2.2 动物细胞工程（第2课时）-【生物讲堂】2023-2024学年高二生物同步备课课件（人教版2019选择性必修3）

聚焦 学习目标： 1.动物细胞融合技术 2.单克隆抗体及其应用 第2 节 动物细胞工程 第2课时 动物细胞融合技术与单克隆抗体 病原体 （如流感病毒） B细胞 抗原呈递细胞 辅助性T细胞 B细胞 记忆B细胞 浆细胞 抗体 1 一些病原体可以和B细胞接触，这为激活B细胞提供了第一个信号。 1 抗原呈递细胞将抗原处理后呈递在细胞表面，然后传递给辅助性T细胞。 3 一些病原体被树突状细胞、B细胞等抗原呈递细胞摄取。 2 2 3 4 5 6 辅助性T细胞表面的特定分子发生变化并与B细胞结合，这是激活B细胞的第二个信号；辅助性T细胞开始分裂、分化，并分泌细胞因子。 4 一.动物细胞融合技术 实例：1970年，科学家用发绿色荧光的染料标记小鼠细胞表面的蛋白质分子，用发红色荧光的染料标记人细胞表面的蛋白质分子，将小鼠细胞和人细胞融合。这两种细胞刚融合时，融合细胞的一半发绿色荧光，另一半发红色荧光。在37℃下经过40min，两种颜色的荧光均匀分布。 小鼠细胞 人细胞 细胞融合 37℃,40min 正常融合的细胞 融合细胞 红色荧光染料标记的膜蛋白 绿色荧光染料标记的膜蛋白 荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验示意图 1.概念 指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术。 细胞膜具有一定的流动性。 物理法：电融合法 化学法：聚乙二醇（PEG）融合法 生物法：灭活病毒诱导法 2.原理 3.诱导方式 思考：19世纪30年代，科学家曾在肺结核、天花和麻疹等疾病的病人的病理组织中观察到多核细胞。如何解释这一现象？ 病人体内病毒等诱导多个体细胞融合形成了多核细胞。 灭活病毒诱导法 ①灭活：是指用物理或化学手段使病毒或细菌失去感染能力，但并不破坏它们的抗原结构。 动物细胞融合特有的诱导方法 仙台病毒 紫外线 灭活 丧失感染活性（不感染细胞） 保留融合活性（能诱导细胞融合） ②原理：病毒表面的糖蛋白和一些酶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。 4.过程 细胞膜融合 细胞核融合 细胞质融合 形成杂交细胞 灭活病毒诱导细胞融合过程 5.意义： 突破了有性杂交的局限，使远缘杂交成为可能。 6.应用： 1)细胞融合技术已经成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和培育生物新品种等的重要手段。 2)利用动物细胞融合技术发展起来的杂交瘤技术，为制造单克隆抗体开辟了新途径。 至今，种间、属间、科间，甚至动植物之间融合都已获得了成功。 资料 2016年，《ACS Synthetic Biology》杂志上报道了一个日本科学家团队，他们将拟南芥细胞与人类HT1080细胞融合，杂交细胞中产生出了人类/植物融合染色体，同时还能稳定存活、增殖，进行基因表达的案例。 植物体细胞杂交 动物细胞融合 原理 细胞融合前的处理方法 诱导细胞融合的方法 细胞融合成功的标志 主要用途 意义 细胞膜具有一定的流动性、植物细胞的全能性 细胞膜具有一定的流动性 用果胶酶和纤维素酶去除细胞壁 用胰蛋白酶或胶原蛋白酶使细胞分散成单个细胞 电融合法、离心法；聚乙二醇（PEG）融合法、高Ca2+-高pH融合法 PEG融合法、电融合法、灭活病毒诱导法 再生出细胞壁 细胞核的融合 获得完整的杂种植株 主要用于制造单克隆抗体 打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，培育植物新品种 突破了有性杂交的局限，使远缘杂交成为可能 7.植物体细胞杂交和动物细胞融合比较 体液免疫 抗体 抗体的分布： 血清（主要） 每个（已经免疫的）B淋巴细胞只分泌一种特异性的抗体 抗体是机体受抗原刺激后产生的、并能与该抗原发生特异性结合的具有免疫功能的免疫球蛋白 二.单克隆抗体及其应用 不能无限增殖产生大量抗体 动物体内 抗原 刺激 多种浆细胞 多种抗体 筛选单一B细胞 增殖分化 抗原不纯 抗体不纯 产量低、纯度低，且抗体的特异性差、灵敏度低。 缺陷： 如何解决这个问题呢？ 抗原 免疫 传统抗血清 所有抗体混合 1.传统抗体制备方法及缺陷 一个极富创造力的方案 动物细胞融合 杂交瘤细胞 动物细胞培养 单克隆抗体 骨髓瘤细胞（癌细胞）能无限增殖 一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体 既能迅速大量增殖，又能产生专一抗体 1975年，米尔斯坦和柯勒 1984年，诺贝尔生理学或医学奖 米尔斯坦【英国】 科勒【德国】 注射特定抗原 从患骨髓瘤的小鼠体内取骨髓瘤细胞的培养 多种已免疫B淋巴细胞 骨髓瘤细胞 诱导融合 小鼠的脾脏中获取 多种杂交细胞 2.制备过程 1)获得融合细胞 资料分析：HAT培养基 资料1：DNA的合成有D途径和S途径两种途径，其中D途径是在叶酸的辅助下，由氨基酸等小分子合成核苷酸；S途径是利用酶，催化次黄嘌呤（H）和胸腺嘧啶脱氧核苷（T