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制备，通过新冠病毒单克隆抗体临床试验视频导入，对比植物体细胞杂交构建融合过程，以问题链和活动支架衔接原理、方法到应用，形成完整知识脉络。 其亮点在于以真实情境驱动探究，通过设计融合方案、分析两次筛选等活动培养科学思维，结合抗原抗体特异性等生命观念，用表格比较、实例分析等方法总结知识，助力学生提升探究能力，教师可直接使用结构化资源提高教学效率。

2.2.2 动物细胞融合技术与单克隆抗体 课件创意@小狗啃骨头(刘永生) 课件引用图片仅限于教学用途 1.对比植物体细胞杂交过程,用图形、文字和箭头构建动物细胞融合的过程。 2.动物细胞融合技术的概念、结果、原理分别是什么? 3.动物细胞融合技术常用的诱导方法有哪些? 4.动物细胞融合技术有何意义?在现实生活中的应用有哪些? 5.请列表比较植物体细胞杂交和动物细胞融合的异同。 二 动物细胞融合技术 课件创意@小狗啃骨头(刘永生) 课件引用图片仅限于教学用途 2 植物体细胞杂交 植物细胞融合 植物组织培养 活动1: 形成杂交细胞 A细胞 B细胞 诱导融合 1.过程: 细胞膜融合 细胞核融合 电融合法、离心法、PEG融合法 对比植物体细胞杂交过程,用图形、文字和箭头构建动物细胞融合过程。 课件创意@小狗啃骨头(刘永生) 课件引用图片仅限于教学用途 1.过程: 细胞膜融合 形成杂交细胞 A细胞 B细胞 诱导融合 2.诱导方法: 物理法:电融合法 化学法:PEG融合法 生物法:灭活病毒诱导法 细胞核融合 3.结果: 形成具有原来两个或多个细胞的遗传信息的 。 单核杂交细胞 4.概念: 使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术。 二 动物细胞融合技术 课件创意@小狗啃骨头(刘永生) 课件引用图片仅限于教学用途 5.原理: 6.意义: 7.运用: 细胞膜具有一定的流动性。 突破了有性杂交方法的局限,使 。 远缘杂交成为可能 (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。 (1)已经成为 研究等的重要手段。 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。 细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和培育生物新品种 二 动物细胞融合技术 课件创意@小狗啃骨头(刘永生) 课件引用图片仅限于教学用途 灭活病毒诱导细胞融合的原理: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_,细胞膜打开,细胞发生融合。 灭活:是指用物理或化学手段使病毒或细菌失去_能力,但是并不破坏这些病原体的_结构。 重新排布 感染 抗原 课件创意@小狗啃骨头(刘永生) 课件引用图片仅限于教学用途 获得杂种植株 细胞膜的流动性 细胞膜的流动性 细胞的全能性 去除细胞壁后诱导原生质体融合 使细胞分散后 诱导细胞融合 物理、化学方法、 灭活的病毒 制备单克隆抗体 物理、化学方法 课件创意@小狗啃骨头(刘永生) 课件引用图片仅限于教学用途 Q1:从视频中了解到针对治疗新冠肺炎真正的特效药是什么? Q2:这种特效药有怎样的特点呢? 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。 探究:如何获得大量、特异性强的抗新冠病毒的单克隆抗体? “单”: “克隆”: 可实现大量生产。 仅针对某一特定抗原表位(抗原决定簇), 化学性质单一、特异性强。 Q3:传统方法生产抗体是怎样进行的?有何特点? 抗原 从动物的血清中分离抗体 反复注射动物 缺点: 产量低、纯度低、特异性差。 动物体内 抗原 刺激 浆细胞 抗体 B细胞 增殖分化 Q4:为什么纯度低、特异性差? 血清含量有限 一 单克隆抗体技术 抗体1 抗体2 抗体3 抗体4 ……. 动物体内产生的特异性抗体的种类超过百万种 血清中获取 纯度低 特异性差 一 单克隆抗体技术 Q5:即便只注射了一种抗原,所产生的依旧是多种抗体的混合物,这是为什么? 多种抗原决定簇 多种抗体 传统抗体多种混合 探究:如何获得大量、特异性强的抗新冠病毒的单克隆抗体? Q6:选择针对新冠病毒的什么结构物质来研发抗体呢? 体外制备抗体 体外or体外制备抗体? 一 单克隆抗体技术 探究:如何获得大量、特异性强的抗新冠病毒的单克隆抗体? 资料1:新冠病毒仅含有一条正链RNA基因组,能编码4种主要的结构蛋白:刺突蛋白(S蛋白)、包膜蛋白(E蛋白)、膜糖蛋白(M蛋白)和核衣壳蛋白(N蛋白),以及多种非结构蛋白。而这些编码的结构与非结构蛋白,即可作为新冠疫苗研发的抗原候选。其中,S蛋白通过和人呼吸道黏膜上皮细胞的ACE2受体结合,侵入人体,引起肺炎。 Q6:选择针对新冠病毒的什么结构物质来研发抗体呢? 研发针对新冠病毒的S蛋白的专一性抗体。 探究:如何获得大量、特异性强的抗新冠病毒S蛋白的单克隆抗体? 抗体1 抗体2 抗体3 抗体4 ……. 动物体内产生的特异性抗体的种类超过百万种 抗原1 抗原2 抗原3 抗原4 B细胞1 B细胞2 B细胞3 B细胞4 ……. 每一个B淋巴细胞(实质是浆细胞)只分泌 特异性抗体 刺激 刺激 刺激 刺激 需要 得到 若能得到大量的B细胞4就可以 Q7:若我们只需要大量的抗体4有什么办法吗? 资料2: 一种 资料3:B淋巴细胞克隆选择学说 人们发现,带有各种受体的B淋巴细胞克隆早已存在,抗原的作用是激活B淋巴细胞增殖分化为浆细胞并合成分泌抗体,来自一个B淋巴细胞的所有子代细胞所产生的抗体是完全相同的。 探究:如何获得大量、特异性强的抗新冠病毒S蛋白的单克隆抗体? Q8:现在,你可否据此设计体外制备抗新冠病毒S蛋白的单克隆抗体的方案? 思路: 从曾被新冠病毒感染的个体 选择 单个B淋巴细胞 动物细胞 培养(克隆) B淋巴细胞群 产生 化学性质单一、特异性强的抗体 单克隆抗体 (产量高、纯度高、特异性强) 遗憾: Q9:为什么B淋巴细胞不能无限增殖? 单个B淋巴细胞寿命有限,又因为能产生抗体的B淋巴细胞属于高度分化的细胞,不能无限繁殖。 在体外培养的条件下,一个B淋巴细胞(浆细胞)是不可能无限增殖的! Q10:什么细胞能在体外培养条件下无限增殖? 癌细胞 比如:小鼠骨髓瘤细胞 一 单克隆抗体技术 你能设计出一种既能产生大量抗体又能无限增殖的细胞吗?尝试用文字和箭头表示。此过程需要涉及到哪些生物技术手段? 活动1: 一 单克隆抗体技术 方案: 从新冠病毒感染的个体 分离 B淋巴细胞 骨髓瘤细胞 诱导融合 杂交细胞 细胞增殖 抗新冠病毒S蛋白的抗体 动物细胞融合 并产生 动物细胞培养 你能设计出一种既能产生大量抗体又能无限增殖的细胞吗?尝试用文字和箭头表示。此过程需要涉及到哪些生物技术手段? 活动1: 一 单克隆抗体技术 一个极富创造力的方案: 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 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。 (由克隆细胞产生的单一抗体) 1975年,米尔斯坦和柯勒 一 单克隆抗体技术 1.尝试用文字和箭头构建制备抗新冠病毒S蛋白的单克隆抗体流程图。 2.给小鼠注射的特定抗原是什么? 3.诱导融合后,培养液中存在几类细胞?会有几种细胞融合方式(只考虑两个细胞融合)? 4.哪一种融合细胞是我们需要的?它具有什么特点? 5.产生特定抗体的杂交瘤细胞的获得需要几次筛选?各自筛选的方法和目的是什么? 6.如何大规模进行培养得到大量的单克隆抗体? 合作探究二:请同学们自主阅读教材P48-49和图2—16,小组合作思考讨论完成问题。 探究:如何获得大量、特异性强的抗新冠病毒S蛋白的单克隆抗体? 一 单克隆抗体技术 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 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 抗新冠病毒S蛋白的单克隆抗体的制备过程: Q11:这里给小鼠注射的特定抗原是什么? (灭活的新冠病毒) Q12:从小鼠的什么部位获取已免疫的B淋巴细胞? Q13:诱导融合后,培养液中存在几类细胞? 融合的细胞和未融合的细胞 1.诱导细胞融合: 多种 一 单克隆抗体技术 未融合的细胞: 未融合的B淋巴细胞 未融合的骨髓瘤细胞 融合的细胞: B—B B—瘤 诱导融合后的细胞类型: 瘤—瘤 多细胞融合 仅能存活5—7天 仅能存活5—7天 多聚体容易死去 B1—瘤、 B2—瘤、B3—瘤…… 1.诱导细胞融合: 抗新冠病毒S蛋白的单克隆抗体的制备过程: Q14:哪一种融合细胞是我们需要的? 一 单克隆抗体技术 2.筛选: 知识拓展:第一次筛选——筛选杂交瘤细胞 资料5: 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(A)阻断。 ②已免疫的人B淋巴细胞中有这两种DNA的合成途径,但它不能分裂增殖,其本身也不能在体外长期存活。 ③鼠骨髓瘤细胞中只有D途径,没有S途径,但它能不断分裂增殖。如果它的D途径被阻断,它会因不能合成DNA而死亡。 ④HAT培养基是根据DNA的S合成途径而设计的,加入了次黄嘌呤(H)、氨基喋呤(A)和胸腺嘧啶核苷(T),其中次黄嘌呤(H)和胸腺嘧啶核苷(T)经酶催化合成DNA。 请根据以上资料,设计一种方法,从两种细胞融合的培养液中分离出杂交瘤细胞,并解释筛选的原理。 抗新冠病毒S蛋白的单克隆抗体的制备过程: 活动3: 一 单克隆抗体技术 2.筛选: 知识拓展:第一次筛选——筛选杂交瘤细胞 方法: 原理: B淋巴细胞及自身融合的细胞不能大量增殖,骨髓瘤细胞及自身融合细胞DNA合成途径被氨基喋呤阻断也不能增殖,只有融合成功的杂交瘤细胞能利用S途径合成DNA而大量增殖。 D途径 S途径 能否合成DNA,能否体外增殖 B、B—B 瘤、瘤—瘤 B—瘤 能合成DNA,不能增殖 不能合成DNA,不能增殖 能合成DNA,能大量增殖 在HAT培养基(液)培养细胞,收集不断增殖的杂交瘤细胞。 √ Q15:到此,筛选出的杂交瘤细胞一定是产生抗新冠病毒S蛋白的专一性抗体的细胞吗? 抗新冠病毒S蛋白的单克隆抗体的制备过程: √ √ √ √ √ 一 单克隆抗体技术 Q15:到此,筛选出的杂交瘤细胞一定是产生抗新冠病毒S蛋白的专一性抗体的细胞吗? 如何筛选出能产生抗新冠病毒S蛋白的专一性抗体的杂交瘤细胞? 接触多种抗原决定簇 多种已免疫的B细胞 骨髓瘤细胞 多种杂交瘤细胞 B1—瘤、 B2—瘤、 B3—瘤…… 产生多种抗体 抗新冠病毒S蛋白的单克隆抗体的制备过程: 一 单克隆抗体技术 第二次筛选——: 方法: 克隆化培养和专一抗体检测 资料6: 克隆化培养就是扩大化培养,是在一定的培养基上培养杂交瘤细胞,让其进行分裂,产生大量相同的杂交瘤细胞。目前常用克隆化培养采用的是有限稀释法,即将杂交瘤细胞多倍稀释后接种在多孔培养板上培养,经逐步稀释,使每孔只有一个细胞,使其增殖,然后再进行专一性抗体检测,可与特定抗原结合的培养孔为阳性孔。 有限稀释法 96孔培养板培养和筛选 每一个孔中尽量只接种一个细胞 抗新冠病毒S蛋白的单克隆抗体的制备过程: 如何筛选出能产生抗新冠病毒S蛋白的专一性抗体的杂交瘤细胞? 活动4: 一 单克隆抗体技术 杂交瘤细胞(多种) 抗新冠病毒S蛋白的单克隆抗体的制备过程: 将杂交瘤细胞群稀释,用多孔板培养(每个孔中尽量只接种一个杂交瘤细胞)(克隆化培养) 克隆化培养 一段时间后,用 检测各孔上清液中是否含有 (能结合即为阳性孔) S蛋白 抗S蛋白抗体 抗原和抗体特异性结合 挑选阳性孔的杂交瘤细胞,继续进行3~5次的有限稀释克隆化培养,再继续进行抗体检测 阳性孔 能分泌抗S蛋白抗体的杂交瘤细胞 阳性细胞 抗体检测 原理: ) 一 单克隆抗体技术 Q16:阳性孔中的细胞就一定是由单个杂交瘤细胞增殖而来的吗? 体外培养 抗新冠病毒S蛋白的单克隆抗体 体内或体外培养 注射到小鼠腹腔内增殖 从腹水中提取 从培养液中提取 能分泌抗S蛋白抗体的杂交瘤细胞 Q17:怎样获得大量的抗新冠病毒S蛋白的单克隆抗体? 抗新冠病毒S蛋白的单克隆抗体的制备过程: 一 单克隆抗体技术 筛选出足够数量的 的杂交瘤细胞 单克隆抗体制备过程中两次筛选的比较 项目 第一次筛选 第二次筛选 筛选 原因 筛选 目的 筛选 方法 杂交瘤细胞 能分泌所需抗体 死亡 抗体检测 生长 诱导融合后得到多种融合细胞,还有未融合的细胞等 由于小鼠在生活中还受到其他抗原的刺激,从小鼠体内提取的B细胞有多种,所以经选择培养获得的杂交瘤细胞也有多种 筛选出? 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 ,只有融合的杂交瘤细胞才能 。 用多孔板培养,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 ,经多次筛选得到足够数量的能分泌所需抗体的杂交瘤细胞。 单克隆抗体制备过程重点知识小结 注射特定抗原 多种B淋巴细胞 骨髓瘤细胞 细胞融合 筛选(选择培养基) 1.杂交瘤细胞 细胞克隆化培养和抗体检测(多次筛选) 足够数量的、能产生特定抗体的细胞群 2.杂交瘤细胞的特点: 既能迅速大量增殖,又能产生抗体 4.体外培养 4.体内培养 小鼠的腹腔内 从培养液中提取 从小鼠腹水中提取 选用的B淋巴细胞必须经过免疫,即“浆细胞” 3.至少要进行两次筛选: 第一次:B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合之后,筛选出杂交瘤细胞; (选择培养基) 第二次:在杂交瘤细胞中筛选出能产生所需抗体的杂交瘤细胞。 (抗原-抗体杂交技术) 单克隆抗体 本过程又利用了5.动物细胞融合技术和动物细胞培养技术 5.单克隆抗体特点:灵敏度高,特异性强,并可大量制备。 30 重新讲,单抗的制备中,经筛选后的杂交瘤细胞产生的抗体是不一样的,其中有些是我们所需要的单克隆抗体,所以要把筛选后的杂交瘤细胞在多孔板上培养,每个小孔中只有一个细胞,然后用抗原去试,呈阳性(有抗原抗体特异性免疫反应)的就是能产生特定抗体的杂交瘤细胞;呈阴性(未出现抗原抗体特异性免疫反应)就不是符合条件的杂交瘤细胞。 选择培养基筛选 单克隆抗体(特点:) 诱导融合 注射特定蛋白免疫小鼠 培养小鼠 骨髓瘤细胞 B淋巴细胞 骨髓瘤细胞(A) 多种细胞 第一次筛选:多种杂交瘤细胞(特点:迅速大量增殖,又能产生抗体) 第二次筛选:能分泌所需抗体的杂交瘤细胞 克隆化培养 专一抗体检测(原理:抗原抗体杂交特异性) 注射到小鼠 腹腔内增殖 体外培养 单克隆抗体: 由克隆细胞(已免疫的的B淋巴细胞)产生的单一抗体 (2020 全国 ,38节选)为研制抗病毒A的单克隆抗体,某同学以小鼠甲为实验材料设计了以下实验流程。 回答下列问题: (1)上述实验前必须给小鼠甲注射病毒A,该处理的目的是( ) (2)为了得到能产生抗病毒A的单克隆抗体的杂交瘤细胞,需要进行筛选。图中筛选1所采用的培养基属于( ),使用该培养基进行细胞培养的结果是( )。杂交瘤细胞的特点是( ) 图中筛选2含多次筛选,筛选所依据的基本原理是( ) 诱导小鼠甲产生能够分泌抗病毒A抗体的B淋巴细胞。 选择培养基 只有杂交瘤细胞能够生存 迅速大量增殖,又能产生抗体 抗原与抗体的反应具有特异性。 三、单克隆抗体的应用 单克隆抗体最主要的优点在于它的_、_。 ①作为诊断试剂 由于单克隆抗体纯度高、特异性强,所以能准确地识别各种_物质的细微差异,并跟一定抗原发生_,因此,单克隆抗体在诊断的应用上,具有准确、高效、简易、快速的优点。 特异性强 灵敏度高并可大量制备 抗原 特异性结合 抗(人绒毛膜促性腺激素)单克隆抗体 在受精后不久,胎盘滋养层细胞就会分泌人绒毛膜促性腺激素(HCG),一种糖蛋白类激素,在孕妇的尿液中大量存在。而在非妊娠妇女尿液中几乎不含有。 课件创意@小狗啃骨头(刘永生) 课件引用图片仅限于教学用途 思考、正常的性成熟女性每个月都会排卵,最佳受精时间为排卵后24-36小时。在女性的月经周期中,尿液中的促黄体生成素(SH)会在排卵前24小时左右出现高峰值。据此可推测,排卵试纸起核心作用的物质是_。 抗促黄体生成素单克隆抗体 课件创意@小狗啃骨头(刘永生) 课件引用图片仅限于教学用途 ②用于疾病检测 甲胎蛋白(AFP)是一种特异性较强的肿瘤标志物,用甲胎蛋白作为_免疫小鼠,制备_,并与含有放射性同位素的标记物连接,单克隆抗体携带放射性标记物通过血液可到达全身几乎所有组织。由于肿瘤细胞表面的_会和单克隆抗体特异性的结合,所以放射性同位素标记物就不断积累在_上。通过一定的显影技术就可以发现肿瘤所在。 抗原 抗AFP单克隆抗体 AFP 肿瘤 资料: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。 ADC示意图 问题: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。 解决方法:抗体—药物偶联物(ADC),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。 抗体 药物 接头 课件创意@小狗啃骨头(刘永生) 课件引用图片仅限于教学用途 ADC的作用机制示意图 ① ADC ② ③ ④ 溶酶体裂解 释放药物 ⑤ 细胞凋亡 课件创意@小狗啃骨头(刘永生) 课件引用图片仅限于教学用途 脂质体给药: 高效、低毒、靶向 课件创意@小狗啃骨头(刘永生) 课件引用图片仅限于教学用途 课件创意@小狗啃骨头(刘永生) 课件引用图片仅限于教学用途 三、单克隆抗体的应用 1. ADC的抗体和药物各具有什么作用? 讨论: 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。 课件创意@小狗啃骨头(刘永生) 课件引用图片仅限于教学用途 三、单克隆抗体的应用 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。 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。 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? 课件创意@小狗啃骨头(刘永生) 课件引用图片仅限于教学用途 Lavf58.45.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $