2.2动物细胞工程第二课时课件-2025-2026学年高二下学期生物人教版选择性必修3

该高中生物学课件围绕动物细胞工程的核心内容展开，系统梳理了动物细胞培养、融合技术与单克隆抗体的制备原理及应用，通过问题链设计实现从基础概念到实际应用的层层递进，构建起“知识—方法—价值”的学习支架。 其亮点在于深度融合生命观念、科学思维与探究实践三大核心素养，如以“血清作用”和“两次筛选机制”为例强化物质与能量观及逻辑推理能力，借助ADC药物设计案例引导学生开展跨学科思考，体现批判性思维与创新意识。教学中注重真实情境任务驱动，如拓展应用题鼓励学生自主设计实验方案并评估伦理风险，既提升学生解决复杂问题的能力，又助力教师精准落实课程育人目标。

知识回顾 1、动物培养的概念、原理、培养对象、地位？ 2、动物细胞培养的条件？ 3、使用合成培养基时为什么要加入血清等天然条件？ 4、培养前，为什么要将动物组织分散成单个细胞？ 5、体外培养动物细胞的类型？两类细胞分裂受阻的原因分别是？ 6、进行传代培养（分瓶培养）时，如何处理？ 7、动物细胞培养过程中，用酶两次处理的目的分别是什么？ 8、干细胞的定义、分布、分类、问题？ 9、胚胎干细胞、成体干细胞的分布、特点、应用？ 10、iPS细胞概念、诱导方法、优点？ 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屏障，培育出新的作物类型。那么，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？ 动物细胞融合技术 导 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 3 学习目标 1.简述动物细胞融合和单克隆抗体制备的过程、方法与原理。2.列举动物细胞融合技术与单克隆抗体技术的优点及实际应用。 思 1、动物细胞融合技术的概念、结果、原理、诱导方式、过程、意义、应用？ 2、动物细胞融合技术与植物体细胞杂交技术的比较？（议） 3、抗体早期生产方式、缺点？ 4、制备单克隆抗体的过程？ 5、注射特定抗原的目的？ 6、第一次筛选的目的、方法、原理、杂交瘤的特点？ 7、第二次筛选的目的、方法、抗体检测原理？ 8、如何获取大量所需杂交瘤细胞？如何获取单克隆抗体？ 9、单克隆抗体的优点、应用？ 10、ADC的抗体和药物各具有什么作用？（议） 11、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？（议） 12、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？（议） 结合导学案，阅读课本p48-50,思考以下问题： 一. 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。 形成具有原来两个或多个细胞的遗传信息的杂交细胞。 物理法：离心、振动、电激 化学法：聚乙二醇（PEG) 生物法：灭活的病毒 与植物原生质体融合的方法相同 ——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，并不破坏它们的抗原结构。 细胞膜的流动性 1、概念： 3、原理： 2、结果： 4、诱导方式： 【拓展】 灭活病毒诱导细胞融合的原理 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。 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。 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。 4、过程： 细胞膜融合→细胞质融合→细胞核融合。 一. 动物细胞融合技术 细胞融合实质及融合完成的标志 一. 动物细胞融合技术 动物细胞融合技术与植物体细胞杂交技术的比较 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 分散成单个细胞后诱导细胞融合 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 二. 单克隆抗体及其应用 1、抗体的早期生产方法 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。 1.浆细胞产生抗体，每个浆细胞只能产生一种特异性抗体。 2.浆细胞可以分泌抗体，但是不能无限增殖。 3.抗体主要分布在血清中，在组织液及外分泌液液含有。 缺点： 产量低、纯度低、特异性差 （１）哺乳动物感染病原体后，体内会形成相应的B淋巴细胞，分泌出抗体，抑制病原体的增殖。 （２）每个B淋巴细胞只分泌一种特异性的抗体 科学家发现： 问题? 体外培养时，一个B淋巴细胞不能无限增殖 克隆 一个B淋巴细胞 细胞群 单克隆抗体 为什么B淋巴细胞能不能无限增殖？ 问 答 单个B淋巴细胞寿命有限，且B淋巴细胞属于高度分化的细胞，所以不能无限繁殖。 二. 单克隆抗体及其应用 二. 单克隆抗体及其应用 1975年，英国科学家米尔斯坦和德国科学家科勒设计了一个极富创造性的试验方案： 米尔斯坦 【英国】 科勒 【德国】 抗体 B淋巴细胞 骨髓瘤细胞 杂交瘤细胞 分泌特异性抗体 能在体外大量增殖 既能迅速大量增殖，又能产生特异性抗体 单克隆抗体 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。 二. 单克隆抗体及其应用 注射特定的抗原 多种B细胞 培养骨髓瘤细胞 骨髓瘤细胞 将骨髓瘤细胞和B细胞融合 诱导融合 BB 、B瘤 、瘤瘤 √ 多种杂交细胞 未融合细胞 2.制备单克隆抗体的过程 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？ 杂交瘤细胞中有能产生其他抗体的细胞 得到的杂交瘤细胞一定是所需的吗？ 杂交瘤细胞 抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞。 分泌的抗体能和特定的抗原结合 体外培养 单克隆抗体 注射到小鼠腹腔内 用特定的选择培养基第一次筛选 筛选思路（原理）：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。 用96孔板培养和筛选杂交瘤细胞，每孔1个杂交瘤细胞进行培养； 用标记的抗原检测每个小孔上清液（抗原抗体能结合即为阳性孔）； 多次克隆化培养以及筛选，就能选出需要的那种杂交瘤细胞。 AB1、AB2、AB3 …… 二. 单克隆抗体及其应用 第二次筛选：克隆化培养、抗体检测 二. 单克隆抗体及其应用 【思考 讨论】 （1）第一次筛选的目的 __________________________ （2）如何筛选 ____________________________ （3）筛选原理 ____________________________ ____________________________ ____________________________ （4）杂交瘤细胞的特点 ____________________________ 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 既能迅速大量繁殖，又能产生抗体 二. 单克隆抗体及其应用 【思考 讨论】 （5）第二次筛选的目的 ____________________________ ____________________________ （6）如何筛选 ____________________________ ____________________________ ____________________________ （7）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 用96孔板培养，在每一个孔中尽量只接种一个杂交瘤细胞的情况下，进行克隆化培养和抗体检测（进行多次筛选） 阳 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） 二. 单克隆抗体及其应用 【思考 讨论】 （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 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 单克隆抗体的应用 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 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？ 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 二. 单克隆抗体及其应用 3.单克隆抗体的应用： （1）广泛用作诊断试剂 ①原理： 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 ②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）运载药物，如ADC （3）单克隆抗体单独使用，也可直接用于治疗疾病 利妥昔单抗（美罗华） 实例： 两个过程 动物细胞融合过程 单克隆抗体制备过程 三个“一” 一个诱导细胞融合的新方法 －－灭活病毒 一个新细胞 －－杂交瘤细胞 一个优势 －－单克隆抗体特异性强、灵敏度高、可大量制备的优势 课 后 小 结 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 $