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1、2.2 动物细胞工程,选修3 现代生物科技专题 专题2 细胞工程,教学目标,重点难点,问题探讨,教学过程,知识结构,教学反馈,课后习题,教学参考,2.2.2 动物细胞融合与单克隆抗体,教学目标,了解动物细胞融合的原理、过程和意义。理解单克隆抗体制备的过程和应用,重点难点,1.教学重点：单克隆抗体的制备和应用2.教学难点：单克隆抗体的制备过程,问题探讨,“番茄马铃薯”（理想图）,通过长期的实验，科学家们采用体细胞杂交技术获得了“番茄马铃薯”植株。,如果将奶牛的细胞与植物细胞杂交，得到绿色的小奶牛，那岂不是只要晒晒太阳就可以挤出牛奶吗？,动物细胞也能融合吗？,教学过程,一.动物细胞融合1.动物融合
2、的过程请同学们阅读课本P52动物融合,动物细胞融合过程示意图,不同DNA的两个细胞,灭活的病毒,有丝分裂,两个完整的杂交细胞,灭活病毒诱导细胞融合的原理：,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，使细胞互相凝聚，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。灭活是指用物理或化学手段使病毒或细菌失去感染能力，但并不破坏这些病原体的抗原结构。,思考题,1.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,2.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,3.植物体细胞杂交诱导原生质体融合常用的方法有哪些？,离
3、心、电激等物理方法；PEG等化学方法,4.动物细胞融合能利用上述两类方法吗？还有其他方法吗？,能 还可以利用灭活的病毒进行诱导,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 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,7.你推测一下动物细胞融合有哪些方面的应用吗？,思考题,利用动物细胞融合技术诱导形成杂交瘤细胞,8.在生产实际中杂交瘤细胞有怎样的应用？,生产单克隆抗体,6.你能归纳出什么叫做动物细胞融合吗？,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
4、,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,2.动物细胞融合的概念,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，融合后形成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。,1.抗体是由何种细胞产生的？效应B细胞（浆细胞）。2.一个淋巴细胞(浆细胞)能分泌多种抗体吗？每一个淋巴细胞只分泌一种特异性抗体。3.一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？动物在免疫反应过程中，体内产生的特异性
5、抗体种类可多达百万种以上。4.简述获得抗体的传统途径？抗原 动物体 抗体 抗原不纯 抗体不纯,二、单克隆抗体,刺激,浆细胞,6.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,7.体外培养淋巴细胞能无限增殖吗?怎样解决这个问题？,5.这种方法获得的抗体有什么缺陷？产量低，纯度低，特异性差,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,二、单克隆抗体,2.制备过程：,免疫小鼠,培养骨髓瘤细胞,融合,骨髓瘤细胞,B淋巴细胞,注射特定抗原蛋白,选择培养基上培养,专一抗体检验阳性,专一抗体检验阳性,注射到小鼠体内,体外培养,单克隆抗体
6、,克隆杂交细胞,分开不同杂交细胞，克隆专一抗体，检验阳性细胞,单克隆抗体制备过程示意图,多种杂交细胞,3.单克隆抗体的应用：,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,生物导弹,二、单克隆抗体,特异性强、灵敏度高 等优越性。,用抗人绒毛膜促性腺激素单克隆抗体做成的“早早孕诊断试剂盒”，灵敏度很高，在妊娠第8天就可以做出诊断，比原来的诊断方法提前了10天左右，可以避免孕妇在不知道妊娠的情况下因服用药物而对胎儿造成不利影响。该方法检测的准确率在90以上。,知识结构,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
7、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,B,2.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,D,3.（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 D,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
8、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,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
9、鼠骨髓瘤细胞自身融合细胞 杂交瘤细胞A.B.C.D.,C,2.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,D,4.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
10、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
11、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,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
12、，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。,
