2.2.2 动物细胞融合和单克隆抗体课件-2025-2026学年高二生物下学期人教版选择性必修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，从19世纪多核细胞现象的问题探讨切入，通过病毒特性、灭活定义等铺垫，衔接细胞融合的概念、原理及诱导方法，再过渡到单克隆抗体的制备流程与应用，构建连贯的知识支架。 其亮点在于运用比较表格培养科学思维，通过自主学习任务单和HAT培养基筛选分析促进探究实践，结合验孕棒、ADC药物等实例体现生命观念与社会责任。学生能深化对技术原理的理解，教师可借助清晰逻辑与互动设计提升教学效果。

第二章 细胞工程 2.2.2 动物细胞工程 ——动物细胞融合和单克隆抗体 生物种间杂交想像图 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？ ￭ 问题探讨 多个体细胞融合 病毒等因素 病毒 紫外线灭活 丧失感染活性（不感染细胞） 保留融合活性（诱导细胞融合） 灭活是指用物理或化学手段使病毒失去感染能力， 但是并不破坏病毒的抗原结构。 ￭ 问题探讨 动物细胞融合实质及完成的标志：细胞核融合 用自然或人工方法使两个或多个不同的细胞融合成一个杂交细胞的过程。 细胞膜的流动性 一、动物细胞融合技术 1 概念： 2 原理： A细胞 B细胞 杂交细胞 诱导融合 3 基本过程： 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 有原来两个或多个细胞的遗传信息，可表现出两个或多个亲本的特点。 比较项目 植物体细胞杂交 动物细胞融合 融合前 处理 诱导细胞融合方法 结果 原理 意义 纤维素酶和果胶酶去除细胞壁 胰蛋白酶或胶原蛋白酶分散细胞 细胞膜流动性、细胞全能性 细胞膜的流动性 物理（离心法、电融合法）化学（聚乙二醇） 物理、化学方法 生物 （灭活的病毒） 获得杂种植株 获得杂交细胞 实现远缘杂交或成为可能 ——比较植物体细胞杂交技术和动物细胞融合技术 思考讨论 一、动物细胞融合技术 4 意义： 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。 5 成果： 成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和生物新品种培育等的重要手段。特别是利用杂交瘤技术制造单克隆抗体。 病原体 B细胞 抗原呈递细胞（APC） 辅助性T细胞 记忆B细胞 浆细胞 抗体 细胞因子 摄取 处理 呈递 结合 分裂分化 分泌 病原体 分裂、分化 并分泌 抑制病原体的增殖或对人体细胞的黏附，进一步形成沉淀等，进而被其他免疫细胞吞噬消化。 直接接触 信号① 信号② 促进 体液免疫 知识回顾 ——人们获得抗体的传统方法是? 抗原注入动物，从动物血清中提取抗体。 （产量有限，纯度低，特异性差，易致敏） 自主学习任务单 请同学们阅读教材P49第一段，思考下列问题： 一个B淋巴细胞能分泌几种特异性抗体？ 如何获得大量的单一抗体？ 体外培养的条件下，B淋巴细胞能否无限增殖？我们学习过的哪种细胞可以无限增殖？尝试设计思路获得大量的单一抗体。 二、单克隆抗体的制备 （限时2min） 动物体内产生的特异性抗体种类超过百万种，但每个效应B淋巴细胞（浆细胞）只分泌一种特异性抗体。因此，要想获得大量的单一抗体，必须克隆单一的B淋巴细胞，形成细胞群。 在体外培养条件下。一个B淋巴细胞是不可能无限增殖的，怎样解决这一问题？ 难题 B淋巴细胞 骨髓瘤细胞 杂交瘤细胞 诱导融合 （能无限增殖） (既能无限增殖，又能产生特定抗体！) 单克隆抗体 (具体指浆细胞) 能产单一抗体 一个大胆的设想： 二、单克隆抗体的制备 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？ 癌细胞 米尔斯坦(英国)和科勒(德国)因此在1984年获诺贝尔生理学或医学奖 细胞培养 11 自主学习任务单 请同学们阅读教材P48图示，思考下列问题： 如何获得能产生特定抗体的B淋巴细胞？ 融合后培养液中共有几种细胞？ 如何在众多细胞中筛选出杂交瘤细胞？ 二、单克隆抗体的制备 （一）诱导融合并筛选杂交瘤细胞 （限时2min） 产生特定抗体的杂交瘤细胞 B淋巴细胞 杂交细胞 诱导 融合 1°筛选 杂交瘤细胞 2°筛选 （多种） （多种） AB1、AB2、AB3 …… （多种） 未融合：A、B 两两融合：AB、AA、BB 多细胞融合：AAB、AAA …… 给小鼠注射特定的抗原 选择培养基(HAT培养基） B1、B2、B3 …… 骨髓瘤细胞（A） 拓展 ——HAT培养基 B淋巴细胞 D途径 S途径 合成DNA 骨髓瘤细胞 D途径 合成DNA D途径（主途径）：磷酸核糖、氨基酸等 叶酸 核苷酸 DNA S途径（辅助途径）：次黄嘌呤、胸腺嘧啶核苷 HGPRT、TK 核苷酸 DNA HGPRT 缺陷型 细胞内DNA合成一般有两种途径： × × HGPRT：次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核苷转移酶 TK：胸腺嘧啶核苷激酶 × 配方？ H：次黄嘌呤 A：氨基蝶呤(叶酸拮抗物） T：胸腺嘧啶核苷 自主学习任务单 请同学们回顾旧知，思考下列问题： 回顾微生物的分离和纯化的方法，哪种方法效果最好？ 类比所学知识，尝试设计思路从多种杂交瘤细胞中分离出所需的一种杂交瘤细胞。 二、单克隆抗体的制备 （二）筛选特定的杂交瘤细胞并扩大培养 B1、B2、B3 …… 产生特定抗体的杂交瘤细胞 B淋巴细胞 骨髓瘤细胞（A） 杂交细胞 诱导 融合 1°筛选 杂交瘤细胞 2°筛选 （多种） （多种） AB1、AB2、AB3 …… （多种） 未融合：A、B 两两融合：AB、AA、BB 多细胞融合：AAB、AAA …… 给小鼠注射特定的抗原 选择培养基(HAT培养基） 克隆化培养和抗体检测 培养 注入小鼠腹腔 体外培养 单克隆抗体 腹水中提取 培养液中提取 快问快答 2、如何进行第1次筛选？ 第1次筛选得到的是多种杂交瘤细胞 在特定的选择培养基进行（只允许杂交瘤细胞生长） 1、第一次筛选的目的? 培养在多孔培养板上，每孔是单个杂交瘤细胞的克隆。 利用抗原-抗体杂交法进行专一抗体检测，阳性即可 3、第2次筛选的目的? 4、如何进行第2次筛选？ 第2次筛选得到能产生该特异性抗体的杂交瘤细胞 抗体检测板（绿色为阳性） 加入特定抗原进行检测 特异性强，灵敏度高，可大量制备。 5、单克隆抗体制备过程利用了哪些技术？ 6、本过程利用了哪些原理？ 有丝分裂、细胞膜流动性 动物细胞培养，动物细胞融合等技术。 7、杂交瘤细胞的特点： 不仅具有B细胞分泌抗体的能力，而且还有无限增殖的本领， 因而可以获得大量单克隆抗体。 8、单克隆抗体的优点： 快问快答 两种技术及原理 动物细胞培养——细胞增殖（有丝分裂） 动物细胞融合——细胞膜的流动性 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 ——比较在小鼠腹腔和体外培养单克隆抗体的优缺点 思考讨论 女性怀孕后会分泌一种糖蛋白——人绒毛膜促性腺激素（HCG），尿液中会检出HCG的存在。用抗HCG单克隆抗体制备的试纸可以测试女性是否怀孕。 资料1： 思考讨论 例子：验孕棒 1、单克隆抗体可以作为诊断试剂 ——单克隆抗体的应用 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 思考讨论 资料2： ——单克隆抗体的应用 单克隆抗体由于纯度高、特异性强，利用同位素标记的单克隆抗体，在特定组织中成像， 可以定位和诊断肿瘤等疾病。 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。 思考讨论 ——单克隆抗体的应用 资料3： 2、单克隆抗体可以运载药物 1. ADC的抗体和药物各具有什么作用？ 思考讨论 ① 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； ② 药物发挥治疗效应，如杀伤靶细胞。 可以用放射性同位素标记单克隆抗体进行靶向放疗。 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？ 2. 用于运载药物和治疗疾病： 细胞毒素类药物无特异性，杀死肿瘤细胞同时损伤正常细胞， 将细胞毒素与能特异性识别肿瘤抗原的单克隆抗体结合成抗体—药物偶联物ADC，可实现对肿瘤细胞的选择性杀伤。 药物 释放到胞内 三、单克隆抗体的应用 1. 作为诊断试剂 单克隆抗体由于纯度高、特异性强，利用同位素标记的单克隆抗体，在特定组织中成像， 可以定位和诊断肿瘤等疾病。 课堂小结 动物细胞融合技术与单克隆抗体 单克隆抗体 动物细胞融合技术 原理 诱导融合方法 制备过程 应用 作为诊断试剂 运载药物和治疗疾病 概念 细胞膜的流动性 物理法 化学法 生物法 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. 前者主要为了获得细胞产品，后者主要为了获得杂种植株 C ￭ 实战演练 2、 利用细胞工程方法，以新冠病毒S蛋白为抗原制备出单克隆抗体。 下列相关叙述正确的是（ ） 利用该单克隆抗体与新冠病毒核衣壳蛋白特异性结合的方法可诊断出病毒感染者 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 将等量B淋巴细胞和骨髓瘤细胞混合，经诱导融合后的细胞即为杂交瘤细胞 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 ￭ 实战演练 D 3、利用细胞工程技术制备单克隆抗体，正确的是（ ） A. 单克隆抗体制备的原理之一是一个浆细胞可以产生多种特异性抗体 B. 生物导弹是用癌细胞的单克隆抗体杀死癌细胞 C. 制备单克隆抗体的第二次筛选是选出杂交瘤细胞 D. 可以在生物体内生产，也可以在体外生产 D ￭ 实战演练 $