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30张ppt）课件

(共30张PPT)
第二章第2节(二)
动物细胞融合技术与单克隆抗体
新课程标准 核心素养
1.举例说出动物细胞融合的概念、原理及应用。 2.阐明利用动物细胞融合技术制备单克隆抗体的过程。 3.认同单克隆抗体在临床上有重要的应用价值。 1.生命观念——以细胞的结构与功能为基础，理解动物细胞融合的内涵；并正确理解植物体细胞杂交与动物体细胞融合技术的区别。
2.科学思维——结合具体实例，以流程图的形式表示单克隆抗体的制备过程。
植物体细胞杂交
植物细胞融合
植物组织培养
温故而知新
植物体细胞杂交技术跨越不同种植物之间生殖隔离的屏障，克服远缘杂交不亲和的障碍，培育出新的作物类型。
请同学们快速阅读课本P48页回答以下问题
1. 什么是动物细胞融合技术（概念）？原理是什么？
2. 所形成的杂种细胞有什么特点？
3. 诱导动物细胞融合的方法有哪些？
4. 动物细胞融合技术的意义和应用有哪些？
三、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.结果：
形成的杂交细胞具有原来两个或多个细胞的遗传信息。
3.原理：
细胞膜的流动性
4.诱导融合的常用方法：
化学方法：如聚乙二醇（PEG）诱导融合法。
物理方法：如电融合法、离心、振动等。
生物方法：如灭活病毒诱导法（仙台病毒应用最广泛）。
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）
（1）“灭活病毒”中灭活的具体含义是什么？
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。
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。
（2）灭活病毒诱导细胞融合的原理是什么？（书本P48）
5.过程：
动物细胞融合
动物细胞培养
动物细胞融合完成的标志：
动物细胞融合成功的标志：
两个或多个细胞核融合成
一个细胞核
杂交细胞进行有丝分裂
7.应用：
（1）细胞融合技术已经成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和培育生物新品种等的重要手段。
（2）利用动物细胞融合技术发展起来的杂交瘤技术，为制造单克隆抗体开辟了新途径。
6.意义：
突破了有性杂交的局限，使远缘（种间、属间、科间、动植物之间）杂交成为可能
血型检测试剂
3.动物细胞融合属于动物细胞工程的技术手段之一。下列有关动物细胞融合的叙述,正确的是(　　)
A.动物细胞融合产生的细胞称为重组细胞
B.融合后形成的细胞为单核或多核细胞
C.常用的诱导融合的生物诱导剂是聚乙二醇、灭活病毒等
D.细胞融合也称细胞杂交,可由两个或多个动物细胞结合形成一个细胞
书本P51：概念检测1
D
比较项目 植物体细胞杂交 动物细胞融合
基本原理
融合前处理
诱导方法
用 途
细胞膜的流动性、
植物细胞的全能性
细胞膜的流动性
用纤维素酶、果胶酶去壁
用胰蛋白酶或胶原蛋白酶使细胞分散
培育新品种
例如：制备单克隆抗体
物理法：电融合法、离心法
化学法：PEG，
高Ca2+ —高PH融合法
电融合法，PEG融合法，灭活的病毒
植物体细胞杂交和动物细胞融合比较
02
单克隆抗体的制备
抗原 动物体内
刺激
浆细胞
抗体
抗原不纯
抗体不纯
筛选单一B细胞
不能无限增殖产生大量抗体
传统抗体制备方法及缺陷
缺陷： 产量低、纯度低，
且抗体的特异性差、灵敏度低。
如何解决这个问题呢？
活动２:阅读P48并思考：
科学家发现B淋巴细胞有什么特点？
怎样才能获得大量的单一抗体？
体外培养时，一个B淋巴细胞不能无限增殖
问题１：我们所学的哪种细胞是可以无限增殖的
问题２：有什么方法能使B细胞产生抗体的能力
和无限增殖能力同时具备
科学家发现：１.体内产生的特异性抗体种类多达百万种以上
　　　　　　　２.每个B细胞只分泌一种特异性的抗体
单
克 隆
抗 体
克隆
一个
B淋巴细胞
细胞群
抗体
遗憾：
癌细胞
动物细胞融合
B淋巴细胞
骨髓瘤细胞
动物细胞融合
动物细胞培养
单克隆抗体
杂交瘤细胞
1975年英国科学家米尔斯坦和柯勒的实验
阅读课本P49-50,了解单克隆抗体的制备过程
一个大胆的猜想
1975年，米尔斯坦和柯勒
1984年，诺贝尔生理学或医学奖
①未融合的细胞②多种杂交细胞
杂交瘤细胞
抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞（能产生特定抗体的杂交瘤细胞）
用特定的选择培养基
第一次筛选
克隆化培养、抗体检测
第二次筛选（可进行多次）
注射到小鼠腹腔内
体外培养
获取单克隆抗体
从小鼠腹水中
从细胞培养液中
小鼠
多种B淋巴细胞
骨髓瘤细胞
诱导融合
培养骨髓瘤细胞
注射特定的抗原
结合书本P48-49的内容以及下列问题完善单克隆抗体制备流程
1、如何获得初始的B淋巴细胞？
2、B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合后得到的都是杂交瘤细胞吗？如何筛选？
3、诱导融合后的杂交瘤细胞，是否都能分泌所需的抗体吗？该如何筛选？
4、经筛选后得到的既能迅速大量增殖，又能分泌所需抗体的杂交瘤细胞的数量有限，怎样获得大量的单克隆抗体？
注射特定的抗原
多种B淋巴细胞
骨髓瘤细胞
诱导融合
①未融合的细胞
②多种杂交细胞（包括B-B细胞、瘤-瘤细胞、杂交瘤细胞）
动物细胞融合
2.过程
小鼠
培养骨髓瘤细胞
1、如何获得初始的B淋巴细胞？
2、B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合后得到的都是杂交瘤细胞吗？如何筛选？
①未融合的细胞
②多种杂交细胞
杂交瘤细胞
抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞（能产生特定抗体的杂交瘤细胞）
用特定的选择培养基
第一次筛选
克隆化培养、抗体检测
第二次筛选（可进行多次）
注射到小鼠腹腔内
体外培养
获取单克隆抗体
从小鼠腹水中
从细胞培养液中
动物细胞培养
3、诱导融合后的杂交瘤细胞，是否都能分泌所需的抗体吗？该如何筛选？
4、经筛选后得到的既能迅速大量增殖，又能分泌所需抗体的杂交瘤细胞的数量有限，怎样获得大量的单克隆抗体？
阳性孔
抗体检测的方法——抗原-抗体杂交法
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
多孔细胞培养板
抗体检测板
分泌抗体能跟特定抗原结合的细胞即为所需杂交瘤细胞
①未融合的细胞②多种杂交细胞
杂交瘤细胞
抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞（能产生特定抗体的杂交瘤细胞）
用特定的选择培养基
第一次筛选
克隆化培养、抗体检测
第二次筛选（可进行多次）
注射到小鼠腹腔内
体外培养
获取单克隆抗体
从小鼠腹水中
从细胞培养液中
小鼠
多种B淋巴细胞
骨髓瘤细胞
诱导融合
动物细胞融合
动物细胞培养
学案P28 典例剖析
学案P29 随堂训练4
培养骨髓瘤细胞
注射特定的抗原
典例剖析
①~⑥是应用动物细胞工程获取单克隆抗X抗体的具体操作步骤,下列相关叙述错误的是(　　)
①将X抗原注入小鼠体内,获得能产生抗X抗体的B淋巴细胞　②从患骨髓瘤的小鼠体内获取骨髓瘤细胞　③利用电融合法等方法使细胞发生融合　④将杂交瘤细胞注入小鼠腹腔培养　⑤筛选出能产生抗X抗体的杂交瘤细胞　⑥从小鼠腹水中获取抗体
学案P28 典例剖析
A.实验顺序应该是①②③⑤④⑥
B.④过程中产生的多个杂交瘤细胞也称为克隆
C.③过程获得的细胞均可无限增殖
D.③~⑤的过程中通常要经过两次筛选
C
4.下图表示抗人体胃癌的单克隆抗体的制备过程,下列有关叙述错误的是(　　)
A.图中实验小鼠注射的甲是能与抗人体胃癌抗体特异性结合的抗原
B.利用PEG融合法、灭活病毒诱导法和电融合法等方法均可诱导细胞融合获得乙
C.用特定的选择
培养基对乙进行
筛选,融合细胞均能生长,未融合细胞均不能生长
D.丙需要进行克隆化培养和抗体检测,经多次筛选后可获得足够数量的能分泌所需抗体的丁
C
学案P29 随堂训练4
①未融合的细胞②多种杂交细胞
杂交瘤细胞
抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞（能产生特定抗体的杂交瘤细胞）
用特定的选择培养基
第一次筛选
克隆化培养、抗体检测
第二次筛选（可进行多次）
注射到小鼠腹腔内
体外培养
获取单克隆抗体
从小鼠腹水中
从细胞培养液中
小鼠
多种B淋巴细胞
骨髓瘤细胞
诱导融合
动物细胞融合
动物细胞培养
培养骨髓瘤细胞
注射特定的抗原
注射抗原的目的是什么？
获得能产生特定抗体的B淋巴细胞
诱导其融合的方法有哪些？
物理:离心、振动、电激
化学:聚乙二醇
生物：灭活的病毒
两次筛选的方法和目的
杂交瘤细胞特点
既能迅速大量增殖，又能产生抗体
单克隆抗体的优点：
特异性强，灵敏度高，可大量制备。
原理
动物细胞融合、动物细胞培养
第1次筛选：选出杂交瘤细胞
第2次筛选：选出能合成特异性抗体的杂交瘤细胞
单克隆抗体制备要点分析
（1）单克隆抗体的制备过程应用的技术:
( 2 )原理：
（3）单克隆抗体的制备过程两次筛选的目的和方法：
（4）杂交瘤细胞的特点：
（5）单克隆抗体的特点：
书本P51：概念检测2
动物细胞融合、动物细胞培养技术
细胞膜流动性、细胞增殖
第1次筛选的目的：选出杂交瘤细胞 方法：选择培养基
第2次筛选的目的：选出能合成特异性抗体的杂交瘤细胞
方法：抗体阳性检测（抗原-抗体杂交）
特异性强，灵敏度高，可大量制备。
既可以产生特异性抗体，又可以大量增殖
课时训练P10 基础巩固4
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
课本P51 概念检测2
A
4.用a表示骨髓瘤细胞,b表示已免疫的B淋巴细胞,则细胞融合过程中两次筛选的目的是(　　)
A.a、aa、ab、bb、b→a、aa、ab→ab
B.a、aa、ab、bb、b→ab、bb、b→ab
C.a、aa、ab、bb、b→ab→产生特定抗体的ab
D.a、aa、ab、bb、b→aa→能无限增殖的aa
答案:C
课时训练P10 基础巩固4
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
既能大量繁殖
又能产生专一抗体
特异性强
灵敏度高
可大量制备
注射抗原
3.小结
学案P29 随堂训练6
课时训练P10：8
6.下图是单克隆抗体制备流程示意图。请据图回答下列问题。
(3)最终选出的杂交瘤细胞具有　　　　 　、　 　　 　　的特点。
(4)最终筛选出的杂交瘤细胞,既可在体外培养,也可注射到小鼠　　　　内进行体内培养,从而获取大量的单克隆抗体。
(5)单克隆抗体与常规的血清抗体相比,最主要的优点是　　 　　,并且可以大量制备。
(1)根据培养基的用途分类,图中HAT培养基属于　　　　培养基。
(2)诱导动物细胞融合除了可用诱导植物原生质体融合常用的方法,还可以用　 　　　　　法。
选择
灭活病毒诱导
迅速大量增殖
产生特异性(专一)抗体
腹腔
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
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10 d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。
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。用于多种疾病的诊断和病原体鉴定。
(1)作为诊断试剂——最广泛应用
单克隆抗体的应用
二
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）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。
(2)用于治疗疾病和运载药物
单克隆抗体的应用
二
优点：位置准确、疗效高、副作用小
(主要用于癌症治疗)如：单克隆抗体+药物 =“生物导弹”
(“生物导弹” —单抗导向，药物为弹头)
1.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？
2.单克隆抗体诊断试剂盒和ADC在临床应用上各具有什么优势？
①可以用放射性同位素标记单克隆抗体进行靶向放疗；
②一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。
①检测的特异性和灵敏度大大提高；有利于控制产品的质量和标准化生产诊断试剂盒；
②ADC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
单克隆抗体的应用
二
课时训练P11 能力提升2