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第三節(jié) 動物細(xì)胞工程及其應(yīng)用
第2課時 動物細(xì)胞融合技術(shù)、干細(xì)胞技術(shù)
學(xué)習(xí)目標(biāo) 學(xué)科核心素養(yǎng)
1.闡明動物細(xì)胞融合技術(shù)的概念，
舉例說出誘導(dǎo)動物細(xì)胞融合的方
法。
2.概述單克隆抗體的制備過程、優(yōu)
點(diǎn)和應(yīng)用。
3.概括干細(xì)胞的類型、特點(diǎn)，了解
其應(yīng)用價值。 1.科學(xué)思維——通過比較動物細(xì)胞融合的方法和
過程，培養(yǎng)歸納與概括、推理和邏輯分析的能
力。
2.科學(xué)探究——利用細(xì)胞融合的知識分析單克隆
抗體的制備過程以及單克隆抗體的特點(diǎn)和應(yīng)用。
3.社會責(zé)任——說明干細(xì)胞在疾病治療與新藥研
制和開發(fā)等領(lǐng)域的應(yīng)用。
教材預(yù)習(xí)·必備知識全過關(guān)
一、動物細(xì)胞融合技術(shù)
1. 概念：指在一定的條件下將____________動物細(xì)胞，通過物理、化學(xué)或生物方法，
結(jié)合形成______細(xì)胞的技術(shù)。
兩個或多個
一個
2. 融合方法
（1） 自發(fā)融合
缺點(diǎn)：頻率______。
極低
（2） 人為促進(jìn)細(xì)胞融合
生物方法 .誘導(dǎo)物：______，如仙臺病毒、皰疹病毒、腮腺炎病毒等。
.誘導(dǎo)機(jī)理：病毒可以與細(xì)胞質(zhì)膜發(fā)生作用，使細(xì)胞緊密凝集，直至融
合。
.缺點(diǎn)：病毒引入細(xì)胞后，可能會對細(xì)胞的__________產(chǎn)生一定的干擾
化學(xué)方法 .誘導(dǎo)劑：__________。
.局限性：有一定______，對某些細(xì)胞（如________）不適用
物理方法 .誘導(dǎo)方法：__________融合法。
.優(yōu)點(diǎn)：對細(xì)胞傷害____，易操作、控制和觀察
病毒
生命活動
聚乙二醇
毒性
卵細(xì)胞
電場誘導(dǎo)
小
（3） 誘導(dǎo)細(xì)胞融合的機(jī)理
在各種方法的促融合作用下，細(xì)胞質(zhì)膜出現(xiàn)______、______和______，進(jìn)而發(fā)生細(xì)胞
質(zhì)融合和細(xì)胞核的融合，最終形成__________。
粘連
破裂
融合
雜種細(xì)胞
（4） 融合結(jié)果
人工誘導(dǎo)細(xì)胞融合后，可能產(chǎn)生______類型的細(xì)胞，因此需要對細(xì)胞進(jìn)行______，挑
選出所需要的細(xì)胞。
多種
篩選
二、動物細(xì)胞融合技術(shù)的應(yīng)用
1. 應(yīng)用前景
在__________、__________等領(lǐng)域展現(xiàn)出美好的前景。
基因治療
疾病診斷
2. 單克隆抗體的制備和應(yīng)用
（1） 傳統(tǒng)方法制備的抗體的缺點(diǎn)
① 是含有多種抗體的______抗體。
② 不能________地對付某一類病原體。
混合
專一性
③治療效果不佳。
（2） 單克隆抗體
采取單個漿細(xì)胞進(jìn)行__________形成細(xì)胞群，這樣的細(xì)胞群就能產(chǎn)生_______________
_________的抗體，即單克隆抗體。
無性繁殖
化學(xué)性質(zhì)單一、特異性強(qiáng)
（3） 單克隆抗體的制備過程
骨髓瘤
能產(chǎn)生所需抗體
（4） 單克隆抗體的應(yīng)用
化療藥物
同位素標(biāo)記
三、干細(xì)胞技術(shù)及其應(yīng)用
1. 概念：干細(xì)胞是指動物（包括人）胚胎及某些器官中同時具有__________和______
能力的細(xì)胞。
2. 特點(diǎn)：干細(xì)胞在形態(tài)上具有共性，通常呈______形或橢圓球形，細(xì)胞體積____，核
相對較____。
自我更新
分化
圓球
小
大
3. 類型
（1） 根據(jù)干細(xì)胞所處的__________，將其分為胚胎干細(xì)胞和成體干細(xì)胞。
（2） 根據(jù)干細(xì)胞的__________，將其分為全能干細(xì)胞、多能干細(xì)胞和單能干細(xì)胞三類。
發(fā)育階段
分化潛能
項(xiàng)目 全能干細(xì)胞 多能干細(xì)胞 單能干細(xì)胞
特點(diǎn) 具有形成__________
的分化潛能 具有分化出______
_________的能
力，但不能發(fā)育成
完整個體 持續(xù)停留在某種組織中的干細(xì)胞，
只能向__________或密切相關(guān)的細(xì)
胞類型分化
實(shí)例 胚胎干細(xì)胞是從早期
胚胎__________分離
出來的一種高度未分
化的細(xì)胞系 骨髓多能造血干細(xì)
胞 上皮組織________的干細(xì)胞、肌肉
中的______細(xì)胞
完整個體
多種細(xì)胞組織
一種類型
內(nèi)細(xì)胞團(tuán)
基底層
成肌
4. 干細(xì)胞技術(shù)應(yīng)用于疾病治療
免疫排斥
多分化潛能
定向
外周血
臍帶血
中華骨髓庫
5. 干細(xì)胞技術(shù)應(yīng)用于新藥研制和開發(fā)
標(biāo)本
數(shù)量
成本
毒理特性
發(fā)育機(jī)制
核心要點(diǎn)·能力素養(yǎng)全提升
要點(diǎn)一 動物細(xì)胞融合技術(shù)
1.細(xì)胞融合
過程 膜融合 質(zhì)融合 核融合
成功標(biāo)志 雜交細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂
實(shí)質(zhì) 兩個或多個動物細(xì)胞結(jié)合形成一個細(xì)胞
意義 ①動物細(xì)胞融合突破了有性雜交的局限，使遠(yuǎn)緣雜交成為可能；
②利用動物細(xì)胞融合方法制造單克隆抗體
2.動物細(xì)胞融合與植物體細(xì)胞雜交的比較
比較項(xiàng)目 植物體細(xì)胞雜交 動物細(xì)胞融合
原理 細(xì)胞質(zhì)膜的流動性、細(xì)胞的全能性 細(xì)胞質(zhì)膜的流動性
步驟 酶解法去掉細(xì)胞壁 誘導(dǎo)原生質(zhì)體
融合 形成雜種細(xì)胞 經(jīng)植物組
織培養(yǎng)形成雜種植株 分散成單個細(xì)胞 誘導(dǎo)細(xì)胞融合
形成雜種細(xì)胞
方法 化學(xué)融合法（聚乙二醇法）、物理
融合法（電融合法） 生物方法（病毒誘導(dǎo)融合法）、化
學(xué)方法（聚乙二醇誘導(dǎo)融合法）、
物理方法（電場誘導(dǎo)融合法）
結(jié)果 形成雜種植株 形成雜種細(xì)胞
意義 打破生殖隔離，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)緣雜交育種 突破有性雜交的局限，使遠(yuǎn)緣雜交
成為可能
典例1 [2023江蘇無錫錫山高級中學(xué)高三階段測試改編]關(guān)于動物細(xì)胞融合的說法，不
正確的是( )
C
A.動物細(xì)胞融合是指兩個或多個動物細(xì)胞結(jié)合形成一個細(xì)胞的過程
B.動物細(xì)胞融合后形成的具有原來兩個或多個動物細(xì)胞遺傳信息的單核細(xì)胞稱為雜交細(xì)胞
C.常用于誘導(dǎo)動物細(xì)胞融合的手段有聚乙二醇融合法、滅活病毒誘導(dǎo)法、紫外線照射
D.細(xì)胞融合技術(shù)突破了有性雜交方法的局限，使遠(yuǎn)緣雜交成為可能
[解析] 紫外線照射常用作人工誘變的物理誘變因子，可誘發(fā)突變，不是誘導(dǎo)細(xì)胞融合的方法，C項(xiàng)錯誤。
對點(diǎn)演練1 下列關(guān)于細(xì)胞融合的敘述，不正確的是( )
B
A.采用自發(fā)或人工的方法使兩個或多個不同細(xì)胞融合為一個細(xì)胞
B.在促融合因子的作用下，僅僅使細(xì)胞核發(fā)生融合
C.常用的促融合因子有電場、聚乙二醇等
D.在植物細(xì)胞融合前需用纖維素酶等去除細(xì)胞壁
[解析] 在促融合因子的作用下，細(xì)胞之間的細(xì)胞質(zhì)膜發(fā)生粘連、破裂和融合，進(jìn)而發(fā)生細(xì)胞質(zhì)融合和細(xì)胞核融合，最終形成雜種細(xì)胞。
對點(diǎn)演練2 下圖為動物細(xì)胞融合技術(shù)過程圖，
相關(guān)敘述不正確的是( )
B
A.圖中C為滅活病毒，此外還可用物理或化學(xué)法誘導(dǎo)融合
B.圖中①過程發(fā)生了細(xì)胞質(zhì)膜的融合，體現(xiàn)了細(xì)胞質(zhì)膜的選擇透過性
C.圖中②過程表示通過有絲分裂過程產(chǎn)生雜交細(xì)胞
D.動物細(xì)胞融合技術(shù)可用于制備單克隆抗體
[解析] 圖中C為滅活病毒，此外還可用物理或化學(xué)法誘導(dǎo)融合，A項(xiàng)正確;圖中①過程發(fā)生了細(xì)胞質(zhì)膜的融合，體現(xiàn)了細(xì)胞質(zhì)膜的流動性，B項(xiàng)錯誤;圖中②過程表示通過有絲分裂過程產(chǎn)生雜交細(xì)胞，C項(xiàng)正確;動物細(xì)胞融合技術(shù)最重要的用途是制備單克隆抗體，D項(xiàng)正確。
典例2 [2023江蘇鎮(zhèn)江丹陽高三質(zhì)量檢測期中]
下圖表示植物體細(xì)胞雜交或動物細(xì)胞融合的簡略
過程。有關(guān)敘述不正確的是( )
C
A.在將A和B兩種植物細(xì)胞進(jìn)行體細(xì)胞雜交前，必須先利用酶解法去除細(xì)胞的有關(guān)結(jié)構(gòu)
B.若該過程是制備人抗某病毒的單克隆抗體的過程，則在培養(yǎng)D細(xì)胞的培養(yǎng)液中通常要加入一定量的抗生素、血清等物質(zhì)
C.與傳統(tǒng)的有性雜交相比，細(xì)胞融合技術(shù)的優(yōu)越性在于能定向地改造生物的性狀
D.滅活的病毒能誘導(dǎo)動物細(xì)胞融合，而不能誘導(dǎo)植物原生質(zhì)體的融合
[解析] 細(xì)胞融合技術(shù)與傳統(tǒng)的有性雜交相比，能克服有性雜交的不親和性，創(chuàng)造雜種生物，C項(xiàng)錯誤。
對點(diǎn)演練3 下列關(guān)于植物體細(xì)胞雜交和動物細(xì)胞融合的敘述，錯誤的是( )
C
A.植物體細(xì)胞雜交和動物細(xì)胞融合的原理中都用到了細(xì)胞質(zhì)膜的流動性
B.植物體細(xì)胞雜交需要用酶解法去除細(xì)胞壁
C.誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合的方法和誘導(dǎo)動物細(xì)胞融合的方法完全不同
D.植物體細(xì)胞雜交最終培育成雜種植株，動物細(xì)胞融合沒有培育成雜種個體
[解析] 誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合的方法有物理法（電融合）和化學(xué)法（聚乙二醇）；誘導(dǎo)動物細(xì)胞融合的方法有物理法（電場誘導(dǎo)融合）、化學(xué)法（聚乙二醇）和生物法（滅活的病毒），C項(xiàng)錯誤。
對點(diǎn)演練4 ［多選］[2023江蘇鹽城響水中學(xué)高三月考]右圖為細(xì)
胞融合的示意圖，下列敘述正確的是( )
BC
要點(diǎn)二 單克隆抗體的制備
1.制備過程
2.對單克隆抗體的理解
項(xiàng)目 內(nèi)容
融合類型 同種細(xì)胞間的融合和不同種細(xì)胞間的融合
融合種類 3種（僅考慮兩個細(xì)胞的融合）
篩選 篩選出能分泌特定抗體的雜交細(xì)胞
雜交細(xì)胞的特點(diǎn) 既能大量增殖，又能產(chǎn)生特定的抗體
原理 細(xì)胞質(zhì)膜的流動性、細(xì)胞增殖、免疫原理
3.單克隆抗體制備過程中兩次篩選的方法及目的
項(xiàng)目 第一次篩選 第二次篩選
篩選
原因 誘導(dǎo)融合后得到多種雜交細(xì)胞，另外還
有未融合的細(xì)胞 由于小鼠在生活中還受到其他抗原的
刺激，所以需經(jīng)過選擇性培養(yǎng)
篩選
方法 用特定的選擇培養(yǎng)基篩選：未融合的細(xì)
胞和同種細(xì)胞融合后形成的細(xì)胞（“漿
漿”細(xì)胞、“瘤瘤”細(xì)胞）都會死亡，
只有融合的雜交細(xì)胞（“漿瘤”細(xì)胞）
才能生長 用多孔培養(yǎng)皿培養(yǎng)，在每個孔只有一
個雜交細(xì)胞的情況下開始克隆化培養(yǎng)
和抗體檢測，經(jīng)多次篩選得到能產(chǎn)生
特異性抗體的細(xì)胞群
篩選
目的 得到雜交細(xì)胞 得到能分泌特定抗體的雜交細(xì)胞
典例3 [2023江蘇蘇州常熟高三階段抽測]
甘草酸是中藥甘草中的主要活性成分。為
了快速檢測甘草酸，科研人員利用細(xì)胞工
程技術(shù)制備了抗甘草酸的單克隆抗體，其
D
A.過程①注射相應(yīng)抗原后應(yīng)立即從小鼠脾臟中提取細(xì)胞甲
B.過程②誘導(dǎo)細(xì)胞融合，利用了細(xì)胞質(zhì)膜的選擇透過性
C.過程③篩選得到的細(xì)胞是能夠產(chǎn)生抗甘草酸抗體的雜交細(xì)胞
D.過程③④的篩選方法不同，細(xì)胞丙、丁的核酸不一定相同
基本操作過程如下圖。下列有關(guān)敘述正確的是( )
對點(diǎn)演練5 [2023江蘇泰州泰興中學(xué)高三調(diào)研]下列有關(guān)單克隆抗體制備過程的敘述，
錯誤的是( )
B
A.過程①注射一種滅活的病毒可使小鼠體內(nèi)產(chǎn)生特定漿細(xì)胞
B.過程②形成的兩兩融合細(xì)胞只有圖中的3種類型
C.過程③采用抗原—抗體反應(yīng)進(jìn)行特定雜交細(xì)胞的篩選
D.過程④獲得的全部雜交細(xì)胞都只能產(chǎn)生同一種抗體
[解析] 過程②形成的融合細(xì)胞包括同種細(xì)胞融合形成的細(xì)胞和異種細(xì)胞融合形成的細(xì)胞，即過程②還可以形成漿細(xì)胞與漿細(xì)胞融合形成的細(xì)胞、骨髓瘤細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合形成的細(xì)胞，B項(xiàng)錯誤。
體液
（2） 為了獲得所需的B淋巴細(xì)胞，對小鼠必要的操作是__________。
（3） 過程②甲細(xì)胞與瘤細(xì)胞融合時，不同于植物細(xì)胞融合的誘導(dǎo)方法是利用_______
______。
滅活的病毒
[解析] 過程②表示細(xì)胞融合，動物細(xì)胞融合特有的融合技術(shù)是用滅活的病毒誘導(dǎo)。
（4） 將雜交細(xì)胞在體外條件下做大規(guī)模培養(yǎng)或者_(dá)_________________就可以提取大
量的單克隆抗體。
注射到小鼠腹腔內(nèi)
[解析] 若要大量制備該單克隆抗體，對所得雜交細(xì)胞常用的培養(yǎng)方法有體內(nèi)培養(yǎng)、體外培養(yǎng)，體內(nèi)培養(yǎng)為注射到小鼠腹腔內(nèi)。
（5） 通過此方法獲得的單克隆抗體的主要優(yōu)點(diǎn)有________________________。
化學(xué)性質(zhì)單一、特異性強(qiáng)
[解析] 單克隆抗體具有化學(xué)性質(zhì)單一、特異性強(qiáng)等特性。
（6） 制備單克隆抗體的基礎(chǔ)是______________技術(shù)，其原理是__________________。
動物細(xì)胞融合
細(xì)胞質(zhì)膜的流動性
[解析] 單克隆抗體由雜交細(xì)胞產(chǎn)生，故單克隆抗體技術(shù)的基礎(chǔ)是動物細(xì)胞融合技術(shù)，其原理是細(xì)胞質(zhì)膜的流動性。
網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建

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