【生物】动物细胞工程第2课时课件-2023-2024学年高二下学期生物人教版(2019)选择性必修3.pptx
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1、第第2 2章章 细胞工程细胞工程 第2节 动物细胞工程1.阐明动物细胞融合技术的概念、过程与意义,并与植物体细胞杂交过程进行比较,提升科学思维能力。2.通过分析单克隆抗体制备过程示意图,概述单克隆抗体制备的原理、过程,探讨单克隆抗体的优点及应用,认同动物细胞融合技术在医疗卫生等方面发挥了重要作用。学习目标二 动物细胞融合技术与单克隆抗体意义意义:打破生殖隔离打破生殖隔离,实现远缘杂交育种实现远缘杂交育种,培育新的作物类型。,培育新的作物类型。植物体细胞杂植物体细胞杂交技术交技术植物细胞植物细胞融合完成融合完成的的标志标志:杂种细胞杂种细胞再生出再生出新的细胞壁。新的细胞壁。植物体细胞植物体细胞
2、杂交技术完成杂交技术完成的的标志标志:形成:形成杂种植株杂种植株。有没有技术能让不同种动物的体细胞进行杂交,培育出集不同细胞的优势于一身的动物细胞呢?2.2 动物细胞融合技术与单克隆抗体动物细胞融合技术一、动物细胞融合技术1.概念:指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术。2.原理:细胞膜具有一定的流动性3.结果:形成具有原来两个或多个细胞的遗传信息的杂交细胞。4.融合方法:动物细胞没有细胞壁,可以直接诱导融合。动物细胞没有细胞壁,可以直接诱导融合。与植物原生质体融合的方法相同物理法电融合法、离心法化学法聚乙二醇(PEG)融合法生物法灭活病毒诱导法(动物细胞融合特有)灭活是指用物理或是指用物
3、理或化学手段化学手段使病毒失去感染能力,但是,但是并不破坏病毒的抗并不破坏病毒的抗原结构。原结构。细胞膜上的细胞膜上的蛋白质分子和和脂质分子重新排布重新排布动物细胞融合完成的标志:形成具有单核的杂交细胞课本P48一、动物细胞融合技术5.意义:6.应用:突破了有性杂交方法的局限,使远缘杂交(种间、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、肿瘤和生物新品种培育等的重要手段。特别是利用杂交瘤技术制造单克隆抗体。植物体细胞杂交动物细胞融合原理细胞融合前的处理方法诱导方法结果7.植物体细胞杂交和动物细胞融合的比较细胞膜的流动性细胞膜的流动性、植物细胞的全能性植物细胞的全能性细胞膜的流
4、动性细胞膜的流动性用果胶酶和纤维素酶用果胶酶和纤维素酶去除细胞壁去除细胞壁用胰蛋白酶或胶原蛋白酶使细胞用胰蛋白酶或胶原蛋白酶使细胞分散分散成单个细胞成单个细胞物理法、化学法物理法、化学法物理法、化学法、物理法、化学法、灭活病毒灭活病毒形成形成杂种植株杂种植株形成形成杂杂交交细胞细胞金版学案P55书本P49右上角问题:19世纪30年代,科学家曾在患肺结核、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?病人体内的病毒等诱导多个体细胞融合形成了多核细胞。一、动物细胞融合技术一、概念检测1.1.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(下列有关动物细胞融合与植物体
5、细胞杂交比较的叙述,错误的是()A.A.它们的原理都涉及细胞膜的流动性它们的原理都涉及细胞膜的流动性B.B.都可以用电融合法或都可以用电融合法或PEGPEG融合法诱导融合融合法诱导融合C.C.融合前都需用纤维素酶或果胶酶处理细胞融合前都需用纤维素酶或果胶酶处理细胞D.D.前者主要是为了获得细胞产品,后者主要是为了获得杂种植株前者主要是为了获得细胞产品,后者主要是为了获得杂种植株C课本P51金版学案P55课后练习:金版学案课时评价作业(八):1-4;6在世界范围内,癌症患者的数量逐年递增(全球平均每年有75-80万人死于癌症),而且还呈现出年轻化的趋势。化疗过程中,由于化学药物没有特异性,因此必
6、然会杀死患者体内正常细胞,对患者身体健康造成较大的影响。目前,化学疗法是治疗癌症的常见手段,化疗的原理是借助一定药物,通过破坏细胞膜、阻断DNA的复制、干扰细胞内生长和增殖所需的信号传导通路等,促使癌细胞死亡。然而,化学疗法也会带来很大的副作用(如恶心、脱发、呕吐等),你能解释其中的原因吗?任务一:自主思考 结合所学,提供一种让该药物只作用于癌细胞而不伤及无辜的方案?(提示:癌细胞对于机体而言,充当的是什么角色?体内什么物质可与它特异性识别并结合呢?)抗体222222222222222增殖形成B淋巴细胞细胞群大量单一抗体单克 隆抗体2222222222222222单个B淋巴细胞体外培养 大量增
7、殖 第2章 细胞工程 动物细胞融合技术与单克隆抗体【问题1】如何制备能与肿瘤抗原特异性结合的抗体?【问题2】如何大量制备单一抗体?向动物反复注射肿瘤抗原使动物产生抗体从动物血清中分离所需抗体动物会接触多种天然抗原,因此体内产生的特异性抗体的种类超过百万种。一个B淋巴细胞B淋巴细胞群大量化学性质单一、特异性强的抗体克隆产生在体外培养条件下,一个B淋巴细胞不可能无限增殖每一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体。【问题3】如何突破这个障碍?如何获得既能产生特异性抗体,又能无限增殖的细胞呢?把B淋巴细胞与一种能无限增殖的细胞融合。产量低、纯度低、特异性差阅读课本P49第一段B细胞产生抗体骨髓瘤细胞能大量增
8、殖杂交细胞(杂交瘤细胞)既能产生抗体,又能大量增殖单克隆抗体动物细胞融合动物细胞培养 1975年,英国分子生物学家米尔斯坦与德国生物化学家科勒通过用绵羊红细胞免疫小鼠,从小鼠脾脏中提取B淋巴细胞,利用细胞融合技术,将其与具有无限增殖能力的骨髓瘤细胞融合,从而获得了世界上第一株能稳定分泌特定抗体的杂交瘤细胞株。米尔斯坦和科勒也因此获得了1984年的诺贝尔生理学或医学奖。科勒是生理学或医学奖获得者中最年轻的一位,获奖时年仅38岁。米尔斯坦(Cesar Milstein)科勒(Georges J.F.Khler)课本P48-49结合课本P48-49图2-16:尝试构建制备单克隆抗体的流程B B淋巴细
9、胞淋巴细胞骨髓瘤细胞骨髓瘤细胞杂交细胞杂交细胞融合二:单克隆抗体制备过程任务二:结合课本P48-49图2-16:尝试构建制备单克隆抗体的流程,并回答下列问题 给小鼠注射特定抗原目的?给小鼠注射特定抗原目的?诱导细胞融合的方法有几种?诱导细胞融合的方法有几种?诱导融合后的细胞类型?若仅考虑两两细胞融合呢?诱导融合后的细胞类型?若仅考虑两两细胞融合呢?得到大量单克隆抗体得到大量单克隆抗体哪两条途径?哪两条途径?杂交瘤细胞是如何筛选出来的?杂交瘤细胞是如何筛选出来的?有几次筛选过程?目的是什么?有几次筛选过程?目的是什么?注射特定的抗原(肿瘤抗原)培养骨髓瘤细胞从脾中提取骨髓瘤细胞诱导融合PEG融合
10、法、电融合法、灭活病毒诱导法多种杂交细胞:未融合的细胞B-B细胞、瘤-瘤细胞、B-瘤细胞杂交瘤细胞多种B淋巴细胞特点:既能无限增殖,又能产生抗体1、单克隆抗体的制备过程1.免疫处理2.诱导融合3.选择培养如何把杂交瘤细胞从众多的细胞中筛选出来?若只考虑细胞的两两融合,培养基中会存在几种细胞?课本P48-49二、单克隆抗体的制备过程在动物细胞培养液中加入氨基喋呤制成特定的选择培养基(HAT培养基),将诱导融合后的细胞接种到该培养基中。第一次筛选:筛选出杂交瘤细胞B淋巴细胞及同型融合细胞能合成DNA,但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,不能增殖死亡杂交瘤细胞能合成DNA,且能
11、无限增殖存活二、单克隆抗体的制备过程细胞细胞合成合成DNADNA有有D D和和S S两条途径,其中两条途径,其中D D途径途径能能被氨基喋呤阻断被氨基喋呤阻断。人人淋巴细胞中有这淋巴细胞中有这两种两种DNADNA的合成的合成途径途径,但,但不能分裂增殖不能分裂增殖。鼠骨髓瘤鼠骨髓瘤细胞中细胞中只有只有D D途径,没有途径,没有S S途径,但途径,但能不断分裂增殖能不断分裂增殖。多孔培养板常用工具【思考讨论思考讨论】5.5.如何筛选能如何筛选能分泌肿瘤抗体分泌肿瘤抗体的杂交瘤细胞?的杂交瘤细胞?1.1.怎样检测细胞是否能分泌肿瘤抗体怎样检测细胞是否能分泌肿瘤抗体?2.2.将所有细胞放在一起检测还
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