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ppt2个视频）
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25张ppt2个视频） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 43.4MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2024-02-15 17:05:52 | ||
图片预览
文档简介
(共25张PPT)
第2节 动物细胞工程
（动物细胞融合技术与单克隆抗体）
第二章 细胞工程
众志成城 抗疫情
1．为什么要号召新冠感染痊愈者捐献自己的血浆？这样的血浆对新冠感染患者有什么作用呢？
血浆中有新冠病毒的抗体, 可以用于治疗新冠感染患者。
但一个捐献者的200-300毫升的血浆，如果合格，一般也只能治疗2-3个患者。
众志成城 抗疫情
传统抗体制备方法及缺陷
抗原
传统抗血清
（所有抗体混合）
免疫
1
1
2
3
4
缺陷：产量低、纯度低，特异性差。
如何解决上述缺陷呢？
资料：
①小鼠在外界环境中会接触多种抗原，体内产生的特异
性抗体种类多达百万种以上
②每个B淋巴细胞（浆细胞）只分泌一种特异性的抗体
从社会中来
从社会中来
1.视频中了解到针对新冠肺炎真正的特效药是什么？
2.这种特效药有着怎样的特点呢？
针对新冠病毒的单克隆抗体。
这种单克隆抗体可以和新冠病毒特异性结合，准确定位、药效强、持续时间久，并且可以大量储备生产。
要制备单克隆抗体，就需要找到一种能分泌抗体且增殖能力强的细胞。
浆细胞
癌细胞
一个极富创造力的方案：
动物细胞融合
杂交瘤细胞
动物细胞培养
单克隆抗体
骨髓瘤细胞（癌细胞）能无限增殖
一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体
既能迅速大量增殖，又能产生专一抗体
1975年英国科学家米尔斯坦和柯勒发明了单克隆抗体的制备技术，于1984年获得了诺贝尔生理学或医学奖。
活动一：建构模型
活动一：以小组为单位，讨论单克隆抗体的制备过程，选出两位小组代表上台演示。
活动一：以小组为单位，讨论单克隆抗体的制备过程，选出两位小组代表上台演示
要求： 1、小组为单位，在学案上绘制单克隆抗体制备流程图（可用文字＋图像
形式呈现）
2、小组代表上台展示，用准确语言简述单克隆抗体制备过程和特点
3、倾听本组和其他小组发言，可及时补充或质疑
4、限时5分钟
活动一：建构模型
注射抗原
多种B淋巴细胞
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
培养骨髓瘤细胞
骨髓瘤细胞
诱导融合
细胞融合
多种杂交细胞
思考：初始的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞均有多个，融合后得到的细胞有几
种？是否都是杂交瘤细胞？
思考：初始的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞均有多个，融合后得到的细胞有几
种？是否都是杂交瘤细胞？
B细胞1＋B细胞1
B细胞2＋骨髓瘤细胞
B细胞3＋骨髓瘤细胞
B细胞1＋骨髓瘤细胞
B细胞2＋B细胞3
骨髓瘤细胞＋骨髓瘤细胞
B细胞1
B细胞2
骨髓瘤细胞
两两融合的细胞
未融合的细胞
B细胞1
B细胞2
B细胞3
B细胞4
B细胞5
骨髓瘤细胞
注射抗原
多种B淋巴细胞
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
培养骨髓瘤细胞
骨髓瘤细胞
细胞融合
多种杂交细胞
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
杂交瘤细胞
既能迅速大量增殖，又能产生专一抗体
选择培养基
诱导融合
诱导融合
资料分析：HAT培养基
资料一：DNA的合成有D途径和S途径两种途径，其中D途径是在叶酸的辅助下，由氨基酸等小分子合成核苷酸；S途径是利用酶，催化次黄嘌呤（H）和胸腺嘧啶脱氧核苷（T）生成相应的核苷酸。
资料二：已知氨基蝶呤（A）是叶酸的拮抗物；免疫的B淋巴细胞有这两种途径，骨髓瘤细胞缺乏S途径中的酶。
培养基中加入
氨基喋呤
活动二：请根据以上信息，设计从培养液中筛选出杂交瘤细胞的方案。
注射抗原
多种B淋巴细胞
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
培养骨髓瘤细胞
骨髓瘤细胞
细胞融合
多种杂交细胞
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
杂交瘤细胞
既能迅速大量增殖，又能产生专一抗体
选择培养基
(第一次筛选)
筛选出能分泌所需抗体的杂交瘤细胞(阳性)
多轮次的克隆化培养和抗体检测
诱导融合
诱导融合
克隆化培养和抗体检测
将杂交瘤细胞群稀释，约每孔1个细胞进行培养 （克隆化培养）
一段时间后，检测各孔
上清液中细胞分泌的抗体
上清液可与特定抗原
结合的培养孔为阳性孔
分泌抗体能跟特定抗原结合的细胞即为所需杂交瘤细胞
多孔板
阳性克隆的筛选 和克隆化培养
多孔细胞培养板
阳性孔
注射抗原
多种B淋巴细胞
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
培养骨髓瘤细胞
骨髓瘤细胞
细胞融合
多种杂交细胞
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
杂交瘤细胞
（既能迅速大量增殖，又能产生专一抗体）
选择培养基
(第一次筛选)
筛选出能分泌所需抗体的杂交瘤细胞(阳性)
多轮次的克隆化培养和抗体检测
注射到腹腔
体外培养
体外大规模培养或注射到小鼠腹腔内增殖
从培养液或小鼠腹水中获得大量的单克隆抗体
单克隆抗体
诱导融合
小囊膜蛋白（E）
刺突蛋白（S）
膜蛋白（M）
血凝素脂酶（HE）
资料：研究发现，新冠病毒的刺突蛋白（S蛋白）是宿主抗体的主要靶标。
活动三：尝试基于S蛋白的特点提出单克隆抗体技术治疗新冠肺炎方案
要求：
1、小组为单位，可用文字、图像等形式呈现治疗方案
2、小组代表上台展示，用准确简练的语言简述治疗方案
3、倾听本组和其他小组方案，可及时补充或质疑
4、限时5分钟
优点：灵敏度高、纯度高、可大量制备。
缺点：利用杂交瘤技术生产出的单克隆抗体多为鼠源性，应
用于人体时，容易被人类免疫系统所识别，产生人抗
鼠抗体( HAMA）反应。
如何解决这一难题？
讨论交流，质疑思学
资料：如图为抗体结构示意图，抗体与抗原特异
性结合的区域是V区，引起人体免疫反应的
主要是C区，科学家通过设计“人-鼠嵌合抗
体”来解决这一问题。
讨论交流，质疑思学
如果你是科学家，你会如何设计“人-鼠嵌合抗体”？
活动四：完善设计方案，突破免疫排斥
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。
在受精后不久，胎盘滋养层细胞就会分泌人绒毛膜促性腺激素(HCG)，是由受孕妇女体内胎盘产生的一种糖蛋白类激素，在孕妇的尿液中大量存在。而在非妊娠妇女尿液中几乎不含有。
思考·讨论
(1)若“早早孕试纸’’产品质量合格，使用时__________（填“C”或“T”或“C和T”）线一定要显色，若该线显
色，则表明待测样品从样品垫顺利到达吸水垫。若使用该试纸检测时结果表明妊娠，则图中_________
（填“C”或“T”或“C和T”）线显色，且发生了_________种抗原—抗体杂交。
注：胶体金：可与蛋白质牢固结合，大量聚集时肉眼可见红色
样品垫：滴加样品的位置
结合垫：含有可移动的胶体金标记的HCG抗体1、胶体金标记的鼠IgG
T线：固定了HCG抗体2
C线：固定了抗鼠IgG抗体
C
C和T
3
典型例题
“早早孕试纸”是通过孕妇妊娠早期尿液检验HCG（人绒毛膜促性腺激素），原理如下：
注：胶体金：可与蛋白质牢固结合，大量聚集时肉眼可见红色
样品垫：滴加样品的位置
结合垫：含有可移动的胶体金标记的HCG抗体1、胶体金标记的鼠IgG
T线：固定了HCG抗体2
C线：固定了抗鼠IgG抗体
(2)试纸中用到的抗体一般采用单克隆抗体技术制备，如抗鼠IgG抗体的制备过程为：先将_________注入到
小鼠体内，从小鼠的_________中获取B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，并筛选出杂交瘤细胞，再进行
_____________________，即可获得产生特定抗体的杂交瘤细胞。
鼠IgG
脾
克隆化培养和抗体检测
典型例题
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（antibody-drugconjugate,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
药物接头
细胞凋亡
ADC被细胞吞噬
思考·讨论
ADC的抗体和药物各具有什么作用？
单克隆抗体的应用
思考：单克隆抗体在临床上有哪些应用？
诊断疾病
运载药物
作为药物治疗疾病
概念图
单克隆抗体
单克隆抗体制备
单克隆抗体的应用
单克隆抗体制备的研究背景
单克隆抗体制备
诊断试剂
运载药物
治疗疾病
第2节 动物细胞工程
（动物细胞融合技术与单克隆抗体）
第二章 细胞工程
众志成城 抗疫情
1．为什么要号召新冠感染痊愈者捐献自己的血浆？这样的血浆对新冠感染患者有什么作用呢？
血浆中有新冠病毒的抗体, 可以用于治疗新冠感染患者。
但一个捐献者的200-300毫升的血浆，如果合格，一般也只能治疗2-3个患者。
众志成城 抗疫情
传统抗体制备方法及缺陷
抗原
传统抗血清
（所有抗体混合）
免疫
1
1
2
3
4
缺陷：产量低、纯度低，特异性差。
如何解决上述缺陷呢？
资料：
①小鼠在外界环境中会接触多种抗原，体内产生的特异
性抗体种类多达百万种以上
②每个B淋巴细胞（浆细胞）只分泌一种特异性的抗体
从社会中来
从社会中来
1.视频中了解到针对新冠肺炎真正的特效药是什么？
2.这种特效药有着怎样的特点呢？
针对新冠病毒的单克隆抗体。
这种单克隆抗体可以和新冠病毒特异性结合，准确定位、药效强、持续时间久，并且可以大量储备生产。
要制备单克隆抗体，就需要找到一种能分泌抗体且增殖能力强的细胞。
浆细胞
癌细胞
一个极富创造力的方案：
动物细胞融合
杂交瘤细胞
动物细胞培养
单克隆抗体
骨髓瘤细胞（癌细胞）能无限增殖
一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体
既能迅速大量增殖，又能产生专一抗体
1975年英国科学家米尔斯坦和柯勒发明了单克隆抗体的制备技术，于1984年获得了诺贝尔生理学或医学奖。
活动一：建构模型
活动一：以小组为单位，讨论单克隆抗体的制备过程，选出两位小组代表上台演示。
活动一：以小组为单位，讨论单克隆抗体的制备过程，选出两位小组代表上台演示
要求： 1、小组为单位，在学案上绘制单克隆抗体制备流程图（可用文字＋图像
形式呈现）
2、小组代表上台展示，用准确语言简述单克隆抗体制备过程和特点
3、倾听本组和其他小组发言，可及时补充或质疑
4、限时5分钟
活动一：建构模型
注射抗原
多种B淋巴细胞
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
培养骨髓瘤细胞
骨髓瘤细胞
诱导融合
细胞融合
多种杂交细胞
思考：初始的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞均有多个，融合后得到的细胞有几
种？是否都是杂交瘤细胞？
思考：初始的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞均有多个，融合后得到的细胞有几
种？是否都是杂交瘤细胞？
B细胞1＋B细胞1
B细胞2＋骨髓瘤细胞
B细胞3＋骨髓瘤细胞
B细胞1＋骨髓瘤细胞
B细胞2＋B细胞3
骨髓瘤细胞＋骨髓瘤细胞
B细胞1
B细胞2
骨髓瘤细胞
两两融合的细胞
未融合的细胞
B细胞1
B细胞2
B细胞3
B细胞4
B细胞5
骨髓瘤细胞
注射抗原
多种B淋巴细胞
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
培养骨髓瘤细胞
骨髓瘤细胞
细胞融合
多种杂交细胞
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
杂交瘤细胞
既能迅速大量增殖，又能产生专一抗体
选择培养基
诱导融合
诱导融合
资料分析：HAT培养基
资料一：DNA的合成有D途径和S途径两种途径，其中D途径是在叶酸的辅助下，由氨基酸等小分子合成核苷酸；S途径是利用酶，催化次黄嘌呤（H）和胸腺嘧啶脱氧核苷（T）生成相应的核苷酸。
资料二：已知氨基蝶呤（A）是叶酸的拮抗物；免疫的B淋巴细胞有这两种途径，骨髓瘤细胞缺乏S途径中的酶。
培养基中加入
氨基喋呤
活动二：请根据以上信息，设计从培养液中筛选出杂交瘤细胞的方案。
注射抗原
多种B淋巴细胞
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
培养骨髓瘤细胞
骨髓瘤细胞
细胞融合
多种杂交细胞
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
杂交瘤细胞
既能迅速大量增殖，又能产生专一抗体
选择培养基
(第一次筛选)
筛选出能分泌所需抗体的杂交瘤细胞(阳性)
多轮次的克隆化培养和抗体检测
诱导融合
诱导融合
克隆化培养和抗体检测
将杂交瘤细胞群稀释，约每孔1个细胞进行培养 （克隆化培养）
一段时间后，检测各孔
上清液中细胞分泌的抗体
上清液可与特定抗原
结合的培养孔为阳性孔
分泌抗体能跟特定抗原结合的细胞即为所需杂交瘤细胞
多孔板
阳性克隆的筛选 和克隆化培养
多孔细胞培养板
阳性孔
注射抗原
多种B淋巴细胞
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
培养骨髓瘤细胞
骨髓瘤细胞
细胞融合
多种杂交细胞
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
杂交瘤细胞
（既能迅速大量增殖，又能产生专一抗体）
选择培养基
(第一次筛选)
筛选出能分泌所需抗体的杂交瘤细胞(阳性)
多轮次的克隆化培养和抗体检测
注射到腹腔
体外培养
体外大规模培养或注射到小鼠腹腔内增殖
从培养液或小鼠腹水中获得大量的单克隆抗体
单克隆抗体
诱导融合
小囊膜蛋白（E）
刺突蛋白（S）
膜蛋白（M）
血凝素脂酶（HE）
资料：研究发现，新冠病毒的刺突蛋白（S蛋白）是宿主抗体的主要靶标。
活动三：尝试基于S蛋白的特点提出单克隆抗体技术治疗新冠肺炎方案
要求：
1、小组为单位，可用文字、图像等形式呈现治疗方案
2、小组代表上台展示，用准确简练的语言简述治疗方案
3、倾听本组和其他小组方案，可及时补充或质疑
4、限时5分钟
优点：灵敏度高、纯度高、可大量制备。
缺点：利用杂交瘤技术生产出的单克隆抗体多为鼠源性，应
用于人体时，容易被人类免疫系统所识别，产生人抗
鼠抗体( HAMA）反应。
如何解决这一难题？
讨论交流，质疑思学
资料：如图为抗体结构示意图，抗体与抗原特异
性结合的区域是V区，引起人体免疫反应的
主要是C区，科学家通过设计“人-鼠嵌合抗
体”来解决这一问题。
讨论交流，质疑思学
如果你是科学家，你会如何设计“人-鼠嵌合抗体”？
活动四：完善设计方案，突破免疫排斥
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。
在受精后不久，胎盘滋养层细胞就会分泌人绒毛膜促性腺激素(HCG)，是由受孕妇女体内胎盘产生的一种糖蛋白类激素，在孕妇的尿液中大量存在。而在非妊娠妇女尿液中几乎不含有。
思考·讨论
(1)若“早早孕试纸’’产品质量合格，使用时__________（填“C”或“T”或“C和T”）线一定要显色，若该线显
色，则表明待测样品从样品垫顺利到达吸水垫。若使用该试纸检测时结果表明妊娠，则图中_________
（填“C”或“T”或“C和T”）线显色，且发生了_________种抗原—抗体杂交。
注：胶体金：可与蛋白质牢固结合，大量聚集时肉眼可见红色
样品垫：滴加样品的位置
结合垫：含有可移动的胶体金标记的HCG抗体1、胶体金标记的鼠IgG
T线：固定了HCG抗体2
C线：固定了抗鼠IgG抗体
C
C和T
3
典型例题
“早早孕试纸”是通过孕妇妊娠早期尿液检验HCG（人绒毛膜促性腺激素），原理如下：
注：胶体金：可与蛋白质牢固结合，大量聚集时肉眼可见红色
样品垫：滴加样品的位置
结合垫：含有可移动的胶体金标记的HCG抗体1、胶体金标记的鼠IgG
T线：固定了HCG抗体2
C线：固定了抗鼠IgG抗体
(2)试纸中用到的抗体一般采用单克隆抗体技术制备，如抗鼠IgG抗体的制备过程为：先将_________注入到
小鼠体内，从小鼠的_________中获取B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，并筛选出杂交瘤细胞，再进行
_____________________，即可获得产生特定抗体的杂交瘤细胞。
鼠IgG
脾
克隆化培养和抗体检测
典型例题
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（antibody-drugconjugate,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
药物接头
细胞凋亡
ADC被细胞吞噬
思考·讨论
ADC的抗体和药物各具有什么作用？
单克隆抗体的应用
思考：单克隆抗体在临床上有哪些应用？
诊断疾病
运载药物
作为药物治疗疾病
概念图
单克隆抗体
单克隆抗体制备
单克隆抗体的应用
单克隆抗体制备的研究背景
单克隆抗体制备
诊断试剂
运载药物
治疗疾病