2.2.2 动物细胞融合技术与单克隆抗体课件-2025-2026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“温故知新”环节回顾植物细胞融合意义及人-鼠细胞荧光标记融合实验，搭建新旧知识联系的学习支架，引导学生从已知过渡到核心内容。 其亮点在于结合视频资源与对比表格，通过动物细胞融合与植物体细胞杂交的比较培养科学思维，单克隆抗体制备中两次筛选过程渗透探究实践，联系新冠抗体应用体现态度责任。学生能系统构建知识体系，教师可提升教学效率与学生核心素养。

2.2.2 动物细胞融合技术与单克隆抗体 植物体细胞杂交 植物细胞融合 植物组织培养 意义：打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，培育植物新品种。　　　　　 【温故知新】 实验：人-鼠细胞荧光标记融合实验 该实验表明： 细胞膜具有流动性 【温故知新】 一、动物细胞融合技术 4 使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 1、概念： 2、原理： 3、诱导方式 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 与植物原生质体融合的方法相同 ——动物细胞融合特有 5 01 灭活病毒诱导细胞融合的原理 灭活：指用物理或化学手段使病毒失去感染能力（不感染细胞）， 但是并不破坏病毒的抗原结构（诱导细胞融合）。 【拓展】 病毒吸附在细胞表面，含有的糖蛋白和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形成通道 通道扩大，细胞膜打开 两亲本的细胞核逐渐融合，形成杂种细胞 一、动物细胞融合技术 植物细胞膜上没有对应的受体与病毒表面的糖蛋白和酶作用， 因此该方法是动物细胞特有的。 旁栏思考 19世纪30年代，科学家曾在患肺结核、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？ 病人体内的病毒等诱导多个体细胞融合形成了多核细胞。 一、动物细胞融合技术 7 01 使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 1、概念： 4、结果： 2、原理： 3、诱导方式 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 与植物原生质体融合的方法相同 ——动物细胞融合特有 形成杂交细胞。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。 一、动物细胞融合技术 8 01 5、过程: 动物细胞融合 动物细胞培养 细胞膜的流动性 细胞增殖 一、动物细胞融合技术 9 01 正在融合的淋巴细胞与骨髓瘤细胞 7、应用： 突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能。 6、意义： 至今，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。 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。 为制造单克隆抗体开辟了新途径。 一、动物细胞融合技术 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 结果 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 形成杂种植株 形成杂种细胞 比较动物细胞融合与植物体细胞杂交 随堂练习 In-class practice (1)与植物原生质体融合相比，动物细胞融合特有的诱导因素有聚乙二醇(PEG)、灭活的病毒(　　) (2)灭活的含义是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(　　) (3)二倍体动物细胞融合后的杂交细胞仍然是二倍体细胞(　　) × √ × 2.对比动物细胞融合和植物体细胞杂交技术，下列论述合理的是 A.均可使用PEG、电融合或灭活病毒诱导细胞融合 B.两者都可以跨越种属间的生殖隔离 C.两者都可以体现细胞的全能性 D.在适宜的条件下，均可产生完整个体 B 随堂练习 In-class practice 3.如图表示仙台病毒诱导动物细胞融合的部分过程，下列叙述正确的是 A.细胞A和细胞B必须为同种细胞才能融合 B.细胞C同时有细胞A和细胞B的遗传物质 C.该融合过程体现了细胞膜具有选择透过性 D.此过程的原理是动物细胞具有全能性 B 13 14 02 1.视频中提到针对新冠肺炎真正的特效药是什么？ 2.这种特效药有着怎样的特点呢？ 针对新冠病毒的单克隆抗体。 这种单克隆抗体可以和新冠病毒特异性结合，准确定位、药效强、持续时间久，并且可以大量储备生产。 1、什么细胞能产生抗体？ 2、能产生抗体的细胞能否大量增殖？ 3、什么细胞具有无限增殖的能力？ 4、据此，可以怎样培养出一种能分泌抗体且增殖能力强的细胞？ 二、单克隆抗体及其应用 浆细胞（效应B细胞） 不能，因为浆细胞高度分化 癌细胞/肿瘤细胞 癌细胞/肿瘤细胞+浆细胞融合 15 02 1.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。 不能无限增殖产生大量抗体 动物体内 抗原 刺激 浆细胞 抗体 筛选单一B细胞 增殖分化 抗原不纯 抗原不纯 多种抗体 二、单克隆抗体及其应用 16 02 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 （能无限增殖） 一种B淋巴细胞 （只分泌一种特异性抗体） 杂交瘤细胞 既能迅速大量增殖，又能产生专一抗体 一个极富创造力的方案 1975年，米尔斯坦和柯勒 1984年，诺贝尔生理学或医学奖 二、单克隆抗体及其应用 17 02 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 （能无限增殖） 一种B淋巴细胞 （只分泌一种特异性抗体） 杂交瘤细胞 既能迅速大量增殖，又能产生专一抗体 单 克 隆 抗 体 一个B淋巴细胞 细胞群 抗体 克隆 一个极富创造力的方案 1、初始的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞均有多个，融合后得到的细胞是否都是杂交瘤细胞？ 2、诱导融合后得到的杂交瘤细胞，是否都能分泌所需要的抗体？ 3、经过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？ 由单一杂交瘤细胞产生的特异性强的抗体 二、单克隆抗体及其应用 未融合的亲本细胞、融合的具有同种核的细胞 不是。抗原表面有多种 抗原决定簇，脾脏中会 产生多种B淋巴细胞 动物细胞培养后提取 18 02 注射特定抗原 从患骨髓瘤的小鼠体内取骨髓瘤细胞进行培养 多种B淋巴细胞 骨髓瘤细胞 诱导融合 2、单克隆抗体的制备过程 能产生抗体，但不能迅速大量增殖 小鼠的脾脏中获取 不能产生抗体，但能迅速大量增殖 PEG融合法、 电融合法、 灭活病毒诱导法 二、单克隆抗体及其应用 19 02 2 杂交瘤细胞(多种) 1 3 置于选择性培养基上培养 第一次筛选 融合的细胞 BB 1 3 2 B B瘤 瘤瘤 瘤 √ 二、单克隆抗体及其应用 20 02 知识拓展：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途径能被氨基嘌呤阻断。 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？ 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 不能无限增殖，死亡 杂交瘤细胞 能无限增殖，生长 培养基中加入氨基嘌呤 HAT选择培养基 二、单克隆抗体及其应用 21 02 克隆化培养 抗体检测 第二次筛选 (抗原-抗体杂交技术) 能分泌所需抗体的杂交瘤细胞 阳性细胞 杂交瘤细胞(多种) 96孔板培养和筛选 （每一个孔中尽量只接种一个杂交瘤细胞） 抗体检测板 二、单克隆抗体及其应用 22 02 阳性孔 在单克隆抗体制备过程中，两次筛选的目的和方法是不相同的。 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） 抗体检测的方法——抗原-抗体杂交法 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 二、单克隆抗体及其应用 23 02 体外培养 单克隆抗体 体内或体外培养 能分泌所需抗体的杂交瘤细胞 注射到小鼠腹腔 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。 二、单克隆抗体及其应用 小鼠腹水中获取 培养液中获取 24 【培养杂交瘤细胞的方法比较】 项目 腹腔培养 体外培养 优点 缺点 易于控制培养条件（如无需提供无菌环境等），操作简单，成本较低 规模小，产量少 可大规模培养，大量生产 需要人为控制培养条件，成本相对较高 02 二、单克隆抗体及其应用 26 02 动物细胞融合 动物细胞培养 给小鼠注射特定的抗原 B淋巴细胞（免疫） 骨髓瘤细胞 杂交细胞 杂交瘤细胞 单克隆抗体 能分泌所需抗体 的杂交瘤细胞 第一次筛选 第二次筛选 诱导融合 选择培养基 克隆化培养，专一抗体检验 体外培养或小鼠腹腔内增殖 既能迅速增殖又能产生专一抗体 原理： 细胞膜的流动性、 细胞增殖 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。 二、单克隆抗体及其应用 1.ADC的抗体和药物各具有什么作用？ 抗体主要发挥靶向运输作用，即通过特异性结合靶细胞表面的抗原，将连接的药物输送到靶细胞；药物发挥治疗效应，如杀伤靶细胞 2.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？ 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 3.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单克隆抗体诊断试剂盒中的单克隆抗体只与特定的抗原反应，因此检测的特异性和灵敏度大大提高；生产单克隆抗体的杂交瘤细胞可以传代培养、冷冻保存和复苏利用，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 二、单克隆抗体及其应用 【思考·讨论】阅读教材回答下列问题： 28 02 1、诊断试剂——最广泛应用 抗原-抗体杂交法 抗人绒毛促性腺激素单克隆抗体 在妊娠第8天就可以作出诊断， 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： 3、单克隆抗体的应用 二、单克隆抗体及其应用 29 02 乙肝测定试剂 艾滋病检测试剂 血型检测试剂 新冠病毒检测试剂 二、单克隆抗体及其应用 30 02 主要用于癌症治疗。 2、运载药物 优点：位置准确、疗效高、副作用小 单克隆抗体+接头+药物（如细胞毒素）=ADC（抗体-药物偶联物） 单克隆抗体+药物 =“生物导弹” 二、单克隆抗体及其应用 31 02 单克隆抗体+同位素（荧光标记） 2、运载药物 在特定组织中成像的技术，可定位诊断肿瘤、心血管畸形等疾病。 结合荧光标记的单克隆抗体药物 二、单克隆抗体及其应用 临床上主要用来治疗淋巴瘤的一种单克隆抗体药物 （2300~2500元/瓶） 3、治疗疾病 医药领域，单抗类药物占用重要地位 二、单克隆抗体及其应用 课堂总结 33 一、概念检测 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.前者主要是为了获得细胞产品，后者主要是为了获得杂种植株 2.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 C A 【练习与应用】 二、拓展应用 假如你掌握了动物细胞融合技术，你想用这种技术来解决哪些问题?解决这些问题的大致思路是怎样的?这样做会有什么风险?请查阅相关资料，完善自己的思路，并形成文字报告，与同学交流。 提示：可以利用动物细胞融合技术培育多倍体胚胎，研究其发育机制，甚至可能培育出新的物种。但是，目前相关技术还不成熟，存在融合率低、胚胎死亡率高等问题，并且还可能带来一些伦理方面的问题。 【练习与应用】 随堂练习 In-class practice (1)B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合后，得到的都是杂交瘤细胞(　　) (2)单克隆抗体制备过程中两次筛选的目的相同(　　) (3)ADC的抗体具靶向运输作用、药物具有治疗作用(　　) × × 判断正误 √ 随堂练习 In-class practice 判断正误 3.新型冠状病毒表面的刺突蛋白(S蛋白)与人呼吸道黏膜上皮细胞ACE2受体结合，入侵细胞后可引起肺炎。针对此环节研发单克隆抗体是治疗新冠肺炎的研究热点之一，下列相关叙述错误的是 A.①过程需多次向小鼠体内注射S蛋白，以便于从 脾脏中获得致敏的B淋巴细胞 B.②过程可通过电融合法使两个细胞融合 C.经③过程筛出的细胞既能无限增殖又能产生识别 S蛋白的单克隆抗体 D.S蛋白的单克隆抗体能够阻断病毒入侵正常细胞以减弱对机体的毒害 C 随堂练习 In-class practice 判断正误 4.抗体—药物偶联物(ADC)通过将细胞毒素与单克隆抗体结合，实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤，过程如图所示。下列叙述不正确的是 A.抗体进入细胞后激活溶酶体酶，导致细胞凋亡 B.ADC可通过胞吞方式进入肿瘤细胞 C.单克隆抗体携带细胞毒素与肿瘤细胞特异性结合 D.肿瘤细胞凋亡是细胞主动死亡的过程，会产生新的蛋白质 A 随堂练习 In-class practice 判断正误 5.如图是一种“生物导弹”的作用原理示意图，没有与肿瘤细胞结合的“生物导弹”一段时间后被机体清除。阿霉素是一种抗肿瘤药，可抑制DNA和RNA的合成，对正常细胞也有一定毒性。下列说法不正确的是 A.单克隆抗体是由杂交瘤细胞合成和 分泌的 B.活化阿霉素能抑制细胞中的DNA复 制和转录过程 C.在治疗中，应先注射非活化磷酸阿霉素再注射生物导弹 D.单克隆抗体特异性强，能减轻阿霉素对正常细胞的伤害 C 单克隆抗体的制备过程 jasmine 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