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与单克隆抗体，通过“温故知新”问题链衔接旧知，结合新冠抗原检测试剂盒等现实案例导入，借助对比表格、流程图及问题链搭建学习支架，帮助学生梳理技术原理与应用脉络。 其亮点在于以科学思维为核心，通过动物与植物细胞融合对比、HAT培养基筛选等分析培养逻辑推理能力，结合ADC药物作用机制讨论深化探究实践。采用实例驱动与网络构建式小结，助力学生形成生命观念，教师可直接利用结构化资料提升教学效率。

2.2.2 动物细胞融合与单克隆抗体 “生物导弹”追踪癌细胞 抗体 植物体细胞杂交 植物细胞融合 植物组织培养 温故而知新： 有没有技术让不同种动物的体细胞杂交，培育出集不同细胞优势于一身的动物细胞呢？ 实例1：自然条件 受精作用 1970年人-鼠细胞融合实验 实例2：人工诱导 一、动物细胞融合技术 人细胞和小鼠细胞如何融合在一起的呢？ 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。 3、结果： 形成单核的杂交细胞。即融合后形成的原来两个或多个细胞遗传信息。 2、原理： 细胞膜具有一定的流动性 4、诱导 方式 细胞融合成功的标志： 细胞核的融合 物理法：电融合法 化学法：PEG融合法 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 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？ 细胞核融合：融合完成的标志 正在融合的淋巴细胞与骨髓瘤细胞 正在融合的鸡血细胞 5.实例： 6.意义： 突破了有性杂交的局限，使远缘杂交成为可能 7.应用： （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）用于制造单克隆抗体。 处理方法 诱导手段 结果 原理 请同学们看图对比动物和植物细胞融合的异同： 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 再生出细胞壁 细胞核的融合 获得完整的杂种植株 杂交细胞：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 ①物理法：电融合法。 ②化学法：PEG融合法。 ③生物法：灭活病毒诱导法 ①物理法：电融合法、离心法等。②化学法：PEG融合法、 高Ca2＋—高pH融合法等 动物细胞融合和植物体细胞杂交的比较 二 2022年3月16日，“自测版”新冠抗原检测试剂盒正式抵达长沙，在湖南多家药店、医药器械城开售，湖南首批“自测版”新冠抗原检测试剂盒上架。新冠抗原测试剂盒使用方便，个人在家仅需8步即可完成检测。产品可用于口咽拭子、鼻咽拭子取样检测，最快10分钟可出结果。 思考：检测试纸中需要的新冠病毒抗体如何制备？ 二、单克隆抗体及其应用 1、机体通过什么免疫过程分泌抗体？ 2、抗体主要分布在哪里？ 血清 4、一种浆细胞能产生几种抗体？ 一种 体液免疫 思考 3、抗体是由什么细胞产生？ 抗体是机体受抗原刺激后B淋巴细胞增殖分化形成的浆细胞产生 抗体的化学本质一定是蛋白质！ 1.常规抗体的制备方法和特点： 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)特点： (1)方法: 二、单克隆抗体及其应用 动物体内 抗原 刺激 浆细胞 抗体 多种B淋巴细胞 增殖分化 抗原不纯 抗体不纯 思考：若我们只需要大量抗体1，有什么办法吗？ 若能得到大量的B细胞1就可以 2.单克隆抗体制备思路： 每一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体 选 择 B淋巴细胞不可能无限增殖 一个B淋巴细胞 B淋巴细胞群 单克隆抗体 产生 克隆化 培养 单克隆抗体 癌细胞 动物细胞融合 思考１：我们所学的哪种细胞是可以无限增殖的 思考２：有什么方法能使B细胞同时具备产生抗体的能力和无限增殖能力? 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？ 12 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 一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体 1975年，米尔斯坦和柯勒 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，又能产生专一抗体 一个极富创造力的方案： 由单一杂交瘤细胞增殖产生的特异性抗体。 动物细胞融合、动物细胞培养 细胞膜具有一定的流动性、细胞增殖 应用技术： 原理： 13 从脾中获取 多种B淋巴细胞。 培养骨髓瘤细胞 骨髓瘤细胞 诱导融合 注射特定抗原 目的：获得能产生特定抗体的B淋巴细胞 B1-瘤、 B2-瘤、 B3-瘤. 多种杂交细胞 因为小鼠在生活中还受到其它抗原的刺激，得到的活化的B淋巴细胞有很多种。 B细胞 自身融合 骨髓瘤细胞 自身融合 3.单克隆抗体制备的过程： 能产生抗体 能大量增殖 PEG融合法 电融合法 灭活病毒诱导法 方法：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） 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？ × B细胞 自身融合 骨髓瘤细胞 自身融合 × × 细胞合成DNA有D和S两条途径，其中D途径能被氨基喋呤阻断。 筛选出杂交瘤细胞方法？ 培养基中加氨基喋呤 （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 杂交瘤细胞（多种） 方法：克隆化培养 抗体检测 第二次筛选 抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞（分泌的抗体能和特定的抗原结合） 方法：抗原—抗体杂交技术 原理：抗原与抗体特异性结合 目的：获得足够数量能分泌所需抗体的杂交瘤细胞。 体内或体外培养 单克隆抗体 从腹水中提取 从培养液中提取 96孔板培养和筛选 思考2：得到的杂交瘤细胞一定是所需要的吗？为什么？ 补充：如何进行第二次筛选获得分泌所所需抗体的杂交瘤细胞？ 将杂交瘤细胞群稀释后滴入多孔板，约每孔1个细胞进行培养（克隆化培养） 一段时间后，用标记的抗原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 分泌抗体能跟特定抗原结合的细胞即为所需杂交瘤细胞 多次克隆化培养以及有限稀释法 抗体检测呈 阳性的杂交瘤细胞 阳性孔 抗体检测板 多孔细胞培养板 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 不需要特定的培养基，不需要严格的外界条件。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 优点：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，可大量制备。 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 目的 筛选 方法 筛选出杂交瘤细胞 筛选出能分泌所需抗体 的杂交瘤细胞 由于小鼠在生活中还受到其他抗原的刺激，所以经选择培养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（HAT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。 克隆培养、抗体检测：用多孔细胞培养板培养，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抗体检测，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。 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 20 体外培养 或 小鼠腹腔内增殖 （培养液提取）（小鼠腹水提取） 单克隆抗体 未融合和多种杂交细胞 多种杂交瘤细胞 第一次筛选 骨髓瘤细胞 分泌特异抗体的杂交瘤细胞 多种B淋巴细胞 动物细胞融合技术 动物细胞培养技术 优点：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，可以大量制备 给小鼠注射特定的抗原 选择性培养基 第二次筛选 原理：抗原抗体特异性结合 既能大量繁殖又能产生专一抗体 诱导融合 电融合法、PEG、灭活病毒 原理：细胞膜的流动性 原理：细胞增殖 克隆化培养和抗体检测 二、单克隆抗体及其应用 （1）该过程中应用到的技术_______________________________________ （2）原理_______________________________________ （3）注射特定抗原的目的______________________________________________ （4）诱导融合的方法______________________________________ 动物细胞特有的诱导融合方法为_______________________ 动物细胞融合、动物细胞培养 细胞膜具有一定的流动性、细胞增殖 用特定的抗原对小鼠进行免疫，并从该小鼠的脾中得到能产生特定抗体的B淋巴细胞 PEG融合法、电融合法、灭活病毒诱导法 灭活病毒诱导法 （5）第一次筛选的目的______________________ 第一次如何筛选___________________________ 筛选原理____________________________________________________ _____________________________ 筛选获得杂交瘤细胞 用特定的选择培养基进行筛选 在选择培养基上，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 【课堂小结】 （6）杂交瘤细胞的特点__________________________________ （7）第二次筛选的目的________________________________________________ 如何筛选_______________________________________ ____________ 选择抗体检测呈___性的杂交瘤细胞，即_____________ _____________ （8）抗体检测原理_______________________________________ 获得能分泌所需抗体的杂交瘤细胞。 进行克隆化培养和抗体检测（进行多次筛选） 分泌的抗体能与特定的抗原结合 抗原和抗体能够特异性结合(分子水平的鉴定） 既能迅速大量增殖，又能产生抗体 （9）如何获取大量所需杂交瘤细胞__________________________________________ （10）如何获取单克隆抗体 ①体外培养___________________________ ②小鼠腹腔内培养_________________________ （11）单克隆抗体的优点___________________________________________ 在体外条件下大规模培养（接种于培养液中）或注射到小鼠腹腔内增殖 从细胞培养液中获取 从小鼠腹水中获取 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，可以大量制备。 阳 1.(1)若A细胞是小鼠骨髓瘤细胞，则B细胞是取自小鼠体内的 细胞，从小鼠体内提取分离该细胞之前，应给小鼠注射____________类物质。 （2）d过程是一个 的过程，该过程的进行常用_____________或_____________诱导。 (3)假设仅考虑某两个细胞的融合，则可形成 种类型的C细胞，因此需用__________培养基筛选出D细胞用于培养，D细胞的名称是 ，其特点是_________________________________________。 B淋巴 抗原 动物细胞融合 聚乙二醇 灭活病毒 　选择性 　 3 既能无限增殖又能产生特异性抗体 杂交瘤细胞 (4)在培养时通过________分裂方式大量繁殖。D细胞体外培养需要注意的条件是（要求答4项） （5）单克隆抗体在疾病的诊断、治疗和预防方面，与常规抗体相比，其特点是 。 特异性强、灵敏度高，可大量制备 有丝 无菌、无毒的环境；充足的营养；适宜的温度和pH；适宜的气体环境 小试牛刀 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 √ 小试牛刀 25 原理：准确识别各种抗原的细微差别，与抗原特异性结合，可大量制备。 优点： 准确、高效、简易、快速 同位素标记或荧光标记的单克隆抗体，在特定组织中成像，定位诊断肿瘤、心血管畸形等疾病。 三、单克隆抗体的应用 （1）广泛用作诊断试剂 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 结合同位素的单抗 荧光标记的单抗 （1）广泛用作诊断试剂 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， 可定位诊断肿瘤、心血管畸形等疾病。 27 单克隆抗体的应用 2 诊断试剂 如何鉴定血型？ A型 B型 AB型 O型 红细胞 抗原（凝集原） 抗体 A抗原 B抗原 A和B抗原 无 B抗体 A抗体 无 A和B抗体 A型血 B型血 O型血 AB型 28 资料1: 用抗人绒毛膜促性腺激素单克隆抗体做成的"早早孕诊断试剂盒"，在妊娠第8天就可以作出诊断，这比原来的诊断方法提前了10天左右，可以避免孕妇在不知道妊娠的情况下因服用药物而对胎儿造成不利影响。该方法检测的准确率在90%以上。 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。(抗原-抗体杂交法) （1）广泛用作诊断试剂 资料2 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（antibody-drugconjugates, 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。 (2)用于治疗疾病和运载药物 抗体 药物 接头 ADC被细胞吞噬 释放药物 溶酶体裂解 细胞凋亡 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？ 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（PD-1抗体或PD-L1抗体）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 主要用于癌症治疗，如PD-1抗体或PD-L1抗体。 优点：位置准确、灵敏度高、疗效高、副作用小 (“生物导弹” —单抗导向，药物为弹头) (2)用于治疗疾病和运载药物 生物导弹——单克隆抗体＋抗癌药物(放射性同位素/细胞毒素） 结合同位素的单抗 3.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 √ 使溶酶体裂解 小试牛刀 35 网络构建 单克隆抗体的制备 单克隆抗体的应用 动物细 胞融合 技术 1.单克隆抗体制备的研究背景 2.单克隆抗体制备的过程 1.诊断试剂 2.运载药物 3.治疗疾病 动物 细胞 融合 技术 与单 克隆 抗体 1.动物细胞融合的概念、结果、原理 2.动物细胞融合常用的方法 3.动物细胞融合和植物体细胞杂交的比较 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 c 一.概念检测 练习与应用 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 A 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。 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。 二、拓展应用 练习与应用 $