生物动物细胞融合技术与单克隆抗体课件-2024-2025学年高二下学期生物人教版选择性必修三

第2节动物细胞融合技术和单克隆抗体【本节聚焦】1.什么是动物细胞融合技术？2.单克隆抗体是如何制备的？在临床上有哪些应用？第二章

细胞工程植物体细胞杂交植物细胞融合植物组织培养

植物体细胞杂交技术可以跨越不同种植物之间生殖隔离的屏障，培育出新的作物类型。那么，有没有技术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？问题探讨知识回顾：必修一第三章第1节现在学习：什么是细胞融合？人细胞和小鼠细胞如何融合在一起的呢？以前学习：这一实验以及相关的其他实验证据表明，细胞膜具有流动性。问题探讨合作探究一：请同学们自主阅读教材P48，小组合作思考讨论完成问题。

1.动物细胞融合技术的概念、原理、结果分别是什么？2.动物细胞融合技术常用的诱导方法有哪些？4.动物细胞融合技术有何意义？在现实生活中的应用有哪些？3.什么是灭活？灭活病毒诱导融合的原理？融合实质及完成的标志？（教材P48的相关信息）一.动物细胞融合技术

动物细胞融合技术就是使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术。1.概念形成的杂交细胞具有原来两个或多个细胞遗传信息的。细胞膜具有一定的流动性。物理法：电融合法化学法：聚乙二醇（PEG)生物法：灭活病毒诱导法——动物细胞融合特有方法原理结果意义与植物原生质体融合的方法相同突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交（种间、属间、科间、动植物之间）成为可能。一.动物细胞融合技术P48-2P48-3P48-4拓展：生物法－灭活病毒诱导法⑵灭活病毒诱导细胞融合的原理：⑴灭活：

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。⑶融合实质及完成的标志:

指用物理或化学手段使病毒失去感染能力（不感染细胞），但是并不破坏病毒的抗原结构（诱导细胞融合）。细胞核的融合一.动物细胞融合技术P48-相关信息细胞膜具有一定的流动性。病人体内病毒等诱导多个体细胞融合形成了多核细胞。一.动物细胞融合技术P49

[旁栏思考]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？1、动物细胞完成融合实质及完成的标志是什么？【思考讨论】当两个细胞核融合后形成具有单核的杂交细胞，标志动物细胞融合完成。2、不灭活的病毒能否作为诱导剂？不能。用病毒作为诱导剂时，必须事先灭活，使病毒失去感染和增殖能力，但不破坏病毒的抗原结构。而不灭活的病毒会感染细胞，不能诱导细胞融合。一.动物细胞融合技术2.应用①至今，种间、属间、科间，甚至动物和植物之间细胞融合都已获得成功。②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。③为制造单克隆抗体开辟了新途径。资料

：2016年，《ACSSyntheticBiology》杂志上报道一个日本科学家团队，他们将拟南芥细胞与人类HT1080细胞融合，杂交细胞中产生出了人类/植物融合染色体，同时还能稳定存活、增殖，进行基因表达的案例。一.动物细胞融合技术P48-D1植物体细胞杂交和动物细胞融合的比较比较植物体细胞杂交动物细胞融合原理

步骤酶解法去掉

后，诱导

融合，形成

，再经植物组织培养形成

。

分散成

后诱导细胞融合，形成

。

方法聚乙二醇（PEG）融合法、高Ca2＋—高pH融合法、电融合法、离心法PEG融合法、电融合法、

诱导法结果形成____________

形成

，以生产细胞产品意义打破生殖隔离，实现远缘杂交育种突破有性杂交的局限，使远缘杂交成为可能细胞膜的流动性细胞的全能性细胞膜的流动性细胞壁原生质体杂种细胞杂种植株单个细胞杂交细胞灭活病毒杂种植株杂交细胞一.动物细胞融合技术不同种的细胞也能融合√1.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体现细胞膜的流动性原理是细胞膜的流动性课

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习动物细胞融合不能产生完整个体2.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，均可产生完整个体植物体细胞杂交不能用该技术动物细胞融合未体现√一.动物细胞融合技术1.传统抗体制备方法及缺陷缺陷：产量低、纯度低，特异性差、灵敏度低能产生大量抗体但不能无限增殖动物体内抗原

刺激浆细胞抗体筛选单一B细胞增殖分化如何解决这个问题呢？抗原不纯抗原不纯提示：骨髓瘤细胞（癌细胞）能无限增殖二.单克隆抗体及其应用P49-1一个极富创造力的方案：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，又能产生专一抗体二.单克隆抗体及其应用P49-2合作探究二：请同学们自主阅读教材P48-49，小组合作思考讨论完成问题。

3.会有几种细胞融合方式？杂交瘤细胞具有什么特点？1.单克隆抗体制备过程中为什么给小鼠注射特定的抗原蛋白？4.如何大规模进行培养得到大量的单克隆抗体？2.产生特定抗体的杂交瘤细胞的获得需要几次筛选？各自筛选的方法和目的是什么？二.单克隆抗体及其应用思考：单克隆抗体的制备过程是怎样的？二.单克隆抗体及其应用注射特定抗原从患骨髓瘤的小鼠体内取骨髓瘤细胞的培养多种已免疫B淋巴细胞骨髓瘤细胞诱导融合小鼠的脾脏中获取多种杂交细胞2.单克隆抗体的制备过程是获得产生特定抗体的B淋巴细胞目的?二.单克隆抗体及其应用P48-图2-16杂交瘤细胞（多种）第一次筛选融合的细胞B细胞自身融合未融合的B淋巴细胞B瘤骨髓瘤细胞自身融合未融合的骨髓瘤细胞B瘤B瘤二.单克隆抗体及其应用P48-图2-16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。拓展延伸：【第一次筛选】获得杂交瘤细胞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，但能不断分裂增殖。筛选出杂交瘤细胞方法？培养基中加入氨基嘌呤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不能无限增殖，死亡杂交瘤细胞能无限增殖，生长二.单克隆抗体及其应用P49-图2-16筛选原因：由于小鼠体内提取的B淋巴细胞有很多种，形成的杂交瘤细胞也有很多种杂交瘤细胞(多种)多孔培养板克隆化培养和抗体检测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，用标记的抗原检测每个小孔上清液里是否含有我们需要的特异性的抗体（抗原抗体能结合即为阳性孔）第二次筛选阳性孔多孔细胞培养板抗体检测板(抗原-抗体杂交技术)二.单克隆抗体及其应用P49-图2-16能分泌专一抗体的杂交瘤细胞既能迅速大量增殖；又能产生特异性抗体特点在体外培养培养液中获取从腹水中获取筛选抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞单克隆抗体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，成本相对较高相关技术(原理)：动物细胞融合(细胞膜的流动性)；动物细胞培养(细胞增殖—有丝分裂)【获取大量单克隆抗体的方法】二.单克隆抗体及其应用P49-图2-16注射抗原用特定抗原对小鼠免疫，并从其脾中获取能产生特定抗体的B淋巴细胞多种B淋巴细胞培养骨髓瘤细胞骨髓瘤细胞细胞融合诱导融合多种杂交细胞杂交瘤细胞用特定的选择培养基进行筛选：只有融合的杂交瘤细胞才能生长多轮次的克隆化培养和抗体检测抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞体外培养或注射到小鼠腹腔内增殖体外培养注射到腹腔单克隆抗体从培养液或小鼠腹水中获得大量的单克隆抗体二.单克隆抗体及其应用P48、49-图2-16B细胞B-B细胞瘤细胞瘤-瘤细胞杂交瘤细胞第一次筛选第二次筛选特异性强灵敏度高可大量制备动物细胞融合技术动物细胞培养技术资料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作为诊断试剂：(最广泛的用途)3.单克隆抗体的应用二.单克隆抗体及其应用P50-思考讨论资料1①作为诊断试剂：(最广泛的用途)原理：准确识别各种抗原的细微差别，与抗原特异性结合，并可大量制备。优点：3.单克隆抗体的应用二.单克隆抗体及其应用P50-1

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。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，实现了对肿瘤西包的选择性杀伤。ADC通常由抗体、接头和药物（如细胞毒素）三部分组成。3.单克隆抗体的应用（2）用于运载药物和治疗疾病二.单克隆抗体及其应用P50-思考讨论资料2优点：位置准确、特异性强、灵敏度高，毒副作用小。靶向运输作用，特异性结合靶细胞表面抗原，将药物输送到靶细胞发挥治疗效应生物导弹——单克隆抗体＋抗癌药物(放射性同位素/细胞毒素）①单克隆抗体：导向作用，将药物定向带到癌细胞所在位置;②抗癌药物：杀死癌细胞

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。讨论：1.ADC的抗体和药物各具有什么作用？3.单克隆抗体的应用（2）用于运载药物和治疗疾病二.单克隆抗体及其应用P50-思考·讨论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？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。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？3.单克隆抗体的应用（2）用于运载药物和治疗疾病二.单克隆抗体及其应用P50-思考·讨论

资料21.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√不一定全部都能无限增殖课

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习2.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√使溶酶体裂解课

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习课

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结本周作业1.周五下晚自习前完成本周日没有考试的那套试卷（下周讲）2、下次晚自习统一复查“必刷题”

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2.