2.2 第2课时 动物细胞融合技术与单克隆抗体 课件(共29张PPT) 2023-2024学年高二生物人教版（2019）选择性必修3

(共29张PPT)
第2章 细胞工程
第2节 动物细胞工程
第2课时 动物细胞融合技术与单克隆抗体
1.运用结构与功能观,理解动物细胞融合技术的原理和过程。(生命观念)
2.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。(科学思维)
3.说明单克隆抗体的特点及应用。(社会责任)
一、动物细胞融合技术
1.概念:使_________________________结合形成一个细胞的技术。
2.原理:______________________。
3.常用方法:PEG融合法、电融合法和____________________等。
4.意义:突破了有性杂交的局限,使______________成为可能。
两个或多个动物细胞
细胞膜的流动性
灭活病毒诱导法
远缘杂交
二、单克隆抗体及其应用
1.传统获得抗体的方法和缺点:向动物体内反复注射___________,使动物产生抗体,然后从动物血清中分离所需抗体。用这种方法制备的抗体不仅产量低、纯度低,而且特异性差。
2.单克隆抗体的制备
(1)存在问题:B淋巴细胞能产生_________,但不能无限增殖;骨髓瘤细胞能无限增殖,但不能产生抗体。
(2)解决思路:将B淋巴细胞与能在体外大量增殖的骨髓瘤细胞融合为____________,所得到的细胞既能___________,又能产生足够数量的特定_______。
某种抗原
抗体
杂交瘤细胞
大量增殖
抗体
(3)制备过程
3.单克隆抗体的优点: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。
4.单克隆抗体的应用
(1)作为____________,在多种疾病的诊断和病原体鉴定中发挥重要的作用。
(2)用于运载药物和___________。
诊断试剂
　治疗疾病
任务 了解动物细胞融合技术及其应用
活动1 探究动物细胞融合技术
下图为动物细胞融合的过程图解。请回答下列问题:
1.动物细胞融合与植物原生质体融合的基本原理相同吗
提示 相同,原理都是细胞膜的流动性。
2.比较动物细胞融合与植物体细胞杂交所用的促融方法有何异同。
提示 相同点:二者都可以采用PEG融合法、电融合法等方法进行促融。不同点:动物细胞融合还可以采用灭活病毒诱导法进行促融。
3.若只考虑细胞间的两两融合,诱导形成的融合D细胞有几种
提示 有三种,即同种细胞融合(AA、BB)和不同种细胞融合(AB)。
4.动物细胞完成融合的标志是什么
提示 细胞核融合。
5. 融合处理后的D细胞是否可以直接用于培养 为什么
提示 不可以。因为诱导融合后形成的融合细胞有多种,需要筛选出所需要的杂交细胞才可用于培养。
认知生成
植物体细胞杂交与动物细胞融合的比较
比较项目 植物体细胞杂交 动物细胞融合
原理 细胞膜的流动性、植物细胞的全能性 细胞膜的流动性
融合前处理 _______________________ ____________________
相关酶 ___________________________ ____________________________
诱导方法 物理法:___________________________;化学法:____________________________
___________________________ 聚乙二醇(PEG)融合法、电融合法和灭活病毒诱导法等
结果 得到_______________ 得到________________
应用 培育______________ 主要用于制备__________________
意义 突破___________________的障碍,打破了______________,扩展了杂交的亲本组合
相同点 动物细胞融合与原生质体融合的原理相同,融合的方法相似
除去细胞壁
使细胞分散开
纤维素酶和果胶酶
胰蛋白酶或胶原蛋白酶等
电融合法、离心法等
聚乙二醇(PEG)融合法、高
Ca2+—高pH融合法等
杂种植株
杂交细胞
植物新品种
单克隆抗体
远缘杂交不亲和
生殖隔离
例1 (2022·连云港期中)下图为动物细胞融合技术过程图,相关叙述错误的是(　　)。
B
A.图中C为灭活的病毒,此外还可用PEG融合法诱导动物细胞融合
B.图中①过程发生了细胞膜的融合,体现了细胞膜的选择透过性
C.图中②过程表示细胞核融合形成杂种细胞
D.动物细胞融合技术可用于制备单克隆抗体
[解析] 图中①过程发生了细胞膜的融合,体现了细胞膜的流动性,B错误。
对点练1 (2022·烟台月考)运用动物体细胞杂交技术可实现基因定位。研究发现,用人体
细胞与小鼠体细胞进行杂交得到的杂种细胞含有双方的染色体。杂种细胞在持续分裂
过程中仅保留小鼠的染色体而人的染色体则逐渐丢失,只剩一条或几条。下图是人的缺
乏HGPRT酶突变细胞株(HGPRT-)和小鼠的缺乏TK酶细胞株
(TK-)融合后在HAT培养液中培养的过程,结果表明,最终人的
染色体在融合细胞中仅存有3号染色体或17号染色体或两者
都有。已知只有同时具有HGPRT酶和TK酶的融合细胞才可
在HAT培养液中长期存活与繁殖,从图示结果来看,可以确定
人的TK酶基因位于(　　)号染色体上。
B
A.3 B.17 C.3和17 D.无法确定
[解析]从培养结果可以看出,培养获得的细胞中均具有小鼠的全部染色体,但是只有含人的17号染色体的细胞存活下来,由此可知,人的TK酶基因位于17号染色体上,B符合题意。
活动2 探究单克隆抗体及其应用
下图表示单克隆抗体的制备过程,请据图思考回答:
1.图中B淋巴细胞、骨髓瘤细胞和A细胞各有何特点
提示 (1)免疫的B淋巴细胞:能产生特定抗体,但不能无限增殖。(2)骨髓瘤细胞:能大量增殖但不能产生抗体。(3)A细胞(杂交瘤细胞):既能大量增殖又能产生抗体。
2.为什么要对小鼠注射抗原
提示 以获得能产生相应抗体的B淋巴细胞。诱导融合的B淋巴细胞是经免疫产生的,未经免疫的B淋巴细胞不能产生特定抗体。
3.与植物体细胞杂交相比,过程1中特有的细胞融合方法是什么
提示 用灭活的病毒诱导细胞融合。
4. B淋巴细胞和骨髓瘤细胞经PEG处理后,培养液中存在哪几种细胞 (不考虑多个细胞相互融合的情况)
提示 未融合的B淋巴细胞、未融合的骨髓瘤细胞、B淋巴细胞与B淋巴细胞融合的细胞、骨髓瘤细胞与骨髓瘤细胞融合的细胞、B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合的细胞。
5.在两细胞融合后,还要进行两次筛选:
项目 第一次筛选 第二次筛选
筛选 原因 _______________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________________________
筛选 目的 _______________________ 　____________________________________
筛选 方法 用_____________________筛选:未融合的细胞和同种细胞融合后形成的细胞(“BB”细胞、“瘤瘤”细胞)都会死亡,只有融合的杂交瘤细胞(“B瘤”细胞)才能生长 用_______________培养,在每个孔只有一个杂交瘤细胞的情况下开始_______________________,经多次筛选得到___________________________
诱导融合后得到多种杂交细胞,另外还有
未融合的细胞
由于小鼠在生活中还受到其他抗原的刺激,因
此经选择培养获得的杂交瘤细胞中有能产生
其他抗体的细胞
得到杂交瘤细胞
得到能分泌所需抗体的杂交瘤细胞
特定的选择培养基
多孔培养皿
克隆化培养和抗体检测
能产生所需抗体的细胞群
6.单克隆抗体被广泛用作诊断试剂的原因是什么
提示　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。。
例2 (2022·湖州期中)利用杂交瘤技术制备针对特定抗原的单克隆抗体的过程如
图所示。下列叙述正确的是(　　)。
C
A.用于融合的B淋巴细胞应从未受抗原刺激的动物体内提取
B.单克隆抗体制备与植物体细胞杂交技术均依据细胞具有全能性的原理
C.筛选2过程需要用到抗体和抗原特异性结合的特性
D.选出的杂交瘤细胞只能通过体外培养获得大量单克隆抗体
[解析] 用于融合的B淋巴细胞应从受特定抗原刺激的动物体内提取,A错误;单克隆抗体
制备是利用细胞膜的流动性将B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合的,形成的杂种细胞具有两
种细胞的遗传信息,B错误;为获得能产生特定抗体的杂交瘤细胞,可以利用抗原和抗体
特异性结合的特性进行筛选,C正确;选出的杂交瘤细胞可通过注射到小鼠腹腔内增殖
或体外培养获得大量单克隆抗体,D错误。
对点练2 (2023·辽宁联考)单克隆抗体在多种疾病的诊断和治疗中发挥重要的作用。
下图表示利用小鼠制备单克隆抗体的过程,下列有关叙述正确的是(　　)。
D
A.提取的脾B淋巴细胞有多种,是因为一种抗原可诱导产生多种B淋巴细胞
B.诱导动物细胞融合的方法与诱导植物细胞原生质体融合的方法完全相同
C.在具有杂交瘤细胞的培养板上滴加相应抗体,出现阳性反应的即为目标细胞
D.筛选出的目标杂交瘤细胞可在体外或小鼠腹腔内进一步增殖培养
[解析] 一种抗原只能诱导产生一种特定的B淋巴细胞,提取的脾B淋巴细胞有多种,是因为小鼠曾经接触过多种抗原,A错误;诱导动物细胞融合的方法与诱导植物细胞原生质体融合的方法不完全相同,如诱导动物细胞融合特有的方法为灭活病毒诱导法,B错误;单克隆抗体检测时可用抗原—抗体杂交法,要取培养液滴加相应抗原,出现阳性反应的为目标细胞,C错误;筛选出的目标杂交瘤细胞可在体外大规模培养,或注射到小鼠腹腔内增殖培养,D正确。
素能提升 通过对动物细胞融合及单克隆抗体制备流程的分析,培养模型与建模、演绎与推理的科学思维能力及科学探究能力
　(2023·威海期末)CD47是一种免疫抑制蛋白,肿瘤细胞通过过量表达CD47抑制巨噬细胞的吞噬作用以实现免疫逃逸。抗CD47的单克隆抗体可以解除CD47对巨噬细胞的抑制作用,其制备流程如下图甲所示。
甲
(1)制备过程中需要用CD47对小鼠进行多次处理,目的是______________________
______________________。为保证细胞培养环境无菌、无毒,需要进行的相关操作是 ________________________________________________________________
_________________________。
获得较多的已免疫(对CD47
产生免疫)的B淋巴细胞
对培养液和所有培养用具进行灭菌处理;保证在无菌环境下进行操作;定期
更换培养液
(2)下图乙表示核苷酸合成的两条途径,物质A可以阻断全合成途径,转化酶和激酶是补救合成途径所必需的两种酶。正常细胞中含有转化酶和激酶,骨髓瘤细胞中缺乏转化酶。已知图甲的筛选1利用的是加入了H、A、T三种物质的“HAT培养基”,其筛选得到的是___________细胞,该细胞能在HAT培养基中存活并增殖的原因是______
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________;
经筛选2获得的细胞的特点是_______________________________________。

乙
杂交瘤
既能大量增殖,又能产生抗CD47的抗体　
养基中的物质A阻断了全合成途径,杂交瘤细胞含有从B淋巴细胞中获得的转化酶和
激酶,可以通过补救合成途径来合成核苷酸,同时又具备骨髓瘤细胞无限增殖的特性
HAT培
(3)为验证抗CD47的单克隆抗体可以解除CD47对巨噬细胞的抑制作用,研究人员设计如
下实验,实验组的操作是将抗CD47的单克隆抗体加入巨噬细胞和肿瘤细胞的共培养系中,
检测巨噬细胞的吞噬指数(与被吞噬肿瘤细胞的比例呈正相关);对照组为_____________
____________________________________________。预期实验结果:_________________
______________________________________________。　　　　　　　　　　　　　　　　
对照组巨噬细胞的吞噬指数显著低于实验组
不加单克隆抗体的巨噬细胞和肿瘤细胞的共培养系
[解析] (1)用CD47(抗原)对小鼠进行多次处理,可以获得较多的已免疫(对CD47产生免疫)的B淋巴细胞。对培养液和所有培养用具进行灭菌处理,保证在无菌环境下进行操作,定期更换培养液,可以保证细胞培养环境无菌、无毒。(2)在HAT培养基上能生长的细胞为杂交瘤细胞。HAT培养基中的物质A阻断了全合成途径,杂交瘤细胞含有从B淋巴细胞中获得的转化酶和激酶,可以通过补救合成途径来合成核苷酸,同时又具备骨髓瘤细胞无限增殖的特性,因此能在HAT培养基中存活和增殖。筛选2是为了得到既能大量增殖,又能产生抗CD47的抗体的细胞。(3)为验证抗CD47的单克隆抗体可以解除CD47对巨噬细胞的抑制作用,实验组的操作为将抗CD47的单克隆抗体加入巨噬细胞和肿瘤细胞的共培养系中,对照组则为不加单克隆抗体的巨噬细胞和肿瘤细胞的共培养系。由于抗CD47的单克隆抗体可以解除CD47对巨噬细胞的抑制作用,因此可推测对照组巨噬细胞的吞噬指数显著低于实验组。
课堂小结
课堂小测
1.动物细胞融合过程中既有细胞膜融合也有细胞核的融合。( )
√
2.与植物原生质体融合相比,动物细胞融合特有的诱导因子有聚乙二醇、灭活病毒。
( )
×
3.用特定的抗原对小鼠进行免疫后,从小鼠脾脏中只能得到一种B淋巴细胞。( )
×
4.单克隆抗体制备过程中通常将分离出的浆细胞与骨髓瘤细胞融合。( )
×
5.单克隆抗体制备过程中两次筛选的目的相同。( )
×
6.制备单克隆抗体时可从未经免疫的小鼠体内提取B淋巴细胞。( )
×
7.经特定抗原免疫过的B淋巴细胞在体外培养时可分泌单克隆抗体。( )
×