專題二細胞工程2．2.2動物細胞融合與單克隆抗體

1．掌握動物細胞融合技術(shù)。2．理解單克隆抗體技術(shù)。3．了解動物細胞融合和單克隆抗體技術(shù)的應(yīng)用。一、動物細胞融合1．概念：是指

或多個動物細胞結(jié)合形成一個細胞的過程，也稱細胞雜交。2．結(jié)果：形成

細胞。3．過程：不同

的兩個細胞

。兩個雜交DNA雜交4．細胞融合誘導因素：

(PEG)、

和電激等。5．意義：克服了

雜交的不親和性，成為研究細胞______、細胞

、腫瘤和生物

培育的重要手段。聚乙二醇滅活的病毒遠緣遺傳免疫新品種1．動物細胞融合完成的標志是什么？提示：細胞核融合。二、單克隆抗體1．傳統(tǒng)抗體的獲得(1)方法：①向動物體內(nèi)反復注射某種

，使動物產(chǎn)生抗體；②從動物血清中分離所需

。(2)特點：

、純度低、

?？乖贵w產(chǎn)量低特異性差2．單克隆抗體的制備單克隆抗體雜交瘤3．單克隆抗體的應(yīng)用(1)優(yōu)點：

、

、產(chǎn)量大。(2)應(yīng)用：①作為診斷試劑，具有準確、高效、簡易、快速的優(yōu)點。②用于

和

。特異性強靈敏度高治療疾病運載藥物2．單克隆抗體制備過程中，骨髓瘤細胞和B淋巴細胞融合后，要用特定的培養(yǎng)基篩選出雜交瘤細胞，在這種培養(yǎng)基上不能存活增殖的細胞有哪些？提示：單克隆抗體的制備過程中，骨髓瘤細胞和B淋巴細胞融合時，發(fā)生了以下三種情況：未發(fā)生融合的細胞(B淋巴細胞，小鼠骨髓瘤細胞)；自身融合的細胞(B淋巴細胞自身融合，小鼠骨髓瘤細胞自身融合)；骨髓瘤細胞與單個B淋巴細胞融合的雜交瘤細胞。雜交瘤細胞是制備單克隆抗體必需的，因此在特定的培養(yǎng)基上只有雜交瘤細胞才能存活增殖。雜種細胞選擇：利用選擇性培養(yǎng)基等，使親本細胞死亡，而讓雜種細胞存活雜種細胞克?。簩x出的雜種細胞進行克隆，經(jīng)過培養(yǎng)，就能獲得所需要的無性繁殖系3．過程4．重組細胞的特點融合形成的雜交瘤細胞具有兩個細胞的遺傳信息，通過動物細胞的培養(yǎng)，雜交瘤細胞表現(xiàn)出兩個親本的特點。5．植物體細胞雜交和動物細胞融合的區(qū)別植物體細胞雜交動物細胞融合原理細胞膜的流動性和植物細胞的全能性細胞膜的流動性步驟酶解法去掉細胞壁后，誘導原生質(zhì)體融合，形成雜種體細胞，再經(jīng)過植物組織培養(yǎng)形成雜種植株分散成單個細胞后誘導細胞融合植物體細胞雜交動物細胞融合誘導方法物理方法、化學方法物理方法、化學方法、滅活病毒結(jié)果形成雜種植株形成雜種細胞意義和用途克服遠緣雜交障礙，大大擴展雜交的親本組合范圍(1)制備單克隆抗體(2)診斷、治療、預防疾病。例如：單抗診斷盒、“生物導彈”治療癌癥

如圖所示細胞融合技術(shù)的一些過程，據(jù)圖回答：(1)從A和B細胞到C細胞的過程中，必須用________處理。(2)若A、B細胞為植物細胞，那么這樣的細胞已經(jīng)用酶降解脫掉了細胞壁，這種酶可能是________________，由此生成的A和B細胞稱為________。由A、B到C的過程中，常用的物理方法有________。融合完成的標志是________，形成D細胞還要應(yīng)用________技術(shù)，把其培養(yǎng)成植株。(3)若A細胞為骨髓瘤細胞，B為淋巴細胞，那么D細胞稱為________，由D細胞連續(xù)分裂產(chǎn)生大量細胞的過程，稱為_______，這種細胞既能無限增殖，又能產(chǎn)生______________。(4)若A為人細胞，B為鼠細胞，并分別用紅、綠熒光染料標記細胞上的蛋白質(zhì)，在C細胞階段，細胞一半發(fā)紅色熒光，一半發(fā)綠色熒光，到D細胞階段，兩種顏色的熒光均勻分布，原因是______________________________。(5)若A、B細胞為動物細胞，一般取自________________，然后用________________將其分散開。由A、B到C的過程中，采用的不同于植物細胞融合的手段是____________。(6)若該過程為制備單克隆抗體，A和B融合后形成的C有幾種？________。解析：此題是對植物體細胞雜交、動物細胞融合，以及細胞膜的特點等比較全面的考查。植物體細胞雜交前需先去掉細胞壁，因為細胞壁由纖維素和果膠組成，應(yīng)用纖維素酶和果膠酶去除細胞壁。第二步就是讓不同的原生質(zhì)體融合，融合必須采用一定的技術(shù)手段，進行人工誘導。在完成細胞融合后，還要將雜種細胞培育成植株。動物在免疫反應(yīng)的過程中，每一種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B淋巴細胞大量增殖。

B淋巴細胞具有產(chǎn)生單一抗體的能力，但不能在體外增殖；骨髓瘤細胞是一種癌細胞，它能在體外培養(yǎng)條件下無限增殖，但不能產(chǎn)生抗體。然后將B淋巴細胞與小鼠骨髓瘤細胞同時培養(yǎng)，在滅活的病毒(或聚乙二醇)的誘導下，促使B淋巴細胞與骨髓瘤細胞融合，得到雜交瘤細胞。它兼有兩個親本細胞的特性——既能大量增殖，又能產(chǎn)生出某種特異性的抗體。最后考查了細胞膜的特性，細胞膜中的磷脂分子和蛋白質(zhì)分子大都是可以運動的，即具有一定的流動性。答案：(1)誘導因素(2)纖維素酶和果膠酶原生質(zhì)體電激、振動再生細胞壁植物組織培養(yǎng)(3)雜交瘤細胞細胞培養(yǎng)單一抗體(4)構(gòu)成細胞膜的蛋白質(zhì)和磷脂分子具有一定的流動性(5)動物胚胎或出生不久的幼齡動物的組織或器官胰蛋白酶用滅活的病毒誘導細胞融合(6)3種【名師點睛】生物工程技術(shù)產(chǎn)生后代個體的遺傳物質(zhì)或基因來源(1)轉(zhuǎn)基因生物：目的基因來自外源生物，絕大多數(shù)基因來自兩個親本。(2)試管苗：遺傳物質(zhì)只來自一個親本。(3)雜種植株：遺傳物質(zhì)來自融合的兩個親本細胞。(4)經(jīng)細胞培養(yǎng)獲得的動物細胞：遺傳物質(zhì)只來自一個親本。(5)動物細胞融合形成的雜交細胞：來自融合的兩個親本細胞。(6)克隆動物：細胞核中的遺傳物質(zhì)來自供體動物，細胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)來自提供卵母細胞的動物個體。解析：動物細胞融合是指兩個或多個動物細胞結(jié)合形成一個細胞的過程，融合后的細胞具有兩個或多個細胞的遺傳物質(zhì)；動物細胞融合時常用的誘導因素有：聚乙二醇、滅活的病毒、電激等，紫外線照射易引起基因突變，因此該過程不能利用紫外線照射；細胞融合突破了有性雜交方法的局限，使遠緣雜交成為可能。答案：C二、單克隆抗體的制備1．關(guān)鍵思路及操作依據(jù)(1)關(guān)鍵思路①克隆單一的B淋巴細胞，形成細胞群；②將B淋巴細胞與骨髓瘤細胞融合，獲得雜交瘤細胞。(2)用B淋巴細胞與骨髓瘤細胞融合的原因①每一個B淋巴細胞只能分泌一種特異性抗體；不同種類的B淋巴細胞分泌的抗體不同；②B淋巴細胞在體外培養(yǎng)時不能無限增殖；骨髓瘤細胞能夠無限增殖。2．單克隆抗體的制備過程3．單克隆抗體制備過程中的篩選及原因(1)第一次篩選是在B淋巴細胞與骨髓瘤細胞融合之后，因為有三種融合情況：B淋巴細胞與B淋巴細胞融合、骨髓瘤細胞與骨髓瘤細胞融合、B淋巴細胞與骨髓瘤細胞融合，而只有B淋巴細胞與骨髓瘤細胞的融合細胞才是需要的雜種細胞。(2)第二次篩選需先在多孔培養(yǎng)皿上培養(yǎng)，在每個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(chǎn)生特異性抗體的細胞群。由于該細胞群是由單個雜交瘤細胞克隆來的，所以產(chǎn)生的抗體一定是化學性質(zhì)單一、特異性強的單克隆抗體。4．植物體細胞雜交和單克隆抗體的制備技術(shù)比較植物體細胞雜交動物細胞融合(單克隆抗體的制備)理論基礎(chǔ)(原理)細胞膜的流動性、植物細胞的全能性細胞膜的流動性、細胞增殖融合前處理酶解法去除細胞壁(纖維素酶、果膠酶)注射特定抗原，處理正常小鼠促融方法(1)物理法：離心、振動、電激等(2)化學法：聚乙二醇(PEG)(1)物理、化學法：與植物細胞融合相同(2)生物法：滅活的病毒植物體細胞雜交動物細胞融合(單克隆抗體的制備)過程第一步原生質(zhì)體的制備(酶解法)正常小鼠免疫處理第二步原生質(zhì)體的融合(物、化法)動物細胞的融合(物、化、生法)第三步雜種細胞的篩選和培養(yǎng)雜交瘤細胞的篩選與培養(yǎng)第四步雜種植株的誘導與鑒定單克隆抗體的提純

如圖為某同學根據(jù)雜交瘤技術(shù)的方法，設(shè)計的生產(chǎn)破傷風桿菌抗體的實驗方案。請據(jù)圖回答：(1)該方案能達到預期效果嗎？__________。原因是___________________________________________。(2)圖中②為________過程，常用________誘導細胞融合。該細胞繼承了____________，因此不僅能________，還有__________的本領(lǐng)。(3)圖中③進行細胞培養(yǎng)，目的是_______________________________________________________________。(4)在制備破傷風桿菌抗體的過程中，進行了兩次篩選，其目的不同，②是通過篩選獲得__________，④是通過篩選獲得______________________。(5)圖中⑤的培養(yǎng)能獲得________細胞，便于大規(guī)模培養(yǎng)。(6)破傷風桿菌的抗體最終可從______和______中提取。(7)該方案的目的是________________________________________________________________________。解析：(1)欲獲得能產(chǎn)生特異性抗體的B淋巴細胞必須給小鼠注射特異性抗原以引發(fā)免疫應(yīng)答。(2)圖中②過程為誘導動物細胞融合，常使用滅活的病毒誘導融合，融合后的細胞將具備雙方細胞的遺傳特性。(3)圖示③過程的目的是讓細胞在體外培養(yǎng)條件下大量增殖。(4)在單克隆抗體制備過程中需經(jīng)歷兩次篩選，第一次篩選是為了獲得雜種細胞，第二次篩選是為了獲得產(chǎn)生單一特異性抗體的雜交瘤細胞。(5)圖中⑤過程可獲得足夠量的雜交瘤細胞。(6)獲得單克隆抗體既可從體外培養(yǎng)液中獲取又可從小鼠腹水中獲取。(7)該技術(shù)方案的目的在于制備單克隆抗體。答案：(1)不能沒有將抗原注入小鼠體內(nèi)，無法獲得產(chǎn)生單一抗體的漿細胞(2)細胞融合和篩選滅活的病毒雙親細胞的遺傳物質(zhì)大量增殖產(chǎn)生特異性抗體(3)在體外條件下大量增殖(4)雜交瘤細胞能產(chǎn)生特定抗體的雜交瘤細胞(5)足夠量雜交瘤(6)體外培養(yǎng)液小鼠腹水(7)制備單克隆抗體【名師點睛】(1)比較制備單克隆抗體中的幾種細胞(2)動物細胞的融合過程細胞膜融合→細胞質(zhì)融合→細胞核融合(標志著細胞融合的完成)。細胞特點B淋巴細胞能產(chǎn)生單一抗體，但不能無限增殖骨髓瘤細胞能無限增殖，但不能產(chǎn)生抗體雜交瘤細胞既能產(chǎn)生抗體，又能無限增殖2．(重慶高考)下圖是單克隆抗體制備流程的簡明示意圖。下列有關(guān)敘述，正確的是(

)A．①是從已免疫的小鼠脾臟中獲得的效應(yīng)T淋巴細胞B．②中使用胰蛋白酶有利于雜交瘤細胞的形成C．③同時具有脾臟細胞和鼠骨髓瘤細胞的特性D．④是經(jīng)篩選培養(yǎng)獲得的能分泌特異性抗體的細胞群解析：①是獲得已經(jīng)免疫的B細胞，A項錯誤；胰蛋白酶使得組織塊分散為單個細胞，B項錯誤；③同時具有B淋巴細胞和骨髓瘤細胞的特征，C項錯誤；④經(jīng)篩選后獲得能夠分泌特異性抗體的雜交瘤細胞，D項正確。答案：D3．胃癌是我國發(fā)病率很高的一種惡性疾病，制備抑制癌細胞增殖的單克隆抗體對治療胃癌具有重要意義?？刮赴﹩慰寺】贵w的制備過程如下圖，以下說法正確的是(

)A．誘導骨髓瘤細胞與甲融合，可用的誘導因素只有滅活的病毒B．在乙、丙及骨髓瘤細胞中，乙、丙經(jīng)培養(yǎng)后，均可獲得大量的抗胃癌單克隆抗體C．將人的胃癌細胞反復注射到小鼠體內(nèi)，產(chǎn)生的血清抗體為單克隆抗體D．單克隆抗體的制備過程中培養(yǎng)基需加入血清或血漿解析：本題考查單克隆抗體的制