2.2.2动物细胞融合与单克隆抗体

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名称 2.2.2动物细胞融合与单克隆抗体
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文件大小 1.1MB
资源类型 教案
版本资源 人教版(新课程标准)
科目 生物学
更新时间 2013-07-05 14:36:09

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课件34张PPT。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.动物融合的过程
请同学们阅读课本P52动物融合
1、定义:指用自然或人工方法使两个或多个不同的细胞融合成一个细胞的过程。一、动物细胞融合◆细胞杂交:不同基因型的细胞之间的融合就是细胞杂交。◆杂交细胞: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成为杂交细胞。
二.动物细胞融合2、诱导融合的因素
生物法:灭活的病毒诱导融合.(利用灭活仙台病毒是动物细胞融合所特有的。 这是由于病毒的磷脂外衣与动物细胞的膜十分相似的缘故。病毒外壳上的某些糖蛋白可能还有促进细胞融合的功能。)
化学法:聚乙二醇PEG诱导融合.
物理法:电激融合病毒颗粒黏 附细胞表面细胞膜连接细胞膜被 病毒颗粒穿通细胞融合、形成杂种细胞 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?
思考讨论:为什么细胞融合过程中使用的病毒需要灭活?不灭活行吗? 因为灭活的病毒能使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,不灭
活的话会感染细胞,而不能诱导细胞融合。总结:比较植物体细胞杂交和动物细胞融合细胞膜的流动性、
植物细胞的全能性细胞膜的流动性用纤维素酶、
果胶酶去壁用胰蛋白酶
使细胞分散物理、化学获得部分或完整植株主要用于制备
单克隆抗体物理(离心、振动、电刺激)化学(聚乙二醇)(同左)灭活的病毒获得杂种植株人们获得抗体的传统方法是?
将抗原注入动物体,然后从动物血清中提取抗体
这种方法的缺点是什么?
效率低,产量有限,纯度低,动物抗体注入人体可能产生严重的过敏反应。
运用已学知识,设想怎样获得单一类型的抗体?
能否用单个B淋巴细胞通过克隆形成的细胞群来产生单一类型的抗体呢?
B淋巴细胞在体外不能无限增殖。二:动物细胞融合的成功应用 ——单克隆抗体的制备思考单克隆抗体的制备—极富创造性的方案
将能够产生特定抗体的B淋巴细胞和具有无限增殖能力的骨髓瘤细胞融合在一起,形成杂交瘤细胞。杂交瘤细胞既能在体外快速生长,又能持续分泌成分单一的特异性抗体。这种单一类型的只针对某一特定抗原决定簇的抗体分子,就是单克隆抗体。
米尔斯坦(阿根廷)和科勒(德国)因此在1984年获诺贝尔奖。1.抗体是由何种细胞产生的?
效应B细胞(浆细胞)。
2.一个B淋巴细胞(浆细胞)能分泌多种抗体吗?
每一个B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B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:动物特异性免疫
分离B淋巴细胞(B);找到骨髓瘤细胞(G)。注意B淋巴细胞是一个系列。(B1,B2,B3,---Bn)
细胞融合——三种融合方式:(BB;BG;GG)
第一次筛选:在“选择培养基培养”上培养筛选杂交瘤细胞(只有BG杂交瘤细胞存活。但BG杂交瘤细胞也是一个系列:如B1G,B2G---BnG。而BB,GG在此培养基上不能存活。)
第二次筛选:在“多孔培养板上”培养杂交瘤细胞系列 ,每孔只放一个杂交瘤细胞。“克隆化培养”每个杂交瘤细胞,并进行“单一抗体检测”,“检测阳性”的孔内即是所需要的杂交瘤细胞。
选择所需要的杂交瘤克隆细胞群,体外培养或注射到小鼠腹腔内增殖。
提取单克隆抗体。1、单抗的制备过程要点:3)、为何要进行两次筛选?4)、如何进行第2次筛选?培养在多孔培养板上,每孔只有一个杂交瘤细胞。第1次筛选得到杂交瘤细胞(多种)。第2次筛选得到能产生特异性抗体的杂交瘤细胞群。问题强化:1)、本过程利用了哪些原理?免疫原理,细胞融合原理和动物细胞培养原理2)、为什么选用小鼠骨髓瘤细胞与B细胞融合?这样融合成的杂交瘤细胞,继承了双亲细胞的遗传物质,不仅具有B细胞分泌抗体的能力,而且还有无限增殖的本领,因而可以获得大量单克隆抗体1、作为诊断试剂:在临床生化诊断、病理组织定位、体内肿瘤的定位等,与常规抗体相比,具有准确、高效、简易、快速特点.
2、用于治疗疾病和运载药物:
主要用于癌症治疗。
生物导弹:抗癌细胞的单克隆抗体+放射性同位素+化学药物或细胞毒素。(单克隆抗体:导向。准确找到癌细胞位置,原位杀死癌细胞。)
2、单克隆抗体的优点:
特异性强,灵敏度高,可大量制备。3、单克隆抗体的应用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 B.T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 ( )
①淋巴细胞 ②小鼠骨髓瘤细胞 ③B淋巴细胞自身融合细胞 
④小鼠骨髓瘤细胞自身融合细胞 ⑤杂交瘤细胞
A.②④ B.①③⑤  
C.①②③④   D.②③
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 (   )
A.PEG   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3~4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。