资源简介

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课题名称 2.2 动物细胞工程（5课时） 课堂类型： 新课 □复习课 □习题课 □实验课 □试卷讲评课 □其他：
学习者 分析 本节内容的授课对象为高二（6）班的学生，在学习本节内容之前，学生已经学过了植物细胞培养技术、植物体细胞杂交技术以及植物细胞工程的应用等知识，与本节内容有相似之处，从而有助于学生的理解与掌握。学生已经在选择性必修一中学习过内环境的知识，形成了一定的稳态与平衡观、生物的物质观，有助于学习动物细胞培养的条件。从发展心理学角度，这个年龄段的学生处于经验性思维向理论性思维转换的关键时期，也有利于学习动物细胞培养的过程。
教学目标 课标中的内容要求为：重要概念4.2动物细胞工程包括细胞培养、核移植、细胞融合和干细胞的应用等技术。次位概念如下： 4.2.1阐明动物细胞培养是从动物体获取相关组织，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； 4.2.2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； 4.2.3 阐明动物细胞融合是指通过物理、化学或生物等手段，使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程； 4.2.4概述细胞融合技术是单克隆抗体制备的重要技术； 4.2.5简述干细胞在生物医学工程中具有广泛的应用价值。 结合课标和教材内容确定本节教学目标如下： 阐明动物细胞培养的条件和过程 简述干细胞在生物医学工程上具有广泛的应用价值 阐明利用动物细胞融合技术制备单克隆抗体的过程，认同单克隆抗体在临床上有重要的应用价值 阐明利用动物体细胞核移植技术克隆动物的过程和该技术的应用前景
教学重点 动物细胞培养的条件和过程； 干细胞在生物医学工程中的应用； 单克隆抗体的制备和应用； 用动物体细胞核移植技术克隆动物的过程。 落实教学重点的方法： 视频和问题引导，强化学生对动物细胞培养条件和过程、干细胞应用和单克隆抗体制备、应用以及动物体细胞核移植技术克隆动物的过程的理解
教学难点 单克隆抗体的制备过程； 用动物体细胞核移植技术克隆动物的过程。 突破教学难点的方法： 视频导入，引发学生兴趣，了解名词及其制备
教学资源 选择 教师用书、教材、题单、天天练 技术手段的使用： 电子白板、板书、多媒体
课时： 5课时
核心问题 2.2.1 动物细胞培养 1、动物细胞培养需要哪些基本条件？动物细胞培养的基本操作过程是什么？ 2、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？
2.2.1 动物细胞培养（2课时） 教学过程设计
问题情境 教学活动设计 （学习活动设计） 设计意图
大面积烧伤的病人需要移植健康皮肤，用什么手段可以快速获得大量健康的移植皮肤？ 在上节内容中我们学习了植物细胞工程，先来回顾细胞工程的含义，细胞工程是指应用细胞生物学、分子生物学和发育生物学等多学科的原理和方法，通过细胞器、细胞或组织水平上的操作，有目的地获得特定的细胞、组织、器官、个体或其产品的一门综合性的生物工程。其中植物细胞工程的学习中我们从基本技术及其应用两大方面进行了学习，植物组织培养和植物体细胞杂交技术是植物细胞工程的基本技术，运用这两项技术我们找到了繁殖植物的新途径，如快速繁殖和作物脱毒；还通过植物组织培养的相关应用攻克了培育作物新品种的方式，如单倍体育种和突变体的应用；除此以外，对于人类应用来说，大部分植物的一些次生代谢产物如紫杉醇、紫草宁以及人参皂苷等有重要作用，而次生代谢产物有着应用多但是含量少难以合成的特点，因此我们应用植物细胞培养技术来获取大量植物细胞，最后从这些植物细胞中提取我们需要的次生代谢物。 细胞工程的两大技术除了植物细胞工程，还有动物细胞工程，动物细胞工程主要包括动物细胞培养、动物细胞融合与单克隆抗体和动物细胞核移植技术与克隆动物三大技术。其中动物细胞培养是动物细胞工程的基础，植物组织培养是植物细胞工程的基础。 我们都知道如果是小面积烧伤可以通过植皮(自身)后恢复，但如果是大面积烧伤呢？就面临着自身健康皮肤有限的问题，如果移植外源皮肤又有来源不足以及产生免疫排斥的问题，那么，怎样才能获得大量的自体健康皮肤？能不能通过用自体皮肤的单个细胞培养出可供移植的皮肤呢？这也是当时科学家们的思考。当然目前也已经被攻克，我们通过一则新闻一起了解一下。 人造皮肤的构建离不开动物细胞培养。动物细胞培养是指从动物体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后在适当的培养条件下，让这些细胞生长和增殖的技术。 从概念中我们可以知道动物细胞培养的目的是获得细胞或细胞产物；不能获得完整动物个体。因此该技术的原理是细胞增殖（有丝分裂）。这和植物细胞培养的目的以及原理是类似的吧。 那么，动物细胞的培养需要哪些条件呢？ 回顾旧知，夯实基本知识和基本概念的认知。 以真实情境导入，让学生认识动物细胞培养技术与生活的联系。激发学生的学习兴趣，调动学生的学习积极性。 借助视频资源中的讲解，帮助学生形成科学概念。 从概念中分析动物细胞培养的目的和原理，与植物细胞培养联系。
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动物细胞培养需要哪些必要的条件呢？ 你觉得体内细胞能维持正常的生命活动，且有的细胞还能够不断增殖，原因是什么？——因为机体给这些细胞提供了适宜的条件，比如充足的营养、内环境且内环境处于相对稳定状态等等，因此在体外培养动物细胞就需要满足类似的这些条件。一般来说，动物细胞培养需要满足以下条件： 我们逐一进行分析： 营养 如果是在体外培养动物细胞，那么同样也需要配制培养基。我们将细胞所需的营养物质按照种类和所需量严格配制而成的培养基称为合成培养基，这与前面微生物的时候介绍的培养基的种类类似，根据成分来进行分类。但是由于人类对于动物细胞所需的营养物质尚未全部研究清除，因此在使用合成培养基的时候，通常需要加入血清等一些天然成分。培养动物细胞一般使用液体培养基，也称为培养液。 为什么对动物细胞进行培养时通常要添加血清？ 血清中含有蛋白质、氨基酸、葡萄糖、激素等； 氨基酸有多种，是细胞合成蛋白质的基本成分，其中有些氨基酸动物细胞本身不能合成（称为必需氨基酸），必须由培养液提供。 血清激素有胰岛素、生长激素等及多种生长因子；血清还含有多种未知的促细胞生长因子、促贴附因子及其他活性物质，这是细胞生长和增殖所必需的，能促进细胞的生长、增殖和贴附。 因此，细胞培养时，要保证细胞能够顺利生长和增殖，一般需添加10%～20%的血清。 无菌、无毒的环境 和植物细胞培养一样的，在体外培养细胞的时候，必须保证环境是无菌、无毒的，无菌的操作可以通过：对培养液和所有培养用具进行灭菌处理以及在无菌环境下进行操作来达到，甚至还可以加入适量的抗生素。无毒环境主要通过定期更换培养液来完成，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。 温度、PH和渗透压 我们在体外培养动物细胞需要模拟内环境，那么除了模拟内环境的组成成分以及无菌无毒的环境以外，各种理化性质也应当相似，比如温度、PH和渗透压。 （四）气体环境 动物的代谢类型基本都是异养需氧型，因此还需要给这些动物细胞提供氧气，氧气是细胞代谢所需要的，除此以外还需要提供二氧化碳，二氧化碳的目的是维持培养液的PH，通常是将培养皿或松盖培养瓶置于含有95%空气和5%二氧化碳的混合气体的二氧化碳培养箱中进行培养。值得注意的是，我们之前在讲神经调节与体液调节的关系时，曾经提到二氧化碳是一种体液因子参与体液调节，作用是刺激呼吸中枢进而加强呼吸强度，和这里的二氧化碳的作用不一样哦，这里的二氧化碳没有办法刺激呼吸中枢嘛，所以要进行区分。 引导学生利用旧知识探索新知识，促进学生对新知识的理解。 引导学生区分二氧化碳在不同的生理活动中的作用。
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动物细胞培养的过程是怎样的呢？ 根据动物细胞培养的概念，初步构建动物细胞培养的流程： 动物组织→分散成单个细胞→培养 让学生阅读教材内容，思考回答下列问题： （1）培养前，为什么要将动物组织分散成单个细胞？ ——①分散不会限制彼此的生长和增殖； ②利于从培养液中获得营养，排出代谢废物，利于继续培养。 （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。 ①说明动物细胞间的物质主要是什么成分？——蛋白质 ②用胃蛋白酶可以吗？——不可以，因为胃蛋白酶的最适PH为2左右，而刚刚我们才讲动物细胞培养的适宜PH大多为7.2-7.4。 ③胰蛋白酶处理时间过长，会怎样？——会破坏细胞结构，把细胞消化掉。【提醒：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，胰蛋白酶会把细胞消化掉。因此，胰蛋白酶处理的时间不能太长。 】 （3）分散成的单个细胞，如何培养？ ——用培养液将细胞制成细胞悬液，放入培养皿或培养瓶内，置于适宜环境中培养。 （4）培养一段时间后，细胞分裂会受阻，为什么？怎么解决？ 可以通过分瓶培养进行解决。【细胞贴壁要求：（培养瓶（皿）内表面光滑、无毒、易于贴附） 】 （5）什么是原代培养和传代培养？ ①原代培养：指动物组织经处理后的初次培养。 ②传代培养：分瓶后的细胞培养。 （6）进行传代培养（分瓶培养）时，如何处理？ 指导学生在分析、回答问题的基础上完善流程。 【拓展】 细胞培养有两种基本方式，一种是人工基质上的单层细胞（贴壁培养），另一种是在培养基中自由漂浮（ 悬浮培养）。 来自脊椎动物的大多数细胞，除了造血细胞系和少数其他细胞系，都是贴壁依赖性的，必须在经过专门处理以允许细胞粘附和扩散的合适基质上培养。然而，许多细胞系也适用于悬浮培养。同样，大多数昆虫细胞系在贴壁培养或悬浮培养中生长良好。 悬浮培养的细胞可以保存在未经组织培养处理的培养瓶中，但随着培养体积与表面积的增加，充分的气体交换会受到阻碍，培养基需要搅拌。这种搅拌通常通过磁力搅拌器或振荡的锥形瓶瓶来实现。 让学生分析、回答教材 “思考 讨论”栏目中的问题。 1、幼龄动物的细胞与老龄动物的细胞比较，分化程度低的细胞与分化程度高的细胞比较，哪些细胞更易于培养？为什么？ 细胞的增殖能力与供体的年龄有关，幼龄动物的细胞增殖能力强，有丝分裂旺盛，老龄动物的细胞则相反。所以，一般来说，幼龄动物的细胞比老龄动物的细胞易于培养。同样，分化程度越低的细胞，增殖能力越强，所以更容易培养。 2、 1、在进行动物细胞培养时，需要（ ） A、用胶原蛋白酶、胃蛋白酶等处理以获得细胞悬液 B、充入5%CO2以刺激细胞正常呼吸 C、加入经高压蒸汽灭菌处理的血清以提供营养 D、定期更换培养液以清除代谢物 2、下列关于植物细胞培养和动物细胞培养异同的叙述，错误的是（ ） A、动物细胞培养一般使用液体培养基，植物细胞培养通常用固体培养基 B、两种培养过程通常都需在培养基中加入血清 C、大多数动物细胞传代时要加入胰蛋白酶，植物细胞传代时不需要纤维素酶 D、两种细胞培养的原理都涉及细胞增殖 通过问题驱动学生以小组为单位阅读教材并从中获取相关信息，培养学生的合作学习能力以及信息获取能力。 让学生自主凝、完善流程，并进一步分析相关 问题的过程, 对知识 内容的理解不断深化的过程，也是思维不断提升的过程。 通过列表比较植物组织培养与动物细胞培养的异同，加深学生的分析能力、总结能力。 即时训练即时评价。
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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？ 随着动物细胞培养技术的成熟，很多生命科学领域的成就也开始走入人类生活中，比如干细胞的培养成功。干细胞的应用前景吸引着众多科学家投入到相关研究中，为什么这样说呢？我们可以结合我国的研究成果《干细胞技术带来延长生命的可能》这一视频理解。 关于干细胞的相关内容，请大家结合以下问题阅读教材： 什么是干细胞？它有哪些类型？这些类型各有怎样的特点和哪些方面的应用？ 科学家是怎样获得诱导多能干细胞（iPS细胞）的？这种细胞与胚胎干细胞相比，有哪些应用优势？ 干细胞用于临床治疗可能存在什么问题？ 你如何看待干细胞在临床上的应用所产生的效益与风险？ 关于干细胞的内容我们在必修一也学过，指的是动物和人体内保留的具有分裂和分化能力的细胞。在一定的条件下，干细胞可以分化成其他类型的细胞。干细胞来源于早期胚胎、骨髓和脐带血等多种组织和器官中。其分类有两种主要的分类标准： 胚胎干细胞 成体干细胞 诱导多能干细胞 干细胞的研究正在如火如荼地开展。虽然将干细胞用于临床治疗还面临一些问题，如存在导致肿瘤发生的风险，但是我们相信，随着理论和技术的不断完善，干细胞将在再生医学、药物安全性与有效性检测等领域发挥较大作用。 学生观看视频，感受干细胞具有广阔的应用前景。 介绍我国科学家的研究成果， 可以增强学生的民族自 豪感和自信心。对相关问题的探讨可以让学生理性地看待并合理运用生物技术， 增强社会责任意识。
课堂 总结
2.2.2 动物细胞融合技术与单克隆抗体（2课时） 教学过程设计
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回顾旧知，导入新课 通过上节课的学习，我们知道动物细胞培养是动物细胞工程的基础，其中动物细胞培养的流程是取动物细胞组织块，一般选取幼龄动物或者胚胎中的组织，用机械法或者胰蛋白酶和胶原蛋白酶处理将其分散成单个细胞，加入培养液中成为细胞悬液，进行原代培养，原代培养分为两种类型：悬浮生长细胞和贴壁生长细胞，在原代培养中由于细胞密度过大，营养物质缺乏以及代谢废物积累等问题导致细胞分裂受阻，其中贴壁生长类细胞还存在接触抑制的现象加速了细胞分裂受阻这一问题。解决这一问题的方法就是通过分瓶进行传代培养，如果是悬浮生长类细胞直接离心法收集，贴壁生长类细胞则先胰蛋白酶分散再用离心法收集，收集到的细胞再加入新的培养液进行培养。动物细胞培养带来最典型的应用就是干细胞培养的成功，包括胚胎干细胞、成体干细胞和诱导多能干细胞。 随着动物细胞培养技术的成熟，人类开始着眼于其他的一些应用。比如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障碍，培育出新的作物类型。那么，能不能让动物细胞也实现杂交培育出具有不同细胞优势的杂交细胞呢？ 其实不同动物的杂交我们在必修一也提到过，也就是用人鼠细胞进行融合的实验，该实验证明了细胞膜具有一定的流动性。同时也得出了不同的动物细胞也是可以实现融合的，那么动物细胞融合和植物体细胞杂交技术有什么异同呢？ 回顾旧知，加深学生对动物细胞培养的知识点的理解和掌握。 结合植物体细胞杂交的过程类比分析科学家是如何提出新的问题的，体会科学家科研过程中发现问题的来源和思路。
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什么是动物细胞融合技术？ 概念：动物细胞融合技术指的是使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术。 动物细胞融合的原理和植物原生质体融合的原理相似，都是细胞膜具有一定的流动性。 在前面学习植物原生质体的融合的时候，有哪些方法可以诱导融合？——物理法：电融合法和离心法；化学法：聚乙二醇融合法、高Ca+—高pH融合法。那诱导动物细胞融合的方法有哪些？——电融合法、聚乙二醇法和灭活病毒诱导法，由此可见该方法是动物细胞融合所特有的。 灭活：指用物理或化学手段使病毒失去感染能力（不感染细胞），但是并不破坏病毒的抗原结构（诱导细胞融合）。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。 教材49页旁栏思考题：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。 结果：动物细胞融合以后得到的是一个杂交细胞，这和植物体细胞杂交技术不同，植物体细胞杂交技术最后得到的是完整植株。这个杂交细胞中就具有原来两个或多个细胞中的遗传信息，即就是单核杂交细胞。 你能不能结合植物原生质体融合的过程分析动物细胞融合的流程是怎样的？ 我们前面讲植物体细胞杂交时，首先要用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，动物细胞融合不存在该问题，但是动物细胞融合之前常常需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶使得细胞分散开。 这里的融合过程其实和植物原生质体融合差不多，先是膜融合，再是细胞质融合（质融合），最后是核融合，当形成一个细胞核时就意味着形成了杂交细胞。而植物细胞融合成功的标志是形成新的细胞壁。 一般来说获得的杂交细胞还要进行培养得到更多的杂交细胞，这就会涉及到前面的动物细胞培养。 6、意义：和植物体细胞杂交的意义相似，动物细胞融合技术的成功也突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能。 7、应用： 该技术目前使得人们可以按照预先的设计使不同细胞融合， 至今，种间、属间、科间，甚至动物和植物之间的细胞融合都已获得成功。 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。 为制造单克隆抗体开辟了新途径。 列表比较植物体细胞杂交和动物细胞融合技术： 以学生已有的知识为基础，尝试利用演绎与推理的方法、模型与建模的方法深刻理解核心概念动物细胞融合及其原理。 完善动物细胞融合技术的流程和细节，加深学生对该技术的理解和掌握，有助于后面学习单克隆抗体的应用。 通过列表比较植物体细胞杂交和动物细胞融合两种技术，加深学生对两种细胞融合技术的理解。培养学生的对比分析能力、综合比较能力。
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什么是单克隆抗体？如何制备的？ 教师播放视频《新冠病毒全人源单克隆抗体获批进入临床试验》。提问学生： 视频中了解到针对新冠肺炎真正的特效药是什么？——针对新冠病毒的单克隆抗体。 这种特效药有着怎样的特点呢？——这种单克隆抗体可以和新冠病毒特异性结合，准确定位、药效强、持续时间久，并且可以大量储备生产。 由此可知，要制备单克隆抗体，就需要找到一种能分泌抗体且增殖能力强的细胞。在学习单克隆抗体之前我们先来复习一下一些知识点： 什么细胞能产生抗体？——浆细胞（效应B细胞） 能产生抗体的细胞能否大量增殖？——不能，因为浆细胞属于高度分化的细胞。 什么细胞具有无限增殖的能力？——癌细胞/肿瘤细胞，但是它不能分泌抗体 据此，可以怎样培养出一种能分泌抗体且增殖能力强的细胞？——细胞融合。 我们都知道传统的抗体获取方法来自于血清，我们通过向动物体内反复注射某种抗原，使动物产生抗体，然后从动物血清分离所需的抗体，但是脾脏中提取出来的抗体不可能只有一种对吧，因此这种方法制备的抗体不仅产量低，纯度低，而且特异性差。 和你们提出的解决思路是一样的，在1975年，英国科学家米尔斯坦和德国科学家科勒在前人的工作基础上，充分发挥了想象力，设计了一个极富创造性的实验方案。他们想到，如果把一种淋巴B细胞，只能产生一种特定的抗体，与能在体外大量增殖的骨髓瘤细胞融合，所得到的的融合细胞就能大量增殖，产生足够数量的特定抗体。当然该过程要通过动物细胞培养来实现，最后从中获取单克隆抗体。该技术最后也成功实现，由于这一贡献，他们二人在1984年荣获了诺贝尔生理学或医学奖。 单克隆抗体顾名思义指的就是：一个B淋巴细胞经过克隆产生细胞群，由细胞群产生大量抗体。由于B淋巴细胞体外不能大量增殖，其实也就是我们刚刚讲的杂交瘤细胞进行克隆，因此单克隆抗体的概念可以定义为：由一个杂交瘤细胞增殖产生的高度专一的抗体。 那么，单克隆抗体是如何制备的呢？请大家阅读教材的流程图回答相关问题： 初始的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞均有多个，融合后得到的细胞是否都是杂交瘤细胞？——还存在未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞。只有融合的杂交瘤细胞才是所需的细胞，由此推出需要将杂交瘤细胞筛选出来。 诱导融合后得到的杂交瘤细胞，是否都能分泌所需要的抗体？——不一定。脾脏中有多种B淋巴细胞都可以分泌多种抗体。 经过筛选后得到的既能迅速大量增殖，又能分泌所需抗体的杂交瘤细胞的数量有限，怎样获得大量的单克隆抗体？——动物细胞培养 学生回答相关问题后，教师点评。引导学生分析单克隆抗体的制备过程： 给小鼠注射特定的抗原，注射特定抗原的目的是为了获得特定的抗体，获得能产生特定抗体的B淋巴细胞。从免疫器官脾脏中进行获取，但是脾脏中肯定不可能只有一种B淋巴细胞，有多种B淋巴细胞。这些B淋巴细胞能产生抗体但是不能无限增殖。 与此同时进行骨髓瘤细胞的培养，运用到的方法就是动物细胞培养，进而得到骨髓瘤细胞，这种细胞能够无限增殖，但是不能产生抗体。 得到这两种细胞以后就是关键步骤细胞的融合了，融合的方法有电融合法、PEG融合法以及灭活病毒诱导法等。融合处理以后得到做种杂交细胞，有可能是没有融合的细胞、有可能是同种细胞融合、以及多种杂交瘤细胞，我们需要的是杂交瘤细胞，因此需要进行筛选。 第一次筛选：如何进行筛选呢？我们通过一则资料进行推测一下： 我们把这种含有次黄嘌呤、氨基嘌呤和胸腺嘧啶的培养基称为HAT培养基，由此可见HAT培养基应该是一种选择培养基。因此，融合以后的细胞可以通过特定的选择培养基比如HAT选择培养基进行筛选。最后得到的就是我们需要的杂交瘤细胞。 此时得到的杂交瘤细胞就是能够产生特定抗体的杂交瘤细胞吗？我们刚刚讲到提取出来的B淋巴细胞有多种，同样地，这里的杂交瘤细胞也有多种，因此还需要进行二次筛选。再进行二次筛选之前我们需要先进行克隆化培养，然后再通过抗体检测进行筛选，二次筛选的目的是要获得能够产生特异性抗体的细胞群。因此克隆化培养其实就是扩大培养，便于后面进行抗体检测，抗体检测的方法其实就是利用抗原抗体特异性结合的原理进行的，也就是抗原—抗体杂交技术。其实这两步可以同时进行，用96孔板培养以及筛选。 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，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进——一般来说这个过程要进行两到三次，因为【PS：新融合的杂交瘤细胞不稳定，容易失去分泌抗体的性质，所以一般需要进行2~3次检测以确保稳定性】——最后完成第二次筛选。 最后得到能分泌所需抗体的杂交瘤细胞就可以进行扩大培养了，一般来说培养的方法有两种：体内培养或体外培养，体内培养就是将杂交瘤细胞注射到注射到小鼠腹腔中进行自然生长，体外培养也就是我们将的动物细胞培养技术。最后从细胞培养液或者小鼠的腹水中获取大量的单克隆抗体。此时得到的单克隆抗体具有的特点是能准确地识别抗原的细微差异，与特定抗原发生特异性结合，并且可以大量制备。 教师播放单克隆制备的视频，加深学生对该流程的理解。 播放具有实效性的新闻视频，激发学生的学习兴趣，将所学内容和新冠疫情这一生活经验联系。 通过问题逐步引导学生理解单克隆抗体制备的原理，了解所需要的技术，为后续学习做铺垫。 设计一系列具有启发和引导作用的问题，可以帮助学生思考和理解。学生在分析、推理的过程中思维也将得到发展。 结合教材流程图以及学生看书的结果引导学生一起构建单克隆抗体制备的流程图。 通过播放视频，加深学生的理解。
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单克隆抗体在临床上有哪些应用？ 引导学生阅读教材50页思考·讨论，单克隆抗体的应用： 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10d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。 资料2 使用高效的细胞毒素类药物进行化疗可以有效杀伤肿瘤细胞。但 细胞毒素没有特异性，在杀伤肿瘤细胞的同时还会对健康细胞造成伤害，这限制了它在临床上的应用。抗体-药物偶联物（antibody-drugconjugates, ADC）通过将细胞毒素与能特异性识别肿瘤抗原的单克隆抗体结合，实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤。ADC通常由抗体、接头和药物(如细胞毒素)三部分组成，它的作用机制如下图所示。 ADC的抗体和药物各具有什么作用？——抗体：主要发挥靶向运输作用，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。 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。 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。 1.单克隆抗体的优点：单克隆抗体能准确地识别抗原的细微差异，与特定抗原发生特异性结合，并且可以大量制备。 2.单克隆抗体的应用 （1）作诊断试剂——应用最广泛。比如：利用同位素或荧光标记的单克隆抗体在特定组织中成像的技术，可定位诊断肿瘤、心血管畸形等疾病。乙肝测定试剂、血型检测试剂、艾滋病检测试剂、新冠病毒检测试剂等。 （2）运载药物： ADC（抗体—药物偶联物）：“生物导弹”是免疫导向药物的形象称呼，它由单克隆抗体与药物、酸或放射性同位素配合而成，因带有单克隆抗体而能自动导向，在生物体内与特定目标细胞或组织结合，并由其携带的药物产生治疗作用。 单克隆抗体+药物 =“生物导弹”。主要用于癌症治疗。 优点：位置准确、疗效高、副作用小 直接用于治疗疾病。医药领域，单抗类药物占用重要地位。2015年，全球销售额排名前十位的药物中，单克隆抗体药物就有5种。同年，我国的单克隆抗体药物市场规模已达到72亿元。 教师播放视频总结本节内容。 结合资料分析，引导学生认同单克隆抗体具有广阔的应用前景。 回归教材资料，从结构与功能观角度，以抗体涉及的生物学原理为基础分析，阐述单克隆抗体的应用，有利于学生科学思维水平的提升，理解技术对医学的重要作用，培养社会责任意识。
2.2.3 动物体细胞核移植技术和克隆动物（1课时） 教学过程设计
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创设情景 导入新课 【学生总结上节课内容2-3min】上节课中我们学习了细胞融合技术和单克隆抗体，利用细胞膜的流动性来将不同种细胞用PEG融合法、电融合法以及灭活病毒诱导法等诱导二者融合，形成单个细胞核是融合成功的标志，借助该种技术发展起来的单克隆抗体目前已被广泛应用，比如诊断试剂、运载药物ADC以及自身也可以作为药物进行治疗，单克隆制备的流程是：先向小鼠体内注射同种抗原多次为了获取特定的B淋巴细胞，与此同时培养骨髓瘤细胞，诱导二者融合以后得到多种杂交细胞，杂交细胞中有未融合的、有同种类型融合的、也有我们需要的杂交瘤细胞，这就涉及到第一次筛选，利用HAT选择培养基，只有杂交瘤细胞可以生长繁殖，但是由于最开始从腹腔中获取的有多种B淋巴细胞，因此这里的杂交瘤细胞也有多种，所以还需要进行第二次筛选，通过克隆化培养和抗体检测进行，抗体检测的原理其实就是利用抗原抗体特异性结合的原理，将抗体检测呈阳性的细胞进行扩大培养，扩大培养可以体外或体内进行，最后从中获取单克隆抗体。 教师播放孙悟空取毫毛变出小猴的视频，西游记中的这段描述，展示了中华先贤的想象力。毫毛来自体细胞，我们能用体细胞变出猴来吗？ 2017年，中国的科学家将这一幕变成了现实，他们利用体细胞核移植技术成功克隆出两只猕猴“中中”和“华华”。今天，我们将继续第三小节内容的学习：动物体细胞核移植技术和克隆动物。 学生自行总结上节课的内容，可以加深学生的学习能力、语言表达能力以及总结能力。 通过播放视频，激发学生学习兴趣，同时引导学生认同科学设想很多时候来自于现在或者古人看似天马行空的想象。
问题情境 教学活动设计 （学习活动设计） 设计意图
什么是动物细胞核移植技术？ 复习植物组织培养的定义、流程及原理，动物细胞原则上具有全能性，但经过必修一的学习我们简单了解到，离体培养时。动物细胞的全能性并不能完全表现出来，像植物细胞表现出全能性那样发育成完整个体。请学生推测动物细胞如何培养能得到完整动物个体，归纳理解动物细胞核移植的定义、原理。 1、体细胞核移植技术定义：将动物一个细胞的细胞核，移入去核的卵母细胞中，使这个重新组合的细胞发育成新胚胎，继而发育成动物个体的技术。 2、原理：动物细胞核的全能性 用核移植的方法得到的动物称为克隆动物。质疑：为何不称为“克隆技术”而是“核移植技术”？ 3、生殖方式属于无性生殖 种类 引出非人灵长类动物体细胞核移植的困难原因： 教师播放《2017年我国培育世界上首例体细胞克隆猴》视频。 克隆猴介绍：中国科学院神经科学研究所所长、脑智卓越中心主任蒲慕明院士说，克隆猴成为世界性难题的一个主要限制性因素是供体细胞核在受体卵母细胞中的不完全重编程导致胚胎发育率低。同时，用作受体的卵母细胞数量有限，且非人灵长类动物胚胎操作技术尚不完善，也是影响实现非人灵长类动物体细胞克隆的重要因素。胚胎操作的一个必要步骤是给卵母细胞去核。但与其他动物不同的是，猴子的卵母细胞不透明，因此去核操作非常困难。科研人员想出了使用偏振光的方式来给细胞“打光”，但为了尽可能减少对细胞的影响，操作必须在极短时间内完成。为此，中科院神经科学研究所非人灵长类研究平台博士后刘真花了大量的时间，去训练这项技术，最终实现了在10秒内精准完成体细胞核移植的显微操作。同时，科研人员不断尝试各种实验方法，通过表观遗传修饰促进体细胞核重编程，显著提高了体细胞克隆胚胎的囊胚质量和代孕猴的怀孕率。2017年11月27日，世界上首个体细胞克隆猴“中中”在中科院神经科学研究所、脑科学与智能技术卓越创新中心非人灵长类平台诞生; 12月5日，“中中”的妹妹“华华”也顺利诞生。 提出的问题能启发学生思考，帮助他们运用生命观念理解技术的原理。 介绍我国科学家的成就，增强学生的民族自豪感和自信心。
问题情境 教学活动设计 （学习活动设计） 设计意图
动物体细胞核移植的基本过程是什么？ 【布置任务】展示高产奶牛的图片，让学生自主建构克隆高产奶牛的流程。 【指导建构】 针对克隆高产奶牛的流程，提出以下问题让学生分析、讨论，进而引导他们完善流程。 体细胞和卵母细胞从哪里来？ 分别从高产奶牛身体某一部位获取体细胞、从屠宰场获取无用的牛卵巢 2、卵母细胞需要在体外培养到什么时期？为什么？ 体积大、营养多、容易操作； 含有促使细胞核表达全能性的物种，且活性高 细胞核、细胞质已成熟 3、在将供体细胞的细胞核移入卵母细胞前，需要先对卵母细胞进行什么操作？为什么？ 去核。为了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。 4、实际在克隆高产奶牛时，科学家并没有从供体细胞中取出细胞核，而是直接将供体细胞注入去核的卵母细胞，你知这是为什么吗？ 最初，在进行动物细胞核移植操作时，是用玻璃微型吸管将供体细胞的细胞核吸出，再注入去核卵母细胞内，这也是“核移植”这一名词的含义。后来，研究者通过实验不断摸索发展出了另外一种方法，即直接将供体细胞注入去核卵母细胞的透明带内，然后用病毒介导或电脉冲等方式使两个细胞融合，因为这种方法操作简便，对卵母细胞损伤较小，所以后来较为常用。 5、融合后的细胞可以直接发育成胚胎吗？ 不能，还需用物理或者化学方法激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育进程。 6、克隆出的小牛是对体细胞供体奶牛进行了100%的复制吗？ 克隆动物绝大部分DNA来自体细胞供体（核供体）动物的细胞核，但其细胞核外的DNA,即线粒体中的DNA同时来自核供体细胞和受体卵母细胞。所以，用教材中所述的方法 克隆动物不是对核供体动物进行完全相同的复制。 此外，即便动物的遗传基础完全相同，但由于动物的发育及一些行为、习性的形成与所处环 境有很大关系，克隆动物所生活的环境与核供体动物生活的环境不会完全相同，所以从这一角度看，克隆动物也不是对核供体动物进行100%的复制。 完善流程： 【为什么选择MⅡ期卵母细胞作为受体细胞？】 动物细胞核移植技术能用作受体细胞的通常有MⅡ期卵母细胞和受精卵。早期核移植技术中常用受精卵，后来基本上用MⅡ期卵母细胞代替了受精卵，主要是因为二者的细胞质环境不同。有人认为，激活重构胚需要的因子存在于MⅡ期卵母细胞的细胞质中，而在受精卵原核形成时这些因子已被降解或被用光，因此受精卵的细胞质中缺乏这些因子；也有人认为，可能对受精卵进行去核操作使一些早期发育必需的因子随原核一起被去除了，从而导致去核受精卵缺乏诱导发育的能力。 促成熟因子（MPF）是卵母细胞质中一种重要的蛋白因子，MPF表达水平的高低可影响供体核染色质的状态和复制。MPF的活性在卵母细胞减数分裂的MⅠ期和MⅡ期达到最高，受精后，MPF迅速灭活。MⅡ期卵母细胞细胞核、细胞质已成熟，而MⅠ期卵母细胞细胞核、细胞质尚未成熟，其细胞质不支持胚胎的全程发育，因此尽管MⅠ期卵母细胞中MPF的活性也很高，但它不能用作受体细胞。 【在进行动物细胞核移植操作时，注入卵母细胞的是供体细胞还是其细胞核？】 最初进行核移植时是将供体细胞的细胞核吸出，再注入去核卵母细胞，这也是“核移植”的含义。后来，研究者通过实验摸索出另一种方法：直接将供体细胞注入去核卵母细胞的透明带内，然后用病毒介导或电脉冲等方式使两个细胞融合，因为这种方法简单，对卵母细胞损伤较小，所以后来较为常用。 【既然注入的是整个细胞，那么供体细胞线粒体中的遗传物质是否能表达出相应性状？】 理论上，供体和受体来源的线粒体有三种命运：A、供体线粒体被降解，只剩下受体来源线粒体；B、二者同时存在，核移植个体的线粒体呈异质性；C、受体线粒体被降解，供体线粒体占主导。目前发现，B情况主存在于核移植个体胚胎发育早期，大部分核移植个体后代主要留存受体来源的线粒体。但是目前科学家在不同物种中还未发现完全一致的规律。 布置学生课前五分钟介绍：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。 利用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。通过体细胞核移植技术可以生成带有核供体细胞遗传物质的胚胎干细胞；诱导iPS细胞需要在细胞中表达几个关键基因，将细胞逆转到类似胚胎干细胞的状态。体细胞核移植技术对核供体细胞有较高要求，一般情况下体细胞的分化程度越高，它重编程为干细胞的成功率就越低；可诱导成为iPS细胞的细胞来源相对广些，研究表明成纤维细胞、B淋巴细胞、脂肪干细胞等都可以诱导成为iPS细胞。体细胞核移植技术涉及采集卵母细胞、去核、融合等复杂的操作；诱导iPS细胞的技术流程相对简单，可能更适合用于生产实践。目前科学家还在研究由这两种技术生成的干细胞在基因表达、DNA甲基化等方面的差异，这些研究成果也将直接影响它们今后的应用。 在学生完 成初步的建构 后，让他们进一步完善流程， 可以深化他们对技术流程的认识，同时也能发展科学思维。
问题情境 教学活动设计 （学习活动设计） 设计意图
体细胞核移植技术的应用前景有哪些？怎样理性看待体细胞核移植技术存在的问题？ 了解体细胞核移植技术在 生产医用蛋白，提供可供移植的细胞、组织或器官，保护濒危物种等方面具有广阔的应用前景。 【介绍应用】 在畜牧生产中——加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育。 1997年，美国威斯康星州的一个奶牛场有一头名叫卢辛达的奶牛，年产奶量为30.8 t，创造了世界奶牛产奶量最高新纪录。目前世界各国高产奶牛场奶牛，年平均产奶量一般为十几吨，而我国奶牛产奶量年平均水平仅为3～4 t。 医药卫生领域： 让学生阅读教材第54页最后一段话，了解体细胞核移植技术存在的问题。2003年，世界上第一只用体细胞克隆的动物——多莉，因患有严重的肺部疾病被实施了安乐死。它只活了7岁，而普通绵羊的平均寿命在12岁左右。多莉的死亡引发了关于克隆动物是否早衰的争论。一些研究者认为，克隆动物的端粒比较短，基因表达不正常，早衰是一种必然现象。另一些研究者则认为，克隆动物的遗传物质是正常的，目前发现的早衰迹象是在克隆过程中的一些技术问题造成的;或者克隆动物在发育过程中出现了变异，早衰只是偶然现象。 认识到体细胞核移植技术面临以下问题：成功率低；培育的克隆动物存在健康问题，表现岀遗传和生理缺陷等。 引导学生 辩证地看待技 术的应用，使 他们既看到技 术进步带来的 积极影响，又 认识到技术应 用可能带来一 些问题。
总结(共36张PPT)
1、动物细胞培养（基础）2、动物细胞融合与单克隆抗体3、动物细胞核移植技术与克隆动物细胞工程是指应用细胞生物学、分子生物学和发育生物学等多学科的原理和方法，通过细胞器、细胞或组织水平上的操作，有目的地获得特定的细胞、组织、器官、个体或其产品的一门综合性的生物工程。细胞工程植物细胞工程植物组织培养植物体细胞杂交再谈细胞工程动物细胞工程的基本技术（基础）
第2章 细胞工程
第2节 动物细胞工程
2.2.1 动物细胞培养
皮肤的自体移植
小面积烧伤：植皮(自身)后恢复
1）使用他人皮肤？
患者自身的不够用，如何解决？
大面积烧伤？
2）培养自身细胞？
从社会中来
人造皮肤：人体再生术的秘密
1、概念：
从动物体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后在适宜的培养条件下，让这些细胞生长和增殖的技术。
2、目的：
获得细胞或细胞产物；不能获得完整动物个体。
3、原理：
细胞增殖（有丝分裂）
那么，动物细胞的培养需要哪些条件呢？
动物细胞培养
动物体
组织
单个细胞
细胞生长和增殖
取出
分散
适宜条件
01动物细胞培养的条件糖类、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充足的营养、稳定的内环境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。培养基的构成：合成培养基+血清等天然成分一般用液体培养基，也称为培养液01动物细胞培养的条件糖类、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①培养液、培养用具：灭菌处理；②无菌操作；③适量添加抗生素定期更换培养液，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。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：维持细胞正常的形态和功能。36.5±0.5℃7.2-7.401动物细胞培养的条件糖类、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维持培养液的pH95%空气+5%CO2的CO2培养箱O2：细胞代谢所必需CO2培养箱松盖培养瓶培养皿你还记得体液调节中的CO2的作用吗？
动物组织
分散成
单个细胞
二. 动物细胞培养的过程
培养
根据动物细胞培养的概念，初步构建动物细胞培养的流程：
（1）培养前，为什么要将动物组织分散成单个细胞？
（2）怎样将动物组织分散成单个细胞？
（3）分散成的单个细胞，如何培养？
（4）培养一段时间后，细胞分裂会受阻，为什么？怎么解决？
（5）什么是原代培养和传代培养？
（6）进行传代培养（分瓶培养）时，如何处理？
取动物组织
制成细胞悬液
转入培养液进行原代培养
放入CO2培养箱中培养
传代培养
放入CO2
培养箱中培养
用机械的方法，或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理的方法，将组织分散成单个细胞
02
动物细胞培养的过程
2.培养过程：
动物组织
分散成
单个细胞
二. 动物细胞培养的过程
培养
根据动物细胞培养的概念，初步构建动物细胞培养的流程：
（1）培养前，为什么要将动物组织分散成单个细胞？
①分散不会限制彼此的生长和增殖；
②分散有利于与培养液充分接触，保证O2与营养供应和代谢物及时排出。
动物组织
分散成
单个细胞
二. 动物细胞培养的过程
培养
根据动物细胞培养的概念，初步构建动物细胞培养的流程：
（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。
①说明动物细胞间的物质主要是什么成分？
蛋白质
机械法或胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理
动物组织
分散成
单个细胞
二. 动物细胞培养的过程
培养
根据动物细胞培养的概念，初步构建动物细胞培养的流程：
阅读教材P44“动物细胞培养的过程”，思考、回答下列问题：
（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。
②用胃蛋白酶可以吗？
不可以，多数动物细胞生存的适宜pH为7.2～7.4，而胃蛋白酶的适宜pH约为2，在此环境中会失活。
机械法或胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理
动物组织
分散成
单个细胞
二. 动物细胞培养的过程
培养
根据动物细胞培养的概念，初步构建动物细胞培养的流程：
阅读教材P44“动物细胞培养的过程”，思考、回答下列问题：
（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。
③胰蛋白酶处理时间过长，会怎样？
会破坏细胞结构，把细胞消化掉
机械法或胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理
动物组织
分散成
单个细胞
二. 动物细胞培养的过程
培养
根据动物细胞培养的概念，初步构建动物细胞培养的流程：
（3）分散成的单个细胞，如何培养？
用培养液将细胞制成细胞悬液，放入培养皿或培养瓶内，置于适宜环境中培养。
机械法或胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理
加培养液
细胞悬液
培养
放入培养瓶
在适宜条件中
二. 动物细胞培养的过程
动物组织
分散成
单个细胞
细胞悬液
机械法或胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理
加培养液
★体外培养动物细胞分为两类:
①悬浮生长细胞
细胞能够悬浮在培养液中生长増殖;
②贴壁生长细胞（主要类型）
细胞需要贴附于某些基质表面才能生长增殖
悬浮培养瓶
培养
放入培养瓶
在适宜条件中
细胞贴壁
接触抑制
细胞贴壁过程
圆球形细胞刚开始
铺展贴壁生长（100×）
培养的动物细胞贴壁生长
并进行有丝分裂（100×）
细胞单层贴壁生长铺满瓶壁后出现接触抑制（100×）
贴壁生长与接触抑制
正常细胞只有一层；肿瘤细胞/癌细胞有多层
癌细胞表面糖蛋白减少，黏着性降低，适宜条件可无限增殖。
二. 动物细胞培养的过程
动物组织
分散成
单个细胞
细胞悬液
机械法或胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理
加培养液
培养
放入培养瓶
在适宜条件中
（4）培养一段时间后，细胞分裂会受阻，为什么？
接触抑制
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
细胞分裂受阻
解决？
二. 动物细胞培养的过程
动物组织
分散成
单个细胞
细胞悬液
机械法或胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理
加培养液
培养
放入培养瓶
在适宜条件中
传代培养
在适宜条件中
分瓶培养
原代培养
（5）什么是原代培养和传代培养？
①原代培养：指动物组织经处理后的初次培养。
②传代培养：分瓶后的细胞培养。
二. 动物细胞培养的过程
动物组织
分散成
单个细胞
细胞悬液
机械法或胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理
加培养液
培养
放入培养瓶
在适宜条件中
传代培养
在适宜条件中
分瓶培养
原代培养
（6）进行传代培养（分瓶培养）时，如何处理？
悬浮细胞:离心法收集
贴壁细胞:胰蛋白酶处理，再离心法收集
②制成细胞悬液，分瓶培养
①收集细胞
取动物组织
用机械法或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理
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
细胞悬液
原代培养
分瓶
培养
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。
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
相关概念
02动物细胞培养的过程1、幼龄动物的细胞与老龄动物的细胞比较，分化程度低的细胞与分化程度高的细胞比较，哪些细胞更易于培养？为什么？幼龄动物的细胞;这些个体的细胞分化程度低、分裂能力强，易培养。思考●讨论2：植物组织培养和动物细胞培养的比较 P42
比较项目 植物组织培养 动物细胞培养
原理
培养基
培养基特有成分
过程
结果
相同点 固体培养基
葡萄糖、动物血清
液体培养基
细胞增殖
植物细胞的全能性
许多细胞
蔗糖、植物激素（生长素、细胞分裂素）
①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
新的植株
外植体
↓脱分化
愈伤组织
　 ↓再分化
芽、根或胚状体
↓生长发育
植物体
动物的组织
　　　　　 ↓ 机械法或胰蛋白酶、
↓ 胶原蛋白酶处理
细胞悬液
↓
原代培养
↓
细胞悬液
↓
传代培养
1、在进行动物细胞培养时，需要（ ）
A、用胶原蛋白酶、胃蛋白酶等处理以获得细胞悬液
B、充入5%CO2以刺激细胞正常呼吸
C、加入经高压蒸汽灭菌处理的血清以提供营养
D、定期更换培养液以清除代谢物
2、下列关于植物细胞培养和动物细胞培养异同的叙述，错误的是（ ）
A、动物细胞培养一般使用液体培养基，植物细胞培养通常用固体培养基
B、两种培养过程通常都需在培养基中加入血清
C、大多数动物细胞传代时要加入胰蛋白酶，植物细胞传代时不需要纤维素酶
D、两种细胞培养的原理都涉及细胞增殖
D
B
《干细胞技术带来延长生命的可能》
03干细胞培养及其应用1.干细胞的概念：2.干细胞的来源：3.干细胞的类型：动物和人体内保留的具有分裂和分化能力的细胞。在一定的条件下，干细胞可以分化成其他类型的细胞。早期胚胎、骨髓和脐带血等多种组织和器官中。03早期胚胎中具有分化为成年动物体内的任何一种类型的细胞，并进一步形成机体的所有组织和器官甚至个体的潜能。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局限性必须从胚胎中获取 ，涉及伦理问题；因而限制了在医学上的应用。干细胞培养及其应用ES细胞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干细胞培养及其应用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了新进展iPS细胞03干细胞培养及其应用03干细胞培养及其应用诱导多能干细胞（iPS细胞）多种体细胞定向诱导分化体外诱导小鼠成纤维细胞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iPS细胞的应用前景：临床治疗人类疾病如：白血病、帕金森病、阿而茨海默病等无菌、无毒
营养
温度、pH和渗透压
气体环境
制备细胞悬液
原代培养
传代培养
动物细胞培养
动物细胞培养的条件
动物细胞培养的过程
干细胞的培养和应用
干细胞的种类、特点及应用
iPS细胞的培养和应用
课堂小结
1.判断下列有关动物细胞培养的表述是否正确。
（1）培养环境中需要O2，不需要CO2 。（ ）
（2）细胞要经过脱分化形成愈伤组织。（ ）
（3）培养液中通常含有糖类、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清（ ）
（4）培养瓶中的细胞需定期用胰蛋白酶处理,分瓶后才能继续增殖（ ）
一、概念检测
×
√
×
×
练习与应用（P47）
2.干细胞有着广泛的应用前景。下列相关叙述错误的是( )
A.干细胞是从胚胎中分离提取的细胞
B.造血干细胞可以分化为各种血细胞
C.不同类型的干细胞,它们的分化潜能是有差别的
D.由iPS细胞产生的特定细胞,可以在新药的测试中发挥重要作用
A
现在关于iPS细胞的研究正在不断深入。请你从以下两个方面来查阅资料进行思考。（1）由于诱导iPS细胞、促使其分化都需要时间，因此用某人特异的iPS细胞进行医疗只限于时间比较充裕的情形。从实际事故、疾病发生的不可预测性方面考虑，如果要将这些细胞用于紧急情况，应该提前采取什么措施
像建立骨髓库一样，有研究团队正在尝试建立HLA(Human Leukocyte Antigen,人类白细胞抗原)多态性丰富的iPS细胞库，可以为需要的人找到HIA匹配度较高的iPS细胞，这样不仅可以节省时间、成本，还能减轻异体干细胞移植后发生的免疫排斥反应。
二、拓展应用
（2）如果诱导iPS细胞定向分化为生殖细胞的技术发展成熟，该技术可能会有哪些应用？又可能带来哪些问题？
该技术可能被用于治疗不孕症；获得足够量的生殖细胞来进行濒危物种的克隆研究；获得生殖细胞进行转基因操作，再经过受精、胚胎发育等过程来获得转基因动物。该技术可能带来一系列的伦理问题。例如，如果用同一个人的iPS细胞分别诱导形成精子和卵子，两者受精可能培育出“单亲”婴儿；有的人还可能有目的地选择iPS细胞，从而“设计”婴儿。
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第2章 细胞工程
第2节 动物细胞工程
Part3 动物体细胞核移植技术和克隆动物
先贤的奇思妙想：
西游记中的这段描述，展示了中华先贤的想象力。毫毛来自体细胞，我们能用体细胞变出猴来吗？
2017年，中国的科学家将这一幕变成了现实，他们利用体细胞核移植技术成功克隆出两只猕猴“中中”和“华华”。
毫毛来自体细胞，我们能用体细胞“变”出猴来吗？
01体细胞核移植技术1.概念：将动物一个细胞的细胞核，移入去核的卵母细胞中，使这个重新组合的细胞发育成新胚胎，继而发育成动物个体的技术。用核移植的方法得到的动物称为克隆动物。2.原理：动物细胞核的全能性为何不称为“克隆技术”而是“核移植技术”？
克隆是指由一个共同的祖先，通过无性繁殖产生一群遗传特性相同的DNA分子、细胞或个体。
拓展：
克隆
1.定义：
2.三个层次：
DNA（分子）、细胞、个体
思考：下列克隆分别用什么技术：
动物细胞克隆—— 动物克隆——
植物克隆—— DNA克隆——
动物细胞培养
核移植
植物组织培养
PCR技术
克隆就是无性繁殖
01体细胞核移植技术4.种类：胚胎细胞核移植：体细胞核移植：细胞分化程度低，表现全能性容易细胞分化程度高，表现全能性十分困难3.生殖方式：1.概念：将动物一个细胞的细胞核，移入去核的卵母细胞中，使这个重新组合的细胞发育成新胚胎，继而发育成动物个体的技术。用核移植的方法得到的动物称为克隆动物。2.原理：动物细胞核的全能性无性生殖难度小难度大01体细胞核移植技术①供体细胞的细胞核在去核卵母细胞中不能完全恢复其____前的功能状态，这导致了_____________；胚胎发育率低②对非人灵长类动物_____进行操作的技术尚不完善。胚胎分化5.非人灵长类动物体细胞核移植的困难原因具有许多与人类相似的生物学特征的灵长类动物2017年我国培育世界上首例体细胞克隆猴自主学习：阅读P53图2-18，思考下列问题
1.选择卵母细胞作为核移植受体细胞的原因？采集的卵母细胞应培养至 ；
卵母细胞去核的方法？“去核”去的是什么？
2.注入去核的卵母细胞的是整个供体细胞还是供体细胞的细胞核？为什么？
3.诱导融合的方法？融合的结果？
4.什么是重构胚？激活重构胚的方法？用这些方法处理重构胚的目的？
5.该过程用到哪些技术手段？
采集卵母细胞，在体外培养到MⅡ期
高产奶牛(供体)
1）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达的物质；
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
（2）（克隆高产奶牛）体细胞核移植过程：
2）卵母细胞为什么要“去核”？（P54页）
原因：为了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。
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
（2）（克隆高产奶牛）体细胞核移植过程：
01体细胞核移植技术通过显微操作去核梯度离心紫外光短时间照射化学物质处理使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。纺锤体——染色体复合物方法：显微操作法去核的卵母细胞
供体细胞
将供体细胞注入去核的卵母细胞的透明带
3）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
4）激活重构胚目的是？
目的：激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育过程。
激活方法：①物理方法；②化学方法
重构胚
早期胚胎
（2）（克隆高产奶牛）体细胞核移植过程：
用物理或化学方法（电刺激、Ca2+载体、乙醇和蛋白酶合成抑制剂等）激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育进程
(代孕)母牛体内
生出与供体奶牛遗传物质基本相同的犊牛
5）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。
克隆动物
6）从遗传物质的角度来分析，克隆动物是对体细胞供体动物进行了100%的复制吗？
克隆动物细胞核的遗传物质来自供体动物，但细胞质中的遗传物质同时来自供体细胞和受体卵母细胞；
此外，即便动物的遗传基础完全相同，但由于动物的发育及一些行为、习性的形成与所处环 境有很大关系，克隆动物所生活的环境与核供体动物生活的环境不会完全相同，所以从这一角度看，克隆动物也不是对核供体动物进行100%的复制。
早期胚胎
（2）（克隆高产奶牛）体细胞核移植过程：
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
用物理或 化学方法激活重构胚，使其完成 细胞分裂和发育
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
1.该过程中应用到的技术
动物细胞培养、动物细胞核移植早期胚胎培养、胚胎移植
2.选择卵母细胞作为核移植受体细
胞的原因
①卵母细胞体积大，易操作
②含有促使细胞核表达全能性的物质和营养条件
3.将供体细胞整个注入去核卵母
细胞中的原因
对卵母细胞损伤较小；保证供体细胞的细胞核不被破坏，操作方便。
01体细胞核移植技术将胚胎移入受体(代孕)母牛体内6.过程01体细胞核移植技术加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育。1997年，美国威斯康星州的一个奶牛场有一头名叫卢辛达的奶牛，年产奶量为30.8 t，创造了世界奶牛产奶量最高新纪录。目前世界各国高产奶牛场奶牛，年平均产奶量一般为十几吨，而我国奶牛产奶量年平均水平仅为3～4t。1.应用前景（1）在畜牧生产中01体细胞核移植技术（2）医药卫生领域：A.利用此技术培育的转基因克隆动物，可作为生物反应器生产珍贵的医用蛋白。乳腺生物反应器1.应用前景01体细胞核移植技术（2）医药卫生领域：B.治疗人类疾病时，转基因克隆动物的细胞、组织或器官，可作为异种移植的供体。治疗性克隆1.应用前景01体细胞核移植技术（2）医药卫生领域：C.患者的核移植胚胎干细胞经过诱导分化，能形成相应的细胞、组织或器官可用于移植以避免免疫排斥反应。1.应用前景01体细胞核移植技术①研究克隆动物可以使人类更深入地了解胚胎发育及衰老过程；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致病基因；③克隆特定疾病模型的动物，还能为研究该疾病的致病机制和开发相应的药物提供帮助。（3）在科研领域：（4）在保护濒危物种方面：该技术有望增加濒危物种的存活数量1.应用前景01体细胞核移植技术2、存在的问题（1）成功率低：克隆胚胎移植成功率平均不到10%许多克隆动物表现出遗传和生理缺陷，如体型过大、异常肥胖、发育困难、脏器缺陷、免疫缺陷等。需要与发育生物学、细胞生物学和分子遗传学等学科更深层次的理论研究相结合；（3）健康问题：（2）理论研究较为滞后：01体细胞核移植技术2003年，世界上第一只用体细胞克隆的动物——多莉，因患有严重的肺部疾病被实施了安乐死。它只活了7岁，而普通绵羊的平均寿命在12岁左右。多莉的死亡引发了关于克隆动物是否早衰的争论。一些研究者认为，克隆动物的端粒比较短，基因表达不正常，早衰是一种必然现象。另一些研究者则认为，克隆动物的遗传物质是正常的，目前发现的早衰迹象是在克隆过程中的一些技术问题造成的;或者克隆动物在发育过程中出现了变异，早衰只是偶然现象。【拓展应用】P55小结：体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题
前景 畜牧业 加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育
保护濒危物种 医药卫生 ①作为生物反应器生产医用蛋白；
②转基因克隆动物的细胞、组织或器官可用于异种移植；
③人核移植胚胎干细胞，经过诱导分化形成相应的细胞组织或器官，可用于器官移植
问题 成功率非常低 克隆动物存在健康问题，表现出遗传和生理缺陷
本节小结
理论基础
动物体细胞核的全能性
胚胎细胞核移植
原理：
类型：
体细胞核移植
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
用物理或 化学方法激活重构胚，使其完成 细胞分裂和发育
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
动物体细胞核移植技术和克隆动物
操作过程
应用前景
畜牧业
保护濒危物种
医药卫生
1. 假设世界上最后一头野驴刚死亡，以下使它"复生"的方案中
可行的是（ ）
A. 将野驴的基因导入家驴的受精卵中，培育出新个体
B. 将野驴的体细胞取出，利用组织培养培育出新个体
C. 将野驴的体细胞两两融合，再经组织培养培育出新个体
D. 将野驴的体细胞核移植到家驴的去核卵母细胞中, 经孕育培育出新个体
D
练习与应用
一、概念检测
2. 2017年，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下技术路线。据图分析下列叙述错误的是（ ）
C
A. 该技术涉及动物细胞培养、细胞核移植等操作
B. 该技术可避免母亲的线粒体遗传病基因传递给后代
C. 卵母细胞捐献者携带的红绿色盲基因能够遗传给"三亲婴儿"
D. "三亲婴儿"同时拥有自己父亲、母亲及卵母细胞捐献者的部分基因
练习与应用
一、概念检测
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第2章 细胞工程
第2节 动物细胞工程
Part2 动物细胞融合技术与单克隆抗体
植物体细胞杂交
植物细胞融合
植物组织培养
温故而知新：
意义：打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，培育植物新品种。　　　　　
温故而知新：
实验：人——鼠细胞荧光标记融合实验
该实验表明：
细胞膜具有流动性
01动物细胞融合技术使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1、概念：2、原理：3、诱导方式物理法：电融合法化学法：聚乙二醇（PEG)生物法：灭活病毒诱导法与植物原生质体融合的方法相同——动物细胞融合特有01动物细胞融合技术灭活病毒诱导细胞融合的原理灭活：指用物理或化学手段使病毒失去感染能力（不感染细胞），但是并不破坏病毒的抗原结构（诱导细胞融合）。【拓展】病毒吸附在细胞表面，含有的糖蛋白和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形成通道通道扩大，细胞膜打开两亲本的细胞核逐渐融合，形成杂种细胞
旁栏思考
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。
01动物细胞融合技术使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1、概念：4、结果：2、原理：3、诱导方式物理法：电融合法化学法：聚乙二醇（PEG)生物法：灭活病毒诱导法与植物原生质体融合的方法相同——动物细胞融合特有形成杂交细胞。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。01动物细胞融合技术5、过程:动物细胞融合动物细胞培养细胞膜的流动性细胞增殖01动物细胞融合技术正在融合的淋巴细胞与骨髓瘤细胞7、应用：突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能。6、意义：至今，种间、属间、科间，甚至动物和植物之间的细胞融合都已获得成功。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。为制造单克隆抗体开辟了新途径。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结果主要用途意义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电融合法、离心法；聚乙二醇（PEG）融合法、高Ca2+-高pH融合法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获得完整的杂种植株主要用于制造单克隆抗体打破生殖隔离，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比较动物细胞融合与植物体细胞杂交形成杂种植株形成杂种细胞
(1)与植物原生质体融合相比，动物细胞融合特有的诱导因素有聚乙二醇(PEG)、灭活的病毒(　　)
(2)灭活的含义是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(　　)
(3)二倍体动物细胞融合后的杂交细胞仍然是二倍体细胞(　　)
×
√
×
2.对比动物细胞融合和植物体细胞杂交技术，下列论述合理的是
A.均可使用PEG、电融合或灭活病毒诱导细胞融合
B.两者都可以跨越种属间的生殖隔离
C.两者都可以体现细胞的全能性
D.在适宜的条件下，均可产生完整个体
√
3.(2022·天津市高二阶段练习)如图表示仙台病毒诱导动物细胞融合的部分过程，下列叙述正确的是
A.细胞A和细胞B必须为同种细胞才能融合
B.细胞C同时有细胞A和细胞B的遗传物质
C.该融合过程体现了细胞膜具有选择透过性
D.此过程的原理是动物细胞具有全能性
√
1.视频中了解到针对新冠肺炎真正的特效药是什么？
2.这种特效药有着怎样的特点呢？
针对新冠病毒的单克隆抗体。
这种单克隆抗体可以和新冠病毒特异性结合，准确定位、药效强、持续时间久，并且可以大量储备生产。
1、什么细胞能产生抗体？
2、能产生抗体的细胞能否大量增殖？
3、什么细胞具有无限增殖的能力？
4、据此，可以怎样培养出一种能分泌抗体且增殖能力强的细胞？
1.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、灵敏度低。
不能无限增殖产生大量抗体
动物体内
抗原
刺激
浆细胞
抗体
筛选单一B细胞
增殖分化
抗原不纯
抗原不纯
多种抗体
02单克隆抗体及其应用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（能无限增殖）一种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，又能产生专一抗体一个极富创造力的方案1975年，米尔斯坦和柯勒1984年，诺贝尔生理学或医学奖02单克隆抗体及其应用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（能无限增殖）一种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，又能产生专一抗体单克 隆抗 体一个B淋巴细胞细胞群抗体克隆一个极富创造力的方案由一个杂交瘤细胞增殖产生的高度专一的抗体1、初始的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞均有多个，融合后得到的细胞是否都是杂交瘤细胞？2、诱导融合后得到的杂交瘤细胞，是否都能分泌所需要的抗体？3、经过筛选后得到的既能迅速大量增殖，又能分泌所需抗体的杂交瘤细胞的数量有限，怎样获得大量的单克隆抗体？02单克隆抗体及其应用注射特定抗原从患骨髓瘤的小鼠体内取骨髓瘤细胞的培养多种已免疫B淋巴细胞骨髓瘤细胞诱导融合2、单克隆抗体的制备过程能产生抗体，但不能迅速大量增殖小鼠的脾脏中获取不能产生抗体，但能迅速大量增殖PEG融合法、电融合法、灭活病毒诱导法02单克隆抗体及其应用2杂交瘤细胞(多种)13置于选择性培养基上培养第一次筛选融合的细胞BB132BB瘤瘤瘤瘤√
知识拓展：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。
筛选出杂交瘤细胞方法？
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
培养基中加入氨基嘌呤
HAT选择培养基
02单克隆抗体及其应用克隆化培养抗体检测第二次筛选(抗原-抗体杂交技术)能分泌所需抗体的杂交瘤细胞阳性细胞杂交瘤细胞(多种)96孔板培养和筛选（每一个孔中尽量只接种一个杂交瘤细胞）抗体检测板02单克隆抗体及其应用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02单克隆抗体及其应用体外培养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注射到小鼠腹腔能准确地识别抗原的细微差异，与特定抗原发生特异性结合，并且可以大量制备。【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02单克隆抗体及其应用02单克隆抗体及其应用动物细胞融合动物细胞培养给小鼠注射特定的抗原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既能迅速增殖又能产生专一抗体原理：细胞膜的流动性、细胞增殖能准确地识别抗原的细微差异，与特定抗原发生特异性结合，并且可以大量制备。
1.ADC的抗体和药物各具有什么作用？
抗体主要发挥靶向运输作用，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
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
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；
②ADC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
02单克隆抗体及其应用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在妊娠第8天就可以作出诊断，比原来诊断方法提前了10d左右，准确率在90﹪以上。具有准确、高效、简易、快速特点诊断优点：3、单克隆抗体的应用02单克隆抗体及其应用乙肝测定试剂艾滋病检测试剂血型检测试剂新冠病毒检测试剂02单克隆抗体及其应用主要用于癌症治疗。2、运载药物优点：位置准确、疗效高、副作用小单克隆抗体+接头+药物（如细胞毒素）=ADC（抗体-药物偶联物）单克隆抗体+药物=“生物导弹”02单克隆抗体及其应用单克隆抗体+同位素（荧光标记）2、运载药物在特定组织中成像的技术，可定位诊断肿瘤、心血管畸形等疾病。结合荧光标记的单克隆抗体药物
临床上主要用来治疗淋巴瘤的一种单克隆抗体药物
3、治疗疾病
医药领域，单抗类药物占用重要地位
练习与应用
一、概念检测
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.前者主要是为了获得细胞产品，后者主要是为了获得杂种植株
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
C
A
二、拓展应用
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。
提示：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，目前相关技术还不成熟，存在融合率低、胚胎死亡率高等问题，并且还可能带来一些伦理方面的问题。
练习与应用
(1)B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合后，得到的都是杂交瘤细胞(　　)
(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(　　)
×
×
判断正误
√
3.新型冠状病毒表面的刺突蛋白(S蛋白)与人呼吸道黏膜上皮细胞ACE2受体结合，入侵细胞后可引起肺炎。针对此环节研发单克隆抗体是治疗新冠肺炎的研究热点之一，下列相关叙述错误的是
A.①过程需多次向小鼠体内注射S蛋白，以便于从
脾脏中获得致敏的B淋巴细胞
B.②过程可通过电融合法使两个细胞融合
C.经③过程筛出的细胞既能无限增殖又能产生识别
S蛋白的单克隆抗体
D.S蛋白的单克隆抗体能够阻断病毒入侵正常细胞以减弱对机体的毒害
√
4.抗体—药物偶联物(ADC)通过将细胞毒素与单克隆抗体结合，实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤，过程如图所示。下列叙述不正确的是
A.抗体进入细胞后激活溶酶体酶，导致细胞凋亡
B.ADC可通过胞吞方式进入肿瘤细胞
C.单克隆抗体携带细胞毒素与肿瘤细胞特异性结合
D.肿瘤细胞凋亡是细胞主动死亡的过程，会产生新的蛋白质
√
5.(2022·广西南宁高二阶段练习)如图是一种“生物导弹”的作用原理示意图，没有与肿瘤细胞结合的“生物导弹”一段时间后被机体清除。阿霉素是一种抗肿瘤药，可抑制DNA和RNA的合成，对正常细胞也有一定毒性。下列说法不正确的是
A.单克隆抗体是由杂交瘤细胞合成和
分泌的
B.活化阿霉素能抑制细胞中的DNA复
制和转录过程
C.在治疗中，应先注射非活化磷酸阿霉素再注射生物导弹
D.单克隆抗体特异性强，能减轻阿霉素对正常细胞的伤害
√
Thanks!
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