2.2.2 动物细胞融合技术与单克隆抗体（第1课时）课件-2024-2025学年高二下学期生物人教版选择性必修3

第2.2.2节 动物细胞融合技术与单克隆抗体（第1课时） 本节聚焦: 什么是动物细胞融合技术？ 单克隆抗体是如何制备的？ 单克隆抗体在临床上有哪些应用？ 第二章 细胞工程 【情境导入】 〖问题情境1〗化疗指通过化学药物杀灭癌细胞（肿瘤细胞）以达到治疗目的，是治疗癌症的最有效手段之一。化疗药物没有特异性，在杀伤肿瘤细胞的同时还会对健康细胞造成伤害，这限制了它在临床上的应用。 思考：有没有特异性识别肿瘤抗原的物质？ 癌细胞特有的癌胚抗原 癌细胞 抗体 生物导弹 若将药物与能特异性识别肿瘤抗原的抗体结合，就可以实现对肿瘤细胞的选择性杀伤。 【情境导入】 〖问题情境2〗早期人们怎样获取抗体的？ 这种方法获得的抗体有什么缺点？ 抗原 免疫 从动物血清中分离所需抗体 抗体的传统生产方法 缺点：产量低，纯度低，特异性差 【情境导入】 〖问题情境3〗科学研究发现，哺乳动物感染病原体后，体内会形成相应的B淋巴细 胞，这些细胞能分泌识别并结合病原体的抗体。动物体内产生的特异性抗体超过百万种，但每一个B淋巴细胞只能产生一种特异性抗体。 思考： 1.体外将一个的B淋巴细胞（分泌能特异性识别肿瘤抗原的抗体）进行克隆形成细胞群，即可产生单一抗体，这种办法可行吗？为什么？ 不可行，在体外培养条件下，一个B淋巴细胞不可能无限增殖。 2.哪种细胞可以无限增殖？ 癌细胞（肿瘤细胞） 3.利用这两种细胞，你能否创造出一种既能无限增殖又能分泌特异性抗体的细胞？ 将已免疫的B淋巴细胞和肿瘤细胞融合 【精讲点拨】任务1 动物细胞融合技术 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 4. 过程： 病毒颗粒 灭活的病毒颗粒粘附于细胞表面，使细胞互相凝聚 细胞膜融合 细胞核融合 形成杂交细胞 细胞膜 打开 细胞质融合 【精讲点拨】任务1 动物细胞融合技术 5. 结果： 突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交（种间、属间、科间、动植物之间）成为可能。 6. 优点： 形成单核的杂交细胞。即融合后形成的具有原来两个或多个细胞遗传信息的单核细胞。 7. 应用： 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，特别是利用动物细胞融合技术发展起来的杂交瘤细胞技术，为制造单克隆抗体开辟了新途径。 【合作探究】 细胞膜的流动性、植物细胞的全能性 细胞膜的流动性 细胞壁 植株 电融合法、离心法 植物新品种 纤维素酶和果胶酶 远缘杂交不亲和 生殖隔离 分散开 胰蛋白酶和胶原蛋白酶 PEG，高Ca2+ -高pH融合法 除物理法和化学法外，也可用灭活的病毒诱导 细胞 单克隆抗体 【精讲点拨】任务2 单克隆抗体的制备 思考：如何制备能分泌识别癌细胞抗原的抗体？ 动物细胞融合 杂交细胞 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 1975年，米尔斯坦和柯勒 1984年，诺贝尔生理学或医学奖 杂交瘤细胞 既能迅速大量增殖，又能产生特定抗体 米尔斯坦【英国】 科勒【德国】 单克隆抗体：由单一细胞克隆产生的只能识别一种抗原表位的特异性抗体。 【精讲点拨】任务2 单克隆抗体的制备 注射特定抗原 从脾脏中获取多种B淋巴细胞 骨髓瘤细胞 目的是获得产生特定抗体的B淋巴细胞 骨髓瘤细胞 与B淋巴细胞融合 诱导融合 第一次筛选 多种杂交细胞 培养骨髓瘤细胞 结果：未融合的亲本细胞、融合的具有同种核的细胞、杂交瘤细胞 方法：电融合、PEG融合法、 灭活的病毒 【合作探究】 制备单克隆抗体过程中的两次筛选 探究一：第一次筛选获得杂交瘤细胞。 资料：已知细胞合成DNA有D和S两条途径，其中D途径能被氨基蝶呤阻断。 B淋巴细胞及同型融合细胞 不能无限增殖，死亡 骨髓瘤细胞及同型融合细胞 不能合成DNA，死亡 杂交瘤细胞 能无限增殖，生长 培养基中加入 氨基蝶呤 B淋巴细胞 合成DNA S途径 D途径 不能分裂增殖 骨髓瘤细胞 合成DNA D途径 能无限增殖 任务：请根据以上信息，设计一种实验方案，从培养液中筛选出杂交瘤细胞。 杂交瘤细胞 合成DNA S途径 D途径 能分裂增殖 实验方案：动物细胞培养液中加入氨基蝶呤，将诱导融合后的细胞接种在该培养液中，能存活并大量增殖的就是杂交瘤细胞。 【精讲点拨】任务2 单克隆抗体的制备 注射特定抗原 从脾脏中获取多种B淋巴细胞 骨髓瘤细胞 目的是获得产生特定抗体的B淋巴细胞 骨髓瘤细胞 与B淋巴细胞融合 诱导融合 第一次筛选 多种杂交细胞 选择培养基培养 培养骨髓瘤细胞 筛选杂交瘤细胞 多种杂交瘤细胞 在该培养基上，未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡，只有融合的杂交瘤细胞才能生长。 结果：未融合的亲本细胞、融合的具有同种核的细胞、杂交瘤细胞 方法：电融合、PEG融合法、 小鼠在生活中还受到其它抗原的刺激，从脾中提取的B细胞有很多种，所以经选择性培养获得的杂交瘤细胞也有很多种。 灭活的病毒 特点 既能迅速大量增殖又能产生抗体 【合作探究】 制备单克隆抗体过程中的两次筛选 探究二：第二次筛选获得获得能分泌所需抗体的杂交瘤细胞 将杂交瘤细胞群稀释，约每孔1个细胞进行培养（克隆化培养） 一段时间后，检测各孔 上清液中细胞分泌的抗体 上清液可与特定抗原 结合的培养孔为阳性孔 多孔细胞培养板 分泌抗体能跟特定抗原结合的细胞即为所需杂交瘤细胞 抗体检测的方法： 阳性孔 抗原—抗体杂交法 抗体检测的原理： 抗原与抗体特异性结合 【精讲点拨】任务2 单克隆抗体的制备 注射特定抗原 从脾脏中获取多种B淋巴细胞 骨髓瘤细胞 骨髓瘤细胞 与B淋巴细胞融合 诱导融合 第一次筛选 多种杂交细胞 选择培养基培养 培养骨髓瘤细胞 筛选杂交瘤细胞 多种杂交瘤细胞 既能迅速大量增殖 又能产生抗体 特点 克隆化培养和抗体检测 96孔板培养和筛选 筛选抗体检测呈 阳性的杂交瘤细胞 特点 第二次筛选 既能迅速大量增殖 又能产生所需抗体 【精讲点拨】任务2 单克隆抗体的制备 在体外培养 注射到小鼠腹腔内 培养液中提取 从腹水中提取 筛选抗体检测呈 阳性的杂交瘤细胞 单克隆抗体 【精讲点拨】任务2 单克隆抗体的制备 多种B淋巴细胞 小鼠 注射特定抗原 骨髓瘤细胞 诱导融合 B-B细胞 杂交瘤细胞 瘤-瘤细胞 多种杂交瘤细胞 符合要求的杂交瘤细胞 抗体检测 筛选2 克隆化培养 体外培养 小鼠腹腔内增殖 单克隆抗体 B细胞 瘤细胞 选择培养基 筛选1 总结： 1.单克隆抗体制备过程中应用到的细胞工程技术手段？ 动物细胞融合、 动物细胞培养 2.单克隆抗体制备的原理？ 细胞膜具有一定的流动性、 细胞增殖 3.单克隆抗体的优点？ ① 能准确地识别抗原的细微差异。 ② 与特定抗原发生特异性结合。 ③ 可以大量制备。 注射 腹水 培养液 【合作探究】 制备单克隆抗体过程中的两次筛选 【两次筛选的比较】 项目 第一次筛选 第二次筛选（需要多次筛选） 筛选原因 筛选方法 筛选结果 诱导融合后得到的细胞中，除杂交瘤细胞之外，还有未融合的亲本细胞，也有融合的具有同种核的细胞。 用特定的选择培养基筛选：未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡，只有融合的杂交瘤细胞才能生长。 筛选获得杂交瘤细胞 因为小鼠在生活中还受到其他抗原的刺激，所以从小鼠体内提取的B淋巴细胞有很多种，形成的杂交瘤细胞也有很多种。 用96孔板培养，在每个孔中尽量接种一个杂交瘤细胞的情况下进行克隆化培养和抗体检测，经多次筛选得到足够数量的能分泌所需抗体的细胞 获得能分泌所需抗体的杂交瘤细胞 【合作探究】 制备单克隆抗体过程中的两次筛选 探究二：第二次筛选获得获得能分泌所需抗体的杂交瘤细胞 B 2.下列关于单克隆抗体制备的说法，正确的是( ) A.将特定抗原注射到小鼠体内，可以从小鼠血清中获得单克隆抗体 B.经特定抗原免疫过的B淋巴细胞在体外培养时可分泌单克隆抗体 C.诱导B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合后，发生融合的细胞均为杂交瘤细胞 D.筛选出杂交瘤细胞后，需利用特定抗原再次筛选分泌单克隆抗体的细胞 【当堂巩固】 1.关于动物细胞融合的说法，不正确的是（ ） A.细胞融合前要用酶解法分散成单个细胞 B.细胞融合的原理是细胞膜的流动性 C.融合后得到的杂交细胞能表现出两个亲本细胞的特点 D.融合后得到的杂交细胞具有两个细胞核 D D $$