动物细胞融合技术与单克隆抗体课件-2023-2024学年高二下学期生物人教版选择性必修3

回顾旧知：1.植物体细胞杂交技术的定义、原理、过程、优点2.去除细胞壁的方法3.诱导原生质体融合的方法4.若只考虑原生质体两两融合，则有几种融合细胞？5.得到的杂种植株会表达两种植物的全部基因吗？植物体细胞杂交植物细胞融合植物组织培养温故而知新植物体细胞杂交技术跨越不同种植物之间生殖隔离的屏障，实现远缘杂交育种，培育出新的作物类型。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？第2节动物细胞工程第2章

细胞工程第2课时

动物细胞融合技术与单克隆抗体1.理解动物细胞融合的含义2.概述动物细胞融合技术是单克隆抗体制备的重要技术3.掌握单克隆抗体的制备过程和应用学习目标自学指导1：阅读P48，限时2分钟1、动物细胞融合技术概念？结果？原理？诱导方式？2、灭活的定义？灭活的病毒诱导细胞融合的原理？3、动物细胞融合技术的意义？应用？4、结合课时练P59页，分析植物体细胞杂交与动物细胞融合的不同点？1.概念：使____或_____动物细胞结合形成____细胞的技术。2.结果：形成的________具有原来两个或多个细胞的_________。3.原理：与植物原生体融合的基本原理相同体现了

。4.诱导融合的常用方法：有

等。一动物细胞融合技术两个多个一个杂交细胞遗传信息细胞膜具有一定的流动性电融合法、PEG融合法、灭活病毒诱导法5.意义：突破了

的局限，使

成为可能。有性杂交远缘杂交是动物细胞融合特有的诱导融合方法6.过程：一动物细胞融合技术动物细胞融合动物细胞培养7.应用：(1)细胞融合技术已经成为研究________、_________、______和______________等的重要手段(2)利用动物细胞融合技术发展起来的_________，为___________开辟了新途径。AA、AB、BB细胞遗传细胞免疫肿瘤培育生物新品种杂交瘤技术制造单克隆抗体AB类型：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（无核酸）相关信息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1.“灭活病毒”中灭活的具体含义是什么？2.灭活病毒诱导细胞融合的原理是什么？细胞核的融合融合实质及完成的标志：生物方法：灭活病毒诱导法动物细胞融合和植物体细胞杂交比较项目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思考：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？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1.机体通过什么免疫过程分泌抗体？2.抗体由什么细胞产生？3.抗体的化学本质是什么？4.与抗原作用的特点？5.抗体主要分布在哪里？主要分布在血清中。其次在组织液及外分泌液中也含有。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具有免疫功能的球蛋白能与该抗原发生特异性结合的回顾旧知抗体体液免疫自学指导2：阅读P49-50，限时6分钟1、传统的抗体制备方法是？缺点是？2、单克隆抗体的制备过程是什么？3、给小鼠注射特定抗原的目的是？4、诱导融合以后的杂交细胞共有几种？杂交瘤细胞的特点是？5、抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞如何培养和增殖？从何处获得大量的单克隆抗体？6、结合课时练P55页，获得单克隆抗体的过程中两次筛选的不同？7、完成P50思考讨论8、单克隆抗体的优点是？应用有哪些？1.传统抗体的获得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：二单克隆抗体及其应用(1)方法:动物体内抗原

刺激浆细胞抗体筛选单一B细胞增殖分化抗原不纯抗体不纯二单克隆抗体及其应用2.单克隆抗体的制备(1)单克隆抗体的概念:单个细胞无性繁殖化学性质单一，特异性强单：克隆：抗体：由单个B淋巴细胞经过无性繁殖（克隆），形成基因型相同的细胞群，这一细胞群所产生的化学性质单一、特异性强的抗体称为单克隆抗体。每一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体单一B淋巴细胞细胞群选择克隆产生大量纯度高、特异性强的抗体B淋巴细胞不可能无限增殖二单克隆抗体及其应用2.单克隆抗体的制备(2)B淋巴细胞的特点:如何解决这一难题？癌细胞能无限增殖，但不能产生抗体一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体骨髓瘤细胞（癌细胞）能无限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，又能产生专一抗体(3)单克隆抗体的制备思路二单克隆抗体及其应用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：1984年获得了诺贝尔生理学或医学奖原理：细胞膜的流动性、细胞增殖(4)制备过程：二单克隆抗体及其应用多种B细胞培养骨髓瘤细胞骨髓瘤细胞将骨髓瘤细胞和B细胞融合多种杂交细胞诱导融合能产生抗体，但不能大量增殖不能产生抗体，但能大量增殖瘤-瘤、B-B、

B-瘤注射特定的抗原用特定的抗原对小鼠进行免疫，从小鼠的脾中得到能产生特定抗体的B淋巴细胞。融合的方法？融合后，融合细胞几种类型？（只考虑两两融合）杂交瘤细胞（既能迅速大量增殖，又能产生专一抗体）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）注射到小鼠腹腔内体外培养单克隆抗体第一次筛选：用特定的选择培养基进行筛选：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。第二次筛选：对选择培养的杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测，经多次筛选，就可获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。二单克隆抗体及其应用从细胞培养液或小鼠腹水中获取大量的单克隆抗体将抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞在体外大规模培养或者注射小鼠腹腔中增殖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，成本相对较高补充资料：如何进行第二次筛选获得能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孔细胞培养板阳性孔抗体检测板多次克隆化培养以及有限稀释法抗原-抗体杂交(分子水平的鉴定）抗体检测原理：第一次筛选第二次筛选原因方法结果比较两次筛选的原因、方法和结果。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进行筛选筛选获得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多孔板培养，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（进行多次筛选）获得足够数量的能分泌所需抗体的杂交瘤细胞(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：动物细胞特有的为______________(5)比较两次筛选的不同：(6)杂交瘤细胞的特点：(7)如何获取大量所需杂交瘤细胞？(8)如何获取单克隆抗体：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既能迅速大量繁殖，又能产生抗体在体外培养或注射到小鼠腹腔内增殖从细胞培养液中获取或从小鼠腹水中获取小结：单克隆抗体的制备(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：二单克隆抗体及其应用简记：特异性强、灵敏度高、可大量制备资料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（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。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10d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。单克隆抗体的应用思考·讨论1.ADC的抗体和药物各具有什么作用？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？思考·讨论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。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。单克隆抗体的应用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？思考·讨论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；②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；③ADC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。单克隆抗体的应用4.单克隆抗体的应用(1)作诊断试剂——应用最广泛二单克隆抗体及其应用优点：准确、高效、简易、快速。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。艾滋病检测试剂(2)运载药物(主要用于癌症治疗)二单克隆抗体及其应用抗体-药物偶联物（ADC）通过将

与能特异性识别肿瘤抗原的

结合，实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤。ADC通常由_____、______和______三部分组成。单克隆抗体细胞毒素抗体接头药物“生物导弹”=单克隆抗体＋放射性同位素

或＋化学药物

或＋细胞毒素靶向运输作用29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。结合荧光标记的单克隆抗体药物3、治疗疾病医药领域，单抗类药物占用重要地位优点：位置准确、疗效高、副作用小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单克隆抗体筛选二杂交细胞杂交瘤细胞体外或体内培养筛选一骨髓瘤细胞

诱导融合分泌抗体检测为阳性的杂交瘤细胞杂交瘤细胞群提取已免疫的B淋巴细胞动物细胞融合技术动物细胞培养技术单克隆抗体的制备既能大量繁殖又能产生专一抗体特异性强灵敏度高可大量制备注射抗原整理知识，背诵记忆1、动物细胞融合技术定义、意义、应用2、传统抗体制备方法及其缺点3、单克隆抗体制备过程和应用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(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(

)(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)二倍体动物细胞融合后的杂交细胞仍然是二倍体细胞(

)×√判断正误×(4)B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合后，得到的都是杂交瘤细胞(

)(5)单克隆抗体制备过程中两次筛选的目的相同(

)(6)ADC的抗体具靶向运输作用、药物具有治疗作用(

)××√1.(2022·天津市高二阶段练习)如图表示仙台病毒诱导动物细胞融合的部分过程，下列叙述正确的是()典题应用A.细胞A和细胞B必须为同种细胞才能融合B.细胞C同时有细胞A和细胞B的遗传物质C.该融合过程体现了细胞膜具有选择透过性D.此过程的原理是动物细胞具有全能性B2.对比动物细胞融合和植物体细胞杂交技术，下列论述合理的是()A.均可使用PEG、电融合或灭活病毒诱导细胞融合B.两者都可以跨越种属间的生殖隔离C.两者都可以体现细胞的全能性D.在适宜的条件下，均可产生完整个体B3.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()典题应用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C4.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A5.与植物体细胞杂交相比，动物细胞融合的原理及其特有的诱导方法分别是()A.细胞膜的流动性、离心B.细胞膜的流动性、灭活病毒诱导法C.细胞的全能性、电融合法D.细胞的全能性、灭活病毒诱导法B6.(2022·吉林通化高二阶段练习)下列关于动物细胞融合技术的叙述，错误的是()A.细胞融合技术能应用于细胞遗传、细胞免疫等研究B.动物细胞融合的成功是细胞膜具有流动性的有力证据C.动物细胞融合的基本原理与植物原生质体融合的不同D.除了化学法和物理法，动物细胞融合还可由灭活病毒诱导C7.(2022·北京市陈经纶中学高二期中)如图为细胞融合的示意图，下列叙述正确的是()A.若a细胞和b细胞是植物细胞，需先脱分化再诱导融合B.a细胞和b细胞之间的融合需要促融处理后才能实现C.c细胞的形成与a、b细胞的全能性有关D.c细胞将同时表达a细胞和b细胞中的所有基因B8.(2022·天津市红桥区高二期末)科学家米尔斯坦和科勒设计了一个用已免疫的B淋巴细胞制备单克隆抗体的实验。如图为其实验流程图，c