细胞融合的技术

遗传物质，但这些遗传物质的表达受到相互干 扰，不能再像马铃薯或番茄植株中的遗传物质 一样有序表达，杂交植株不能地上长番茄、地 下结马铃薯就是很自然的了。
三.动物细胞融合与单克隆抗体
？ห้องสมุดไป่ตู้
1. 抗体是由何种细胞产生的？ 2 . 抗体是如何产生的？
读下面一段文字资料，思考以下问题：
长期以来，为了获得抗体，采用的是把某 种抗原反复注射到动物体内，然后从动物 血清中分离出所需抗体的方法。用这种方 法获得的抗体，不仅产量低，而且抗体的 特异性差，纯度低，反应不够灵敏。人们 发现，在动物发生免疫反应的过程中，体 内的B细胞可以产生多达百万种以上的特异 性抗体，但是每个B细胞只分泌一种化学性 质单一、特异性强的抗体。要想获得大量 的单一抗体，必须用单个B细胞进行无性繁 殖，即克隆。
(3)请用文字和箭头表示出④⑤技术过程的实验流程： _____________________________________________ 。 融合细胞 ― ― → 幼苗 ― → 愈伤组织 ― 由此过程可以看出植物细胞有形成完整个体的可能性，这是 植物细胞具有全能性 的表现。 __________________ (4)在培养基上培养一段时间后，原生质体会再生出细胞壁。可 以取样，通过__________________________ 实验来鉴别细胞 植物细胞的质壁分离与复原 壁是否已经再生。 (5)请说明运用植物体细胞杂交法的最大好处： 可以克服不同生物远缘杂交不亲和的障碍 _______________________________________________。
注射特定 抗原蛋白
培养骨髓瘤细胞 B淋巴细胞 骨髓瘤细胞
融合
多种杂交细胞
第 1次筛选目的：得到杂 在具有筛选作用的培养基上培养 B淋巴细胞--- B淋巴细胞 该细胞继承双亲细胞 交瘤细胞（多种）。 专一抗体检验阳性 杂交瘤细胞有何特点？ 的遗传特性，既能产生专 B淋巴细胞---骨髓瘤细胞
克隆上述杂交细胞
问题讨论
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（生物方 法）进行诱导 ５、动物细胞融合与植物原生质体融合的基本 原理是否相同？ 相同，都是细胞膜的流动性
问题讨论
6、为什么要用灭活的病毒？ 病毒一般对生物体是有伤害的。 丧失感染活性 物理或 仙台病毒 化学方法 保留融合活性 7、动物细胞融合有什么意义？ 突破了有性杂交方法的局限， 使远源杂交成为可能。
按照人们的意愿来改 变细胞内的遗传物质 或获得细胞产品
回忆：
1、植物组织培养的大致过程包括哪几个阶段？ 离体的 器官、 脱分化 愈伤 组织或（又叫去分化） 组织 细胞
再分化
根、 芽
植 物 体
2、植物组织培养技术的理论基础是什么？
植物细胞具有全能性
一.细胞融合技术
• 概念：两个或两个以上的同种或异种细胞 融合成为一个细胞的过程 • 阅读课本第30-31页内容，回答问题： 1.什么叫细胞融合技术？ 用人工方法诱导细胞融合，并在一定条件下使融合细胞 分化再生，形成新物种或新品种的过程。 2.常用的人工诱导细胞融合的方法有哪几种？哪一种重 复性强，对原生质体伤害小，方法简单，可控性强？ 物理法：离心、振动、电刺激（伤害小，可控性强） 化学法：用聚乙二醇（ＰＥＧ）诱导
制备单克隆抗体 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？ 不能，未对小鼠免疫处理 3、A是从小鼠的脾脏中取得 抗体 _______, B细胞 该细胞能够产生______ 足够数量的细胞群 细胞融合过程，常用 4、图中B为________ 灭活病毒 _________作为诱导剂，该细胞继 双亲细胞 的遗传特性，既能 体外培养 注射到 承___________ 分泌抗体 无限增殖 。 __________,又能___________ C 小鼠腹腔 5、C过程指细胞培养，该过程包括 原代 传代培养两个阶段，其 _____培养和_____ 50 代以内的的细胞属于细胞株。 中_____
到的第一个障碍是什么？ 2．有没有一种温和的去壁方法呢？ 3．为什么两个原生质体能发生融合，这与细胞膜的 什么特性有关？ 4、把原生质体放在一起能自然融合吗？ 5．如果两个来源不同的原生质体发生了融合，下一 步该做何处理？ 6．如何将杂种细胞培育成杂种植株？
杂交的两个细胞
用纤维素酶、果胶酶处 理细胞壁
植 物 细 胞 融 合
原生质体Ａ、Ｂ
经离心、振 动、电刺激 用聚乙二醇 （ＰＥＧ） 诱导 再生细胞壁 （植物体细胞 融合完成的标 志）
融合后的原生质体 杂种细胞
细胞分裂 脱分化 再分化
植物 组织 培养
愈伤组织
杂种植株
白菜
甘蓝 白菜－甘蓝
“白菜－甘蓝”同普通白菜相比，具有 生长期短、耐热性强和易于贮藏等优点。
灭活的病毒：仙台病毒、疱疹病毒等（适合动物）
动物细胞融合（细胞杂交）－2个或多个动 物细胞结合形成一个细胞的过程
细胞A
物理法
化学法
细胞B
仙台病毒
灭活的病毒
疱疹病毒 新城鸡瘟病毒
杂种细胞
融合后形成的单核细胞称为杂交细胞
用灭活的病毒诱导动物细胞融合过程
病毒颗粒
细胞核 细胞核
细胞电融合仪
二、、植物体细胞杂交技术与作物育种
3. 野生马铃薯品种的植株具有较强的抗病、抗虫、抗盐碱、抗 寒能力，但块茎不能食用。俄、德、芬兰专家共同做实验研究， 用野生马铃薯与马铃薯的体细胞进行杂交，培育出了生活能力强 的杂交系马铃薯。据图分析回答问题：
(1)①过程植物细胞原生质体的分离需经过酶解，其中 纤维素酶、果胶酶 “酶解”所用的酶应该包括 ________________。 (2)②过程可用聚乙二醇(PEG)，其目的是 诱导原生质体融合 ______________________ 。
•植物体细胞杂 交意义？p33
细胞融合技术可以避免 受精过程，在亲缘关系 较远的物种间实现基因 转移，创造出自然界没 有的新物种。
未解决的问题：
未能让杂种植物按照人们的需要 表现出亲代的优良。
为什么“番茄—马铃薯”超级杂种植株没有如 科学家所想像的那样，地上长番茄、地下结马 铃薯？ 主要原因是：生物基因的表达不是孤立的，它 们之间是相互调控、相互影响的，所以马铃薯 —番茄杂交植株的细胞中虽然具备两个物种的
第三节
细胞融合技术
什么叫细胞工程？
细胞工程是指应用细胞生物学和分 子生物学的原理和方法，通过细胞水平 或细胞器水平上的操作，按照人们的意 愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞 产品的一门综合科学技术。 按操作 对象分 植物细胞工程
动物细胞工程
概念：
应用的原理和方法 研究的水平 研究的目的
细胞生物学和 分子生物学 细胞水平或细 胞器水平
2.人CD20单克隆抗体是治疗一些恶性肿瘤的特效药物，目前主要是通过培养
哺乳动物细胞的方式生产。我国科学家已 培育出世界上第一头转入了CD20 抗体基因的转基因牛，可以从它产 的牛奶中直接提取CD20抗体。这项技术
成熟后，有望使这一特效药 的生产成本降至现在的1/10。请回答：
经过免疫的B淋巴细胞 和 (1)单克隆抗体的制备过程需先将_____________________ ______________ 融合，这一过程的诱导方法与植物体细胞杂 骨髓瘤细胞 交不同的是_________________ 用灭活的病毒诱导 。 95%O2加5%CO2 混合气体的 (2)动物细胞培养需要在含__________________
这幅番茄—马铃薯图利用传统 有性杂交方法能实现吗？为什 么？
因为不同种生物之间存在 着生殖隔离，所以用传统 的有性杂交方法是不可能 做到这一点的。
“Potamat o”
于是，这些科学家试图用这两种植物的体 细胞进行杂交，来实现这一美妙的设想。
请思考：
1．你认为两个来自不同植物的体细胞完成融合，遇
培养箱中进行，培养液中通常需加入血清、血浆 ________________等一些
天然成分。 基因表达载体的构建 (3)转基因技术的核心是______________________ 。该过程 用到的工具酶有 ____________________ 限制性核酸内切酶 (限制酶)和_____________ DNA连接酶 。
免疫小鼠
注射特定 抗原蛋白
培养骨髓瘤细胞
（二）、单克隆抗体制备过程
是否注射抗原
骨髓瘤细胞
融合
B淋巴细胞
（只考虑两两融合）培养 两次筛选的目的 液中细胞有几种类型？几 分别是什么？ 本过程利用的那些技术？ 种融合细胞？
多种杂交细胞
选择培养基上培养
专一抗体 检验阳性
杂交瘤细胞有何特点？
动物细胞融合技术 动物细胞培养技术
理论基础 细胞膜的流动性;植物细胞全能性 诱导手段 物理法：离心、振动、电激 化学法：聚乙二醇 去细胞壁 (纤维素酶、果胶酶) ↓ 原生质体融合 (获得杂种原生质体) ↓ 植物细胞培养 (获得植株) 获得白菜-甘蓝等杂种植物
诱导过程
应用
1.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 抗体实验方案 A B 骨髓瘤细胞 杂交瘤细胞
（一）单克隆抗体概念
1、请从以上文字资料中找出单克隆抗体的概念
用单个B细胞进行克隆，得到的细胞群能够分泌 一种化学性质单一、特异性强的抗体，这种抗体 就叫做单克隆抗体。 2、怎样才能获得单克隆抗体？ 提示1：仅用细胞培养技术可行吗？ 提示2：我们所学的哪种细胞是可以无限增殖的？ 提示3：有什么方法能使B细胞产生抗体的能力 和肿瘤细胞无限增殖能力同时具备呢？
杂种细胞
根据阿根廷科学家米尔斯坦和德国科学家柯 勒设计的 实验方案: • 实验目的:制备单克隆抗体. • 实验原理：B淋巴细胞能产生抗体，骨髓瘤 细胞能无限增殖，杂交瘤细胞既能产生抗 体又能无限增殖。 • 实验材料：小白鼠 • 实验器材：培养皿、针筒等等。 • 实验过程：如下页
（二）、单克隆抗体的制备过程
（只考虑两两融合） 培养液中细胞有几 种类型？融合细胞 几种类型？ 骨髓瘤细胞---骨髓瘤细 胞
注射到小鼠体内
一抗体又能无限增殖。 第2次筛选目的：在杂 分开不同杂交细胞，克隆专一抗体， 检验阳性细胞 交瘤细胞中筛选出能产 生所需抗体的杂交瘤细 胞。 体外培养 特异性强，灵敏度高 单克隆抗体
腹腔注射法
问题讨论
１、植物体细胞杂交最终得到的是完整的植物个体， 动物细胞融合后能形成杂种动物个体吗？ 不能，只能得到杂交细胞 2、动植物细胞在结构上有何区别？这与它们 杂交或融合过程有什么影响？ 动物细胞无细胞壁，动物细胞融合过程中不 须去除细胞壁和再生出细胞壁。 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、振动、电激等物理方法；PEG等化学方法
克隆杂交细胞
专一抗体 检验阳性
分开不同杂交细胞，克隆 专一抗体，检验阳性细胞
注射到小鼠体内
体外培养
与传统制备的抗体相 比具有什么特点？
单克隆抗体
（三）单克隆抗体的应用
①诊断疾病（识别作用， 如同位素标记单克隆抗 体，可诊断肿瘤、心血 诊断乳腺癌单克隆抗体 管畸形等）优点：准确、高效、简易、快速 ②用于治疗疾病和运载药物 （主要用于癌症治疗，也可运 载药物，如 “生物导弹”）
单克隆抗体
问题讨论
1、如何获得化学性质单一、特异性强的抗体？
提示： 1 .什么样的细胞可以产生抗体？
2 . 什么样的细胞可以无限增殖？
2、瘤细胞和癌细胞有何区别？
共同点：两者都有无限增殖的能力 不同点：瘤细胞不能转移
单克隆抗体
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－－能无限增殖
（导向作用，作为载体，生物导弹= 单克隆抗体+药物，治疗肿瘤）
（位置准确、疗效高、副作用小）
单克隆抗体
小结
两个过程
动物细胞融合过程 动物细胞培养过程 一个新细胞——杂交瘤细胞
二次筛选—筛选杂交瘤细胞、能 “一二三” 产生所需抗体的杂交瘤细胞 三个优势——产量大、特异性 强、灵敏度高(理化性质单一) 的优势
动物细胞融合
动物细胞融合
有 何 同 ？ 不 同 ？
植物体细胞杂交与动物细胞融合的比较
细胞工程 实质内容 植物体细胞杂交 动物细胞融合 改变遗传物质、产生新的性状，获得细胞产品(使后代具有双亲 的特性) 细胞膜的流动性;细胞增殖 物理法：离心、振动、电激 化学法：聚乙二醇 生物法：灭活的病毒 获得分离的单个动物细胞 (胰蛋白酶处理) ↓ 诱导融合 ↓ 动物细胞培养 (细胞产品) 主要用于单克隆抗体的制备 (杂交瘤细胞)