資源簡介

動物細胞融合和單克隆抗體
一、學習目標
1.理解和掌握動物細胞融合的原理、過程和意義。
2.理解和掌握單克隆抗體制備的過程的步驟和應用。
二、重點難點
重點：了解單克隆抗體的制備和應用。
難點：了解單克隆抗體制備過程中兩次篩選的作用。
三、學習過程
【溫故知新】
1.簡要說明植物體細胞雜交的過程。
2.植物原生質體融合的原理是 。
3.植物體細胞雜交的意義是 。
【課前預習】
（一）動物細胞融合
1.概念： 或 動物細胞結合形成一個細胞的過程，也稱細胞雜交。
2.結果：形成 。
3.動物細胞融合原理：細胞膜的 。
4.誘導動物細胞融合的方法：
物理方法： 。
化學方法： 。
生物方法： 。
5.過程：兩個或多個細胞在滅活的病毒或PEG的作用下 。
6.意義：克服了 的不親和性，成為研究 、 、腫瘤和 培育的重要手段。
（二）單克隆抗體
1.抗體
（1）產生細胞： 。
（2）特點：從 中分離出的抗體產量低、純度低、特異性差。
（3）成分： 。
2.單克隆抗體的制備
（1）過程：
①給小鼠注射特定的抗原蛋白質，進行免疫。
②從 中分離出能產生抗體的效應B細胞。
③將效應B細胞與培養的 細胞誘導融合，可能形成三種類型的融合細胞： 、 、 。
④進行選擇性培養得到 瘤細胞。
⑤克隆化培養，專一抗體檢測陽性，得到足夠數量的能分泌所需要抗體的細胞。
⑥ 培養，或者體外培養。
⑦得到單克隆抗體。
（2）雜交瘤細胞的特點： 、 。
（3）單克隆抗體的優點： 、 、 。
3.單克隆抗體的應用
（1）作為診斷試劑，具有________________、________________、________________、_____________的優點。
（2）用于治療疾病和運載藥物：主要用于治療 、可制成 。
【課內探究】
（一）動物細胞融合
結合教材P52第三、四自然段，填寫下表。
項目 植物體細胞雜交 動物細胞融合
原理

細胞融合的方法 用 去除細胞壁后誘導原生質體融合 用
使細胞分散后誘導細胞融合
誘導手段
除應用植物細胞雜交手段外，還有用
結果

應用 培育植物新品種 主要
意義
相同點 原生質體融合原理相同，原生質體融合的方法相似
探究：
1.為什么滅活的病毒可以誘導動物細胞融合？不滅活的病毒可以嗎？
2.動物細胞融合后能培養形成雜種動物個體嗎？
（二）單克隆抗體
探究1：關于抗體的產生
①抗體由什么細胞產生？傳統的抗體生產方法及缺點是什么？
②一種抗原侵入機體后，引起機體免疫反應產生的抗體只有一種嗎？一種效應B淋巴細胞能產生幾種抗體？
探究2：關于B淋巴細胞
①在體外培養的條件下，一個B淋巴細胞有沒有可能無限增殖？若要想獲得大量的單一抗體，如何做呢？
②有什么辦法可以讓B淋巴細胞無限增殖？
探究3：關于單克隆抗體的制備過程
①如何獲得能產生所需抗體的B淋巴細胞？
②如果把多個B淋巴細胞和骨髓瘤細胞放在一起時，一定會全部發生融合嗎？僅考慮兩兩融合的話會有幾種融合類型？
③符合要求的雜交瘤細胞是如何篩選出來的？能產生所需單一抗體的雜交瘤細胞是如何篩選出來的？
④如何利用雜交瘤細胞來生產抗體？
⑤單克隆抗體制備過程用到了哪兩種技術？制備原理是什么？
探究4：關于單克隆抗體的應用
①單克隆抗體的“單克隆”怎樣理解？該抗體有何特點？
②基于單克隆抗體的優點而制備的“生物導彈”是怎么回事？
四、自主練習
1．關于動物細胞融合的說法，不正確的是（ ）
A．動物細胞融合也稱細胞雜交，是指兩個或多個動物細胞結合形成一個細胞的過程
B．動物細胞融合后形成的具有原來兩個或多個動物細胞遺傳信息的單核細胞稱為雜交細胞
C．常用的誘導動物細胞融合的因素有：聚乙二醇、滅活的病毒、電激、紫外線照射
D．細胞融合技術突破了有性雜交方法的局限，使遠緣雜交成為可能
2．科學家用小鼠骨髓瘤細胞與某種細胞融合，得到雜交瘤細胞，經培養可產生大量的單克隆抗體。與骨髓瘤細胞融合的細胞是（ ）
A．經過特定抗原免疫的B淋巴細胞
B．不經過免疫的B淋巴細胞
C．經過特定抗原免疫的T淋巴細胞
D．不經過免疫的T淋巴細胞
3．用動物細胞工程技術制備單克隆抗體，下列實驗步驟中錯誤的是（ ）
A．將抗原注入小鼠體內，獲得能產生抗體的B淋巴細胞
B．用氯化鈣作誘導劑，促使能產生抗體的B淋巴細胞與小鼠骨髓瘤細胞融合
C．篩選雜交瘤細胞，并從中選出能產生所需抗體的細胞群，培養后提取單克隆抗體
D．該雜交瘤細胞株的增殖方式和產物分別是有絲分裂和單克隆抗體
4．單克隆抗體制備過程中，對骨髓瘤細胞和B淋巴細胞誘導融合后，要用特定的選擇培養基篩選出雜交瘤細胞。在這種培養基上不能存活、增殖的細胞是（ ）
①B淋巴細胞 ②骨髓瘤細胞 ③B淋巴細胞自身融合細胞 ④骨髓瘤細胞自身融合細胞 ⑤雜交瘤細胞
A．①②③④ B．①③⑤
C．②④ D．①③
5．下圖是單克隆抗體制備過程示意圖，其中①過程注射的物質和A細胞的名稱分別是（ ）
A．抗體、T淋巴細胞 B．抗原、T淋巴細胞
C．抗體、B淋巴細胞 D．抗原、B淋巴細胞
6．（多選）下列是應用動物細胞工程技術獲取單克隆抗X抗體的具體操作步驟：
①從患骨髓瘤的小鼠體內獲取骨髓瘤細胞
②將X抗原注入小鼠體內，獲得能產生抗X抗體的B淋巴細胞
③將雜交瘤細胞注入小鼠腹腔培養
④篩選出能產生抗X抗體的雜交瘤細胞
⑤利用選擇培養基篩選出雜交瘤細胞
⑥從腹水中提取抗體
⑦利用促細胞融合因子使兩種細胞發生融合
其中對單克隆抗體制備的相關敘述中正確的是（ ）
A．實驗順序應當是①②⑦⑤④③⑥
B．③過程中產生的多個雜交瘤細胞稱為克隆
C．⑦過程獲得的細胞均可無限增殖
D．利用細胞融合生產單克隆抗體通常要經過兩次篩選
7．某實驗室做了下圖所示的實驗研究，下列相關敘述，正確的是（ ）
A．與纖維母細胞相比，過程①形成的誘導干細胞的全能性較低
B．過程②是誘導干細胞的結構和遺傳物質發生穩定性差異的過程
C．每個Y細胞只產生一種抗體，故過程③不需用選擇性培養基進行篩選
D．過程④產生的單抗，不需細胞膜上載體蛋白的協助就能釋放到細胞外
8．近幾年神舟飛船頻頻成功發射和著陸。在飛船上，科學家進行了無人搭載的空間動物細胞融合實驗。該實驗所依據的原理和促進細胞融合的方法分別是（ ）
A．細胞的全能性、滅活病毒誘導融合
B．細胞的全能性、電刺激融合
C．生物膜的流動性、滅活病毒誘導融合
D．生物膜的流動性、電刺激融合
9．由單克隆抗體研制而成的“生物導彈”由兩部分組成，一是“瞄準裝置”，二是殺傷性“彈頭”。下列對此敘述不正確的是（ ）
A．“瞄準裝置”是指識別腫瘤的單克隆抗體
B．“彈頭”是由化學藥物構成的
C．“彈頭”具有特異性
D．“瞄準裝置”具有特異性
10．實質上是單個B淋巴細胞通過克隆形成的細胞群產生的化學性質單一、特異性強的免疫球蛋白。下列有關敘述中，錯誤的是（ ）
A．單抗作為生物導彈能定向到達癌細胞所在部位
B．單抗制備的過程要用到動物細胞培養和細胞融合技術
C．在單抗制備的過程中必須經過至少兩次細胞篩選
D．只有用物理或化學方法的誘導，才能促使B淋巴細胞與骨髓瘤細胞融合形成雜交瘤細胞
11．在進行課題研究時，甲、乙、丙、丁四位同學所采用的方法中錯誤的是（ ）
A．甲用酶解法去除植物細胞的細胞壁
B．乙用青蛙的血清來配制小鼠細胞的培養液
C．丙用化學法誘導原生質體的融合
D．丁用體外培養法制備單克隆抗體
12．在現代生物工程技術中，下列研究方案不能實現其目的的是（ ）
選項 方案 目的
A 將胰島素基因導入大腸桿菌進行培養 大量生產人胰島素
B 將外源基因導入受體植物葉綠體中 防止外源基因擴散
C 通過體外培養或體內培養骨髓瘤細胞 制備單克隆抗體
D 用胰蛋白酶處理剪碎的動物組織塊 制備動物細胞懸浮液
13．要想獲得大量的單克隆抗體就必須用單個的B淋巴細胞進行無性繁殖，形成細胞群。其原因是（ ）
A．在體外培養條件下，B淋巴細胞可以無限增殖
B．在動物體內B淋巴細胞可產生多達百萬種以上的抗體
C．每一個B淋巴細胞都參與特異性免疫反應
D．每一個B淋巴細胞只分泌一種特異性抗體
14．用a表示骨髓瘤細胞，b表示效應B細胞，則細胞融合過程中關于兩次篩選的目的分析正確的是（ ）
A．a、aa、ab、bb、b→a、aa、ab→ab培養
B．a、aa、ab、bb、b→ab、bb、b→ab培養
C．a、aa、ab、bb、b→ab→產生特定抗體的ab培養
D．a、aa、ab、bb、b→aa→能無限增殖的aa培養
15．關于單克隆抗體，下列敘述不正確的是（ ）
A．可以制成診斷盒，用于疾病的診斷
B．可以與藥物結合，用于病變細胞的定向治療
C．可以利用基因工程技術生產
D．可以在生物體內生產，不能體外生產
16．下圖表示細胞融合技術的一些過程，據圖回答：
（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細胞還要應用______________技術，把其培養成植株。
（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細胞連續分裂產生大量細胞的過程，稱為____________，這種細胞既能無限繁殖，又能產生__________。
（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，在C細胞階段，細胞一半發紅色熒光，一半發綠色熒光，到D細胞階級，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？（只考慮兩兩結合）____________。
17．下圖是單克隆抗體制備流程階段示意圖。
（1）________________技術是單克隆抗體技術的基礎。
（2）根據培養基的用途分類，圖中HAT培養基屬于________培養基。
（3）動物細胞融合除了采用植物細胞原生質體融合常用的誘導劑外，還可以采用_________。
（4）選用的雜交瘤細胞既具備骨髓瘤細胞的________________的特點，又具備淋巴細胞的________________特點。
（5）淋巴細胞是由動物體________中的________細胞分化、發育而來。
（6）雜交瘤細胞從培養基中吸收葡萄糖、氨基酸的主要方式是________________。
參考答案
溫故知新
1.選擇要進行雜交的細胞→去除細胞壁，獲得原生質體→原生質體的融合→雜種細胞再生細胞壁→培養愈傷組織→再生植株
2.細胞膜的流動性和植物細胞全能性
3.植物體細胞雜交打破了不同生物遠緣雜交不親和的障礙，即打破了生殖隔離
課前預習
（一）1.兩個 多個
2.雜交細胞
3.流動性
4.離心、振動、電激 聚乙二醇（PEG） 滅活的病毒
5.融合形成一個具有原來兩個或多個細胞遺傳信息的單核細胞
6.遠緣雜交 細胞遺傳 細胞免疫 生物新品種
（二）1.（1）漿細胞（效應B淋巴細胞）
（2）動物血清
（3）免疫球蛋白
2.（1）①小鼠脾臟細胞 ②骨髓瘤細胞 ③B淋巴細胞—B淋巴細胞 B淋巴細胞—骨髓瘤細胞 骨髓瘤細胞—骨髓瘤細胞 ④雜交 ⑥注射到小鼠腹腔內
（2）無限增殖 產生特定抗體
（3）特異性強 靈敏度高 可大量制備
3.（1）準確 高效 簡易 快速
（2）癌癥 生物導彈
課內探究
（一）動物細胞融合
項目 植物體細胞雜交 動物細胞融合
原理 細胞膜流動性、植物細胞全能性 細胞膜流動性
細胞融合的方法 用纖維素酶和果膠酶 去除細胞壁后誘導原生質體融合 用胰蛋白酶或膠原蛋白酶 使細胞分散后誘導細胞融合
誘導手段 物理：離心、振動、電激、
化學：聚乙二醇 除應用植物細胞雜交手段外，還有用滅活的病毒
結果 雜種植株 雜交細胞
應用 克服遠緣雜交不親和的障礙，擴展雜交親本范圍，培育新品種 主要制備單克隆抗體
意義 突破遠緣雜交不親和的障礙，打破了生殖隔離
相同點 融合原理相同，融合的方法相似
探究1.滅活的病毒能使細胞膜上的蛋白質分子和脂質重新排布，細胞膜打開，細胞發生融合；不能用不滅活的病毒做誘導劑，因為不滅活的病毒會感染細胞。
2.不能。融合后的雜交細胞經過培養只能通過細胞分裂形成細胞群。
（二）單克隆抗體
探究1
①抗體又稱免疫球蛋白，是由漿細胞（或效應B細胞）分泌產生的。傳統生產抗體的方法是向動物體內反復注射某種抗原，使動物產生抗體，然后，從動物血清中分離所需抗體。其缺點是不僅產量低、純度低，而且制備的抗體特異性差。
②一種抗原侵入機體后，體內會產生相應的B淋巴細胞，從而產生抗體；由于B淋巴細胞有很多種類，而每一種B淋巴細胞只分泌一種特異性抗體，所以，體內產生的特異性抗體種類可多達百萬種以上。
探究2
①由于B淋巴細胞是高度分化的細胞，所以在體外培養條件下，一個B淋巴細胞不能夠無限增殖，從而不能產生足夠數量的單一抗體；要想獲得大量的單一抗體，就需要得到足夠數量的單一種類的B淋巴細胞。
②可以采取把一種B淋巴細胞與能在體外大量增殖的骨髓瘤細胞進行融合的方法，所得到的融合細胞就能大量增殖，產生足夠數量的特定抗體。
探究3
①用合適的抗原反復注射小鼠，在抗原的刺激下，就可以得到能產生相應的抗體的B淋巴細胞。
②有的細胞并沒有發生融合，依然是未融合的B淋巴細胞和未融合的骨髓瘤細胞；三種，有B淋巴細胞間的融合、骨髓瘤細胞間的融合以及B淋巴細胞與骨髓瘤細胞間的融合。
③用選擇性培養基篩選出雜交瘤細胞，在這樣的培養基上，未融合的親本細胞和融合的具有同種核的細胞都會死亡；用專一抗體檢測和克隆話培養的方法篩選出能產生特定抗體的雜交瘤細胞。具體為：將雜交瘤細胞稀釋，用多孔細胞培養板培養，使每孔不超過一個細胞，通過培養讓其增殖。然后檢測各孔上清液中細胞分泌的抗體，那么上清液可與特定抗原結合的培養孔為陽性孔。陽性孔中的細胞還不能保證是來自單個細胞，挑選陽性孔的細胞繼續進行有限稀釋，一般需進行3～4次，直至確信每個孔中增殖的細胞為單克隆細胞。該過程即為雜交瘤細胞的克隆化培養。
④第一種方法是：將雜交瘤細胞在體外大規模培養，從細胞培養液中就能提取大量的單克隆抗體；第二種方法是：把雜交瘤細胞注射到小鼠腹腔內增殖，再從小鼠腹腔中提取單克隆抗體。
⑤單克隆抗體制備過程用到了動物細胞培養和動物細胞融合兩項技術，因此，依據的原理就是細胞增殖和細胞膜的流動性。
探究4
①“單”是指單一的雜交瘤細胞，“克隆”是指克隆化培養，即通過細胞培養形成同一種細胞組成的細胞群。單克隆抗體就是克隆化培養單一的雜交瘤細胞，最終獲得化學性質單一的抗體。該抗體的特點是特異性強、靈敏度高、能大量制備
②“生物導彈”是指將單克隆抗體、放射性同位素和化學藥物（例如抗癌藥物）結合在一起制成的。借助單克隆抗體的導向作用，能將藥物定向帶到癌細胞所在位置，在原位殺死癌細胞。具有療效高、毒副作用小的特點。
自主練習
1．C 2．A 3．B 4．A 5．D 6．ABD 7．D 8．C 9．C 10．D 11．B 12．A 13．D 14．C 15．D
16．（1）誘導因素
（2）纖維素酶和果膠酶 原生質體 電激、振動 產生新的細胞壁 植物組織培養
（3）雜交瘤細胞 細胞培養 單一抗體
（4）構成細胞膜的蛋白質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
17．（1）動物細胞培養
（2）選擇
（3）滅活的病毒
（4）在體外大量增殖 分泌特異性抗體
（5）骨髓 造血干
（6）主動運輸

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