人教版 (2019)选择性必修3二 动物细胞融合技术与单克隆抗体多媒体教学课件ppt

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1.概述动物细胞融合的原理和过程,形成正确的生命观念。2.概述动物细胞融合技术是单克隆抗体制备的重要技术。结合具体实例,以流程图的形式表示单克隆抗体的制备过程,明确在生活中的应用,培养科学思维。
一、动物细胞融合技术1.概念:动物细胞融合技术就是使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术。2.结果:融合后形成的杂交细胞具有原来两个或多个细胞的遗传信息。
3.诱导方法。(1)物理法:电融合法等。(2)化学法:PEG融合法等。(3)生物法:灭活病毒诱导法等。4.意义:细胞融合技术突破了有性杂交的局限,使远缘杂交成为可能。
5.应用:成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和培育生物新品种等的重要手段,特别是利用动物细胞融合技术发展起来的杂交瘤技术,为制造单克隆抗体开辟了新途径。微思考 动物细胞融合完成的标志是什么?提示:动物细胞融合完成的标志是细胞核融合。
微判断11.动物细胞融合过程中既有细胞膜的融合也有细胞核的融合。(　　)2.与植物原生质体融合相比,动物细胞融合特有的诱导因素有聚乙二醇、灭活的病毒。(　　)3.动物体细胞融合后的杂交细胞仍然是二倍体细胞。(　　)
微训练1下列有关动物细胞融合的叙述,错误的是(　　)A.使远缘杂交成为可能B.杂交细胞具有原来两个或多个细胞的遗传信息C.其基本原理是细胞膜的选择透过性D.为制造单克隆抗体开辟了新途径答案:C解析:动物细胞融合的原理是细胞膜具有流动性。
二、单克隆抗体及其应用1.传统的抗体制备。(1)方法:向动物体内反复注射某种抗原,使动物产生抗体,然后从动物血清中分离所需抗体。(2)缺点:产量低、纯度低、特异性差。
2.单克隆抗体的制备原理。(1)
(2)解决思路:将一种B淋巴细胞与能在体外大量增殖的骨髓瘤细胞融合为杂交瘤细胞,其既能大量增殖,又能产生足够数量的特定抗体。
3.单克隆抗体的制备过程。
4.单克隆抗体的应用。(1)广泛用作诊断试剂。如利用同位素或荧光标记的单克隆抗体在特定组织中成像的技术,可定位诊断肿瘤、心血管畸形等疾病。(2)运载药物。(3)用于治疗疾病。
微点拨 制备单克隆抗体时,要对小鼠注射抗原进行免疫。B淋巴细胞要经过免疫过程,即受抗原刺激后才能增殖、分化为有特异性免疫功能的浆细胞,进而产生相应的抗体,所以与骨髓瘤细胞融合的B淋巴细胞实际上是浆细胞。
微判断21.用特定的抗原对小鼠进行免疫后,从小鼠脾中只能得到一种B淋巴细胞。(　　)2.单克隆抗体是单个B淋巴细胞增殖并产生的抗体。(　　)3.单克隆抗体制备过程中的两次筛选目的相同。(　　)
微训练2下列关于单克隆抗体的制备和应用的叙述,正确的是(　　)A.B淋巴细胞与骨髓瘤细胞的融合,一般需要灭活的病毒或聚乙二醇诱导B.融合后形成的杂交瘤细胞既能无限增殖,又能产生单克隆抗体C.体外培养时,一个B淋巴细胞既可以产生抗体,也能无限增殖
D.单克隆抗体与常规抗体相比,特异性强,灵敏度高,可利用分子克隆技术大量制备答案:A
解析:动物细胞的融合需要物理、化学或生物的方法来诱导,其中生物方法常利用灭活的病毒来诱导,化学方法常利用聚乙二醇作诱导剂,A项正确。第一次筛选出的杂交瘤细胞不一定能产生针对特定抗原的单克隆抗体,需要进行第二次筛选才能达到目的,B项错误。在体外培养条件下,一个B淋巴细胞是不可能无限增殖的,C项错误。与常规抗体相比,单克隆抗体最主要的优点在于其特异性强、灵敏度高,它可以利用杂交瘤细胞的克隆而实现大量制备,而非分子克隆,D项错误。
一 动物细胞融合技术重难归纳1.动物细胞融合技术。(1)原理:细胞膜的流动性。(2)操作过程:细胞膜融合→细胞质融合→细胞核融合(实质)。其中细胞膜融合是细胞融合的先导,在细胞膜融合中体现出细胞膜具有一定的流动性,细胞融合的实质是细胞核融合。动物细胞融合完成的标志是两个或多个细胞核融合为一个细胞核。如下图所示(以灭活的病毒诱导为例)。
(3)筛选的原因:诱导融合的手段只是促使细胞间的融合,不能保证所有的细胞都发生融合,形成的融合细胞也有多种,因此需要进行筛选。(4)融合细胞的特点:形成单核杂交细胞,具有原来两个或多个细胞的遗传信息,通过动物细胞培养,杂交细胞表现出两个亲本的特点。
2.植物体细胞杂交与动物细胞融合的比较。
易错提醒 病毒在生物技术中的应用(1)灭活的病毒能作为诱导剂,不灭活的病毒不能作为诱导剂。(2)病毒在不同过程或操作中的“身份不同”。在免疫调节中病毒属于抗原,在基因工程中可作为载体,在细胞工程中可作为诱导剂。
1.什么是灭活?灭活病毒诱导融合的原理是什么?提示:灭活是指用物理或化学手段使病毒或细菌失去感染能力,但并不破坏它们的抗原结构。灭活病毒诱导细胞融合的原理是病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能够与细胞膜上的糖蛋白发生作用,使细胞互相凝聚,细胞膜上的蛋白质分子和脂质分子重新排布,细胞膜打开,细胞发生融合。
2.动物细胞融合与植物原生质体融合的原理相同吗?提示:相同,原理都是细胞膜的流动性。3.诱导动物细胞融合和诱导植物原生质体融合都可使用的方法有哪些?提示:物理方法(电融合法等)和化学方法(PEG融合法等)。
典例剖析下图是两种生物的细胞融合示意图,下列关于该图的叙述,正确的是(　　)①a过程必须去除细胞膜,b过程需要通过细胞识别　②若X是抗体,则甲、乙细胞是肿瘤细胞和经抗原刺激产生的B淋巴细胞　③若X是苹果—梨幼苗,则c过程是细胞分裂、分化　④细胞融合技术的缺点是不能实现远缘杂交A.①B.①②C.②③D.②③④答案:C
解析:动物细胞融合不需要去除细胞膜,两个细胞的细胞膜融合不需要识别,①错误。若X是抗体,则甲、乙细胞是肿瘤细胞和经抗原刺激产生的B淋巴细胞,二者融合后的杂交瘤细胞既能迅速大量增殖,又能产生抗体,②正确。若X是苹果—梨幼苗,则甲、乙细胞分别是苹果细胞和梨细胞,c过程是细胞分裂、分化,③正确。细胞融合技术打破了生殖隔离,使远缘杂交成为可能,④错误。
学以致用下列关于动物细胞融合与植物体细胞杂交的说法,正确的是(　　)A.基本原理相同B.诱导细胞融合的方法相同C.细胞融合前的处理过程相同D.融合后都需要进行筛选答案:D
解析:植物体细胞杂交的原理为细胞膜的流动性、植物细胞的全能性,而动物细胞融合利用的是细胞膜的流动性和细胞增殖;动物细胞融合常用灭活病毒诱导法,而植物体细胞杂交不能使用该方法;动物细胞融合前需用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理,将组织分散成单个细胞,植物体细胞杂交常用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁;诱导融合后会形成多种融合细胞和未融合细胞,因此要进行筛选。
二 单克隆抗体及其应用重难归纳1.血清抗体与单克隆抗体的比较。
2.制备单克隆抗体过程中的两次筛选。
3.三种细胞的比较。
4.单克隆抗体制备过程的关键分析。(1)对动物免疫的原因:B淋巴细胞要经过免疫过程,即接受抗原刺激增殖分化为有特异性免疫功能的B淋巴细胞,才能产生相应的抗体。所以,与骨髓瘤细胞融合的B淋巴细胞实际上是浆细胞。(2)杂交瘤细胞具备双亲的遗传物质,不仅具有B淋巴细胞产生特异性抗体的能力,还具有骨髓瘤细胞在体外培养条件下大量增殖的能力,从而可以大量生产单克隆抗体。
特别提醒 如果仅考虑两个细胞融合,那么单克隆抗体制备的过程中共获得3种融合细胞,即骨髓瘤细胞与骨髓瘤细胞融合、B淋巴细胞与B淋巴细胞融合、B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合。
下图是单克隆抗体制备过程的各阶段图解,请据图回答下列问题。
(1)请用箭头把代表各图解的字母按单克隆抗体制备过程的顺序连接起来。提示:(2)在单克隆抗体制备过程中,B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合后的杂交瘤细胞具有什么样的特点?提示:既能迅速大量增殖,又能产生抗体。
(3)图中进行了两次筛选,这两次筛选的目的相同吗?请说明理由。提示:不相同。第一次筛选出杂交瘤细胞,第二次筛选出能分泌所需抗体的杂交瘤细胞。(4)新型冠状病毒导致的全球疫情影响了人类的生产生活。如果你是一名研究员,请从单克隆抗体的角度进行药物研发,过程B注射的抗原是什么?提示:减毒或灭活的新型冠状病毒。
典例剖析甘草酸是中药甘草的主要活性成分。为了快速检测甘草酸,科研人员利用细胞工程技术制备了抗甘草酸的单克隆抗体,其基本操作过程如下图所示。
下列相关叙述正确的是(　　)A.过程①注射相应抗原后应立即从小鼠脾中提取细胞甲B.过程②诱导细胞融合,利用了细胞膜的选择透过性C.过程③④的筛选方法相同,细胞丙、丁遗传物质相同D.过程⑤无论在体内还是体外进行,细胞丁都可大量增殖答案:D
解析:过程①注射相应抗原后,需要机体进行免疫,产生具有免疫能力的B淋巴细胞后,才可以从小鼠脾中提取细胞甲,A项错误。过程②诱导细胞融合,利用了细胞膜的流动性,B项错误。过程③用选择培养基获得杂交瘤细胞,过程④用克隆化培养和抗体检测得到能分泌所需抗体的杂交瘤细胞,C项错误。杂交瘤细胞既能够迅速大量增殖又能产生抗体,过程⑤无论在体内还是体外进行,细胞丁都可大量增殖,D项正确。
学以致用将小鼠骨髓瘤细胞与一种B淋巴细胞融合,可使融合的细胞经培养产生单克隆抗体,其依据是(　　)A.B淋巴细胞可产生抗体,但不能无限增殖;骨髓瘤细胞不产生抗体,但能无限增殖B.B淋巴细胞和骨髓瘤细胞都能进行体外培养C.B淋巴细胞既能无限增殖,也可以产生抗体D.骨髓瘤细胞只有与B淋巴细胞融合,才能产生抗体答案:A
解析:用杂交瘤细胞生产单克隆抗体,依据的原理是B淋巴细胞可产生抗体,但不能无限增殖;骨髓瘤细胞不产生抗体,但能无限增殖。
1.动物细胞融合的原理是(　　)A.细胞膜的流动性B.细胞膜的选择透过性C.细胞质的流动性D.细胞质酶的活性答案:A
2.运用细胞工程技术获得单克隆抗体时,下列操作不必要的是(　　)A.对小动物注射抗原B.融合并筛选杂交瘤细胞C.培养杂交瘤细胞D.将胰蛋白酶注入小鼠腹腔答案:D解析:胰蛋白酶在动物细胞培养时用到,可将动物组织分散成单个细胞。
3.下图是一种能够阻断新型冠状病毒感染的全人源单克隆抗体的制备过程示意图。
下列叙述错误的是(　　)A.人B淋巴细胞在超免疫缺陷鼠体内受到抗原刺激会增殖分化产生抗体B.人抗体基因克隆前需要进行多次筛选和检测C.产生的重组抗体,需要细胞膜上载体蛋白的协助才能释放到细胞外D.全人源单克隆抗体能有效降低人体的免疫排斥反应答案:C
解析:由题图可知,人B淋巴细胞在超免疫缺陷鼠体内受到抗原刺激会增殖分化产生抗体,A项正确。人抗体基因克隆前需要进行多次筛选和检测,B项正确。抗体属于分泌蛋白,通过胞吐作用释放到细胞外,不需要载体蛋白,C项错误。全人源单克隆抗体能有效降低人体的免疫排斥反应,D项正确。
4.下列关于动物细胞融合的说法,错误的是(　　)A.动物细胞融合是使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程B.动物细胞融合需要用纤维素酶处理C.动物细胞融合时需要人工诱导D.常用的诱导动物细胞融合的因素有聚乙二醇、灭活的病毒、电激等答案:B
解析:动物细胞融合是使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程,A项正确。动物细胞没有细胞壁,所以诱导融合前不需要用纤维素酶处理,B项错误。动物细胞融合需要人工诱导融合,常用的诱导因素包括聚乙二醇、灭活的病毒、电激等,C、D两项正确。
5.下图是单克隆抗体制备过程示意图,其中过程1注射的物质和A细胞的名称分别是(　　)A.抗体、T淋巴细胞B.抗原、T淋巴细胞C.抗体、B淋巴细胞D.抗原、B淋巴细胞答案:D
6.下图表示细胞融合的部分过程,请据图回答下列问题。(1)若上图表示植物细胞融合的过程,欲将丁细胞培育成植株,可选用　　　　　　技术,这一培养过程主要包括　　　　　　和　　　　　　两个阶段。 
(2)若上图表示动物细胞融合的过程,过程①常用的区别于植物细胞的诱导剂是　　　　　　　　,丁细胞称为　　　　　　　　。对动物细胞进行培养时,培养基中除必要的营养物质外,通常需要加入　　　　等一些天然成分。(3)若上图表示制备单克隆抗体的部分过程,甲细胞为小鼠的骨髓瘤细胞,则乙细胞为　　　　　　　　　　　。在分离乙细胞之前,应对小鼠进行的处理是　　　　　　　　　。只考虑两个细胞融合,获得的丙细胞有　　种。 
(4)若左图表示制备单克隆抗体的部分过程,过程②筛选得到的丁细胞的特点是　　　　　　　　　　　　　　　。上述制备过程涉及的生物技术有　 　。获得丁细胞后进行体内培养或体外培养,可提取单克隆抗体。单克隆抗体的优点是　　　　　　　　　　　　　　　　。