2017-2018年高中生物第一单元生物技术与生物工程第二章细胞工程第3节细胞融合技术学案中图版选修3

1、第三节细胞融合技术1.举一个细胞融合技术的例子。(强调)2.简述单克隆抗体的制备过程。(困难)精细细胞融合技术与作物育种1.细胞融合技术(1)细胞融合(1)概念：两个或多个同质或异质细胞融合成一个细胞的过程。原理：细胞膜流动性。结果：形成杂交细胞。(2)细胞融合技术通过人工方法诱导细胞融合，使融合细胞在一定条件下分化和再生，形成新种或新变种的过程。(3)细胞融合的诱导方法常用方法：聚乙二醇诱导、病毒诱导和电融合。与聚乙二醇诱导的细胞融合相比，电融合技术的优势1.重复性强，对原生质体损伤小。Ii .装置精巧，方法简单，省去了聚乙二醇诱导后的洗涤过程。.诱导过程是可控的。2.细胞融合与作物育种(1

2、)意义基因转移可以在遥远的物种间实现，创造出自然界中没有的新物种。(2)示例“大白菜-大白菜”种间杂种和“马铃薯-番茄”种间杂种。讨论：动物细胞融合和植物原生质体融合有什么区别？提示灭活病毒可以诱导动物细胞融合。讨论：在通过诱导融合获得融合细胞后，应采取以下哪些措施来获得杂交植物？建议在筛选和鉴定杂交细胞后，通过植物组织培养获得植物。讨论：为什么科学家通过体细胞杂交培育的“白菜-白菜”能显示两种植物的遗传特征？认为体细胞杂交育成的“大白菜-大白菜”具有双亲的遗传物质，可以表现两种植物的遗传特性。1.植物体细胞杂交和植物组织培养(1)植物组织培养是利用单个亲本的组织或细胞增殖并分化成完整的植物。

3、他们的后代通常能保持他们父母的遗传特征(除了体外花药培养)。(2)植物体细胞杂交的实质是在人工条件下诱导和融合两种不同来源的原生质体。由于植物细胞的全能性，具有亲本性状的杂交植物可以从融合的杂交细胞中再生。因此，这种细胞融合也被称为体细胞杂交。(3)它们之间的关系是：第一，两种技术的原理是利用植物细胞的全能性；此外，融合的植物细胞在最终发育成杂种植物之前必须经过植物组织培养的过程，也就是说，植物组织培养技术是植物体细胞杂交的基础。2.植物体细胞杂交与动物细胞融合的比较比较项目植物体细胞杂交细胞融合原则细胞膜的流动性；植物细胞全能性细胞膜流动性过程去壁后原生质体融合的诱导细胞分离后诱导细胞融合归

4、纳方法物理方法(离心、振动、电融合)、化学方法(聚乙二醇)物理方法(电融合)、化学方法(聚乙二醇)、生物方法(灭活病毒)意义克服远缘杂交中的不亲和性障碍打破生殖隔离，使远缘杂交成为可能使用获得杂交植物单克隆抗体的制备1.比较动物细胞融合和植物原生质体融合，动物细胞融合的特殊性是()A.融合的原理融合的优点C.诱导融合的方法解析除了物理和化学方法，灭活病毒也可以诱导动物细胞融合。答案 C2.下图是植物体细胞杂交过程的示意图。根据图片回答：(1)步骤是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

5、_，最常用的方法是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。(2)步骤(3)中常用的化学试剂是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。目的是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ .(3)在利用杂交细胞培育杂交植物的过程中，所采用的技术手段是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

6、_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _(4)植物体细胞杂交的目的是获得新的杂交植物，以便_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _(5)如果远缘杂交亲本甲和乙是二倍体，那么杂种植株是_ _ _ _ _ _ _ _ _。(6)从理论上讲，

7、杂交植物的育性是_ _ _ _ _ _。用传统的有性杂交方法能实现吗？_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ .因此，本研究对培育农作物新品种的意义在于_ _ _ _ _ _ _ _ _。(7)在通过植物体细胞杂交培育新作物品种的过程中，遗传物质的转移

8、是否遵循孟德尔遗传定律？_ .因为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。【答案】(1)去除细胞壁并分离活的原生质体；(2)用聚乙二醇诱导不同植物体细胞的原生质体融合；和(3)在植物组织培养中去分化和再分化(4)远缘杂交亲本的遗传特征杂交植物获得了双亲的遗传物质(5)育性(6)不同生物物种之间存在生殖隔离，以克服远缘杂交不亲和性的障碍。(7)有性生殖过程中的减数分裂是否遵循孟德尔遗传规律细细胞融合和单克隆抗体1抗体由B淋巴细胞产生，具有特异性，其化学本质是蛋白质。2.单克隆抗体从B淋巴细胞克隆产生的抗体只能特异性作用于一个抗原决定

9、簇。3.单克隆抗体的制备(1)流程杂交瘤细胞-单克隆抗体(2)杂交瘤细胞的特性：它们不仅能大量增殖，而且能产生特异性抗体。(3)单克隆抗体的优点：理化性质单一，抗原结合特异性强等。4.单克隆抗体的应用(1)疾病诊断、防治和致病机理等方面的研究。(2)用于治疗疾病：制成“药物导弹”。讨论：我们为什么要给老鼠注射抗原？建议获得能产生相应抗体的B淋巴细胞(浆细胞)。讨论：在制备单克隆抗体时，为什么要将B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合形成杂交瘤细胞？提示每个B淋巴细胞只能分泌一种特异性抗体，但不能无限增殖。骨髓瘤细胞可以快速增殖，但不能产生抗体。如果两种细胞融合在一起，一种特定的抗体可以产生并迅速增殖。讨论

10、：用聚乙二醇处理B淋巴细胞和骨髓瘤细胞后，培养基中存在什么样的细胞？建议使用未融合的B淋巴细胞、未融合的骨髓瘤细胞、B-B融合细胞、肿瘤-肿瘤融合细胞和B-肿瘤融合细胞。讨论：选择杂交瘤细胞的两步筛选的目的是什么？建议筛选的第一步是获得杂交瘤细胞。第二步筛选的目的是获得能产生所需单抗体的杂交瘤细胞。1.单克隆抗体的制备工艺2.单克隆抗体制备中的问题(1)关键操作：向免疫小鼠注射特异性抗原；融合；筛选；培养杂交瘤细胞，制备单克隆抗体。(2)选用灭活病毒或聚乙二醇诱导细胞融合，产生多种杂交细胞。如果只有两个细胞融合，则有三种融合细胞，即两个B淋巴细胞、两个骨髓瘤细胞和一个B淋巴细胞和一个骨髓瘤细胞

11、(杂交瘤细胞)。需要进行筛选以获得能够产生单克隆抗体的杂交瘤细胞。(3)整个过程需要筛选两次，第一次筛选获得杂交瘤细胞，第二次筛选获得能产生单克隆抗体的杂交瘤细胞。(4)培养杂交瘤细胞的方法包括体内培养和体外培养。前者培养条件简单，无需制备培养液；为了在短时间内获得大量的单克隆抗体，可以采用体外培养的方法。1.在制备单克隆抗体的过程中，骨髓瘤细胞和B淋巴细胞融合后，应使用特定的培养基筛选出杂交瘤细胞，在该培养基上不能存活和增殖的细胞为()B淋巴细胞小鼠骨髓瘤细胞B淋巴细胞自体融合细胞小鼠骨髓瘤细胞的自体融合细胞杂交瘤细胞A.B.C.d分析在单克隆抗体的制备过程中，当骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合时

12、，会出现以下三种情况：未融合的细胞(B淋巴细胞、小鼠骨髓瘤细胞)；自体免疫细胞(自体免疫的B淋巴细胞，自体免疫的小鼠骨髓瘤细胞)；杂交瘤细胞与骨髓瘤细胞和单个B淋巴细胞融合。杂交瘤细胞是制备单克隆抗体所必需的，因此它们被筛选出来。回答答2.下图是单克隆抗体制备过程的示意图。(1)_ _ _ _ _ _ _ _技术是单克隆抗体制备技术的基础。(2)在图中的HAT培养物上，未融合和融合的细胞都将死亡，并且只有融合的杂交细胞才能生长。除了植物细胞原生质体融合中常用的诱导剂外，动物细胞融合也可以使用_ _ _ _ _ _。(3)与常规血清抗体相比，单克隆抗体的主要优势是_ _ _ _ _ _ _ _

13、_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。(4)选择的杂交瘤细胞不仅具有快速骨髓瘤细胞的特征，还具有淋巴细胞的特征。在选择性培养后，杂交瘤细胞需要经历_ _ _ _ _和_ _ _ _。最后，杂交瘤细胞在体外大规模培养或在小鼠腹腔内增殖，可从_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _中提取大量单克隆抗体。(5)淋巴细胞由_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _分化发育而

14、成。【解析】细胞融合技术的主要应用是制备单克隆抗体。动物细胞融合和植物细胞融合的区别在于动物细胞融合可以由灭活病毒诱导。灭活意味着病毒失去其感染能力，但具有诱导细胞融合的能力。【答案】(1)动物细胞培养(2)亲代细胞具有同核细胞灭活病毒(3)单一的理化性质和较强的抗原结合特异性(4)体外增殖和分泌特异性抗体，克隆和培养抗体检测细胞培养液小鼠腹水(5)骨髓造血干细胞。1.与植物体细胞杂交相比，动物细胞融合的原理及其特异性诱导因子是()图图利诺。A.细胞膜的流动性和离心作用B.细胞膜流动性，灭活病毒C.细胞的全能性和电刺激D.细胞全能性，灭活病毒【分析】植物体细胞杂交的原理是细胞膜的流动性和植物细

15、胞的全能性。动物细胞融合的原理是细胞膜的流动性。常用的动物细胞融合诱导因子包括聚乙二醇、灭活病毒和电融合技术，其中灭活病毒是其独特的诱导因子，而聚乙二醇和电融合技术可用于诱导植物体细胞杂交。回答乙2.以下关于单克隆抗体制备和应用的陈述是不正确的()甲乙淋巴细胞和骨髓瘤细胞的融合通常不需要灭活病毒或聚乙二醇诱导B.融合后形成的杂交瘤细胞可以无限增殖并产生单克隆抗体C.当在体外培养时，B淋巴细胞可以产生抗体，但它不能无限增殖D.与常规抗体相比，单克隆抗体具有单一的理化性质和较强的抗原结合特异性【分析】聚乙二醇、电融合技术或灭活病毒可以促进B淋巴细胞和骨髓瘤细胞的融合，融合后的杂交瘤细胞兼具B淋巴细

16、胞和骨髓瘤细胞的特性，因此杂交瘤细胞可以无限增殖并产生单克隆抗体。与常规抗体相比，杂交瘤细胞产生的单克隆抗体特异性强、灵敏度高，优势明显。回答答3.“白菜-白菜”是利用细胞工程培育的蔬菜新品种，具有生长周期短、耐热性强、易贮藏等优点。下图是“白菜-白菜”杂交过程的示意图，请根据图片回答：(1)在上述过程中，去除细胞壁的方法是_ _ _ _ _ _。(2)图片中的大白菜和大白菜原生质体可以融合形成一个杂交细胞，这是基于_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _的生物学原理。

17、(3)通常，大白菜和大白菜之间的杂交是不成功的，因为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ .(4)通过细胞工程获得的“大白菜-大白菜”植物可育吗？为什么？_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ .(5)大白菜细胞与甘蓝细胞原生质体融合成功的标志是

18、_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。(6)愈伤组织的细胞特征为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。回答 (1)酶水解(用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁)(2)细胞膜流动性(3)生殖隔离(4)生育力；在减数分裂过程中，同源染色体可以正常结合，产生正常的性生殖细胞，然后通过受精形成受精卵，最后发育成种子。(5)杂交细胞再生不规则的细胞壁。(6)它们是无定形状态的高度空泡化的薄壁细胞4.下图显示了细胞融合技术的一些过程：(1)从a、b细胞到c细胞，必须用_ _ _ _ _ _处理。(2)如果A细胞和B细胞是植物细胞，那么这些细胞已经被酶降解，酶可以是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _