生物人教版（2019）选择性必修3 2.2.2动物细胞融合技术与单克隆抗体（共30张ppt）
文档属性
| 名称 | 生物人教版（2019）选择性必修3 2.2.2动物细胞融合技术与单克隆抗体（共30张ppt） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 14.8MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2022-05-09 20:36:34 | ||
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文档简介
(共30张PPT)
第二章《细胞工程》
第2.2节 动物细胞融合技术与单克隆抗体
问题探讨
想要制备大量特异性抗体，浆细胞能产生特异性抗体但无法增殖且寿命有限，而癌细胞能大量增殖，但是没有产生抗体的能力。
有没有一种方法能获得兼具两者功能的细胞？
诱导动物细胞融合
植物细胞融合
植物组织培养
运用植物体细胞杂交技术，可以跨越不同植物之间的生殖隔离的屏障，培育出新的作物类型。
知识回顾：植物体细胞杂交的过程
1．概念：动物细胞融合也称________，是指___________动物细胞结合形成________的过程。
2．原理：________________。
3．诱导细胞融合的三种方法
(1)物理法：如________、________等。
(2)化学法：如______________ (3)生物法：如______________。
4．过程：不同________的两个细胞________融合―→________融合→________分裂→两个完整的杂交细胞。
5．意义：突破了有性杂交方法的局限，使________成为可能。
细胞杂交
两个或多个
一个细胞
细胞膜的流动性
离心
电融合法
聚乙二醇（PEG)
灭活病毒诱导法
DNA
细胞膜
细胞核
有丝
远缘杂交
一、动物细胞融合
1．动物细胞完成融合的标志是什么？
【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
灭活是指用物理或化学手段使病毒或细菌失去感染能力（无核酸），但是并不破坏这些病原体的抗原结构（有外壳蛋白）。
灭活病毒诱导细胞融合的原理是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
2．什么是灭活？灭活病毒诱导融合的原理是什么？
3．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
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？
病人体内的病毒等诱导多个体细胞融合形成了多核细胞。
2.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
【例题】
1.动物细胞融合技术最重要的用途是（ ）
A.克服远缘杂交不亲和 B.制备单克隆抗体
C.培育新品种 D.生产杂种细胞
B
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；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
动物细胞融合和植物体细胞杂交的比较
①什么是克隆？
从一个共同祖先，通过无性繁殖的方法产生出来的一群遗传特性相同的DNA分子、细胞或个体，在动物细胞水平指动物细胞培养。
②什么是抗体？
抗体是机体受抗原刺激后产生的、并能与该抗原发生特异性结合的具有免疫功能的球蛋白
③抗体的分布？
主要分布在血清中
二、单克隆抗体的制备
二、单克隆抗体的制备
二、单克隆抗体的制备
1.传统抗体制备方法及缺陷
（1）制备方法：向动物体内反复注射某种抗原，使动物产生抗体，然后从动物血清中分离所需抗体。
（2）缺陷：产量低、纯度低，而且特异性差。
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
2.大量制备单一抗体的思路和需解决的问题
3.单克隆抗体的制备
（1）单克隆抗体：由单一B淋巴细胞克隆产生的特异性抗体。
（2）单克隆抗体的制备思路
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，又能产生抗体
注射特定的抗原
多种B淋巴细胞
骨髓瘤细胞
诱导融合
①未融合的细胞
②多种杂交细胞（包括B-B细胞、瘤-瘤细胞、杂交瘤细胞）
动物细胞融合
单克隆抗体制备的过程
①未融合的细胞
②多种杂交细胞
杂交瘤细胞
抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞（分泌的抗体能与特定抗原结合）
注射到小鼠腹腔内
（体内培养）
体外培养
获取单克隆抗体
从小鼠腹水中
从细胞培养液中
动物细胞培养
用特定的选择培养基
第一次筛选
克隆化培养、抗体检测
第二次筛选（可进行多次）
单克隆抗体制备的过程
第一次筛选
(1)细胞合成DNA有D和S两条途径，其中D途径能被氨基蝶呤阻断。
(2)免疫的B淋巴细胞中有这两种DNA的合成途径，但它不能分裂增殖，其本身也不能在体外长期存活。
(3)鼠骨髓瘤细胞中只有D途径，没有S途径，但它能不断分裂增殖。如果它的D途径被阻断的话，它会因不能合成DNA而死。
请根据上述资料提出筛选出杂交瘤细胞的方法？
培养基中添加氨基嘌呤
（HAT选择培养基）
克隆化培养和抗体检测
每一个孔中尽量只接种一个杂交瘤细胞
有限稀释法
第二次筛选
检测原理：抗原和抗体能够特异性结合(分子水平的鉴定）
第一次筛选 第二次筛选
原因
方法
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
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
用特定的选择培养基进行筛选
用96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）
筛选获得杂交瘤细胞
获得能分泌所需抗体的杂交瘤细胞
两次筛选的比较
二、单克隆抗体的应用
诊断试剂
治疗疾病
运载药物
——最广泛的应用
讨论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
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；
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；
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
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
1.单克隆抗体制备过程中，涉及的生物学原理是（ ）
①动物细胞核具有全能性 ②细胞膜具有一定的流动性
③肿瘤细胞能无限增殖 ④一个浆细胞产生一种抗体
A.①③ B.②③④ C.④ D.①②④
B
课堂小结
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
完成作业：
《优化探究》第2章第2.2节
补充了解——HAT培养基的筛选原理
①细胞合成DNA有两条途径，正常细胞内两种途径都有，若全合成途径被阻断，可以通过补救合成途径合成DNA；
②骨髓瘤细胞不能合成转化酶和激酶，因此只能进行全合成途径；
③全合成途径能被氨基喋呤（A）阻断；
④次黄嘌呤（H）、胸腺嘧啶（T）是补救合成途径的原料；
⑤无增殖能力的细胞在培养基中存活仅5-7天，细胞的多聚体也容易死去；
将诱导融合后的细胞接种于HAT培养基后两周，则细胞生存状况及原因为：
B细胞和B-B细胞________________________________________
骨髓瘤细胞和瘤-瘤细胞__________________________________________
杂交瘤细胞_____________________________________________
死亡；能进行补救合成途径，但是无增殖能力；
死亡；两种途径均无法进行，无法合成DNA，无法增殖；
存活；能进行补救合成途径，能合成DNA，可大量增殖；
现学现用：
请用箭头把以下部分步骤的字母按正确顺序连接起来
B
A
E
C
G
D
H
F
灭活的病毒诱导动物细胞融合的原理？
第二章《细胞工程》
第2.2节 动物细胞融合技术与单克隆抗体
问题探讨
想要制备大量特异性抗体，浆细胞能产生特异性抗体但无法增殖且寿命有限，而癌细胞能大量增殖，但是没有产生抗体的能力。
有没有一种方法能获得兼具两者功能的细胞？
诱导动物细胞融合
植物细胞融合
植物组织培养
运用植物体细胞杂交技术，可以跨越不同植物之间的生殖隔离的屏障，培育出新的作物类型。
知识回顾：植物体细胞杂交的过程
1．概念：动物细胞融合也称________，是指___________动物细胞结合形成________的过程。
2．原理：________________。
3．诱导细胞融合的三种方法
(1)物理法：如________、________等。
(2)化学法：如______________ (3)生物法：如______________。
4．过程：不同________的两个细胞________融合―→________融合→________分裂→两个完整的杂交细胞。
5．意义：突破了有性杂交方法的局限，使________成为可能。
细胞杂交
两个或多个
一个细胞
细胞膜的流动性
离心
电融合法
聚乙二醇（PEG)
灭活病毒诱导法
DNA
细胞膜
细胞核
有丝
远缘杂交
一、动物细胞融合
1．动物细胞完成融合的标志是什么？
【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
灭活是指用物理或化学手段使病毒或细菌失去感染能力（无核酸），但是并不破坏这些病原体的抗原结构（有外壳蛋白）。
灭活病毒诱导细胞融合的原理是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
2．什么是灭活？灭活病毒诱导融合的原理是什么？
3．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
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？
病人体内的病毒等诱导多个体细胞融合形成了多核细胞。
2.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
【例题】
1.动物细胞融合技术最重要的用途是（ ）
A.克服远缘杂交不亲和 B.制备单克隆抗体
C.培育新品种 D.生产杂种细胞
B
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；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
动物细胞融合和植物体细胞杂交的比较
①什么是克隆？
从一个共同祖先，通过无性繁殖的方法产生出来的一群遗传特性相同的DNA分子、细胞或个体，在动物细胞水平指动物细胞培养。
②什么是抗体？
抗体是机体受抗原刺激后产生的、并能与该抗原发生特异性结合的具有免疫功能的球蛋白
③抗体的分布？
主要分布在血清中
二、单克隆抗体的制备
二、单克隆抗体的制备
二、单克隆抗体的制备
1.传统抗体制备方法及缺陷
（1）制备方法：向动物体内反复注射某种抗原，使动物产生抗体，然后从动物血清中分离所需抗体。
（2）缺陷：产量低、纯度低，而且特异性差。
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
2.大量制备单一抗体的思路和需解决的问题
3.单克隆抗体的制备
（1）单克隆抗体：由单一B淋巴细胞克隆产生的特异性抗体。
（2）单克隆抗体的制备思路
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，又能产生抗体
注射特定的抗原
多种B淋巴细胞
骨髓瘤细胞
诱导融合
①未融合的细胞
②多种杂交细胞（包括B-B细胞、瘤-瘤细胞、杂交瘤细胞）
动物细胞融合
单克隆抗体制备的过程
①未融合的细胞
②多种杂交细胞
杂交瘤细胞
抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞（分泌的抗体能与特定抗原结合）
注射到小鼠腹腔内
（体内培养）
体外培养
获取单克隆抗体
从小鼠腹水中
从细胞培养液中
动物细胞培养
用特定的选择培养基
第一次筛选
克隆化培养、抗体检测
第二次筛选（可进行多次）
单克隆抗体制备的过程
第一次筛选
(1)细胞合成DNA有D和S两条途径，其中D途径能被氨基蝶呤阻断。
(2)免疫的B淋巴细胞中有这两种DNA的合成途径，但它不能分裂增殖，其本身也不能在体外长期存活。
(3)鼠骨髓瘤细胞中只有D途径，没有S途径，但它能不断分裂增殖。如果它的D途径被阻断的话，它会因不能合成DNA而死。
请根据上述资料提出筛选出杂交瘤细胞的方法？
培养基中添加氨基嘌呤
（HAT选择培养基）
克隆化培养和抗体检测
每一个孔中尽量只接种一个杂交瘤细胞
有限稀释法
第二次筛选
检测原理：抗原和抗体能够特异性结合(分子水平的鉴定）
第一次筛选 第二次筛选
原因
方法
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
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
用特定的选择培养基进行筛选
用96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）
筛选获得杂交瘤细胞
获得能分泌所需抗体的杂交瘤细胞
两次筛选的比较
二、单克隆抗体的应用
诊断试剂
治疗疾病
运载药物
——最广泛的应用
讨论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
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；
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；
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
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
1.单克隆抗体制备过程中，涉及的生物学原理是（ ）
①动物细胞核具有全能性 ②细胞膜具有一定的流动性
③肿瘤细胞能无限增殖 ④一个浆细胞产生一种抗体
A.①③ B.②③④ C.④ D.①②④
B
课堂小结
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
完成作业：
《优化探究》第2章第2.2节
补充了解——HAT培养基的筛选原理
①细胞合成DNA有两条途径，正常细胞内两种途径都有，若全合成途径被阻断，可以通过补救合成途径合成DNA；
②骨髓瘤细胞不能合成转化酶和激酶，因此只能进行全合成途径；
③全合成途径能被氨基喋呤（A）阻断；
④次黄嘌呤（H）、胸腺嘧啶（T）是补救合成途径的原料；
⑤无增殖能力的细胞在培养基中存活仅5-7天，细胞的多聚体也容易死去；
将诱导融合后的细胞接种于HAT培养基后两周，则细胞生存状况及原因为：
B细胞和B-B细胞________________________________________
骨髓瘤细胞和瘤-瘤细胞__________________________________________
杂交瘤细胞_____________________________________________
死亡；能进行补救合成途径，但是无增殖能力；
死亡；两种途径均无法进行，无法合成DNA，无法增殖；
存活；能进行补救合成途径，能合成DNA，可大量增殖；
现学现用：
请用箭头把以下部分步骤的字母按正确顺序连接起来
B
A
E
C
G
D
H
F
灭活的病毒诱导动物细胞融合的原理？