
結(jié)合具體實例,以流程圖的形式表示單克隆抗體的制備過程。(科學探究)
運用結(jié)構(gòu)與功能觀,理解動物細胞融合技術的原理和過程。(生命觀念)
說明單克隆抗體的特點及應用。(社會責任)
溫故知新:植物體細胞雜交技術
問題1:植物體細胞雜交技術可以跨越不同種植物之間生殖隔離的屏障,培育出新的作物類型。那么,有沒有技術讓不同種動物的體細胞進行雜交,培育出集不同細胞的優(yōu)勢于一身的動物細胞呢?
紅色熒光染料標記的膜蛋白
綠色熒光染料標記的膜蛋白
情景材料一:1970年,動物細胞融合實驗
問題2:請同學們快速閱讀課本P48頁,回答以下問題:①動物細胞融合的概念;②動物細胞融合的原理;③誘導融合的方法;④融合的結(jié)果;⑤動物細胞融合的意義和運用。
使兩個或多個動物細胞結(jié)合形成一個細胞的技術。
細胞膜具有一定的流動性
問題3:滅活病毒誘導細胞融合的原理是什么呢?
病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能夠與細胞膜上的糖蛋白發(fā)生作用,使細胞互相凝聚,細胞膜上的蛋白質(zhì)分子和脂質(zhì)分子重新排布,細胞膜打開,細胞發(fā)生融合。
形成具有原來兩個或多個細胞的遺傳信息的雜交細胞
突破了有性雜交方法的局限,使遠緣雜交成為可能。
為制造單克隆抗體開辟了新途徑。
研究細胞遺傳、細胞免疫、腫瘤和培育生物新品種等的重要手段。
至今,種間、屬間、科間,甚至動物和植物之間的細胞融合都已獲得成功。
問題4:請列表比較植物體細胞雜交和動物細胞融合的異同。
植物體細胞雜交和動物細胞融合的比較
克服遠源雜交的障礙,獲得雜種植株
細胞膜的流動性植物細胞的全能性
去除細胞壁后誘導原生質(zhì)體融合
使細胞分散后誘導細胞融合
物理(離心、振蕩、電激)化學( PEG )
物理、化學方法( PEG ) 滅活的病毒
1.關于動物細胞融合的說法,不正確的是( ) A.動物細胞融合也稱細胞雜交,是指兩個或多個動物細胞結(jié)合形成一個細胞的過程 B.動物細胞融合后形成的具有兩個動物細胞遺傳信息的單核細胞稱為雜交細胞 C.常用的誘導動物細胞融合的方法有聚乙二醇、滅活的病毒誘導、電激、紫外線照射等 D.細胞融合技術突破了有性雜交方法的局限,使遠緣雜交成為可能
2.如圖表示仙臺病毒誘導動物細胞融合的部分過程,下列敘述正確的是( )
A.細胞A和細胞B必須為同種細胞才能融合B.細胞C同時有細胞A和細胞B的遺傳物質(zhì)C.該融合過程體現(xiàn)了細胞膜具有選擇透過性D.此過程的原理是動物細胞具有全能性
3. 關于動物細胞融合與植物體細胞雜交技術的比較,下列敘述合理的是( ) A.均可使用PEG、電激或滅活病毒誘導細胞融合 B.兩者都可以跨越種屬間的生殖隔離 C.兩者都可以體現(xiàn)細胞的全能性 D.在適宜條件下,均可發(fā)育成完整個體
問題5:視頻中了解到針對新冠肺炎真正的特效藥是什么?有沒有技術讓這兩種細胞雜交,培育出既能產(chǎn)生抗體又能大量增殖的細胞呢?
1.抗體是什么?由什么細胞分泌?早期獲得抗體的方法及該方法的缺點。2.在體外培養(yǎng)條件下,如何讓一個B淋巴細胞無限增殖;3.請你模仿米爾斯坦和科勒的實驗過程,嘗試獲得抗HCG的單克隆抗體,并使用文字和箭頭構(gòu)建流程圖。4.單克隆抗體制備過程中為什么給小鼠注射特定的抗原蛋白?5.會有幾種細胞融合方式(只考慮兩個細胞融合)?6.雜交瘤細胞具有什么特點?7.產(chǎn)生特定抗體的雜交瘤細胞的獲得需要幾次篩選?各自篩選的方法和目的是什么?8.如何大規(guī)模進行培養(yǎng)得到大量的單克隆抗體?
合作探究一:請同學們自主閱讀教材P48-49,小組合作思考討論完成問題。
二、單克隆抗體及其應用
機體受抗原刺激后產(chǎn)生的,能與該抗原發(fā)生特異性結(jié)合的具有免疫功能的球蛋白。
血清(主要)、組織液及外分泌液(如乳汁中)。
每個B淋巴細胞只分泌一種特異性的抗體;體內(nèi)產(chǎn)生的特異性抗體種類多達百萬種以上
缺陷:產(chǎn)量低、純度低、特異性差、靈敏度低。
(二)傳統(tǒng)抗體制作方法及缺陷:
問題6:為什么B淋巴細胞不能無限增殖?如何解決這個問題呢?
單個B淋巴細胞壽命有限,又因為能產(chǎn)生抗體的B淋巴細胞屬于高度分化的細胞,不能無限繁殖不可能無限增殖。
1975年,米爾斯坦和科勒設計了一個極富創(chuàng)造性的試驗方案:
可大量增值的骨髓瘤細胞
(由克隆細胞產(chǎn)生的單一抗體)
(三)單克隆抗體的制備過程:
用特定的選擇培養(yǎng)基進行篩選:在該培養(yǎng)基上,未融合的親本細胞和融合的具有同種核的細胞都會死亡,只有融合的雜交瘤細胞才能生長。
(特點:既能迅速大量增殖,又能產(chǎn)生特定抗體)
(抗原-抗體雜交技術)
能分泌所需抗體的雜交瘤細胞
將雜交瘤細胞群稀釋,約每孔1個進行培養(yǎng)(克隆化培養(yǎng))
一段時間后,檢測各孔上清液中細胞分泌的抗體
上清液可與特定抗原結(jié)合的培養(yǎng)孔為陽性孔
分泌特異抗體的雜交瘤細胞
特異性強靈敏度高可大量制備
既能大量繁殖又能產(chǎn)生專一抗體
【培養(yǎng)雜交瘤細胞的方法比較】
易于控制培養(yǎng)條件(如無需提供無菌環(huán)境等),操作簡單,成本較低
可大規(guī)模培養(yǎng),大量生產(chǎn)
需要人為控制培養(yǎng)條件,成本相對較高
4.如圖2-2-6為單克隆抗體的制備流程示意圖。下列敘述正確的是( )圖2-2-6 A.甲是從已免疫的小鼠脾臟中獲得的致敏T淋巴細胞 B.①表示將骨髓瘤細胞去核后進行細胞融合 C.乙為融合細胞,同時具有細胞甲和骨髓瘤細胞的特性 D.②表示篩選能產(chǎn)生特異性抗體的細胞
5.科學家用小鼠骨髓瘤細胞與某種細胞融合,得到雜交細胞,經(jīng)培養(yǎng)可產(chǎn)生大量的單克隆抗體,與骨髓疤細胞融合的是( ) A.經(jīng)過免疫的B淋巴細胞 B.沒經(jīng)過免疫的T淋巴細胞
C.經(jīng)過免疫的T淋巴細胞 D.沒經(jīng)過免疫的B淋巴細胞
6.下圖是單克隆抗體制備流程的示意圖,有關敘述正確的是 ( )
A.①是從已免疫的小鼠脾中獲得的效應T細胞B.②中使用胰蛋白酶有利于雜交瘤細胞的形成C.③同時具有脾細胞和鼠骨髓瘤細胞的特性D.④是經(jīng)篩選培養(yǎng)獲得的能分泌所需抗體的細胞群
(四)單克隆抗體的運用:
(1)作為診斷試劑——最廣泛的應用
比原來診斷方法提前了10d左右,準確率在90﹪以上。
具有準確、高效、簡易、快速特點
新冠病毒抗原檢測試劑盒
(主要用于癌癥治療)如:單克隆抗體+藥物 =“生物導彈”
優(yōu)點:位置準確、療效高、副作用小
(2)用于治療疾病和運載藥物
ADC的作用機制示意圖
單克隆抗體+接頭+藥物(如細胞毒素)=ADC
實現(xiàn)了對腫瘤細胞的選擇性殺傷。
7. 科學家以SARS病毒的核衣殼蛋白為抗原,制備出了單克隆抗體。下列相關敘述正確的是 ( ) A. 利用該單克隆抗體可以診斷是否感染 SARS病毒 B. 體外培養(yǎng)單個B淋巴細胞可以獲得針對SARS病毒的單克隆抗體 C. 將等量B淋巴細胞和骨髓瘤細胞混合,經(jīng)誘導后融合的細胞即為雜交瘤細胞 D. 將純化的核衣殼蛋白反復注射到小鼠體內(nèi),從小鼠血清中分離出的抗體為單克隆抗體
8.單克隆抗體制備過程中,骨髓瘤細胞和B淋巴細胞誘導融合后,要用特定培養(yǎng)基篩選出雜交瘤細胞,在這種培養(yǎng)基上不能存活增殖的細胞是( )①淋巴細胞 ②小鼠骨髓瘤細胞?、跙淋巴細胞自身融合細胞?、苄∈蠊撬枇黾毎陨砣诤霞毎、蓦s交瘤細胞 A.②④ B.①③⑤ C.①②③④ D.②③
9.英國科學家威爾穆特首次用羊的體細胞、乳腺細胞成功地培育出一只小母羊,取名為“多利”,這種方法被稱之為“克隆”。以下四項中與此方法在本質(zhì)上最相近的是( ) A.將兔的早期胚胎分割后,分別植入兩只母兔的子宮內(nèi),并最終孕育成兩只一樣的兔 B.將人的抗病毒基因嫁接到煙草的DNA分子上,培育出了具有抗病毒能力的煙草新品種 C.將鼠骨髓瘤細胞與經(jīng)過免疫的脾細胞融合成雜交瘤細胞 D.將人的精、卵在體外受精,待受精卵發(fā)育到囊胚期時,再植入女性子宮內(nèi)發(fā)育成“試管嬰兒”
10.單克隆抗體制備過程中使用的骨髓瘤細胞是一種缺陷型細胞,在含有次黃嘌呤、氨基嘌呤和胸腺嘧啶的培養(yǎng)基(HAT)中無法生長;而小鼠B淋巴細胞是正常細胞,在HAT培養(yǎng)基上可正常存活。用聚乙二醇誘導細胞融合后,經(jīng)過數(shù)代培養(yǎng),最終可在HAT培養(yǎng)基上存活的細胞是( ) A.骨髓瘤細胞之間形成的融合細胞 B.B淋巴細胞間形成的融合細胞 C.骨髓瘤細胞與B淋巴細胞之間形成的融合細胞 D.B淋巴細胞
11.如圖是一種“生物導彈”的作用原理示意圖,沒有與腫瘤細胞結(jié)合的“生物導彈”一段時間后被機體清除。阿霉素是一種抗腫瘤藥,可抑制DNA和RNA的合成,對正常細胞也有一定毒性。下列說法不正確的是
A.單克隆抗體是由雜交瘤細胞合成和 分泌的B.活化阿霉素能抑制細胞中的DNA復 制和轉(zhuǎn)錄過程C.在治療中,應先注射非活化磷酸阿霉素再注射生物導彈D.單克隆抗體特異性強,能減輕阿霉素對正常細胞的傷害
12.“生物導彈”是免疫導向藥物的形象稱呼,由單克隆抗體與藥物結(jié)合而成,單克隆抗體的制備過程如圖2-2-5所示。
[分析](1)圖中B過程表示 ,與原生質(zhì)體融合相比,該過程特有的誘導方為 。?(2)若只考慮細胞兩兩融合,B過程會獲得 種類型的細胞。經(jīng)特定選擇培養(yǎng)基篩選后, 和融合的 的細胞都會死亡,只有融合的雜交瘤細胞才能生長。?
(3)注射到小鼠體內(nèi)進行培養(yǎng)的細胞具有的特點是 。?(4)圖示過程生產(chǎn)出的單克隆抗體不能直接用于人體,理由是? 。?(5)“生物導彈”中單克隆抗體的作用是 。?(6)除“生物導彈”外,請說出單克隆抗體在臨床上的其他應用(答出兩點)。? ?
小鼠形成的抗體對人體來說是抗原,存在著排異反應
作為診斷試劑;單克隆抗體自身也能用于治療疾病。
既能無限增殖又能產(chǎn)生特定抗體
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