【課件】動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)課件-2022-2023學(xué)年高二下學(xué)期生物人教版（2019）選擇性必修3

首例胚胎移植成功首創(chuàng)動(dòng)物組織體外培養(yǎng)法發(fā)現(xiàn)哺乳動(dòng)物精子獲能現(xiàn)象體細(xì)胞核移植成功試管家兔誕生創(chuàng)立單克隆抗體技術(shù)胚胎分割移植成功分離和培養(yǎng)小鼠胚胎干細(xì)胞克隆羊多莉誕生獲得誘導(dǎo)多能干細(xì)胞單細(xì)胞基因組測(cè)序進(jìn)行遺傳病篩查的試管嬰兒誕生我國(guó)科學(xué)家首次培育了體細(xì)胞克隆猴1959年1890年1907年1951年1958年1975年1978年1981年1996年2006年2014年2017年動(dòng)物細(xì)胞工程的發(fā)展歷程科技探索之路克隆猴：中中和華華克隆皮膚單克隆抗體第2節(jié)動(dòng)物細(xì)胞工程動(dòng)物細(xì)胞工程常用的技術(shù)有哪些？動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)、動(dòng)物細(xì)胞融合、動(dòng)物細(xì)胞核移植。動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)是其他動(dòng)物細(xì)胞工程技術(shù)的基礎(chǔ)。人造皮膚：人體再生術(shù)的秘密植物組織培養(yǎng)是指將離體的植物器官、組織或細(xì)胞等，培養(yǎng)在人工配制的培養(yǎng)基上，給予適宜的培養(yǎng)條件，誘導(dǎo)其形成完整植株的技術(shù)。知識(shí)回顧：什么是植物組織培養(yǎng)？就是從動(dòng)物機(jī)體中取出相關(guān)的組織，將它分散成單個(gè)細(xì)胞，然后，放在適宜的培養(yǎng)基中，讓這些細(xì)胞生長(zhǎng)和增殖的技術(shù)一、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)1.概念：動(dòng)物體組織單個(gè)細(xì)胞細(xì)胞生長(zhǎng)和增殖取出分散適宜條件2.原理：3.地位：動(dòng)物細(xì)胞工程的基礎(chǔ)細(xì)胞增殖<>動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)所需基本條件其他條件營(yíng)養(yǎng)條件糖類、氨基酸無機(jī)鹽、維生素……無菌、無毒的環(huán)境適宜溫度、pH和滲透壓適宜的氣體環(huán)境二、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)條件（1）營(yíng)養(yǎng)條件：①合成培養(yǎng)基：將細(xì)胞所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)按種類和所需量嚴(yán)格配制而成的培養(yǎng)基稱為合成培養(yǎng)基。②血清、血漿等一些天然成分：由于人們對(duì)細(xì)胞所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)尚未全部研究清楚③培養(yǎng)基類型：一般使用液體培養(yǎng)基，也稱為培養(yǎng)液為什么對(duì)動(dòng)物細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)時(shí)通常要添加血清？血清中含有多種維持細(xì)胞代謝和生長(zhǎng)的物質(zhì)，如蛋白質(zhì)、氨基酸、未知的促細(xì)胞生長(zhǎng)因子等。（2）無菌、無毒的環(huán)境：①對(duì)培養(yǎng)液和所有培養(yǎng)用具進(jìn)行滅菌處理②在無菌環(huán)境下進(jìn)行操作可根據(jù)實(shí)際情況適量添加抗生素，防止培養(yǎng)過程中微生物的污染。③培養(yǎng)液需要定期更換：

以便清除代謝物，防止細(xì)胞代謝物積累對(duì)細(xì)胞自身造成危害。注意說明（3）溫度、pH和滲透壓：①適宜的溫度：哺乳動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的溫度多以___________為宜；36.5±0.5℃②適宜的pH：多數(shù)動(dòng)物細(xì)胞生存的適宜pH為________7.2-7.4③適宜的滲透壓：維持細(xì)胞正常的形態(tài)和功能（4）氣體環(huán)境：①氣體的組成及作用：O2：CO2：細(xì)胞代謝所必需維持培養(yǎng)液的pH②容器：通常采用培養(yǎng)皿或松蓋培養(yǎng)瓶。③儀器：置于含有95%空氣和5%CO2的混合氣體的CO2培養(yǎng)箱中進(jìn)行培養(yǎng)。傳代培養(yǎng)取動(dòng)物組織制成細(xì)胞懸液原代培養(yǎng)放入CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)放入CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)用機(jī)械的方法，或用胰蛋白酶、膠原蛋白酶等處理的方法，將組織分散成單個(gè)細(xì)胞三、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過程取動(dòng)物組織用機(jī)械的方法，或用胰蛋白酶、膠原蛋白酶處理單個(gè)細(xì)胞加培養(yǎng)液細(xì)胞懸液原代培養(yǎng)（10代以內(nèi)）在培養(yǎng)皿或培養(yǎng)瓶中傳代培養(yǎng)（10代-50代）

細(xì)胞分化程度低，分裂能力強(qiáng)，容易培養(yǎng)（1）選材原因：（2）培養(yǎng)前為什么分散成單個(gè)細(xì)胞？分散成單個(gè)細(xì)胞擴(kuò)大了細(xì)胞與培養(yǎng)液的接觸面積，利于細(xì)胞吸收營(yíng)養(yǎng)和排出代謝廢物。（3）胰蛋白酶的作用?胃蛋白酶可以嗎？理由。將動(dòng)物組織細(xì)胞間的蛋白質(zhì)成分酶解，使細(xì)胞分散開，獲得單個(gè)細(xì)胞不可以(4)在用胰蛋白酶處理組織時(shí)應(yīng)注意什么？

細(xì)胞膜含有蛋白質(zhì)，長(zhǎng)時(shí)間處理會(huì)損傷細(xì)胞，要控制好時(shí)間。分瓶（幼齡動(dòng)物的組織器官）胃蛋白酶作用的適宜pH約為1.5，當(dāng)pH大于6時(shí)，胃蛋白酶就會(huì)失去活性，多數(shù)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的適宜pH為7.2-7.4，胃蛋白酶在此環(huán)境中沒有活性，（5）體外培養(yǎng)的動(dòng)物生長(zhǎng)類型①懸浮生長(zhǎng)類：能夠懸浮在培養(yǎng)液中生長(zhǎng)增殖。會(huì)因細(xì)胞密度過大、有害代謝物積累和培養(yǎng)液中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)缺乏等因素而分裂受阻。②貼壁生長(zhǎng)類：大多數(shù)體外培養(yǎng)的細(xì)胞需要貼附于某些基質(zhì)表面才能生長(zhǎng)增殖，這類細(xì)胞往往貼附在培養(yǎng)瓶的瓶壁上，這種現(xiàn)象稱為細(xì)胞貼壁。除受密度、有害代謝物、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)影響外，還會(huì)發(fā)生接觸抑制現(xiàn)象。接觸抑制——當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長(zhǎng)到表面相互接觸時(shí)，細(xì)胞通常會(huì)停止分裂。圓球形細(xì)胞剛開始鋪展貼壁生長(zhǎng)（100×）培養(yǎng)的動(dòng)物細(xì)胞貼壁生長(zhǎng),并進(jìn)行有絲分裂（100×）細(xì)胞單層貼壁生長(zhǎng)鋪滿瓶壁后,出現(xiàn)接觸抑制（100×）由于細(xì)胞之間有接觸抑制的特性，一般的正常細(xì)胞并不重疊于其他細(xì)胞之上生長(zhǎng)，而是單層生長(zhǎng)。癌細(xì)胞由于無接觸抑制而能夠繼續(xù)移動(dòng)和增殖，可以形成多層細(xì)胞。是否接觸抑制可作為區(qū)別正常細(xì)胞與癌細(xì)胞的標(biāo)志之一。接觸抑制——當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長(zhǎng)到表面相互接觸時(shí)，細(xì)胞通常會(huì)停止分裂。①收集細(xì)胞a.懸浮生長(zhǎng)類：直接用離心法收集b.貼壁生長(zhǎng)類：重新用胰蛋白酶等處理，使之分散成單個(gè)細(xì)胞，然后再用離心法收集。②將收集的細(xì)胞制成細(xì)胞懸液，分瓶培養(yǎng)（7）分瓶培養(yǎng)的步驟：（6）動(dòng)物組織分散后初次培養(yǎng)，將分瓶之前的細(xì)胞培養(yǎng)，稱為__________；細(xì)胞懸液培養(yǎng)一段時(shí)間后，分瓶后再進(jìn)行的細(xì)胞培養(yǎng)，稱為__________。原代培養(yǎng)傳代培養(yǎng)1．細(xì)胞貼壁和接觸抑制比較(1)細(xì)胞貼壁：將細(xì)胞懸液放入培養(yǎng)瓶?jī)?nèi)，置于適宜環(huán)境中培養(yǎng)，懸液中分散的大多數(shù)細(xì)胞需要貼附于某些基質(zhì)表面才能生長(zhǎng)增殖，這類細(xì)胞往往貼附在培養(yǎng)瓶的瓶壁上，這種現(xiàn)象稱為細(xì)胞貼壁。(2)接觸抑制：當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長(zhǎng)到表面相互接觸時(shí)，細(xì)胞通常會(huì)停止分裂增殖，這種現(xiàn)象稱為細(xì)胞的接觸抑制。2．原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)比較(1)第一次：用機(jī)械的方法，或用胰蛋白酶、膠原蛋白酶等處理的方法，對(duì)動(dòng)物組織進(jìn)行處理，使其分散成單個(gè)細(xì)胞后進(jìn)行初次培養(yǎng)，稱為原代培養(yǎng)。(2)第二次：細(xì)胞培養(yǎng)過程中出現(xiàn)接觸抑制，用胰蛋白酶使其從瓶壁上脫離下來，然后，將其分散到多個(gè)培養(yǎng)瓶中繼續(xù)培養(yǎng)，稱為傳代培養(yǎng)。

【歸納提升】思考：正常細(xì)胞能否一直傳代培養(yǎng)下去？

不可以；細(xì)胞的傳代培養(yǎng)一般傳至10代后就不易傳下去，這時(shí)細(xì)胞能保持細(xì)胞正常的二倍體核型；傳至10-50代左右時(shí)，增殖會(huì)逐漸緩慢，以至于完全停止，這時(shí)部分細(xì)胞的細(xì)胞核型可能會(huì)發(fā)生變化，這一階段的細(xì)胞稱為細(xì)胞株；繼續(xù)傳代培養(yǎng)時(shí)，少部分細(xì)胞會(huì)克服細(xì)胞壽命的自然極限，獲得不死性，這些細(xì)胞已經(jīng)發(fā)生了突變，正在朝著等同于癌細(xì)胞的方向發(fā)展，這一階段的細(xì)胞稱為細(xì)胞系，細(xì)胞系的遺傳物質(zhì)一定改變了；細(xì)胞株（10-50代）遺傳物質(zhì)一般沒變。細(xì)胞系（50代-）遺傳物質(zhì)一定改變。取動(dòng)物組織用機(jī)械法或用胰蛋白酶、膠原蛋白酶等處理分散成單個(gè)細(xì)胞懸浮生長(zhǎng)貼壁生長(zhǎng)(大多數(shù)）細(xì)胞密度過大、有害代謝物積累、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)缺乏等接觸抑制傳代培養(yǎng)細(xì)胞懸液解決原代培養(yǎng)分瓶培養(yǎng)加培養(yǎng)液在培養(yǎng)皿或培養(yǎng)瓶?jī)?nèi)懸浮培養(yǎng)的細(xì)胞:直接用離心法收集貼壁細(xì)胞:先分散，后離心法收集細(xì)胞分裂受阻①收集細(xì)胞總結(jié):動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過程②制成細(xì)胞懸液，分瓶培養(yǎng)【檢測(cè)】完成下列問題：1.過程①處理方法有:_____________________。2.過程②為_____________________________3.培養(yǎng)的動(dòng)物細(xì)胞有兩類:①懸浮在_______中生長(zhǎng)增殖;②___________________生長(zhǎng)增殖。4.過程③為_____培養(yǎng),進(jìn)行過程③的原因主要有:細(xì)胞密度過大、___________積累、_________缺乏和接觸抑制等。5.進(jìn)行過程③時(shí),懸浮培養(yǎng)的細(xì)胞直接用_______收集;貼壁細(xì)胞需要使用_________等處理,然后用_______收集。機(jī)械法或胰蛋白酶、膠原蛋白酶等處理的方法轉(zhuǎn)入培養(yǎng)液中進(jìn)行原代培養(yǎng)培養(yǎng)液貼附于某些基質(zhì)表面離心法胰蛋白酶離心法傳代有害代謝物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)比較項(xiàng)目植物組織培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)原理培養(yǎng)基性質(zhì)培養(yǎng)基特有成分培養(yǎng)結(jié)果是否體現(xiàn)全能性培養(yǎng)目的相同點(diǎn)討論：植物組織培養(yǎng)和動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的比較獲得細(xì)胞或細(xì)胞產(chǎn)物常用固體培養(yǎng)基植物體葡萄糖、動(dòng)物血清常用液體培養(yǎng)基細(xì)胞增殖細(xì)胞的全能性許多細(xì)胞快速繁殖蔗糖、植物激素1.培養(yǎng)過程中細(xì)胞都進(jìn)行有絲分裂，不涉及減數(shù)分裂；2.均需無菌操作，需要適宜的溫度、pH等條件是否植物組織培養(yǎng)和動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)比較(1)植物組織培養(yǎng)過程中存在脫分化和再分化，而動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過程中沒有脫分化和再分化過程。(2)植物組織培養(yǎng)可獲得新個(gè)體，體現(xiàn)了細(xì)胞的全能性，而動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)只能得到細(xì)胞，沒有體現(xiàn)細(xì)胞的全能性。(3)兩種技術(shù)手段在培養(yǎng)過程中都進(jìn)行了有絲分裂，不涉及減數(shù)分裂，都可稱為克隆?！镜淅?】如圖所示為動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的基本過程，下列關(guān)于甲、乙、丙、丁四個(gè)操作過程的敘述，正確的是(

)CA.甲過程可選取動(dòng)物個(gè)體的任何組織細(xì)胞B.乙過程可用纖維素酶和果膠酶處理細(xì)胞C.丙過程所用培養(yǎng)液中需添加動(dòng)物血清D.丁過程中的細(xì)胞因接觸抑制而大量死亡1.干細(xì)胞的概念：

動(dòng)物和人體內(nèi)仍保留的少數(shù)具有分裂和分化能力的細(xì)胞。具發(fā)育全能性。在一定條件下，干細(xì)胞可以分化成其他類型的細(xì)胞。2.干細(xì)胞的分布：干細(xì)胞存在于_________、_____和_______等多種組織和器官中；早期胚胎骨髓臍帶血3.干細(xì)胞的分類：包括胚胎干細(xì)胞和成體干細(xì)胞等。（1）胚胎干細(xì)胞（簡(jiǎn)稱ES細(xì)胞）①分布：存在于________中早期胚胎②特點(diǎn)：

具有分化為成年動(dòng)物體內(nèi)的任何一種類型的細(xì)胞，并進(jìn)一步形成機(jī)體的所有組織和器官甚至個(gè)體的潛能③應(yīng)用實(shí)例：ES細(xì)胞在體外分化成心肌細(xì)胞、神經(jīng)元細(xì)胞和造血干細(xì)胞等四、干細(xì)胞培養(yǎng)及其應(yīng)用也叫全能干細(xì)胞。①分布：存在于

中成體組織或器官內(nèi)②舉例：③特點(diǎn)：

一般認(rèn)為，成體干細(xì)胞具有組織特異性，只能分化成特定的細(xì)胞或組織，不具有發(fā)育成完整個(gè)體的能力。（2）成體干細(xì)胞A.造血干細(xì)胞：存在于成體骨髓、外周血、臍帶血，可分化成各種

血細(xì)胞和免疫細(xì)胞。也叫做多能干細(xì)胞。B.

神經(jīng)干細(xì)胞：取自神經(jīng)系統(tǒng)，可分化成神經(jīng)細(xì)胞。C.

精原干細(xì)胞：取自睪丸，可分化成精子。專能干細(xì)胞類型應(yīng)用造血干細(xì)胞神經(jīng)干細(xì)胞誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iPS細(xì)胞）有著自我更新能力及分化潛能的干細(xì)胞，與組織、器官的發(fā)育、再生和修復(fù)等密切相關(guān)。治療白血病及一些惡性腫瘤放療或化療后引起的造血系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)功能障礙等疾病治療神經(jīng)組織損傷和神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾?。ㄈ缗两鹕?、阿爾茨海默病等）可治療小鼠的鐮狀細(xì)胞貧血癥，在治療阿爾茲海默病、心血管疾病等領(lǐng)域的研究也取得了新進(jìn)展干細(xì)胞應(yīng)用面臨的問題存在存在著導(dǎo)致腫瘤發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。4.應(yīng)用③誘導(dǎo)多能干細(xì)胞優(yōu)點(diǎn)：A.誘導(dǎo)過程無需破壞胚胎。B.iPS細(xì)胞可以來源于病人自身的體細(xì)胞，將它移植回病人體內(nèi)后，理論上可以避免免疫排斥反應(yīng)。5.誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iPS細(xì)胞）①概念：

通過體外誘導(dǎo)小鼠成纖維細(xì)胞，獲得了類似胚胎干細(xì)胞的一種細(xì)胞，稱為誘導(dǎo)多能干細(xì)胞，簡(jiǎn)稱iPS細(xì)胞。②誘導(dǎo)方法：①將特定基因或特定蛋白導(dǎo)入細(xì)胞（成纖維細(xì)胞以及已分化的T細(xì)胞、B細(xì)胞均可）；②用小分子化合物誘導(dǎo)形成。④誘導(dǎo)多能干細(xì)胞的應(yīng)用：移植取成纖維細(xì)胞等iPS細(xì)胞轉(zhuǎn)入相關(guān)因子細(xì)胞發(fā)生轉(zhuǎn)化分化胰島細(xì)胞神經(jīng)元血細(xì)胞腸上皮細(xì)胞心肌細(xì)胞肝細(xì)胞病人iPS細(xì)胞用于治療人類疾病示意圖取成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)入相關(guān)因子細(xì)胞轉(zhuǎn)化為iPS細(xì)胞誘導(dǎo)iPS細(xì)胞定向分化為多種組織細(xì)胞移植回病人體內(nèi)動(dòng)物