2.2动物细胞工程课件高二下学期生物人教版选择性必修3

第2节

动物细胞工程（第1课时）动物细胞培养【本节聚焦】1.动物细胞培养需要哪些基本条件?2.动物细胞培养的基本操作过程是什么?3.怎样客观分析干细胞在临床上的应用所产生的效益与风险?第2章细胞工程学习目标、重难点核心素养1.归纳动物细胞培养的条件、过程及应用。2.分析干细胞在临床上的应用所产生的效益与风险。1.生命观念：阐明动物细胞培养是从动物体获得相关组织，分散成单个细胞，在适宜的培养条件下让细胞生长和繁殖的过程。2.科学思维：理解动物细胞培养需要满足的条件。3.社会责任：简述干细胞在生物医学工程中有广泛的应用价值，理性看待生物技术的应用。教学重点:1.动物细胞培养的条件和过程2.干细胞的应用教学难点:动物细胞培养的条件和过程1）患者自身皮肤？2）使用他人皮肤如何？大面积烧伤：小面积烧伤：患者通过切除+植皮(自身)后恢复从社会中来健康皮肤有限来源不足，免疫排斥思考：样获得大量的自体健康皮肤？皮肤烧伤通过动物细胞培养构建的人造皮肤可以从病人身上取少量正常、健康的皮肤在体外进行培养、扩增。借助动物细胞培养构建人造皮肤动物细胞培养动物细胞核移植动物细胞融合动物细胞工程的基础人造皮肤克隆猴：中中和华华单克隆抗体动物细胞工程技术一、动物细胞培养一、动物细胞培养1.概念：从动物体中取出

，将它分散成

，然后在适宜的培养条件下，让这些细胞

的技术。相关的组织单个细胞生长和增殖动物体组织单个细胞细胞生长和增殖取出分散成适宜条件2.原理：有丝分裂（细胞增殖）3.目的：获得细胞或细胞产物；不能获得完整动物个体幼龄动物or老龄动物？为什么?细胞分化程度低，分裂能力强，有丝分裂旺盛，容易培养。一般取材于动物胚胎或幼龄动物的组织、器官。思考：体外培育皮肤细胞实际上是在体外模拟体内的生理条件进行的培养。你还记得为了维持正常的生命活动，机体给细胞提供了哪些适宜的条件吗？充足的营养稳定的内环境含人类未知、细胞生长增殖所必需的物质，满足细胞对未知营养成分的需求。血清等天然成分营养条件其他条件<<糖类氨基酸无机盐维生素无菌、无毒的环境适宜的温度、pH和渗透压适宜的气体环境动物细胞培养所需的基本条件1.营养条件：合成培养基

+血清等天然成分一般使用液体培养基，也称为培养液。二、动物细胞培养的条件将细胞所需的营养物质按种类和所需量严格配制而成的培养基。合成培养基

营养条件1不能以淀粉、蔗糖为碳源无毒：无菌：防止微生物污染以便清除代谢物，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害。二、动物细胞培养的条件

无菌无毒的环境2目的：定期更换培养液①对培养液和所有培养用具进行灭菌处理②在无菌环境下进行操作③添加一定量的抗生素一般与动物体内相同①适宜的温度：哺乳动物细胞培养的温度多以______________为宜；②适宜的pH：多数动物细胞生存的适宜pH为___________③维持适宜的渗透压的目的：36.5±0.5℃7.2-7.4维持细胞正常的形态和功能二、动物细胞培养的条件

温度、PH、渗透压3①气体的组成及作用：O2：CO2：细胞代谢所必需维持培养液的pH②容器：通常采用培养皿或松盖培养瓶。③仪器：置于含有

和

的混合气体

的CO2培养箱中进行培养。CO2培养箱二、动物细胞培养的条件

气体环境495%空气5%CO22、用动植物成体的体细胞进行离体培养，下列叙述正确的是(

)A.都需要用含95%空气和5%CO2的混合气体的培养箱B.都需要用液体培养基C.都要在无菌条件下进行D.都可体现细胞的全能性C1、下列关于动物细胞培养条件的叙述，错误的是(

)A.体外培养动物细胞时，培养环境必须保证无菌、无毒B.在使用合成培养基时，通常还需要加入血清等天然成分C.细胞培养液需要定时更换，以便清除其中的代谢废物D.可使用培养皿或松盖培养瓶在25℃和纯氧条件下培养趁热打铁D2.分散成单个细胞(1)取材对象:(2)取材原因:1.取动物组织制成细胞悬液取动物组织一般取材于动物胚胎或幼龄动物的组织、器官。细胞分化程度低，增殖能力强，容易培养。三、动物细胞培养的过程(1)原因：①从动物体取出的成块组织中，细胞与细胞靠在一起，彼此限制了生长和增殖。②利于细胞与培养液充分接触，更易进行物质交换。制成细胞悬液取动物组织三、动物细胞培养的过程2.分散成单个细胞（2）怎样将动物组织分散成单个细胞？机械的方法或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理一段时间。蛋白质不可以，因为胃蛋白酶的最适PH为2左右细胞膜也含蛋白质，长时间会分解细胞膜蛋白，破坏细胞结构，把细胞消化掉。注意控制时间和酶用量。①说明动物细胞间的物质主要是什么成分？②用胃蛋白酶可以吗？③胰蛋白酶处理时间过长，会怎样？三、动物细胞培养的过程3.细胞悬液用培养液将细胞制成细胞悬液。将细胞悬液放入培养皿或培养瓶内，置于适宜环境中进行原代培养。制成细胞悬液取动物组织放入CO2培养箱中培养转入培养液进行原代培养

悬浮生长类：贴壁生长类：体外培养的动物细胞能够悬浮在培养液中生长增殖。需要贴附于某些基质表面才能生长增殖。（大多数）这类细胞往往贴附在培养瓶的瓶壁上。——细胞贴壁要求：培养瓶或培养皿的内表面光滑、无毒、易于贴附。制成细胞悬液取动物组织放入CO2培养箱中培养转入培养液进行原代培养

三、动物细胞培养的过程4.原代培养:指动物组织经处理后的初次培养。(1)概念：4.原代培养:当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞通常会停止分裂增殖。悬浮生长类：贴壁生长类：体外培养的动物细胞会因细胞密度过大、有害代谢物积累和培养液中营养物质缺乏等因素而分裂受阻。除受以上因素影响外，还会发生接触抑制现象。思考：细胞培养一段时间，分裂会受阻，这是为什么？怎样解决这一问题？三、动物细胞培养的过程肿瘤细胞失去接触抑制适宜条件下在培养液可以无限增殖下去。癌细胞的细胞膜上糖蛋白等物质减少正常细胞平面观瓶壁上的细胞层数是：一层（或单层）癌变细胞失去接触抑制现象，可以在培养瓶中形成多层细胞正常细胞增殖到相互接触的时候，糖蛋白识别了这种信息，会使细胞停止继续增殖，出现接触抑制的现象。某些异常细胞能解除这种现象。体外动物细胞培养如何解决细胞分裂受阻的问题呢？需要对细胞进行分瓶培养，让细胞继续增殖。三、动物细胞培养的过程5.分瓶、传代培养判断依据：是否分瓶！(1)原代培养：(2)传代培养：指动物组织经处理后的初次培养。分瓶后的细胞培养。制成细胞悬液取动物组织放入CO2培养箱中培养转入培养液进行原代培养

放入CO2培养箱中培养传代培养三、动物细胞培养的过程（1）收集细胞①悬浮生长类：直接用离心法收集②贴壁生长类：重新用胰蛋白酶等处理,使之分散成单个细胞，然后再用离心法收集。（2）将收集的细胞制成细胞悬液，分瓶培养动物细胞的整个培养过程中可能多次用到胰蛋白酶或胶原蛋白酶：5.分瓶、传代培养三、动物细胞培养的过程第一次使用的目的是使组织细胞分散开；贴壁细胞传代培养时使用的目的是使细胞从瓶壁上脱离下来，分散成单个细胞，便于分瓶后继续培养。胰蛋白酶原代培养传代培养动物胚胎或幼龄动物的组织、器官细胞悬浮液10代细胞50代细胞无限传代单个细胞加培养液细胞株细胞系传代培养部分细胞的遗传物质可能会发生变化，增殖缓慢，甚至完全停止大部分细胞衰老死亡少数细胞会克服细胞寿命的自然极限，获得不死性，这些细胞已经发生了突变，正朝癌细胞发展。10~50代继续培养（50代以后）（有限细胞系）（无限细胞系）目前实验使用或冷冻保存的原代培养细胞通常为10代以内，以保持细胞正常的二倍体核型（遗传物质不改变）。三、动物细胞培养的过程取动物组织分散成单个细胞悬浮生长贴壁生长细胞密度过大、有害代谢物积累、营养物质缺乏等接触抑制传代培养细胞悬液原代培养细胞分裂受阻分瓶培养收集细胞三、动物细胞培养的过程请根据给出的动物细胞培养的关键词，构建动物细胞培养的过程小结流程图胰蛋白酶、胶原蛋白酶直接用离心法收集胰蛋白酶处理分散成单个细胞取动物组织分散成单个细胞解决悬浮生长贴壁生长(大多数）细胞密度过大、有害代谢物积累、营养物质缺乏等接触抑制传代培养用机械法或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理细胞悬液原代培养分瓶培养加培养液在培养皿或培养瓶内悬浮培养的细胞:直接用离心法收集贴壁细胞:用胰蛋白酶处理分散成单个细胞，用离心法收集细胞分裂受阻②制成细胞悬液，分瓶培养①收集细胞三、动物细胞培养的过程请根据给出的动物细胞培养的关键词，构建动物细胞培养的过程小结流程图①原代培养：指动物组织经处理后的初次培养。②细胞贴壁：大多数细胞需要贴附于某些基质表面才能增殖，这类细胞往往贴附在培养瓶的瓶壁上。③接触抑制：当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞停止分裂增殖的现象。④传代培养：分瓶后的细胞培养。细胞株细胞系原代培养传代培养动物胚胎或幼龄动物的组织、器官细胞悬浮液10代细胞50代细胞无限传代单个细胞加培养液10代以内，保持细胞正常的二倍体核型(遗传物质不改变)；部分细胞的细胞核型可能会发生变化，增殖缓慢，甚至完全停止少数细胞会克服细胞寿命的自然极限，获得不死性，这些细胞已经发生了突变，正朝癌细胞发展遗传物质改变三、动物细胞培养的过程用机械的方法，或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理目前实验使用或冷冻保存的原代培养细胞通常为10代以内，以保持细胞正常的二倍体核型（遗传物质不改变）。比较项目植物组织培养动物细胞培养原理培养基性质培养基特有成分培养结果培养目的相同点植物组织培养和动物细胞培养的比较获得细胞或细胞产物常用固体培养基植物体葡萄糖、动物血清常用液体培养基细胞增殖细胞的全能性许多细胞快速繁殖等蔗糖、植物激素1.培养过程中细胞都进行有丝分裂，不涉及减数分裂；2.均需无菌操作，需要适宜的温度、pH等条件三、动物细胞培养的过程2．动物细胞培养中需要经常转换培养基即“转管”。下列对“转管”原因的表述有误的是(

)A．正常细胞贴壁生长一段时间后出现接触抑制，不能重叠只能形成单层细胞B．考虑到氧气的供应，在培养瓶中加入的培养基较少，会导致营养不足C．活细胞产生的一些代谢物对细胞自身有毒害作用，需要定时“转管”清除D．细胞长到一定阶段，需更换培养基，诱导产生各种组织、器官D趁热打铁没有发育成完整个体课堂练习(1)动物细胞培养体现了动物细胞的全能性(

)(2)培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞(

)(3)悬浮培养的细胞直接用离心法收集，贴壁细胞需要用胰蛋白酶等处理后再用离心法收集(

)(4)动物细胞培养时，O2是细胞代谢所必需的，CO2的主要作用是维持培养液的pH(

)×√1.判断正误×√接触抑制课堂练习2.一般来说，动物细胞体外培养需要满足以下条件①无毒的环境②无菌的环境③只使用合成培养基④温度与动物的体温相近⑤因在CO2培养箱中培养，故不需要O2

⑥多数动物细胞培养在7.2～7.4的pH环境A.①②④⑤⑥

B.①②③④C.①②③⑤⑥

D.①②④⑥√加入血浆需要加入氧气，呼吸课堂练习3.在将动物组织块分散成单个细胞时，可以使用胰蛋白酶。由此判断以下推测不合理的是A.动物细胞之间可能依靠蛋白质相互联系B.处理时一定要注意处理时间、加酶量C.胰蛋白酶一定不会对动物细胞造成损伤D.动物细胞培养液的pH应与胰蛋白酶作用的适宜pH基本一致√长时间会分解细胞膜蛋白，破坏细胞结构1.什么是干细胞？它有哪些类型？这些类型的干细胞各有怎样的特点和哪些方面的应用？2.科学家是怎样获得iPS细胞的？这种细胞与胚胎干细胞相比，有哪些应用优势？3.干细胞应用于临床治疗可能存在什么问题？4.你如何看待干细胞在临床上的应用所产生的效益与风险？阅读教材P46，思考并回答下列问题：三、干细胞培养及其应用(2)分布：(3)分类：动物和人体内仍保留的少数具有分裂和分化能力的细胞。在一定条件下，干细胞可以分化成其他类型的细胞。(1)干细胞的概念：干细胞存在于

、

和

等多种组织和器官中。早期胚胎骨髓脐带血胚胎干细胞成体干细胞按来源全能干细胞多能干细胞按分化潜能专能干细胞三、干细胞培养及其应用早期胚胎中胚胎干细胞分布特点应用实例在体外分化成心肌细胞、神经元细胞和造血干细胞等必须从胚胎中获取，涉及伦理问题；因而限制了在医学上的应用。局限性

胚胎干细胞(ES细胞)1(1)形态上：体积小、细胞核大、核仁明显。(3)在体外培养的条件下，可以只增殖，而不分化。可以冷冻保存，也可以进行遗传改造。(2)功能上：具有发育的全能性。三、干细胞培养及其应用31成体组织或器官内造血干细胞（骨髓、外周血和脐带血中）神经干细胞（神经系统中）精原干细胞（睾丸中）具有组织特异性，只能分化成特定的细胞或组织，不具有发育成完整个体的能力成体干细胞分布举例特点应用实例治疗神经组织损伤和神经系统退行性疾病（如帕金森病、阿尔茨海默病等）治疗白血病及一些恶性肿瘤放疗或化疗后引起的造血系统、免疫系统功能障碍等疾病造血干细胞神经干细胞治疗细胞损伤造成的疾病03三、干细胞培养及其应用

成体干细胞232通过体外诱导小鼠成纤维细胞得到的类似胚胎干细胞的一种细胞①将特定基因或特定蛋白导入细胞

（成纤维细胞、已分化的T细胞、B细胞）诱导多能干细胞概念制备方法应用优点②用小分子化合物诱导形成。①诱导过程无须破坏胚胎；②iPS细胞可以来源于病人自身的体细胞，将它移植回病人体内后，理论上可以避免免疫排斥反应。可治疗镰状细胞贫血症；在治疗阿尔兹海默病、心血管疾病等领域的研究也取得新进展03

诱导多能干细胞(iPS细胞)3三、干细胞培养及其应用移植取成纤维细胞等iPS细胞转入相关因子细胞发生转化分化胰岛细胞神经元血细胞肠上皮细胞心肌细胞肝细胞病人iPS细胞用于治疗人类疾病示意图取成纤维细胞转入相关因子细胞转化为iPS细胞诱导iPS细胞定向分化为多种组织细胞移植回病人体内定向诱导分化

诱导多能干细胞(iPS细胞)3三、干细胞培养及其应用3.诱导多能干细胞（iPS细胞）三、干细胞培养及其应用

来源或存在功能、特点局限性胚胎干细胞(ES细胞)成体干细胞诱导多能干细胞(iPS细胞)早期胚胎能够分化成为动物体内的任何细胞，并进一步形成组织、器官甚至生物个体成体组织或器官，如造血干细胞、神经干细胞和精原干细胞等体外诱导体细胞产生能分化成为具有特定功能的细胞来治疗疾病。无须破坏胚胎，且避免免疫排斥反应。具有组织特异性，能分化成特定的细胞或组织不具有发育成完整个体的能力需从胚胎中获取，涉及伦理问题，限制了它在医学上的应用技术不成熟。面临的问题:存在着导致肿瘤发生的风险。三、干细胞培养及其应用动物细胞培养动物细胞培养的概念和原理动物细胞培养的条件动物细胞培养的过程原理：细胞的增殖在适当的培养条件下，让这些细胞生长和增殖的技术(1)营养条件(2)无菌、无毒的环境(3)温度、pH和渗透压(4)气体环境取动物组织单个细胞细胞悬液原代培养传代培养干细胞培养及其应用干细胞的分布干细胞的类型干细胞的应用胚胎干细胞（ES细胞）成体干细胞早期胚胎、骨髓和脐带血等多种组织和器官中主要应用在医学上课堂小结1.下图为幼鼠肾脏上皮细胞培养过程示意图，下列有关叙述错误的是(

)A．甲→乙过程通常需要剪碎后，用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理B．在丙中培养的细胞通常在10代以内，一般未发生癌变C．丁过程表示传代培养，大多细胞一般能增殖10～50代D．培养过程中应提供5%CO2和95%O2的气体环境，以维持培养液正常的pHD

课堂练习D

5%CO2和95%空气的气体环境2.为研究治疗性克隆技术能否用于帕金森综合征的治疗，科研人员利用帕金森综合征模型鼠进行如下图实验。下列相关叙述错误的是(

)A．过程①得到的细胞，其DNA主要来自鼠皮肤细胞B．过程③的关键是利用特定条件诱导胚胎干细胞相关基因表达C．过程②获取的胚胎干细胞具有细胞大、核小但核仁明显的特征D．过程④对受体小鼠来说植入的神经元不会发生免疫排斥反应C

课堂练习细胞体积小、细胞核大、核仁明显等特征C

10．如图是动物细胞培养的基本过程示意图。请据此回答：(1)容器A中放置的材料一般取自______________________________。(2)容器A中的动物器官或组织首先要进行的处理是________，然后在B瓶中用____________________处理使细胞分散开，这样做的目的是____________________________。(3)动物器官或组织经消化后首先在C瓶中培养，称为_____培养。当C瓶中的细胞贴满瓶壁时，可分装到D瓶和E瓶中继续培养，该过程中用相应的酶处理后再用培养液将分散的细胞制成___________，然后分装。(4)一般来说，细胞在传至10～50代时，增殖会逐渐缓慢，以至于完全停止，当继续传代培养时，少数细胞会朝着等同于________(名称)的方向发展。课后练习动物胚胎或幼龄动物的器官、组织剪碎胰蛋白酶或胶原蛋白酶使每个细胞能与培养液充分接触原代细胞悬液癌细胞第二章动物细胞工程第2节动物细胞融合技术和单克隆抗体目录/CONTENTS01动物细胞融合技术02制备单克隆抗体03单克隆抗体的应用04习题检测学习目标：1.举例说出动物细胞融合的概念、原理及应用。(重点）2.阐明利用动物细胞融合技术制备单克隆抗体的过程。（难点）3.认同单克隆抗体在临床上有重要的应用价值。新课导入植物体细胞杂交植物组织培养植物细胞融合植物体细胞杂交技术打破生殖隔离,实现远缘杂交育种，培育植物新品种。

提问：有没有技术让不同种动物的体细胞杂交，培育出集中不同细胞优势于一身的动物细胞呢？新课导入实例：1970年，人—鼠细胞荧光标记融合实验人细胞鼠细胞红色荧光染料标记的膜蛋白绿色荧光染料标记的膜蛋白细胞融合人鼠杂交细胞37°培养40min细胞融合实验结论：细胞膜具有一定的流动性新课导入思考：动物细胞进行融合，与植物有哪些不同之处？无需去除细胞壁；全能性受限制，不能培育成新的动物个体。显微镜下的动物细胞融合目录01一、动物细胞融合技术1.动物细胞融合的概念及原理是什么？2.诱导动物细胞融合的方法有哪些？3.与植物细胞融合技术相比，特有的是哪种方法，其原理是怎样的？4.所形成的杂种细胞有什么特点？5.动物细胞融合技术与植物体细胞杂交技术有什么不同？※※※探究一：自主阅读课本P48，回答下列问题一、动物细胞融合技术一、动物细胞融合技术1.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。细胞膜具有一定的流动性。（2）原理：（3）诱导细胞融合的三种方法：物理法：电融合法化学法：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化学手段使病毒或细菌失去感染能力，并不破坏病毒的抗原结构。一、动物细胞融合技术病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能够与细胞膜上的糖蛋白发生作用，使细胞相互凝集，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。灭活病毒诱导法原理用灭活的病毒诱导动物细胞融合过程：病毒颗粒灭活的病毒颗粒粘附于细胞表面，使细胞互相凝聚细胞膜融合细胞核融合形成杂交细胞细胞膜打开细胞质融合融合完成的标志一、动物细胞融合技术（5）结果：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。（6）意义：形成单核的杂交细胞。即融合后形成的具有原来两个或多个细胞遗传信息的单核细胞。（7）应用：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，特别是利用动物细胞融合技术发展起来的杂交瘤细胞技术，为制造单克隆抗体开辟了新途径。一、动物细胞融合技术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细胞融合的方法细胞融合成功的标志意义主要用途细胞膜具有一定的流动性、植物细胞的全能性细胞膜具有一定的流动性用果胶酶和纤维素酶去除细胞壁用胰蛋白酶或胶原蛋白酶使细胞分散成单个细胞聚乙二醇（PEG）融合法、电融合法、离心法；高Ca2+-高pH融合法聚乙二醇（PEG）融合法、电融合法、灭活病毒诱导法再生出细胞壁细胞核的融合打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，培育植物新品种突破了有性杂交的局限，使远缘杂交成为可能获得完整的杂种植株主要用于制造单克隆抗体习题检测判断：1．与植物原生质体相比，动物细胞融合特有的诱因因素有聚乙二醇（PEG）、灭活的病毒（）2．灭活的含义是指用物理或化学手段使病毒或细菌失去感染能力，但是不破坏它们的抗原结构（）3.二倍体动物细胞融合后的杂交细胞仍然是二倍体细胞（）4.动物细胞融合可打破生殖隔离获得新物种（）×√××二、制备单克隆抗体2021年，全国在抗击COVID-19疫情的时候，我们从新闻里看到很多康复者在捐献血浆，用来治疗其他病人。那么，血浆里到底是什么东西能够治疗新型冠状病毒感染？但是一个捐献者200~300ml的血浆，如果合格，也只能治疗2~3个患者。康复患者体内有大量的综合抗体对抗病毒如何解决？目录02二、制备单克隆抗体二、制备单克隆抗体1.如何获得能产生新冠病毒抗体的B淋巴细胞？2.如何诱导B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合？3.如何筛选出杂交瘤细胞？筛选出来的杂交瘤细胞有什么特点？4.小鼠在生活中还会受到其他抗原的刺激，杂交瘤细胞是否都能分泌新冠病毒抗体？5.如何筛选出能分泌新冠病毒抗体的杂交瘤细胞？6.经筛选后得到的杂交瘤细胞的数量有限，怎样获得大量的单克隆抗体？7.单克隆抗体制备过程中用到的技术手段有哪些？原理是什么？探究二：自主阅读课本P48-49，回答下列问题二、制备单克隆抗体1.早期获得抗体的方法传统抗体制备方法：向动物体内反复注射某种抗原，使动物产生抗体，然后从动物血清中分离所需抗体。抗原提示1：不能无限增殖产生大量抗体反复注射动物体内抗原

浆细胞抗体B细胞增殖分化抗体不纯缺点：产量低，纯度低，制备的抗体特异性差。如何解决这个问题呢？提示2：一种B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体二、制备单克隆抗体什么细胞能无限增殖？癌细胞如骨髓瘤细胞（体外可以大量增殖，但是不能产生抗体）有什么方法将这两种细胞的特点结合起来？动物细胞融合技术③解决方案：一个极富创造力的方案：动物细胞融合杂交细胞动物细胞培养单克隆抗体骨髓瘤细胞（癌细胞）能无限增殖一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体杂交瘤细胞既能迅速大量增殖，又能产生专一抗体二、制备单克隆抗体注射特定的抗原体外培养骨髓瘤细胞多种B淋巴细胞骨髓瘤细胞诱导融合将骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合用特定的抗原免疫小鼠，从脾中得到能产生特定抗体的B淋巴细胞。多种杂交细胞*不是为了得到抗体如BB、B瘤、瘤瘤等2.单克隆抗体的制备过程②诱导融合后的细胞有几种类型，若仅考虑两两细胞融合呢？③

杂交瘤细胞是如何筛选出来的？置于选择性培养基上培养第一次筛选融合的细胞B细胞自身融合未融合的B淋巴细胞B瘤骨髓瘤细胞自身融合未融合的骨髓瘤细胞B瘤B瘤第一次筛选杂交瘤细胞（多种）二、制备单克隆抗体第一次筛选：用特定的选择培养基，在该培养基上，未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡，只有融合的杂交瘤细胞才能生长。二、制备单克隆抗体筛选原因：由于小鼠体内提取的B淋巴细胞有很多种，形成的杂交瘤细胞也有很多种杂交瘤细胞(多种)能分泌所需抗体的杂交瘤细胞多孔培养板克隆化培养和抗体检测将杂交瘤细胞群稀释，约每孔1个进行培养（克隆化培养）一段时间后，用标记的抗原检测每个小孔上清液里是否含有我们需要的特异性的抗体（抗原抗体能结合即为阳性孔）第二次筛选阳性孔多孔细胞培养板抗体检测板(抗原-抗体杂交技术)抗原和抗体能够特异性结合每一个孔中尽量只接种一个杂交瘤细胞二、制备单克隆抗体在体外培养培养液中获取从腹水中获取筛选抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞单克隆抗体【培养杂交瘤细胞的方法比较】项目腹腔培养体外培养优点缺点易于控制培养条件（如无需提供无菌环境等），操作简单，成本较低规模小，产量少可大规模培养，大量生产需要人为控制培养条件，成本相对较高相关技术和原理：动物细胞融合、动物细胞培养；细胞膜的流动性、细胞增殖（有丝分裂）二、制备单克隆抗体注射抗原用特定抗原对小鼠免疫，并从其脾中获取能产生特定抗体的B淋巴细胞多种B淋巴细胞培养骨髓瘤细胞骨髓瘤细胞细胞融合诱导融合多种杂交细胞用特定的选择培养基进行筛选：只有融合的杂交瘤细胞才能生长多轮次的克隆化培养和抗体检测抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞体外培养或注射到小鼠腹腔内增殖体外培养注射到腹腔单克隆抗体从培养液或小鼠腹水中获得大量的单克隆抗体归纳总结

杂交瘤细胞

二、制备单克隆抗体课堂小结多种B淋巴细胞B淋巴细胞注射特定抗原骨髓瘤细胞融合B-B细胞杂交瘤细胞瘤-瘤细胞多种杂交瘤细胞符合要求的杂交瘤细胞抗原—抗体杂交法

筛选2克隆化培养体外培养小鼠腹腔内增殖单克隆抗体B细胞瘤细胞选择培养基筛选12、诱导其融合的方法有哪些？1、注射特定抗原的目的是什么？获得能产生特定抗体的B淋巴细胞物理：电融合法化学：聚乙二醇（PEG）融合法生物：灭活病毒诱导法3、杂交瘤细胞的特点？既可以产生抗体，又可以大量增殖4、两次筛选的目的？第1次筛选：得到杂交瘤细胞（多种）。第2次筛选：得到能分泌所需要抗体的杂交瘤细胞。二、制备单克隆抗体课堂小结多种B淋巴细胞B淋巴细胞注射特定抗原骨髓瘤细胞融合B-B细胞杂交瘤细胞瘤-瘤细胞多种杂交瘤细胞符合要求的杂交瘤细胞抗原—抗体杂交法

筛选2克隆化培养体外培养小鼠腹腔内增殖单克隆抗体B细胞瘤细胞选择培养基筛选15、单克隆抗体制备过程中应用到的细胞工程技术手段？动物细胞融合、动物细胞培养6、单克隆抗体制备过程原理？细胞膜具有一定的流动性、细胞增殖（有丝分裂）7、单克隆抗体的优点？①能准确地识别抗原的细微差异。②与特定抗原发生特异性结合。③可以大量制备。（特异性强、灵敏度高、可大量制备）习题检测判断:1.B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合后，得到的都是杂交细胞（）2.单克隆抗体制备过程中两次筛选的目的相同（）3.杂交瘤细胞的特点是既能迅速大量繁殖,又能产生专一抗体。()××√链接高考（2023·北京）1.甲状旁腺激素（PTH）水平是人类多种疾病的重要诊断指标。研究者制备单克隆抗体用于快速检测PTH，有关制备过程的叙述不正确的是（）A．需要使用动物细胞培养技术B．需要制备用PTH免疫的小鼠C．利用抗原-抗体结合的原理筛选杂交瘤细胞D．筛选能分泌多种抗体的单个杂交瘤细胞D当堂训练选择:1．下列关于杂交瘤细胞和单克隆抗体制备的说法，正确的是()A．杂交瘤细胞的特点是特异性强、灵敏度高、可大量制备B．将浆细胞在体外培养时可分泌单克隆抗体C．诱导B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合后，发生融合的细胞均为杂交瘤细胞D．筛选出杂交瘤细胞后，需利用特定抗原再次筛选能够分泌单克隆抗体的细胞2.利用细胞融合技术可以制备单克隆抗体，下列关于该过程的叙述正确的是（）A．杂交瘤细胞能无限增殖，无需进行传代培养B．利用抗原抗体反应即可筛选出杂交瘤细胞C．外界抗原多次刺激动物可以提高动物体内杂交瘤细胞的数量D．体外培养杂交瘤细胞需提供CO₂以维持培养液的pHDD目录03三、单克隆抗体的应用三、单克隆抗体的应用①作为诊断试剂：(最广泛的用途)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天左右，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。女性怀孕后会分泌一种糖蛋白,-人绒毛膜促性腺激素(HCG)，尿液中会检出HCG的存在。用抗HCG单克隆抗体制备的试纸可以测试女性是否怀孕。(抗原-抗体杂交法)三、单克隆抗体的应用①作为诊断试剂：(最广泛的用途)原理：准确识别各种抗原的细微差别，与抗原特异性结合，并可大量制备。优点：准确、高效、简易、快速同位素标记或荧光标记的单克隆抗体，在特定组织中成像，定位诊断肿瘤、心血管畸形等疾病。三、单克隆抗体的应用②用于运载药物和治疗疾病：(主要用于癌症的治疗)抗体药物接头ADC被细胞吞噬释放药物溶酶体裂解细胞凋亡抗体-药物偶联物（ADC）ADC通常由抗体、接头和药物(如细胞毒素)三部分组成生物导弹=单克隆抗体+药物。单克隆抗体：起导向作用，能特异性识别肿瘤抗原药物：发挥治疗效应，如杀伤靶细胞。讨论1：ADC的抗体和药物各具有什么作用？抗体：导向作用。即通过特异性结合靶细胞表面的抗原，将连接的药物输送到靶细胞；药物：发挥治疗效应，如杀伤靶细胞。3.单克隆抗体的应用讨论2：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？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。讨论3：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

单克隆抗体诊断试剂盒中的单克隆抗体只与特定的抗原反应，因此检测的特异性和灵敏度大大提高；生产单克隆抗体的杂交瘤细胞可以传代培养、冷冻保存和复苏利用，有利于控制产品的质量和标准化生产诊断试剂盒；②

ADC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。抗体药物接头ADC被细胞吞噬释放药物溶酶体裂解细胞凋亡1．如图所示，将由2种不同的抗原分别制备的单克隆抗体分子，在体外解偶联后重新偶联可制备双特异性抗体，简称双抗。下列说法错误的是(

)A．双抗可同时与2种抗原结合B．利用双抗可以将蛋白类药物运送至靶细胞C．筛选双抗时需使用制备单克隆抗体时所使用的2种抗原D．同时注射2种抗原可刺激B细胞分化为产双抗的浆细胞D一种浆细胞只能产生一种抗体，

同时注射2种抗原可刺激B细胞分化形成不同的浆细胞，而不是分化成产双抗的浆细胞本章小结概述应用动物细胞融合技术结果意义原理融合方法原理应用单克隆抗体的制备免疫处理第一次筛选诱导融合第二次筛选大规模培养诊断试剂运载药物治疗疾病克隆化培养抗体检测体外培养小鼠腹腔过程习题检测1.B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合后，得到的都是杂交细胞（）2.单克隆抗体制备过程中两次筛选的目的相同（）3.ADC的抗体具靶向运输作用，药物具有治疗作用（）××√习题检测概念检测（教材51页）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（

）

A.它们的原理都涉及细胞膜的流动性

B.都可以用电融合法或PEG融合法诱导融合

C.融合前都需用纤维素酶或果胶酶处理细胞

D.前者主要为了获得细胞产品，后者主要为了获得杂种植株C习题检测概念检测（教材51页）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A习题检测扩展应用3.假如你掌握了动物细胞融合技术，你想用这种技术来解决哪些问题？解决这些问题的大致思路是怎样的？这样做会有什么风险？请查阅相关资料，完善自己的思路，并形成文字报告，与同学交流。

可以利用动物细胞融合技术培育多倍体胚胎，研究其发育机制，甚至可能培育出新的物种。但是，日前相关技术还不成熟，存在融合率低、胚胎死亡率高等问题，并且还可能带来些伦理方面的问题。第二章动物细胞工程第3节动物体细胞核移植技术和克隆动物一、动物体细胞核移植技术合作探究一：请同学们自主阅读教材P52-53，小组合作思考讨论完成问题。

1.动物细胞核移植技术的概念？2.动物细胞核移植技术的原理？生殖方式？3.哺乳动物核移植的类型及特点。4.为什么非人灵长类动物体细胞核移植非常困难？一、动物体细胞核移植技术

将动物一个细胞的细胞核移入去核卵母细胞中，使这个重新组合的细胞发育成新胚胎，进而发育成动物个体的技术。1.概念:原理生殖方式用核移植的方法得到的动物称为克隆动物。动物细胞核的全能性无性生殖我国自主培育的体细胞克隆牛2、克隆技术：在生物学上包含分子、细胞、个体3个层次，即分子克隆、细胞克隆、个体克隆。1、克隆动物：用核移植的方法得到的动物克隆是指通过无性生殖而产生的遗传上均一的生物群，即具有完全相同的遗传组成的一群细胞或者生物的个体。克隆其实就是复制，可以发生在不同的水平，不同的层次。分子克隆：单克隆抗体技术、PCR技术（一般指DNA分子扩增）细胞克隆：动物细胞培养技术、植物细胞培养技术（由一个细胞分裂所形、成的细胞群体）

个体克隆：植物组织培养技术、核移植技术（指基因型完全相同的个体或、群体）[思考]为何不称为“克隆技术”而是“核移植技术”？[思考]分子克隆、细胞克隆、个体克隆分别用什么技术?二、体细胞核移植的过程一、动物体细胞核移植技术2.类型:胚胎细胞核移植体细胞核移植相对容易因为分化程度低，全能性容易表现因为分化程度高，全能性较难表现相对困难供体细胞的细胞核在去核卵母细胞中不能完全恢复其分化前的功能状态，这导致了胚胎发育率低。非人灵长类动物胚胎进行操作的技术尚不完善。为什么非人灵长类动物体细胞核移植非常困难？一、动物体细胞核移植技术3.过程:采集卵母细胞，在体外培养到MⅡ期高产奶牛(供体)2）为何选MⅡ期的卵母细胞？原因：①其细胞质中含有激发细胞核全能性表现的物质；②卵母细胞体积大，易操作；③卵母细胞营养物质丰富。去核：显微操作取体细胞去核的卵母细胞供体细胞1）何为供体、受体？供体：提供细胞核的个体受体：MⅡ期（减数分裂Ⅱ中期）卵母细胞一、动物体细胞核移植技术3.过程:采集卵母细胞，在体外培养到MⅡ期高产奶牛(供体)去核：显微操作取体细胞去核的卵母细胞供体细胞3）卵母细胞为什么要“去核”？原因：保证核移植的胚胎或动物的核遗传物质全部来自供体细胞。4）“核”的实质是什么？（P52页）5）“去核”的方法是什么？目前动物细胞核移植技术中普遍使用的去核方法是显微操作法。补充：核移植技术中普遍使用的去核方法目前核移植技术中普遍使用的去核方法是显微操作去核法。还有人采用梯度离心、紫外光短时间照射、化学物质处理等方法。这些方法时在没有穿透卵母细胞透明带的情况下去核或使其中的DNA变性。使DNA变性失活，达到去核的目的。没有刺破卵母细胞膜，对卵母细胞伤害小。梯度离心、紫外光短时间照射、化学物质处理二、体细胞核移植的过程目的？一、动物体细胞核移植技术去核的卵母细胞供体细胞将供体细胞注入去核的卵母细胞的透明带6）将整个供体细胞注入卵母细胞中有何优点？优点：①对卵母细胞损伤较小；②保证供体细胞的细胞核不被破坏，操作方便。电融合法7）激活重构胚目的是？激活方法：①物理或化学方法（如电刺激、Ca2+载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等)重构胚早期胚胎3.过程:用物理或化学方法(如电刺激、Ca2+载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等)激活重构胚胎，使其完成细胞分裂和发育进程。一、动物体细胞核移植技术(代孕)母牛体内生出与供体奶牛遗传物质基本相同的犊牛克隆动物早期胚胎3.过程:8）动物体细胞核移植技术证明了？（原理）该技术证明了：已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性。9）从遗传物质的角度分析，克隆动物是对体细胞供体动物进行了100%的复制吗？②生物性状还受环境因素的影响。①克隆动物遗传物质来源核遗传物质:全部来自

。供体动物的细胞核质遗传物质:一部分来自

细胞，另一部分来自

。供体受体卵母细胞③克隆动物在个体发育过程中有可能发生基因突变、染色体变异等可遗传变异。一、动物体细胞核移植技术采集卵母细胞，在体外培养到MⅡ期从供体高产奶牛身上取体细胞显微操作去核对体细胞进行培养去核的卵母细胞供体细胞电融合法将供体细胞注入去核的卵母细胞重构胚早期胚胎将胚胎移入受体(代孕)母牛体内生出与供体奶牛遗传物质基本相同的犊牛早期胚胎培养动物细胞培养胚胎移植动物细胞融合动物细胞核移植技术细胞核移植动物细胞培养细胞融合体细胞核移植用到的技术早期胚胎培养胚胎移植激活重构胚使其完成

细胞分裂和发育过程体细胞核移植技术VS诱导iPS细胞体细胞核移植技术和诱导iPS细胞都能生成干细胞，但它们的过程是完全不同的。结果：细胞：较高要求，细胞分化程度越高，胞成功率越低细胞：来源广，成纤维、脂肪干细胞等都可诱导成iPS细胞技术：操作复杂技术：相对简单，更适合用于生产实践前景:研究生成的干细胞在基因表达、DNA甲基化等方面的差异1.体细胞核移植技术与诱导iPS细胞相比，有什么相似或不同之处？请你预测它们应用前景的差异。思考一、动物体细胞核移植技术思考培养的动物细胞一般当传代至10～50代左右