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(共77张PPT)
2.2 动物细胞工程
一 动物细胞培养
第2章 细胞工程
首例胚胎移植成功
首创动物组织体外培养法
发现哺乳动物精子获能现象
体细胞核移植成功
试管家兔诞生
创立单克隆抗体技术
胚胎分割移植成功
分离和培养小鼠胚胎干细胞
克隆羊多莉诞生
获得诱导多能干细胞
单细胞基因组测序进行遗传病筛查的试管婴儿诞生
我国科学家首次培育了体细胞克隆猴
1890年
1907年
1951年
1958年
1959年
1975年
1978年
1981年
1996年
2006年
2014年
2017年
科技探索之路——动物细胞工程的发展历程
基础
动物细胞融合
动物细胞核移植
动物细胞工程
动物细胞培养
在治疗大面积烧伤时，通常采用的方法是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植。但对这样的病人来说，自体健康皮肤非常有限，使用他人皮肤来源又不足，而且会产生免疫排斥反应。
可以从病人身上取少量正常、健康的皮肤在体外进行培养、扩增。
思考：
怎样才能获得大量的自体健康皮肤？能不能用自体皮肤的单个细胞培养出可供移植的皮肤？
通过细胞培养构建的人造皮肤
到社会中去
动物体
组织
单个细胞
细胞生长和增殖
取出
分散
适宜条件
原理：细胞增殖（有丝分裂）。
一、动物细胞培养的概念
动物细胞培养是指从动物体中取出相关组织，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。
糖类、氨基酸
无机盐、维生素
… …
+
合成培养基
血清
人们对细胞所需的营养物质尚未全部研究清楚，在使用合成培养基时，通常需要加入血清等一些天然成分。
一般使用液体培养基，也称培养液。
二、动物细胞培养的条件
1. 为什么探究动物细胞培养时，要在培养基中加入血清等
天然成分？
血清中含有多种维持细胞正常代谢和生长的物质，如蛋白质、氨基酸、未知的促生长因子等；人们对细胞所需的营养物质尚未全部研究清楚。因此细胞培养时，为保证细胞能顺利生长和繁殖，一般需添加血清等天然成分。
探讨点一：动物细胞培养的条件要求
1.如何维持无菌、无毒的环境？
2.适宜的温度、pH和渗透压分别是多少？
3.适宜的气体环境如何保持？该气体分别有什么作用？
无菌环境；培养液、培养用具灭菌；定期更换培养液；抗生素等。
温度：（36.5±0.5）℃ ； pH：7.2-7.4；适宜的渗透压。
O2是细胞代谢所必需的，CO2的作用是维持培养液的pH。
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
二、动物细胞培养的条件
培养皿或松盖培养瓶；CO2培养箱（含95%空气和5%CO2的混合气体）。
2. 动物细胞培养为什么需要无菌、无毒的环境？如何维持无菌、无毒的环境？
细菌、真菌和病毒等均可造成细胞培养环境的污染，而离体培养的细胞已失去了对微生物和有毒物质的防御能力，一旦受到污染或自身代谢物质积累等，培养的细胞就会死亡。
可以通过以下操作维持无菌无毒环境：
①对培养液、培养用具进行灭菌处理，并在无菌环境下进行操作。
②定期更换培养液（目的：清除代谢物，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害）；
③培养基中添加抗生素（目的：防止培养过程杂菌污染）。
探讨点一：动物细胞培养的条件要求
1.选择怎样的动物组织培养成功率会
更高？为什么？
2.为何动物细胞培养过程将组织分散成
单个细胞呢？可用什么方法？
3.体外培养动物细胞有哪些类型？
4.什么是细胞贴壁？什么是接触抑制？
5.为什么要进行分瓶培养？
6.什么是原代培养和传代培养？
7.进行传代培养(分瓶培养)时，如何处理？
三、动物细胞培养的过程
取动物组织
分散成单个细胞
传代培养
细胞悬液
原代培养
1.选择怎样的动物组织培养成功率会更高？
为什么？
幼龄动物的细胞、分化程度越低的细胞。
原因：分裂能力强，易于培养。
三、动物细胞培养的过程
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
传代培养
细胞悬液
原代培养
2.为何动物细胞培养过程将组织分散成 单个细胞呢？可用什么方法？
成块的组织中细胞与细胞靠在一起，彼此限制了细胞生长和增殖。
取动物组织
①蛋白质。
②不行，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。
常用胰蛋白酶分散细胞，①这说明细胞间的物质主要是什么成分？②用胃蛋白酶行吗？③Y用胰蛋白酶不会把细胞消化掉吗？
三、动物细胞培养的过程
③胰蛋白酶适宜用于动物细胞培养时的消化，但处理时间不宜太长。
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
传代培养
细胞悬液
原代培养
加培养液
3.体外培养动物细胞有哪些类型？
第1类：悬浮生长细胞
细胞能够悬浮在培养液中生长增殖。
第2类：贴壁生长细胞（多数）
细胞需要贴附于某些基质(如培养瓶壁)表面才能增殖。
三、动物细胞培养的过程
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×）
细胞贴壁
悬液中大多数分散的细胞很快就贴附在瓶壁上生长增殖的现象。
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的现象。
4.细胞贴壁与接触抑制
三、动物细胞培养的过程
思考：根据癌细胞的特点，想想培养的癌细胞有无接触抑制现象？
癌细胞细胞膜上的糖蛋白减少，细胞的黏着性降低，在适宜的条件下可以无限增殖，因此培养的癌细胞无接触抑制现象，在培养瓶中能够生成多层。
正常细胞
形成单层细胞
肿瘤细胞
可形成多层细胞
三、动物细胞培养的过程
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
加培养液
细胞分裂受阻
5.为什么要进行分瓶培养？
三、动物细胞培养的过程
取动物组织
分散成单个细胞
传代培养
细胞悬液
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。
传代培养
将分瓶后的细胞培养称为传代培养。
用机械法或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理
分瓶
培养
加培养液
三、动物细胞培养的过程
注意：传代培养的细胞一般传至10代以内，以保持细胞正常的二倍体核型。
取动物组织
分散成单个细胞
传代培养
细胞悬液
原代培养
7.进行传代培养(分瓶培养)时，应如何处理？
悬浮生长
贴壁生长
胰蛋白酶处理
离心法收集
制成细胞悬液
分瓶培养
用机械法或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理
分瓶
培养
加培养液
三、动物细胞培养的过程
课堂小结
培养条件
培养过程
营养：合成培养基+血清
其他
无菌无毒
温度，pH和渗透压
气体环境
动物细胞培养
取动物组织
分散成单个细胞
传代培养
细胞悬液
原代培养
植物组织培养 动物细胞培养
原理
取材
培养基性质
特有成分
结果
是否体现细胞的全能性
过程
比较：动物细胞培养与植物组织培养有什么相同和不同之处？
植物组织培养 动物细胞培养
原理
取材
培养基性质
特有成分
结果
是否体现细胞的全能性
植物细胞的全能性
细胞增殖（有丝分裂）
离体植物器官、组织、细胞
动物胚胎或幼龄动物的组织、器官
蔗糖，植物激素
葡萄糖，血清
固体
液体(培养液)
一般获得新的植株
获得大量细胞
是
否
比较：动物细胞培养与植物组织培养有什么相同和不同之处？
植物组织培养动物细胞培养过程相同点①培养过程中细胞都进行有丝分裂，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。取动物组织细胞悬液原代培养分瓶传代培养分散成单个细胞胰蛋白酶外植体脱分化愈伤组织再分化根、芽试管苗完整植株移栽成活学习内容
干细胞培养及其应用
动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞。
1、干细胞概念：
2、存在部位： 、 和 等多种器官和组织中。
脐带血
骨髓
早期胚胎
3、种类：
①胚胎干细胞
②成体干细胞
干细胞的培养及其应用
（1）胚胎干细胞（ ES 细胞）
①分布：
存在于早期胚胎中。
②特点：
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。
③实例：
ES细胞在体外分化成心肌细胞、神经元细胞和造血干细胞等。
干细胞的培养及其应用
神经系统中的神经干细胞、睾丸中的精原干细胞、骨髓中的造血干细胞等。
（2）成体干细胞
①分布：
存在于成体组织或器官内中。
③举例：
②特点：
④发现最早、研究最多的、应用最成熟的实例：造血干细胞。
主要存在于成体的骨髓、外周血和脐带血中。
一般认为，成体干细胞具有组织特异性，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。
T淋巴细胞
造血干细胞
巨噬细胞
红细胞
B淋巴细胞
血小板
肥大粒细胞
嗜中性粒细胞
嗜酸性粒细胞
嗜碱性粒细胞
干细胞的培养及其应用
有着自我更新能力及分化潜能的干细胞，与组织、器官的发育、再生和修复等密切相关。
4.干细胞的应用
（1）应用原理：
干细胞的培养及其应用
（2）应用实例：
①2018年，论文“人类胚胎干细胞衍生的心肌细胞在非人类灵长类动物的心脏中恢复功能”发表在《 自然— 生物技术》杂志上。研究表明，随着时间的推移，猴子的新心肌细胞会发育，血管化并导致心脏功能改善。
（3）应用前景
阅读资料，展望应用前景
干细胞的培养及其应用
前景展望———如果临床实验能证实，胚胎干细胞将有望修复
人因心肌梗塞、心脏病等疾病受损的心脏。
②《细胞发育》杂志刊登德国研究人员从雄性老鼠胚胎中提取胚胎干细胞，在实验室中加以培育，并用视黄酸等物质促使胚胎干细胞转变为精子细胞的文章。
干细胞的培养及其应用
前景展望———解决人类不育难题。
（3）应用前景
阅读资料，展望应用前景
③生物资讯网 2005 年 11 月 17 日讯：近日，英国伦敦帝国学院的科学家成功地利用人类胚胎干细胞培养出了软骨细胞。
干细胞的培养及其应用
前景展望———用新的软骨修复运动产生的损伤。
前景展望———培育出人造组织器官，用于器官移植，治疗人
类的某些顽症。
④目前，在动物实验方面，用 ES 细胞诱导分化出的某些组织细胞已成功地治愈人类的糖尿病、肝衰竭、心衰竭和成骨不良等疑难病症。
（3）应用前景
阅读资料，展望应用前景
5.诱导多能干细胞（iPS细胞）
（1）胚胎干细胞的局限性：
胚胎干细胞必须从_____中获取 ，涉及__________，
因而限制了在医学上的应用。
胚胎
伦理问题
（2）诱导多能干细胞概念：
通过体外诱导已经分化的体细胞（例如小鼠的成纤维细胞等）获得了类似胚胎干细胞的一种细胞，称为诱导多能干细胞，简称iPS细胞。
干细胞的培养及其应用
2006年，科学家通过体外诱导小鼠成纤维细胞，获得了类似胚胎干细胞的一种细胞，将它成为诱导多能干细胞（简称iPS细胞），之后用iPS细胞治疗了小鼠的镰状细胞贫血。2007年，科学家通过类似的方法成功诱导出人类的iPS细胞。
成纤维细胞
T细胞和B细胞
iPS
细胞
导入特定基因
导入特定蛋白
小分子化合物诱导
治疗心血管疾病
治疗阿尔茨海默病
… …
（3）诱导方法：
（4）诱导多能干细胞优点：
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。
干细胞的培养及其应用
诱导多能干细胞
（iPS细胞）
多种体细胞
iPS细胞用于治疗人类疾病示意图
定向诱导分化
体外诱导
成纤维细胞
干细胞的培养及其应用
移植到病人体内
6.干细胞应用展望与面临问题
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大作用。
（1）面临的问题：
存在导致肿瘤发生的风险。
（2）应用展望：
干细胞的培养及其应用
干细胞的培养
及其应用
干细胞的分布
诱导多能干细胞（iPS细胞）
干细胞的种类
干细胞应用
胚胎干细胞（ES细胞）
成体干细胞
应用
优点
课堂小结
干细胞类别 来源或存在 特点
胚胎干细胞(ES细胞)
成体干细胞
诱导多能干细胞 (iPS细胞)
早期胚胎
具有分化成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。
成体组织或器官
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。
诱导高度分化的组织细胞形成
类似胚胎干细胞；诱导无需破坏细胞，避免免疫排斥反应，应用前景更广泛。
探讨点一：三种胚胎干细胞的比较
2.2 动物细胞工程
二 动物细胞融合技术与单克隆抗体
第2章 细胞工程
动物细胞工程
动物细胞培养（基础）
动物细胞融合技术和单克隆抗体
动物体细胞核移植技术和克隆动物
1.动物细胞培养的条件
2.动物细胞培养的过程
3.干细胞培养及应用
1.动物细胞融合
2.单克隆抗体及其应用
旧知复习
植物体细胞杂交
植物细胞融合
植物组织培养
植物体细胞杂交技术跨越不同种植物之间生殖隔离的屏障，克服远缘杂交不亲和的障碍，培育出新的作物类型。　　　　　
思考:有没有技术让不同种动物的体细胞杂交，培育出集不同细胞优势于一身的动物细胞呢？
1970年荧光标记的人-鼠细胞融合实验模式图
实例：
如果让动物细胞进行融合，与植物有哪些不同之处？
思考：
无需去除细胞壁
全能性受限制，不能培育成新的动物个体
动物细胞融合
时间 成果
19世纪30年代 观察到肺结核、天花、水痘、麻疹等疾病患者的病理组织中有多核细胞
1858年 观察到正常组织、发炎组织以及肿瘤组织中的多核细胞现象。
1875年 第一个观察到脊椎动物（蛙类）的血液细胞发生融合的过程。
1876年 在无脊椎动物中发现了细胞合并现象。
1962年 日本学者冈田发现仙台病毒具有触发动物细胞融合的效应。
1965年 英国科学家证实了灭活的病毒可诱发动物细胞融合
1974年 华裔加拿大学者高国楠创立了聚乙二醇（PEG）化学融合法。
1975年 Kohler和Milstein成功地融合了小鼠B-淋巴细胞和骨髓瘤细胞而产生能分泌稳定单克隆抗体的杂交瘤细胞。
20世纪80年代 发展出了电融合技术(1985年酵母原生质体电融合)
补充资料：动物细胞融合技术的发展历史
将两个或多个动物细胞融合成一个杂交细胞的技术。
细胞膜的流动性
原理
发展出杂交瘤技术
制备单克隆抗体
应用
诱导因素
PEG融合法
电融合法
灭活的病毒诱导法
(动物细胞融合特有)
形成杂交细胞。即融合后形成的原来两个或多个细胞遗传信息的单核细胞。
结果
动物细胞融合
意义
①突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能。
②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。
③利用细胞融合技术而发展起来的杂交瘤技术，为制造单克隆抗体开辟了新途径。
动物细胞融合
问题：诱导融合后的细胞一定具有双方的遗传信息吗？
为什么？
不一定，诱导A、B两种细胞融合，融合后可能有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。
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。
灭活：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毒的抗原结构。
细胞融合的过程
两种细胞→物理、化学或生物诱导→融合(膜融合→质融合→核融合)
动物细胞融合
利用细胞融合进行基因定位
已知人的体细胞和小鼠的体细胞(2N=40) 杂交(融合)后，杂种细胞在有丝分裂过程中，人的染色体逐渐地丢失，最后仅保留少数几条。由于人染色体的丢失是随机的，因此不同的杂种细胞会保留不同的人染色体。
结论：人胸苷激酶基因位于17号染色体上。
动物细胞融合
应用
植物体细胞杂交和动物细胞融合的比较
比较项目 植物体细胞杂交 动物细胞融合
原理
融合前处理
诱导融合的方法
意义和用途
克服远源杂交的障碍，
获得杂种植株
细胞膜的流动性
细胞膜的流动性
植物细胞的全能性
去除细胞壁后诱导原生质体融合
使细胞分散后诱导细胞融合
物理（离心、振荡、电激）化学（ PEG ）
物理、化学方法（ PEG ）
灭活的病毒
制备单克隆抗体
动物细胞融合
讨论
1.血清抗体有什么缺点？
2003年爆发SARS期间及2020年爆发的COVID-19期间，医生通过临床输注康复者或恢复期的患者血浆制成的免疫球蛋白预防病毒的入侵。
抗原不纯
抗体不纯
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
过渡:传统抗体的缺陷
单克隆抗体的故事
１）体内产生的特异性抗体种类多达百万种以上
２）每个B淋巴细胞只分泌一种特异性的抗体
1、科学家发现：
单
克 隆
抗 体
一个
B淋巴细胞
抗体
细胞群
克隆
如何获得大量、单一的抗体？
体外培养时，一个B淋巴细胞不能无限增殖
2、需解决问题：
3、遗憾：
如何解决这一难题？
癌细胞
１.我们所学的哪种细胞是可以无限增殖的
２.有什么方法能使B细胞产生抗体的能力和无限增殖能力同时具备
思考：
动物细胞融合
一个极富创造力的方案：
动物细胞融合
杂交细胞
动物细胞培养
单克隆抗体
杂交瘤细胞
既能迅速大量增殖，又能产生专一抗体
骨髓瘤细胞（癌细胞）能无限增殖
一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体
1975年，米尔斯坦和柯勒
1984年，诺贝尔生理学或医学奖
单克隆抗体的故事
由单一B淋巴细胞克隆产生的特异性强的抗体。
特异性强，灵敏度高，可大量制备
特点
运载药物
“生物导弹”=
单克隆抗体+药物
应用
作为诊断试剂
治疗疾病
单克隆抗体①概念②应用
注射特定蛋白免疫小鼠
培养小鼠
骨髓瘤细胞
B淋巴细胞
骨髓瘤细胞
多种融合细胞
融合
融合
单克隆抗体③制备过程
单克隆抗体③制备过程
多种细胞
多种杂交瘤细胞
能分泌所需抗体的杂交瘤细胞
选择培养基筛选
克隆化培养
专一抗体检测
筛选
能分泌所需抗体的杂交瘤细胞
单克隆抗体
单克隆抗体
体内培养
体外培养
大量制备
单克隆抗体③制备过程
注射特定蛋白免疫小鼠
培养小鼠
骨髓瘤细胞
B淋巴细胞
骨髓瘤细胞
多种细胞
↓
↓
多种杂交瘤细胞
能分泌所需抗体的杂交瘤细胞
↓
融合
↓
选择培养基筛选
克隆化培养
专一抗体检测
体内培养
体外培养
单克隆抗体
单克隆抗体③制备过程
单克隆抗体③制备过程
补充资料：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途径能被氨基喋呤阻断。
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
骨髓瘤细胞（A）
合成DNA
D途径
S途径
D途径
氨基喋呤
A、B、AA、BB、AB1、AB2、AB3
选择性培养基：
在该培养基上，_______________细胞和____________________的细胞都会死亡，只有融合的杂种细胞才能生长。
未融合的亲本
融合的具有同种核
单克隆抗体③制备过程
阳性孔
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
抗体检测的方法——抗原-抗体杂交法
两次
筛选
第一次筛选
第二次筛选
目的：
方法：
目的：
方法：
筛选出融合的杂种细胞(杂交瘤细胞 )
这种杂种细胞既能无限增殖，又能产生专一性抗体。
特定的选择性培养基
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，只有融合的杂种细胞才能生长。
筛选出分泌所需抗体的杂交瘤细胞。
进行克隆化培养和抗体检测，经多次筛选。
单克隆抗体③制备过程
选择培养基筛选
单克隆抗体
诱导融合
注射特定蛋白免疫小鼠
培养小鼠
骨髓瘤细胞
B淋巴细胞
骨髓瘤细胞（A）
多种细胞
多种杂交瘤细胞
能分泌所需抗体的杂交瘤细胞
选择培养基筛选
专一抗体检测
注射到小鼠
腹腔内增殖
体外培养
注射特定蛋白免疫小鼠
培养小鼠
骨髓瘤细胞
B淋巴细胞
骨髓瘤细胞（A）
多种细胞
多种杂交瘤细胞
能分泌所需抗体的杂交瘤细胞
克隆化培养
专一抗体检测
注射到小鼠
腹腔内增殖
体外培养
课堂检测
单克隆抗体④应用
利用放射性同位索标记的单克隆杭体，在特定的组织中成像的枝术，可定位诊断肿瘤、心血管畸形等疾病。
作为诊断试剂
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”，灵敏度很高，在妊娠的第８天就可以做出诊断，比原来的诊断方法提前了10天左右，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。
实例1：早早孕检测试纸(条)
具有准确、高效、简易、快速特点.
诊断优点：
原理：
抗原-抗体杂交法
在受精后不久，胎盘滋养层细胞就会分泌人绒毛膜促性腺激素(HCG)，一种糖蛋白类激素，在孕妇的尿液中大量存在。而在非妊娠妇女尿液中几乎不含有。
单克隆抗体④应用
病毒蛋白的检测依赖抗体。只要找到了亲和力足够高，特异性足够好的抗体，就可以省去提取病毒RNA的繁琐步骤，直接用发病期患者的血清或痰液进行蛋白免疫分析，在短时间内就可得到结果。
用抗原免疫动物(兔、鼠等)，对动物的免疫细胞进行筛查，找到能用来生产高特异性抗体的淋巴细胞，对其进行扩增，得到可用的单克隆抗体。
相比基于RNA的PCR试剂盒(核酸检测)，蛋白检测试剂盒所需的开发时间要更长，生产成本要更高。而且具有滞后性，不能及时检测出是否感染病毒。
准确、高效、简易、快速
实例2：2019-nCoV检测：抗原-抗体检测
单克隆抗体④应用
抗人绒毛促性腺激素单克隆抗体
乙肝测定试剂
艾滋病检测试剂
单克隆抗体④应用
用于治疗疾病和运载药物
单克隆抗体主要用于癌症治疗，也有少量用干其他疾病的治疗。单抗药物剂型种类繁多，有单独使用的，也有与同位素、毒素、药物结合使用的。
②用于疾病检测
甲胎蛋白（AFP）是一种特异性较强的肿瘤标志物，用甲胎蛋白作为______免疫小鼠，制备__________________，并与含有放射性同位素的标记物连接，单克隆抗体携带放射性标记物通过血液可到达全身几乎所有组织。由于肿瘤细胞表面的______会和单克隆抗体特异性的结合，所以放射性同位素标记物就不断积累在______上。通过一定的显影技术就可以发现肿瘤所在。
抗原
抗AFP单克隆抗体
AFP
肿瘤
资料：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。
ADC示意图
问题：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。
解决方法：抗体—药物偶联物(ADC)，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。
抗体
药物
接头
(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
(“生物导弹” —单抗导向，药物为弹头)
单克隆抗体④应用
ADC的作用机制示意图
①
ADC
②
③
④
溶酶体裂解
释放药物
⑤
细胞凋亡
(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
(“生物导弹” —单抗导向，药物为弹头)
单克隆抗体④应用
小结:单克隆抗体
某生物兴趣小组对一种抗癌新药进行实验时，以动物肝癌细胞为材料，测定抗癌药物对体外培养细胞增殖的影响。请回答下列有关动物细胞培养的问题：
(1)在动物细胞培养时，将细胞所需的营养物质按其种类和所需量严格配制而成的培养基称为_______培养基。通常在培养基中还需要加入适量 等一些天然成分。培养所需的气体环境一般是 ;其中CO2的作用是________________。另外，还应该保证被培养的细胞处于_____、_____的环境。
课堂评价
合成
血清
维持培养液的pH
无菌
无毒
95%的空气和5%的CO2
(2)进行实验时，需首先利用 处理肝组织块，使其分散成单个细胞，然后制成细胞悬液进行培养。用于实验的肝组织块一般从幼龄小鼠获取，原因是 。
胰蛋白酶（或胶原蛋白酶）
幼龄小鼠肝细胞分裂能力强
(3)在细胞生长过程中，当细胞贴壁生长到一定程度时，其生长会受到抑制，这种现象称为____________。
接触抑制
(4)请你帮助兴趣小组的同学分析本实验，实验的自变量是_________________，实验组和对照组除了自变量不同外，其他处理均应该相同，这是为了遵循实验设计的_____________原则。
是否加入抗癌药物
单一变量
课堂评价
(5)已知肝细胞中X基因的过量表达与肝肿瘤的发生密切相关，若要检测某种抗癌药物的疗效，应该如何设计实验 请写出实验的主要思路。
将肝癌细胞分为A、B两组，A组细胞培养液中加入含该药物的无菌生理盐水，B组细胞培养液中加入等量的不含该药物无菌生理盐水，经培养后从A、B两组收集等量细胞，通过分别检测X基因在A、B两组细胞中的mRNA或蛋白质合成水平的差异确定该药物的药效。
下图为动物细胞培养的基本过程示意图，请回答下列问题：
(1)容器A中放入的一般是健康幼龄动物的器官或组织，原因是其细胞____________、易于培养。培养时要用胰蛋白酶分散细胞，胰蛋白酶的处理时间不能过长，原因是______________________________。
(2)将B瓶中的细胞悬液转入C瓶进行的初次培养称为__________。 动物细胞培养需要提供O2和CO2等气体环境，CO2的作用主要是___________________。
分裂能力强
胰蛋白酶会分解细胞的其他蛋白质
原代培养
维持培养液的pH
综合应用
(3)下图表示血清对正常细胞和癌细胞培养影响的实验结果。
①据图可知，有无添加血清对培养______细胞的影响较大。
②在探究物质X对正常细胞增殖的影响时，必须采用有血清培养，据图分析原因是_______________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________。
正常
人们对细胞所需营养物质还没完全研究清楚，正常细胞培养的合成培养基通常都需要加入血清等一些天然成分。无血清培养的正常细胞增殖受抑制，不能判断物质X对细胞增殖的影响
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
一.概念检测
练习与应用（P47）
3.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
提示：像建立骨髓库一样，尝试建立HLA（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HLA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。
练习与应用（P47）
（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？
提示：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。
练习与应用（P47）
1.胚胎干细胞用于治疗人类的某些顽症的原理是什么？
　 胚胎干细胞经体外诱导分化，可以培育出人造组织器官，从而解决供体器官不足问题。胚胎干细胞必须从胚胎中获取，这涉及伦理问题，因而限制了应用。
胚胎干细胞具有全能性，可以被诱导分化形成新的组织细胞、器官甚至个体，经移植可使坏死或退化部位得以修复并恢复正常功能。
2.胚胎干细胞为什么可以解决供体器官不足的问题？其应用有什么限制因素？
探讨点二.胚胎干细胞的应用
1.为什么科学家认为iPS细胞的应用前景优于胚胎干细胞？
　iPS细胞的诱导过程无需破坏胚胎，而且iPS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。
3.通过iPS细胞克隆活体动物，能否说明已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性，原因是什么？
2.iPS细胞能分化成血细胞等多种细胞的原理是什么？
基因的选择性表达。
具有全能性。因为细胞核含有该物种所特有的全套遗传物质，具有发育成完整个体所必需的全部基因。
探讨点三.iPS细胞的应用

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