2017_2018學(xué)年高中生物生物技術(shù)與生物工程細(xì)胞工程1.2.3細(xì)胞融合技術(shù)課件中圖版.pptx

1、第三節(jié) 細(xì)胞融合技術(shù),課程標(biāo)準(zhǔn) 舉例說出細(xì)胞融合與單克隆抗體。 課標(biāo)解讀 1簡述細(xì)胞融合的過程。 2舉例說出利用細(xì)胞融合進(jìn)行作物育種。 3舉例說出單克隆抗體的制備方法、過程與應(yīng)用。,是指兩個_的細(xì)胞的_融合在一起，產(chǎn)生的具有原來兩個細(xì)胞_的細(xì)胞。 是指兩個或兩個以上的_或_細(xì)胞融合成_細(xì)胞的過程。,細(xì)胞融合技術(shù),1雜交細(xì)胞的概念,2細(xì)胞融合的概念,緊密接觸,細(xì)胞膜,遺傳信息,同種,異種,一個,是指用_誘導(dǎo)細(xì)胞融合，并在一定條件下使融合的細(xì)胞_、形成_或_的過程。 通過細(xì)胞融合現(xiàn)象可以說明細(xì)胞膜具有什么結(jié)構(gòu)特點？ 提示細(xì)胞融合現(xiàn)象說明細(xì)胞膜具有一定的流動性。,思維激活1,3細(xì)胞融合技術(shù)的概念,人

2、工方法,分化再生,新物種,新品種,(1)原理：細(xì)胞膜的流動性和細(xì)胞增殖。 (2)過程：膜融合質(zhì)融合核融合。 (3)結(jié)果：獲得雜交細(xì)胞，即經(jīng)過細(xì)胞融合產(chǎn)生的具有原來兩個細(xì)胞遺傳信息的細(xì)胞。一般能表現(xiàn)出兩個親本細(xì)胞的遺傳特點。 (1)概念 是指用人工方法誘導(dǎo)細(xì)胞融合，并在一定條件下使融合細(xì)胞分化再生，形成新物種或新品種的過程。,1細(xì)胞融合的理解,2細(xì)胞融合技術(shù),(2)誘導(dǎo)細(xì)胞融合方法的比較,培養(yǎng)人細(xì)胞與小鼠細(xì)胞的融合細(xì)胞發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞會隨機丟失來自人細(xì)胞的染色體，在僅含有人的1號染色體的融合細(xì)胞中，合成出人的尿苷單磷酸激酶。下列有關(guān)敘述中，不合理的是()。 A與人或小鼠細(xì)胞相比，融合細(xì)胞發(fā)生了遺傳物質(zhì)

3、的改 變 B研究方法中需要選擇適當(dāng)?shù)呐囵B(yǎng)基和細(xì)胞融合誘導(dǎo)技 術(shù) C在融合細(xì)胞中，人的1號染色體DNA與小鼠DNA發(fā)生 了重組 D這種研究可能發(fā)現(xiàn)人的某一特定基因與特定染色體的 關(guān)系,【鞏固1】,解析染色體是遺傳物質(zhì)的載體，隨機丟失染色體，融合細(xì)胞的遺傳物質(zhì)會發(fā)生改變，A正確。誘導(dǎo)細(xì)胞融合和篩選雜交細(xì)胞都需要選擇相應(yīng)的技術(shù)和選擇培養(yǎng)基，B正確。在融合細(xì)胞中，人的1號染色體DNA不一定與小鼠DNA發(fā)生了重組整合在一起，C錯誤。在僅含有人的1號染色體的融合細(xì)胞中，合成出人的尿苷單磷酸激酶，可確定人的尿苷單磷酸激酶基因在1號染色體上，D正確。 答案C,(1)作用：在外來_物質(zhì)的刺激下，B淋巴細(xì)胞產(chǎn)生針

4、對_物質(zhì)的_。 (2)特點：一個B淋巴細(xì)胞只能針對_產(chǎn)生_的抗體。,細(xì)胞融合與單克隆抗體,1B淋巴細(xì)胞的作用及特點,抗原,該抗原,抗體,一種抗原決定簇,一種特異性,源自一個B淋巴細(xì)胞的_所產(chǎn)生的抗體，只會_地作用于一種_，將這種抗體稱為單克隆抗體。 為什么把融合后的細(xì)胞放在特定培養(yǎng)基(選擇培養(yǎng)基)上培養(yǎng)？ 提示因為有的細(xì)胞未發(fā)生融合，有的發(fā)生了同種細(xì)胞的融合，通過選擇將上述細(xì)胞淘汰掉，獲得雜交瘤細(xì)胞。,思維激活2,2單克隆抗體的概念,克隆,特異性,抗原決定簇,(1)免疫原理效應(yīng)B淋巴細(xì)胞能產(chǎn)生特異性抗體。 (2)細(xì)胞融合原理利用病毒對宿主細(xì)胞的穿透性，使效應(yīng)B淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合。 (3)

5、動物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)對雜交瘤細(xì)胞進(jìn)行體內(nèi)培養(yǎng)或體外培養(yǎng)。 (1)取材：將特定抗原反復(fù)注射到小鼠的體內(nèi)，取出小鼠的脾臟，制備B細(xì)胞懸浮液，同時制備骨髓瘤細(xì)胞懸浮液。,1制備單克隆抗體的原理,2制備單克隆抗體的過程,(2)細(xì)胞融合：用滅活的病毒或PEG(聚乙二醇)促使兩種細(xì)胞融合。 (3)篩選雜交瘤細(xì)胞。 (4)篩選出能產(chǎn)生特定抗體的雜交瘤細(xì)胞。 (5)生產(chǎn)單克隆抗體：可以體外培養(yǎng)或體內(nèi)培養(yǎng)雜交瘤細(xì)胞。 流程圖如下：,特別提醒融合過程中，有同種細(xì)胞間的融合和不同種細(xì)胞間的融合及不發(fā)生融合，故需要篩選。 雜交瘤細(xì)胞的特點：既能大量增殖，又能產(chǎn)生特定的抗體。 制備過程中至少有兩次篩選：第一次是篩選出雜交瘤

6、細(xì)胞，第二次是篩選出能分泌特定抗體的雜交瘤細(xì)胞。,理化性質(zhì)單一、與抗原結(jié)合的特異性強、靈敏度高。 (1)用于疾病診斷、防治和致病機理的研究。 (2)用于治療疾病，制成“藥物導(dǎo)彈”。,3單克隆抗體的特點,4應(yīng)用,下列關(guān)于單克隆抗體的制備和應(yīng)用的敘述中，不正確的是 ()。 AB淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞的融合，一般不需要滅活的 病毒或聚乙二醇誘導(dǎo) B融合后形成的雜交瘤細(xì)胞既能無限增殖，又能產(chǎn)生單 克隆抗體 C體外培養(yǎng)時，一個效應(yīng)B淋巴細(xì)胞可以產(chǎn)生抗體，但 不能無限增殖 D單克隆抗體與常規(guī)抗體相比，特異性強、靈敏度高， 優(yōu)越性明顯,【鞏固2】,解析誘導(dǎo)動物細(xì)胞融合的方法：滅活的病毒誘導(dǎo)融合；聚乙二醇誘導(dǎo)融

7、合；電刺激誘導(dǎo)融合。 答案A,一般情況下，由于親緣關(guān)系較遠(yuǎn)的植物不能_或是 _，故常規(guī)的_很難獲得種間或?qū)匍g雜種。細(xì)胞融合技術(shù)在_或_上有其獨特的意義。它可以避免_過程，在親緣關(guān)系較遠(yuǎn)的物種間實現(xiàn)_，創(chuàng)造出自然界沒有的_。,細(xì)胞融合與作物育種,1植物體細(xì)胞融合與作物育種,受精,胚胎早期敗育,有性雜交,種質(zhì)創(chuàng)新,作物育種,受精,基因轉(zhuǎn)移,新物種,植物細(xì)胞的_阻礙了植物體細(xì)胞的融合，常用_ _除去它，如利用_、_處理植物細(xì)胞，獲得_，然后進(jìn)行不同植物體細(xì)胞的_融合。 為什么用纖維素酶、果膠酶就能分解植物細(xì)胞的細(xì)胞壁？這是利用了酶的什么特性？ 提示植物細(xì)胞的細(xì)胞壁的主要成分是纖維素和果膠。這是利用了

8、酶的專一性。,思維激活3,2植物細(xì)胞融合,酶解,法,纖維素酶,果膠酶,原生質(zhì)體,原生質(zhì)體,細(xì)胞壁,細(xì)胞融合原理：細(xì)胞膜的流動性。 植物組織培養(yǎng)原理：植物細(xì)胞的全能性。 植物體細(xì)胞雜交育種的過程 (1)去掉細(xì)胞壁 在溫和條件下用纖維素酶、果膠酶等分解植物細(xì)胞的細(xì)胞壁。 (2)誘導(dǎo)融合 誘導(dǎo)方法：物理、化學(xué)方法。 融合成功標(biāo)志：雜種細(xì)胞再生出細(xì)胞壁。,1植物體細(xì)胞雜交育種的原理,2,(3)雜種細(xì)胞的植物組織培養(yǎng) 圖解如下：,特別提醒植物體細(xì)胞雜交是從細(xì)胞融合開始，到培育成新的植物體結(jié)束。植物體細(xì)胞融合完成的標(biāo)志是新細(xì)胞壁的形成。 植物體細(xì)胞雜交過程中無有性生殖細(xì)胞的結(jié)合，屬于無性生殖。 從雜種植株

9、的染色體組成上看，染色體數(shù)目增加，屬于染色體數(shù)目的變異。 植物體細(xì)胞雜交育種的意義 克服生物遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙，培育種間甚至屬間雜種植物。,3,植物細(xì)胞雜交過程的實質(zhì)是 ()。 A細(xì)胞質(zhì)融合的過程 B細(xì)胞核融合的過程 C細(xì)胞膜融合的過程 D細(xì)胞原生質(zhì)體融合的過程 解析原生質(zhì)體融合包括細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核的融合，所以，植物細(xì)胞雜交的過程，實際上是不同植物體細(xì)胞的原生質(zhì)體融合的過程。 答案D,【鞏固3】,利用細(xì)胞工程方法，以SARS病毒核衣殼蛋白為抗原制備出單克隆抗體。下列相關(guān)敘述正確的是 ()。 A用純化的核衣殼蛋白反復(fù)注射到小鼠體內(nèi)，產(chǎn)生的血 抗體為單克隆抗體 B體外培養(yǎng)單個效應(yīng)B細(xì)胞可以

10、獲得大量針對SARS病毒 的單克隆抗體 C將等量效應(yīng)B細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞混合，經(jīng)PEG誘導(dǎo)融 合后的細(xì)胞均為雜交瘤細(xì)胞 D利用該單克隆抗體與SARS病毒核衣殼蛋白特異性結(jié) 合的方法可診斷出病毒感染者,【例1】,示例一單克隆抗體,思維導(dǎo)圖： 解析單克隆抗體是效應(yīng)B細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞誘導(dǎo)融合后形成的雜交瘤細(xì)胞大量增殖后產(chǎn)生的。A項方法獲得的抗體純度低，不能稱為單克隆抗體。B項中效應(yīng)B細(xì)胞無法實現(xiàn)大量增殖。C項中形成的雜交細(xì)胞有三類，既有效應(yīng)B細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞融合在一起的，又有兩個效應(yīng)B細(xì)胞融合在一起的，還有兩個骨髓瘤細(xì)胞融合在一起的。,答案D 歸納提升制備單克隆抗體的相關(guān)問題歸納： 制備單克隆抗體依賴

11、的細(xì)胞工程技術(shù)是細(xì)胞融合。 在進(jìn)行細(xì)胞融合時，并不是骨髓瘤細(xì)胞與B淋巴細(xì)胞融合，培養(yǎng)基上有沒有融合的B淋巴細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞，也有自身融合的B淋巴細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞，還有骨髓瘤細(xì)胞與B淋巴細(xì)胞融合成的雜交瘤細(xì)胞。所以實驗過程中有兩次篩選：第一次篩選出雜交瘤細(xì)胞，第二次是篩選出能分泌特定抗體的雜交瘤細(xì)胞。,符合要求的雜交瘤細(xì)胞是既能產(chǎn)生特定抗體、又能無限增殖的雜交瘤細(xì)胞。篩選要用選擇性培養(yǎng)基，不符合要求的細(xì)胞會死亡。 單克隆抗體必須是通過細(xì)胞融合技術(shù)獲得的雜交瘤細(xì)胞群產(chǎn)生的化學(xué)性質(zhì)單一、特異性強的抗體。,科學(xué)家把天竺葵和香茅草進(jìn)行體細(xì)胞雜交，培育出的驅(qū)蚊草含有香茅醛，能散發(fā)出一種特殊的氣味，達(dá)到驅(qū)蚊

12、且對人體無害的效果。下列關(guān)于驅(qū)蚊草培育的敘述中，錯誤的是 ()。 A驅(qū)蚊草的培育屬于細(xì)胞工程育種，其優(yōu)點是能克服遠(yuǎn) 緣雜交不親和的障礙 B驅(qū)蚊草培育過程要用纖維素酶、果膠酶、PEG等試劑 C培養(yǎng)過程中形成的愈傷組織，其代謝方式是自養(yǎng)需氧 型 D在由雜種細(xì)胞形成雜種植株的過程中，包含了有絲分 裂和細(xì)胞分化,【例2】,示例二植物體細(xì)胞雜交,思維導(dǎo)圖： 解析本題中驅(qū)蚊草的培育屬于植物細(xì)胞工程，在獲得原生質(zhì)體時要用纖維素酶和果膠酶去除細(xì)胞壁，在原生質(zhì)體融合時需用化學(xué)誘導(dǎo)劑PEG。在由雜種細(xì)胞培養(yǎng)成雜種植株的組織培養(yǎng)過程中涉及細(xì)胞分化和有絲分裂，這種育種方法的優(yōu)點是能克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙。愈傷組織還

13、沒有長出綠葉，故其代謝方式為異養(yǎng)型。 答案C,歸納提升植物體細(xì)胞雜交的相關(guān)問題歸納： 植物體細(xì)胞雜交過程中，植物細(xì)胞融合所依據(jù)的生物學(xué)原理是細(xì)胞膜的流動性；植物組織培養(yǎng)的理論基礎(chǔ)是細(xì)胞的全能性。 體細(xì)胞融合成功以后，既能形成AB型雜種細(xì)胞，還能形成AA型和BB型兩種融合細(xì)胞，但只有AB型細(xì)胞是植物體細(xì)胞雜交所形成的雜種細(xì)胞，因此在雜種細(xì)胞形成后還應(yīng)有一個篩選過程。 目前常用的去除細(xì)胞壁的方法是酶解法，保證了原生質(zhì)體活性。植物體細(xì)胞融合完成的標(biāo)志是新細(xì)胞壁的形成。,植物體細(xì)胞雜交過程仍以植物組織培養(yǎng)為基礎(chǔ)，通過植物組織培養(yǎng)完成雜種植株的培育過程。 植物體細(xì)胞雜交的最大突破是克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障

14、礙，但是目前仍有許多理論和技術(shù)問題沒有解決，距離推廣應(yīng)用還有一定的距離。,技法必備 動物細(xì)胞融合與植物體細(xì)胞雜交的比較,探究動物細(xì)胞融合與植物細(xì)胞雜交,技法必備,有性生殖的生物產(chǎn)生后代需進(jìn)行受精作用，植物體細(xì)胞雜交要進(jìn)行原生質(zhì)體融合，單克隆抗體的制備需進(jìn)行動物細(xì)胞融合，可見細(xì)胞融合技術(shù)有著廣泛的應(yīng)用。下列為細(xì)胞融合的簡略過程，據(jù)圖回答相關(guān)問題。,能力展示,(1)若a、b表示兩種植物體細(xì)胞，則由d細(xì)胞形成雜種植株的原理是_，這種育種方法的優(yōu)點是_。 (2)若a、b分別為骨髓瘤細(xì)胞和效應(yīng)B淋巴細(xì)胞，則d細(xì)胞特點是_。由d細(xì)胞產(chǎn)生的抗體與普通血清抗體相比較，具有_的特點。生產(chǎn)上，一般不能通過直接培養(yǎng)

15、效應(yīng)B細(xì)胞來生產(chǎn)單克隆抗體，其主要原因是_ _。 (3)下列各圖表示單克隆抗體制備過程的各階段圖解，請用箭頭把代表各圖解的字母按單克隆抗體制備過程的順序連接起來。順序是_。,解析植物體細(xì)胞雜交形成雜種植株的基本原理是細(xì)胞的全能性，此技術(shù)打破了種間生殖隔離，實現(xiàn)了遠(yuǎn)緣雜交。雜交瘤細(xì)胞具備了效應(yīng)B細(xì)胞產(chǎn)生特異性抗體的特點和瘤細(xì)胞無限增殖的特點，使得單克隆抗體的產(chǎn)生成為現(xiàn)實。 答案(1)植物細(xì)胞的全能性克服了遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙 (2)既能無限增殖，又能產(chǎn)生特定的抗體特異性強、靈敏度高、化學(xué)性質(zhì)單一 效應(yīng)B細(xì)胞不能無限增殖 (3),制備單克隆抗體所采用的細(xì)胞工程技術(shù)包括 ()。 細(xì)胞培養(yǎng)細(xì)胞融合胚胎

16、移植細(xì)胞核移植 A B C D 解析單克隆抗體的制備屬于細(xì)胞工程范疇，主要包括細(xì)胞融合和細(xì)胞培養(yǎng)兩大技術(shù)。 答案A,1.,下列細(xì)胞能產(chǎn)生單克隆抗體的是 ()。 AB淋巴細(xì)胞 BT淋巴細(xì)胞 C骨髓瘤細(xì)胞 D雜交瘤細(xì)胞 解析用于大量生產(chǎn)單克隆抗體的細(xì)胞是B淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合后的雜交瘤細(xì)胞。 答案D,2,下圖所示為細(xì)胞融合技術(shù)的一些過程： (1)從A、B細(xì)胞到C細(xì)胞的過程中，必須用_處理。 (2)若A、B細(xì)胞為植物細(xì)胞，那么這樣的細(xì)胞已經(jīng)用酶降解脫掉了_，這種酶可能是_酶，由此生成的A和B細(xì)胞稱為_。,3.,(3)若A細(xì)胞為骨髓瘤細(xì)胞，B細(xì)胞為B淋巴細(xì)胞，那么D細(xì)胞稱為_細(xì)胞，由D細(xì)胞連續(xù)分裂

17、產(chǎn)生大量細(xì)胞的過程，稱為_過程。這種細(xì)胞既能無限增殖，又能產(chǎn)生_。 (4)若A為人細(xì)胞，B為鼠細(xì)胞，并分別用紅、綠熒光染料標(biāo)記細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)，在形成C細(xì)胞時，細(xì)胞一半發(fā)紅色熒光，一半發(fā)綠色熒光。到D細(xì)胞階段，兩種顏色的熒光均勻分布，請解釋原因_ _。,解析此題對植物體細(xì)胞雜交、動物細(xì)胞融合以及細(xì)胞膜的特性進(jìn)行了比較全面的考查。據(jù)課本中的知識，植物細(xì)胞外有一層細(xì)胞壁，阻礙了植物體細(xì)胞的雜交。因此，植物體細(xì)胞雜交的第一步是去掉細(xì)胞壁，分離出有活力的原生質(zhì)體。要去掉細(xì)胞壁就要利用酶的專一性這一特點。因為細(xì)胞壁的主要成分為纖維素和果膠，所以要用纖維素酶、果膠酶分解植物細(xì)胞的細(xì)胞壁。第二步就是讓不同植物體細(xì)胞的原生質(zhì)體融合，融合必須通過一定的技術(shù)手段進(jìn)行人工誘導(dǎo)。單克隆抗體制備過程需得到化學(xué)性質(zhì)單