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

该高中生物学课件聚焦动物细胞融合技术与单克隆抗体，通过传统抗体制备方法的缺陷设问导入，以动物细胞融合原理及过程为基础，衔接单克隆抗体制备流程与应用，构建连贯知识支架。 其亮点在于用对比表格明晰动植物细胞融合差异培养科学思维，通过建模单克隆抗体制备步骤引导探究实践，结合早早孕诊断试剂盒、“生物导弹”等实例渗透态度责任。学生提升理性分析能力，教师可高效开展概念教学与应用拓展。

第2章 细胞工程 第2节 动物细胞工程 动物细胞融合技术与单克隆抗体 学习目标 1.通过对动物细胞融合的结构基础、诱导方法及原理的理解，掌握动物细胞融合的过程。 2.采用模型与建模的方法，阐明单克隆抗体的制备过程。 3.讨论单克隆抗体在医学领域上的应用，分析与认同其优势和发展潜力。 目录 一.动物细胞融合技术 二.单克隆抗体及其应用 01 动物细胞融合技术 一、动物细胞融合技术 使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术。 1、概念： 3、原理： 2、过程: 细胞膜的流动性 5、结果： 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 (动物细胞融合特有) 与植物细胞融合的方法相同 融合后形成的杂交细胞具有原来两个或多个细胞的遗传信息。 一、动物细胞融合技术 正在融合的淋巴细胞与骨髓瘤细胞 7、应用： 6、意义： 突破了有性杂交的局限，使远缘杂交成为可能。 ①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特别是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。 一、动物细胞融合技术 相关信息 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。灭活病毒诱导细胞融合的原理是：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。 动物细胞融合实质及完成的标志：细胞核的融合 一、动物细胞融合技术 比较项目 植物体细胞杂交 动物细胞融合 原理 步骤 细胞融合成功的标志 诱导方法 结果 意义 细胞膜的流动性 细胞膜的流动性、植物细胞的全能性 用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞壁 ↓诱导方法 原生质体融合 ↓ 形成杂种细胞 ↓经植物组织培养 杂种植株 两个或多个动物细胞 　　　 ↓ 诱导方法 动物细胞融合 ↓ 形成杂交细胞 电融合法、离心法、聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2+—高pH融合法 电融合法、PEG融合法、 灭活病毒诱导法 形成杂种植株 形成杂种细胞 打破生殖隔离，实现远缘杂交育种 突破有性杂交的局限，使远缘杂交成为可能 再生出新的细胞壁 细胞核的融合 02 单克隆抗体及其应用 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 传统抗体制备方法及缺陷 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？ 活动２:阅读P48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 问题１：我们所学的哪种细胞是可以无限增殖的 问题２：有什么方法能使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 B淋巴细胞 骨髓瘤细胞 动物细胞融合 动物细胞培养 单克隆抗体 杂交瘤细胞 1975年英国科学家米尔斯坦和柯勒的实验 阅读课本P49-50,了解单克隆抗体的制备过程 一个大胆的猜想 1975年，米尔斯坦和柯勒 1984年，诺贝尔生理学或医学奖 12 问题：我们所学的哪种细胞能够无限增殖？/有什么方法能使B淋巴细胞也具有这样的能力？（诺贝尔生理学奖或医学奖） ①未融合的细胞②多种杂交细胞 杂交瘤细胞 抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞（能产生特定抗体的杂交瘤细胞） 用特定的选择培养基 第一次筛选 克隆化培养、抗体检测 第二次筛选（可进行多次） 注射到小鼠腹腔内 体外培养 获取单克隆抗体 从小鼠腹水中 从细胞培养液中 小鼠 多种B淋巴细胞 骨髓瘤细胞 诱导融合 培养骨髓瘤细胞 注射特定的抗原 结合书本P48-49的内容以及下列问题完善单克隆抗体制备流程 1、如何获得初始的B淋巴细胞？ 2、B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合后得到的都是杂交瘤细胞吗？如何筛选？ 3、诱导融合后的杂交瘤细胞，是否都能分泌所需的抗体吗？该如何筛选？ 4、经筛选后得到的既能迅速大量增殖，又能分泌所需抗体的杂交瘤细胞的数量有限，怎样获得大量的单克隆抗体？ 注射特定的抗原 多种B淋巴细胞 骨髓瘤细胞 诱导融合 ①未融合的细胞 ②多种杂交细胞（包括B-B细胞、瘤-瘤细胞、杂交瘤细胞） 动物细胞融合 2.过程 小鼠 培养骨髓瘤细胞 1、如何获得初始的B淋巴细胞？ 2、B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合后得到的都是杂交瘤细胞吗？如何筛选？ ①未融合的细胞 ②多种杂交细胞 杂交瘤细胞 抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞（能产生特定抗体的杂交瘤细胞） 用特定的选择培养基 第一次筛选 克隆化培养、抗体检测 第二次筛选（可进行多次） 注射到小鼠腹腔内 体外培养 获取单克隆抗体 从小鼠腹水中 从细胞培养液中 动物细胞培养 3、诱导融合后的杂交瘤细胞，是否都能分泌所需的抗体吗？该如何筛选？ 4、经筛选后得到的既能迅速大量增殖，又能分泌所需抗体的杂交瘤细胞的数量有限，怎样获得大量的单克隆抗体？ 阳性孔 抗体检测的方法——抗原-抗体杂交法 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 抗体检测板 分泌抗体能跟特定抗原结合的细胞即为所需杂交瘤细胞 资料1.用抗人绒毛膜促性腺激素单克隆抗体做成的"早早孕诊断试剂盒"，在妊娠第8天就可以作出诊断，这比原来的诊断方法提前了10 d左右，可以避免孕妇在不知道妊娠的情况下因服用药物而对胎儿造成不利影响。该方法检测的准确率在90%以上。 单克隆抗体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，并且可以大量制备。用于多种疾病的诊断和病原体鉴定。 (1)作为诊断试剂——最广泛应用 单克隆抗体的应用 二 资料2.使用高效的细胞毒素类药物进行化疗可以有效杀伤肿瘤细胞。但细胞毒素没有特异性，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。抗体—药物偶联物（ADC）通过将细胞毒素与能特异性识别肿瘤抗原的单克隆抗体结合，实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤。ADC通常由抗体、接头和药物（如细胞毒素）三部分组成，它的作用机制如下图所示。 (2)用于治疗疾病和运载药物 单克隆抗体的应用 二 优点：位置准确、疗效高、副作用小 (主要用于癌症治疗)如：单克隆抗体+药物 =“生物导弹” (“生物导弹” —单抗导向，药物为弹头) 1.除了细胞毒素，还有哪些物质理论上可以作为ADC偶联的药物？ 2.单克隆抗体诊断试剂盒和ADC在临床应用上各具有什么优势？ ①可以用放射性同位素标记单克隆抗体进行靶向放疗； ②一些作用于细胞信号转导通路的药物可以通过阻断肿瘤细胞的信号通路来抑制其生长，理论上也可以将这些药物与单克隆抗体结合进行治疗。 ①检测的特异性和灵敏度大大提高；有利于控制产品的质量和标准化生产诊断试剂盒； ②ADC能够协同发挥抗体特异性识别的靶向作用和细胞毒素对肿瘤细胞的杀伤作用，因此它在临床上具有靶点清楚、毒副作用小等优点 单克隆抗体的应用 二 课时训练P11 能力提升2 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.下列有关动物细胞融合与植物体细胞杂交比较的叙述，错误的是（ ） A. 它们的原理都涉及细胞膜的流动性 B. 都可以用电融合法或PEG融合法诱导融合 C. 融合前都需用纤维素酶或果胶酶处理细胞 D. 前者主要为了获得细胞产品，后者主要为了获得杂种植株 课堂检测 2.科研人员将抗癌药物连接在单克隆抗体上制成“生物导弹”用于癌症治疗。“生物导弹”由两部分组成，一是“瞄准装置”，二是“杀伤性弹头”。分析下列有关描述，其中不正确的是 A.“瞄准装置”由识别肿瘤的单克隆抗体组成 B.“弹头”由放射性同位素、化学药物或毒素等物质构成 C.“弹头”中的药物有选择杀伤肿瘤细胞的功能 D.“生物导弹”的制备应用了细胞工程 √ 3.为降低乳腺癌治疗药物的副作用，科研人员尝试在单克隆抗体技术的基础上，构建抗体—药物偶联物(ADC)，过程如图1所示。请回答下列问题： (1)本实验中，小鼠注射的特定抗原应取自_______________。 (2)步骤①常用方法包括_____融合法、电融合法和灭活病毒诱导法等。 人的乳腺癌细胞 PEG (3)步骤②的细胞必须经过步骤③克隆化培养和__________才能筛选得到符合要求的杂交瘤细胞，杂交瘤细胞的特点是____________________ ______________。杂交瘤细胞可采用注射到小鼠腹腔内培养或进行_____培养的方式进行扩大培养。 抗体检测 既能大量增殖，又能 产生特定抗体 体外 $