高中生物人教版（2019）选择性必修三2.2.2动物细胞融合与单克隆抗体 课件（36张ppt）
文档属性
| 名称 | 高中生物人教版（2019）选择性必修三2.2.2动物细胞融合与单克隆抗体 课件（36张ppt） |  | |
| 格式 | ppt | ||
| 文件大小 | 14.8MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2021-03-16 20:03:26 | ||
图片预览
文档简介
2.2.2 动物细胞融合技术与单克隆抗体
“生物导弹” 追踪癌细胞
抗体
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。
有没有技术让不同种动物的体细胞杂交，培育出集不同种细胞优势于一身的动物细胞呢？
动物细胞融合技术
1970年荧光标记的人-鼠细胞融合实验模式图
实例：
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？
动物细胞融合流程图
动物细胞融合
动物细胞培养
一. 动物细胞融合
概念:指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术
细胞膜的流动性
原理
发展出杂交瘤技术、制备单克隆抗体
应用
诱导方法
化学法：PEG融合法
物理法：电融合法
灭活的病毒诱导法
形成杂交细胞。即具有原来两个或多个细胞遗传信息的单核细胞。
结果
突破了有性杂交的局限，使远缘杂交（种间、属间、科间、动植物之间）成为可能。
优点
*灭活病毒诱导法是动物细胞融合特有的诱导融合方法
融合完成的标志：
细胞核的融合
还要经过筛选
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、什么是病毒的灭活？
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.为什么能用灭活的病毒能诱导动物细胞膜的融合？
阅读相关信息，思考如下问题：
灭活病毒诱导细胞融合过程：
正在融合的淋巴细胞与骨髓瘤细胞
正在融合的鸡血细胞
动物细胞融合实例：
处理方法
诱导手段
结果
原理
看图对比动物和植物细胞融合的异同
项目
植物体细胞杂交
动物细胞融合
原理
融合前处理
用_____________和__________去壁后诱导原生质体融合
用____________使细胞分散后诱导细胞融合
诱导融合的方法
意义和用途
克服 的障碍，获得杂种_________
获得杂交细胞，
细胞膜的流动性
植物细胞全能性
细胞膜的流动性
纤维素酶
果胶酶
胰蛋白酶或胶原蛋白酶
物理法、化学法
物理法、化学法
还有
生物法：灭活的病毒诱导法
远缘杂交
制备单克隆抗体
植株
总结：比较植物体细胞杂交和动物细胞融合
20世纪90年代初，英国科学家成功地利用“生物导弹”单克隆抗体瞄准并杀死了癌细胞，使患血癌的一名67岁退休教授与一名女患者的癌细胞奇迹般消失了。被称为“生物导弹”的单克隆抗体，能够跟踪和杀死细菌、病毒或癌细胞。
创设情境
抗原不纯
抗体不纯
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。
动物体内
抗原
刺激
浆细胞
抗体
B细胞
增殖分化
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，一个活化的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：有什么方法能使活化的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
单个活化的
B淋巴细胞
细胞群
抗体
癌细胞
动物细胞融合
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
1975年，米尔斯坦和柯勒
1984年，诺贝尔生理学或医学奖
动物细胞融合
杂交细胞
动物细胞培养
抗体
杂交瘤细胞
既能迅速大量增殖，
又能产生专一抗体
骨髓瘤细胞（能无限增殖）
一个活化的B淋巴细胞（只分泌一种特异性抗体）
单克隆抗体
二、单克隆抗体及其应用
由单个活化的B淋巴细胞经过无性繁殖（即克隆），形成基因型相同的细胞群，这一细胞群所产生的化学性质单一、特异性强的抗体称为单克隆抗体。
1、单克隆抗体：
单克隆抗体的制备
注射特定抗原
从脾脏中获取B淋巴细胞
骨髓瘤细胞
培养骨髓瘤细胞
目的是获得产生特定抗体的B淋巴细胞
骨髓瘤细胞
与B淋巴细胞融合
诱导融合
知识海洋
骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合
第一次筛选
多种杂交细胞
选择培养基培养
筛选杂交瘤细胞
杂交瘤细胞
既能迅速大量增殖
又能产生抗体
特点
知识海洋
杂交瘤细胞
第二次筛选
多孔培养板
筛选抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞
克隆化培养和抗体检测
既能迅速大量增殖
又能产生特异性抗体
特点
知识海洋
单克隆抗体的制备
在体外培养
注射到小鼠腹腔内
培养液中获取
从腹水中获取
单克隆抗体
应用探究
单克隆抗体制备过程中使用的骨髓瘤细胞是一种缺陷型细胞，在含有次黄嘌呤、氨基嘌呤和胸腺嘧啶的培养基(HAT)中无法生长；而小鼠B淋巴细胞是正常细胞，在HAT培养基上可正常存活。用聚乙二醇诱导细胞融合后，经过数代培养，最终可在HAT培养基上存活的细胞是 ( )
A. 骨髓瘤细胞之间形成的融合细胞
B. B淋巴细胞之间形成的融合细胞
C. 骨髓瘤细胞与B淋巴细胞之间形成的融合细胞
D. B淋巴细胞
C
用抗原注射小鼠
从患骨髓瘤的小鼠体内取骨髓瘤细胞的培养
已活化的B淋巴细胞
骨髓瘤细胞
诱导融合
多种杂交细胞
小鼠的脾脏中获取
2、单克隆抗体的制备过程
置于选择性培养基上培养
2
杂交瘤细胞
1
3
第一次筛选
多种杂交
瘤细胞
融合的细胞
骨髓瘤细胞
自身融合
B细胞自身融合
杂交细胞
1
3
2
未融合的B淋巴细胞
未融合的骨髓瘤细胞
克隆化培养
抗体检测
第二次筛选
(抗原-抗体杂交技术)
多种杂交瘤细胞
能分泌所需抗体的杂交瘤细胞
阳性细胞
注射到小鼠体内
体外培养
分离、提纯单克隆抗体
体内或体外培养
能分泌所需抗体的杂交瘤细胞
细胞培养工程师在工作
单·克隆·抗体
骨髓瘤细胞培养
杂交细胞
单一抗体
阳性细胞
单克隆
抗体
细胞融合
B淋巴细胞
骨髓瘤细胞
融合
脾脏中获取
单克隆抗体的制备过程
诱导融合
选择培养基
克隆化培养，专一抗体检验
体外培养或小鼠腹腔内增殖
动物细胞融合
动物细胞培养
给小鼠注射特定的抗原蛋白
B淋巴细胞（免疫）
骨髓瘤细胞
杂交细胞
杂交瘤细胞
单克隆抗体
能分泌所需抗体
的杂交瘤细胞
第一次筛选
第二次筛选
补充资料：第一次筛选获得杂交瘤细胞
①细胞合成DNA有D和S两条途径，其中D途径能被氨基喋呤阻断。
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
不能无限增殖，死亡
骨髓瘤细胞及同型融合细胞
不能无限增殖，死亡
杂交瘤细胞
能无限增殖，生长
阳性孔
抗体检测的方法——抗原-抗体杂交法
在单克隆抗体制备过程中，两次筛选的目的和方法是不相同的。
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
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
单克隆抗体的制备
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
1、提取细胞并培养
2、细胞融合
B淋巴细胞的融合细胞
B淋巴细胞和瘤细胞融合的细胞
3、获得杂交细胞 （继承双亲的特点）
筛选产生特异抗体的杂交瘤细胞
4、杂交细胞进行细胞培养
5、得到化学性质单一的，针对性强的抗体
选择培养基筛选杂交细胞
抗原-抗体杂交技术
小结：---单克隆抗体的制备流程
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。
单克隆抗体的应用
具有准确、高效、简易、快速特点.
诊断优点：
思考-讨论
乙肝测定试剂
艾滋病检测试剂
(主要用于癌症治疗)如：单克隆抗体+药物 =“生物导弹”
2、用于治疗疾病和运载药物
优点：位置准确、疗效高、副作用小
结合同位素的单抗
(“生物导弹” —单抗导向，药物为弹头)
我国生产的生物导弹----- 治疗肿瘤
(“生物导弹” —单抗导向，药物为弹头)
“生物导弹” 追踪癌细胞
抗体
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。
有没有技术让不同种动物的体细胞杂交，培育出集不同种细胞优势于一身的动物细胞呢？
动物细胞融合技术
1970年荧光标记的人-鼠细胞融合实验模式图
实例：
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？
动物细胞融合流程图
动物细胞融合
动物细胞培养
一. 动物细胞融合
概念:指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术
细胞膜的流动性
原理
发展出杂交瘤技术、制备单克隆抗体
应用
诱导方法
化学法：PEG融合法
物理法：电融合法
灭活的病毒诱导法
形成杂交细胞。即具有原来两个或多个细胞遗传信息的单核细胞。
结果
突破了有性杂交的局限，使远缘杂交（种间、属间、科间、动植物之间）成为可能。
优点
*灭活病毒诱导法是动物细胞融合特有的诱导融合方法
融合完成的标志：
细胞核的融合
还要经过筛选
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、什么是病毒的灭活？
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.为什么能用灭活的病毒能诱导动物细胞膜的融合？
阅读相关信息，思考如下问题：
灭活病毒诱导细胞融合过程：
正在融合的淋巴细胞与骨髓瘤细胞
正在融合的鸡血细胞
动物细胞融合实例：
处理方法
诱导手段
结果
原理
看图对比动物和植物细胞融合的异同
项目
植物体细胞杂交
动物细胞融合
原理
融合前处理
用_____________和__________去壁后诱导原生质体融合
用____________使细胞分散后诱导细胞融合
诱导融合的方法
意义和用途
克服 的障碍，获得杂种_________
获得杂交细胞，
细胞膜的流动性
植物细胞全能性
细胞膜的流动性
纤维素酶
果胶酶
胰蛋白酶或胶原蛋白酶
物理法、化学法
物理法、化学法
还有
生物法：灭活的病毒诱导法
远缘杂交
制备单克隆抗体
植株
总结：比较植物体细胞杂交和动物细胞融合
20世纪90年代初，英国科学家成功地利用“生物导弹”单克隆抗体瞄准并杀死了癌细胞，使患血癌的一名67岁退休教授与一名女患者的癌细胞奇迹般消失了。被称为“生物导弹”的单克隆抗体，能够跟踪和杀死细菌、病毒或癌细胞。
创设情境
抗原不纯
抗体不纯
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。
动物体内
抗原
刺激
浆细胞
抗体
B细胞
增殖分化
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，一个活化的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：有什么方法能使活化的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
单个活化的
B淋巴细胞
细胞群
抗体
癌细胞
动物细胞融合
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
1975年，米尔斯坦和柯勒
1984年，诺贝尔生理学或医学奖
动物细胞融合
杂交细胞
动物细胞培养
抗体
杂交瘤细胞
既能迅速大量增殖，
又能产生专一抗体
骨髓瘤细胞（能无限增殖）
一个活化的B淋巴细胞（只分泌一种特异性抗体）
单克隆抗体
二、单克隆抗体及其应用
由单个活化的B淋巴细胞经过无性繁殖（即克隆），形成基因型相同的细胞群，这一细胞群所产生的化学性质单一、特异性强的抗体称为单克隆抗体。
1、单克隆抗体：
单克隆抗体的制备
注射特定抗原
从脾脏中获取B淋巴细胞
骨髓瘤细胞
培养骨髓瘤细胞
目的是获得产生特定抗体的B淋巴细胞
骨髓瘤细胞
与B淋巴细胞融合
诱导融合
知识海洋
骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合
第一次筛选
多种杂交细胞
选择培养基培养
筛选杂交瘤细胞
杂交瘤细胞
既能迅速大量增殖
又能产生抗体
特点
知识海洋
杂交瘤细胞
第二次筛选
多孔培养板
筛选抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞
克隆化培养和抗体检测
既能迅速大量增殖
又能产生特异性抗体
特点
知识海洋
单克隆抗体的制备
在体外培养
注射到小鼠腹腔内
培养液中获取
从腹水中获取
单克隆抗体
应用探究
单克隆抗体制备过程中使用的骨髓瘤细胞是一种缺陷型细胞，在含有次黄嘌呤、氨基嘌呤和胸腺嘧啶的培养基(HAT)中无法生长；而小鼠B淋巴细胞是正常细胞，在HAT培养基上可正常存活。用聚乙二醇诱导细胞融合后，经过数代培养，最终可在HAT培养基上存活的细胞是 ( )
A. 骨髓瘤细胞之间形成的融合细胞
B. B淋巴细胞之间形成的融合细胞
C. 骨髓瘤细胞与B淋巴细胞之间形成的融合细胞
D. B淋巴细胞
C
用抗原注射小鼠
从患骨髓瘤的小鼠体内取骨髓瘤细胞的培养
已活化的B淋巴细胞
骨髓瘤细胞
诱导融合
多种杂交细胞
小鼠的脾脏中获取
2、单克隆抗体的制备过程
置于选择性培养基上培养
2
杂交瘤细胞
1
3
第一次筛选
多种杂交
瘤细胞
融合的细胞
骨髓瘤细胞
自身融合
B细胞自身融合
杂交细胞
1
3
2
未融合的B淋巴细胞
未融合的骨髓瘤细胞
克隆化培养
抗体检测
第二次筛选
(抗原-抗体杂交技术)
多种杂交瘤细胞
能分泌所需抗体的杂交瘤细胞
阳性细胞
注射到小鼠体内
体外培养
分离、提纯单克隆抗体
体内或体外培养
能分泌所需抗体的杂交瘤细胞
细胞培养工程师在工作
单·克隆·抗体
骨髓瘤细胞培养
杂交细胞
单一抗体
阳性细胞
单克隆
抗体
细胞融合
B淋巴细胞
骨髓瘤细胞
融合
脾脏中获取
单克隆抗体的制备过程
诱导融合
选择培养基
克隆化培养，专一抗体检验
体外培养或小鼠腹腔内增殖
动物细胞融合
动物细胞培养
给小鼠注射特定的抗原蛋白
B淋巴细胞（免疫）
骨髓瘤细胞
杂交细胞
杂交瘤细胞
单克隆抗体
能分泌所需抗体
的杂交瘤细胞
第一次筛选
第二次筛选
补充资料：第一次筛选获得杂交瘤细胞
①细胞合成DNA有D和S两条途径，其中D途径能被氨基喋呤阻断。
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
不能无限增殖，死亡
骨髓瘤细胞及同型融合细胞
不能无限增殖，死亡
杂交瘤细胞
能无限增殖，生长
阳性孔
抗体检测的方法——抗原-抗体杂交法
在单克隆抗体制备过程中，两次筛选的目的和方法是不相同的。
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
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
单克隆抗体的制备
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
1、提取细胞并培养
2、细胞融合
B淋巴细胞的融合细胞
B淋巴细胞和瘤细胞融合的细胞
3、获得杂交细胞 （继承双亲的特点）
筛选产生特异抗体的杂交瘤细胞
4、杂交细胞进行细胞培养
5、得到化学性质单一的，针对性强的抗体
选择培养基筛选杂交细胞
抗原-抗体杂交技术
小结：---单克隆抗体的制备流程
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。
单克隆抗体的应用
具有准确、高效、简易、快速特点.
诊断优点：
思考-讨论
乙肝测定试剂
艾滋病检测试剂
(主要用于癌症治疗)如：单克隆抗体+药物 =“生物导弹”
2、用于治疗疾病和运载药物
优点：位置准确、疗效高、副作用小
结合同位素的单抗
(“生物导弹” —单抗导向，药物为弹头)
我国生产的生物导弹----- 治疗肿瘤
(“生物导弹” —单抗导向，药物为弹头)