2017_2018学年高中生物生物技术与生物工程细胞工程1.2.3细胞融合技术课件中图版.pptx

第三节细胞融合技术,课程标准举例说出细胞融合与单克隆抗体。课标解读1简述细胞融合的过程。2举例说出利用细胞融合进行作物育种。3举例说出单克隆抗体的制备方法、过程与应用。,是指两个_的细胞的_融合在一起，产生的具有原来两个细胞_的细胞。是指两个或两个以上的_或_细胞融合成_细胞的过程。,细胞融合技术,1杂交细胞的概念,2细胞融合的概念,紧密接触,细胞膜,遗传信息,同种,异种,一个,是指用_诱导细胞融合，并在一定条件下使融合的细胞_、形成_或_的过程。通过细胞融合现象可以说明细胞膜具有什么结构特点？提示细胞融合现象说明细胞膜具有一定的流动性。,思维激活1,3细胞融合技术的概念,人工方法,分化再生,新物种,新品种,(1)原理：细胞膜的流动性和细胞增殖。(2)过程：膜融合质融合核融合。(3)结果：获得杂交细胞，即经过细胞融合产生的具有原来两个细胞遗传信息的细胞。一般能表现出两个亲本细胞的遗传特点。(1)概念是指用人工方法诱导细胞融合，并在一定条件下使融合细胞分化再生，形成新物种或新品种的过程。,1细胞融合的理解,2细胞融合技术,(2)诱导细胞融合方法的比较,培养人细胞与小鼠细胞的融合细胞发现，细胞会随机丢失来自人细胞的染色体，在仅含有人的1号染色体的融合细胞中，合成出人的尿苷单磷酸激酶。下列有关叙述中，不合理的是()。A与人或小鼠细胞相比，融合细胞发生了遗传物质的改变B研究方法中需要选择适当的培养基和细胞融合诱导技术C在融合细胞中，人的1号染色体DNA与小鼠DNA发生了重组D这种研究可能发现人的某一特定基因与特定染色体的关系,【巩固1】,解析染色体是遗传物质的载体，随机丢失染色体，融合细胞的遗传物质会发生改变，A正确。诱导细胞融合和筛选杂交细胞都需要选择相应的技术和选择培养基，B正确。在融合细胞中，人的1号染色体DNA不一定与小鼠DNA发生了重组整合在一起，C错误。在仅含有人的1号染色体的融合细胞中，合成出人的尿苷单磷酸激酶，可确定人的尿苷单磷酸激酶基因在1号染色体上，D正确。答案C,(1)作用：在外来_物质的刺激下，B淋巴细胞产生针对_物质的_。(2)特点：一个B淋巴细胞只能针对_产生_的抗体。,细胞融合与单克隆抗体,1B淋巴细胞的作用及特点,抗原,该抗原,抗体,一种抗原决定簇,一种特异性,源自一个B淋巴细胞的_所产生的抗体，只会_地作用于一种_，将这种抗体称为单克隆抗体。为什么把融合后的细胞放在特定培养基(选择培养基)上培养？提示因为有的细胞未发生融合，有的发生了同种细胞的融合，通过选择将上述细胞淘汰掉，获得杂交瘤细胞。,思维激活2,2单克隆抗体的概念,克隆,特异性,抗原决定簇,(1)免疫原理效应B淋巴细胞能产生特异性抗体。(2)细胞融合原理利用病毒对宿主细胞的穿透性，使效应B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合。(3)动物细胞培养技术对杂交瘤细胞进行体内培养或体外培养。(1)取材：将特定抗原反复注射到小鼠的体内，取出小鼠的脾脏，制备B细胞悬浮液，同时制备骨髓瘤细胞悬浮液。,1制备单克隆抗体的原理,2制备单克隆抗体的过程,(2)细胞融合：用灭活的病毒或PEG(聚乙二醇)促使两种细胞融合。(3)筛选杂交瘤细胞。(4)筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞。(5)生产单克隆抗体：可以体外培养或体内培养杂交瘤细胞。流程图如下：,特别提醒融合过程中，有同种细胞间的融合和不同种细胞间的融合及不发生融合，故需要筛选。杂交瘤细胞的特点：既能大量增殖，又能产生特定的抗体。制备过程中至少有两次筛选：第一次是筛选出杂交瘤细胞，第二次是筛选出能分泌特定抗体的杂交瘤细胞。,理化性质单一、与抗原结合的特异性强、灵敏度高。(1)用于疾病诊断、防治和致病机理的研究。(2)用于治疗疾病，制成“药物导弹”。,3单克隆抗体的特点,4应用,下列关于单克隆抗体的制备和应用的叙述中，不正确的是()。AB淋巴细胞与骨髓瘤细胞的融合，一般不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，一个效应B淋巴细胞可以产生抗体，但不能无限增殖D单克隆抗体与常规抗体相比，特异性强、灵敏度高，优越性明显,【巩固2】,解析诱导动物细胞融合的方法：灭活的病毒诱导融合；聚乙二醇诱导融合；电刺激诱导融合。答案A,一般情况下，由于亲缘关系较远的植物不能_或是_，故常规的_很难获得种间或属间杂种。细胞融合技术在_或_上有其独特的意义。它可以避免_过程，在亲缘关系较远的物种间实现_，创造出自然界没有的_。,细胞融合与作物育种,1植物体细胞融合与作物育种,受精,胚胎早期败育,有性杂交,种质创新,作物育种,受精,基因转移,新物种,植物细胞的_阻碍了植物体细胞的融合，常用_除去它，如利用_、_处理植物细胞，获得_，然后进行不同植物体细胞的_融合。为什么用纤维素酶、果胶酶就能分解植物细胞的细胞壁？这是利用了酶的什么特性？提示植物细胞的细胞壁的主要成分是纤维素和果胶。这是利用了酶的专一性。,思维激活3,2植物细胞融合,酶解,法,纤维素酶,果胶酶,原生质体,原生质体,细胞壁,细胞融合原理：细胞膜的流动性。植物组织培养原理：植物细胞的全能性。植物体细胞杂交育种的过程(1)去掉细胞壁在温和条件下用纤维素酶、果胶酶等分解植物细胞的细胞壁。(2)诱导融合诱导方法：物理、化学方法。融合成功标志：杂种细胞再生出细胞壁。,1植物体细胞杂交育种的原理,2,(3)杂种细胞的植物组织培养图解如下：,特别提醒植物体细胞杂交是从细胞融合开始，到培育成新的植物体结束。植物体细胞融合完成的标志是新细胞壁的形成。植物体细胞杂交过程中无有性生殖细胞的结合，属于无性生殖。从杂种植株的染色体组成上看，染色体数目增加，属于染色体数目的变异。植物体细胞杂交育种的意义克服生物远缘杂交不亲和的障碍，培育种间甚至属间杂种植物。,3,植物细胞杂交过程的实质是()。A细胞质融合的过程B细胞核融合的过程C细胞膜融合的过程D细胞原生质体融合的过程解析原生质体融合包括细胞膜、细胞质、细胞核的融合，所以，植物细胞杂交的过程，实际上是不同植物体细胞的原生质体融合的过程。答案D,【巩固3】,利用细胞工程方法，以SARS病毒核衣壳蛋白为抗原制备出单克隆抗体。下列相关叙述正确的是()。A用纯化的核衣壳蛋白反复注射到小鼠体内，产生的血抗体为单克隆抗体B体外培养单个效应B细胞可以获得大量针对SARS病毒的单克隆抗体C将等量效应B细胞和骨髓瘤细胞混合，经PEG诱导融合后的细胞均为杂交瘤细胞D利用该单克隆抗体与SARS病毒核衣壳蛋白特异性结合的方法可诊断出病毒感染者,【例1】,示例一单克隆抗体,思维导图：解析单克隆抗体是效应B细胞和骨髓瘤细胞诱导融合后形成的杂交瘤细胞大量增殖后产生的。A项方法获得的抗体纯度低，不能称为单克隆抗体。B项中效应B细胞无法实现大量增殖。C项中形成的杂交细胞有三类，既有效应B细胞和骨髓瘤细胞融合在一起的，又有两个效应B细胞融合在一起的，还有两个骨髓瘤细胞融合在一起的。,答案D归纳提升制备单克隆抗体的相关问题归纳：制备单克隆抗体依赖的细胞工程技术是细胞融合。在进行细胞融合时，并不是骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合，培养基上有没有融合的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞，也有自身融合的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞，还有骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合成的杂交瘤细胞。所以实验过程中有两次筛选：第一次筛选出杂交瘤细胞，第二次是筛选出能分泌特定抗体的杂交瘤细胞。,符合要求的杂交瘤细胞是既能产生特定抗体、又能无限增殖的杂交瘤细胞。筛选要用选择性培养基，不符合要求的细胞会死亡。单克隆抗体必须是通过细胞融合技术获得的杂交瘤细胞群产生的化学性质单一、特异性强的抗体。,科学家把天竺葵和香茅草进行体细胞杂交，培育出的驱蚊草含有香茅醛，能散发出一种特殊的气味，达到驱蚊且对人体无害的效果。下列关于驱蚊草培育的叙述中，错误的是()。A驱蚊草的培育属于细胞工程育种，其优点是能克服远缘杂交不亲和的障碍B驱蚊草培育过程要用纤维素酶、果胶酶、PEG等试剂C培养过程中形成的愈伤组织，其代谢方式是自养需氧型D在由杂种细胞形成杂种植株的过程中，包含了有丝分裂和细胞分化,【例2】,示例二植物体细胞杂交,思维导图：解析本题中驱蚊草的培育属于植物细胞工程，在获得原生质体时要用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，在原生质体融合时需用化学诱导剂PEG。在由杂种细胞培养成杂种植株的组织培养过程中涉及细胞分化和有丝分裂，这种育种方法的优点是能克服远缘杂交不亲和的障碍。愈伤组织还没有长出绿叶，故其代谢方式为异养型。答案C,归纳提升植物体细胞杂交的相关问题归纳：植物体细胞杂交过程中，植物细胞融合所依据的生物学原理是细胞膜的流动性；植物组织培养的理论基础是细胞的全能性。体细胞融合成功以后，既能形成AB型杂种细胞，还能形成AA型和BB型两种融合细胞，但只有AB型细胞是植物体细胞杂交所形成的杂种细胞，因此在杂种细胞形成后还应有一个筛选过程。目前常用的去除细胞壁的方法是酶解法，保证了原生质体活性。植物体细胞融合完成的标志是新细胞壁的形成。,植物体细胞杂交过程仍以植物组织培养为基础，通过植物组织培养完成杂种植株的培育过程。植物体细胞杂交的最大突破是克服远缘杂交不亲和的障碍，但是目前仍有许多理论和技术问题没有解决，距离推广应用还有一定的距离。,技法必备动物细胞融合与植物体细胞杂交的比较,探究动物细胞融合与植物细胞杂交,技法必备,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。下列为细胞融合的简略过程，据图回答相关问题。,能力展示,(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，一般不能通过直接培养效应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。顺序是_。,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),制备单克隆抗体所采用的细胞工程技术包括()。细胞培养细胞融合胚胎移植细胞核移植ABCD解析单克隆抗体的制备属于细胞工程范畴，主要包括细胞融合和细胞培养两大技术。答案A,1.,下列细胞能产生单克隆抗体的是()。AB淋巴细胞BT淋巴细胞C骨髓瘤细胞D杂交瘤细胞解析用于大量生产单克隆抗体的细胞是B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合后的杂交瘤细胞。答案D,2,下图所示为细胞融合技术的一些过程：(1)从A、B细胞到C细胞的过程中，必须用_处理。(2)若A、B细胞为植物细胞，那么这样的细胞已经用酶降解脱掉了_，这种酶可能是_酶，由此生成的A和B细胞称为_。,3.,(3)若A细胞为骨髓瘤细胞，B细胞为B淋巴细胞，那么D细胞称为_细胞，由D细胞连续分裂产生大量细胞的过程，称为_过程。这种细胞既能无限增殖，又能产生_。(4)若A为人细胞，B为鼠细胞，并分别用红、绿荧光染料标记细胞膜上的蛋白质，在形成C细胞时，细胞一半发红色荧光，一半发绿色荧光。到D细胞阶段，两种颜色的荧光均匀分布，请解释原因_。,解析此题对植物体细胞杂交、动物细胞融合以及细胞膜的特性进行了比较全面的考查。据课本中的知识，植物细胞外有一层细胞壁，阻碍了植物体细胞的杂交。因此，植物体细胞杂交的第一步是去掉细胞壁，分离出有活力的原生质体。要去掉细胞壁就要利用酶的专一性这一特点。因为细胞壁的主要成分为纤维素和果胶，所以要用纤维素酶、果胶酶分解植物细胞的细胞壁。第二步就是让不同植物体细胞的原生质体融合，融合必须通过一定的技术手段进行人工诱导。单克隆抗体制备过程需得到化学性质单一、特异性