2.2动物细胞工程（第二课时） 课件(共61张PPT)-2025-2026学年高二下学期《生物》（人教版）选必修3

(共61张PPT)
第2章 第2节
人教版 选择性必修3
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运用植物体细胞杂交技术，可以跨越不同种植物之间生殖隔离的屏障，培育出新的作物类型。
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？
马的动物细胞A
天鹅的动物细胞B
飞马？
需要什么技术？
01
动物细胞融合技术
一
动物细胞融合技术
知识回顾：
现在学习：
什么是细胞融合？人细胞和小鼠细胞如何融合在一起？
必修1第三章第1节
以前学习：
这一实验以及相关的其他实验证据表明，细胞膜具有流动性。
小资料：动物细胞技术融合简史
细胞融合的现象早在19世纪就已经被发现了。1838年在肿瘤中观察到了细胞融合后产生的多核细胞。此后在有病毒感染的病理组织如天花脓包周围、受水痘损害的皮肤、麻疹患者的扁桃体中陆续发现多核细胞。1875年首次观察到了脊椎动物（蛙类）血液细胞的融合现象。虽然很早就发现了细胞融合的现象，但受当时科技发展水平的限制，人们对这一现象并没有给予足够的重视。
直到20世纪50年代末，日本学者冈田善雄 （Okada, 1928—2008）发现仙台病毒（HVJ流感病毒）可以促进腹水癌细胞（ETC）进行细胞融合，至此，才真正开启了人们对细胞融合技术的探索。
一
动物细胞融合技术
1.概念
动物细胞融合技术（cell fusion technique）就是使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术。
融合后形成的杂交细胞具有原来两个或多个细胞的遗传信息。
对比
形成的杂交细胞具有原来两个或多个细胞遗传信息的。
2.结果：
3.原理：
细胞膜具有一定的流动性。
一
动物细胞融合技术
动物细胞就像植物的原生质体一样，即使相互紧贴在一起也不会自动发生融合，需要提供一些特殊的诱导因素。
4.诱导方法：
物理法：
化学法：
生物法：
电融合法
聚乙二醇（PEG)
与植物原生质体融合的方法相同
灭活的病毒
（如：仙台病毒 ）
动物特有
一
动物细胞融合技术
动物细胞就像植物的原生质体一样，即使相互紧贴在一起也不会自动发生融合，需要提供一些特殊的诱导因素。
4.诱导方法：
物理法：
化学法：
生物法：
电融合法
聚乙二醇（PEG)
与植物原生质体融合的方法相同
灭活的病毒
（如：仙台病毒 ）
动物特有
细胞核
病毒颗粒
灭活的病毒黏附于细胞表面
细胞质膜被病毒颗粒穿通
细胞质膜融合 ，细胞质流通
形成杂交细胞
融合实质及完成的标志
小资料：动物细胞技术融合简史
细胞融合的现象早在19世纪就已经被发现了。1838年在肿瘤中观察到了细胞融合后产生的多核细胞。此后在有病毒感染的病理组织如天花脓包周围、受水痘损害的皮肤、麻疹患者的扁桃体中陆续发现多核细胞。1875年首次观察到了脊椎动物（蛙类）血液细胞的融合现象。虽然很早就发现了细胞融合的现象，但受当时科技发展水平的限制，人们对这一现象并没有给予足够的重视。
直到20世纪50年代末，日本学者冈田善雄 （Okada, 1928—2008）发现仙台病毒（HVJ流感病毒）可以促进腹水癌细胞（ETC）进行细胞融合，至此，才真正开启了人们对细胞融合技术的探索。
原因：病人体内病毒等诱导多个体细胞融合形成了多核细胞。
肺结核病人病理切片
一
动物细胞融合技术
突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能。
5.意义：
6.应用：
①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。
②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。
③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
02
单克隆抗体及其应用
二
单克隆抗体及其应用
做核酸：
这个场景大家再熟悉不过了
二
单克隆抗体及其应用
居家隔离不能出去做核酸怎么检测？
二
单克隆抗体及其应用
抗原检测试纸
阳性
阴性
无效
问：为什么抗原试纸能准确检测出新冠病毒呢？
新冠病毒
（抗原）
抗体
问：还记得抗体是什么细胞产生？主要分布在哪吗？
机体感染病原体后，体内会形成相应的B淋巴细胞，这些细胞能分泌抗体，抗体识别并特异性结合病原体，从而抑制病原体的增殖等。
血清
（抗体主要分布部位）
二
单克隆抗体及其应用
血清
（抗体主要分布部位）
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。
缺陷：
产量低、纯度低，特异性差。
血清含量有限
抗体1
抗体2
抗体3
抗体4
…….
动物体内产生的特异性抗体的种类超过百万种
抗原1
抗原2
抗原3
抗原4
B细胞1
B细胞2
B细胞3
B细胞4
…….
每一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体
刺激
刺激
刺激
刺激
抗体1
抗体2
抗体3
抗体4
…….
动物体内产生的特异性抗体的种类超过百万种
抗原1
抗原2
抗原3
抗原4
B细胞1
B细胞2
B细胞3
B细胞4
…….
每一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体
刺激
刺激
刺激
刺激
血清中获取
纯度低
特异性差
需要
问：若我们只需要大量的抗体1有什么办法吗？
得到
若能得到大量的B细胞1就可以
二
单克隆抗体及其应用
B细胞1
抗体1
产生
能产生抗体1，但不能大量增殖
有没有什么方法让B细胞获得无限增殖的能力？什么细胞能无限增殖呢？
英国科学家米尔斯坦
德国科学家科勒
极富创造性的实验方案
二
单克隆抗体及其应用
B细胞1
抗体1
产生
能产生抗体1，但不能大量增殖
骨髓瘤细胞
（癌细胞）
能无限增殖，但不能产生抗体
二
单克隆抗体及其应用
B细胞1
骨髓瘤细胞
杂交瘤细胞
既能无限增殖，
又能产生专一性抗体
二
单克隆抗体及其应用
单
克 隆
抗 体
一个B淋巴细胞
细胞群
抗体
克隆
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
极富创造性的实验方案:
二
单克隆抗体及其应用
米尔斯坦和科勒制备单克隆抗体过程的示意图
二
单克隆抗体及其应用
二
单克隆抗体及其应用
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。
抗原1
从小鼠脾脏中获取B淋巴细胞
B细胞1
B细胞2
B细胞3
B细胞4
……
等多种B细胞
培养骨髓瘤细胞
二
单克隆抗体及其应用
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。
抗原1
从小鼠脾脏中获取B淋巴细胞
B细胞1
B细胞2
B细胞3
B细胞4
……
等多种B细胞
培养骨髓瘤细胞
诱导融合
融合后会出现哪些不同细胞？
二
单克隆抗体及其应用
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。
抗原1
从小鼠脾脏中获取B淋巴细胞
B细胞1
B细胞2
B细胞3
B细胞4
……
等多种B细胞
培养骨髓瘤细胞
诱导融合
融合后会出现哪些不同细胞？
B细胞1
骨髓瘤细胞
杂交瘤细胞1
B细胞2
B细胞3
B细胞4
骨髓瘤细胞
骨髓瘤细胞
骨髓瘤细胞
杂交瘤细胞2
杂交瘤细胞3
杂交瘤细胞4
……
等多种杂交瘤细胞
B细胞1
B细胞1
B细胞2
B细胞2
B细胞3
B细胞4
……
等多种B细胞间融合
骨髓瘤细胞
骨髓瘤细胞
二
单克隆抗体及其应用
二
单克隆抗体及其应用
两两融合的细胞
B细胞2
B细胞3
B细胞4
骨髓瘤细胞
B细胞1
……
等多种未融合的细胞
如何筛选？
二
单克隆抗体及其应用
第一次筛选：HAT培养基
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
单克隆抗体及其应用
两两融合的细胞
B细胞2
B细胞3
B细胞4
骨髓瘤细胞
B细胞1
……
等多种未融合的细胞
未融合的亲本细胞
融合的具有同种核的细胞
融合的杂交瘤细胞
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途径能被氨基蝶呤阻断。
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
培养基中加入氨基蝶呤
二
单克隆抗体及其应用
二
单克隆抗体及其应用
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。
抗原1
从小鼠脾脏中获取B淋巴细胞
B细胞1
B细胞2
B细胞3
B细胞4
……
等多种B细胞
培养骨髓瘤细胞
诱导融合
二
单克隆抗体及其应用
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。
抗原1
从小鼠脾脏中获取B淋巴细胞
B细胞1
B细胞2
B细胞3
B细胞4
……
等多种B细胞
培养骨髓瘤细胞
诱导融合
用特定的选择培养基进行筛选：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。
第一次筛选
如何从不同的杂交瘤细胞中筛选出我们所需要的杂交瘤细胞呢？
二
单克隆抗体及其应用
第二次筛选：得到能产生所需抗体的杂交瘤细胞
二
单克隆抗体及其应用
将这些杂交瘤细胞进行培养并稀释
二
单克隆抗体及其应用
将这些杂交瘤细胞进行培养并稀释
稀释到之后将培养液滴入96孔板的每个孔中，每一个孔中尽量只接种一个杂
交瘤细胞。
二
单克隆抗体及其应用
二
单克隆抗体及其应用
二
单克隆抗体及其应用
抗原1
二
单克隆抗体及其应用
抗体检测呈阳性
补充：
若不是滴入每个孔中的不是一个杂交瘤细胞，可再进行多次稀释并检测！
二
单克隆抗体及其应用
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。
抗原1
从小鼠脾脏中获取B淋巴细胞
B细胞1
B细胞2
B细胞3
B细胞4
……
等多种B细胞
培养骨髓瘤细胞
诱导融合
对上述经选择培养的杂交瘤
细胞进行克隆化培养和抗体
检测，经多次筛选，就可获
得足够数量的能分泌所需抗
体的细胞。
第一次筛选
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）
第二次筛选
二
单克隆抗体及其应用
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。
抗原1
从小鼠脾脏中获取B淋巴细胞
B细胞1
B细胞2
B细胞3
B细胞4
……
等多种B细胞
培养骨髓瘤细胞
诱导融合
对上述经选择培养的杂交瘤
细胞进行克隆化培养和抗体
检测，经多次筛选，就可获
得足够数量的能分泌所需抗
体的细胞。
第一次筛选
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）
第二次筛选
将抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞在体外条件下大规模培养，或注射到小鼠腹腔内增殖。
体外培养
注射到小鼠腹腔内
二
单克隆抗体及其应用
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。
抗原1
从小鼠脾脏中获取B淋巴细胞
B细胞1
B细胞2
B细胞3
B细胞4
……
等多种B细胞
培养骨髓瘤细胞
诱导融合
对上述经选择培养的杂交瘤
细胞进行克隆化培养和抗体
检测，经多次筛选，就可获
得足够数量的能分泌所需抗
体的细胞。
第一次筛选
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）
第二次筛选
将抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞在体外条件下大规模培养，或注射到小鼠腹腔内增殖。
体外培养
注射到小鼠腹腔内
单克隆抗体
二
单克隆抗体及其应用
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。
抗原1
从小鼠脾脏中获取B淋巴细胞
B细胞1
B细胞2
B细胞3
B细胞4
……
等多种B细胞
培养骨髓瘤细胞
诱导融合
对上述经选择培养的杂交瘤
细胞进行克隆化培养和抗体
检测，经多次筛选，就可获
得足够数量的能分泌所需抗
体的细胞。
第一次筛选
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）
第二次筛选
将抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞在体外条件下大规模培养，或注射到小鼠腹腔内增殖。
体外培养
注射到小鼠腹腔内
单克隆抗体
二
单克隆抗体及其应用
二
单克隆抗体及其应用
诱导其融合的方法有哪些？
注射抗原的目的是什么？
大量增殖杂交瘤细胞获得单抗的方法
两次筛选的目的
获得能产生相应抗体的B淋巴细胞
物理:电融合法化学:聚乙二醇
生物：灭活的病毒
第1次筛选得到杂交瘤细胞（多种）。
第2次筛选得到能产生所需抗体的杂交瘤细胞。
体外培养或注射到小鼠腹腔内增殖。
B淋巴细胞
B淋巴细胞
注射抗原
骨髓瘤细胞
融合
B-B细胞
杂交瘤细胞
瘤-瘤细胞
选择性培养基 筛选1
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
体外培养
小鼠腹腔内增殖
单克隆抗体
二
单克隆抗体及其应用
B淋巴细胞
B淋巴细胞
注射抗原
骨髓瘤细胞
融合
B-B细胞
杂交瘤细胞
瘤-瘤细胞
选择性培养基 筛选1
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
体外培养
小鼠腹腔内增殖
单克隆抗体
杂交瘤细胞特点
既可以产生特异性抗体，
又可以大量增殖
单克隆抗体制备中包括几个阶段？
动物细胞融合、动物细胞培养
原理
细胞膜的流动性、细胞增殖
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。
二
单克隆抗体及其应用
单克隆抗体的应用
（1）作为诊断试剂——最广泛的应用
抗人绒毛促性腺激素单克隆抗体
比原来诊断方法提前了10d左右，准确率在90﹪以上。
二
单克隆抗体及其应用
(主要用于癌症治疗)如：单克隆抗体+药物 =“生物导弹”
优点：位置准确、疗效高、副作用小
结合同位素的单抗
（2）用于运载药物和治疗疾病
二
单克隆抗体及其应用
（2）用于运载药物和治疗疾病
抗体-药物偶联物
（ADC）
细胞凋亡
①
ADC被细胞吞噬
②
⑤
ADC
抗体
药物
接头
实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤。
二
单克隆抗体及其应用
1.ADC的抗体和药物各具有什么作用？
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？
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。
可以用放射性同位素标记单克隆抗体进行靶向放疗。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？
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。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。
二
单克隆抗体及其应用
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。
二
单克隆抗体及其应用
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. 前者主要为了获得细胞产品，后者主要为了获得杂种植株
C
练习与应用
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
练习与应用
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。
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。