2.2.2动物细胞融合与单克隆抗体 课件(共22张PPT)人教版高中生物选修三ppt

(共22张PPT)
2.2.2 动物细胞融合技术与单克隆抗体
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？
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
知识回顾：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？
1.概念：
2.原理：
3.融合方法：
动物细胞融合技术
一
使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术。
杂交细胞：具有原来两个或多个细胞的遗传信息
细胞膜的流动性
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
灭活的病毒诱导动物细胞融合的原理
1.什么是病毒的灭活？
灭活是指用物理或化学手段使病毒失去感染能力，但是并不破坏病毒的抗原结构。
2.灭活病毒诱导细胞融合的原理：
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。
动物细胞融合完成的标志：
细胞核的融合
知识扩展
动物细胞融合与受精作用的区别
（1）受精作用：是在同种生物之间进行的，精子与卵细胞的融合不需要任何诱导剂，受精卵内具备同种生物的两个亲本的遗传物质。
（2）动物细胞融合：可在不同物种间进行，由于物种间存在生殖隔离，所以自然条件下不能融合成杂交细胞，必须有诱导剂才能融合。形成的杂交细胞具备两个亲本细胞的遗传物质，从而体现两个亲本的遗传特性。
动物细胞融合技术
一
突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能。
成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和生物新品种培育等的重要手段。特别是利用杂交瘤技术制造单克隆抗体
4. 意义：
5. 应用：
2.早期获得抗体的方法
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
抗原
反复注射动物
从动物的血清中分离抗体
单克隆抗体的制备
二
1.抗体的本质是什么？如何产生的？
浆细胞
抗体(蛋白质）
抗原
B细胞
激活
增殖、分化
若要得到大量的单一抗体，我们该如何去做？
缺点：产量低、纯度低、特异性差
3.制造单克隆抗体
理论基础：
每一个B细胞只分泌一种特异性抗体。
B淋巴细胞不能无限增殖
克隆单一的B淋巴细胞，得到的细胞群就能分泌出化学性质单一、特异性强的抗体
制备思路：
困难：
单克隆抗体的制备
二
克隆
单克隆抗体
一个已免疫的
B淋巴细胞
体外培养，不能无限增殖
化学性质单一、
特异性强
分泌
什么细胞能无限增殖？
癌细胞
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，米尔斯坦和科勒于1984年获得了诺贝尔生理学或医学奖。
大胆设想：
B淋巴细胞
骨髓瘤细胞
（能产生抗体）
（能大量增殖）
杂交瘤细胞
（既能大量增殖，又能产生特定抗体）
单克隆抗体的制备
二
4min阅读P48-49图2-16，思考以下问题：
1.给小鼠注射特定抗原的目的是什么？
2.诱导融合后有多少类细胞？
3.杂交瘤细胞的特点？
4.实验过程共进行几次筛选，筛选的目的和手段分别是什么？
5.筛选出的杂交瘤细胞培养的方法？
6.本过程利用了哪些技术和原理？
单克隆抗体的制备
二
单克隆抗体制备的过程：
注射特定的抗原
培养骨髓瘤细胞
B淋巴细胞
多种
骨髓瘤细胞
诱导融合
将骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合
目的： 得到能产生相应抗体的B淋巴细胞
融合体系中有多少种类型的细胞？
能产生抗体，但不能大量增殖
不能产生抗体，但能大量增殖
多种杂交细胞
未融合的细胞
瘤-瘤、
B-B、
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
杂交瘤细胞
：既能迅速大量增殖，又能产生抗体
第二次筛选：
克隆化培养、抗体检测
筛选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
单克隆抗体制备的过程：
用96孔板培养和筛选杂交瘤细胞
多种杂交细胞
未融合的细胞
瘤-瘤、
B-B、
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
杂交瘤细胞
：既能迅速大量增殖，又能产生抗体
第二次筛选：
克隆化培养、抗体检测
单克隆抗体制备的过程：
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
注射到小鼠腹腔内
体外培养
单克隆抗体
从细胞培养液中提取
从小鼠腹水中提取
能产生所需抗体的杂交瘤细胞
单克隆抗体制备的过程：
第一次筛选 第二次筛选
原因
方法
目的
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）
获得杂交瘤细胞
获得能产生特定抗体的杂交瘤细胞
两次筛选的比较
应用到的技术：
原理：
细胞膜的流动性、细胞增殖
诱导 融合
小鼠骨髓瘤细胞
多种B淋巴细胞
给小鼠注射特定抗原
杂交瘤细胞
第一次筛选
用特定的选择培养基
第二次筛选
足够数量的能产生所需抗体的杂交瘤细胞
体外培养
注射到小鼠腹腔
大量单克隆抗体
克隆化培养、抗体检测
（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
（可进行多次）
动物细胞融合技术
动物细胞培养技术
归纳：单克隆抗体制备的过程：
未融合的细胞、融合的具有同种核的细胞、多种杂交细胞
指由单个杂交瘤细胞克隆后产生的仅针对某一特定抗原的抗体
思考·讨论 单克隆抗体的应用
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。
①作为诊断试剂
思考·讨论 单克隆抗体的应用
讨论：
1.ADC的抗体和药物各具有什么作用？
资料2 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：靶向运输药物，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
ADC
单克隆抗体的应用
三
单克隆抗体能准确地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。
1.单克隆抗体的优点：
2.单克隆抗体的应用
（1）广泛用作诊断试剂
（2）运载药物：
如ADC（抗体 - 接头 - 药物）
（3）用于治疗疾病。
特异性强，灵敏度高，可以大量制备。
2(2020全国卷)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。
(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:
。
(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) 。
诱导小鼠甲产生能够分泌抗病毒A抗体的B淋巴细胞
将小鼠的脾脏剪碎，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
选择培养基
抗原与抗体的特异性结合
只有杂交瘤细胞能够生存
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
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
一、概念检测
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P51