生物人教版（2019）选择性必修3 2.2.2动物细胞融合与单克隆抗体（共34张ppt1份视频）课件
文档属性
| 名称 | 生物人教版（2019）选择性必修3 2.2.2动物细胞融合与单克隆抗体（共34张ppt1份视频）课件 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 46.4MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2024-03-28 16:07:01 | ||
图片预览
文档简介
(共34张PPT)
第二章 细胞工程
第2节 动物细胞工程
——细胞融合与单克隆抗体
你知道如何获取大量纯度高、特异性强的抗体吗？
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，早早孕检测试纸采用双抗体夹心一步法技术，以胶体金为指示标记，检测尿液中的HCG浓度，来确诊妇女是否受孕。
由单一细胞产生的只能识别一种抗原的特异性抗体称为单克隆抗体。与传统抗体相比，单克隆抗体具有产量高、纯度高、特异性强的优势。
问题：单克隆抗体的制备需要什么技术呢？
动物细胞融合技术
灭活的仙台病毒诱导
实验：人——鼠细胞荧光标记融合实验
该实验说明：
细胞膜具有流动性
使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术。
形成具有原来两个或多个细胞的遗传信息的杂交细胞
细胞膜具有一定的流动性
1.概念：
4.结果：
2.原理：
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
与植物原生质体融合的方法相同
——动物细胞融合特有
思考：19世纪30年代，科学家曾在肺结核、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？
病人体内病毒等诱导多个体细胞融合形成了多核细胞。
灭活病毒诱导细胞融合的原理
【拓展】
①灭活：是指用物理或化学手段使病毒或细菌失去感染能力，但并不破坏它们的抗原结构。
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（能诱导细胞融合）
②灭活病毒诱导细胞融合的原理：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。
5. 意义：
突破了有性杂交的局限，使远缘杂交成为可能。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了成功。
正在融合的淋巴细胞与骨髓瘤细胞
6. 应用
(1)成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和培育生物新品种等的重要手段。
(2)用于制造单克隆抗体。
典例：对比动物细胞融合和植物体细胞杂交技术，下列论述合理的是
A.均可使用PEG、电融合或灭活病毒诱导细胞融合
B.两者都可以跨越种属间的生殖隔离
C.两者都可以体现细胞的全能性
D.在适宜的条件下，均可产生完整个体
B
1.传统抗体制备方法及缺陷
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
产量低、纯度低、特异性差
（2）缺点：
（1）方法：
如何解决这个问题呢？
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。
能否培养出一种能分泌抗体且增殖能力强的细胞？
如何解决这一难题？
一个极富创造力的方案：
动物细胞融合
杂交细胞
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
1975年，米尔斯坦和柯勒
1984年，诺贝尔生理学或医学奖
既能迅速大量增殖，又能产生专一抗体
注射特定抗原
从患骨髓瘤的小鼠体内取骨髓瘤细胞的培养
多种已免疫B淋巴细胞
骨髓瘤细胞
诱导融合
小鼠的脾脏中获取
多种杂交细胞
制备单克隆抗体过程示意图：
杂交瘤细胞（多种）
置于选择性培养基上培养
第一次筛选
融合的细胞
B细胞
自身融合
未融合的
B淋巴细胞
B瘤
骨髓瘤细胞
自身融合
未融合的
骨髓瘤细胞
B瘤
B瘤
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。
细胞合成DNA有D和S两条途径
B淋巴细胞及同型融合细胞
不能无限增殖，死亡
骨髓瘤细胞及同型融合细胞
不能合成DNA，死亡
杂交瘤细胞
能无限增殖，生长
B淋巴细胞
合成DNA
S途径
D途径
不能分裂增殖
骨髓瘤细胞
合成DNA
D途径
能无限增殖
一般用HAT培养基筛选出杂交瘤细胞，其中氨基喋呤阻断D途径。
骨髓瘤细胞是经过人工筛选的基因缺陷型细胞，缺乏HGPRT、TK。
抗体检测
第二次筛选
能分泌专一抗体的杂交瘤细胞
抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞（分泌的抗体能和特定的抗原结合）
杂交瘤细胞（多种）
96孔板
获取大量单克隆抗体的方法
Ⅰ. 优点：
Ⅱ. 缺点：规模小，产量少
Ⅰ. 优点：可大规模培养，大量生产
①腹腔培养
②体外培养
不需培养基，易于控制培养条件（如无需提供无菌环境等），操作简单，成本较低
Ⅱ. 缺点：需要人为控制培养条件，成本相对较高
脾中产生多种
B淋巴细胞
提取
（产生特定抗体）
给小鼠注射特定抗原
培养小鼠骨髓瘤细胞
（能无限增殖）
骨髓瘤细胞
诱导
融合
多种细胞
第一次筛选
特定的
选择性培养基
只有融合的
杂交瘤细胞
克隆化培养、
抗体检测
第二次筛选
抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞
体外培养
注射到
小鼠腹腔
大量单克隆抗体
腹水
培养液
B细胞
瘤细胞
B-B细胞
瘤-瘤细胞
杂交瘤细胞
特异性强
灵敏度高
可大量制备
乙肝测定试剂
艾滋病检测试剂
新冠病毒抗原检测试剂盒
1. 诊断试剂——最广泛应用
病毒蛋白的检测依赖抗体
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。
具有准确、高效、简易、快速特点
诊断优点：
原理：抗原—抗体特异性结合
ADC=单克隆抗体 + 接头 + 药物
抗体-药物偶联物（ADC）由单克隆抗体、连接子和小分子细胞毒药物偶联而成，可以像精准制导的导弹一样对癌细胞实施精准打击。
瞄准装置
爆炸装置
2. 运载药物
单克隆抗体+药物 =“生物导弹”
ADC的作用机制示意图
①
ADC
②
③
④
溶酶体裂解
释放药物
⑤
细胞凋亡
脂质体给药
高效 低毒 靶向
抗肿瘤药物载体：阿霉素脂质体和顺铂脂质体已在国外上市。
知识拓展
3. 治疗疾病
医药领域，单抗类药物占用重要地位
2018年全球药物销售额排名前10的单抗药物
修美乐已连续8年蝉联榜首。2021年新冠疫苗(mRNA疫苗)位居榜首，修美乐位居第二位。
一、概念检测
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. 前者主要为了获得细胞产品，后者主要为了获得杂种植株
C
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
3.下图为细胞融合的简略过程，请据图回答：
(1)若A、B是植物细胞，在细胞融合之前要先用___________________处理，除去__________；
A、B到细胞C的过程中，常用的物理方法是_________________。融合完成的标志是__________
(2)若A、B是植物细胞，则形成的D细胞还要应用_________________技术把D培养成植株。
(3)若A、B是动物细胞，一般取自____________________的器官或组织，然后用_________________________________________________,使其分散开来，A、B到C的过程中，常用的不同于植物细胞的手段是___________________诱导细胞融合，所形成的D称为______________
纤维素酶和果胶酶
细胞壁
电融合法、离心法
再生出细胞壁
植物组织培养
动物胚胎或幼龄动物
机械的方法或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理
灭活的病毒
杂交细胞
(3)若该过程是制备单克隆抗体的部分过程，A为小鼠B淋巴细胞，在获得此细胞之前，小鼠已被注射了___________。由D细胞连续分裂产生大量细胞的过程称为_____________。这种细胞既能大量增殖，又能分泌_____________。图中B为____________
(4)若该过程是制备单克隆抗体的部分过程，在A、B到C的过程种，所形成的C有___种(只考虑两个细胞的相互融合)，用来培养的细胞应该是___________，获得D后，常用的培养方法是_____________________和__________
制备单克隆抗体的免疫学基本原理是______________________________________________
特定的抗原
动物细胞培养
特异性抗体
骨髓瘤细胞
3
杂交瘤细胞
在体外条件下大规模培养
注射到小鼠腹腔内增殖
每一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体
1.(2022·天津市高二阶段练习)如图表示仙台病毒诱导动物细胞融合的部分过程，下列叙述正确的是( )
A.细胞A和细胞B必须为同种细胞才能融合
B.细胞C同时有细胞A和细胞B的遗传物质
C.该融合过程体现了细胞膜具有选择透过性
D.此过程的原理是动物细胞具有全能性
B
2.对比动物细胞融合和植物体细胞杂交技术，下列论述合理的是( )
A.均可使用PEG、电融合或灭活病毒诱导细胞融合
B.两者都可以跨越种属间的生殖隔离
C.两者都可以体现细胞的全能性
D.在适宜的条件下，均可产生完整个体
B
3.新型冠状病毒表面的刺突蛋白(S蛋白)与人呼吸道黏膜上皮细胞ACE2受体结合，入侵细胞后可引起肺炎。针对此环节研发单克隆抗体是治疗新冠肺炎的研究热点之一，下列相关叙述错误的是( )
A.①过程需多次向小鼠体内注射S蛋白，以便于从
脾脏中获得致敏的B淋巴细胞
B.②过程可通过电融合法使两个细胞融合
C.经③过程筛出的细胞既能无限增殖又能产生识别
S蛋白的单克隆抗体
D.S蛋白的单克隆抗体能够阻断病毒入侵正常细胞以减弱对机体的毒害
C
4.(2023·河北廊坊高三模拟)抗体—药物偶联物(ADC)通过采用特定技术将具有生物活性的小分子药物连接到能特异性识别肿瘤细胞的单克隆抗体上，实现对肿瘤细胞的选择性杀伤。ADC的结构及其发挥作用的机理如图所示，
下列有关说法错误的是
A.单克隆抗体制备过程中通常将免
疫后得到的B淋巴细胞与骨髓瘤
细胞融合
B.用96孔板培养和多次筛选杂交瘤细胞后，在体外大规模培养可获得单
克隆抗体
C.ADC通过抗体与细胞膜上的受体特异性结合，以主动运输的方式进入
肿瘤细胞
D.ADC在肿瘤细胞里被溶酶体裂解，释放药物，使肿瘤细胞死亡
C
第二章 细胞工程
第2节 动物细胞工程
——细胞融合与单克隆抗体
你知道如何获取大量纯度高、特异性强的抗体吗？
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，早早孕检测试纸采用双抗体夹心一步法技术，以胶体金为指示标记，检测尿液中的HCG浓度，来确诊妇女是否受孕。
由单一细胞产生的只能识别一种抗原的特异性抗体称为单克隆抗体。与传统抗体相比，单克隆抗体具有产量高、纯度高、特异性强的优势。
问题：单克隆抗体的制备需要什么技术呢？
动物细胞融合技术
灭活的仙台病毒诱导
实验：人——鼠细胞荧光标记融合实验
该实验说明：
细胞膜具有流动性
使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术。
形成具有原来两个或多个细胞的遗传信息的杂交细胞
细胞膜具有一定的流动性
1.概念：
4.结果：
2.原理：
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
与植物原生质体融合的方法相同
——动物细胞融合特有
思考：19世纪30年代，科学家曾在肺结核、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？
病人体内病毒等诱导多个体细胞融合形成了多核细胞。
灭活病毒诱导细胞融合的原理
【拓展】
①灭活：是指用物理或化学手段使病毒或细菌失去感染能力，但并不破坏它们的抗原结构。
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（能诱导细胞融合）
②灭活病毒诱导细胞融合的原理：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。
5. 意义：
突破了有性杂交的局限，使远缘杂交成为可能。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了成功。
正在融合的淋巴细胞与骨髓瘤细胞
6. 应用
(1)成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和培育生物新品种等的重要手段。
(2)用于制造单克隆抗体。
典例：对比动物细胞融合和植物体细胞杂交技术，下列论述合理的是
A.均可使用PEG、电融合或灭活病毒诱导细胞融合
B.两者都可以跨越种属间的生殖隔离
C.两者都可以体现细胞的全能性
D.在适宜的条件下，均可产生完整个体
B
1.传统抗体制备方法及缺陷
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
产量低、纯度低、特异性差
（2）缺点：
（1）方法：
如何解决这个问题呢？
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。
能否培养出一种能分泌抗体且增殖能力强的细胞？
如何解决这一难题？
一个极富创造力的方案：
动物细胞融合
杂交细胞
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
1975年，米尔斯坦和柯勒
1984年，诺贝尔生理学或医学奖
既能迅速大量增殖，又能产生专一抗体
注射特定抗原
从患骨髓瘤的小鼠体内取骨髓瘤细胞的培养
多种已免疫B淋巴细胞
骨髓瘤细胞
诱导融合
小鼠的脾脏中获取
多种杂交细胞
制备单克隆抗体过程示意图：
杂交瘤细胞（多种）
置于选择性培养基上培养
第一次筛选
融合的细胞
B细胞
自身融合
未融合的
B淋巴细胞
B瘤
骨髓瘤细胞
自身融合
未融合的
骨髓瘤细胞
B瘤
B瘤
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。
细胞合成DNA有D和S两条途径
B淋巴细胞及同型融合细胞
不能无限增殖，死亡
骨髓瘤细胞及同型融合细胞
不能合成DNA，死亡
杂交瘤细胞
能无限增殖，生长
B淋巴细胞
合成DNA
S途径
D途径
不能分裂增殖
骨髓瘤细胞
合成DNA
D途径
能无限增殖
一般用HAT培养基筛选出杂交瘤细胞，其中氨基喋呤阻断D途径。
骨髓瘤细胞是经过人工筛选的基因缺陷型细胞，缺乏HGPRT、TK。
抗体检测
第二次筛选
能分泌专一抗体的杂交瘤细胞
抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞（分泌的抗体能和特定的抗原结合）
杂交瘤细胞（多种）
96孔板
获取大量单克隆抗体的方法
Ⅰ. 优点：
Ⅱ. 缺点：规模小，产量少
Ⅰ. 优点：可大规模培养，大量生产
①腹腔培养
②体外培养
不需培养基，易于控制培养条件（如无需提供无菌环境等），操作简单，成本较低
Ⅱ. 缺点：需要人为控制培养条件，成本相对较高
脾中产生多种
B淋巴细胞
提取
（产生特定抗体）
给小鼠注射特定抗原
培养小鼠骨髓瘤细胞
（能无限增殖）
骨髓瘤细胞
诱导
融合
多种细胞
第一次筛选
特定的
选择性培养基
只有融合的
杂交瘤细胞
克隆化培养、
抗体检测
第二次筛选
抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞
体外培养
注射到
小鼠腹腔
大量单克隆抗体
腹水
培养液
B细胞
瘤细胞
B-B细胞
瘤-瘤细胞
杂交瘤细胞
特异性强
灵敏度高
可大量制备
乙肝测定试剂
艾滋病检测试剂
新冠病毒抗原检测试剂盒
1. 诊断试剂——最广泛应用
病毒蛋白的检测依赖抗体
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。
具有准确、高效、简易、快速特点
诊断优点：
原理：抗原—抗体特异性结合
ADC=单克隆抗体 + 接头 + 药物
抗体-药物偶联物（ADC）由单克隆抗体、连接子和小分子细胞毒药物偶联而成，可以像精准制导的导弹一样对癌细胞实施精准打击。
瞄准装置
爆炸装置
2. 运载药物
单克隆抗体+药物 =“生物导弹”
ADC的作用机制示意图
①
ADC
②
③
④
溶酶体裂解
释放药物
⑤
细胞凋亡
脂质体给药
高效 低毒 靶向
抗肿瘤药物载体：阿霉素脂质体和顺铂脂质体已在国外上市。
知识拓展
3. 治疗疾病
医药领域，单抗类药物占用重要地位
2018年全球药物销售额排名前10的单抗药物
修美乐已连续8年蝉联榜首。2021年新冠疫苗(mRNA疫苗)位居榜首，修美乐位居第二位。
一、概念检测
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. 前者主要为了获得细胞产品，后者主要为了获得杂种植株
C
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
3.下图为细胞融合的简略过程，请据图回答：
(1)若A、B是植物细胞，在细胞融合之前要先用___________________处理，除去__________；
A、B到细胞C的过程中，常用的物理方法是_________________。融合完成的标志是__________
(2)若A、B是植物细胞，则形成的D细胞还要应用_________________技术把D培养成植株。
(3)若A、B是动物细胞，一般取自____________________的器官或组织，然后用_________________________________________________,使其分散开来，A、B到C的过程中，常用的不同于植物细胞的手段是___________________诱导细胞融合，所形成的D称为______________
纤维素酶和果胶酶
细胞壁
电融合法、离心法
再生出细胞壁
植物组织培养
动物胚胎或幼龄动物
机械的方法或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理
灭活的病毒
杂交细胞
(3)若该过程是制备单克隆抗体的部分过程，A为小鼠B淋巴细胞，在获得此细胞之前，小鼠已被注射了___________。由D细胞连续分裂产生大量细胞的过程称为_____________。这种细胞既能大量增殖，又能分泌_____________。图中B为____________
(4)若该过程是制备单克隆抗体的部分过程，在A、B到C的过程种，所形成的C有___种(只考虑两个细胞的相互融合)，用来培养的细胞应该是___________，获得D后，常用的培养方法是_____________________和__________
制备单克隆抗体的免疫学基本原理是______________________________________________
特定的抗原
动物细胞培养
特异性抗体
骨髓瘤细胞
3
杂交瘤细胞
在体外条件下大规模培养
注射到小鼠腹腔内增殖
每一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体
1.(2022·天津市高二阶段练习)如图表示仙台病毒诱导动物细胞融合的部分过程，下列叙述正确的是( )
A.细胞A和细胞B必须为同种细胞才能融合
B.细胞C同时有细胞A和细胞B的遗传物质
C.该融合过程体现了细胞膜具有选择透过性
D.此过程的原理是动物细胞具有全能性
B
2.对比动物细胞融合和植物体细胞杂交技术，下列论述合理的是( )
A.均可使用PEG、电融合或灭活病毒诱导细胞融合
B.两者都可以跨越种属间的生殖隔离
C.两者都可以体现细胞的全能性
D.在适宜的条件下，均可产生完整个体
B
3.新型冠状病毒表面的刺突蛋白(S蛋白)与人呼吸道黏膜上皮细胞ACE2受体结合，入侵细胞后可引起肺炎。针对此环节研发单克隆抗体是治疗新冠肺炎的研究热点之一，下列相关叙述错误的是( )
A.①过程需多次向小鼠体内注射S蛋白，以便于从
脾脏中获得致敏的B淋巴细胞
B.②过程可通过电融合法使两个细胞融合
C.经③过程筛出的细胞既能无限增殖又能产生识别
S蛋白的单克隆抗体
D.S蛋白的单克隆抗体能够阻断病毒入侵正常细胞以减弱对机体的毒害
C
4.(2023·河北廊坊高三模拟)抗体—药物偶联物(ADC)通过采用特定技术将具有生物活性的小分子药物连接到能特异性识别肿瘤细胞的单克隆抗体上，实现对肿瘤细胞的选择性杀伤。ADC的结构及其发挥作用的机理如图所示，
下列有关说法错误的是
A.单克隆抗体制备过程中通常将免
疫后得到的B淋巴细胞与骨髓瘤
细胞融合
B.用96孔板培养和多次筛选杂交瘤细胞后，在体外大规模培养可获得单
克隆抗体
C.ADC通过抗体与细胞膜上的受体特异性结合，以主动运输的方式进入
肿瘤细胞
D.ADC在肿瘤细胞里被溶酶体裂解，释放药物，使肿瘤细胞死亡
C