2022-2023学年新教材高中生物第2章细胞工程第2节动物细胞工程2动物细胞融合技术与单克鹿体课件新人教版选择性必修3

1、第2章细胞工程第2节动物细胞工程二动物细胞融合技术与单克隆抗体课标要点学法指导1阐述动物细胞融合的原理、方法、过程，并与植物体细胞杂交进行比较2举例说出单克隆抗体的原理、过程及应用1列表比较动物细胞融合与植物体细胞杂交的异同 (科学思维)2结合科学家设计的单克隆抗体制备的实验方案，理解单克隆抗体的含义、特点、制备过程和应用 (生命观念、科学思维、科学探究)知识导图课前新知导学动物细胞融合技术1概念使_或_动物细胞结合形成_的技术。2原理_。3诱导方法常用方法有_、_和_等。两个多个一个细胞细胞膜的流动性PEG融合法电融合法灭活病毒诱导法杂交杂交细胞6意义及应用(1)克服了_的不亲和性。(2)成

2、为研究_、_、肿瘤和_等的重要手段。(3)利用_制造单克隆抗体。远缘杂交细胞遗传细胞免疫培育生物新品种动物细胞融合技术融合后的细胞能够直接用于培养吗，为什么？微思考【答案】不可以，还需要进一步筛选。因为诱导融合后形成的融合细胞有多种，需要筛选出所需要的杂交细胞。与植物体细胞杂交相比，动物细胞融合的原理及其特有的诱导因子分别是()A细胞膜的流动性、离心B细胞膜的流动性、灭活的病毒C细胞的全能性、电刺激D细胞的全能性、灭活的病毒【答案】B【解析】植物体细胞杂交的原理是细胞膜的流动性、植物细胞的全能性。动物细胞融合的原理是细胞膜的流动性，动物细胞融合常用的诱导因素有聚乙二醇(PEG)、灭活的病毒、电

3、融合法等，其中灭活的病毒是其特有的诱导因子，B正确，A、C、D错误。单克隆抗体及其应用1传统方法获得抗体(1)方法：向动物体内反复注射某种_，使动物产生_。从动物_中分离所需抗体。(2)特点：_、_、_、反应不够灵敏。抗原抗体血清产量低纯度低特异性差2单克隆抗体的制备(1)基本原理：一种B淋巴细胞(浆细胞)只产生_种特异性抗体，但在体外_无限增殖。小鼠骨髓瘤细胞能在体外_增殖。细胞融合技术产生的杂交瘤细胞可以保持_的特性。筛选杂交瘤细胞，在体外培养并大量增殖可获得_。一不能大量两个亲本单克隆抗体(2)过程：产生特异性抗体的B淋巴细胞的制备：向免疫小鼠体内注射特定_，然后从小鼠体内获得已免疫的_

4、细胞，同时培养骨髓瘤细胞，为融合做准备。抗原B淋巴杂交瘤细胞的获得a用PEG融合法、电融合法、灭活病毒诱导法等，诱导两种细胞发生融合，这时得到的融合细胞除了杂交瘤细胞，还有相互融合的_细胞和相互融合的_细胞。b用特定的选择培养基筛选出_，这时候的杂交瘤细胞既能_同时又能_。骨髓瘤B淋巴杂交瘤细胞无限增殖产生特异性抗体克隆化培养和抗体检测：获得既能产生特异性抗体又能无限增殖的杂交瘤细胞。将杂交瘤细胞在_或注射到小鼠_中增殖。提取单克隆抗体：从细胞培养液或小鼠的_中提取。体外培养腹腔腹水(3)单克隆抗体的优点：_、_、可大量制备。(4)应用：作为诊断试剂：能准确识别_的细微差异，与特定抗原发生特异

5、性结合，并且可以大量制备。用于治疗疾病和运载_。特异性强灵敏度高抗原药物制备单克隆抗体时，为什么要对实验动物进行免疫？微思考【答案】动物经过免疫后形成B淋巴细胞(浆细胞)才能产生相应的抗体。用a表示骨髓瘤细胞，b表示浆细胞，则细胞融合过程中前两次筛选的目的分别为()Aa、aa、ab、bb、ba、aa、abab培养Ba、aa、ab、bb、bab、bb、bab培养Ca、aa、ab、bb、bab产生特定抗体的ab培养Da、aa、ab、bb、baa能无限增殖的aa培养【答案】C【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，C正确。课堂素养初培动物细胞融合知识归

6、纳1原理细胞膜的流动性。2诱导方法PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法。3过程细胞膜融合、细胞质融合和细胞核融合。4融合成功的标志细胞核融合。5结果形成杂交细胞。6意义突破了有性杂交的局限。7应用主要用于单克隆抗体的制备。如图为动物细胞融合的过程，请结合图示过程探究下列问题：(1)为什么灭活的病毒可以诱导动物细胞融合？不灭活的病毒可以吗？(2)结合植物体细胞杂交技术分析，动物细胞融合技术能培养形成杂种动物个体吗？提示：(1)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，使细胞相互凝聚，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；不能用不灭活的病毒做诱导剂，

7、因为不灭活的病毒会感染细胞。(2)不能。融合后的杂交细胞经过培养只能通过细胞分裂形成细胞群，不能形成杂种动物个体。【技巧归纳】植物体细胞杂交与动物细胞融合的异同项目植物体细胞杂交动物细胞融合细胞融合原理细胞膜的流动性细胞膜的流动性细胞融合前的处理用纤维素酶、果胶酶去除细胞壁后诱导原生质体融合用胰蛋白酶使细胞分散后诱导细胞融合诱导融合的方法电融合法、离心法、PEG融合法、高Ca2高pH融合法电融合法、PEG融合法、灭活病毒诱导法项目植物体细胞杂交动物细胞融合结果杂种植株杂交细胞应用培育植物新品种主要用于制备单克隆抗体意义突破远缘杂交不亲和的障碍，打破了生殖隔离相同点原生质体融合原理相同；原生质体

8、融合的方法相似素养达成：本重难点通过学习动物细胞融合的原理、过程及应用，培养“科学思维”“科学探究”素养。对点精练1关于动物细胞融合的说法，不正确的是()A动物细胞融合也称细胞杂交，是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程B动物细胞融合后形成的具有两个动物细胞遗传信息的单核细胞称为杂交细胞C常用的诱导动物细胞融合的方法有：聚乙二醇、灭活的病毒、电激、紫外线照射等D细胞融合技术突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能【答案】C【解析】动物细胞融合也称细胞杂交，是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程，一般多数为两个细胞的融合，A正确；动物细胞融合后，形成具有两个或多个动物细胞的遗传信

9、息杂交细胞，B正确；诱导动物细胞融合的方法有PEG融合法、电融合法、灭活病毒诱导法等，C错误；细胞融合技术突破了有性杂交方法的局限，克服远缘杂交不亲和的障碍，D正确。2动物细胞融合和植物体细胞杂交的比较中，正确的是()A诱导融合的方法完全相同B所用的技术手段完全相同C所采用的原理完全相同D都能形成杂种细胞【答案】D【解析】诱导融合的方法，除动物细胞融合常用灭活病毒诱导法外，其他方法两者基本相同，A错误；两种细胞工程所用的技术手段不完全相同，植物体细胞杂交时要先去除细胞壁后诱导原生质体融合，而动物细胞融合时，要先使细胞分散后再诱导细胞融合，B错误；两者采用的原理不同，动物细胞融合的原理是细胞膜的

10、流动性，最终形成的是杂交细胞，植物体细胞杂交还用到细胞的全能性，最终形成杂种植株，C错误；两者都能形成杂种细胞，D正确。知识归纳1需要的技术手段动物细胞融合技术和动物细胞培养技术。2原理细胞膜的流动性和细胞增殖。单克隆抗体的制备3制备过程(1)免疫处理时：提供B淋巴细胞的动物必须预先经过免疫处理。(2)诱导融合的方法：动物细胞融合特有的诱导方法为灭活病毒诱导法，其他物理、化学诱导融合的方法与植物体细胞杂交过程中诱导原生质体融合的方法基本相同。(3)杂交细胞：诱导融合后，形成的杂交细胞有多种，若仅考虑两两融合的情况，形成的杂交细胞有三种，AA型、BB型、AB型。只有AB型是我们需要的杂交细胞，需

11、要用选择培养基进行筛选。(4)杂交瘤细胞：既能大量增殖，又能产生某种特异性抗体。(5)两次筛选：第一次筛选出杂交瘤细胞，第二次筛选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞。(6)获取单克隆抗体的场所：可以从培养液中提取；可以从小鼠的腹水中提取。结合教材P49制备单克隆抗体的流程，探究下列问题：(1)制备单克隆抗体时，不直接用经过免疫的B淋巴细胞(浆细胞)获得单克隆抗体的原因是什么？(2)单克隆抗体制备过程中诱导细胞融合的方法有哪些呢？(3)选择杂交瘤细胞的两步筛选的目的分别是什么？(4)与从血清中提取的抗体相比，单克隆抗体主要的优点是什么？提示：(1)用于获得杂交瘤细胞的B淋巴细胞为浆细胞，是高度分化的

12、动物细胞，培养时难以恢复分裂能力，不能进行无限增殖，难以获得单克隆抗体。(2)PEG融合法、电融合法、灭活病毒诱导法。(3)第一步筛选的目的是获得杂交瘤细胞。第二步筛选的目的是获得能产生所需单一抗体的杂交瘤细胞。(4)特异性强、灵敏度高、并能大量制备。【方法技巧】单克隆抗体制备类试题答题技巧(1)识记单克隆抗体的制备流程。(2)理解两次筛选的目的：第一次筛选出杂交瘤细胞，第二次筛选出产生特异性抗体的杂交瘤细胞。(3)熟记杂交瘤细胞的特点：既能大量增殖，又能产生特异性抗体。(4)牢记单克隆抗体的特点：特异性强，灵敏度高，可大量制备。素养达成：本重难点通过学习单克隆抗体的制备过程，培养“科学思维”

13、“科学探究”素养。对点精练1下图是单克隆抗体制备流程的简明示意图。下列有关叙述正确的是()A是从已免疫的小鼠脾脏中获得的效应T细胞B中使用胰蛋白酶有利于杂交瘤细胞的形成C同时具有脾脏细胞和小鼠骨髓瘤细胞的特性D是经筛选培养获得的能分泌特异性抗体的细胞群【答案】D【解析】只有浆细胞能产生抗体，所以是从已免疫的小鼠脾脏中获得的浆细胞，故A错误；中使用胰蛋白酶的目的是将组织细胞分散开来，故B错误；是浆细胞和骨髓瘤细胞融合形成的杂交瘤细胞，同时具有浆细胞和骨髓瘤细胞的特性，故C错误；是第二次筛选，目的是筛选培养获得的能分泌特异性抗体的细胞群，故D正确。2将特定药物与单克隆抗体相结合制成的“生物导弹”，

14、能够用于杀死人类某些癌细胞，其过程如图所示。下列有关叙述错误的是()A过程的原理和植物原生质体融合的原理基本相同B经形成的杂交瘤细胞都能无限增殖并产生特定抗体C过程需要筛选并克隆单个杂交瘤细胞D抗体的靶向作用使过程具有高度特异性【答案】B【解析】过程表示脾细胞与骨髓瘤细胞融合，与植物原生质体融合的原理相同，都是细胞膜的流动性，A正确；经形成的杂合细胞可能有三种，要经过筛选得到杂交瘤细胞，去掉未杂交的细胞以及自身融合的细胞，B错误；过程需要筛选出能够产生特异性抗体并能无限增殖的杂交瘤细胞，然后才能进行克隆化培养，C正确；将特定药物与单克隆抗体相结合制成的“生物导弹”，注入体内，借助单克隆抗体的导

15、向作用，能将药物定向带到癌细胞所在位置，在原位杀死癌细胞，疗效高，副作用小，D正确。课堂延伸提分易错易混：单克隆抗体制备中两次筛选的目的项目第一次筛选第二次筛选筛选原因诱导融合后得到多种杂交细胞，另外还有未融合的细胞等由于小鼠在生活中还受到其他抗原的刺激，所以经选择性培养获得的杂交瘤细胞中有能产生其他抗体的细胞项目第一次筛选第二次筛选筛选方法用特定的选择培养基筛选：未融合的细胞和同种细胞融合后形成的细胞都会死亡，只有融合的杂交瘤细胞才能生长用多孔细胞培养板培养，在每个孔中只有一个杂交瘤细胞的情况下进行克隆化培养和抗体检测，经多次筛选得到足够数量的能产生所需抗体的细胞筛选结果得到杂交瘤细胞得到能

16、分泌所需抗体的杂交瘤细胞例1“筛选”是生物工程中常用的技术手段，下列关于筛选的叙述错误的是()A在诱变育种中需通过筛选才能得到数量较少的有利变异B植物体细胞杂交过程中，原生质体融合后获得的细胞需进行筛选C单克隆抗体制备过程中，第一次筛选的目的是获得足够数量的能产生所需抗体的杂交瘤细胞D动物细胞融合过程中，用一定的方法诱导融合后，需要进行筛选【答案】C【解析】诱变育种的原理是基因突变，而基因突变具有不定向性和多害少利性，因此在诱变育种中需要通过筛选才能得到数量较少的有利变异，A正确；植物体细胞杂交过程中，诱导原生质体融合后，可获得多种融合细胞，因此需要对获得的细胞进行筛选，B正确；单克隆抗体制备

17、过程中，第一次筛选出的是杂交瘤细胞，第二次筛选出的是既能迅速大量增殖又能产生所需抗体的杂交瘤细胞，C错误；动物细胞融合过程中，由于细胞融合具有随机性，会得到AA型细胞、BB型细胞、AB型细胞，需要进行筛选，从而筛选出杂交瘤细胞，D正确。错因分析：一是没有理解诱变育种的特点；二是对植物体细胞杂交和单克隆单体的过程掌握不清；三是对细胞融合过程掌握不清。解题技巧：信息题和实验分析题的综合运用例2神经纤毛蛋白1(NRP1)是血管内皮生长因子的新型受体，通过参与多种信号转导来促进肿瘤血管的生成。本研究将为NRP1单克隆抗体靶向治疗乳腺癌提供数据基础。(1)取乳腺癌(MCF7)组织块，运用_技术获得大量M

18、CF7细胞用于后续实验。用重组的人_蛋白对小鼠进行注射，使小鼠产生免疫反应，制备杂交瘤细胞，将杂交瘤细胞转到多孔培养板上培养，吸取培养孔中的_(填“上清液”或“沉淀细胞”)，进行抗体阳性检测。经多次筛选和细胞培养，获得NRP1单克隆抗体(NRP1 MAb)。(2)将MCF7细胞制成单细胞悬液，等量注入4组裸鼠右前腋下，接种后3天开始给药，共给药7次。每隔5天测算一次肿瘤的肿瘤体积，如下图所示。对照组注射_，从上图中可以看出_。(3)注射不同剂量NRP1 MAb 33天后，剥离肿瘤组织称重，实验结果如下图：该结果表明_。(4)基于以上研究，科学家们对该抗体的用药方式有两种观点：谨慎用药和适宜浓度

19、用药。你支持哪个观点，并说出理由_ _。【答案】(1)动物细胞培养 神经纤毛蛋白1(NRP1) 上清液 (2)等量的生理盐水 NRP1 MAb 能够有效地降低肿瘤的体积，中、高浓度抗体的降低效果比低浓度的效果更显著 (3)NRP1 MAb 可以明显降低肿瘤组织的重量，中、高浓度抗体的降低效果稍微没有低浓度的好，但这种差异并不显著(4)支持谨慎用药，理由：随着治疗时间的延长，中高剂量和低剂量的 NRP1 MAb 在降低肿瘤体积和降低肿瘤重量上出现的不一致性可能会加大，应进行后续研究，现阶段谨慎用药(或支持适宜浓度用药，理由：该抗体已经显示了显著的抑瘤效果，中高剂量和低剂量的 NRP1 MAb 在

20、降低肿瘤体积和降低肿瘤重量上虽然出现了不一致性，但这种不一致性很小，可以考虑适宜浓度用药)审题流程：第一步解读题干，提取有用信息题干“神经纤毛蛋白1(NRP1)是血管内皮生长因子的新型受体，通过参与多种信号转导来促进肿瘤血管的生成。本研究将为NRP1单克隆抗体靶向治疗乳腺癌提供数据基础。”可以提取信息：神经纤毛蛋白1(NRP1)是血管内皮生长因子的受体；(NRP1)可以通过多种信号转导来促进肿瘤血管的生成；制备NRP1单克隆抗体可以抑制肿瘤血管的生成；用单克隆抗体进行药物效果的检测。第二步对接教材和实验分析方法，迁移应用单克隆抗体的制备与教材中“动物细胞融合与单克隆抗体的制备”一节相对接，单克

21、隆抗体的药物效果检测涉及实验设计及结果分析，遵循实验设计的对照原则和单一变量原则，实验结果的分析注意分析因变量随着自变量的变化趋势。第三步结合小题，逐个突破逐个小题分析，结合教材知识正确解答。(1)取乳腺癌(MCF7)组织块，需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶进行分散处理后，运用动物细胞培养技术获得大量MCF7细胞。要制备NRP1单克隆抗体，需要用重组的人NRP1蛋白对小鼠进行注射，使小鼠产生免疫反应，产生相应的浆细胞，与该浆细胞与骨髓瘤细胞进行融合处理，制备杂交瘤细胞。将杂交瘤细胞转到多孔培养板上培养，可以从培养液即上清液中提取到单克隆抗体，可以用抗原抗体杂交技术进行抗体阳性检测。经多次筛选和细胞培

22、养，获得NRP1单克隆抗体(NRP1 MAb)。(2)实验的自变量是给药的剂量和时间，因变量是肿瘤的体积，对照组应该注射等量的生理盐水，根据实验结果可知，NRP1 MAb 能够有效地降低肿瘤的体积，中、高浓度抗体的降低效果比低浓度的效果更显著。(3)注射不同剂量NRP1 MAb 33天后，剥离肿瘤组织称重，根据实验数据可知，NRP1 MAb 可以明显降低肿瘤组织的重量，中、高浓度抗体的降低效果稍微没有低浓度的好，但这种差异并不显著。(4)支持谨慎用药，理由：随着治疗时间的延长，中高剂量和低剂量的 NRP1 MAb 在降低肿瘤体积和降低肿瘤重量上出现的不一致性可能会加大，应进行后续研究，现阶段谨

23、慎用药。支持适宜浓度用药，理由：该抗体已经显示了显著的抑瘤效果，中高剂量和低剂量的 NRP1 MAb 在降低肿瘤体积和降低肿瘤重量上虽然出现了不一致性，但这种不一致性很小，可以考虑适宜浓度用药。小练素养达成1下列关于动物细胞融合的说法，不正确的是()A细胞融合前要用酶解法分散成单个细胞B细胞融合的原理是细胞膜的流动性C融合后得到的杂交细胞具有两个亲本细胞的遗传信息D融合后得到的杂交细胞具有两个细胞核【答案】D【解析】动物细胞融合前要用胰蛋白酶将组织分散成单个细胞，A正确；动物细胞融合的原理是细胞膜的流动性，B正确；融合后得到的杂交细胞具有两个亲本细胞的遗传信息，C正确；融合后得到的杂交细胞是单

24、核细胞，D错误。2下面是制备单克隆抗体过程的示意图，下列叙述不正确的是()A过程为动物细胞培养过程B促进细胞融合的方法可以利用聚乙二醇诱导C中的筛选是通过抗原抗体反应进行的D既可以无限增殖，也能产生所需抗体【答案】D【解析】为体外培养杂交瘤细胞过程，为动物细胞培养过程，A正确；诱导动物细胞融合常用的诱导因素有聚乙二醇(PEG)、灭活的病毒、电激等，B正确；如果要筛选能产生特定抗体的细胞，可以通过抗原抗体反应，有反应说明表达了抗体，C正确；融合细胞具有双亲的特点，既能无限增殖又能产生单一抗体，中有多种杂交瘤细胞，只有少部分能产生所需抗体，D错误。3科学家用灭活的病毒把骨髓瘤细胞与已免疫的B淋巴细胞融合，得到杂交瘤细胞，关于灭活病毒的说法正确的是()A病毒比较小，可钻入细胞内B灭活的病毒已完全死亡，死亡的病毒可以让细胞聚集C灭活的病毒已失去感染活性，对各种动物细胞不造成破坏，但所保留的融合活性使不同的动物细胞进行融合D灭活的病毒带有目的基因，通过融合可以让杂交细胞带有目的基因【答案】C【解析】动物细胞融合常用灭活的病毒作诱导剂是因为灭活的病毒不再具有感染活性，不会对细胞造成破坏，但保留融合活性，促使不同的动物细胞融合，C正确。4下列有