1、2021人人教版（教版（新教材新教材）必修二）必修二 遗传和进化遗传和进化第二章 细胞工程第2节 动物细胞融合技术和单克隆抗体（第二课时）本节聚焦:1.什么是细胞融合技术？2.单克隆抗体是如何制备的？在临床上有哪些应用?我们知道运用植物体细胞杂交技术，可以跨越不同植物之间生殖隔离的屏障，培育出新的作物类型。那么，有没有技术能让不同种动物的体细胞进行杂交，培育出及不同细胞的优势于一身的动物细胞呢？19701970年，有两位科学家做了一个年，有两位科学家做了一个人人鼠细胞融合鼠细胞融合的实验，的实验，以证明以证明细胞膜上的蛋白质分子是运动的细胞膜上的蛋白质分子是运动的。回忆实例实例1 1：自然条件
2、自然条件受精作用受精作用一一. .动物动物细胞融合技术细胞融合技术19701970年人工条件下的年人工条件下的人人- -鼠细胞融合实验鼠细胞融合实验实例实例2 2：人工诱导人工诱导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？概念概念：结果结果：杂交细胞杂交细胞原理原理：细胞膜的流动性细胞膜的流动性 动物细胞融合也称动物细胞融合也称_ 。是指。是指_ _ 动物细动物细胞结合成一个细胞的过程胞结合成一个细胞的过程。两个两个 多个多个或
3、或单核单核细胞杂交细胞杂交 一一. .动物动物细胞融合技术细胞融合技术1. 什么是动物细胞融合技术（概念）？原理是什么？形成的具有原来两个或多个细胞遗传信息的 _ 细胞，称为 _ 。2. 所形成的杂种细胞有什么特点？诱导方法：诱导方法：物理法：物理法：化学法：化学法：生物法：生物法： 灭活的病毒灭活的病毒 如：仙台病毒如：仙台病毒 电激电激聚乙二醇（聚乙二醇（PEG)一一. .动物动物细胞融合技术细胞融合技术3. 诱导动物细胞融合的方法有哪些？为什么能用灭活的病毒能进行动物细胞膜的融合？用灭活的病毒诱导动物细胞融合过程：灭活的病毒病毒颗粒黏附黏附于细胞表面细胞膜被细胞膜被病毒颗粒穿通穿通细胞膜
4、连接细胞膜连接细胞核融合细胞核融合，形成杂交细胞处理方法处理方法 诱导手段诱导手段 结果结果 原理原理看图对比动物和植物细胞融合的异同项目项目植物体细胞杂交植物体细胞杂交动物细胞融合动物细胞融合原理原理融合前处理融合前处理用用_和和_去除细胞壁后去除细胞壁后诱导原生质体融合诱导原生质体融合用用_使细胞分散后诱使细胞分散后诱导细胞融合导细胞融合诱导融合的方诱导融合的方法法 杂种植株（或杂杂种植株（或杂交细胞）特点交细胞）特点杂种植株含有两种杂种植株含有两种生物的遗传物质生物的遗传物质 杂交细胞具有杂交细胞具有意义和用途意义和用途克服克服 不亲不亲和的障碍，获得杂和的障碍，获得杂种种_ 突破突破_
5、，使，使_成为可能。获得杂交成为可能。获得杂交细胞，用于细胞，用于_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（离心，振动，电激）化学法：PEG物理法（离心，振动，电激）化学法：PEG还有生物法：灭活的病毒远缘杂交两个或多个细胞的遗传物质远缘杂交单克隆抗体制备植株有性杂交局限总结：比较植物体细胞杂交和动物细胞融合总结：比较植物体细胞杂交和动物细胞融合意义意义：突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交（突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交（种间、种间、属间、科间、动植物之间）成为可能。属间、科间、动植物之间）成为可能。成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和生物新成
6、为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和生物新品种培育等的重要手段。品种培育等的重要手段。特别特别是利用杂交瘤技是利用杂交瘤技术术制造单克隆抗体制造单克隆抗体应用应用： 一一. .动物动物细胞融合技术细胞融合技术4. 动物细胞融合技术的意义和应用有哪些？ 已成功的动物细胞融合实例有很多，如鼠鸡、鼠兔、鼠猴、人鼠、人兔、人鸡、人蛙等上百种融合细胞。甚至已成功完成了酵母菌鸡 、人胡萝卜 等细胞的融合。 想了解更多信息，可通过网络、电视、杂志等途径关注动物细胞融合和单克隆抗体的最新信息。生物种间杂交想像图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
7、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 抗原抗原 动物动物体内体内刺激刺激浆细胞浆细胞抗体抗体抗原不纯抗原不纯抗体不纯抗体不纯 筛选筛选单一单一B细胞细胞不能无限增殖产生大量抗体不能无限增殖产生大量抗体传统传统抗体制备方法及缺陷抗体制备方法及缺陷缺陷：缺陷： 产量产量低、纯度低低、纯度低， 且且抗体的特异性差、灵敏度低。抗体的特异性差、灵敏度低。活动活动:阅读阅读P并思考：并思考：科学家发现科学家发现B淋巴细胞有什么特点？淋巴细胞有什么特点？ 怎样才能获得大量的单一抗体？怎样才能获得大量的单一抗体？体外培养时，一个体外
8、培养时，一个B淋巴细胞不能无限增殖淋巴细胞不能无限增殖问题问题：我们所学的哪种细胞是可以无限增殖的：我们所学的哪种细胞是可以无限增殖的问题问题：有什么方法能使：有什么方法能使B细胞产生抗体的能力细胞产生抗体的能力 和无限增殖能力同时具备和无限增殖能力同时具备科学家发现：科学家发现：.体内产生的特异性抗体种类多达百万种以上体内产生的特异性抗体种类多达百万种以上.每个每个B细胞只分泌一种特异性的抗体细胞只分泌一种特异性的抗体单单 克克 隆隆抗抗 体体克隆克隆 一个一个B淋巴细胞淋巴细胞 细胞群抗体癌细胞癌细胞动物细胞融合动物细胞融合B淋巴细胞淋巴细胞骨髓瘤细胞骨髓瘤细胞动物细动物细胞融合胞融合动物
9、细动物细胞培养胞培养单克隆单克隆抗体抗体杂交瘤杂交瘤细胞细胞阅读课本阅读课本P49-50,P49-50,了解单克隆抗体的制备过程了解单克隆抗体的制备过程二、单克隆抗体的制备二、单克隆抗体的制备B、瘤、BB 、B瘤 、瘤瘤 例单克隆抗体制备过程中，骨髓瘤细胞和B淋巴细胞诱导融合后，要用特定培养基筛选出杂交瘤细胞，在这种培养基上不能存活增殖的细胞是（ ）淋巴细胞小鼠骨髓瘤细胞B淋巴细胞自身融合细胞小鼠骨髓瘤细胞自身融合细胞杂交瘤细胞A BC D C C牛刀小试抗体检测板多孔细胞培养板怎样再次筛选出能分泌所需抗体的杂交瘤细胞。二选方法：克隆化培养和专一抗体检测将杂交瘤细胞群稀释，约每孔1个进行培养（
10、克隆化培养）一段时间后，检测每个孔内的抗体分泌抗体能跟抗原结合的细胞即为所需细胞多孔细胞培养板多孔细胞培养板怎样二次筛选出能分泌所需抗体的杂交瘤细胞？怎样二次筛选出能分泌所需抗体的杂交瘤细胞？将杂交瘤细胞群稀释，将杂交瘤细胞群稀释，约每孔约每孔1个进行培养个进行培养（克隆化培养）（克隆化培养）一段时间后一段时间后，检测各孔上检测各孔上清液中细胞分泌的抗体清液中细胞分泌的抗体上清液可与特定抗原上清液可与特定抗原结合的培养孔为阳性孔结合的培养孔为阳性孔抗体检测板抗体检测板专一抗体检测专一抗体检测呈阳性呈阳性多孔细胞培养板多孔细胞培养板 单抗制备过程分哪几步？单抗制备过程分哪几步？请用箭头把以下各步
11、骤的字请用箭头把以下各步骤的字母按正确顺序连接起来。母按正确顺序连接起来。顺序是？顺序是？ 牛刀小试诱导其融合的方法有哪些？诱导其融合的方法有哪些？注射抗原的目的是注射抗原的目的是什么？什么？大量增殖杂交瘤细胞获得单抗的方法大量增殖杂交瘤细胞获得单抗的方法两次筛选的目的两次筛选的目的获得能产生相应抗体的获得能产生相应抗体的B淋巴细胞淋巴细胞物理物理:离心、振动、电激离心、振动、电激化学化学:聚乙二醇聚乙二醇 生物：生物：灭活的病毒灭活的病毒第第1 1次筛选得到杂交瘤细胞（多种）次筛选得到杂交瘤细胞（多种）。第第2 2次筛选得到能产生所需次筛选得到能产生所需抗体的抗体的杂交瘤细胞杂交瘤细胞。体外
12、培养体外培养或注射到或注射到小鼠腹腔内增殖小鼠腹腔内增殖。效应效应B细胞细胞B淋巴细胞淋巴细胞注射抗原注射抗原骨髓瘤细胞骨髓瘤细胞融合融合B-B细胞细胞杂交瘤细胞杂交瘤细胞 瘤瘤-瘤细胞瘤细胞选择性培养基选择性培养基 筛选筛选1多种杂交瘤细胞多种杂交瘤细胞符合要求的杂交瘤符合要求的杂交瘤细胞细胞抗原抗原-抗体抗体杂交法杂交法 筛选筛选2克隆化克隆化体外培养体外培养小鼠腹腔内增殖小鼠腹腔内增殖单克隆抗体单克隆抗体总结总结效应效应B细胞细胞B淋巴细胞淋巴细胞注射抗原注射抗原骨髓瘤细胞骨髓瘤细胞融合融合B-B细胞细胞杂交瘤细胞杂交瘤细胞 瘤瘤-瘤细胞瘤细胞选择性培养基选择性培养基 筛选筛选1多种杂交
13、瘤细胞多种杂交瘤细胞符合要求的杂交瘤符合要求的杂交瘤细胞细胞抗原抗原-抗体抗体杂交法杂交法 筛选筛选2克隆化克隆化体外培养体外培养小鼠腹腔内增殖小鼠腹腔内增殖单克隆抗体单克隆抗体杂交瘤细胞特点杂交瘤细胞特点既可以产生特异性抗体，既可以产生特异性抗体，又可以大量增殖又可以大量增殖单克隆抗体制备中包括几个阶段？单克隆抗体制备中包括几个阶段？动物细胞融合、动物细胞培养动物细胞融合、动物细胞培养原理原理细胞膜的流动性、细胞增殖细胞膜的流动性、细胞增殖单克隆抗体的优点：单克隆抗体的优点：特异性强，灵敏度高，可大量制备。特异性强，灵敏度高，可大量制备。总结总结图中图中B为为_过程，过程，常用常用_作为诱导
14、剂作为诱导剂，该细胞继承，该细胞继承_的遗传特性，既能的遗传特性，既能_,又能又能_ 。B体外培养体外培养骨髓瘤细胞骨髓瘤细胞杂交瘤细胞杂交瘤细胞足够数量的细胞群足够数量的细胞群注射到注射到小鼠腹腔小鼠腹腔AC 小小试试牛牛刀刀(一)作为诊断试剂最广泛应用同位素标记的单克隆抗体，在特定组织中成像，定位诊断相关疾病。准确、高效、简易、快速动动物物细细胞胞融融合合 动物细胞动物细胞A 动物细胞动物细胞B 动物细胞动物细胞_法诱导法诱导 培养培养物理物理 化学化学 生物生物杂交细胞杂交细胞（单核）（单核）膜融合膜融合质融合质融合单克隆抗体筛选二杂交细胞等杂交瘤细胞体外或体内培养筛选一骨髓瘤细胞诱导融
15、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淋巴细胞注射抗原1.1.由单克隆抗体研制而成的由单克隆抗体研制而成的“生物导弹生物导弹”由两部分组成，由两部分组成，一是一是“瞄准装置瞄准装置”，二是杀伤性，二是杀伤性“弹头弹头”，下列对此，下列对此描述不正确的是描述不正确的是( )A.“瞄准装置瞄准装置”是由识别肿瘤的单克隆抗体构成是由识别肿瘤的单克隆抗体构成B.“弹头弹头”是由放射性同位素、化学药物和毒素等物质构是由放射性同位素、化学药物和毒素等物质构成成C.“弹头弹头”中的药物有选择杀伤肿瘤细胞的功能中的药物有选择杀伤肿瘤细胞的功能D.“生物导弹生物导弹”是利用细胞工程制出来的是利用细
16、胞工程制出来的C巩固练习巩固练习2.2.右图是单克隆抗体制备流程的右图是单克隆抗体制备流程的简明示意图。下列有关叙述，简明示意图。下列有关叙述，正确的是（正确的是（ ）A A是从已免疫的小鼠脾是从已免疫的小鼠脾脏中获得的效应脏中获得的效应 T T 淋巴细胞淋巴细胞B B中使用胰蛋白酶有利于中使用胰蛋白酶有利于杂交瘤细胞的形成杂交瘤细胞的形成C C同时具有脾脏细胞和同时具有脾脏细胞和鼠骨髓瘤细胞的特性鼠骨髓瘤细胞的特性D D是经筛选培养获得的是经筛选培养获得的能分泌特异性抗体的细胞群能分泌特异性抗体的细胞群D D巩固练习巩固练习3.3.下图为科研工作者利用小鼠制备下图为科研工作者利用小鼠制备H7
17、N9H7N9禽流感病毒单克禽流感病毒单克隆抗体的过程隆抗体的过程, ,请据图回答有关问题。请据图回答有关问题。(1)(1)图中将图中将H7N9H7N9病毒抗原基因导入受体细胞常用的方法是病毒抗原基因导入受体细胞常用的方法是 。(2)(2)在受体细胞的培养过程中在受体细胞的培养过程中, ,为了防止污染为了防止污染, ,通常还要在细胞培养液中添加一通常还要在细胞培养液中添加一定量定量的的, ,其培养液与植物组织培养的培养基相比其培养液与植物组织培养的培养基相比, ,特有的天然成分特有的天然成分是是 。(3)(3)图中图中X X细胞一般选用细胞一般选用 , ,与植物体细胞杂交相比与植物体细胞杂交相比
18、, ,诱导诱导X X细胞和细胞和Y Y细胞融合还可采用细胞融合还可采用 。(4)(4)单克隆抗体的制备过程需要经过多次筛选单克隆抗体的制备过程需要经过多次筛选, ,首先用特定的选择性培养基筛选首先用特定的选择性培养基筛选出出 , ,最终获得足够数量的最终获得足够数量的 的的细胞，细胞，选出符合要求的细胞后选出符合要求的细胞后, ,可在体外条件下或注射到可在体外条件下或注射到进行增殖培养。进行增殖培养。(5)(5)利用上述技术生产的单克隆抗体可制作成诊断盒利用上述技术生产的单克隆抗体可制作成诊断盒, ,用于准确、快速诊断用于准确、快速诊断H7N9H7N9禽流感病毒的感染者禽流感病毒的感染者, ,
19、这种诊断运用了这种诊断运用了 杂交技术杂交技术, ,这体现这体现了单克隆抗体了单克隆抗体 的特性。的特性。显微注射技术显微注射技术 抗生素抗生素 动物血清动物血清 骨髓瘤细胞骨髓瘤细胞 灭活的病毒灭活的病毒 杂交瘤细胞杂交瘤细胞 能产生所需抗体能产生所需抗体小鼠腹腔小鼠腹腔 抗原抗原抗体抗体 特异性强、灵敏度高特异性强、灵敏度高 4.(1)4.(1)若若A A细胞是小鼠骨髓瘤细胞，则细胞是小鼠骨髓瘤细胞，则B B细胞是取自小细胞是取自小鼠体内的鼠体内的 细胞，从小鼠体内提取分离该细胞细胞，从小鼠体内提取分离该细胞之前，应给小鼠注射之前，应给小鼠注射_类物质。类物质。（2 2）d d过程过程是一
20、个是一个_的过程，该过程的进的过程，该过程的进行常用行常用_或或_诱导。诱导。(3)(3)假设仅考虑某两个细胞的融合，则可形成假设仅考虑某两个细胞的融合，则可形成 种种类型的类型的C C细胞，因此需用细胞，因此需用_培养基筛选出培养基筛选出D D细细胞用于培养，胞用于培养，D D细胞的名称是细胞的名称是 ，其特点，其特点是是_。B B淋巴淋巴抗原抗原动物细胞融合动物细胞融合聚乙二醇聚乙二醇 灭活病毒灭活病毒选择性选择性 3 3既能无限增殖又能产生特异性抗体既能无限增殖又能产生特异性抗体杂交瘤细胞杂交瘤细胞(4)(4)在培养时通过在培养时通过_分裂方式大量繁殖。分裂方式大量繁殖。D D细细胞体外培养需要注意的条件是（要求答胞体外培养需要注意的条件是（要求答4 4项）项）_。（5 5）单克隆抗体在疾病的诊断、治疗和预防方面）单克隆抗体在疾病的诊断、治疗和预防方面，与常规抗体相比，其特点是，与常规抗体相比，其特点是_。特异性强、灵敏度高，特异性强、灵敏度高，并可能大量制备并可能大量制备无菌、无毒的环境；充足的营养；适宜的温度和无菌、无毒的环境；充足的营养；适宜的温度和pHpH；适宜的气体环境适宜的气体环境谢谢
