专题二动物细胞工程动物细胞融合与单克隆抗体样本.doc

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2.2 动物细胞工程(课内探究学案) 第二课时
【学习目标】
1、 举例说出动物细胞融合与单克隆抗体的原理和应用。
2、 列表比较动物细胞融合与植物体细胞杂交的异同。

【学习内容】
一、 动物细胞融合
1、 什么是细胞融合? 何为杂交细胞?

2、 动物细胞融合的原理是什么?
3、 诱导细胞融合的方法有哪些?

4、 动物细胞融合最主要的应用是 。
二、 单克隆抗体
1、 生产抗体的传统方法
( 1) 生产抗体的传统方法是什么?

( 2) 抗体: 一个B淋巴细胞只分泌一种 。从 中分离出的抗体, 产量低、 纯度低、 。其化学本质是 。
2、 单克隆抗体的制备
过程:

【思考探究】
①杂交瘤细胞有什么特点?

②单克隆抗体有什么优点?
③两次筛选分别筛选出
④单克隆抗体制备过程中用到的技术手段有 。
⑤单抗的制备有两个关键步骤
一是融合 二是用特定的选择培养基筛选出能产生特定抗体的细胞群
⑥试归纳出单克隆抗体的概念?
3、 单克隆抗体的应用
①作为诊断试剂
②用于治疗疾病和运载药物: 如 生物导弹
三、 相关技术比较
1、 植物体细胞杂交和单克隆抗体制备

植物体细胞杂交
动物细胞融合(单克隆抗体制备)
理论基础(原理)
细胞膜的流动性、 细胞的全能性
细胞膜的流动性、 细胞增殖
融合前处理
酶解法去除细胞壁(纤维素酶、 果胶酶)
注射特定抗原, 免疫处理正常小鼠
促融
(1)物理法: 离心、 振动、 电刺激等
(2)化学法: 聚乙二醇(PEG)
(1)物化法: 与植物细胞融合相同
(2)生物法: 灭活的仙台病毒
过程
第一步
原生质体的制备(酶解法)

正常小鼠免疫处理
第二步
原生质体的融合(物、 化法)
动物细胞的融合(物、 化、 生法)
第三步
杂种细胞的筛选和培养
杂交瘤细胞的筛选与培养
第四步
杂种植株的诱导与鉴定
单克隆抗体的提纯
用途意义
(1)克服远缘杂交的不亲和障碍, 大大扩展杂交的亲本组合范围
(2)克服有性杂交的母系遗传、 获得细胞质基因的杂合子、 研究细胞质遗传
(1)制备单克隆抗体
(2)诊断、 治疗、 预防疾病, 例如: 单抗诊断盒、 ”生物导弹”治疗癌症
2、 植物体细胞杂交和动物细胞融合的拓展分析
(1)植物细胞A、 B的体细胞是二倍体, 体细胞中的染色体数是2n, 则杂种细胞C就是4n, 称为异源四倍体。
(2)利用植物体细胞杂交的方法培育作物新品种的过程中, 其遗传物质的传递不遵循孟德尔的遗传规律, 因为生物在进行有性生殖时才遵循孟德尔的遗传规律, 而植物体细胞杂交的过程不属于有性生殖。
(3)动物细胞融合后获得的杂种细胞, 当前还没有办法让其发育成一个个体, 它不同于”克隆”, 也不同于植物体细胞杂交。
(4)两者在融合过程中都会发生多种融合方式, 如A—A、 B—B、 A—B, 因此要进行筛选。
(5)两者都要用到细胞融合和细胞培养两个技术手段。
(6)动物细胞培养中用选择性培养基先后选择出杂交瘤细胞和能产生抗体的细胞群。
(7)植物体细胞杂交的终点不是杂种细胞, 而是杂种植株, 因此其原理有两个: 一是细胞的全能性; 二是细胞膜的流动性。动物细胞融合是形成杂交瘤细胞, 不是形成新个体, 因此其原理只有一个, 即体现细胞的流动性。
【课堂随练】
1、 动物细胞融合和植物原生质体融合比较, 在动物细胞融合中有特殊性的是 ( )
A、 融合的原理 B、 融合的优点 C、 融合的诱导手段 D、 融合的过程
2、 科学家用小鼠骨髓瘤细胞与某种细胞融合, 得到杂交瘤细胞, 经培养可产生大量的单克隆抗体, 与骨髓瘤细胞融合的是 ( )
A、 经过免疫的B淋巴细胞 B、 不经过免疫的T淋巴细胞
C、 经过免疫的T淋巴细胞 D、 不经过免疫的B淋巴细胞
3、 单克隆抗体制备过程中, 骨髓瘤细胞和B淋巴细胞融合后要用特定培养基筛选出杂交瘤细胞。在这种培养基上不能存活、 增殖的细胞是 ( )
①B淋巴细胞 ②小鼠骨髓瘤细胞 ③B淋巴细胞自身融合细胞 ④小鼠骨髓瘤细胞自身融合细胞 ⑤杂交瘤细胞
A、 ①②③④ B、 ①③⑤ C、 ②④ D、 ①③
4、 下图是单克隆抗体制备过程示意图, 其中1过程注射的物质和A细胞的名称为 ( )

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、 效应B淋巴细胞
5、 单克隆抗体和血清抗体相比, 其优越性在于 ( )
A、 单克隆抗体能够制成”生物导弹” B、 单克隆抗体能够在体外制备
C、 单克隆抗体比血清抗体的特异性强、 免疫活性高
D、 单克隆抗体制备过程简单
6、 ”生物导弹”是指 ( )
A、 单克隆抗体 B、 带有特定药物的单克隆抗体
C、 杂交细胞 D、 B淋巴细胞
7、 图是某种淋巴细胞, 膜外颗粒状物质为抗体。据图回答:
( 1) 这是 细胞, 它是由 _______________________ 分化而来的。
( 2) 抗体从开始合成到分泌出细胞, 经过的细胞结构顺序是( 填标号) _____ 。抗体的分泌说明细胞的各种生物膜在结构上具有 ________ , 并以〔 〕 的形式转变。
( 3) 在分泌抗体时要消耗由〔 〕 提供的能量。
( 4) 抗体的化学本质是 , 它能与 发生特异性结合, 发挥免疫效应, 该过程属于 免疫。
( 5) 若该抗体是单克隆抗体, 则该细胞名称为 ________ 。在制备单克隆抗体的过程中, 要应用的动物细胞工程的技术手段是 。
8、 英国科学家米尔斯坦和科勒在前人工作的基础上, 利用小鼠的骨髓瘤细胞与某种B淋巴细胞, 产生杂交瘤细胞, 经过杂交瘤细胞增殖产生了单克隆抗体。现在我们能不能利用此题原理生产人的胰岛素呢? 黑人妇女海拉的宫颈癌细胞分离建立了”海拉细胞系”至今已有半个世纪, 依然在世界上许多实验室广泛地传代使用。能否利用”海拉细胞系”提供的细胞和胰岛B细胞产生”杂交瘤细胞”, 经”杂交瘤细胞”产生胰岛素呢? 理论上应该是可行的, 现在假如可行的话, 请按照细胞工程的原理回答下列有关问题。
( 1) 首先是获取胰岛B细胞: 从胰腺中取得了胰岛的部分细胞, 要使分离, 应当使用
酶。
( 2) 要将胰岛A细胞和胰岛B细胞分开最好是利用 培养基。
( 3) 获取了胰岛B细胞后, 要使它与”海拉细胞系”融合最好用 ____ 诱导。
( 4) 要确定”杂交瘤细胞”是否成功, 首先应先看能否 ; 其次是看其能否产生 。

答案:
题号
1
2
3
4
5
6
答案
C
A
A
D
C
B
7、 效应B细胞 B淋巴细胞或记忆细胞 ④⑤③②① 一定的连续性 2 囊泡 6
线粒体 球蛋白 抗原 体液 杂交瘤细胞 动物细胞融合
8、 胰蛋白 选择性 灭活的病毒 大量增殖 胰岛素

2.2 动物细胞工程(课后拓展练习)

1、 ( ·苏州模拟)下列关于细胞工程的叙述, 不正确的是 (　　)
A.电刺激可诱导植物原生质体融合或动物细胞融合
B.去除植物细胞壁和将动物组织分散成单个细胞均需酶处理
C.小鼠骨髓瘤细胞和经抗原免疫的B淋巴细胞融合可制备单克隆抗体
D.动植物细胞培养都需要经过脱分化处理
2、 某研究小组为测定药物对体外培养细胞的毒性, 准备对某种动物的肝肿瘤细胞(甲)和正常肝细胞(乙)进行动物细胞培养。下列说法正确的是 (　　)
A.在利用两种肝组织块制备肝细胞悬液时, 也可用胃蛋白酶处理
B.细胞培养应在含5%CO2的恒温培养箱中进行, CO2的作用是刺激细胞的呼吸
C.甲、 乙细胞在持续的原代培养过程中, 乙会出现停止增殖的现象
D.仅用该培养液也能用来培养乙肝病毒
3、 由于乙肝病毒不能用动物细胞培养, 因此无法用细胞培养的方法生产疫苗。自1979年乙肝病毒基因组的DNA测序完成后, 已知病毒的核心蛋白和表面抗原蛋白的氨基酸序列。如图所示是应用生物工程技术生产乙肝疫苗的示意图, 下列相关叙述中不正确的是( )

A.生产乙肝疫苗的过程也达到了定向改造细菌的目的
B.于生产疫苗的目的基因为编码核心蛋白的基因
C.在②过程中需要限制性核酸内切酶和DNA连接酶
D.用于生产疫苗的目的基因为编码表面抗原蛋白的基因
4、 单克隆抗体(单抗)实质上是单个效应B细胞经过克隆形成的细胞群产生的化学性质单一、 特异性强的免疫球蛋白。下列有关叙述中, 错误的是 (　　)
A.单抗作为生物导弹能定向到达癌细胞所在部位
B.单抗制备的过程要用到动物细胞培养和细胞融合技术
C.在单抗制备的过程中必须经过至少两次细胞筛选
D.只有用物理或化学方法的诱导, 才能促使B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合形成杂交细胞
5、 下列关于细胞工程的叙述中, 正确的是 (　　)
A.植物细胞工程中, 融合叶肉细胞时, 应先去掉细胞膜, 制备原生质体
B.植物体细胞杂交培育出的新品种一定不是单倍体
C.植物细胞工程中, 叶肉细胞经再分化过程可形成愈伤组织
D.单克隆抗体制备过程, 采用不经免疫的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合从而获得杂交瘤细胞
6、 ( ·济宁质检)用a表示骨髓瘤细胞, b表示效应B细胞, 则细胞融合过程中两次筛选的目的分别为 (　　)
A.a、 aa、 ab、 bb、 b→a、 aa、 ab→ab培养
B.a、 aa、 ab、 bb、 b→ab、 bb、 b→ab培养
C.a、 aa、 ab、 bb、 b→ab→产生特定抗体的ab培养
D.a、 aa、 ab、 bb、 b→aa→能无限增殖的aa培养
7、 以下四种细胞工程技术中培育出的新个体, 只有一个亲本遗传性状的方法是 (　　)
A.植物组织培养 B.细胞融合 C.动物胚胎移植 D.细胞核移植
8、 基因型为Aa与基因型为Bb的动物体细胞混合, 用灭活的仙台病毒处理后, 不可能获得下列哪种基因型的细胞 (　　)
A.AAaa　　　　　　　B.AaBb C.Aabb D.BBbb
9、 人CD20 单克隆抗体是治疗一些恶性肿瘤的特效药物, 当前主要是经过培养哺乳动物细胞的方式生产。中国科学家已经培育出世界上第一头转入了CD20抗体基因的转基因牛, 能够从它产的牛奶中直接提取CD20抗体。这项技术成熟后, 有望使这一特效药的生产成本降至现在的1/10。请回答:
(1)单克隆抗体的制备需先将　　　　和　　　　融合, 这一过程的诱导方法与植物体细胞杂交不同的是　　　　　　　。
(2)动物细胞培养需要在含　　　　　　　　混合气体的培养箱中进行, 培养液中一般需加入
　　　　等一些天然成分。
(3)转基因技术的核心是　　　　　　　　　　。该过程用到的工具酶有　
和　　　　　。
10、 ( ·南京调研)有性生殖的生物产生后代需进行受精作用, 植物体细胞杂交要进行原生质体融合, 单克隆抗体的制备需进行动物细胞融合, 可见细胞融合技术有着广泛的应用。右图为细胞融合的简略过程, 据图回答相关问题:
(1)若a、 b表示两种植物体细胞, 则由d细胞形成杂种植株的原理是　　　　,
这种育种方法的优点是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)若a、 b分别为骨髓瘤细胞和效应B淋巴细胞, 则d细胞特点是　　　　　　　　　。由d细胞产生的抗体与普通血清抗体相比较, 具有　　　　　　　　的特点。生产上, 一般不能经过直接培养效应B细胞来生产单克隆抗体, 其主要原因是　　　　　　　　　　　　　。
(3)下列各图表示单克隆抗体制备过程的各阶段图解, 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。顺是　　　　　　　　　　　　　　　。

11、 右面两幅图分别是单克隆抗体制备过程和克隆羊培育过程示意图, 请据图回答下列问题:
(1)图甲和图乙所示的过程中, 都必须用到的动物细胞工程技术手段是　　　　　　　　　。
(2)图甲中②过程常在　　　　诱导下完成, ④过程与体外培养相比, 其优点是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)单克隆抗体能定向攻击癌细胞, 主要是利用其　　　　　　　　。
(4)若不考虑环境因素影响, 克隆羊的性状全部像白面绵羊吗? 　　　　　　。原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(5)图乙过程的技术具有多种用途, 可是不能　　　　。
A.有选择地繁殖某一性别的家畜
B.繁殖家畜中的优良个体
C.用于保存物种
D.改变动物的核基因
(6)在现有技术条件下, 还不能将从动物体内分离出来的成熟的体细胞直接培养成一个新个体, 而是必须将体细胞的细胞核移植到去核的卵细胞中才能发育成新个体, 你认为原因最可能是　　　　。
A.卵细胞大, 便于操作
B.卵细胞含有的营养物质多
C.卵细胞的细胞质可使体细胞核全能性得到表示
D.重组细胞才具有全能性

答案
1、 解析: 植物细胞培养需要经过脱分化处理, 而动物细胞培养不需要, 电刺激可诱导植物原生质体或动物细胞融合。用纤维素酶、 果胶酶可去除植物细胞壁, 用胰蛋白酶可将动物组织分散成单个细胞。小鼠骨髓瘤细胞和经抗原免疫的B淋巴细胞融合可制备单克隆抗体。
答案: D
2、 解析: 胃蛋白酶最适pH值接近于2, 呈酸性, 而细胞培养液的pH值接近于中性, 因此不能用胃蛋白酶处理。CO2的作用是调节细胞培养液的pH值。由于存在细胞接触抑制现象, 在原代培养过程中, 会出现停止增殖的现象, 需要传代培养获得细胞株和细胞系; 病毒在活细胞内才能增殖, 不能用培养细胞的培养液进行培养。
答案: C
3、 B
4、 解析: 诱导B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞的融合有三类方法: 生物方法、 物理方法和化学方法。
答案: D
5、 解析: 制备原生质体应先去掉细胞壁; 叶肉细胞经脱分化过程才能形成愈伤组织; 制备单克隆抗体时, 采用经过免疫的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合来获得杂交瘤细胞; 植物体细胞杂交, 培育出的新品种中一定含有两个物种的遗传物质, 因此一定不是单倍体。
答案: B
6、 解析: 第一次筛选是选出杂交瘤细胞即ab, 第二次筛选是选出产生特异性抗体的ab细胞。
答案: C
7、 解析: 植物组织培养的过程是无性生殖的过程, 形成的新个体中只有一个亲本的遗传物质。
答案: A
8、 解析: 基因型为Aa与基因型为Bb的动物体细胞混合, 用灭活仙台病毒处理后, 会有三种细胞融合的情况出现, Aa和Aa融合形成的细胞基因型是AAaa, Bb和Bb融合形成的细胞基因型是BBbb, Aa和Bb融合形成的细胞基因型是AaBb。
答案: C
9、 解析: 单克隆抗体是经过细胞融合技术制备的。此项技术需先获得浆(效应B)细胞, 并使之与瘤细胞融合成杂交瘤细胞, 此过程可用灭活的病毒诱导。在培养时需提供气体环境, 其中含5%CO2, 是为了维持培养液的pH。转基因技术的核心是第二步——基因表示载体的构建。
答案: (1)经过免疫的B淋巴细胞　骨髓瘤细胞　可用灭活病毒诱导　(2)95%空气加5%CO2　血清、 血浆　(3)基因表示载体的构建　限制性核酸内切酶(限制酶)DNA连接酶
10、 解析: 植物体细胞杂交形成杂种植株的基本原理是细胞的全能性, 此技术打破了种间生殖隔离, 实现了远缘杂交。杂交瘤细胞具备了效应B细胞产生特异性抗体的特点和瘤细胞无限增殖的特点, 使得单克隆抗体的产生成为现实。
答案: (1)植物细胞的全能性　克服了远缘杂交不亲和的障碍(2)既能无限增殖, 又能产生特定的抗体　特异性强、 灵敏度高、 化学性质单一　效应B细胞不能无限增殖
(3)
11、 解析: 单克隆抗体制备和克隆羊的培育过程不同, 但都用到了动物细胞培养技术。杂交瘤细胞的体内培养不需要特定的培养基, 亦无须严格的外界环境条件, 在动物体内环境(腹水)中即可完成。
答案: (1)动物细胞培养　(2)聚乙二醇(或灭活的病毒, 物理方法如离心、 振动、 电刺激也可)　不需特定的培养基, 不需严格的外界环境条件　(3)导向作用　(4)不是　卵细胞细胞质的遗传物质也能控制某些性状　(5)D　(6)C