人教版高中生物选择性必修三细胞工第三节第2课时动物细胞融合技术及其应用干细胞技术及其应用

第2课时 动物细胞融合技术及其应用干细胞技术及其应用课程标准 素养目标1.基于两个动物细胞能够融合的事实,说明(生命观说明动物细胞融合是指通过物 念)理化学或生物学等手段,使两个2.能基于事实和证据,承受归纳与概括、演绎或多个动物细胞结合形成一个细 与推理等方法,以文字图示的形式表示单克胞的过程。概述细胞融合技术是单克隆抗体制备的重要技术。说明干细胞在生物医学工程中有广泛的应用价值。

隆抗体制备的过程。(科学思维)认同生物科技是一把双刃剑,遵循正确的伦理道德,生疏到动物细胞融合的潜在风险。(社会责任)通过对干细胞特性的理解,形成能用于干细胞解决供体器官缺乏和器官移植后免疫排斥反响的生活实际问题。(社会责任)必备学问·自主学习一、动物细胞融合技术概念:在肯定的条件下将两个或多个动物细胞通过物理、化学或生物方法,结合形成一个细胞的技术。原理:细胞质膜的流淌性。诱导融合常用的方法:物理:电场诱导融合法。化学:聚乙二醇诱导融合法。-1-生物:灭活病毒诱导法。?提示:动物细胞融合可以承受灭活的病毒促进融合,而植物体细胞杂交不行。二、动物细胞融合技术的应用:(1)制备原理。①B淋巴细胞的特点:一种B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体,B淋巴细胞在体外不能(填“能”或“不能”)无限增殖。②骨髓瘤细胞的特点:能无限增殖。③杂交瘤细胞的特点:既能大量增殖,又能产生特异性抗体。(2)制备过程:填一填:基于单克隆抗体制备的过程,完成以下填空:A操作注射特定的抗原,目的是可以从小鼠的脾中得到产生特定抗体的B淋巴细胞。-2-杂交瘤细胞技术选择融合的两种细胞:细胞①B淋巴细胞,细胞②骨髓瘤细胞。过程B和C为诱导细胞融合的过程,获得的细胞③是多种(填“一种”或“多种”)。(4)细胞③到细胞④的过程使用特定的选择培育基进展筛选,只有细胞④杂交瘤细胞才能生长,其他细胞不能生长。④(填数字序号),细胞⑤为抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞,其分泌的抗体能与特定的抗原结合。培育杂交瘤细胞的方法是注射到小鼠腹腔和D体外培育,从培育液或小鼠腹水中可提取⑥单克隆抗体。优点:特异性强、化学性质单一、可大量制备。(4)应用。①制备单克隆抗体靶向制剂;②由于单克隆抗体可以高度特异性识别抗原,它在疾病诊断上也有肯定的临床价值。③利用单克隆抗体进展导向手术的尝试。制备单克隆抗体过程中的三种细胞,浆细胞、骨髓瘤细胞、杂交瘤细胞各有何特点?提示:浆细胞能产生单一、特异性抗体,但不能无限增殖;骨髓瘤细胞能无限增殖,能进展无限增殖。三、干细胞技术及其应用-3-干细胞概念:是指动物(包括人)胚胎及其某些器官中同时具有自我更和分化力量的细胞。干细胞分类:依据干细胞所处的发育阶段,分为胚胎干细胞和成体干细胞。依据干细胞的分化潜能,分为全能干细胞、多能干细胞和单能干细胞。3.干细胞技术应用于疾病治疗。4.干细胞技术应用于药研制和开发。关键力量·合作学习学问点一 动物细胞融合植物体细胞杂交与动物细胞融合的比较:工程植物体细胞杂交工程植物体细胞杂交细胞质膜的流淌性原理细胞全能性酶解法除去细胞壁融合原生质体融合过程杂种细胞的筛选培育获得杂种植株动物细胞融合融合物理法:电融合法方法化学法:聚乙二醇法实例番茄—马铃薯植株用途培育作物品种细胞的增殖注射特定的抗原动物细胞融合杂交瘤细胞的筛选提取提纯单克隆抗体物理法:电场诱导融合法化学法:聚乙二醇诱导融合法生物法:灭活病毒诱导法单克隆抗体疾病的诊断和治疗-4-【特别提示】对动物细胞融合的两点提示动物细胞融合的过程包括细胞质膜融合、细胞质融合和细胞核融合。其中细胞质膜融合是细胞融合的先导,细胞核融合是细胞融合的实质。经融合处理后的细胞不行以直接用于培育,还需要筛选。由于诱导融合的手段只是促使细胞间的融合,不能保证全部的细胞都发生融合,形成的融合细胞也有多种,因此需要进展筛选。如图表示细胞工程的流程图(a、b表示过程):假设图示为动物细胞融合的过程,则a特有的诱导剂是什么?假设图示为植物体细胞杂交过程,则在甲、乙融合之前,需要用什么酶制备原生质体?这项工程的意义是什么?提示:灭活的病毒。纤维素酶和果胶酶。打破生殖隔离,实现远缘杂交育种。如图是两种生物细胞融合技术的示意图,关于该图的有关表达,完全正确的一组是 ( )①a过程必需除去细胞质膜;b过程需要通过细胞识别X是抗体,则甲、乙细胞是骨髓瘤细胞和经抗原刺激产生的B淋巴细胞X是苹果梨幼苗,则c过程是细胞分裂、分化-5-④细胞融合技术的缺点是不能抑制远缘不亲和性A.① B.①② C.②③ D.②③④:(1)a、b、c过程的含义。;形成杂种细胞;c.获得所需产品。(2)动物细胞融合和植物体细胞杂交。①动物细胞融合不需要去壁,特别的诱导融合方法是灭活的病毒。②植物体细胞杂交是用酶解法去除细胞壁,通过植物组织培育获得杂种植株。【解析】选C。动物细胞融合不需要去除细胞质膜,两个细胞的细胞质膜融合可以不需要识别,①错误;假设X是抗体,则甲、乙细胞是骨髓瘤细胞和经抗原刺激产B淋巴细胞,二者融合后的杂交瘤细胞既能无限增殖,又能产生特异性抗体,②正确;假设X是苹果梨幼苗,则甲、乙细胞是苹果细胞和梨细胞,c过程是细胞分裂、分化,③正确;细胞融合技术打破了生殖隔离,抑制了远缘杂交不亲和的障碍,④错误。【审答误区】此题常见错因如下:不清楚细胞融合的优点:无论是动物细胞融合还是植物体细胞杂交,都打破了生殖隔离,实现了远缘杂交。动物细胞融合过程中通常用灭活的病毒作为诱导剂,这里的“灭活”是指用物理或化学的手段使病毒()-6-具有感染力,但破坏其抗原构造失去感染力,但不破坏其抗原构造C.失去感染力,并破坏其抗原构造D.具有感染力,也不破坏其抗原构造B,这里的“灭活”是指用物理或化学的手段使病毒失去感染力,但不破坏其抗原构造,类似于疫苗的处理。太空动物细胞融合试验依据的原理和促进细胞融合的方法分别是 ( A.细胞的全能性;灭活病毒诱导融合B.细胞的全能性;电刺激融合C.细胞质膜的流淌性;灭活病毒诱导融合D.细胞质膜的流淌性;电刺激融合【解析】选D。细胞融合的理论根底是细胞质膜的流淌性,在太空中进展动物细胞融合所用的融合方法是电刺激,D正确。学问点二 单克隆抗体制备流程:-7-两次筛选的比较:工程 第一次筛选 其次次筛选筛选 诱导融合后得到多种杂交细 从小鼠体内提取的浆细胞有很多种,形成缘由 胞,另外还有未融合的细胞用特定的选择培育基筛选:未融合的亲本细胞和融合的具筛选有同种核的细胞都会死亡,只方法有融合的杂交瘤细胞才能生长筛选

的杂交瘤细胞也有很多种用多孔培育板培育,在每个孔只有一个杂交瘤细胞的状况下开头克隆化培育和抗体检测,经屡次筛选得到能产生特异性抗体的杂交细胞得到杂交瘤细胞 得到能分泌所需抗体的杂交瘤细胞目的【特别提示】关于单克隆抗体制备过程的几点提示①免疫处理:对于供给浆细胞的小鼠,必需先向其体内注射特定的抗原,然后从小鼠的体内获得能产生特定抗体的浆细胞。②在细胞融合过程中产生的融合细胞一般有三种,即融合的具有同种核的细胞、融合的杂交细胞以及未融合的细胞,只有融合的杂交细胞才是需要的目标细胞,故需要筛选。③在小鼠腹腔内培育与在体外培育相比,优点是不需要特定的培育基,不需要严格掌握环境条件。-8-单克隆抗体在医疗、诊断等方面发挥着越来越重要的作用。科学家米尔斯坦和科勒设计了一个用已免疫的浆细胞制备单克隆抗体的试验,如图为其试验流程。?提示:①是诱导浆细胞与骨髓瘤细胞融合的过程;②表示在选择培育基上进展培育、筛选能产生特定抗体的杂交瘤细胞的过程。甘草酸是中药甘草中的主要活性成分,为了快速检测甘草酸,科研人员利用细胞工程技术制备了抗甘草酸的单克隆抗体。其根本操作过程如下图,相关表达正确的选项是( )过程①注射相应抗原后应马上从小鼠脾脏中提取细胞甲-9-过程②诱导细胞融合,利用了细胞质膜的选择透过性过程③④的筛选方法一样,细胞丙、丁遗传物质一样D.过程⑤无论在体内还是体外进展,细胞丁都可大量增殖解答此题需突破以下两个关键点:【解析】选D。过程①注射相应抗原后,需要机体进展免疫,产生具有免疫力量的浆细胞后,才可以从小鼠脾脏中提取细胞甲,A错误;过程②诱导细胞融合,利用了细胞质膜的流淌性,B错误;过程③用选择培育基获得杂交瘤细胞,过程④用抗体检测和克隆培育得到能产生特定抗体的杂交瘤细胞,C错误;杂交细胞既能够增殖又能产生抗体,过程⑤无论在体内还是体外进展,细胞丁都可大量增殖,D正确。【审答误区】常见以下两种错误:误认为细胞融合的原理是细胞质膜的选择透过性。细胞融合的原理是细胞质膜的流淌性。误认为浆细胞和骨髓瘤细胞融合后即为杂交瘤细胞。细胞融合后需要进展筛选才得到杂交瘤细胞。【母题追问】型冠状病毒导致了全球疫情,假设你是一个争论员,从单克隆抗体的角度进展药物研发,过程①注射的抗原是什么?提示:减毒或灭活的型冠状病毒。-10-2N=40条染色体。那么融合的杂交瘤细胞中染色体条数和染色体组数分别是多少?提示:80条染色体,4个染色体组。利用细胞工程的方法,以SARS病毒核衣壳蛋白为抗原制备出单克隆抗体。以下相关表达正确的选项是 ( )A.用纯化的核衣壳蛋白反复注射到小鼠体内,产生的血清抗体为单克隆抗体B.体外培育单个浆细胞可以获得大量针对SARS病毒的单克隆抗体C.将等量浆细胞和骨髓瘤细胞混合,经聚乙二醇诱导融合后的细胞均为杂交瘤细胞D.利用该单克隆抗体可诊断出SARS病毒的感染者【解析】选D。用纯化的核衣壳蛋白反复注射到小鼠体内,产生的血清抗体化学性质不单一,不是单克隆抗体,A错误;体外培育单个浆细胞,不能无限生殖,所以无法获得大量针对SARS病毒的单克隆抗体,B错误;将等量浆细胞和骨髓瘤细胞混合,经聚乙二醇诱导融合后的细胞不都是杂交瘤细胞,还有浆细胞自身融合的细,C错误;由于抗体具有专一性,该单克隆抗体是以SARS病毒核衣壳蛋白为抗原制备出的,所以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,D正确。细胞毒素可有效杀伤肿瘤细胞,但细胞毒素没有特异性,在杀伤肿瘤细胞的同时还会对安康细胞造成损害。图示特异性杀死肿瘤细胞的过程,图中抗体是利用单克隆抗体技术制备的。以下表达不正确的选项是()-11-抗体制备需用细胞融合技术细胞毒素识别肿瘤细胞细胞质膜上的糖蛋白C.溶酶体裂解加速肿瘤细胞凋亡D.抗体可使细胞毒素进展特异性的杀伤B细胞融合技术,A正确;分析图示,细胞毒素没有特异性,抗体可识别肿瘤细胞细胞质膜上的糖蛋白,B错误;溶酶体裂解,溶酶体内含有的蛋白酶及其他水解酶释放至细胞中,加速了肿瘤细胞凋亡,C正确;抗体与细胞毒素结合,结合物中的抗体能特异性识别肿瘤细胞,使细胞毒素对其产生特异性的杀伤,不会对安康细胞造成损害,D正确。素养进展·创应用1.人乳头状瘤病毒(HPV)与宫颈癌的发生亲热相关,抗HPV的单克隆抗体可以准确HPV,从而准时监控宫颈癌的发生。以下是以HPV衣壳蛋白为抗原制备出单克隆抗体的过程。-12-探究:不能通过直接培育能产生特异性抗体的浆细胞来获得大量抗体的缘由是什么?提示:浆细胞高度分化,直接进展培育时不会通过连续分裂产生大量浆细胞。由上述过程