2024-2025學(xué)年新教材高中生物第2章細(xì)胞工程第2節(jié)第2課時(shí)動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)與單克鹿體教案新人教版選擇性必修3

PAGE8-第2課時(shí)動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)與單克隆抗體課標(biāo)內(nèi)容要求核心素養(yǎng)對接1.闡明動(dòng)物細(xì)胞融合是指通過物理、化學(xué)或生物學(xué)等手段，使兩個(gè)或多個(gè)動(dòng)物細(xì)胞結(jié)合形成一個(gè)細(xì)胞的過程。2．概述細(xì)胞融合技術(shù)是單克隆抗體制備的重要技術(shù)。1.生命觀念：以細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能為基礎(chǔ)，理解動(dòng)物細(xì)胞融合的內(nèi)涵。2．科學(xué)思維：結(jié)合詳細(xì)實(shí)例，以流程圖的形式表示單克隆抗體的制備過程。3．社會(huì)責(zé)任：說明單克隆抗體的特點(diǎn)及應(yīng)用。一、動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)1．概念使兩個(gè)或多個(gè)動(dòng)物細(xì)胞結(jié)合形成一個(gè)細(xì)胞的技術(shù)。2．誘導(dǎo)原理和結(jié)果(1)誘導(dǎo)原理：細(xì)胞膜的流淌性。(2)誘導(dǎo)結(jié)果：形成雜交細(xì)胞。3．誘導(dǎo)方法：PEG融合法、電融合法和滅活病毒誘導(dǎo)法等。4．意義：突破了有性雜交的局限，使遠(yuǎn)緣雜交成為可能。5．動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)的應(yīng)用(1)成為探討細(xì)胞遺傳、細(xì)胞免疫、腫瘤和培育生物新品種等的重要手段。(2)用于制備單克隆抗體。二、單克隆抗體1．制備原理(1)B淋巴細(xì)胞特點(diǎn)：一種B淋巴細(xì)胞分泌一種特異性抗體。(2)骨髓瘤細(xì)胞特點(diǎn)：能在體外大量增殖。(3)雜交瘤細(xì)胞特點(diǎn)：B淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合得到的雜交瘤細(xì)胞，既能無限增殖又能產(chǎn)生大量特定抗體。2．制備過程3．單克隆抗體的優(yōu)點(diǎn)能精確地識別抗原的微小差異，與特定抗原發(fā)生特異性結(jié)合，并且可以大量制備。4．單克隆抗體的應(yīng)用(1)作為診斷試劑，具有精確、高效、簡易、快速的優(yōu)點(diǎn)。(2)用于治療疾病和運(yùn)載藥物。推斷對錯(cuò)(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)1．動(dòng)物細(xì)胞融合過程中既有細(xì)胞膜融合也有核的融合。 (√)2．與植物原生質(zhì)體融合相比，動(dòng)物細(xì)胞融合特有的誘導(dǎo)因素有聚乙二醇、滅活的病毒。 (×)提示：動(dòng)物細(xì)胞融合特有的誘導(dǎo)因素為滅活的病毒。3．用特定的抗原對小鼠進(jìn)行免疫后，從小鼠脾臟中只能得到一種B淋巴細(xì)胞。 (×)提示：免疫后的小鼠從脾臟中獲得的是多種B淋巴細(xì)胞。4．單克隆抗體是單個(gè)B淋巴細(xì)胞增殖并產(chǎn)生的抗體。 (×)提示：單克隆抗體是雜交瘤細(xì)胞產(chǎn)生的抗體。5．單克隆抗體制備過程中的兩次篩選目的相同。 (×)提示：第一次篩選的目的是獲得雜交瘤細(xì)胞，而其次次篩選是為了獲得能分泌所需抗體的雜交瘤細(xì)胞。動(dòng)物細(xì)胞融合1．融合的原理與過程(1)原理：細(xì)胞膜的流淌性。(2)過程：動(dòng)物細(xì)胞融合的過程包括細(xì)胞膜融合、細(xì)胞質(zhì)融合和細(xì)胞核融合。其中細(xì)胞膜融合是細(xì)胞融合的先導(dǎo)，在細(xì)胞膜融合中體現(xiàn)出細(xì)胞膜具有肯定的流淌性，細(xì)胞融合的實(shí)質(zhì)是核融合。動(dòng)物細(xì)胞融合完成的標(biāo)記是兩個(gè)或多個(gè)細(xì)胞核融合為一個(gè)細(xì)胞核。如下圖(以滅活的病毒誘導(dǎo)為例)：2．融合的結(jié)果形成單核雜交細(xì)胞，具有原來兩個(gè)或多個(gè)細(xì)胞的遺傳信息，可表現(xiàn)出兩個(gè)或多個(gè)親本的特點(diǎn)。3．動(dòng)物細(xì)胞融合與植物體細(xì)胞雜交的比較比較項(xiàng)目植物體細(xì)胞雜交動(dòng)物細(xì)胞融合原理細(xì)胞膜的流淌性、細(xì)胞的全能性細(xì)胞膜的流淌性、細(xì)胞的增殖融合前處理先除去細(xì)胞壁先使細(xì)胞分散開運(yùn)用的酶纖維素酶和果膠酶胰蛋白酶或膠原蛋白酶誘導(dǎo)手段物理法：電融合法、離心法化學(xué)法：PEG融合法除物理法和化學(xué)法外，也可用滅活的病毒誘導(dǎo)過程結(jié)果雜種植株雜交細(xì)胞應(yīng)用培育植物新品種主要用于制備單克隆抗體意義克服了遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙，打破了生殖隔離，擴(kuò)展了雜交的親本組合合作探究：(1)什么是滅活？滅活病毒誘導(dǎo)融合的原理是什么？提示：滅活是指用物理或化學(xué)手段使病毒或細(xì)菌失去感染實(shí)力，但是并不破壞這些病原體的抗原結(jié)構(gòu)。滅活病毒誘導(dǎo)細(xì)胞融合的原理是病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能夠與細(xì)胞膜上的糖蛋白發(fā)生作用，使細(xì)胞相互凝合，細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)分子和脂質(zhì)分子重新排布，細(xì)胞膜打開，細(xì)胞發(fā)生融合。(2)動(dòng)物細(xì)胞融合與植物原生質(zhì)體融合的原理相同嗎？提示：相同，都依據(jù)細(xì)胞膜的流淌性。1．關(guān)于動(dòng)物細(xì)胞融合的說法，不正確的是()A．動(dòng)物細(xì)胞融合也稱細(xì)胞雜交，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)胞的過程B．動(dòng)物細(xì)胞融合后形成的具有兩個(gè)動(dòng)物細(xì)胞遺傳信息的單核細(xì)胞稱為雜交細(xì)胞C．常用的誘導(dǎo)動(dòng)物細(xì)胞融合的方法有聚乙二醇、滅活的病毒誘導(dǎo)、電激、紫外線照耀等D．細(xì)胞融合技術(shù)突破了有性雜交方法的局限，使遠(yuǎn)緣雜交成為可能C[常用的誘導(dǎo)動(dòng)物細(xì)胞融合的方法有物理法——離心、振動(dòng)、電激等；化學(xué)法——聚乙二醇(PEG)誘導(dǎo)；生物法——滅活的病毒誘導(dǎo)。紫外線照耀不是誘導(dǎo)動(dòng)物細(xì)胞融合的方法。]2．下列關(guān)于動(dòng)物細(xì)胞融合與植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的說法，正確的是()A．基本原理相同B．誘導(dǎo)細(xì)胞融合的方法相同C．細(xì)胞融合前的處理過程相同D．融合后都須要進(jìn)行篩選D[植物體細(xì)胞雜交的原理為細(xì)胞膜的流淌性、植物細(xì)胞的全能性，而動(dòng)物細(xì)胞融合利用的是細(xì)胞膜的流淌性和細(xì)胞增殖；動(dòng)物細(xì)胞融合常用滅活的病毒誘導(dǎo)，而植物體細(xì)胞雜交不能；動(dòng)物細(xì)胞融合前需用胰蛋白酶或膠原蛋白酶使細(xì)胞分散開，植物體細(xì)胞雜交常用纖維素酶和果膠酶去除細(xì)胞壁；誘導(dǎo)融合后會(huì)形成多種融合細(xì)胞，還有未融合細(xì)胞，因此要進(jìn)行篩選。]單克隆抗體1．血清抗體與單克隆抗體的比較名稱產(chǎn)生特點(diǎn)血清抗體由B淋巴(漿)細(xì)胞分泌一般從血清中分別，產(chǎn)量低、純度低、特異性差單克隆抗體由雜交瘤細(xì)胞分泌特異性強(qiáng)、靈敏度高，能大量制備2.制備過程3．制備單克隆抗體過程中的兩次篩選項(xiàng)目第一次篩選其次次篩選篩選緣由誘導(dǎo)融合后得到多種雜交細(xì)胞，另外還有未融合的細(xì)胞從小鼠體內(nèi)提取的B淋巴細(xì)胞有許多種，形成的雜交瘤細(xì)胞也有許多種篩選方法用特定的選擇培育基篩選：未融合的細(xì)胞和同種細(xì)胞融合后形成的細(xì)胞都會(huì)死亡，只有融合的雜交瘤細(xì)胞才能生長用多孔培育皿培育，在每個(gè)孔只有一個(gè)雜交瘤細(xì)胞的狀況下起先克隆化培育和抗體檢測，經(jīng)多次篩選得到能產(chǎn)生特異性抗體的細(xì)胞群篩選目的得到雜交瘤細(xì)胞得到能分泌所需抗體的雜交瘤細(xì)胞4.單克隆抗體制備過程的關(guān)鍵分析(1)對動(dòng)物免疫的緣由：B淋巴細(xì)胞要經(jīng)過免疫過程，即接觸抗原，增殖分化為有特異性免疫功能的B淋巴細(xì)胞，才能產(chǎn)生相應(yīng)的抗體，所以，與骨髓瘤細(xì)胞融合的B淋巴細(xì)胞事實(shí)上是漿細(xì)胞。(2)雜交瘤細(xì)胞具備雙親的遺傳物質(zhì)，不僅具有漿細(xì)胞產(chǎn)生特異性抗體的實(shí)力，還具有骨髓瘤細(xì)胞在體外培育條件下大量增殖的實(shí)力，從而可以克服單純B淋巴細(xì)胞不能無限增殖的缺點(diǎn)，而大量生產(chǎn)單克隆抗體。合作探究：1.制備單克隆抗體的過程中的幾種細(xì)胞，如免疫的B淋巴細(xì)胞、骨髓瘤細(xì)胞、雜交瘤細(xì)胞各有何特點(diǎn)？提示：免疫的B淋巴細(xì)胞：能產(chǎn)生單一抗體，但不能無限增殖；骨髓瘤細(xì)胞：能無限增殖，但不能產(chǎn)生抗體；雜交瘤細(xì)胞：既能產(chǎn)生特定的抗體，又能在組織培育條件下進(jìn)行無限增殖。2．細(xì)胞內(nèi)DNA的合成一般有兩條途徑，主要途徑是在細(xì)胞內(nèi)由糖和氨基酸合成核苷酸，進(jìn)而合成DNA，而氨基喋呤可以阻斷此途徑。協(xié)助途徑是在次黃嘌呤和胸腺嘧啶核苷存在的狀況下，經(jīng)酶的催化作用合成DNA，而骨髓瘤細(xì)胞的DNA合成沒有此協(xié)助途徑。如何利用DNA合成途徑不同的特點(diǎn)配制培育基篩選出雜交瘤細(xì)胞？請說明原理。提示：在培育基中加氨基喋呤就可以篩選出雜交瘤細(xì)胞。因?yàn)榕嘤屑尤氚被┻屎?，骨髓瘤?xì)胞和兩兩融合的骨髓瘤細(xì)胞由于其唯一的DNA合成途徑被抑制而不能增殖。B淋巴細(xì)胞本身不增殖，兩兩融合的B淋巴細(xì)胞也不增殖，只有雜交瘤細(xì)胞通過協(xié)助途徑合成DNA進(jìn)行增殖。1．下列關(guān)于單克隆抗體制備的說法，正確的是()A．將特定抗原注射到小鼠體內(nèi)，可以從小鼠血清中獲得單克隆抗體B．經(jīng)特定抗原免疫過的B淋巴細(xì)胞在體外培育時(shí)可分泌單克隆抗體C．誘導(dǎo)B淋巴細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞融合后，發(fā)生融合的細(xì)胞均為雜交瘤細(xì)胞D．篩選出雜交瘤細(xì)胞后，需利用特定抗原再次篩選分泌單克隆抗體的細(xì)胞D[制備單克隆抗體過程中，可在體外雜交瘤細(xì)胞的培育液中，或體內(nèi)小鼠腹水中獲得純化的單克隆抗體，A錯(cuò)誤；免疫過的B淋巴細(xì)胞高度分化，不能增殖，無法分泌單克隆抗體，B錯(cuò)誤；發(fā)生融合的細(xì)胞可能有三種：B淋巴細(xì)胞－B淋巴細(xì)胞、B淋巴細(xì)胞－骨髓瘤細(xì)胞、骨髓瘤細(xì)胞－骨髓瘤細(xì)胞，C錯(cuò)誤；制備單克隆抗體時(shí)，需篩選兩次，第一次得到雜交瘤細(xì)胞，其次次得到既能無限增殖又能產(chǎn)生單克隆抗體的雜交瘤細(xì)胞，D正確。]2．(不定項(xiàng))下圖為雜交瘤細(xì)胞制備示意圖。骨髓瘤細(xì)胞由于缺乏次黃嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶(HGPRT－)，在HAT篩選培育液中不能正常合成DNA，無法生長。下列敘述正確的是()A．可用滅活的仙臺病毒誘導(dǎo)細(xì)胞融合B．兩兩融合的細(xì)胞都能在HAT培育液中生長C．雜交瘤細(xì)胞需進(jìn)一步篩選才能用于生產(chǎn)D．細(xì)胞膜的流淌性是細(xì)胞融合的基礎(chǔ)ACD[誘導(dǎo)動(dòng)物細(xì)胞融合的方法有電激、聚乙二醇、滅活的病毒(如滅活的仙臺病毒)等，A正確；兩兩融合的細(xì)胞包括免疫B細(xì)胞與免疫B細(xì)胞融合的具有同種核的細(xì)胞、骨髓瘤細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合的具有同種核的細(xì)胞、免疫B細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合的雜交瘤細(xì)胞，骨髓瘤細(xì)胞雖然能無限增殖，但缺乏次黃嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶，免疫B細(xì)胞雖然有次黃嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶，但不具有無限增殖的本事，所以在HAT篩選培育液中，兩兩融合的具有同種核的細(xì)胞都無法生長，只有雜交瘤細(xì)胞才能生長，B錯(cuò)誤；因每個(gè)免疫B細(xì)胞只分泌一種特異性抗體，因此在HAT篩選培育液中篩選出來的眾多的雜交瘤細(xì)胞所分泌的抗體，不肯定都是人類所須要的，還須要進(jìn)一步把能分泌人類所須要抗體的雜交瘤細(xì)胞篩選出來，C正確；動(dòng)物細(xì)胞融合是以細(xì)胞膜的流淌性為基礎(chǔ)的，D正確。][課堂小結(jié)]知識網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建核心語句背誦1.動(dòng)物細(xì)胞融合是指兩個(gè)或多個(gè)動(dòng)物細(xì)胞結(jié)合形成一個(gè)細(xì)胞的過程。2.動(dòng)物細(xì)胞融合常用的誘導(dǎo)方法有PEG融合法、電融合法和滅活病毒誘導(dǎo)法。3.動(dòng)物細(xì)胞融合的主要用途是制備單克隆抗體。4.雜交瘤細(xì)胞是由經(jīng)免疫的B淋巴細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞融合而成的，具有既能無限增殖又能產(chǎn)生專一抗體的實(shí)力。5.制備單克隆抗體過程中第一次篩選是為了獲得雜交瘤細(xì)胞，其次次篩選是為了獲得能產(chǎn)生特定抗體的雜交瘤細(xì)胞。6.單克隆抗體最主要的優(yōu)點(diǎn)是特異性強(qiáng)、靈敏度高，并可大量制備。7.單克隆抗體的主要用途有：作為診斷試劑、用于治療疾病和運(yùn)載藥物。1．動(dòng)物細(xì)胞融合的原理是()A．細(xì)胞膜的流淌性B．細(xì)胞膜的選擇透過性C．細(xì)胞質(zhì)的流淌性D．細(xì)胞質(zhì)酶的活性A[細(xì)胞能融合的原理是細(xì)胞膜具有流淌性。]2．將小鼠的骨髓瘤細(xì)胞與一種免疫B淋巴細(xì)胞融合，融合后的細(xì)胞經(jīng)培育產(chǎn)生單克隆抗體，其依據(jù)是()A．骨髓瘤細(xì)胞可以產(chǎn)生抗體，但不能無限增殖B．淋巴細(xì)胞只有與骨髓瘤細(xì)胞融合才能產(chǎn)生抗體C．骨髓瘤細(xì)胞可以無限增殖，且能產(chǎn)生抗體D．淋巴細(xì)胞可以產(chǎn)生抗體，但不能無限增殖，骨髓瘤細(xì)胞可以無限增殖D[B淋巴細(xì)胞能分泌抗體，但是在體外培育條件下，B淋巴細(xì)胞不能無限增殖，假如把一種B淋巴細(xì)胞與能在體外大量增殖的骨髓瘤細(xì)胞進(jìn)行融合，所得到的融合細(xì)胞就能大量增殖，并產(chǎn)生足夠數(shù)量的特定抗體，故選D。]3．在單克隆抗體制備過程中，對骨髓瘤細(xì)胞和B淋巴細(xì)胞誘導(dǎo)融合后，要用特定的選擇培育基篩選出雜交瘤細(xì)胞。在這種培育基上不能存活、增殖的細(xì)胞是()①B淋巴細(xì)胞②骨髓瘤細(xì)胞③B淋巴細(xì)胞自身融合細(xì)胞④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．①③A[在題中所述特定的選擇培育基上，能夠存活、增殖的細(xì)胞只有雜交瘤細(xì)胞。]4．運(yùn)用細(xì)胞工程技術(shù)獲得單克隆抗體時(shí)，下列操作不必要的是()A．對小動(dòng)物注射抗原 B．融合并篩選雜交瘤細(xì)胞C．培育雜交瘤細(xì)胞 D．將胰蛋白酶注入小鼠腹腔D[胰蛋白酶在動(dòng)物細(xì)胞培育時(shí)用到，是加到培育基中用于分別細(xì)胞的。]5．下圖表示單克隆抗體的制備過程，請據(jù)圖回答下列問題：(1)據(jù)圖可知，________________技術(shù)是動(dòng)物細(xì)胞工程技術(shù)的基礎(chǔ)，而________技術(shù)突破了有性雜交方法的局限，使遠(yuǎn)緣雜交成為可能。(2)圖中過程①常用的誘導(dǎo)因素是________，過程②常在________培育基中完成。(3)A細(xì)胞為________細(xì)胞，其特點(diǎn)是_____________________。(4)合成的單克隆抗體最終可以從________和________中提取。[解析](1)動(dòng)物細(xì)胞工程技術(shù)的基礎(chǔ)是動(dòng)物細(xì)胞培育，細(xì)胞融合技術(shù)突破了有性雜交方法的局限，使遠(yuǎn)緣雜交成為可能。(2)過程①中誘導(dǎo)細(xì)胞融合的方法許多，常用的主要有生物法，如用滅活的病毒，化