动物细胞工程 高二下学期生物人教版（2019）选择性必修3

第2章

细胞工程2.2.2动物细胞工程学习目标动物细胞融合技术的概念，常用方法单克隆抗体的制备过程及应用移栽移栽后的植株愈伤组织A细胞B细胞纤维素酶果胶酶①去壁：酶解法正在融合的原生质体再生出细胞壁②诱融物理法：化学法：电融合法、离心法聚乙二醇（PEG）融合法、高Ca2+—高pH融合法等脱分化再分化A原生质体B原生质体植物组织培养（植物细胞的全能性）（细胞膜的流动性）杂种细胞灭活病毒只能诱导动物细胞融合形成杂种细胞的标志体细胞杂交完成的标志杂种植株植物细胞融合植物体细胞杂交【重温】植物体细胞杂交的过程【重温】植物体细胞杂交的过程那么，有没有技术能让不同种动物的体细胞进行杂交，培育出集不同细胞的优势于一身的动物细胞呢？意义：打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，培育了植物新品种【重温】必修一：细胞膜的结构融合细胞细胞融合37℃40min正在融合的细胞红色荧光染料标记膜蛋白绿色荧光染料标记膜蛋白人细胞小鼠细胞1970年，动物细胞融合实验动物细胞融合技术课本P481.概念：2.原理：使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术细胞膜具有一定的流动性融合形成杂交细胞(具有原来两个或多个细胞的遗传信息的单核细胞)PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法等（化学法

物理法

生物法）动物细胞融合特有4.结果：5.意义：突破了有性杂交的局限，使远缘杂交成为可能3.融合方法：动物细胞融合技术【思考】为什么灭活的病毒仅能诱导动物细胞融合而不致病？其机理是什么？机理：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重新排布，细胞膜打开，细胞发生融合。灭活：用物理或化学手段使病毒或细菌失去感染能力，

但并不破坏它们的抗原结构失去感染性保留抗原性动物细胞融合完成的标志？细胞核的融合动物细胞融合与植物体细胞杂交的比较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纤维素酶和果胶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物理(电融合法、离心法)化学(聚乙二醇融合法、高Ca2+-高pH融合法)物理(电融合法）化学(聚乙二醇(PEG)融合法)生物方法：灭活的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大本P39练习（1）与植物原生质体融合相比，动物细胞融合特有的诱导因素有聚乙二醇（PEG）、灭活的病毒

（

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（2）灭活的含义是用物理或化学手段使病毒或细菌失去感染能力，但并不破坏它们的抗原结构

（

）

（3）二倍体动物体细胞融合后的杂交细胞仍然是二倍体细胞

（

）判断常考语句，澄清易混易错四倍体细胞传统抗体制备方法及缺陷抗原免疫过程传统抗体多种混合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：课本P49如何解决这个问题呢？如何获得大量、单一的抗体？1.大量制备单一抗体的思路和需解决的问题2.什么细胞能直接在体外无限增殖？癌细胞能在体外大量增殖每一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体B淋巴细胞群克隆遗憾的是，在体外培养条件下，一个B淋巴细胞是不可能无限增殖的因为B淋巴细胞已经分化，所以增殖能力弱3.有什么办法能得到既能迅速大量增殖又能产生大量特定抗体的细胞呢？（癌细胞不能产生抗体）单一B淋巴细胞选择大量纯度高特异性强的抗体产生单克隆抗体的制备课本P49单克隆抗体4.单克隆抗体制备思路一种B淋巴细胞（只能产生一种特定抗体）骨髓瘤细胞（能大量增殖）杂交瘤细胞既能产生抗体又能大量增殖大量的特定抗体动物细胞融合动物细胞培养英国：米尔斯坦德国：科勒由于发明了单克隆抗体的制备技术，于1984年获得了诺贝尔生理学或医学奖。单克隆抗体的制备课本P49单克隆抗体的制备过程课本P48-49多次注射特定的抗原进行免疫多种B淋巴细胞从脾中提取能产生抗体，但不能大量增殖1.为什么要注射抗原？为了获得特定的B淋巴细胞2.那为什么得的是多种B淋巴细胞呢？因为一种B细胞只能产生一种特定的抗体，小鼠的脾中分离出来的B细胞，还包含了其他抗原激活的B淋巴细胞单克隆抗体的制备过程课本P48-49骨髓瘤细胞诱导融合将骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合多次注射特定的抗原进行免疫多种B淋巴细胞从脾中提取能产生抗体，但不能大量增殖不能产生抗体，但能大量增殖PEG融合法、电融合法、灭活病毒诱导法培养骨髓瘤细胞单克隆抗体的制备过程课本P48-49将骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合多种杂交细胞若只考虑细胞的两两融合，融合形成的细胞有几种？需要的是？B-B细胞B-瘤细胞瘤-瘤细胞3种杂交瘤细胞诱导融合杂交瘤细胞单克隆抗体的制备过程课本P48-49多种杂交细胞第一次筛选用特定的选择培养基(HAT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(目的：筛选获得杂交瘤细胞)特点：既能迅速大量增殖，又能产生抗体杂交瘤细胞特点：既能迅速大量增殖，又能产生抗体单克隆抗体的制备过程课本P48-49第二次筛选克隆化培养、抗体检测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(经多次筛选)(目的：筛选得到能产生特异性抗体的杂交瘤细胞)方法：抗原—抗体杂交原理：抗原—抗体特异性结合克隆化培养、抗体检测？课本P49多孔细胞培养板用培养液稀释

第二次筛选目的：筛选得到能产生特异性抗体的杂交瘤细胞抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞抗体检测方法：抗原—抗体杂交原理：抗原—抗体特异性结合多孔细胞培养板96孔板每一个孔中尽量只接种一个杂交瘤细胞①将杂交瘤细胞用多孔细胞培养板培养，使每孔细胞不超过一个，通过培养让其增殖。②然后检测各孔上清液中细胞分泌的抗体，那些上清液可与特定抗原结合的培养孔为阳性孔。③阳性孔中的细胞还不能保证是来自单个细胞，挑选阳性孔的细胞继续稀释培养，一般经过3~4次培养才可以获得稳定的单克隆细胞，这时候，如果再次检测抗体为阳性，就可以进行大规模生产了。克隆化培养、抗体检测？课本P49抗体检测方法：抗原—抗体杂交原理：抗原—抗体特异性结合注射到小鼠腹腔内单克隆抗体的制备过程课本P48-49单克隆抗体体外培养从细胞培养液中提取从小鼠腹水中提取体内培养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特点：特异性强、灵敏度高、可大量制备应用到的技术？原理？细胞膜具有一定的流动性多种杂交细胞及未融合的细胞小鼠骨髓瘤细胞多种B淋巴细胞给小鼠注射特定抗原诱导

融合提取第一次筛选用特定的选择性培养基第二次筛选足够数量的能产生所需抗体的杂交瘤细胞注射到小鼠腹腔体外培养大量单克隆抗体杂交瘤细胞（既能迅速大量增殖，又能产生抗体）（能产生抗体）（能无限增殖）从腹水中提取从培养液中提取克隆化培养、抗体检测（进行多次筛选）动物细胞融合动物细胞培养细胞增殖单克隆抗体制备过程特点：特异性强、灵敏度高、可大量制备若用a表示骨髓瘤细胞，b表示B淋巴细胞，则单克隆抗体制备过程中的两次筛选可表示为()练习选项筛选前第一次筛选获得第二次筛选获得Aa、aa、ab、bb、ba、aa、ababBa、aa、ab、bb、bab、bb、babCa、aa、ab、bb、bab能无限增殖的abDa、aa、ab、bb、bab能产生特定抗体的abD【典例】（2020年全国统一高考生物试卷（新课标Ⅰ)）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）写出以小鼠甲的脾脏为材料制备单细胞悬液的主要实验步骤：_______________________________________________________________________________。诱导小鼠甲产生能够分泌抗病毒A抗体的B淋巴细胞

取小鼠甲脾脏剪碎，用胰蛋白酶处理使其分散成单个细胞，加入培养液制成单细胞悬液（3）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__________________________。图中筛选2含多次筛选，筛选所依据的基本原理是_________________________________。（4）若要使能产生抗病毒A的单克隆抗体的杂交瘤细胞大量增殖，可采用的方法有_______________________________________________________________（答出2点即可）。选择培养基只有杂交瘤细胞能够生存抗原-抗体特异性结合将杂交瘤细胞注射到小鼠腹腔内增殖；将杂交瘤细胞在体外培养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。单克隆抗体的应用课本P501.广泛用作诊断试剂抗原-抗体杂交法具有准确、高效、简易、快速特点单克隆抗体作为诊断试剂的优点：原理：抗原—抗体特异性结合新冠病毒抗原检测试剂盒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、心血管畸形等疾病可用于多种疾病的诊断、病原体的鉴定单克隆抗体的应用课本P501.广泛用作诊断试剂乙肝测定试剂艾滋病检测试剂新冠病毒抗原检测试剂盒单克隆抗体的应用课本P50【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。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单克隆抗体的应用课本P50思考：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，如杀伤靶细胞单克隆抗体的应用课本P502.运载药物：如抗体-药物偶联物（ADC）3.直接用于治疗疾病在医学领域，单克隆抗体药物占有非常重要的地位能特异性识别肿瘤抗原的发挥杀伤作用的为：________________单克隆抗体的作用：________________药物靶向运输的作用通过将药物与

单克隆抗体结合，实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤。

(1)原理：位置准确(靶向清楚)、疗效高、副作用小(不会对自身健康细胞造成伤害）(2)优点：1.广泛用作诊断试剂练习（1）B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合后，得到的都是杂交瘤细胞（

）（2）单克隆抗体制备过程中两次筛选的目的相同（

）（3）ADC的抗体具靶向运输作用、药物具有治疗作用（

）判断常考语句，澄清易混易错练习人绒毛膜促性腺激素（HCG）是女性怀孕后胎盘滋养层细胞分泌的一种糖蛋白，人工制备的抗HCG单克隆抗体可用于早孕的诊断。回答下列问题：（1）制备单克隆抗体过程中要用到_______________和________________技术。制备单克隆抗体过程中，给小鼠注射的HCG相当于________，使小鼠产生能分泌相应抗体的浆细胞。（2）最终筛选获得的杂交瘤细胞具有______________________________的特点。利用杂交瘤细胞生产的单克隆抗体可以与_________________________________特异性结合，从而诊断早孕。动物细胞融合动物细胞培养抗原能无限增殖并分泌所需抗体人绒毛膜促性腺激素(或HCG）拓展：第一次筛选原理①细胞合成DNA有D和S两条途径，其中D途径能被氨基嘌呤(物质A)阻断②人淋巴细胞中有这两种DNA的合成途径，但不能分裂增殖③鼠骨髓瘤细胞中只有D途径，没有S途径，但可以不断分裂增殖B淋巴细胞骨髓瘤细胞(假设为C)合成DNAD途径S途径D途径培养基中加入物质AC、B、CC、BB、CB1、CB2、CB3筛选出杂交瘤细胞方法？培养基中加入物质A(氨基嘌呤)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D途径被阻断，无法增殖死亡杂交瘤细胞能无限增殖，生长①细胞合成DNA有D和S两条途径，其中D途径能被氨基嘌呤(物质A)阻断②人淋巴细胞中有这两种DNA的合成途径，但不能分裂增殖③鼠骨髓瘤细胞中只有D途径，没有S途径，但可以不断分裂增殖拓展：第一次筛选原理如图，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。正常细抱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”筛选出杂交细胞。下列有关筛选原理的叙述，正确的是()练习BA.免疫的B淋巴细胞及其相互融合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.杂交瘤细胞因为可进行上述两个途径，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【网络构建】练习一、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.前者主要是为了获得细胞产品，后者主要是为了获得杂种植株C2.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练习C练习抗体—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。下列表述正确的是（）A．ADC可通过主动运输进入肿瘤细胞B．抗体进入细胞后激活溶酶体酶，导致细胞凋亡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，所以不会产生新的蛋白质CADC进入细胞后被溶酶体裂解，释放药物，导致细胞凋亡(2022·北京海淀高二期中)为降低乳腺癌治疗药物的副作用，科研人员尝试在单克隆抗体技术的基础上，构建抗体—药物偶联物(ADC)，过程如图1所示。请回答下列问题：(1)本实验中，小