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人教版教学课件名校联盟福建省三明市泰宁一中生物选修三22动物细胞工程课件2 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望 细胞融合是正常的生命活动两个细胞正在融合两个细胞正在融合 受精作用受精作用三、动物细胞融合三、动物细胞融合1、概念、概念：也称细胞杂交也称细胞杂交。是指是指两个或多个动物细胞结合形成两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程一个细胞的过程。融合后形成的融合后形成的具有原来两个或多个细胞遗传信息的具有原来两个或多个细胞遗传信息的单核细胞，称为杂交细胞。单核细胞，称为杂交细胞。思考题思考题1.1.植物体细胞杂交时首先应用什么方法去掉细胞壁？植物体细胞杂交时首先应用什么方法去掉细胞壁？酶解法，如纤维素酶或果胶酶酶解法，如纤维素酶或果胶酶2.动物细胞融合时需要进行去壁处理吗？为什么？动物细胞融合时需要进行去壁处理吗？为什么？无需，因为动物细胞无细胞壁无需，因为动物细胞无细胞壁3.3.植物体细胞杂交诱导原生质体融合常用的方法有哪些？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、电激等物理方法；离心、电激等物理方法；PEGPEG等化学方法等化学方法4.4.动物细胞融合能利用上述两类方法吗？还有其他方法吗？动物细胞融合能利用上述两类方法吗？还有其他方法吗？能能 还可以利用灭活的病毒进行诱导还可以利用灭活的病毒进行诱导5.5.植物体细胞杂交应先进行原生质体的融合再进行组织培养形植物体细胞杂交应先进行原生质体的融合再进行组织培养形 成完整的杂种个体，动物细胞融合后能形成杂种动物个体吗？成完整的杂种个体，动物细胞融合后能形成杂种动物个体吗？不能不能细胞细胞A细胞细胞B杂交细胞杂交细胞灭活的病毒灭活的病毒物理法物理法化学法化学法仙台病毒仙台病毒疱疹病毒疱疹病毒新城鸡瘟病毒新城鸡瘟病毒有丝分裂有丝分裂动物动物细胞细胞融合融合用灭活的病毒诱导动物细胞融合过程用灭活的病毒诱导动物细胞融合过程细胞核细胞核病毒颗粒病毒颗粒细胞核细胞核动物细胞融合动物细胞融合杂种细胞杂种细胞愈伤组织愈伤组织杂种植株杂种植株植物细胞植物细胞A植物细胞植物细胞B 原生质体原生质体A原生质体原生质体B植物体细胞杂交植物体细胞杂交去壁去壁融合融合组培组培物理法物理法化学法化学法生物法：生物法：灭活的病毒灭活的病毒动物细胞动物细胞A动物细胞动物细胞B杂种细胞杂种细胞主要用于制备单克隆抗体获得杂种植株主要用途物理、化学方法（同左）灭活的病毒物理（离心、振动、电刺激）化学（聚乙二醇）诱导方法使细胞分散后诱导细胞融合去除细胞壁后诱导原生质体融合 细胞融合的方法细胞膜的流动性细胞膜的流动性、植物细胞全能性细胞融合的原理动物细胞融合植物体细胞杂交比较项目植物体细胞杂交与动物细胞融合的比较植物体细胞杂交与动物细胞融合的比较n思考思考：1.抗体是由何种细胞产生的？抗体是由何种细胞产生的？效应效应B B细胞（浆细胞）。细胞（浆细胞）。2.2.一个淋巴细胞一个淋巴细胞(浆细胞浆细胞)能分泌多种抗体能分泌多种抗体吗？吗？每一个淋巴细胞只分泌一种特异性抗体。每一个淋巴细胞只分泌一种特异性抗体。四、单克隆抗体四、单克隆抗体提出问题：提出问题：长期以来，人期以来，人们为了了获得抗体，采用的是得抗体，采用的是把某种抗原反复注射到把某种抗原反复注射到动物体内，然后从物体内，然后从动物血清中物血清中分离出所需抗体的方法。用分离出所需抗体的方法。用这种方法种方法获得的抗体，不得的抗体，不仅产量低，而且抗体的特异性差，量低，而且抗体的特异性差，纯度低，反度低，反应不不够灵敏。灵敏。3.3.一种抗原侵入机体之后，引起机体免疫反应产生的抗一种抗原侵入机体之后，引起机体免疫反应产生的抗体只有一种吗？体只有一种吗？动物在免疫反应过程中，体内产生的特异性抗体种动物在免疫反应过程中，体内产生的特异性抗体种类可多达百万种以上。类可多达百万种以上。4.4.简述获得抗体的传统途径？简述获得抗体的传统途径？抗原抗原 动物体动物体 抗体抗体 刺激刺激浆细胞浆细胞6.6.如何获得化学性质单一、特异性强的抗体如何获得化学性质单一、特异性强的抗体 体外培养单个淋巴细胞，提取分泌的抗体体外培养单个淋巴细胞，提取分泌的抗体5.5.这种方法获得的抗体有什么缺陷？这种方法获得的抗体有什么缺陷？产量低，纯度低，特异性差产量低，纯度低，特异性差7、体外培养淋巴细胞能无限增殖吗体外培养淋巴细胞能无限增殖吗?怎样解决这个怎样解决这个问题问题?8、请概括单克隆抗体的概念、请概括单克隆抗体的概念9、根据阿根廷科学家米尔斯坦和德国科学家柯勒设根据阿根廷科学家米尔斯坦和德国科学家柯勒设计的计的 实验方案，思考实验过程与原理？实验方案，思考实验过程与原理？提问？1.概括单克隆抗体的概念概括单克隆抗体的概念单：单个细胞单：单个细胞克隆克隆:无性繁殖无性繁殖 抗体抗体:化学性质单一、特异化学性质单一、特异性强性强n实验目的实验目的:制备单克隆抗体制备单克隆抗体.n实验原理：实验原理：n实验材料：小白鼠实验材料：小白鼠n实验器材：培养皿、针筒等等。实验器材：培养皿、针筒等等。n实验过程：？实验过程：？2.根据阿根廷科学家米尔斯坦和德国科学家根据阿根廷科学家米尔斯坦和德国科学家柯勒设计的柯勒设计的 实验方案，回答下列问题：实验方案，回答下列问题：B淋巴细胞能产生抗体，骨髓瘤细胞能无限淋巴细胞能产生抗体，骨髓瘤细胞能无限增殖，杂交瘤细胞既能产生抗体又能无限增殖，杂交瘤细胞既能产生抗体又能无限增殖。增殖。（1）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够无限增殖杂种细胞（2）制备过程：（1）为什么用小鼠骨髓瘤细胞与）为什么用小鼠骨髓瘤细胞与B淋巴淋巴细胞融合？细胞融合？思考思考：（2）单克隆抗体制备过程中应）单克隆抗体制备过程中应用哪些细胞用哪些细胞 工程技术手段？工程技术手段？（3）制备过程为何要经过两次筛选）制备过程为何要经过两次筛选？1、因为B淋巴细胞具有分泌特异性抗体的能力，而骨髓瘤细胞具有在体外培养条件下大量增殖的本领，所以由某种B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合产生的杂交瘤细胞，能够在体外大量繁殖，并且产生特定的单克隆抗体。3、拓展：聚乙二醇、拓展：聚乙二醇处理后，培养液中处理后，培养液中存在哪几种细胞？存在哪几种细胞？脾脾-脾脾 脾脾-瘤瘤 瘤瘤-瘤瘤 未融合的脾细胞未融合的脾细胞 未融合的瘤细胞未融合的瘤细胞2、动物细胞融合、细胞培养动物细胞融合、细胞培养某同学根据杂交瘤技术的某同学根据杂交瘤技术的方法，设计了一个生产破方法，设计了一个生产破伤风杆菌抗体的实验方案。伤风杆菌抗体的实验方案。据图回答：据图回答：（）该方案能达到预期（）该方案能达到预期效果吗？效果吗？（）图中（）图中为为 过程，常用过程，常用作为诱导剂。作为诱导剂。该细胞继承了该细胞继承了 因此不仅能分因此不仅能分泌泌，还，还有有 的本领。的本领。不能不能细胞融合细胞融合特异性抗体特异性抗体在体外培养条件下大量增殖在体外培养条件下大量增殖灭活的病毒灭活的病毒（或聚乙二醇）（或聚乙二醇）试一试试一试双亲细胞的双亲细胞的遗传物质遗传物质单单克克隆隆抗抗体体制制备备过过程程中中，骨骨髓髓瘤瘤细细胞胞和和B淋淋巴巴细细胞胞诱诱导导融融合合后后，要要用用特特定定培培养养基基筛筛选选出出杂杂交交瘤瘤细细胞胞。在在这这种种培培养养基基上上不不能存活、增殖的细胞是能存活、增殖的细胞是 （）B淋巴细胞淋巴细胞 小鼠骨髓瘤细胞小鼠骨髓瘤细胞 B淋巴细胞自身融合细胞淋巴细胞自身融合细胞 小鼠骨髓瘤细胞自身融合细胞小鼠骨髓瘤细胞自身融合细胞杂杂交交瘤瘤细细胞胞 A B C DA3.3.单克隆抗体的应用单克隆抗体的应用：在基础理论研究中具有重要意义在基础理论研究中具有重要意义 在疾病诊断、治疗和预防方面，具有在疾病诊断、治疗和预防方面，具有 生物导弹生物导弹特异性强、灵敏度高特异性强、灵敏度高 等优越性等优越性。总结两个过程动物细胞培养过程单克隆抗体制备过程三个“一”一个诱导细胞融合的新方法 灭活的病毒一个新细胞杂交瘤细胞一个优势单克隆抗体特异性 强、灵敏度高的优势教学反馈1.动物细胞融合技术最重要的用途是 （）A.克服远源杂交不亲和 B.制备单克隆抗体C.培育新物种 D.生产杂种细胞B2.单克隆抗体是由下列哪种细胞产生的（）A.B淋巴细胞 B.T淋巴细胞 C.骨髓瘤细胞 D.杂交瘤细胞 D3.（多选）1975年米尔斯坦和柯勒成功地获得了单克隆抗体。下列细胞中与单克隆抗体的制备有关的是（）A.效应B细胞 BT淋巴细胞C.骨髓瘤细胞 D杂交瘤细胞 A B C DB B体外培养体外培养骨髓瘤细胞杂交瘤细胞足够数量的细胞群足够数量的细胞群注射到注射到小鼠腹腔小鼠腹腔A AC C 4.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实验方案制备单克隆抗体不能，没有将抗原注入小鼠体内，无法获得产生单一抗体的B淋巴细胞。(1).该实验方案的目的是：_(2).该方案能达到预期效果吗？为什么？(3).A是从小鼠的脾脏中取得_ 该细胞能够产生_。(4).图中B为_过程，常用_作为诱导剂，该细胞继承_的遗传特性，既能_,又能_。(5).C过程指细胞培养，该过程包括_培养和_培养两个阶段，其中_代以内的的细胞属于细胞株。B淋巴细胞抗体细胞融合灭活的病毒双亲细胞分泌抗体无限增殖原代传代50课后习题课后习题1.单克隆抗体制备过程中，骨髓瘤细胞和B淋巴细胞诱导融合后，要用特定培养基筛选出杂交瘤细胞，在这种培养基上不能存活增殖的细胞是 （）淋巴细胞 小鼠骨髓瘤细胞 B淋巴细胞自身融合细胞小鼠骨髓瘤细胞自身融合细胞 杂交瘤细胞A.B.C.D.C2.动物细胞融合和植物原生质融合决定于 ()A.细胞膜的流动性 B细胞膜的选择透过性C.细胞质的流动性D细胞质酶的活性 A一.选择题3.“生物导弹”是指 （）A.单克隆抗体 B.杂交瘤细胞C.产生特定抗体的B淋巴细胞 D.在单克隆抗体上连接抗癌药物 D4.只能使动物细胞融合的常用诱导方法是 （）APEG B灭活的病毒 C电刺激 D离心A二.简答题1.淋巴细胞是由动物体-中的-细胞分化发育而来的。2.杂交瘤细胞从培养基中吸收葡萄糖、氨基酸的主要方式是-骨髓造血干主动运输三.思考与探究1.植物体细胞杂交技术与动物细胞融合技术有什么不同？2.制备单克隆抗体时，为什么要选用B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合形成杂交瘤细胞？提示：植物体细胞杂交技术与动物细胞融合技术基本相同，不同的是植物体细胞融合前需去掉细胞壁，然后再融合；动物细胞融合是两个体细胞直接融合。提示：哺乳动物感染抗原后，其体内会形成相应的B淋巴细胞，B淋巴细胞 能分泌相应的抗体凝聚或杀死这些抗原。动物在免疫反应的过程中，每一种B淋巴细胞能分泌一种特异性抗体，要想获得大量的特异性抗体，必须使能分泌该单一抗体的B淋巴细胞大量增殖。B淋巴细胞具有产生单一抗体的能力，但不能在体外增殖；骨髓瘤细胞是一种癌细胞，它能在体外培养条件下无限增殖，但不能产生抗体。因此，把一种B淋巴细胞与骨髓瘤细胞进行细胞融合，产生杂交瘤细胞，它会兼有两个亲本细胞的特性在体外培养条件下能不断增殖，同时能产生出某种特异性的抗体。教学参考教学参考1.已成功的动物细胞融合实例还有哪些？生物种类 细胞来源 成功年代 酵母菌鸡 原生质体血红细胞 1975年人胡萝卜 腹水癌细胞原生质体 1976年人小鼠 纤维肉瘤细胞畸胎瘤细胞 1978年要知道更多的实例，需经常查阅更多科研报道。2.为什么不用两个而要用多个细胞进行动物细胞间的融合？就目前常用的细胞融合方法来看，不管是用物理的、化学的方法，还是生物的方法，其融合率都不可能是100%。仅用两个细胞融合，其效率太低，不一定能得到融合细胞。更重要的是，即使两个细胞已发生融合，但并不一定是研究者期望得到的细胞类型。目前动物细胞融合技术最有价值的应用就是单克隆抗体的制备。我们以制备单克隆抗体为例来说明这一问题。我们知道，体内产生的特异性抗体种类可多达百万种以上，但是每一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体，如果仅取一个脾细胞（含B淋巴细胞）和一个瘤细胞杂交，我们不能确定该脾细胞分泌的抗体是否正是我们所需要的；若用大量的脾细胞和瘤细胞进行融合，就可以从融合细胞中筛选出能分泌所需抗体的杂交瘤细胞。3.如何进行杂交瘤细胞的抗体检测及克隆化培养？融合后的细胞经选择性培养基培养后，能存活的细胞就是杂交瘤细胞。但这些杂交瘤细胞并非都是能分泌所需抗体的细胞，通常用“有限稀释法”来选择。将杂交瘤细胞稀释，用多孔细胞培养板培养，使每孔细胞不超过一个，通过培养让其增殖。然后检测各孔上清液中细胞分泌的抗体（常用酶联免疫吸附试验法），那些上清液可与特定抗原结合的培养孔为阳性孔。阳性孔中的细胞还不能保证是来自单个细胞，挑选阳性孔的细胞继续进行有限稀释，一般需进行34次，直至确信每个孔中增殖的细胞为单克隆细胞。该过程即为杂交瘤细胞的克隆化培养。单克隆抗体是指单克隆抗体是指 （）A单个骨髓瘤细胞增殖产生的抗体单个骨髓瘤细胞增殖产生的抗体B单个单个B淋巴细胞增殖产生的抗体淋巴细胞增殖产生的抗体 C单个杂交瘤细胞增殖产生的抗体单个杂交瘤细胞增殖产生的抗体D单个抗体通过克隆化，产生大量抗体单个抗体通过克隆化，产生大量抗体C（江江苏苏高高考考题题，2003）将将小小鼠鼠骨骨髓髓瘤瘤细细胞胞与与一一种种B淋淋巴巴细细胞胞融融合合，可可使使融融合合的的细细胞胞经经培培养养产产生生单单克克隆隆抗抗体体，其其依依据据是是（多选）（多选）（）AB淋巴细胞可以产生抗体，但不能无限增殖淋巴细胞可以产生抗体，但不能无限增殖BB淋巴细胞只有与骨髓瘤细胞融合后才能产生抗体淋巴细胞只有与骨髓瘤细胞融合后才能产生抗体C骨髓瘤细胞可以无限增殖，但不能产生抗体骨髓瘤细胞可以无限增殖，但不能产生抗体D骨髓瘤细胞可以产生抗体，但不能无限增殖骨髓瘤细胞可以产生抗体，但不能无限增殖AC（2004年年高高考考理理综综生生物物部部分分（全全国国新新课课程程卷卷）（河河南南、湖湖北北、湖湖南南等等）第第5题题）用用动动物物细细胞胞工工程程技技术术获获取取单单克克隆隆抗抗体体，下下列列实验步骤中错误的是实验步骤中错误的是 （）A将抗原注入小鼠体内，获得能产生抗体的将抗原注入小鼠体内，获得能产生抗体的B淋巴细胞淋巴细胞B用纤维素酶处理用纤维素酶处理B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞C用用聚聚乙乙二二醇醇作作诱诱导导剂剂，促促使使能能产产生生抗抗体体的的B淋淋巴巴细细胞胞与与小小鼠骨髓资金积累细胞融合鼠骨髓资金积累细胞融合D筛选杂交资金积累细胞，并从中选出能产生所需抗体的细筛选杂交资金积累细胞，并从中选出能产生所需抗体的细胞群，培养后提取单克隆抗体胞群，培养后提取单克隆抗体 B上图是单克隆抗体制备过程示意图。据图回答：上图是单克隆抗体制备过程示意图。据图回答：（1）通通过过过过程程得得到到的的B淋淋巴巴细细胞胞从从小小鼠鼠体体内内分分离离出出之之前前，应应对对小小鼠鼠进进行行的的处处理理是是_，该该处处理理的的实实质质是是在在小小鼠体内发生鼠体内发生_反应。反应。（2）骨骨髓髓瘤瘤细细胞胞与与进进行行原原代代培培养养的的细细胞胞相相比比较较，核核内内的的结结构构发发生生的的主主要要变变化化是是_，从从而而违违背背了了“程程序序性细胞死亡性细胞死亡”规则，打破了细胞产生与死亡的动态平衡。规则，打破了细胞产生与死亡的动态平衡。（3）培培养养瓶瓶中中的的杂杂交交瘤瘤细细胞胞在在有有丝丝分分裂裂中中期期，核核内内DNA分分子子数：染色体数数：染色体数=_ _。（4）试试设设想想运运用用生生物物工工程程其其它它领领域域的的技技术术制制备备单单克克隆隆抗抗体体的的一条途径：一条途径：_ 。（1）注射相应抗原 体液免疫 （2）遗传物质（原癌基因）发生了改变 （3）2：1 （4）运用基因工程方法制造含有某种抗体的基因的工程菌进行发酵生产。下图表示细胞融合技术的一些过程，请回答：下图表示细胞融合技术的一些过程，请回答：(1)由由A、B两种细胞人工融合成两种细胞人工融合成C细胞的过程中，常用细胞的过程中，常用作为诱导剂。融合过程包括作为诱导剂。融合过程包括和和两方面，两方面，D细胞称为细胞称为 细胞。细胞。(2)若由若由D细胞培育成植株，可用细胞培育成植株，可用技术，这一培养过程技术，这一培养过程要经过要经过和和两个阶段。目前，植两个阶段。目前，植物体细胞杂交还有许多理论和技术问题没有解决，如杂种物体细胞杂交还有许多理论和技术问题没有解决，如杂种植物还不能按照人们的需要表现出亲代的优良性状，从遗植物还不能按照人们的需要表现出亲代的优良性状，从遗传学角度分析，其内在因素很可能是传学角度分析，其内在因素很可能是 。(3)如需制备单克隆抗体，则如需制备单克隆抗体，则D细胞应具有细胞应具有 和和 的能力。的能力。(1)PEG(聚乙二醇聚乙二醇)(或灭活的病毒或灭活的病毒)膜融合膜融合 核融合核融合 杂种杂种(2)植物细胞培养脱分化再分化控制优良性状的植物细胞培养脱分化再分化控制优良性状的基因还不能表达基因还不能表达(3)分泌特异性抗体大量增殖分泌特异性抗体大量增殖（广广东东卷卷）5、关关于于单单克克隆隆抗抗体体，下下列列叙叙述述不不正确的是（正确的是（）A、可以制成诊断盒用于疾病的珍断、可以制成诊断盒用于疾病的珍断 B、可可以以与与药药物物结结合合，用用于于病病变变细细胞胞的的定定向向治治疗疗 C、可以利用基因工程技术生产、可以利用基因工程技术生产 D、可以在生物体内生产，不能体外生产、可以在生物体内生产，不能体外生产D变式训练变式训练生产单克隆抗体时，要在培养液中加入某种试生产单克隆抗体时，要在培养液中加入某种试剂才能筛选出杂交瘤细胞，因为该试剂剂才能筛选出杂交瘤细胞，因为该试剂 A能抑制淋巴细胞和杂交瘤细胞的能抑制淋巴细胞和杂交瘤细胞的DNA复制复制 B能阻止淋巴细胞的原癌基因被激活能阻止淋巴细胞的原癌基因被激活 C选择性抑制骨髓瘤细胞的选择性抑制骨髓瘤细胞的DNA复制复制 D能能阻阻止止杂杂交交瘤瘤细细胞胞核核糖糖体体上上所所有有蛋蛋白白质质的的合合成成（3）将分离出的）将分离出的杂种种细胞在不同的胞在不同的条件下条件下继续培养，培养，获得得A、B、C三三细胞株，各胞株，各细胞株内含有的人染色胞株内含有的人染色体如下表所示（体如下表所示（“”有，有，“”无）无）细胞株胞株人染色体人染色体编号号12345678A株株B株株C株株测定各定各细胞株内人体所具有的胞株内人体所具有的5种种酶的活性，的活性，结果是：果是：B株有株有a酶活活性；性；A、B、C株均有株均有b酶活性；活性；A、B株有株有c酶活性；活性；c株有株有d酶活性；活性；A、B、C株均无株均无e酶活性。活性。若人基因的作用不受鼠基因影响，若人基因的作用不受鼠基因影响，则支配支配a、b、c、d和和e酶合成的基因合成的基因依次位于人的依次位于人的_、_、_、_和和_号染号染色体上。色体上。解析：解析：（3）B株有株有a酶活性，通活性，通过表格可以看出表格可以看出B株有株有6号染色体而号染色体而A、C株没有，株没有，说明控制明控制a酶活性的基因位于活性的基因位于6号染色体上。控制其它号染色体上。控制其它酶的基因所在的的基因所在的染色体位置以此染色体位置以此类推。推。答案：答案：6；1；2；7；8。下图为某同学根据杂交瘤技术的方法，设计的生产破伤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实验方案风杆菌的实验方案2、该方案能达到预期效果吗？为什么？、该方案能达到预期效果吗？为什么？4、图中、图中B为为_过程，常用过程，常用_作为诱导剂，该细胞继作为诱导剂，该细胞继承承_的遗传特性，既能的遗传特性，既能_,又能又能_。1、该实验方案的目的是、该实验方案的目的是_3、A是从小鼠的脾脏中取得是从小鼠的脾脏中取得_,该细胞能够产生该细胞能够产生_5、C过程指细胞培养，该过程包括过程指细胞培养，该过程包括_培养和培养和_培养两个阶段，其培养两个阶段，其中中_代以内的的细胞属于细胞株。代以内的的细胞属于细胞株。制备单克隆抗体制备单克隆抗体B细胞细胞抗体抗体细胞融合细胞融合灭活病毒灭活病毒双亲细胞双亲细胞分泌抗体分泌抗体无限增殖无限增殖原代原代传代传代50B体外培养体外培养骨髓瘤细胞骨髓瘤细胞杂交瘤细胞杂交瘤细胞足够数量的细胞群足够数量的细胞群注射到注射到小鼠腹腔小鼠腹腔AC