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”核心知识点，通过生殖生物学重要事件时间轴、植物体细胞杂交流程及肿瘤细胞融合问题导入，衔接植物细胞工程知识，构建从植物到动物细胞融合的学习支架。 其亮点在于以科学思维为引领，通过单克隆抗体制备的两次筛选比较、选择培养基设计等分析归纳过程，结合早早孕测试纸、ADC药物等应用实例，体现结构与功能观的生命观念和探究实践能力。采用问题驱动和对比表格总结，助力学生深化理解，教师可提升教学效率。

希普：首例胚胎移植成功 哈里森:首创动物组织体外培养法 张明觉：发现哺乳动物精子获能现象 格登、童第周：体细胞核移植成功 试管家兔诞生 米尔斯坦和科勒：创立单克隆抗体技术 胚胎分割移植成功 埃文斯：成功分离和培养小鼠的胚胎干细胞 克隆羊多莉诞生 山中伸弥：获得诱导多能干细胞 单细胞基因组测序进行遗传病筛查的试管婴儿诞生 我国科学家首次培育了体细胞克隆猴 1890年 1907年 1951年 1958年 1959年 1975年 1978年 1981年 1996年 2006年 2014年 2017年 人体血液中的树突状细胞是一种具有很强的抗原呈递功能的淋巴细胞。近年来的研究发现，树突状细胞与肿瘤细胞融合形成的杂交瘤细胞，既能表达肿瘤抗原，又能合成激活T细胞的相关刺激分子。 用此方法制成的肿瘤疫苗可以诱导机体产生较强的特异性免疫反应，这为癌症的治疗提供了新的方法。 但如何才能让两个不同的细胞融合? 细胞融合技术在生产实践中有哪些应用? 第二章 细胞工程 动物细胞融合技术与单克隆抗体 一、动物细胞融合技术 1.概念： 指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术。 2.结果： 形成杂交细胞，具有原来两个或多个细胞的遗传信息。 3.原理： 细胞膜具有一定的流动性 4.常用诱导融合的方式 物理法：电融合法 化学法：聚乙二醇（PEG) 生物法：灭活的病毒 仙台病毒 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） （1）“灭活病毒”中灭活的具体含义是什么？ 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。 病毒表面的糖蛋白和一些酶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。 （2）灭活病毒诱导细胞融合的原理是什么？ 相关信息 动物细胞融合完成的标志：细胞核融合 4 思考：19世纪30年代，科学家曾在肺结核、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？ 病人体内病毒等诱导多个体细胞融合形成了多核细胞。 肺结核病人病理切片 4．意义： 5．应用: 突破了有性杂交的局限，使远缘杂交成为可能。 （已实现了种间、属间、科间甚至是动植物间的细胞融合） （1）细胞融合技术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）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 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 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 6.动物细胞融合和植物体细胞杂交的比较 凡能够引起机体产生特异性免疫应答的物质叫做抗原。 如花粉、病菌、病毒等。有时自身的组织或细胞也会成为抗原，如癌细胞等。 ★什么是抗原？ 抗原决定簇：抗原表面具有的某些特定的化学基团，能决定抗原特异性，是免疫细胞识别抗原的重要依据。 ★什么是抗体？由何种细胞产生？主要分布在哪里?起何作用？ 当机体受到抗原刺激后由效应B细胞（浆细胞）产生的，并且能与该抗原发生特异性结合的具有免疫功能的球蛋白——抗体。 抗体主要分布于血清中，也分布于组织液及外分泌液中。 二、单克隆抗体及其应用 1.早期获得抗体的办法 向动物体内反复注射某种抗原 从动物血清中分离所需抗体 产量低、纯度低、特异性差 （2）缺点： （1）方法： 2.单克隆抗体 (1)概念： 化学性质单一、特异性强的抗体 (2)制备： 理论基础： 每一个B细胞只分泌一种特异性抗体。 B淋巴细胞不能无限增殖 克隆单一的B淋巴细胞，得到的细胞群就能 分泌出化学性质单一、特异性强的抗体。 制备思路： 困难： 如何解决这个问题呢？单克隆抗体可解决这一问题。制备思路？B淋巴细胞不能无限增殖，如何解决？ 11 米尔斯坦 科勒 由于发明了单克隆抗体的制备技术，米尔斯坦和科勒于1984年获得了 诺贝尔生理学或医学奖 大胆设想： B淋巴细胞 骨髓瘤细胞 （能产生抗体） （能大量增殖） 融合细胞 （既能产生抗体，又能大量增殖） 二、单克隆抗体及其应用 3.单克隆抗体制备的过程： 注射特定的抗原 培养骨髓瘤细胞 从脾中提取 B淋巴细胞 多种 骨髓瘤细胞 诱导融合 将骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合 产生Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ等 不同抗体的B细胞 目的： 获得能产生特定抗体的B淋巴细胞 思考：融合体系中有多少种类型的细胞？ 未融合的细胞 B淋巴细胞相互融合的细胞 骨髓瘤细胞相互融合的细胞 杂交瘤细胞 √ 多种杂交细胞 未融合的细胞 骨-骨 B-B 第一次筛选： 用特定的选择培养基 在该培养基上，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 多种杂交瘤细胞 （既能迅速大量增殖，又能产生抗体） 第二次筛选： 克隆化培养、抗体检测 （多次筛选） 抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞 能产生所需抗体的杂交瘤细胞 分泌的抗体能与特定抗原结合 多孔细胞培养板 将杂交瘤细胞群稀释， 约每孔1个进行培养 （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 (抗体检测） 上清液可与特定抗原 结合的培养孔为阳性孔 (抗原抗体特异性结合原理） 抗体检测 阳性孔中的细胞还不能保证是来自单个细胞，继续进行稀释3～4次，直至确信每个孔中增殖的细胞为单克隆细胞。 3.单克隆抗体制备的过程： 酶联免疫吸附试验（酶与抗体结合，会出现相应的颜色反应） 14 B淋巴细胞 骨髓瘤细胞（A） 合成DNA D途径 S途径 D途径 氨基喋呤 A、B、AA、BB、AB1、AB2、AB3 B淋巴细胞 培养几天后死亡 由于无法通过D途径进行DNA的合成， 骨髓瘤细胞死亡 资料：(1)细胞合成DNA有D和S两条途径，其中D途径能被氨基蝶呤阻断。 (2)免疫的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途径被阻断的话，它会因不能合成DNA而死。 请根据上述资料设计能筛选出杂交瘤细胞的选择培养基： 注射到小鼠腹腔内 体外培养 大量的单克隆抗体 从细胞培养液中提取 从小鼠腹水中提取 能产生所需抗体的杂交瘤细胞 3.单克隆抗体制备的过程： 特点：能准确地识别抗原的细微差别， 能与特定抗原发生特异性结合， 并且可以大量制备。 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 用多孔细胞培养板，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） 获得杂交瘤细胞 获得能产生所需抗体的杂交瘤细胞 两次筛选的比较 注射特定抗原免疫小鼠 培养小鼠 骨髓瘤细胞 B淋巴细胞 骨髓瘤细胞 多种细胞 多种杂交瘤细胞 能分泌所需抗体的杂交瘤细胞 选择培养基筛选 克隆化培养 专一抗体检测 注射到小鼠 腹腔内增殖 体外培养 单克隆抗体 融合 动物细胞融合技术 动物细胞培养技术 归纳：单克隆抗体制备的过程 （多次筛选） （1）作为诊断试剂 （原理：抗原抗体特异性结合） 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。 二、单克隆抗体及其应用 4.单克隆抗体的应用 抗新冠病毒单克隆抗体 （1）作为诊断试剂 （原理：抗原抗体特异性结合） 二、单克隆抗体及其应用 4.单克隆抗体的应用 结合同位素的单抗 利用同位素或荧光标记的单克隆抗体在特定组织中成像的技术，可定位肿瘤、心血管畸形等疾病 （2）用于运载药物治疗疾病 二、单克隆抗体及其应用 4.单克隆抗体的应用 抗体-药物偶联物（ADC）通过将药物（如细胞毒素）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 位置准确、疗效高、副作用小 “生物导弹”由单克隆抗体和杀伤药物两部分构成，单克隆抗体只是能够识别癌细胞，化学药物能起到杀伤癌细胞的作用。　 21 （3）自身也能用于治疗疾病 二、单克隆抗体及其应用 4.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？ 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 思考.讨论 【课堂小结】 动物细胞融合技术及单克隆抗体 动物细胞融合技术 概念 原理 常用诱导方法 单克隆抗体 制备 应用 1.机体发生炎症反应时，血浆中CD14水平会升高。利用小鼠制备抗CD14单克隆抗体，能够用于CD14的检测。下列相关叙述正确的是（　　） A. 反复将CD14注射到小鼠体内，产生的血清抗体为单克隆抗体 B. 灭活的病毒是唯一能诱导骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合的因素 C. 利用杂交瘤技术获得的杂交瘤细胞都可以产生抗CD14抗体 D. 杂交瘤细胞体外培养过程中需要提供CO2以维持培养液中pH D 2.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 【课后练习】 3.如图，核苷酸合成有两个途径，物质A可以阻断其中的全合成途径。正常细胞内含有补救合成途径所必需的转化酶和激酶。制备单克隆抗体时选用的骨髓瘤细胞缺乏转化酶。现用加入H、A、T三种物质的“HAT培养基”来筛选特定的杂交瘤细胞。下列关于筛选原理的叙述，正确的是（ ） A.免疫的B淋巴细胞及其相互融合的细胞因全合成途径被A阻断，在HAT培养基上不能增殖 B.骨髓瘤细胞及其相互融合的细胞因无法进行上述两个途径，而在HAT培养基上不能增殖 C.杂交瘤细胞虽可进行补救合成途径，但仍不能在HAT培养基上大量增殖 D.HAT培养基上筛选出的所有杂交瘤细胞，既能大量增殖又能产生较高纯度的目标抗体 B 【课后练习】 4.如图为杂交瘤细胞制备示意图。骨髓瘤细胞由于缺乏次黄嘌呤磷酸核糖转移酶（HGPRT-），在HAT筛选培养液中不能正常合成DNA，无法生长。下列叙述不正确的是（ ） A. 可用灭活的仙台病毒诱导细胞融合 B. 两两融合的细胞不一定能在HAT培养液中生长 C. 体细胞杂交技术可用于克隆动物和制备单克隆抗体 D. 细胞膜流动性是细胞融合的基础 C 5.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 C 【课后练习】 $