗體的方法、過(guò)程和應(yīng)用?！局R(shí)清單】一、細(xì)胞融合1．細(xì)胞融合技術(shù)創(chuàng)立于20世紀(jì)60年代，是研究細(xì)胞間遺傳信息的______、染色體上的____________等的有效途徑。細(xì)胞融合是指在一定的條件下將__________________細(xì)胞融合為____個(gè)細(xì)胞的過(guò)程。2．動(dòng)物細(xì)胞融合的方法主要有________法（如電場(chǎng)法）、______法（如聚乙二醇法）和______法（如仙臺(tái)病毒法）。目前，應(yīng)用__________法進(jìn)行細(xì)胞融合的效率較高，且對(duì)細(xì)胞傷害小，易操作、控制和觀察，因此在實(shí)驗(yàn)室被廣泛使用。在細(xì)胞融合后，還需對(duì)融合細(xì)胞進(jìn)行______和______。二、單克隆抗體1．制備過(guò)程eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(\o（\s\up7（給小鼠注射特),\s\do5(定的抗原蛋白))→\o(\s\up7(從中),\s\do5(分離B淋巴細(xì)胞)),培養(yǎng)骨髓瘤細(xì)胞→骨髓瘤細(xì)胞))eq\o(→,\s\up7(滅活病毒),\s\do5(融合))多種融合細(xì)胞eq\o(→,\s\up7(選擇培養(yǎng)基),\s\do5(篩選))_________eq\o(→,\s\up7(克隆化培養(yǎng)和),\s\do5(抗體檢測(cè)))eq\f(,)→eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(小鼠體內(nèi)培養(yǎng),體外培養(yǎng)))→________抗體2．雜交瘤細(xì)胞的特點(diǎn)：__________，產(chǎn)生____________。3．單克隆抗體的優(yōu)點(diǎn)：________，____________，產(chǎn)量大，容易標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)。4．單克隆抗體的應(yīng)用（1）治療____________，目前進(jìn)入臨床試驗(yàn)的單克隆抗體中有____以上用于治療各種腫瘤。（2）單克隆抗體還可以用于治療由于__________的絮亂導(dǎo)致的各種疾病。（3）單克隆抗體用于__________的治療等等。【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練】知識(shí)點(diǎn)一：動(dòng)物細(xì)胞融合1．閱讀下列材料：材料一由于細(xì)胞的密度不同，在地面上受重力影響，細(xì)胞的融合非常困難，在太空進(jìn)行此實(shí)驗(yàn)比在地面實(shí)驗(yàn)的細(xì)胞融合率要高很多?！吧裰邸绷?hào)飛船上進(jìn)行了B淋巴細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞的融合、黃花煙草原生質(zhì)體和“革新”一號(hào)煙草原生質(zhì)體的融合兩個(gè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)，在電融合儀內(nèi)經(jīng)過(guò)160min后，終于獲得成功。材料二如圖為哺乳動(dòng)物生殖過(guò)程及相關(guān)細(xì)胞工程的示意圖，其中b為卵細(xì)胞，c、d為體細(xì)胞。根據(jù)以上材料回答：（1）細(xì)胞融合技術(shù)與傳統(tǒng)的有性雜交相比，其優(yōu)越性在于________________。在太空進(jìn)行細(xì)胞融合與在地面進(jìn)行細(xì)胞融合相比，其優(yōu)越性在于_____________。（2）動(dòng)物個(gè)體甲、乙的產(chǎn)生分別屬于哪種生殖？________________________________________________________________。（3）在“神舟”六號(hào)飛船上進(jìn)行的“太空融合”，與上圖中的方法________的原理相同。（4）人工誘導(dǎo)動(dòng)物細(xì)胞融合與誘導(dǎo)植物細(xì)胞融合的方法相同的是都可用物理法和化學(xué)法，此外動(dòng)物細(xì)胞融合還可用________________作為誘導(dǎo)劑。知識(shí)點(diǎn)二：?jiǎn)慰寺】贵w2．近年來(lái)，我國(guó)死于狂犬病的人數(shù)有上升趨勢(shì)?？袢〔《镜暮怂崾荝NA，機(jī)體感染病毒后產(chǎn)生的特異性IgG抗體，能消除狂犬病病毒，這是接觸狂犬病病毒后及時(shí)注射疫苗和特異性抗體的重要依據(jù)。我國(guó)利用地鼠的腎細(xì)胞培養(yǎng)狂犬病疫苗，已取得良好效果。請(qǐng)根據(jù)上述材料，回答下列問題。（1）巴斯德利用固定毒株制成減毒活疫苗，預(yù)防狂犬病，制成減毒活疫苗需要用________培養(yǎng)。（2）特異性抗體獲取可用單克隆抗體制備。在制備單克隆抗體的過(guò)程中，應(yīng)用的動(dòng)物細(xì)胞工程技術(shù)是_____________________________________________________。（3）下面是單克隆抗體制備過(guò)程示意圖，請(qǐng)據(jù)圖回答：①圖中A過(guò)程從小鼠的脾臟中取得的“小鼠細(xì)胞”是____________細(xì)胞，該細(xì)胞能夠產(chǎn)生________。從小鼠體內(nèi)提取分離該細(xì)胞之前，給小鼠注射的特定的物質(zhì)是____________。②圖中B過(guò)程是細(xì)胞融合，該過(guò)程需要用滅活的________________、聚乙二醇或電激等誘導(dǎo)。③特異性抗體獲取的方法也可以采用向動(dòng)物體內(nèi)反復(fù)注射某種抗原，使動(dòng)物產(chǎn)生抗體，然后從動(dòng)物血清中分離所需抗體。與這種方法制備的抗體相比，單克隆抗體具有_________________________________________________________等優(yōu)點(diǎn)。（4）動(dòng)物細(xì)胞體外培養(yǎng)需要滿足的環(huán)境條件有___________________________________________________________________________________________。（5）單克隆抗體的制備還有哪些用途？__________________________________________________________________________________________________________________?！菊n后作業(yè)】基礎(chǔ)落實(shí)1．科學(xué)家用滅活的病毒把骨髓瘤細(xì)胞與免疫的B淋巴細(xì)胞融合，得到雜交瘤細(xì)胞，則滅活病毒的作用是（）A．病毒比較小，可鉆入到細(xì)胞內(nèi)B．滅活的病毒已完全死亡，死亡的病毒可以讓細(xì)胞聚集C．滅活的病毒已失去感染活性，對(duì)各種動(dòng)物細(xì)胞不造成破壞，但所保留的融合活性，可以使不同的動(dòng)物細(xì)胞進(jìn)行融合D．滅活的病毒帶有目的基因，通過(guò)融合可以讓雜合細(xì)胞帶有目的基因2．動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)最重要的用途是制備單克隆抗體。米爾斯坦和柯勒選用B淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合形成雜交瘤細(xì)胞，從而得到單克隆抗體。雜交瘤細(xì)胞的主要特點(diǎn)是（）A．B淋巴細(xì)胞具有分泌特異性抗體的能力，但不能無(wú)限增殖B．小鼠骨髓瘤細(xì)胞帶有癌變特點(diǎn)，可在培養(yǎng)條件下無(wú)限增殖，但不能分泌特異性抗體C．同時(shí)具有上述A、B特性D．具有能在體外大量增殖的本領(lǐng)，同時(shí)又能分泌特異性抗體3．單克隆抗體制備過(guò)程中，骨髓瘤細(xì)胞和B淋巴細(xì)胞誘導(dǎo)融合后，要用特定培養(yǎng)基篩選出雜交瘤細(xì)胞。在這種培養(yǎng)基上不能存活增殖的細(xì)胞是（）①B淋巴細(xì)胞②小鼠骨髓瘤細(xì)胞③B淋巴細(xì)胞自身融合細(xì)胞④小鼠骨髓瘤細(xì)胞自身融合細(xì)胞⑤雜交瘤細(xì)胞A．①②③④ B．①③⑤C．②④ D．①③4．近幾年神舟飛船頻頻成功發(fā)射和著陸。在飛船上，科學(xué)家進(jìn)行了無(wú)人搭載的空間動(dòng)物細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)所依據(jù)的原理和促進(jìn)細(xì)胞融合的方法分別是（）A．細(xì)胞的全能性、滅活病毒誘導(dǎo)融合B．細(xì)胞的全能性、電刺激融合C．生物膜的流動(dòng)性、滅活病毒誘導(dǎo)融合D．生物膜的流動(dòng)性、電刺激融合5．由單克隆抗體研制而成的“生物導(dǎo)彈”由兩部分組成，一是“瞄準(zhǔn)裝置”，二是殺傷性“彈頭”。下列對(duì)此敘述不正確的是（）A．“瞄準(zhǔn)裝置”是指識(shí)別腫瘤的單克隆抗體B．“彈頭”是由化學(xué)藥物構(gòu)成的C．“彈頭”具有特異性D．“瞄準(zhǔn)裝置”具有特異性6．新技術(shù)的建立和應(yīng)用對(duì)生物學(xué)發(fā)展至關(guān)重要。下列技術(shù)（或儀器）與應(yīng)用匹配正確的是（多選）（）A．PCR技術(shù)——擴(kuò)增蛋白質(zhì)B．雜交瘤技術(shù)——制備單克隆抗體C．光學(xué)顯微鏡——觀察葉綠體的基粒D．花粉離體培養(yǎng)——培育單倍體植物能力提升7．用動(dòng)物細(xì)胞工程技術(shù)獲取單克隆抗體，下列實(shí)驗(yàn)步驟中錯(cuò)誤的是（）A．將抗原注入小鼠體內(nèi)，獲得能產(chǎn)生抗體的B淋巴細(xì)胞B．用氯化鈣作誘導(dǎo)劑，促使能產(chǎn)生抗體的B淋巴細(xì)胞與小鼠骨髓瘤細(xì)胞融合C．篩選雜交瘤細(xì)胞，并從中選出能產(chǎn)生所需抗體的細(xì)胞群，培養(yǎng)后提取單克隆抗體D．該雜交瘤細(xì)胞株的增殖方式和產(chǎn)物分別是有絲分裂和單克隆抗體8．下列關(guān)于生物技術(shù)的有關(guān)說(shuō)法，正確的是（）A．細(xì)胞具有全能性的原因是體細(xì)胞具有使后代細(xì)胞形成完整個(gè)體的能力B．雜交瘤細(xì)胞的主要特點(diǎn)是既能在體外大量增殖，同時(shí)又能分泌特異性抗體C．在基因操作的基本步驟中，實(shí)現(xiàn)功能表達(dá)不進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對(duì)D．滅菌是指殺死一定環(huán)境中的所有微生物的細(xì)胞9.下列各圖表示單克隆抗體制備過(guò)程的各階段圖解，請(qǐng)據(jù)圖回答下列問題：（1）請(qǐng)用箭頭把代表各圖解的字母按單克隆抗體制備過(guò)程的順序連接起來(lái)。________________________________________________________________。（2）在單克隆抗體制備過(guò)程中，之所以選用B淋巴細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞，是因?yàn)樗鼈內(nèi)诤虾蟮碾s交瘤細(xì)胞具有_____________________、__________________的特性。（3）由圖示可看出，單克隆抗體的制備過(guò)程運(yùn)用了__________________和__________等動(dòng)物細(xì)胞工程技術(shù)手段。綜合拓展10．人類在預(yù)防與診療傳染性疾病過(guò)程中，經(jīng)常使用疫苗和抗體。已知某傳染性疾病的病原體為RNA病毒，該病毒表面的A蛋白為主要抗原，其疫苗生產(chǎn)和單克隆抗體制備的流程之一如下圖。請(qǐng)回答：（1）過(guò)程①代表的是________。（2）過(guò)程②構(gòu)建A基因表達(dá)載體時(shí)，必須使用________________和________兩種工具酶。（3）過(guò)程③采用的實(shí)驗(yàn)技術(shù)是____________，獲得的X是__________。（4）對(duì)健康人進(jìn)行該傳染病免疫預(yù)防時(shí)，可選用圖中基因工程生產(chǎn)的________所制備的疫苗。對(duì)該傳染病疑似患者確診時(shí)，可從疑似患者體內(nèi)分離病毒，與已知病毒進(jìn)行________________比較；或用圖中的________________進(jìn)行特異性結(jié)合檢測(cè)。【參考答案】【知識(shí)清單】一、1.轉(zhuǎn)移基因定位2個(gè)或多個(gè)一2．物理化學(xué)生物物理篩選檢測(cè)二、1.脾臟細(xì)胞雜交瘤細(xì)胞能分泌所需抗體的細(xì)胞單克隆2.無(wú)限增殖單克隆抗體3．純度高特異性強(qiáng)4.（1）惡性腫瘤30%（2）免疫系統(tǒng)（3）器官移植【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練】1．（1）克服了遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙解決了因兩種細(xì)胞密度不同而難以融合的問題（2）有性生殖；無(wú)性生殖（3）三（4）滅活的病毒解析（1）細(xì)胞融合與精卵結(jié)合相比，通過(guò)人工的方法克服了存在于物種之間的遺傳屏障的困難，從而能夠按照人們的主觀意愿，把來(lái)自不同物種的不同組織類型的細(xì)胞融合起來(lái)，克服了遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙。若在太空中進(jìn)行細(xì)胞融合，可以解決因兩種細(xì)胞密度不同而難以融合的問題。（2）動(dòng)物個(gè)體甲是通過(guò)精卵結(jié)合產(chǎn)生的，屬于有性生殖，而乙是通過(guò)體細(xì)胞核移植技術(shù)產(chǎn)生的，屬于無(wú)性生殖。（3）“太空融合”是細(xì)胞融合，與方法三的原理相同，都是細(xì)胞膜的流動(dòng)性。（4）動(dòng)物細(xì)胞融合，除了可以利用誘導(dǎo)植物原生質(zhì)體融合的方法外，還可以采用滅活的病毒。知識(shí)鏈接動(dòng)物細(xì)胞融合（1）概念：是指兩個(gè)或多個(gè)動(dòng)物細(xì)胞結(jié)合形成一個(gè)細(xì)胞的過(guò)程，也叫細(xì)胞雜交。（2）原理：細(xì)胞膜的流動(dòng)性。（3）誘導(dǎo)融合的方法①物理方法和化學(xué)方法：與植物體細(xì)胞雜交相同，如聚乙二醇、電激法等。②生物方法：滅活的病毒。（4）過(guò)程（5）總結(jié)：①過(guò)程：膜融合→質(zhì)融合→核融合②融合成功的標(biāo)志：雜交細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂。③重組細(xì)胞的特點(diǎn)：雜交細(xì)胞具有兩個(gè)細(xì)胞的遺傳信息，能表現(xiàn)兩個(gè)親本的性狀。2．（1）活細(xì)胞（2）動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)和動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)（3）①免疫的B淋巴抗體抗原（或狂犬病病毒）②病毒（或仙臺(tái)病毒）③特異性強(qiáng)、靈敏度高，并可以大量制備（4）無(wú)菌、無(wú)毒、適宜溫度和pH、充足的氣體、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)（5）作為診斷試劑、運(yùn)載藥物（或“生物導(dǎo)彈”）等解析病毒是營(yíng)寄生生活的，所以體外培養(yǎng)只能利用活細(xì)胞進(jìn)行。單克隆抗體制備應(yīng)用的動(dòng)物細(xì)胞工程技術(shù)是動(dòng)物細(xì)胞的融合。①圖示中A過(guò)程從小鼠的脾臟中獲取的“小鼠細(xì)胞”是免疫的B淋巴細(xì)胞，該細(xì)胞能夠產(chǎn)生抗體，該細(xì)胞是受到相應(yīng)抗原刺激后才產(chǎn)生的。②誘導(dǎo)B淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合的促融劑是聚乙二醇、滅活的病毒等。③單克隆抗體具有特異性強(qiáng)、靈敏度高，并可大量制備的優(yōu)點(diǎn)。動(dòng)物細(xì)胞的培養(yǎng)需要在無(wú)菌、無(wú)毒、溫度和pH適宜、充足的O2、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)充足的條件下進(jìn)行。單克隆抗體可用于制備“生物導(dǎo)彈”和診斷試劑等。歸納提升（1）制備單克隆抗體的關(guān)鍵思路及操作依據(jù)①關(guān)鍵思路a．克隆單一的B淋巴細(xì)胞，形成細(xì)胞群；b．將B淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合，獲得雜交瘤細(xì)胞。②用B淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合的原因a．每一個(gè)B淋巴細(xì)胞只能分泌一種特異性抗體；不同種類的B淋巴細(xì)胞分泌的抗體不同；b．B淋巴細(xì)胞在體外培養(yǎng)時(shí)不能無(wú)限增殖；骨髓瘤細(xì)胞能夠無(wú)限增殖。（2）單克隆抗體制備過(guò)程中的篩選及原因①第一次篩選是在B淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合之后，因?yàn)橛腥N融合情況：B淋巴細(xì)胞與B淋巴細(xì)胞融合、骨髓瘤細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合、B淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合，而只有B淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞的融合細(xì)胞才是需要的雜種細(xì)胞。②第二次篩選需先在多孔培養(yǎng)皿上培養(yǎng)，在每個(gè)孔只有一個(gè)雜交瘤細(xì)胞的情況下開始培養(yǎng)，然后再篩選出能產(chǎn)生特異性抗體的細(xì)胞群。由于該細(xì)胞群是由單個(gè)雜交瘤細(xì)胞克隆來(lái)的，所以產(chǎn)生的抗體一定是化學(xué)性質(zhì)單一、特異性強(qiáng)的單克隆抗體?！菊n后作業(yè)】1．C[動(dòng)物細(xì)胞融合常用滅活的病毒作誘導(dǎo)劑，是因?yàn)闇缁畹牟《静辉倬哂懈腥净钚?，不?huì)對(duì)細(xì)胞造成破壞，但仍可穿透細(xì)胞膜，促使不同的動(dòng)物細(xì)胞融合。]2．D[雜交瘤細(xì)胞具有B淋巴細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞的特性，即既能產(chǎn)生特異性抗體，又能在體外大量增殖。]3．A[單克隆抗體的制備過(guò)程中，骨髓瘤細(xì)胞和B淋巴細(xì)胞融合時(shí)，發(fā)生了以下三種情況：未發(fā)生融合的細(xì)胞（B淋巴細(xì)胞、小鼠骨髓瘤細(xì)胞）；自身融合的細(xì)胞（B淋巴細(xì)胞自身融合、小鼠骨髓瘤細(xì)胞自身融合）；骨髓瘤細(xì)胞與單個(gè)B淋巴細(xì)胞融合的雜交瘤細(xì)胞。雜交瘤細(xì)胞是制備單克隆抗體必需的，因此要將其篩選出來(lái)。]4．C[不管是動(dòng)物細(xì)胞融合，還是原生質(zhì)體融合，都是利用了生物膜具有流動(dòng)性這一原理。動(dòng)物細(xì)胞融合時(shí)最常用的誘導(dǎo)手段就是利用滅活的病毒誘導(dǎo)。]5．C[單克隆抗體具有特異性識(shí)別腫瘤細(xì)胞等的作用，可以作為確定目標(biāo)的“瞄準(zhǔn)裝置”。而“彈頭”是由具有殺傷力的藥物構(gòu)成的，但它不具有特異性識(shí)別腫瘤細(xì)胞的功能。]6．BD[PCR技術(shù)應(yīng)用于DNA的擴(kuò)增，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；葉綠體的基粒屬于細(xì)胞的亞顯微結(jié)構(gòu)，只有通過(guò)電子顯微鏡才能觀察到，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；單克隆抗體的制備是通過(guò)已免疫的B淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞雜交后實(shí)現(xiàn)的，屬于雜交瘤技術(shù)，B選項(xiàng)正確；培育單倍體植物常采用花粉離體培養(yǎng)技術(shù)，D選項(xiàng)正確。]7．B[B淋巴細(xì)胞與小鼠骨髓瘤細(xì)胞融合需要滅活的病毒、聚乙二醇或物理因素來(lái)誘導(dǎo)，氯化鈣不能作為誘導(dǎo)劑。氯化鈣的作用是在基因工程中用于增大細(xì)胞壁的通透性，便于重組質(zhì)粒進(jìn)入微