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动物细胞工程
1.阐明动物细胞培养是从动物体获得相关组织，分散成单个细胞后，在适宜的培养条件下让细胞生长和增殖的过程。动物细胞培养是动物细胞工程的基础；
2.阐明动物细胞核移植一般是将体细胞核移入一个去核的卵母细胞中，并使重组细胞发育成新胚胎，继而发育成动物个体的过程；
3.阐明动物细胞融合是指通过物理、化学或生物学等手段，使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程，概述细胞融合技术是单克隆抗体制备的重要技术，简述干细胞在生物医学工程中有广泛的应用价值。
【考情分析】
本专题知识难度较高，要求基础要扎实。考查学生对相关动物细胞工程的整体性的认识,或结合一些情景信息或表格信息设置题目，考查学生的应变能力、获取信息和综合分析能力。
动物细胞工程
动物细胞培养
动物细胞核移植
动物细胞融合
（常用技术手段）
动物细胞工程
其他动物细胞工程技术的基础
生产
单克隆抗体
考点一
动物细胞培养
一. 动物细胞培养
2.动物细胞培养的原理:
细胞增殖
从动物体中取出相关的组织,将它分散成___________, 然后在适宜的培养条件下,让这些细胞_____________的技术。
1.动物细胞培养的概念:
动物细胞培养所需的基本条件
其他条件
营养条件
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
3.动物细胞培养所需基本条件
单个细胞
生长和增殖
3.动物细胞培养所需基本条件
⑴. 营养(条件)
+
血清、血浆(天然成分）
①培养基的成分:
糖类、氨基酸、无机盐、维生素等
原因
(如生长因子、激素等)
③培养基的状态:
培养动物细胞一般使用液体培养基，也称培养液。
液态
②培养基：
合成培养基
将细胞所需的上述营养物质按其种类和所需数量严格配制而成的培养基
补充细胞生长和增殖所需的未知营养物质
3.动物细胞培养所需基本条件
⑵.无菌、无毒的环境
①对培养液和所有培养用具进行灭菌;
②在无菌环境下进行操作;
④定期更换培养液。
【思考1】为什么培养液需要定期更换？______________________________________________________
【思考2】如何防止培养过程中的微生物污染？
____________________________________________
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
在细胞培养液中添加一定量的抗生素
③培养过程加一定量的抗生素杀菌,但要注意选择抗生素的种类和剂量；
3.动物细胞培养所需基本条件
⑶.温度、pH和渗透压
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适宜的渗透压:维持适宜渗透压的目的______________________
36.5±0.5℃
7.2-7.4
维持细胞正常的形态和功能
⑷.气体环境
细胞代谢所必需
维持培养液pH
②培养装置:
培养皿或松盖培养瓶
CO2培养箱
95%空气 + 5%CO2
①气体组成:
置于
4. 动物细胞培养的过程
___________或___________的组织、器官
动物胚胎
幼龄动物
细胞分化程度低，增殖能力强，容易培养
⑴. 取动物组织
①取材
②取材原因
①将组织分散成单个细胞的原因:
Ⅰ细胞与细胞靠在一起, 彼此限制了生长和增殖;
Ⅱ能使细胞与培养液充分接触,更易进行物质交换；
⑵.制成细胞悬液
Ⅲ便于代谢废物排出，利于细胞生长和繁殖。
⑵.制成细胞悬液
②将组织分散成单个细胞的方法
Ⅰ机械法
Ⅱ用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理一段时间
③制成细胞悬液的步骤
Ⅰ将组织分散成单个细胞
Ⅱ用培养液将细胞制成细胞悬液
【思考1】常用胰蛋白酶分散细胞，这说明细胞间的物质主要是什么成分？用胃蛋白酶行吗？
说明细胞间的物质主要是蛋白质。
胃蛋白酶作用的适宜pH约为2；
多数动物细胞培养的适宜pH为7.2~7.4。
胃蛋白酶在此环境中没有活性，所以用胃蛋白酶不行。
【思考2】胰蛋白酶真的不会把细胞消化掉吗？若会，说出理由。
因为细胞膜的成分中含有蛋白质，而胰蛋白酶能够水解蛋白质
因此，胰蛋白酶处理的时间不能太长。
⑶.原代培养
原代培养
将分瓶之前的细胞培养，即动物组织经过处理后的初次培养称为原代培养。
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(如培养瓶壁)才能生长增殖
大多数细胞属于Ⅱ类型
①体外培养的动物细胞的可以分为两大类:
Ⅰ悬浮培养的细胞
Ⅱ贴壁细胞
放入CO2培养箱中培养
②细胞贴壁
大多数动物细胞会贴附在培养瓶的瓶壁上生长增殖, 形成一层细胞,这种现象叫细胞贴壁。
⑶.原代培养
③接触抑制
当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖，这种现象称为接触抑制。
放入CO2培养箱中培养
若是肿瘤细胞则失去接触抑制，在培养液中可以无限增殖下去。
形成一层细胞
可形成多层细胞
③接触抑制
原代培养
放入CO2培养箱中培养
传代培养
⑷. 传代培养
将分瓶后的细胞培养称为传代培养。
原代培养
在适宜条件分瓶培养
传代培养
⑷. 传代培养
【思考1】为什么要进行分瓶培养？
悬浮培养的细胞
贴壁细胞
细胞密度过大
有害代谢物积累
培养中营养物质缺乏
接触抑制
细胞分裂受阻
分瓶培养
(传代培养)
导致
需要
因为
因为
【思考2】进行传代培养(分瓶培养)时，如何处理？
悬浮培养的细胞
贴壁细胞
离心法收集
胰蛋白酶处理
制成细胞悬液
分瓶培养
原代培养
在适宜条件分瓶培养
传代培养
⑷. 传代培养
原代培养和传代培养辨析
A.含义不同:
动物组织消化后的初次培养称为原代培养
当贴壁细胞分裂生长到贴满瓶壁时用胰蛋白酶等处理,分瓶继续培养的过程称为传代培养
B.细胞增殖特点不同:
原代培养:细胞分裂旺盛。
传代培养:正常细胞的传代培养的次数一般是有限的，一般传至10代
后就不易传下去，一般来说细胞在传至10-50代左右，增殖会逐渐缓慢，
甚至停止。但有些细胞会克服细胞寿命的自然极限，获得 。
目前使用的（如用于核移植的供体细胞）或冷冻保存的正常细胞通常
选用传代 代以内的细胞，这样做的目的是 。
不死性细胞
10
保持细胞正常的二倍体核型
1.取动物组织块
分散成单个细胞
2.细胞悬液
3.原代培养
4.传代培养
问题
细胞分裂受阻
细胞密度大
有害代谢物积累
营养物质缺乏
原因
接触
抑制
原因
解决
分瓶
悬浮培养的细胞
贴壁细胞
总结: 动物细胞培养的过程
关于动物细胞培养的4点提醒
6.筛选抗癌药物
二、动物细胞培养技术的应用
1.生物制品的生产(如制备单克隆抗体、病毒疫苗、干扰素等)
2.转基因动物的培养
动物细胞是基因工程技术中常用的受体动物
3.检测有毒物质并判断其强弱
4.培养正常或各种病变的细胞，用于医学研究(生理、病理、药理)
5.器官移植培养
植物组织培养 动物细胞培养
原理
培养前处理
取材
培养基的物理性质
培养基特有的成分
培养的目的
植物细胞的全能性
细胞增殖
无菌、离体
无菌用机械法或胰蛋白酶、胶原蛋白酶将组织细胞分散开
离体植物器官、组织、细胞
动物胚胎或幼龄动物的器官、组织
固体
液体(又称培养液)
植物激素
血清
三. 动物细胞培养和植物组织培养的比较
快速繁殖植物
得到动物细胞及细胞产物
植物组织培养 动物细胞培养
特殊环境条件
培养的结果
是否体现细胞的全能性
过程
相同点 再分化需光
气体环境
一般获得新的植株
获得大量细胞
是
否
①培养过程中都需要加营养物质、都需要防止杂菌污染;②需要适宜的温度、pH和渗透压等条件；③都进行有丝分裂，都不涉及减数分裂
思考题：如图所示为动物细胞培养过程中细胞增殖情况的变化曲线，图中B、E两点表示经筛选、分装后继续培养。据图分析：
(1)原代培养和传代培养的分界点是图中哪个点？
B点之前的培养称为原代培养，之后的培养称为传代培养。
(2)AB 段和DE 段繁殖速度缓慢的原因是什么？
AB 段发生了接触抑制；DE 段细胞大部分衰老失去分裂能力。
(3)E点后的细胞大多数具有异倍体核型，这样的细胞有什么特点？
E点后的细胞属于细胞系，能无限增殖。
①细胞株:
传代培养的细胞能传到10~50代,这样的传代细胞称为细胞株。
②细胞系:
传代培养的细胞在传到50代后,部分细胞的遗传物质发生改变,并且具有癌变的特点,能够无限地传代下去,这样的传代细胞称为细胞系。
细胞株与细胞系
典题演练 破解高考
例1．[重庆2021·26，15分]为了研究PDCD4基因对小鼠子宫内膜基质细胞凋亡的影响，进行了相关实验。
(1)取小鼠子宫时，为避免细菌污染，手术器具应进行______处理；子宫取出剪碎后，用 处理一定时间，可获得分散的子宫内膜组织细胞，再分离获得基质细胞用于培养。
(2)培养基中营养物质 (填写两种)；培养箱中CO2浓度为5%，其主要作用是______________。
(3)在含PDCD4基因的表达载体中，启动子的作用是__________________________。为了证明PDCD4基因对基质细胞凋亡的作用，以含PDCD4基因的表达载体和基质细胞的混合培养为实验组，还应设立两个对照组，分别为__________________________________。
经检测，实验组中PDCD4表达水平和细胞凋亡率显著高于对照组，说明该基因对基质细胞凋亡具有________(填“抑制”或“促进”)作用。
灭菌
胰蛋白酶或胶原蛋白酶
无机盐、葡萄糖、氨基酸、微量元素、促生长因子、血清或血浆
维持培养液的pH
RNA聚合酶的识别和结合位点，驱动转录出相应mRNA
基质细胞悬浮液和空载体与基质细胞的混合培养液
促进
1.概念:
将动物一个细胞的________移入________________中，使这个______________发育成________，继而发育成__________的技术；
2.结果: 形成________________并发育成________，继而发育成__________；
3.原理:_____________________
4.生殖方式:________________
细胞核
去核的卵母细胞
重新组合的细胞
新胚胎
动物个体
*用核移植的方法得到的动物称为克隆动物；
重新组合的细胞
新胚胎
动物个体
动物细胞核的全能性
无性生殖
一.动物细胞核移植技术
动物体细胞核移植技术和克隆动物
考点二
5.哺乳动物核移植分类
①胚胎细胞核移植
动物胚胎细胞分化程度____，表现全能性___________
②体细胞核移植
动物体细胞分化程度____，表现全能性_____________
低
相对容易
高
十分困难
一.动物细胞核移植技术
*因此动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植
卵细胞
Ａ母绵羊
Ｂ母绵羊
乳腺细胞
细胞质
细胞核
细胞核移植
早期胚胎
卵裂
C母绵羊子宫（代孕母体）
胚胎移植
多莉羊
分娩
妊娠
重组细胞
1.动物体细胞核移植技术实例——多莉羊的培育过程
二.体细胞核移植的过程
二.体细胞核移植的过程
2.体细胞核移植的过程
供体：优质高产奶牛
◆取供体细胞传代培养10代以内的细胞.为什么？
10代以内的细胞一般能保持正常的二倍体核型
受体：普通奶牛（卵母细胞的采集与培养）
◆用的是去核的减数第二次分裂中期细胞（MⅡ中期）为什么？
1.体积大，易操作。2.含有促使细胞核表达全能性的物质和营养条件。
使核移植的胚胎或动物的细胞核内的遗传物质全部来自有重要利用价值的动物提供的细胞
◆激活方法：
◆激活目的：
促融方法：电刺激
◆胚胎移植至代孕受体内
妊娠、分娩
去核
重组细胞
供体
二.体细胞核移植的过程
3.体细胞核移植的过程小结
MⅡ
去核卵母
①动物核移植技术的理论基础(原理)是什么？克隆动物属于有性生殖还是无性繁殖？
动物细胞核的全能性。克隆动物属于无性繁殖。
②为什么体细胞核移植较胚胎细胞核移植更困难？
由于动物胚胎细胞分化程度低，表现全能性相对容易；而动物体细胞分化程度高，表现全能性十分困难。因此动物体细胞核移植的难度就明显高于胚胎细胞核移植。
思考题
MⅡ
去核卵母
④为什么不是取供体细胞核进行核移植操作，而是将供体细胞整个注入去核卵母细胞中？
保证供核不被破坏，使克隆动物更像供体动物，操作也方便。
③受体细胞为什么选用卵母细胞？
体积大，易操作；去核时易于同时吸走第一极体；含有激发细胞核全能性的物质。
MⅡ
去核卵母
⑤在体细胞的细胞核移植到受体卵母细胞之前，为什么必须先去掉受体卵母细胞的核？
为使核移植的胚胎或动物的核遗传物质全部来自有重要利用价值的动物提供的体细胞，在供体细胞的细胞核移至受体细胞之前，必须将受体细胞的核遗传物质去掉或将其破坏。
⑥从克隆牛的产生过程可以看出克隆牛有三个亲本，探究克隆牛的性状表现与三个亲本的关系并分析原因。
A.大多数性状与体细胞核供体牛相同，因基因型与供体牛完全一样。
B.少数性状与卵母细胞细胞质供体相同，因细胞质中的基因来自卵母细胞细胞质供体，受质基因控制的性状与卵母细胞细胞质供体相同。
C.性状与代孕母牛无关，因代孕母牛没有为新个体提供遗传物质。
MⅡ
去核卵母
MⅡ
去核卵母
⑦.体细胞核移植获得高产奶牛过程中，利用了哪些现代生物技术手段？
动物细胞培养技术、核移植技术、
早期胚胎培养、 胚胎移植技术
⑧.你认为用上述体细胞核移植方法生产的克隆动物，是对体细胞供体动物进行了100%的复制吗？
Ⅰ受体卵母细胞提供了细胞质DNA（线粒体中DNA）。
Ⅱ核供体动物生活的环境与克隆动物所生活的环境不会完全相同。
不是
⑨核移植产生的克隆动物与提供细胞核的亲本表型可能不同, 原因有:
Ⅰ核移植形成的个体的细胞核中遗传物质来自核的提供者, 细胞质中的遗传物质来自卵母细胞的提供者;
Ⅱ性状受基因与环境的共同影响;
Ⅲ在个体发育过程中有可能发生基因突变, 产生供核动物没有的性状。
MⅡ
去核卵母
三.应用前景和存在的问题
前景 畜牧业 加速家畜 进程
保护濒危物种 医药卫生 ①作为 生产医用蛋白； ② 的细胞、组织和器官可作为异种移植的供体； ③人的核移植 经过诱导分化形成相应的组织、器官，可用于器官移植 问题 成功率________ 克隆动物存在 问题，表现出遗传和生理缺陷 对克隆动物食品的 问题存在争议 生物反应器
转基因克隆动物
胚胎干细胞
遗传改良
非常低
健康
安全性
前景 科学 研究 ①研究克隆动物可使人类更深入地了解 及衰老过程；②克隆一批遗传背景相同的动物，可以通过它们之间的对比来分析 ；③克隆特定疾病模型的动物，为研究 和开发相应的药物提供帮助
保护濒危物种 增加濒危物种的存活数量
问题 ①成功率 ；②绝大多数克隆动物存在 问题，表现出________________ 胚胎发育
致病基因
致病机制
非常低
健康
遗传和生理缺陷
某国批准了首例使用细胞核移植技术培育“三亲婴儿”的申请，其培育过程可选用如图技术路线。
拓展 提升科学思维
(1)探究“三亲婴儿”的性状表现与三个亲本的关系并分析原因。
提示　①因基因型与母亲(卵母细胞核供体)和父亲(精子细胞核供体)的核基因有关，大多数性状由母亲和父亲共同决定。②少数性状(受质基因控制的性状)与捐献者(卵母细胞细胞质供体)相同。
(2)所谓的“三亲婴儿”中遗传学上的母亲应是哪一个？该技术主要是为了避免什么疾病？
提示　“三亲婴儿”中遗传学上的母亲应是提供卵细胞核的个体。该技术主要是为了避免母亲的线粒体遗传病基因传递给后代。
(3)据图分析，该技术涉及了哪些技术操作？
提示　该技术涉及动物细胞培养、体外受精、细胞核移植、胚胎移植等操作。
(4)动物细胞核移植技术的理论基础(原理)是什么？
提示　动物细胞核的全能性。
(5)受体细胞为什么选用卵母细胞？
提示　因为卵母细胞体积大，易操作；去核时易于同时吸走第一极体；卵母细胞中含有激发细胞核全能性的物质。
四、动物细胞培养与动物体细胞核移植的比较
细胞增殖
动物细胞核全能性
原代
胰蛋白酶
传代
无核卵母细胞
重组细胞
早期胚胎
细胞群
克隆动物
　　(1)植物组织培养最终能产生新个体，体现全能性，动物细胞培养不能产生新个体。
　　(2)植物组织培养得到的植株的性状与提供外植体的植株完全相同，而动物细胞核移植形成的个体与供体大部分性状相同。
　　(3)核移植技术产生新个体不属于有性生殖，而属于无性繁殖。　
动物细胞培养与核移植技术中易错分析
教材隐性知识：
源于必修3 P49“生物技术资料卡”：目前动物细胞核移植技术中普遍使用的去核方法是　　　 　　。也有人采用梯度离心、紫外线短时间照射和化学物质处理等方法。这些方法是在没有穿透卵母细胞透明带的情况下去核或使其中的　　　　　，从而达到去核目的。
显微操作去核法
DNA变性
源于必修3 P48“图2-21”：通过 去除卵母细胞的核，再
用 可一并吸出细胞核和第一极体；可用物理或化学方
法（如 、钙离子载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等）激活
受体细胞，使其 的过程
显微操作
微型吸管
完成细胞分裂和发育
电脉冲
例2.(高考题)下图表示通过核移植等技 术获得某种克隆哺乳动物(二倍体)的流程。
回答下列问题：
(1)图中A表示正常细胞核，染色体数为2n，则其性染色体的组成可为____________。过程①表示去除细胞核，该过程一般要在卵母细胞培养至适当时期再进行，去核时常采用_________________的方法。
②代表的过程是________。
供体细胞核
去核
胚胎移植
XX或XY
显微操作(去核法)
胚胎移植
(2)经过多次传代后，供体细胞中__________________的稳定性会降低。因此，选材时必须关注传代次数。
(3)若获得的克隆动物与供体动物性状不完全相同，从遗传物质的角度分析其原因是_____________________________________________
_______________。
(4)与克隆羊“多莉(利)”培养成功一样，其他克隆动物的成功获得也证明了___________________________________。
遗传物质（或核型）
卵母细胞的细胞质中的遗传物质会对克隆动物的性状产生影响
已经分化的动物体细胞核具有全能性
例3.M基因编码的M蛋白在动物A的肝细胞中特异性表达。现设计实验，将外源DNA片段F插入M基因的特定位置，再通过核移植、胚胎培养和胚胎移植等技术获得M基因失活的转基因克隆动物A，流程如图所示。回答下列问题:
(1)在构建含有片段F的重组质粒过程中，切割质粒DNA的工具酶是____________
____________，这类酶能将特定部位的两个核苷酸之间的___________断开。
限制性内切核
酸酶(限制酶)
磷酸二酯键
(2)在无菌、无毒等适宜环境中进行动物A成纤维细胞的原代和传代培养时，需要定期更换培养液，目的是_____________________________________________________________________________。
清除代谢物，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害，同时给细胞提供足够的营养
(3)与胚胎细胞核移植技术相比，体细胞核移植技术的成功率更低，原因是_____________________________________________________________________________________________________。
胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性相对容易,动物体细胞分化程度高,恢复其全能性十分困难
(4)鉴定转基因动物: 以免疫小鼠的____淋巴细胞与骨髓瘤细胞进行融合，筛选融合杂种细胞，制备M蛋白的单克隆抗体。简要写出利用此抗体确定克隆动物A中M基因是否失活的实验思路:____________________________________________________________。
B
取动物A和克隆动物A的肝组织细胞，分别提取蛋白质进行抗原—抗体杂交
考点三
动物细胞融合技术
一.动物细胞融合技术
1.概念: 使_____或_____动物细胞结合形成_____细胞的技术
2.结果:形成的__________具有_______________________________
3.原理:________________________
4.意义:__________________________________________
5.诱导融合的常用方法
______________、 和______________
两个
多个
一个
杂交细胞
原来两个或多个细胞的遗传信息
细胞膜具有一定的流动性
PEG融合法
电激、振动、离心等方法
灭活病毒诱导法
*其中灭活病毒诱导法是动物细胞融合特有的诱导融合方法
突破了有性杂交的局限，使远缘杂交成为可能
相关信息:
思考1.“灭活病毒”中灭活的具体含义是什么？
用物理或化学手段使病毒或细菌失去感染能力，但并不破坏它们的抗原结构。
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。
思考2.灭活病毒诱导细胞融合的原理是什么？
6. 融合实质及完成的标志________________
细胞核的融合
灭活的病毒
物理或
化学手段
丧失感染性
（不感染细胞）
不破坏抗原结构
（诱导细胞融合）
解决了因两种细胞密度不同而难以融合的问题
思考3: 在太空中进行细胞融合与在地面上进行细胞融合相比，其优越性在于
①融合后细胞的类型:
可能有A、B未融合细胞及AA、AB、BB等多种细胞，因此细胞融合后需要进行筛选。
②AB杂种细胞遗传物质有什么特点？
含两种生物的遗传物质
教材隐性知识：
源于必修3P52“动物细胞融合技术的发展简史”：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。1962年，日本科学家发现日本血凝性病毒能引起艾氏腹水瘤细胞融合成多核细胞的现象。如何解释这些现象
病人体内的病毒等诱导多个体细胞融合形成了多核细胞。
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
二.动物细胞融合和植物体细胞杂交比较
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
物理法：振动、离心、电激；
化学法：PEG融合法
生物法：灭活病毒诱导法
物理法：振动、离心、电激；
化学法：PEG融合法
植物体细胞杂交 动物细胞融合
细胞融合成功的标志
主要用途
意义 相似点 再生出细胞壁
细胞核的融合
培育植物新品种
主要用于制造单克隆抗体
突破远缘杂交不亲和的障碍，打破了生殖隔离，扩展了杂交的亲本组合
动物细胞融合与植物原生质体融合的基本原理相同，诱导动物细胞融合的方法与植物原生质体融合的方法相似
二.动物细胞融合和植物体细胞杂交比较
考点四
单克隆抗体及其应用
知识回顾：
⑴.抗体的概念：
抗体是机体受 刺激后产生的、并能与之发生特异性结合的具有免疫功能的 。
抗原
蛋白质
⑵.抗体是由 细胞合成和分泌的，每种这种细胞能产生 （一种/多种）抗体。
浆
一种
⑶.动物免疫反应中产生的抗体有 （一/多）种。
多
⑷.传统制备抗体的方法：向动物体内反复注射某种抗原，使之产生抗体，然后从动物 中分离所需要的抗体；其缺点是： 。
血清
产量低，纯度低，特异性差
⑸.为获得单一的抗体， （能/不能）选用特定的浆细胞直接去培养,理由是 。
不能
浆细胞已经高度分化，不能再分裂
①B淋巴细胞特点：每一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体。
②骨髓瘤细胞特点：骨髓瘤细胞能在体外大量增殖。
③杂交瘤细胞的特点：杂交瘤细胞既能迅速大量增殖,又能产生足够数量的特定抗体。
⑴.单克隆抗体的制备原理:
1.单克隆抗体的制备
⑵.单克隆抗体的制备过程:
注射特定的抗原
多种B淋巴细胞
骨髓瘤细胞
诱导融合
①未融合的细胞
②多种杂交细胞(包括B-B细胞、瘤-瘤细胞、杂交瘤细胞)
动物细胞融合
一个抗原往往有多个不同的抗原决定簇，
一个抗原决定簇只能刺激机体产生一种抗体。
一种病原体可以诱导产生多种B细胞。
①未融合的细胞
②多种杂交细胞
杂交瘤细胞
抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞(能产生特定抗体的杂交瘤细胞)
用特定的选择培养基第一次筛选
克隆化培养、抗体检测
第二次筛选(可进行多次)
注射到小鼠腹腔内
体外培养
获取单克隆抗体
从小鼠腹水中
从细胞培养液中
动物细胞培养
B淋巴细胞
选择
杂交瘤细胞
①.图中给小鼠注射特定的抗原蛋白，其目的是什么？
刺激机体发生免疫应答，从而产生特定的B淋巴细胞。
②.若仅考虑细胞的两两融合，在获取杂交瘤细胞的过程中，筛选淘汰的细胞有几种类型？为什么？
有未融合的细胞和同种细胞融合后形成的细胞(B－B融合细胞、瘤－瘤融合细胞)两种类型。
出现不同类型是因为细胞融合不是100%的，且是随机的。
思考讨论题：
B淋巴细胞
选择
杂交瘤细胞
⑶.单克隆抗体制备过程中两次筛选的方法及目的
项目 第一次筛选 第二次筛选
筛选 原因
诱导融合后会得到多种杂交细胞，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，所以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
⑶.单克隆抗体制备过程中两次筛选的方法及目的
项目 第一次筛选 第二次筛选
筛选 方法
筛选 目的
用特定的选择培养基筛选：未融合的细胞和融合的具有同种核的细胞(“B—B”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
用多孔培养皿培养，在每个孔只有一个杂交瘤细胞的情况下开始克隆化培养和抗体检测，经多次筛选得到能产生特异性抗体的细胞群
得到能分泌所需抗体的杂交瘤细胞
得到杂交瘤细胞
①细胞合成DNA有D和S两条途径，其中D途径能被氨基嘌呤阻断。
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。在培养基中加入氨基嘌呤，B淋巴细胞及同型融合细胞不能增殖，骨髓瘤细胞及同型融合细胞(氨基嘌呤阻断)不能增殖，只有杂交瘤细胞能无限增殖。
【拓展1】第一次筛选获得杂交瘤细胞的方法：
【拓展2】克隆化培养和抗体检测
★
有限稀释法
每一个孔中尽量只接种一个杂交瘤细胞
侧面模拟图
克隆化培养一段时间
取上清液进行抗体检测
杂交瘤细胞悬液
多孔细胞培养板(克隆化培养)
稀释
加到
抗体检测
选择阳性克隆
稀释
加到
①未融合的细胞②多种杂交细胞
杂交瘤细胞
抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞
（能产生特定抗体的杂交瘤细胞）
用特定的选择培养基【第一次筛选】
克隆化培养、抗体检测【第二次筛选(可进行多次)】
注射到小鼠腹腔内
体外培养
获取单克隆抗体
从小鼠腹水中
从细胞培养液中
注射特定的抗原
多种B淋巴细胞
骨髓瘤细胞
诱导融合
动物细胞融合
动物细胞培养
小结:
单克隆抗体的制备过程
3、单克隆抗体的应用
特异性强，灵敏度高,可以大量制备。
2.单克隆抗体的优点
(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。
诊断试剂
抗体—药物偶联物(ADC)通过将　　　　与能特异性识别肿瘤抗原的　　　　　结合，实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤。ADC通常由
　　　　　　　　　　　　　　三部分组成。
(2)运载药物:
细胞毒素
单克隆抗体
抗体、接头和药物(如细胞毒素)
(2)运载药物:
3、单克隆抗体的应用
ADC的抗体主要发挥靶向运输作用，即通过抗体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；
ADC的抗体和药物各具有什么作用？
药物发挥治疗效应，如杀伤靶细胞。
②ADC在临床应用上的作用机理是什么？
其作用机理是通过单克隆抗体的靶向作用特异性地识别肿瘤细胞表面抗原，然后利用细胞本身具备的内吞作用使化学药物进入肿瘤细胞体内发生药力，从而达到杀死肿瘤细胞的目的。
(2)运载药物:
3、单克隆抗体的应用
③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？
放射性同位素和化学药物等。
⑶治疗疾病。
④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？
a.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；
b.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。
细胞工程的各种技术手段及其原理总结
细胞工程的各种技术手段及其原理总结
【检测】(2020 全国Ⅰ卷) 为研制抗病毒A的单克隆抗体，某同学以小鼠甲为实验材料设计了以下实验流程，回答下列问题:
(1)上述实验前必须给小鼠甲注射病毒A，该处理的目的是 。
诱导小鼠甲产生能够分泌抗病毒A抗体的B淋巴细胞
取小鼠甲脾脏剪碎，用胰蛋白酶处理使其分散成单个细胞，加入培养液制成单细胞悬液
(2)写出以小鼠甲的脾脏为材料制备单细胞悬液的主要实验步骤：
(4)若要使能产生抗病毒A的单克隆抗体的杂交瘤细胞大量增殖，可采用的方法有（答出两点）_________________________________。
(3)为了得到能产生抗病毒A的单克隆抗体的杂交瘤细胞，需要进行筛选。图中筛选1所采用的培养基属于 ，使用该培养基进行细胞培养的结果是 。图中筛选2含多次筛选，筛选所依据的基本原理是 。
选择培养基
只有杂交瘤细胞能够生存
抗原与抗体的结合具有特异性
将杂交瘤细胞注射到小鼠腹腔内增殖；将杂交瘤细胞在体外培养
五分钟　查落实
填空默写
1.(选修3 P44)细胞贴壁： ，称为细胞贴壁。
2.(选修3 P45)接触抑制：_________________________________________
_________________________。
3.(选修3 P45)原代培养和传代培养： 称为原代培养， 称为传代培养。
4.(选修3 P46)细胞培养所需要气体主要有 ，氧气是细胞代谢所必需的，二氧化碳的主要作用是 。
细胞悬浮液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上
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的现象
动物组织消化后的初次培养
将分瓶后的细胞培养
氧气和二氧化碳
维持培养液的pH
5.(选修3 P47)动物核移植是将动物的一个 ，移入一个已经去掉 中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育为动物个体。
6.(选修3 P47)动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植的原因是 ，而动物体细胞分化程度高，恢复全能性十分困难。
7.(选修3 P49)通过体细胞核移植方法生产的克隆动物，不是对体细胞供体动物进行了100%的复制，原因是_______________________________
______________________________________________________________。此外，动物的一些行为、习性的形成与所处环境有很大关系。
细胞的细胞核
细胞核的卵母细胞
由于动物胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性相对容易
克隆动物绝大部分DNA来自供体细胞核，其核外还有少量的DNA，即线粒体中的DNA来自受体卵母细胞
8.(选修3 P52)动物细胞融合也称细胞杂交，是指_____________________
_____________________，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，称为杂交细胞。
9.(选修3 P54)杂交瘤细胞的特点是_________________________________
______。
10.(选修3 P54)单克隆抗体的优点是 。
两个或多个动物细胞结
合形成一个细胞的过程
既能迅速大量繁殖，又能产生专一的
抗体
特异性强、灵敏度高，并能大量制备

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