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25张ppt)

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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25张ppt)
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文件大小 2.2MB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 生物学
更新时间 2023-03-02 10:27:14

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文档简介

(共25张PPT)
选择性必修三
第二章 第2节动物细胞工程(第2课时)
学习目标
01
02
理解动物细胞融合技术的概念
掌握单克隆抗体的制备过程及其在临床上的应用
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
分泌特异抗体
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
又能产生抗体
特异性强
灵敏度高
可大量制备
注射
抗原
温故知新
既能大量繁殖
又能产生特定抗体
20世纪90年代初,英国科学家成功地利用“生物导弹”单克隆抗体瞄准并杀死了癌细胞,使患血癌的一名67岁退休教授与一名女患者的癌细胞奇迹般消失了。被称为“生物导弹”的单克隆抗体,能够跟踪和杀死细菌、病毒或癌细胞。
情境导入
02
单克隆抗体及其应用
单克隆抗体的应用
思考·讨论
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天就可以做出诊断,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。
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),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。
1、诊断试剂——最广泛应用
抗原-抗体杂交法
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
具有准确、高效、简易、快速特点.
诊断优点:
原因:单克隆抗体能准确识别抗原的细微差异,与特定抗原发生特异性结合,并且可以大量制备。
乙肝测定试剂
艾滋病检测试剂
02
单克隆抗体及其应用
ADC的作用机制示意图

ADC



溶酶体裂解
释放药物

细胞凋亡
2、用于治疗疾病和运载药物
02
单克隆抗体及其应用
单克隆抗体的应用
思考·讨论
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。
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?
可用放射性同位素标记单克隆抗体进行靶向放疗。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。
02
单克隆抗体及其应用
单克隆抗体的应用
思考·讨论
讨论3.单克隆抗体诊断试剂盒和ADC在临床上各具有什么优势?
单克隆抗体诊断试剂盒中的抗体只与特定的抗原反应,故特异性和灵敏度提高;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,利于控制质量和标准化生产。ADC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:单克隆抗体+抗癌药物 =“生物导弹”
2、用于治疗疾病和运载药物
优点:靶点清楚、毒副作用小
结合同位素的单抗
(“生物导弹” —单抗导向,药物为弹头)
结合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。
练习与应用P51
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.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
C
A
练习与应用P51
二、拓展应用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。
提示:可以利用动物细胞融合技术培育多倍体胚胎,研究其在发育机制,甚至可能用该技术培育出新的物种。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。
1.2018年10月1日,诺贝尔生理学或医学奖被授予詹姆斯·艾利森和本庶佑两位科学家,以表彰他们在癌症免疫治疗方面作出的贡献。他们研发的PD-1单克隆抗体药物,已被证实在抗癌(肿瘤)方面具有突出效果。回答下列问题:
(1)制备PD-1单克隆抗体药物的过程,要用到____________________和___________________两项技术。
(2)制备单克隆抗体的过程中,选用_________________与骨髓瘤细胞融合,体现了细胞膜具有_________ _的结构特点。融合后需用特定的_______培养基对融合细胞进行筛选,目的是筛选出_____________细胞,还需进行克隆化培养和_________检测。单克隆抗体具有______________________________________________的特点。
随堂练习
动物细胞培养
动物细胞融合
B淋巴细胞
一定的流动性
选择
杂交瘤
抗体
特异性强、灵敏度高、可大量制备
(3)研究发现,T细胞表面的PD-1蛋白对T细胞有“刹车作用”,即人体组织细胞表面少量的PD-L1蛋白(癌细胞或肿瘤细胞表面有大量PD-L1蛋白)与T细胞表面的PD-1蛋白结合后,使T细胞凋亡,避免过度免疫,癌细胞或肿瘤细胞也由此躲过细胞免疫,如图1所示。针对此发现,科学家研发了治疗癌症的新药物PD-1单克隆抗体,它的作用原理如图2所示。
由此可知,PD-1单克隆抗体通过_________________________________
____________________________________________________清除癌细胞或肿瘤细胞。你认为有器官移植史的癌症患者能够用PD-1单克隆抗体进行治疗吗?请说明理由。___________ ,_____________________________。
随堂练习
与T细胞表面的PD-1蛋白特异性结合,避免T细胞裂解凋亡,并参与细胞免疫
不能
会产生较强的免疫排斥反应
一、动物细胞融合技术
1.概念:使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术。
2.原理:与植物原生质体融合的原理基本相同,都是 。
3.诱导方法: 等。“灭活病毒”中灭活的具体含义:用物理或化学手段使病毒或细菌 ,但并不破坏它们的 。
4.动物细胞完成融合的标志: 。
5.结果:形成的 ,具有原来两个或多个细胞的遗传信息。
6.意义:(1)突破了 ,使 成为可能。
(2)是研究细胞遗传、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。
课堂小结
细胞膜具有一定的流动性
PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法
失去感染能力
抗原结构
细胞核的融合
杂交细胞
有性杂交的局限
远缘杂交
二、单克隆抗体
课堂小结
制备过程
(1)注射特定抗原的目的: 刺激机体产生特异性B淋巴细胞。为获得大量免疫过的小鼠B淋巴细胞,可采取的措施是 。
(2)第一次筛选
①目的: 。
②筛选原因:融合后培养基上存在未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞。 融合体系中出现多种类型细胞的原因: 。
③方法:用特定的 进行筛选
④原理: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 ,只有 才能生长。
筛选获得杂交瘤细胞
细胞融合是随机的,且融合且达不到100%
选择培养基
死亡
融合的杂交瘤细胞
分多次间隔给小鼠注射抗原
第二次筛选
①目的: 。
②筛选原因:小鼠生活中还会受到其 他抗原的刺激,从小鼠脾脏内提取的B淋巴细胞 。
③方法: 。抗体检测原理: 。
(4)对所需杂交瘤细胞大规模培养:注射到小鼠 内培养或进行 培养的方式进行扩大培养,再分别从 或 中提取大量的单克隆抗体。
4.杂交瘤细胞的特点: 。
单克隆抗体的优点: 。
课堂小结
选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞
不止一种
克隆化培养和抗体检测
抗原和抗体能够特异性结合
腹腔
体外
小鼠腹水
细胞培养液
既能大量繁殖,又能产生特定的抗体
特异性强,灵敏度高,并能大量制备
5.单克隆抗体的作用:
① :准确识别各种 物质的细微差异,并跟一定抗原发生 ,具有 的优点。
② :
(1)实例——ADC:与药物结合,制成 ,杀伤癌细胞;ADC通常由 三部分组成。
(2)原理:通过将药物与 的单克隆抗体结合,实现对肿瘤细胞的 。发挥杀伤作用的为 ,单克隆抗体作用为 。
(3)优点: (不会对健康细胞造成伤害)。
课堂小结
作为诊断试剂
用于治疗疾病和运载药物
抗原
特异性结合
准确、高效、简易、快速
抗体-药物偶联物(ADC),
抗体、接头和药物
能特异性识别肿瘤细胞抗原
选择性杀伤
化学药物或细胞毒素
靶向运输作用
靶点清楚、毒副作用小
5.高危型人乳头瘤病毒(如HPV16型)的持续感染是宫颈癌发生的主要原因。为研制抗HPV16的单克隆抗体,科研人员以小鼠为实验材料设计了以下实验流程。下列叙述中错误的是( )
A.过程①表示注射HPV16蛋白
以诱导产生特异性B淋巴细胞
B.过程②③筛选杂交瘤细胞用
的培养基成分相同
C.过程④培养的杂交瘤细胞是
经纯化的连续细胞株
D.过程⑤生产的单克隆抗体需
要经纯化后才能使用
《学案》基础检查
B
《学案》拓展应用
12.下图是两种生物细胞融合技术的示意图,下列有关叙述正确的( )
①a过程必须去除细胞膜;b过程需要通过细胞识别
②若X是抗体,则甲、乙细胞是骨髓瘤细胞和经抗原刺激产生的B淋巴细胞
③若X是苹果梨幼苗,则c过程是细胞分裂、分化
④细胞融合技术的缺点是不能克服远缘杂交不亲和的障碍
A.① B.①②
C.②③ D.②③④
C
13.下图是单克隆抗体制备过程示意图,下列相关叙述错误的( )
A.过程①注射一种灭活病毒可使小鼠体内产生B淋巴细胞
B.过程②形成的两两融合细胞只有图中的3种类型
C.过程③采用抗原—抗体反应进行特定杂交瘤细胞的筛选
D.过程④获得的全部杂交瘤细胞都只能产生同一种抗体
《学案》拓展应用
B
14.CD47是一种跨膜糖蛋白。它可与巨噬细胞表面的信号调节蛋白结合,从而抑制巨噬细胞的吞噬作用。肺癌、结肠癌等多种肿瘤细胞表面的CD47含量比正常细胞高1.6~5倍,导致巨噬细胞对肿瘤细胞的清除效果减弱。为证明抗CD47的单克隆抗体可以解除CD47对巨噬细胞的抑制作用,科学家按照以下流程进行了实验,下列叙述错误的是 ( )
A.①注射 CD47 以诱导产生特异性的B淋巴细胞
B.从脾中取得的B细胞有多种,③中要经过克隆
化培养和抗体检测才能获得产生抗CD47的单
克隆抗体
C.实验组中巨噬细胞和肿瘤细胞的共培养体
系需放在CO2培养箱中
D.对照组中吞噬细胞的吞噬指数显著高于实
验组可验证上述推测
《学案》拓展应用
D
《学案》拓展应用
15.下图为杂交瘤细胞制备示意图。骨髓瘤细胞由于缺乏次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖基转移酶(HGPRT-),在HAT筛选培养液中不能正常合成DNA,无法生长。下列叙述错误的是 ( )
A.可用聚乙二醇诱导细胞融合
B.两两融合的细胞都能在HAT培养液中生长
C.杂交瘤细胞需进一步筛选才能用于生产
D.细胞膜的流动性是细胞融合的基础
B
谢谢