2.2.2动物细胞工程（第2课时）课件 2024—2025学年高二下学期生物人教版选择性必修3

该高中生物学课件聚焦动物细胞融合技术与单克隆抗体，通过“与植物体细胞杂交有何不同”等问题链导入，衔接前序知识，结合对比表格梳理融合原理、方法及结果，以问题驱动构建“概念-过程-应用”的学习支架。 其亮点在于以灭活病毒诱导融合、单克隆抗体制备两次筛选等实例为载体，通过科学思维中的对比归纳与探究实践中的实验分析，渗透结构与功能观等生命观念。ADC药物应用案例链接科技前沿，既助学生深化理解，又为教师提供高效教学资源，提升课堂实效。

《第2节 动物细胞培养》 高效课堂“6+1” 二 动物细胞融合技术与单克隆抗体 1 不同的动物体细胞也可以进行杂交吗？ 与植物体细胞的杂交将存在哪些不同，如何处理？ 因为动物细胞无细胞壁；全能性受限制，不能发育成杂种动物。 所以动物细胞融合与植物细胞杂交的不同： 无需去除细胞壁 不能培养成新的动物个体 一、动物细胞融合技术 评 高效课堂“6+1” 1.概念： 使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术。 2.结果： 形成的杂交细胞具有原来两个或多个细胞的遗传信息。 3.原理： 细胞膜具有一定的流动性 4.诱导融合的常用方法： PEG融合法、 电融合法、 灭活病毒诱导法。 与植物原生质体融合的基本原理相同 动物细胞融合特有的诱导融合方法 5.动物细胞融合的过程： 细胞膜融合 一、动物细胞融合技术 细胞核融合 细胞质融合 细胞融合的实质 6.动物细胞融合完成的标志： 两个或多个细胞核融合为一个细胞核 评 高效课堂“6+1” 一、动物细胞融合技术 7.意义： 突破了有性杂交的局限，使远缘杂交成为可能 8.应用： （1）细胞融合技术已经成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和培育生物新品种等的重要手段。 （2）利用动物细胞融合技术发展起来的杂交瘤技术，为制造单克隆抗体开辟了新途径。 评 高效课堂“6+1” 灭活病毒诱导法 原理：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 病毒的不同 “身份”： 在免疫调节中病毒属于抗原； 在基因工程中可作为载体； 在细胞工程中可作为诱导剂。 灭活是指用物理或化学手段使病毒或细菌失去感染能力，但是并不破坏这些病原体的抗原结构。 返回 评 高效课堂“6+1” 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？ 【答案】病人体内的病毒等诱导多个体细胞融合形成了多核细胞。 评 高效课堂“6+1” 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 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 动物细胞融合和植物体细胞杂交的比较 评 高效课堂“6+1” 二、单克隆抗体及其应用 1.研究背景 早期获得抗体的方法 产量低 纯度低 特异性差 缺点： 抗原 反复注射动物 从动物的血清中分离抗体 评 高效课堂“6+1” 二、单克隆抗体及其应用 1.抗体是由何种细胞产生的？ B淋巴细胞——浆细胞 2.一个B淋巴细胞能产生多种抗体吗? 每一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体。 3.如何获得大量的单一抗体呢？ 每一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体 单一B淋巴细胞 细胞群 选择 克隆 产生 大量纯度高特异性强的抗体 注意：在体外培养条件下一个B淋巴细胞不可能无限增殖 有能无限增殖的细胞吗？ 评 高效课堂“6+1” 1975年英国科学家米尔斯坦和德国科学家科勒的设想： 二、单克隆抗体及其应用 B淋巴细胞 骨髓瘤细胞 （能产生抗体） （能大量增殖） 融合细胞 （既能产生抗体，又能大量增殖） 米尔斯坦 科勒 由于发明了单克隆抗体的制备技术，米尔斯坦和科勒于1984年获得了诺贝尔生理学或医学奖 单克隆抗体的概念： 化学性质单一、特异性强的抗体 评 高效课堂“6+1” 二、单克隆抗体及其应用 2.单克隆抗体制备的过程 B淋巴细胞 多种 骨髓瘤细胞 诱导融合 将骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合 能产生抗体，但不能大量增殖 不能产生抗体，但能大量增殖 PEG融合法、电融合法、灭活病毒诱导法 注射特定的抗原 培养骨髓瘤细胞 从脾中提取 目的：获得产生相应抗体的B细胞 诱导融合之后，一定会得到杂交瘤细胞吗？ 评 高效课堂“6+1” 二、单克隆抗体及其应用 2.单克隆抗体制备的过程 多种杂交细胞： 未融合的细胞 B-骨、 骨-骨、 B-B、 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 杂交瘤细胞： （既能迅速大量增殖，又能产生抗体） 第二次筛选： 克隆化培养、抗体检测 （可进行多次） 抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞 （分泌的抗体能与特定抗原结合） 每一个孔中尽量只接种一个杂交瘤细胞 克隆化培养 多孔细胞培养板 （能产生所需抗体的杂交瘤细胞） 得到的杂交瘤细胞一定是所需的吗？ 杂交瘤细胞中有能产生其他抗体的细胞 评 高效课堂“6+1” 二、单克隆抗体及其应用 2.单克隆抗体制备的过程 抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞 （分泌的抗体能与特定抗原结合） 注射到小鼠腹腔内 体外培养 单克隆抗体 从细胞培养液中提取 从小鼠腹水中提取 （能产生所需抗体的杂交瘤细胞） 评 高效课堂“6+1” 第一次筛选 第二次筛选 原因 方法 结果 诱导融合后得到的细胞中，除杂交瘤细胞之外，还有未融合的亲本细胞，也有融合的具有同种核的细胞 由于小鼠在生活中还受到其他抗原的刺激，所以经第一次筛选之后获得的杂交瘤细胞中有能产生其他抗体的细胞 用特定的选择培养基进行筛选 对经选择性培养的杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测，经多次筛选得到能分泌所需抗体的细胞群 筛选获得杂交瘤细胞 获得足够数量的能分泌所需抗体的杂交瘤细胞 两次筛选的比较 2025/2/10 2025/2/10 评 高效课堂“6+1” 二、单克隆抗体及其应用 3.单克隆抗体制备过程中的相关考点总结 （1）该过程中应用到的技术_______________________________________ （2）原理_______________________________________ （3）注射特定抗原的目的______________________________________________ （4）诱导融合的方法______________________________________ 动物细胞特有的诱导融合方法为_______________________ 动物细胞融合、动物细胞培养 细胞膜具有一定的流动性、细胞增殖 用特定的抗原对小鼠进行免疫，并从该小鼠的脾中得到能产生特定抗体的B淋巴细胞 PEG融合法、电融合法、灭活病毒诱导法 灭活病毒诱导法 （5）第一次筛选的目的______________________ 第一次如何筛选___________________________ 筛选原理____________________________________________________ _____________________________ 筛选获得杂交瘤细胞 用特定的选择培养基进行筛选 在选择培养基上，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 评 高效课堂“6+1” 二、单克隆抗体及其应用 3.单克隆抗体制备过程中的相关考点总结 （6）杂交瘤细胞的特点__________________________________ （7）第二次筛选的目的________________________________________________ 如何筛选_______________________________________ ____________ 选择抗体检测呈___性的杂交瘤细胞，即_____________ _____________ （8）抗体检测原理_______________________________________ 获得足够数量的能分泌所需抗体的杂交瘤细胞 进行克隆化培养和抗体检测（进行多次筛选） 分泌的抗体能与特定的抗原结合 抗原和抗体能够特异性结合(分子水平的鉴定） 既能迅速大量增殖，又能产生抗体 （9）如何获取大量所需杂交瘤细胞__________________________________________ （10）如何获取单克隆抗体 ①体外培养___________________________ ②小鼠腹腔内培养_________________________ （11）单克隆抗体的优点_____________________________ _________________________________________________ 在体外条件下大规模培养（接种于培养液中）或注射到小鼠腹腔内增殖 从细胞培养液中获取 从小鼠腹水中获取 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 阳 评 高效课堂“6+1” 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.ADC的抗体和药物各具有什么作用？ 讨论 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 单克隆抗体的应用 评 高效课堂“6+1” 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？ 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 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 单克隆抗体的应用 评 高效课堂“6+1” 4.单克隆抗体在临床上还有哪些应用？你可以课后搜集资料，然后以“单克隆抗体在临床上的应用”为主题，出一期黑板报或制作电子板报宣传相关知识。 单克隆抗体在临床上的应用涉及治疗、诊断等方面。单克隆抗体药物已被广泛用于肿瘤、自身免疫病等疾病的治疗，如利妥昔单抗被用于治疗复发难治的低分化B细胞淋巴瘤；曲妥珠单抗被用于治疗乳腺癌等。在临床诊断方面，单克隆抗体被广泛用于-些感染性疾病的检测、肿瘤的诊断、激素和细胞因子的测定等。以单克隆抗体在诊断肿瘤方面的应用为例，用放射性同位素或荧光标记抗肿瘤表面抗原的单克隆抗体，可以用这些抗体来对体内的肿瘤进行定位，辅助诊断并确定肿瘤的复发与转移等。 单克隆抗体的应用 评 高效课堂“6+1” 三、单克隆抗体的应用 1.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。 2.单克隆抗体的应用： ①广泛用作诊断试剂 ②运载药物： ③直接用于治疗疾病。 评 高效课堂“6+1” 1.用作诊断试剂 （1）原理__ _______________________________ __________________________________________ （2）具体应用及部分实例 ①多种疾病的诊断 实例：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。 ②病原体的鉴定 实例：乙肝病毒表面抗原定量检测试剂盒 ③其他类型诊断 实例：早早孕诊断试剂盒 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 三、单克隆抗体的应用 评 高效课堂“6+1” 2.运载药物 （1）具体应用实例 与药物结合，制成______________________，杀伤癌细胞； ADC通常由_____、_____和_____三部分组成； （2）原理 通过将药物与__________________________的单克隆抗体结合，实现对肿瘤细胞的_______________；发挥杀伤作用的为______________________________________；单克隆抗体作用为_______________； （3）优点________________________________________________ 抗体-药物偶联物（ADC） 抗体 接头 药物 能特异性识别肿瘤细胞抗原 选择性杀伤 放射性同位素、化学药物或细胞毒素 靶向运输作用 靶点清楚、毒副作用小（不会对健康细胞造成伤害） 三、单克隆抗体的应用 评 高效课堂“6+1” 三、单克隆抗体的应用 单克隆抗体单独使用，也可直接用于治疗疾病； 实例：利妥昔单抗（美罗华）是一种针对CD20抗原的人鼠嵌合型单克隆抗体，是第一个被FDA批准用于临床治疗的单抗。进入人体后能通过介导抗体依赖的细胞毒性作用、补体依赖的细胞毒性作用和抗体与CD20分子结合引起的直接效应，抑制细胞生长，改变细胞周期以及凋亡等方式杀死淋巴瘤细胞。 3.治疗疾病 评 高效课堂“6+1” 检测反馈 内化所学 3分钟 检 高效课堂“6+1” 24 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 一、概念检测(P51) C 检 高效课堂“6+1” 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 一、概念检测(P51) A 检 高效课堂“6+1” 二、拓展应用(51) 答案提示：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。 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。 检 高效课堂“6+1” $$