2.2 动物细胞工程（第三课时）-【精讲课堂】2024-2025学年高二生物同步教学实用课件（人教版2019选择必修3）

第2节：动物细胞工程 （第三课时） 以信息技术为支撑；以现代教育教学理论为指导；强调新型教学模式的构建；教学内容具有更强的时代性和丰富性；教学更适合学生的学习需要和特点。信息化教学不仅仅是在传统教学的基础上对教学媒体 和手段的改变,而且是以现代信息技术为基础的整体的教学体系的一系列的改革和变化。 授课人：大道至简 微信：a533722113333 第二章 细胞工程 1 核心素养 1.生命观念：运用结构与功能观，理解动物细胞融合技术的原理和过程。 2.科学探究：结合具体实例，以流程图的形式表示单克隆抗体的制备过程。 2．社会责任：说明单克隆抗体的特点及应用。 2 人细胞 鼠细胞 红色荧光染料标记的膜蛋白 绿色荧光染料标记的膜蛋白 细胞融合 人鼠杂交细胞 1970年，动物细胞融合实验 一、动物细胞融合技术 1.概念：使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术。 3.原理：细胞膜具有一定的流动性。 2.结果： 形成的杂交细胞具有原来两个或多个细胞遗传信息的。 4.诱导方法 物理法：电融合法 化学法：聚乙二醇（PEG) 生物法：灭活病毒诱导法 灭活病毒诱导细胞融合的原理是什么呢？ 病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能够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。 一、动物细胞融合技术 5.融合实质及完成的标志：细胞核的融合 病毒颗粒 灭活的病毒颗粒粘附于细胞表面 细胞膜融合 细胞核融合 形成杂交细胞 在病毒的作用下，使细胞互相凝聚 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 聚乙二醇（PEG）融合法、电融合法、离心法；高Ca2+-高pH融合法 聚乙二醇（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 比较植物体细胞杂交和动物细胞融合 一、动物细胞融合技术 （1）突破有性杂交的局限，使远缘杂交成为可能。 （2）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。 （3）利用动物细胞融合技术而 发展起来的杂交瘤技术， 为制造单克隆抗体开辟了 新途径。 种间、属间、科间，甚至动物和植物之间的细胞融合都已获得成功。 6.意义： 二、单克隆抗体及其应用 二、单克隆抗体及其应用 （一）抗体： 1.抗体概念:机体受抗原刺激后产生的，能与该抗原发生特异性结合的具有免疫功能的球蛋白。 2.抗体的分布：血清（主要）、组织液及外分泌液（如乳汁中）。 3.抗体的特点：每个B淋巴细胞只分泌一种特异性的抗体；体内产生的特异性抗体种类多达百万种以上 （二）传统抗体制作方法及缺陷： 抗原 动物体内 刺激 浆细胞 抗体 抗原不纯 抗体不纯 筛选单一B细胞 不能无限增殖产生大量抗体 缺陷： 产量低、纯度低， 且抗体的特异性差、灵敏度低。 如何解决这个问题呢？ 二、单克隆抗体及其应用 阅读P49并思考： 科学家发现B淋巴细胞有什么特点？ 怎样才能获得大量的单一抗体？ 体外培养时，一个B淋巴细胞不能无限增殖 我们所学的哪种细胞是可以无限增殖的？ 怎么能使B细胞产生抗体的能力和无限增殖能力同时具备？ 科学家发现：１.体内产生的特异性抗体种类多达百万种以上 　　　　　　　２.每个B细胞只分泌一种特异性的抗体 单 克 隆 抗 体 克隆 一个 B淋巴细胞 细胞群 抗体 遗憾： 癌细胞 动物细胞融合 由单个B淋巴细胞经过无性繁殖（克隆），形成基因型相同的细胞群，这一细胞群所产生的化学性质单一、特异性强的抗体称为单克隆抗体。 解决方案: 1975年，米尔斯坦和科勒设计了一个极富创造性的试验方案： 一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体 骨髓瘤细胞（癌细胞）能无限增殖 动物细胞融合 动物细胞培养 单克隆抗体 杂交瘤细胞 阅读课本P49-50,了解单克隆抗体的制备过程 1975年英国科学家米尔斯坦和柯勒发明了单克隆抗体的制备技术，于1984年获得了诺贝尔生理学或医学奖。 二、单克隆抗体及其应用 二、单克隆抗体及其应用 （三）单克隆抗体的制备过程： （三）单克隆抗体的制备过程： 多种杂交细胞 注射特定的抗原蛋白 多种B淋巴细胞 培养骨髓瘤细胞 骨髓瘤细胞 诱导融合 1.诱导其融合的方法有哪些？ 物理:电融合法 化学:聚乙二醇 生物：灭活的病毒（动物细胞特有） 思考：只考虑两两融合，诱导融合之后，一定会得到所需的杂交瘤细胞吗？ 未融合的亲本细胞 两两融合的细胞 融合的具有同种核的细胞 融合的杂交瘤细胞 B-B细胞 瘤-瘤细胞 二、单克隆抗体及其应用 多种杂交细胞 注射特定的抗原蛋白 多种B淋巴细胞 培养骨髓瘤细胞 骨髓瘤细胞 诱导融合 克隆能产生抗体呈阳性细胞 抗体检验 二次筛选 2.两次筛选 第1次筛选的目的是用特定的选择培养基筛选得到杂交瘤细胞（多种）。 筛选原理：在选择培养基上，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。 二、单克隆抗体及其应用 （三）单克隆抗体的制备过程： 补充资料：第一次筛选获得杂交瘤细胞 1.细胞合成DNA有D和S两条途径，其中D途径能被氨基喋呤阻断。 2.人淋巴细胞中有这两种DNA的合成途径，但不能分裂增殖。 3.鼠骨髓瘤细胞中只有D途径，没有S途径，但能不断分裂增殖。 筛选出杂交瘤细胞方法？ 培养基中加入氨基嘌呤 细胞无增殖能力的细胞在培养基中存活仅5-7天，细胞的多聚体也容易死去。 将诱导融合后的细胞接种于HAT培养基后两周，则细胞生存状况及原因为： B细胞和B-B细胞________________________________________ 骨髓瘤细胞和瘤-瘤细胞_____________________________________________ 杂交瘤细胞________________________________________________ 死亡；能进行补救合成途径，但是无增殖能力； 死亡；两种途径均无法进行，无法合成DNA，无法增殖； 存活；能进行补救合成途径，能合成DNA，可大量增殖； 多种杂交细胞 注射特定的抗原蛋白 多种B淋巴细胞 培养骨髓瘤细胞 骨髓瘤细胞 诱导融合 克隆能产生抗体呈阳性细胞 抗体检验 二次筛选 2.两次筛选 第2次筛选的目的是得到能产生所需抗体的杂交瘤细胞。 筛选原理：用96孔板培养，在每一个孔中尽量只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（进行多次筛选）。选择抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞，即分泌的抗体能与特定的抗原结合。 抗体检测原理：抗原和抗体能够特异性结合(分子水平的鉴定） 二、单克隆抗体及其应用 （三）单克隆抗体的制备过程： 克隆化培养和抗体检测 ★ 每一个孔中尽量只接种一个杂交瘤细胞 有限稀释法 侧面模拟图 克隆化培养一段时间 取上清液进行抗体检测 补充资料：第二次筛选——克隆化培养和抗体检测 第一次筛选 第二次筛选 原因 方法 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 由于小鼠在生活中还受到其他抗原的刺激，所以经第一次筛选之后获得的杂交瘤细胞中有能产生其他抗体的细胞 用特定的选择培养基进行筛选 用96孔板培养，在每一个孔中尽量只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（进行多次筛选） 筛选获得杂交瘤细胞 获得足够数量的能分泌所需抗体的杂交瘤细胞 两次筛选的比较 多种杂交细胞 注射特定的抗原蛋白 多种B淋巴细胞 培养骨髓瘤细胞 骨髓瘤细胞 诱导融合 克隆能产生抗体呈阳性细胞 抗体检验 二次筛选 3.杂交瘤细胞特点 既可以产生特异性抗体，又可以大量增殖 二、单克隆抗体及其应用 （三）单克隆抗体的制备过程： 多种杂交细胞 注射特定的抗原蛋白 多种B淋巴细胞 培养骨髓瘤细胞 骨髓瘤细胞 诱导融合 克隆能产生抗体呈阳性细胞 抗体检验 体外培养 注射到小鼠腹腔内 单克隆抗体 二次筛选 4.获取大量所需杂交瘤细胞 体外培养或小鼠腹腔内增殖 5.如何获取单克隆抗体 体外培养：从细胞培养液中获取。 小鼠腹腔内培养：从小鼠腹水中获取。 6.单克隆抗体的优点： 能准确地识别抗原的细微差异，与特定抗原发生特异性结合(特异性强、灵敏度高)，并且可以大量制备。 二、单克隆抗体及其应用 （三）单克隆抗体的制备过程： 多种杂交细胞 注射特定的抗原蛋白 多种B淋巴细胞 培养骨髓瘤细胞 骨髓瘤细胞 诱导融合 克隆能产生抗体呈阳性细胞 抗体检验 体外培养 注射到小鼠腹腔内 单克隆抗体 二次筛选 7.该过程中应用到的技术？ 动物细胞融合 动物细胞培养 二、单克隆抗体及其应用 （三）单克隆抗体的制备过程： （四）单克隆抗体的运用： （1）作为诊断试剂——最广泛的应用 抗人绒毛促性腺激素单克隆抗体 比原来诊断方法提前了10d左右，准确率在90﹪以上。 具有准确、高效、简易、快速特点 诊断优点： 二、单克隆抗体及其应用 (主要用于癌症治疗)如：单克隆抗体+药物 =“生物导弹” 优点：位置准确、疗效高、副作用小 结合同位素的单抗 （2）用于治疗疾病和运载药物 二、单克隆抗体及其应用 （四）单克隆抗体的运用： ADC的作用机制示意图 单克隆抗体+接头+药物（如细胞毒素）=ADC 实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤。 ① ADC ② ③ ④ 溶酶体裂解 释放药物 ⑤ 细胞凋亡 二、单克隆抗体及其应用 （四）单克隆抗体的运用： （2）用于治疗疾病和运载药物 概述 应用 动物细胞融合 技术 过程 结果 意义 原理 融合方法 原理 应用 单克隆抗体的制备 免疫处理 第一次筛选 诱导融合 第二次筛选 大规模培养 诊断试剂 运载药物 治疗疾病 克隆化培养 抗体检测 体外培养 小鼠腹腔 课堂小结 1.下列关于细胞工程的叙述，错误的是(　 ) A.电融合法可诱导植物原生质体融合或动物细胞融合 B.去除植物细胞的细胞壁和将动物组织分散成单个细胞均需酶处理 C.小鼠骨髓瘤细胞和经抗原免疫的小鼠B淋巴细胞融合可制备单克隆抗体 D.培养人的浆细胞能产生单克隆抗体 2.单克隆抗体制备过程中使用的骨髓瘤细胞是一种缺陷型细胞，在含有次黄嘌呤、氨基嘌呤和胸腺嘧啶的培养基(HAT)中无法生长；而小鼠B淋巴细胞是正常细胞，在HAT培养基上可正常存活。用聚乙二醇诱导细胞融合后，经过数代培养，最终可在HAT培养基上存活的细胞是(　　) A.骨髓瘤细胞之间形成的融合细胞 B.B淋巴细胞间形成的融合细胞 C.骨髓瘤细胞与B淋巴细胞之间形成的融合细胞 D.B淋巴细胞 D 课堂练习 C 3.如图2-2-6为单克隆抗体的制备流程示意图。下列叙述正确的是(　　) 图2-2-6 A.甲是从已免疫的小鼠脾脏中获得的致敏T淋巴细胞 B.①表示将骨髓瘤细胞去核后进行细胞融合 C.乙为融合细胞,同时具有细胞甲和骨髓瘤细胞的特性 D.②表示筛选能产生所需特定抗体的细胞 课堂练习 D 4. 科学家以SARS病毒的核衣壳蛋白为抗原，制备出了单克隆抗体。下列相关叙述正确的是 （ ） A. 利用该单克隆抗体可以诊断是否感染 SARS病毒 B. 体外培养单个B淋巴细胞可以获得针对SARS病毒的单克隆抗体 C. 将等量B淋巴细胞和骨髓瘤细胞混合，经诱导后融合的细胞即为杂交瘤细胞 D. 将纯化的核衣壳蛋白反复注射到小鼠体内，从小鼠血清中分离出的抗体为单克隆抗体 课堂练习 A 5.单克隆抗体制备过程中，骨髓瘤细胞和B淋巴细胞诱导融合后，要用特定培养基筛选出杂交瘤细胞，在这种培养基上不能存活增殖的细胞是（ ） ①淋巴细胞 ②小鼠骨髓瘤细胞　③B淋巴细胞自身融合细胞　 ④小鼠骨髓瘤细胞自身融合细胞　⑤杂交瘤细胞 A．②④ B．①③⑤　　 C．①②③④ 　 D．②③ 课堂练习 C Lavf58.20.100 Tencent CAPD MTS Lavf55.33.100 Lavf58.51.100 $$