2.2.2动物细胞融合技术与单克隆抗体课件(共27张PPT)2023-2024学年高二下学期生物人教版选择性必修3
文档属性
| 名称 | 2.2.2动物细胞融合技术与单克隆抗体课件(共27张PPT)2023-2024学年高二下学期生物人教版选择性必修3 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 4.8MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2024-01-26 18:02:37 | ||
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文档简介
(共27张PPT)
第2章 细胞工程
2
第2节 动物细胞工程
二 动物细胞融合技术与单克隆抗体
目录 /CONTENTS
01
02
动物细胞融合技术
单克隆抗体及其应用
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：细胞膜具有一定的流动性
3、诱导方式
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
与植物原生质体融合的方法相同
4、结果：形成具有原来两个或多个细胞的遗传信息的杂交细胞
一 动物细胞融合技术
知识延伸
动物细胞融合时，一般将多个细胞混合进行处理，因为就目前常用的细胞融合方法来看，不管是用物理、化学方法，还是用生物方法，其融合率都不可能是100%。若仅有少数细胞进行融合，则不一定能得到融合细胞，更重要的是，即使两个细胞已发生融合，也并不一定是研究者期望得到的细胞类型。动物细胞融合技术最有价值的应用就是制备单克隆抗体。
一 动物细胞融合技术
5、过程:
动物细胞融合
动物细胞培养
细胞膜的流动性
细胞增殖
一 动物细胞融合技术
（1）“灭活病毒”中灭活的具体含义是什么？
相关信息
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。
仙台病毒
紫外线
灭活
丧失感染活性（不感染细胞）
保留融合活性（诱导细胞融合）
（2）灭活病毒诱导细胞融合的原理是什么？
病毒表面的糖蛋白和一些酶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。
一 动物细胞融合技术
相关信息
（3）灭活病毒诱导细胞融合过程：
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。
一 动物细胞融合技术
6、意义：细胞融合技术突破了有性杂交的局限，使远缘杂交成为可能。
7、应用：
至今，种间、属间、科间，甚至动物和植物之间的细胞融合都已获得成功。
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。
为制造单克隆抗体开辟了新途径。
正在融合的淋巴细胞与骨髓瘤细胞
（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
注意：
一 动物细胞融合技术
动物细胞融合与受精作用的区别
小结：动物细胞融合和植物体细胞杂交的比较
项目 植物体细胞杂交 动物细胞融合
原理
步骤
诱导方法
结果
意义
细胞膜的流动性和植物细胞的全能性
细胞膜的流动性
酶解法去掉细胞壁后，诱导原生质体融合，
形成杂种体细胞，
再经过植物组织培养形成杂种植株
分散成单个细胞后诱导细胞融合
物理方法、化学方法
物理方法、化学方法、灭活病毒
形成杂种植株
形成杂种细胞
克服远缘杂交不亲和障碍
一 动物细胞融合技术
二 单克隆抗体及其应用
1.定义：机体受抗原刺激后产生的，能与该抗原发生特异性结合的具有免疫功能的球蛋白。
抗体
抗体
体液免疫
2.抗体的分布：
1）血清（主要）
2）组织液及外分泌液（如乳汁中）
1）每个B淋巴细胞只分泌一种特异性的抗体
2）体内产生的特异性抗体种类多达百万种以上
抗原
传统抗血清
（所有抗体混合）
免疫
1
1
2
3
4
二 单克隆抗体及其应用
1、传统抗体制备方法及缺陷
动物体内
1抗原
注射
浆细胞
1抗体
1B淋巴细胞
增殖分化
（不能无限增殖）
缺陷：产量低、纯度低，特异性差。
二 单克隆抗体及其应用
（1）概念：由单一的B淋巴细胞群产生的化学性质单一、特异性强的抗体称为单克隆抗体
(2)基本原理
①每一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体，但不能在体外无限增殖
②小鼠骨髓瘤细胞能在体外无限增殖，但不能产生抗体
③利用动物细胞融合技术产生的杂交瘤细胞可以保持亲代双方的特性，既能迅速大量增殖，又能产生专一抗体
(3)来源：单克隆抗体是由B淋巴细胞和骨髓瘤细胞杂交形成的单一杂交瘤细胞增值产生的高度专一的抗体
①B淋巴细胞：能产生特异性强的抗体
②骨髓瘤细胞：在体外能无限增殖
2、单克隆抗体的制备过程
二 单克隆抗体及其应用
注射特定抗原
多种已免疫B淋巴细胞
小鼠的脾脏中获取
骨髓瘤细胞
从患骨髓瘤的小鼠体内取骨髓瘤细胞的培养
2、单克隆抗体的制备过程
二 单克隆抗体及其应用
融合的细胞
BB
1
3
2
B
置于选择性培养基上培养
第一次筛选
√
B瘤
2
杂交瘤细胞(多种)
1
3
瘤瘤
瘤
2、单克隆抗体的制备过程
杂交瘤细胞(多种)
克隆化培养
第二次筛选
抗体检测
(抗原-抗体杂交技术)
阳性细胞
能分泌所需抗体的杂交瘤细胞
二 单克隆抗体及其应用
2、单克隆抗体的制备过程
能分泌所需抗体的杂交瘤细胞
体内或体外培养
注射到小鼠腹腔
体外培养
单克隆抗体
二 单克隆抗体及其应用
2、单克隆抗体的制备过程
二 单克隆抗体及其应用
筛选原理：
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
骨髓瘤细胞及同型融合细胞
杂交瘤细胞
不能无限增殖，死亡
D途径被阻断，无法增殖死亡
能无限增殖，生长
二 单克隆抗体及其应用
1、诊断试剂——最广泛应用
抗人绒毛促性腺激素单克隆抗体
在妊娠第8天就可以作出诊断，
比原来诊断方法提前了10d左右，准确率在90﹪以上。
诊断优点：
具有准确、高效、简易、快速特点
3、单克隆抗体的应用
二 单克隆抗体及其应用
乙肝测定试剂
艾滋病检测试剂
新冠病毒检测试剂
3、单克隆抗体的应用
血型检测试剂
二 单克隆抗体及其应用
3、单克隆抗体的应用
2021年12月8日晚，由清华大学张林琦教授团队及其他公司共同研发的抗新冠病毒抗体组合药物——安巴韦单抗注射液及罗米司韦单抗注射液，正式被中国药监局批准上市，成为我国首个自主研发的抗新冠病毒抗体药物。注入体内后马上起效，可以降低80%新冠患者的住院率与死亡率”
2、作为药物治疗疾病
张林琦教授团队
二 单克隆抗体及其应用
3、单克隆抗体的应用
3、运载药物
ADC通常由抗体、接头和药物（如细胞毒素）三部分组成。阅读教材50页
思考：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；药物发挥治疗效应，如杀伤靶细胞。
二 单克隆抗体及其应用
3、单克隆抗体的应用
对点训练
√
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. 前者主要为了获得细胞产品，后者主要为了获得杂种植株
对点训练
科研人员将抗癌药物连接在单克隆抗体上制成“生物导弹”用于癌症治疗。“生物导弹”由两部分组成，一是“瞄准装置”，二是“杀伤性弹头”。分析下列有关描述，其中不正确的是
A.“瞄准装置”由识别肿瘤的单克隆抗体组成
B.“弹头”由放射性同位素、化学药物或毒素等物质构成
C.“弹头”中的药物有选择杀伤肿瘤细胞的功能
D.“生物导弹”的制备应用了细胞工程
√
对点训练
为降低乳腺癌治疗药物的副作用，科研人员尝试在单克隆抗体技术的基础上，构建抗体—药物偶联物(ADC)，过程如图1所示。请回答下列问题：
(1)本实验中，小鼠注射的特定抗原应取自_______________。
(2)步骤①常用方法包括_____融合法、电融合法和灭活病毒诱导法等。
人的乳腺癌细胞
PEG
对点训练
(3)步骤②的细胞必须经过步骤③克隆化培养和__________才能筛选得到符合要求的杂交瘤细胞，杂交瘤细胞的特点是____________________
______________。杂交瘤细胞可采用注射到小鼠腹腔内培养或进行_____培养的方式进行扩大培养。
抗体检测
既能大量增殖，又能
产生特定抗体
体外
第2章 细胞工程
2
第2节 动物细胞工程
二 动物细胞融合技术与单克隆抗体
目录 /CONTENTS
01
02
动物细胞融合技术
单克隆抗体及其应用
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：细胞膜具有一定的流动性
3、诱导方式
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
与植物原生质体融合的方法相同
4、结果：形成具有原来两个或多个细胞的遗传信息的杂交细胞
一 动物细胞融合技术
知识延伸
动物细胞融合时，一般将多个细胞混合进行处理，因为就目前常用的细胞融合方法来看，不管是用物理、化学方法，还是用生物方法，其融合率都不可能是100%。若仅有少数细胞进行融合，则不一定能得到融合细胞，更重要的是，即使两个细胞已发生融合，也并不一定是研究者期望得到的细胞类型。动物细胞融合技术最有价值的应用就是制备单克隆抗体。
一 动物细胞融合技术
5、过程:
动物细胞融合
动物细胞培养
细胞膜的流动性
细胞增殖
一 动物细胞融合技术
（1）“灭活病毒”中灭活的具体含义是什么？
相关信息
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。
仙台病毒
紫外线
灭活
丧失感染活性（不感染细胞）
保留融合活性（诱导细胞融合）
（2）灭活病毒诱导细胞融合的原理是什么？
病毒表面的糖蛋白和一些酶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。
一 动物细胞融合技术
相关信息
（3）灭活病毒诱导细胞融合过程：
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。
一 动物细胞融合技术
6、意义：细胞融合技术突破了有性杂交的局限，使远缘杂交成为可能。
7、应用：
至今，种间、属间、科间，甚至动物和植物之间的细胞融合都已获得成功。
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。
为制造单克隆抗体开辟了新途径。
正在融合的淋巴细胞与骨髓瘤细胞
（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
注意：
一 动物细胞融合技术
动物细胞融合与受精作用的区别
小结：动物细胞融合和植物体细胞杂交的比较
项目 植物体细胞杂交 动物细胞融合
原理
步骤
诱导方法
结果
意义
细胞膜的流动性和植物细胞的全能性
细胞膜的流动性
酶解法去掉细胞壁后，诱导原生质体融合，
形成杂种体细胞，
再经过植物组织培养形成杂种植株
分散成单个细胞后诱导细胞融合
物理方法、化学方法
物理方法、化学方法、灭活病毒
形成杂种植株
形成杂种细胞
克服远缘杂交不亲和障碍
一 动物细胞融合技术
二 单克隆抗体及其应用
1.定义：机体受抗原刺激后产生的，能与该抗原发生特异性结合的具有免疫功能的球蛋白。
抗体
抗体
体液免疫
2.抗体的分布：
1）血清（主要）
2）组织液及外分泌液（如乳汁中）
1）每个B淋巴细胞只分泌一种特异性的抗体
2）体内产生的特异性抗体种类多达百万种以上
抗原
传统抗血清
（所有抗体混合）
免疫
1
1
2
3
4
二 单克隆抗体及其应用
1、传统抗体制备方法及缺陷
动物体内
1抗原
注射
浆细胞
1抗体
1B淋巴细胞
增殖分化
（不能无限增殖）
缺陷：产量低、纯度低，特异性差。
二 单克隆抗体及其应用
（1）概念：由单一的B淋巴细胞群产生的化学性质单一、特异性强的抗体称为单克隆抗体
(2)基本原理
①每一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体，但不能在体外无限增殖
②小鼠骨髓瘤细胞能在体外无限增殖，但不能产生抗体
③利用动物细胞融合技术产生的杂交瘤细胞可以保持亲代双方的特性，既能迅速大量增殖，又能产生专一抗体
(3)来源：单克隆抗体是由B淋巴细胞和骨髓瘤细胞杂交形成的单一杂交瘤细胞增值产生的高度专一的抗体
①B淋巴细胞：能产生特异性强的抗体
②骨髓瘤细胞：在体外能无限增殖
2、单克隆抗体的制备过程
二 单克隆抗体及其应用
注射特定抗原
多种已免疫B淋巴细胞
小鼠的脾脏中获取
骨髓瘤细胞
从患骨髓瘤的小鼠体内取骨髓瘤细胞的培养
2、单克隆抗体的制备过程
二 单克隆抗体及其应用
融合的细胞
BB
1
3
2
B
置于选择性培养基上培养
第一次筛选
√
B瘤
2
杂交瘤细胞(多种)
1
3
瘤瘤
瘤
2、单克隆抗体的制备过程
杂交瘤细胞(多种)
克隆化培养
第二次筛选
抗体检测
(抗原-抗体杂交技术)
阳性细胞
能分泌所需抗体的杂交瘤细胞
二 单克隆抗体及其应用
2、单克隆抗体的制备过程
能分泌所需抗体的杂交瘤细胞
体内或体外培养
注射到小鼠腹腔
体外培养
单克隆抗体
二 单克隆抗体及其应用
2、单克隆抗体的制备过程
二 单克隆抗体及其应用
筛选原理：
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
骨髓瘤细胞及同型融合细胞
杂交瘤细胞
不能无限增殖，死亡
D途径被阻断，无法增殖死亡
能无限增殖，生长
二 单克隆抗体及其应用
1、诊断试剂——最广泛应用
抗人绒毛促性腺激素单克隆抗体
在妊娠第8天就可以作出诊断，
比原来诊断方法提前了10d左右，准确率在90﹪以上。
诊断优点：
具有准确、高效、简易、快速特点
3、单克隆抗体的应用
二 单克隆抗体及其应用
乙肝测定试剂
艾滋病检测试剂
新冠病毒检测试剂
3、单克隆抗体的应用
血型检测试剂
二 单克隆抗体及其应用
3、单克隆抗体的应用
2021年12月8日晚，由清华大学张林琦教授团队及其他公司共同研发的抗新冠病毒抗体组合药物——安巴韦单抗注射液及罗米司韦单抗注射液，正式被中国药监局批准上市，成为我国首个自主研发的抗新冠病毒抗体药物。注入体内后马上起效，可以降低80%新冠患者的住院率与死亡率”
2、作为药物治疗疾病
张林琦教授团队
二 单克隆抗体及其应用
3、单克隆抗体的应用
3、运载药物
ADC通常由抗体、接头和药物（如细胞毒素）三部分组成。阅读教材50页
思考：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；药物发挥治疗效应，如杀伤靶细胞。
二 单克隆抗体及其应用
3、单克隆抗体的应用
对点训练
√
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. 前者主要为了获得细胞产品，后者主要为了获得杂种植株
对点训练
科研人员将抗癌药物连接在单克隆抗体上制成“生物导弹”用于癌症治疗。“生物导弹”由两部分组成，一是“瞄准装置”，二是“杀伤性弹头”。分析下列有关描述，其中不正确的是
A.“瞄准装置”由识别肿瘤的单克隆抗体组成
B.“弹头”由放射性同位素、化学药物或毒素等物质构成
C.“弹头”中的药物有选择杀伤肿瘤细胞的功能
D.“生物导弹”的制备应用了细胞工程
√
对点训练
为降低乳腺癌治疗药物的副作用，科研人员尝试在单克隆抗体技术的基础上，构建抗体—药物偶联物(ADC)，过程如图1所示。请回答下列问题：
(1)本实验中，小鼠注射的特定抗原应取自_______________。
(2)步骤①常用方法包括_____融合法、电融合法和灭活病毒诱导法等。
人的乳腺癌细胞
PEG
对点训练
(3)步骤②的细胞必须经过步骤③克隆化培养和__________才能筛选得到符合要求的杂交瘤细胞，杂交瘤细胞的特点是____________________
______________。杂交瘤细胞可采用注射到小鼠腹腔内培养或进行_____培养的方式进行扩大培养。
抗体检测
既能大量增殖，又能
产生特定抗体
体外