2.2.2动物细胞融合技术与单克隆抗体课件-2026-2027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和单克隆抗体，以新冠痊愈者捐血浆的真实情境导入，引导学生分析传统抗体制备缺陷，通过问题链衔接动物细胞融合原理与单克隆抗体制备流程，构建完整知识支架。 其亮点在于融合生命观念与科学思维，通过HAT培养基筛选、抗原抗体杂交检测等探究实践，结合对比表格（如动植物细胞融合比较）和流程图解，清晰呈现两次筛选逻辑。应用实例（早孕试纸、ADC药物）强化态度责任，助力学生提升科学探究能力，教师可直接用于高效教学。

2.2动物细胞工程 （二）动物细胞融合技术和单克隆抗体 本PPT模板部分元素使用了幻灯片母版制作。如果需要修改，点击-视图-幻灯片母版-修改；完成后关闭编辑母版即可。 1 情境导入 问题：为什么要号召新冠感染痊愈者捐献自己的血浆？这样的血浆对新冠重症感染患者有什么作用呢？ 血浆中有新冠病毒的抗体, 可以用于治疗新冠感染患者。 但一个捐献者的200-300毫升的血浆，如果合格，一般也只能治疗2-3个患者。 思考：抗体为什么不人工制备呢？传统抗体如何制备？ 抗体是在抗原物质的刺激下，由浆细胞（B淋巴细胞）产生的，可与相应抗原发生特异性结合的免疫球蛋白。 情境导入 问题：为什么要号召新冠感染痊愈者捐献自己的血浆？这样的血浆对新冠重症感染患者有什么作用呢？ 血浆中有新冠病毒的抗体, 可以用于治疗新冠感染患者。 抗体是在抗原物质的刺激下，由浆细胞（B淋巴细胞）产生的，可与相应抗原发生特异性结合的免疫球蛋白。 情境导入 问题：为什么要号召新冠感染痊愈者捐献自己的血浆？这样的血浆对新冠重症感染患者有什么作用呢？ 血浆中有新冠病毒的抗体, 可以用于治疗新冠感染患者。 但一个捐献者的200-300毫升的血浆，如果合格，一般也只能治疗2-3个患者。 思考：抗体为什么不人工制备呢？ 传统抗体如何制备？ 情境导入 传统抗体制备方法及缺陷 抗原 传统血清 免疫 （所有抗体混合） （2）缺陷： 产量低、纯度低，且抗体的特异性差、灵敏度低。 （1）方法： 抗原 从血清中分离抗体 浆细胞 多种B淋巴细胞 动物体内 刺激 增值分化 对于一个抗原的刺激，每个B细胞只能合成并分泌一种识别抗原特定区域--抗原决定簇的特异性抗体。 然而，一个抗原可有多个不同的抗原决定簇，因此一个抗原可刺激B细胞产生多种浆细胞，不同的浆细胞可产生针对不同抗原决定簇的多种抗体。这种由同一抗原诱导产生的针对多个抗原决定簇的抗体称为多克隆抗体。 抗原不纯 抗体不纯 ④ 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淋巴细胞只分泌一种特异性抗体 刺激 刺激 刺激 刺激 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淋巴细胞只分泌一种特异性抗体 刺激 刺激 刺激 刺激 需要 问：若我们只需要大量的抗体1有什么办法吗？ 得到 若能得到大量的B细胞1就可以 思考：有什么方法解决传统抗体制备存在产量低、纯度低、特异性差的问题？ 1个B淋巴细胞 B淋巴细胞群 大量 单一抗体 克隆 产生 在体外培养条件下，一个B淋巴细胞是不可能无限增殖的！ 情境导入 8 B细胞1 抗体1 产生 能产生抗体1，但不能无限增殖 骨髓瘤细胞 （癌细胞） 能无限增殖，但不能产生抗体 解决 9 B细胞1 骨髓瘤细胞 杂交瘤细胞 既能无限增殖， 又能产生专一性抗体 解决 1975年，英国科学家米尔斯坦和德国科学家科勒设计了一个极富创造性的试验方案： 如何将B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合得到杂交瘤细胞呢？ 10 (一)动物细胞融合技术 回顾-必修一：细胞膜的结构 11 电融合法 PEG融合法 灭活病毒诱导法 （动物特有） 原理：细胞膜的流动性 板书 意义:突破…… 应用:制备单克隆抗体 1、概念： 使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术。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。 2、诱导方式： 物理法：电融合法 化学法：聚乙二醇（PEG)融合法 生物法：灭活病毒诱导法 （一般不能，动物细胞的全能性受限） 思考：通过动物细胞融合技术能否形成完整个体？ （动物细胞融合特有的诱导方法） (一)动物细胞融合技术 13 如右图所示，A、B两类动物细胞融合 思考：1.A细胞和B细胞一定要来自同一个物种吗？ 不一定是同一物种。 5种，A-A、B-B、A-B（杂交细胞）、A、B 2.最多考虑细胞两两融合的情况下，经过促融后的培养液中存在多少种细胞？ 拓展：电融合法 灭活病毒诱导法 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。 拓展： 不灭活的病毒的不可以用作细胞融合诱导剂，会感染动物细胞。 细胞融合的实质 两个或多个细胞核融合为一个细胞核 不灭活可以吗？ 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。 (一)动物细胞融合技术 灭活的病毒颗粒 4、结果： 5、意义： 6、应用： 正在融合的淋巴细胞与骨髓瘤细胞 生产单克隆抗体 3、原理： 细胞膜的流动性 (一)动物细胞融合技术 形成具有原来两个或多个细胞的遗传信息的杂交细胞 突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能。 (1)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)用于制备单克隆抗体。 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 主要用途 意义 细胞膜流动性、植物细胞全能性 细胞膜的流动性 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 电融合法、 PEG融合法、 灭活病毒诱导法 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 小结：动物细胞融合和植物体细胞杂交的比较 (一)动物细胞融合技术 动物细胞融合 杂交细胞 动物细胞培养 专一抗体 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 一个极富创造性的实验方案: 单 克 隆 抗 体 单一B淋巴细胞 细胞群 抗体 克隆化培养 单克隆抗体 注：B淋巴细胞指的是活化的B淋巴细胞（指从成熟的B细胞向浆细胞分化的时期），其融合的效率最高，若直接用浆细胞，融合效率很低。 1 制备原理: ①B淋巴细胞的特点：一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体。 ②骨髓瘤细胞（癌细胞）的特点：能在体外大量增殖 ③融合后的杂交瘤细胞：既能迅速大量增殖，又能产生抗体 一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体 骨髓瘤细胞（癌细胞）能在体外大量增殖 动物细胞融合 杂交瘤细胞 动物细胞培养 单克隆抗体 杂交瘤细胞：既能迅速大量增殖，又能产生抗体 由单一B淋巴细胞克隆产生的只能识别一种抗原表位的特异性抗体。 (二)单克隆抗体及其应用 培养骨髓瘤细胞 骨髓瘤细胞。 诱导融合 注射特定抗原 获得能产生特定抗体的B淋巴细胞 2 单克隆抗体的制备过程: B1-瘤、 B2-瘤、 B3-瘤..... B细胞 自身融合 骨髓瘤细胞 自身融合 思考1：B 淋巴细胞与骨髓瘤细胞经诱导融合后，培养基中共出现几类细胞？其中融合的细胞有几类？ 目的： 从脾中获取 多种B淋巴细胞。 方法：置于特定的选择性培养基上培养 第一次筛选 用特定的选择培养基（HAT培养基）进行筛选，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。 × × × × 目的：获得杂交瘤细胞（多种） B1-瘤、 B2-瘤、 B3-瘤、 B4-瘤 B1-瘤、 B2-瘤、 B3-瘤、 B4-瘤 （特点：既能迅速大量增殖，又能产生抗体） × B细胞 自身融合 骨髓瘤细胞 自身融合 × × 2 单克隆抗体的制备过程: 细胞合成DNA有D和S两条途径， 筛选出杂交瘤细胞方法？ 培养基中加入氨基喋呤（HAT选择培养基） B淋巴细胞 合成DNA S途径 D途径 不能无限分裂增殖 骨髓瘤细胞 合成DNA D途径 能无限增殖 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 不能合成DNA，死亡 杂交瘤细胞 能无限增殖，生长 B1-瘤 B2-瘤 B3-瘤 ……. 【补充资料】如何进行第一次筛选获得多种杂交瘤细胞？ HAT培养基 其中D途径能被氨基喋呤阻断。 杂交瘤细胞（多种） 方法：克隆化培养和抗体检测 第二次筛选 思考2：得到的杂交瘤细胞一定是所需要的吗？ 2 单克隆抗体的制备过程: 方法：抗原—抗体杂交 原理：抗原—抗体特异性结合 克隆化培养和抗体检测 侧面模拟图 克隆化培养一段时间 细胞增殖 阳性的杂交瘤细胞 一段时间后，细胞产生抗体； 多次筛选 稀释、克隆化培养 大规模培养 2 单克隆抗体的制备过程: 稀释、克隆化培养 每一个孔中尽量只接种一个杂交瘤细胞 用标记的抗原检测各孔上清液中细胞分泌的抗体 大规模培养杂交瘤细胞的方法 项目 小鼠腹腔培养 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 体外培养 小鼠腹腔培养 【归纳总结】 制备单克隆抗体过程中的两次筛选 【两次筛选的比较】 项目 第一次筛选 第二次筛选（需要多次筛选） 筛选原因 筛选方法 筛选结果 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。 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死亡，只有融合的杂交瘤细胞才能生长。 获得杂交瘤细胞 因为小鼠在生活中还受到其他抗原的刺激，所以从小鼠体内提取的B淋巴细胞有很多种，形成的杂交瘤细胞也有很多种。 用96孔板培养，在每个孔中尽量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，经多次筛选得到足够数量的能分泌所需抗体的细胞 获得能分泌所需抗体的杂交瘤细胞 ① 能准确地识别抗原的细微差异。 ② 与特定抗原发生特异性结合。 ③ 可以大量制备。 3 单克隆抗体的优点 【小结】 单克隆抗体 第二次筛选 B细胞、B-B细胞、杂交瘤细胞、瘤细胞、瘤-瘤细胞 获得杂交瘤细胞（多种） 注射 第一次筛选 骨髓瘤细胞 诱导融合 获得足够数量的能分泌所需抗体的杂交瘤细胞 体外培养 (培养液) 多种B淋巴细胞 动物细胞融合技术 动物细胞培养技术 既能迅速大量繁殖 又能产生抗体 小鼠 单克隆抗体制备的过程中，应用到的技术手段 细胞膜的流动性 细胞增殖 注射特定抗原 小鼠腹腔内 （腹水） 【板书】 单抗 筛 B、B-B、B-瘤、瘤、瘤-瘤 杂交瘤细胞（多种） 注射 筛 骨髓瘤细胞 诱导融合 杂交瘤细胞(单一) 体外培养 (培养液) 多种B淋巴细胞 动物细胞融合技术 动物细胞培养技术 小鼠 细胞膜的流动性 细胞增殖 注射特定抗原 小鼠腹腔内 (腹水) 迅速大量繁殖 产生抗体 分泌所需抗体 1 治疗疾病：单克隆抗体药物已被广泛用于肿瘤、自身免疫病等疾病的治疗. 优点：位置准确、疗效高、毒副作用小。 （二）单克隆抗体的应用 新型冠状病毒抗原检测 2、作为诊断试剂 乙肝测定试剂 单克隆抗体+同位素（荧光标记） 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。 抗人绒毛促性腺激素单克隆抗体 艾滋病检测试剂 优点：准确、高效、简易、快速。 （二）单克隆抗体的应用 流动方向 T线 C线 阴性 阳性 金标病毒抗体 抗-金标病毒抗体 病毒抗体 金标（红色） 病毒抗体 试纸 加样孔 试纸 模式图 （1）未滴加样品时 34 流动方向 T线 C线 （2）如果样本中无新冠病毒时 样 本 金标病毒抗体 抗-金标病毒抗体 病毒抗体 金标（显红色） 病毒抗体 阴性 阳性 试纸 模式图 流动方向 T线 C线 层析纸 金标病毒抗体 抗-金标病毒抗体 病毒抗体 金标（显红色） 病毒抗体 阴性 阳性 （3）如果样本中有新冠病毒时 36 3 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。 （二）单克隆抗体的应用 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，促使靶细胞凋亡。 优点：位置准确、特异性强、灵敏度高，毒副作用小。 思考：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。 （二）单克隆抗体的应用 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 Lavf55.33.100 Lavf57.71.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $