高三生物備考中雜交細胞的篩選和應用

摘 要：在高三生物選修模塊細胞工程專題備考中，雜交細胞的篩選是難點，且教材沒有背景知識介紹。本文在做好雜交細胞篩選方法的拓展及歸納的基礎上，以典型考題為例，讓學生體驗知識的應用，并最終實現(xiàn)本考點的突破。

關鍵詞：細胞融合;雜交細胞;篩選;應用;備考指導

細胞融合即將真核生物的體細胞進行培養(yǎng)，通過把兩個或多個細胞融合，從而形成一個雙核或多核細胞的過程。細胞融合可以分成兩種類型，一種是同核融合細胞即在相同基因型間進行的細胞融合;另一種是異核融合細胞即在不同基因型間進行的細胞融合。此外，細胞融合又叫做細胞雜交，融合后形成的單核細胞稱為雜交細胞，具有兩個或多個遺傳信息。

1.雜交細胞的篩選和應用——在植物細胞工程中

1.1 雜交細胞的篩選方法

1.1.1 以互補法篩選雜交細胞：包括抗性互補，營養(yǎng)缺陷互補和葉綠素缺失互補等。

1.1.2 以物理特異性差異篩選雜交細胞：通過比較兩個原生質(zhì)體的顏色、大小、浮密度等不同物理特異性差異進行選擇。

1.1.3 以生長特異性差異篩選雜交細胞：將需要篩選的細胞進行培養(yǎng)，生成植株，然后通過對再生植株的不同性狀進行鑒定。

1.2 雜交細胞篩選方法的應用

（2015年高考天津理綜卷）DHA對腦神經(jīng)發(fā)育至關重要。以A、B兩種單細胞真核藻為親本，利用細胞融合技術(shù)選育高產(chǎn)DHA融合藻。兩種藻特性如下表：

通過以下三步篩選融合藻，步驟 b 可淘汰B藻，步驟 a 可淘汰生長速成率較慢的藻落，再通過步驟 c 獲取生產(chǎn)所需的融合藻。

步驟a：觀察藻落的大小

步驟b：用不含有機碳源（碳源——生物生長的碳素來源）的培養(yǎng)基進行光照培養(yǎng)

步驟c：測定DHA含量

2.動物細胞工程中雜交細胞的篩選和應用

2.1 雜交細胞的篩選方法

采用HAT選擇性培養(yǎng)基篩選。

人教版選修三教材中制備單克隆抗體時，對雜交瘤細胞的篩選方法是設法將鼠的骨髓瘤細胞與脾細胞中產(chǎn)生的B淋巴細胞融合，隨機將這些細胞轉(zhuǎn)移到一種特定的選擇培養(yǎng)基上進行培養(yǎng)，在這種特定的選擇培養(yǎng)基上，只有融合了的雜種細胞才可以生長，而未融合的親本細胞以及融合的同種核的細胞在該培養(yǎng)基上都會死亡。

HAT選擇性培養(yǎng)基即特定的選擇培養(yǎng)基（培養(yǎng)基中加胸腺嘧啶核苷Thymidine T，氨基喋呤Aminoopterin A及次黃嘌HyPoxanthine H）。在這種特定的選擇性培養(yǎng)基中，變異的瘤細胞不能利用培養(yǎng)基中的胸腺嘧啶核苷或次黃嘌呤而合成DNA（即D途徑），因為其該細胞不具有次黃嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)化酶（HGPRT酶）或胸腺嘧啶核苷激酶（TK）。并且，只能利用尿核苷酸單磷酸與谷酰胺合成DNA（即S途徑），但是，這唯一的途徑又被氨基喋呤所阻斷，因此未融合的瘤細胞在該培養(yǎng)基上不可避免地要死亡。B淋巴細胞不能長期在一般培養(yǎng)基中生長，通常在兩周內(nèi)都會死亡。但是，雜交瘤細胞可以通過大量繁殖生長在培養(yǎng)基上從而被篩選出來，因為融合的雜交瘤細胞的脾淋巴細胞具有次黃嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)化酶，可以通過D途徑將次黃嘌呤合成。

若融合后雜交瘤細胞不能再培養(yǎng)基上生長，且可以排除融合技術(shù)上的問題時，可以考慮以下幾個主要因素：①PEG作用時間過長或有毒性。②使用了篩選不合格的牛血清。③支原體被骨髓瘤細胞污染了。④HAT含量不對，主要可能是HT含量不足或A含量過高。

2.2 雜交細胞篩選方法的應用

科研人員通過雜交細胞的篩選方法確定了胸苷激酶基因所在的染色體。這是因為小鼠正常細胞中含HGPRT酶但缺乏胸苷激酶（TK），人突變細胞中含TK但缺乏HGPRT酶，所以，這兩種細胞都不可以在HAT培養(yǎng)基中生長，但可以在普通培養(yǎng)基中生長。人們即利用上述兩種細胞融合從而獲得雜種細胞，然后在雜種細胞一代代生長的過程中，人的染色體將隨機丟失，通常最后只剩一條或幾條人染色體（如圖，數(shù)字代表保留的人染色體編號），而鼠的染色體會被保留下來。

如果分別在HAT培養(yǎng)基中培養(yǎng)某一次實驗得到的各種人鼠雜種細胞，培養(yǎng)一段時間后，在HAT培養(yǎng)基中發(fā)現(xiàn)只有A、B、C三種雜種細胞可以生長，檢查雜種細胞中保留的人染色體情況如下表（表中“+”表示有相應染色體，“﹣”表示無相應染色體）：

根據(jù)表中信息，可推測人細胞中胸苷激酶基因位于17號染色體上。

3.備考指導

依據(jù)高考大綱，結(jié)合歷年高考試題，針對細胞工程中涉及到雜交細胞篩選的信息題、能力題進行收集匯編，整理雜交細胞篩選的原理和方法，洞察命題的方向，體會命題的規(guī)律。教學中在突出學生能力的培養(yǎng)同時，還要注重對知識分析和運用的能力的培養(yǎng)，當然也不能忽略基礎知識的復習，全面提高學生的科學應考素養(yǎng)。

參考文獻

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[3] 李能國. 談雜種細胞的篩選和鑒定[J].生物學教學，2009（2）：67-68.

作者簡介 ：姓名：韓麗;出生年月：1981.12;性別：女;籍貫：安徽省阜陽市太和縣;民族：漢;最高學歷：本科;職稱：中教一級;研究方向：高中生物教學;郵編：236600;單位：安徽省太和中學