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细胞融合技术 第三节 1 本节目标 1 通过阅读了解细胞融合技术的一般原理 知道细胞融合的几种诱导方法 2 掌握细胞融合技术在育种上的应用 比较细胞融合技术育种与常规的杂交育种的优缺点 3 提出自己的单克隆抗体的制备方案 通过讨论和相互评价 在自主探究中 掌握单克隆抗体的制备技术及应用 体验科学家的科学探索过程 4 植物体细胞杂交及应用 重点 难点 1 细胞融合技术的一般原理 知道细胞融合的几种诱导方法 2 单克隆抗体的制备方案 3 植物体细胞杂交及应用 2 一 细胞融合技术 阅读课本第30 31页内容 回答问题 1 什么叫细胞融合技术 2 常用的人工诱导细胞融合的方法有哪几种 哪一种重复性强 对原生质体伤害小 方法简单 可控性强 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 物理法 离心 振动 电融合技术 电刺激 伤害小 可控性强 化学法 用聚乙二醇 诱导灭活的病毒 仙台病毒 疱疹病毒等 适合动物 3 动物细胞融合 细胞杂交 2个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程 细胞A 细胞B 杂种细胞 灭活的病毒 物理法化学法 仙台病毒疱疹病毒新城鸡瘟病毒 离心振动电激 聚乙二醇 融合后形成的细胞称为杂交细胞 4 用灭活的病毒诱导动物细胞融合过程 5 细胞电融合仪 6 7 抗体是由何种细胞产生的 2 抗体是如何产生的 二 动物细胞融合与单克隆抗体 8 读下面一段文字资料 思考以下问题 长期以来 为了获得抗体 采用的是把某种抗原反复注射到动物体内 然后从动物血清中分离出所需抗体的方法 用这种方法获得的抗体 不仅产量低 而且抗体的特异性差 纯度低 反应不够灵敏 人们发现 在动物发生免疫反应的过程中 体内的B细胞可以产生多达百万种以上的特异性抗体 但是每个B细胞只分泌一种化学性质单一 特异性强的抗体 要想获得大量的单一抗体 必须用单个B细胞进行无性繁殖 即克隆 9 1 请从以上文字资料中找出单克隆抗体的概念 用单个B细胞进行克隆 得到的细胞群能够分泌一种化学性质单一 特异性强的抗体 这种抗体就叫做单克隆抗体 一 单克隆抗体概念 10 1 如何获得化学性质单一 特异性强的抗体 单克隆抗体 问题讨论 提示 1 什么样的细胞可以产生抗体 2 什么样的细胞可以无限增殖 11 设计方案 一个B淋巴细胞 只分泌一种特异性抗体小鼠骨髓瘤细胞 能无限增殖 杂种细胞 单克隆抗体 12 B淋巴细胞 注射特定抗原蛋白 骨髓瘤细胞 培养骨髓瘤细胞 融合 只考虑两两融合 培养液中细胞有几种类型 融合细胞几种类型 骨髓瘤细胞 骨髓瘤细胞B淋巴细胞 B淋巴细胞B淋巴细胞 骨髓瘤细胞 多种杂交细胞 在具有筛选作用的培养基上培养 专一抗体检验阳性 克隆上述杂交细胞 分开不同杂交细胞 克隆专一抗体 检验阳性细胞 单克隆抗体 注射到小鼠体内 体外培养 二 单克隆抗体的制备过程 第1次筛选目的 得到杂交瘤细胞 多种 第2次筛选目的 在杂交瘤细胞中筛选出能产生所需抗体的杂交瘤细胞 该细胞继承双亲细胞的遗传特性 既能产生专一抗体又能无限增殖 杂交瘤细胞有何特点 特异性强 灵敏度高 13 腹腔注射法 14 诊断疾病 识别作用 如同位素标记单克隆抗体 可诊断肿瘤 心血管畸形等 三 单克隆抗体的应用 优点 准确 高效 简易 快速 用于治疗疾病和运载药物 主要用于癌症治疗 也可运载药物 如 生物导弹 导向作用 作为载体 生物导弹 单克隆抗体 药物 治疗肿瘤 位置准确 疗效高 副作用小 诊断乳腺癌单克隆抗体 15 小结 两个过程 动物细胞融合过程 动物细胞培养过程 一二三 二次筛选 筛选杂交瘤细胞 能产生所需抗体的杂交瘤细胞 一个新细胞 杂交瘤细胞 三个优势 产量大 特异性强 灵敏度高 理化性质单一 的优势 单克隆抗体 16 三 植物体细胞杂交技术与作物育种 17 杂交的两个细胞 再生细胞壁 杂种细胞 脱分化 再分化 植物体细胞融合完成的标志 植物细胞融合 植物组织培养 18 白菜 甘蓝 白菜 甘蓝 19 植物体细胞杂交意义 p33 细胞融合技术可以避免受精过程 在亲缘关系较远的物种间实现基因转移 创造出自然界没有的新物种 意义 克服远缘杂交不亲和的障碍 实现种间遗传物质的重组 20 2 动植物细胞在结构上有何区别 这与它们杂交或融合过程有什么影响 3 植物体细胞杂交诱导原生质体融合常用的方法有哪些 离心 振动 电激等物理方法 聚乙二醇诱导等化学方法 问题讨论 动物细胞无细胞壁 动物细胞融合过程中不须去除细胞壁和再生出细胞壁 植物体细胞杂交最终得到的是完整的植物个体 动物细胞融合后能形成杂种动物个体吗 不能 只能得到杂交细胞 21 4 动物细胞融合能利用上述两类方法吗 还有其他方法吗 能 还可以利用灭活的病毒 生物方法 进行诱导 问题讨论 动物细胞融合与植物原生质体融合的基本原理是否相同 相同 都是细胞膜的流动性 22 问题讨论 7 植物细胞融合有什么意义 6 为什么要用灭活的病毒 病毒一般对生物体是有伤害的 仙台病毒 物理或化学方法 丧失感染活性 保留融合活性 克服远缘杂交不亲和的障碍 实现种间遗传物质的重组 23 免疫小鼠 培养骨髓瘤细胞 融合 B淋巴细胞 注射特定抗原蛋白 选择培养基上培养 专一抗体检验阳性 专一抗体检验阳性 注射到小鼠体内 体外培养 单克隆抗体 克隆杂交细胞 分开不同杂交细胞 克隆专一抗体 检验阳性细胞 多种杂交细胞 杂交瘤细胞有何特点 本过程利用的那些技术 动物细胞融合技术动物细胞培养技术 是否注射抗原 只考虑两两融合 培养液中细胞有几种类型 几种融合细胞 两次筛选的目的分别是什么 二 单克隆抗体制备过程 与传统制备的抗体相比具有什么特点 24 植物体细胞杂交与动物细胞融合的比较 25 1 下图为某同学根据杂交瘤技术的方法 设计的生产破伤风杆菌的抗体实验方案 制备单克隆抗体 B细胞 抗体 细胞融合 灭活病毒 双亲细胞 分泌抗体 无限增殖 原代 传代 50 B 足够数量的细胞群 A 体外培养 注射到小鼠腹腔 C 不能 未对小鼠免疫处理 26 2 人CD20单克隆抗体是治疗一些恶性肿瘤的特效药物 目前主要是通过培养哺乳动物细胞的方式生产 我国科学家已培育出世界上第一头转入了CD20抗体基因的转基因牛 可以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 单克隆抗体的制备过程需先将 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 培养液中通常需加入 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 经过免疫的B淋巴细胞 骨髓瘤细胞 用灭活的病毒诱导 95 O2加5 CO2 动物血清 重组载体的构建 限制性核酸内切酶 限制酶 DNA连接酶 27 3 野生马铃薯品种的植株具有较强的抗病 抗虫 抗盐碱 抗寒能力 但块茎不能食用 俄 德 芬兰专家共同做实验研究 用野生马铃薯与马铃薯的体细胞进行杂交 培育出了生活能力强的杂交系马铃薯 据图分析回答问题 1 过程植物细胞原生质体的分离需经过酶解 其中 酶解 所用的酶应该包括 2 过程可用聚乙二醇 PEG 其目的是 纤维素酶 果胶酶 诱导原生质体融合 28 3 请用文字和箭头表示出 技术过程的实验流程 由此过程可以看出植物细胞有形成完整个体的可能性 这是 的表现 4 在培养基上培养一段时间后 原生质体会再生出细胞壁 可以取样 通过 实验来鉴别细胞壁是否已经再生 5 请说明运用植物体细胞杂交法的最大好处 融合细胞愈伤组织幼苗 植物细胞具有全能性 植物细胞的质壁分离与复原 可以克服不同生物远缘杂交不亲和的障碍 29 4 下图为细胞融合的简略过程 请据图回答 1 若A B是植物细胞 在细胞融合之前已用 处理 除去 A B到细胞C的过程中 常用的物理方法是 融合完成的标志是 2 若A B是植物细胞 则形成的D细胞还要应用 技术把D培养成植株 3 若A B是动物细胞 一般取自 然后用 使其分散开来 A B到C的过程中 常用的不同于植物细胞的手段是 所形成的D称为 4 若该过程是制备单克隆抗体 A为小鼠B淋巴细胞 那么 在获得此细胞之前 小鼠已被注射了 注射后小鼠身体产生了相应的 生成了 图中B为 5 若该过程仍是制备单克隆抗体 在A B到C的过程中 所形成的C有 种 用来培养的D的细胞应该是 从中选择出它的方法是 培养 获得D后 常用的培养方法是 和 纤维素酶和果胶酶 细胞壁 电刺激 振动 离心 产生细胞壁 植物组织培养 动物胚胎或幼龄动物的器官或组织 胰蛋白酶 灭活的病毒诱导 杂交细胞 效应B细胞 抗原 抗体和记忆细胞 骨髓瘤细胞 3 杂交瘤细胞 用特定的选择培养基 培养基中培养 小鼠腹腔内增殖 A B C 30 5 09山东 人类在预防与诊疗传染性疾病中 经常使用疫苗和抗体 已知某传染性疾病病原体为RNA病毒 该病毒表面A蛋白为主要抗原 其疫苗生产和抗体制备的流程之一如下图 请回答 1 过程 代表的是 2