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1、2.2 動(dòng)物細(xì)胞工程,選修3 現(xiàn)代生物科技專題 專題2 細(xì)胞工程,教學(xué)目標(biāo),重點(diǎn)難點(diǎn),問題探討,教學(xué)過程,知識(shí)結(jié)構(gòu),教學(xué)反饋,課后習(xí)題,教學(xué)參考,2.2.2 動(dòng)物細(xì)胞融合與單克隆抗體,教學(xué)目標(biāo),了解動(dòng)物細(xì)胞融合的原理、過程和意義。 理解單克隆抗體制備的過程和應(yīng)用,重點(diǎn)難點(diǎn),1.教學(xué)重點(diǎn)： 單克隆抗體的制備和應(yīng)用 2.教學(xué)難點(diǎn)： 單克隆抗體的制備過程,問題探討,“番茄馬鈴薯”（理想圖）,通過長期的實(shí)驗(yàn)，科學(xué)家們采用體細(xì)胞雜交技術(shù)獲得了“番茄馬鈴薯”植株。,如果將奶牛的細(xì)胞與植物細(xì)胞雜交，得到綠色的小奶牛，那豈不是只要曬曬太陽就可以擠出牛奶嗎？,動(dòng)物細(xì)胞也能融合嗎？,教學(xué)過程,一.動(dòng)物細(xì)胞融合 1

2、.動(dòng)物融合的過程 請(qǐng)同學(xué)們閱讀課本P52動(dòng)物融合,動(dòng)物細(xì)胞融合過程示意圖,不同DNA的兩個(gè)細(xì)胞,滅活的病毒,有絲分裂,兩個(gè)完整的雜交細(xì)胞,滅活病毒誘導(dǎo)細(xì)胞融合的原理：,病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能夠與細(xì)胞膜上的糖蛋白發(fā)生作用，使細(xì)胞互相凝聚，細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)分子和脂質(zhì)分子重新排布，細(xì)胞膜打開，細(xì)胞發(fā)生融合。 滅活是指用物理或化學(xué)手段使病毒或細(xì)菌失去感染能力，但并不破壞這些病原體的抗原結(jié)構(gòu)。,思考題,1.植物體細(xì)胞雜交時(shí)首先應(yīng)用什么方法去掉細(xì)胞壁？,酶解法，如纖維素酶或果膠酶,2.動(dòng)物細(xì)胞融合時(shí)需要進(jìn)行去壁處理嗎？為什么？,無需，因?yàn)閯?dòng)物細(xì)胞無細(xì)胞壁,3.植物體細(xì)胞雜交誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合常用的方

3、法有哪些？,離心、電激等物理方法；PEG等化學(xué)方法,4.動(dòng)物細(xì)胞融合能利用上述兩類方法嗎？還有其他方法嗎？,能 還可以利用滅活的病毒進(jìn)行誘導(dǎo),5.植物體細(xì)胞雜交應(yīng)先進(jìn)行原生質(zhì)體的融合再進(jìn)行組織培養(yǎng)形 成完整的雜種個(gè)體，動(dòng)物細(xì)胞融合后能形成雜種動(dòng)物個(gè)體嗎？,不能,7.你推測一下動(dòng)物細(xì)胞融合有哪些方面的應(yīng)用嗎？,思考題,利用動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)誘導(dǎo)形成雜交瘤細(xì)胞,8.在生產(chǎn)實(shí)際中雜交瘤細(xì)胞有怎樣的應(yīng)用？,生產(chǎn)單克隆抗體,6.你能歸納出什么叫做動(dòng)物細(xì)胞融合嗎？,主要用于制備,單克隆抗體,獲得雜種植株,主要用途,物理、化學(xué)方法,（同左）,滅活的病毒,物理（離心、振動(dòng)、電刺激）,化學(xué)（聚乙二醇）,誘導(dǎo)方法,

4、使細(xì)胞分散后誘,導(dǎo)細(xì)胞融合,去除細(xì)胞壁后誘,導(dǎo)原生質(zhì)體融合,細(xì)胞融合的方法,細(xì)胞膜的流動(dòng)性,細(xì)胞膜的流動(dòng)性、,植物細(xì)胞全能性,細(xì)胞融合的原理,動(dòng)物細(xì)胞融合,植物體細(xì)胞雜交,比較項(xiàng)目,植物體細(xì)胞雜交與動(dòng)物細(xì)胞融合的比較,2.動(dòng)物細(xì)胞融合的概念,動(dòng)物細(xì)胞融合也稱細(xì)胞雜交，是指兩個(gè)或多個(gè)動(dòng)物細(xì)胞結(jié)合形成一個(gè)細(xì)胞的過程，融合后形成的具有原來兩個(gè)或多個(gè)細(xì)胞遺傳信息的單核細(xì)胞稱為雜交細(xì)胞。,1.抗體是由何種細(xì)胞產(chǎn)生的？ 效應(yīng)B細(xì)胞（漿細(xì)胞）。 2.一個(gè)淋巴細(xì)胞(漿細(xì)胞)能分泌多種抗體嗎？ 每一個(gè)淋巴細(xì)胞只分泌一種特異性抗體。 3.一種抗原侵入機(jī)體之后，引起機(jī)體免疫反應(yīng)產(chǎn)生的抗體只有一種嗎？ 動(dòng)物在免疫反應(yīng)

5、過程中，體內(nèi)產(chǎn)生的特異性抗體種類可多達(dá)百萬種以上。 4. 簡述獲得抗體的傳統(tǒng)途徑？ 抗原 動(dòng)物體 抗體 抗原不純 抗體不純,二、單克隆抗體,刺激,漿細(xì)胞,6.如何獲得化學(xué)性質(zhì)單一、特異性強(qiáng)的抗體？ 體外培養(yǎng)單個(gè)淋巴細(xì)胞，提取分泌的抗體,7.體外培養(yǎng)淋巴細(xì)胞能無限增殖嗎?怎樣解決這個(gè)問題？,5.這種方法獲得的抗體有什么缺陷？ 產(chǎn)量低，純度低，特異性差,1.設(shè)計(jì)方案： 一個(gè)B淋巴細(xì)胞只分泌一種特異性抗體 小鼠骨髓瘤細(xì)胞能夠無限增殖,雜種細(xì)胞,二、單克隆抗體,2.制備過程：,免疫小鼠,培養(yǎng)骨髓瘤細(xì)胞,融合,骨髓瘤細(xì)胞,B淋巴細(xì)胞,注射特定抗原蛋白,選擇培養(yǎng)基上培養(yǎng),專一抗體檢驗(yàn)陽性,專一抗體檢驗(yàn)陽性

6、,注射到小鼠體內(nèi),體外培養(yǎng),單克隆抗體,克隆雜交細(xì)胞,分開不同雜交細(xì)胞，克隆專一抗體，檢驗(yàn)陽性細(xì)胞,單克隆抗體制備過程示意圖,多種雜交細(xì)胞,3.單克隆抗體的應(yīng)用：,在基礎(chǔ)理論研究中具有重要意義,在疾病診斷、治療和預(yù)防方面，具有,生物導(dǎo)彈,二、單克隆抗體,特異性強(qiáng)、靈敏度高 等優(yōu)越性。,用抗人絨毛膜促性腺激素單克隆抗體做成的“早早孕診斷試劑盒”，靈敏度很高，在妊娠第8天就可以做出診斷，比原來的診斷方法提前了10天左右，可以避免孕婦在不知道妊娠的情況下因服用藥物而對(duì)胎兒造成不利影響。該方法檢測的準(zhǔn)確率在90以上。,知識(shí)結(jié)構(gòu),兩個(gè)過程,動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過程,單克隆抗體制備過程,三個(gè)“一”,一個(gè)誘導(dǎo)細(xì)胞融

7、合的新方法 滅活的病毒,一個(gè)新細(xì)胞雜交瘤細(xì)胞,一個(gè)優(yōu)勢單克隆抗體特異性 強(qiáng)、靈敏度高的優(yōu)勢,教學(xué)反饋,1.動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)最重要的用途是 （ ） A.克服遠(yuǎn)源雜交不親和 B.制備單克隆抗體 C.培育新物種 D.生產(chǎn)雜種細(xì)胞,B,2.單克隆抗體是由下列哪種細(xì)胞產(chǎn)生的（ ）A.B淋巴細(xì)胞 B.T淋巴細(xì)胞 C.骨髓瘤細(xì)胞 D.雜交瘤細(xì)胞,D,3.（多選）1975年米爾斯坦和柯勒成功地獲得了單克隆抗體。下列細(xì)胞中與單克隆抗體的制備有關(guān)的是（ ） A.效應(yīng)B細(xì)胞 BT淋巴細(xì)胞C.骨髓瘤細(xì)胞 D雜交瘤細(xì)胞,A B C D,4.下圖為某同學(xué)根據(jù)雜交瘤技術(shù)的方法，設(shè)計(jì)的生產(chǎn)破傷風(fēng)桿菌的實(shí)驗(yàn)方案,制備單克隆抗體

8、,不能，沒有將抗原注入小鼠體內(nèi)，無法獲得產(chǎn)生單一抗體的B淋巴細(xì)胞。,(1).該實(shí)驗(yàn)方案的目的是：_,(2).該方案能達(dá)到預(yù)期效果嗎？為什么？,(3).A是從小鼠的脾臟中取得_ 該細(xì)胞能夠產(chǎn)生_ 。,(4).圖中B為_過程，常用_作為誘導(dǎo)劑，該細(xì)胞繼承_的遺傳特性，既能_,又能_。,(5).C過程指細(xì)胞培養(yǎng)，該過程包括_培養(yǎng)和_培養(yǎng)兩個(gè)階段，其中_代以內(nèi)的的細(xì)胞屬于細(xì)胞株。,B淋巴細(xì)胞,抗體,細(xì)胞融合,滅活的病毒,雙親細(xì)胞,分泌抗體,無限增殖,原代,傳代,50,課后習(xí)題,1. 單克隆抗體制備過程中，骨髓瘤細(xì)胞和B淋巴細(xì)胞 誘導(dǎo)融合后，要用特定培養(yǎng)基篩選出雜交瘤細(xì)胞， 在這種培養(yǎng)基上不能存活增殖的

9、細(xì)胞是 （ ） 淋巴細(xì)胞 小鼠骨髓瘤細(xì)胞 B淋巴細(xì)胞自身融合細(xì)胞 小鼠骨髓瘤細(xì)胞自身融合細(xì)胞 雜交瘤細(xì)胞 A. B. C. D.,C,2.動(dòng)物細(xì)胞融合和植物原生質(zhì)融合決定于 ( ) A.細(xì)胞膜的流動(dòng)性 B細(xì)胞膜的選擇透過性C.細(xì)胞質(zhì)的流動(dòng)性D細(xì)胞質(zhì)酶的活性,A,一.選擇題,3.“生物導(dǎo)彈”是指 （ ） A.單克隆抗體 B.雜交瘤細(xì)胞 C.產(chǎn)生特定抗體的B淋巴細(xì)胞 D.在單克隆抗體上連接抗癌藥物,D,4.只能使動(dòng)物細(xì)胞融合的常用誘導(dǎo)方法是 （ ） APEG B滅活的病毒 C電刺激 D離心,B,二.簡答題,1.淋巴細(xì)胞是由動(dòng)物體-中的-細(xì)胞分化發(fā)育而來的。 2.雜交瘤細(xì)胞從培養(yǎng)基中吸收葡萄糖、氨基

10、酸的主要方式是-,骨髓,造血干,主動(dòng)運(yùn)輸,三.思考與探究 1.植物體細(xì)胞雜交技術(shù)與動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)有什么不同？ 2.制備單克隆抗體時(shí)，為什么要選用B淋巴細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞融合形成雜交瘤細(xì)胞？,提示：植物體細(xì)胞雜交技術(shù)與動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)基本相同，不同的是植物體細(xì)胞融合前需去掉細(xì)胞壁，然后再融合；動(dòng)物細(xì)胞融合是兩個(gè)體細(xì)胞直接融合。,提示：哺乳動(dòng)物感染抗原后，其體內(nèi)會(huì)形成相應(yīng)的B淋巴細(xì)胞，B淋巴細(xì)胞 能分泌相應(yīng)的抗體凝聚或殺死這些抗原。動(dòng)物在免疫反應(yīng)的過程中，每一種B淋巴細(xì)胞能分泌一種特異性抗體，要想獲得大量的特異性抗體，必須使能分泌該單一抗體的B淋巴細(xì)胞大量增殖。B淋巴細(xì)胞具有產(chǎn)生單一抗體的能力，但

11、不能在體外增殖；骨髓瘤細(xì)胞是一種癌細(xì)胞，它能在體外培養(yǎng)條件下無限增殖，但不能產(chǎn)生抗體。因此，把一種B淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞進(jìn)行細(xì)胞融合，產(chǎn)生雜交瘤細(xì)胞，它會(huì)兼有兩個(gè)親本細(xì)胞的特性在體外培養(yǎng)條件下能不斷增殖，同時(shí)能產(chǎn)生出某種特異性的抗體。,教學(xué)參考,1.已成功的動(dòng)物細(xì)胞融合實(shí)例還有哪些？,生物種類 細(xì)胞來源 成功年代 酵母菌雞 原生質(zhì)體血紅細(xì)胞 1975年 人胡蘿卜 腹水癌細(xì)胞原生質(zhì)體 1976年 人小鼠 纖維肉瘤細(xì)胞畸胎瘤細(xì)胞 1978年,要知道更多的實(shí)例，需經(jīng)常查閱更多科研報(bào)道。,2.為什么不用兩個(gè)而要用多個(gè)細(xì)胞進(jìn)行動(dòng)物細(xì)胞間的融合？,就目前常用的細(xì)胞融合方法來看，不管是用物理的、化學(xué)的方法，

12、還是生物的方法，其融合率都不可能是100%。僅用兩個(gè)細(xì)胞融合，其效率太低，不一定能得到融合細(xì)胞。更重要的是，即使兩個(gè)細(xì)胞已發(fā)生融合，但并不一定是研究者期望得到的細(xì)胞類型。目前動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)最有價(jià)值的應(yīng)用就是單克隆抗體的制備。我們以制備單克隆抗體為例來說明這一問題。我們知道，體內(nèi)產(chǎn)生的特異性抗體種類可多達(dá)百萬種以上，但是每一個(gè)B淋巴細(xì)胞只分泌一種特異性抗體，如果僅取一個(gè)脾細(xì)胞（含B淋巴細(xì)胞）和一個(gè)瘤細(xì)胞雜交，我們不能確定該脾細(xì)胞分泌的抗體是否正是我們所需要的；若用大量的脾細(xì)胞和瘤細(xì)胞進(jìn)行融合，就可以從融合細(xì)胞中篩選出能分泌所需抗體的雜交瘤細(xì)胞。,3.如何進(jìn)行雜交瘤細(xì)胞的抗體檢測及克隆化培養(yǎng)？,融合后的細(xì)胞經(jīng)選擇性培養(yǎng)基培養(yǎng)后，能存活的細(xì)胞就是雜交瘤細(xì)胞。但這些雜交瘤細(xì)胞并非都是能分泌所需抗體的細(xì)胞，通常用“有限稀釋法”來選擇。將雜交瘤細(xì)胞稀釋，用多孔細(xì)胞培養(yǎng)板培養(yǎng)，使每孔細(xì)胞不超過一個(gè)，通過培養(yǎng)讓其增殖。然后檢測各孔上清液中細(xì)胞分泌的抗體（常用酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)法），那些上清液可與特定抗原結(jié)合的培養(yǎng)孔為陽性孔。陽性孔中的細(xì)胞還不能保證是來自單個(gè)細(xì)胞，挑選陽性孔的細(xì)胞繼續(xù)進(jìn)行有限稀釋，一般需進(jìn)行34次，直至確信每個(gè)孔中增殖的細(xì)胞為單克隆細(xì)胞。該過程即為雜交瘤細(xì)胞的克隆化培養(yǎng)。,