【生物】動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)課件高二下學(xué)期生物人教版選擇性必修3

2.2動(dòng)物細(xì)胞工程動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞核移植動(dòng)物細(xì)胞融合生產(chǎn)單克隆抗體動(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)。在治療大面積燒傷時(shí)，通常采用的辦法是取燒傷病人的健康皮膚進(jìn)行自體移植。但對(duì)這樣的病人來說，自體健康皮膚非常有限，使用他人皮膚來源又不足，而且產(chǎn)生免疫排斥反應(yīng)。那么，怎樣才能獲得大量的自體健康皮膚？能不能用自體皮膚的單個(gè)細(xì)胞培養(yǎng)出可供移植的皮膚？從社會(huì)中來克隆皮膚

科學(xué)家通過動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)構(gòu)建了人造皮膚

可以從病人身上取少量正常、健康的皮膚在體外進(jìn)行培養(yǎng)、擴(kuò)増。目前,科學(xué)家還在研究對(duì)皮膚干細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng),以獲得適合臨床上使用的人造皮膚。指動(dòng)物機(jī)體中取出相關(guān)的組織,將它分散成

，然后，放在

,讓這些細(xì)胞

的技術(shù)。動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)細(xì)胞增殖(有絲分裂)胚胎或幼齡動(dòng)物的細(xì)胞獲得細(xì)胞或者細(xì)胞產(chǎn)物①原理：②培養(yǎng)對(duì)象：③目的：④作用：人造皮膚的構(gòu)建，動(dòng)物分泌蛋白的生產(chǎn)等，是動(dòng)物細(xì)胞工程的基礎(chǔ)因?yàn)檫@些組織或細(xì)胞的生命力旺盛，分化程度低，分裂能力強(qiáng)，容易培養(yǎng)單個(gè)細(xì)胞適宜的培養(yǎng)基中生長和繁殖營養(yǎng)容易供應(yīng)，代謝廢物容易排出1、概念：那么，獲得這些細(xì)胞或細(xì)胞產(chǎn)物需要哪些條件，具體過程又是怎樣的？糖類、氨基酸、無機(jī)鹽、維生素……無菌、無毒的環(huán)境適宜的溫度、pH和滲透壓適宜的氣體環(huán)境一一、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的條件

將細(xì)胞所需的營養(yǎng)物質(zhì)（糖類、氨基酸、無機(jī)鹽、維生素等）按種類和所需量嚴(yán)格配制的培養(yǎng)基。1.營養(yǎng)（1）培養(yǎng)基構(gòu)成：合成培養(yǎng)基血清等一些天然成分＋合成培養(yǎng)基：動(dòng)物血清等：含有尚未研究清楚的細(xì)胞所需的營養(yǎng)物質(zhì)（2）培養(yǎng)基類型：液體培養(yǎng)基（培養(yǎng)液）一、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的條件培養(yǎng)皿（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；（3）定期更換培養(yǎng)液清除代謝物，防止細(xì)胞代謝物積累對(duì)細(xì)胞自身造成危害。（可根據(jù)實(shí)際情況適量添加抗生素）無菌無毒2.無菌、無毒的環(huán)境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________7.2-7.4（3）適宜的滲透壓：目的________________________。維持細(xì)胞正常的形態(tài)和功能4.氣體環(huán)境（1）氣體組成及作用：O2：CO2：細(xì)胞代謝所必需維持培養(yǎng)液的pH（2）具體操作：通常采用培養(yǎng)皿或松蓋培養(yǎng)瓶。

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)。一、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的條件培養(yǎng)瓶CO2培養(yǎng)箱與人體內(nèi)環(huán)境的理化性質(zhì)相似為什么對(duì)動(dòng)物細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)時(shí)通常要添加血清？補(bǔ)充資料：1、血清中含有蛋白質(zhì)、氨基酸、葡萄糖、激素等，2、氨基酸有多種，是細(xì)胞合成蛋白質(zhì)的基本成分，其中有些氨基酸動(dòng)物細(xì)胞本身不能合成（稱為必需氨基酸），必須由培養(yǎng)液提供。3、血清激素有胰島素、生長激素等及多種生長因子；血清還含有多種未知的促細(xì)胞生長因子、促貼附因子及其他活性物質(zhì)，能促進(jìn)細(xì)胞的生長、增殖和貼附。4、因此，細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)，要保證細(xì)胞能夠順利生長和增殖，一般需添加10%～20%的血清。血清中含有多種未知的促細(xì)胞生長因子等營養(yǎng)物質(zhì)，這是細(xì)胞生長和增殖所必需的。帶著以下問題閱讀教材：1.為何動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過程將組織分散成單個(gè)細(xì)胞呢？可用什么方法？2.體外培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞有哪些類型？3.什么是細(xì)胞貼壁？什么是接觸抑制？4.什么是原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)？5.為什么要進(jìn)行分瓶培養(yǎng)？怎么處理？6.動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)與植物組織培養(yǎng)有什么相同之處與不同之處？動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)3.培養(yǎng)過程：（1）選材：

；原因是：

。細(xì)胞分化程度低，分裂能力強(qiáng)，容易培養(yǎng)動(dòng)物胚胎或幼齡動(dòng)物的組織、器官（2）培養(yǎng)前為什么分散成單個(gè)細(xì)胞？①成塊組織中細(xì)胞與細(xì)胞靠在一起，彼此限制了生長與增殖；②利于與培養(yǎng)液充分接觸，保證

O2與營養(yǎng)供應(yīng)和代謝物及時(shí)排出。【問題探究1】進(jìn)行動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)常用胰蛋白酶分散細(xì)胞，這說明細(xì)胞間的物質(zhì)主要是什么成分？用胃蛋白酶行嗎？用胰蛋白酶分散細(xì)胞，說明細(xì)胞間的物質(zhì)主要是蛋白質(zhì)。

胃蛋白酶的最適pH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，所以用胃蛋白酶不行。【問題探究2】胰蛋白酶會(huì)把細(xì)胞膜蛋白分解掉嗎？細(xì)胞膜的成分中含有蛋白質(zhì)，而胰蛋白酶能夠水解蛋白質(zhì)，因此，胰蛋白酶會(huì)把細(xì)胞消化掉。因此，胰蛋白酶處理的時(shí)間不能太長。體外培養(yǎng)的動(dòng)物生長類型①懸浮生長類：能夠懸浮在培養(yǎng)液中生長增殖。會(huì)因細(xì)胞密度過大、有害代謝物積累和培養(yǎng)液中營養(yǎng)物質(zhì)缺乏等因素而分裂受阻。②貼壁生長類：

______體外培養(yǎng)的細(xì)胞需要___________________才能生長增殖，這類細(xì)胞往往貼附在培養(yǎng)瓶的____上，這種現(xiàn)象稱為細(xì)胞貼壁。除受密度、有害代謝物、營養(yǎng)物質(zhì)影響外，還會(huì)發(fā)生接觸抑制現(xiàn)象。大多數(shù)貼附于某些基質(zhì)表面瓶壁動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的過程取動(dòng)物組織分散成單個(gè)細(xì)胞解決懸浮生長貼壁生長(大多數(shù)）細(xì)胞密度過大、有害代謝物積累、營養(yǎng)物質(zhì)缺乏等接觸抑制傳代培養(yǎng)用機(jī)械法或用胰蛋白酶、膠原蛋白酶等處理細(xì)胞懸液原代培養(yǎng)分瓶培養(yǎng)①原代培養(yǎng)：指動(dòng)物組織經(jīng)處理后的初次培養(yǎng)。②細(xì)胞貼壁：某些細(xì)胞需要貼附于某些基質(zhì)表面才能增殖，這類細(xì)胞往往貼附在培養(yǎng)瓶的瓶壁上。③接觸抑制：當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長到表面相互接觸時(shí)，細(xì)胞停止分裂增殖的現(xiàn)象。④傳代培養(yǎng)：分瓶后的細(xì)胞培養(yǎng)。加培養(yǎng)液在培養(yǎng)皿或培養(yǎng)瓶內(nèi)懸浮培養(yǎng)的細(xì)胞:直接用離心法收集貼壁細(xì)胞:用胰蛋白酶處理分散成單個(gè)細(xì)胞，用離心法收集細(xì)胞分裂受阻②制成細(xì)胞懸液，分瓶培養(yǎng)①收集細(xì)胞二思考：“細(xì)胞增殖到互相接觸的時(shí)候，糖蛋白識(shí)別了這種信息，就會(huì)使細(xì)胞停止繼續(xù)繁殖，出現(xiàn)接觸抑制的現(xiàn)象”試結(jié)合上述解釋，舉例說明哪種細(xì)胞無接觸抑制現(xiàn)象，并闡述原因。癌細(xì)胞；癌細(xì)胞的細(xì)胞膜上糖蛋白等物質(zhì)減少腫瘤細(xì)胞失去接觸抑制，條件適宜在培養(yǎng)液可以無限增殖下去。動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的過程二3）細(xì)胞懸液放入培養(yǎng)瓶在適宜條件在適宜條件分瓶培養(yǎng)4）原代培養(yǎng)5）傳代培養(yǎng)思考.為什么要進(jìn)行分瓶培養(yǎng)？懸浮生長貼壁生長細(xì)胞密度過大有害代謝物積累營養(yǎng)物質(zhì)缺乏接觸抑制分瓶培養(yǎng)(傳代培養(yǎng))解決原因原代培養(yǎng)問題細(xì)胞分裂受阻思考:進(jìn)行傳代培養(yǎng)(分瓶培養(yǎng))時(shí)，如何處理？離心法收集胰蛋白酶處理制成細(xì)胞懸液分瓶培養(yǎng)懸浮細(xì)胞貼壁細(xì)胞注意：傳一代是指分瓶培養(yǎng)一次，不是細(xì)胞增殖一次。區(qū)分兩種“培養(yǎng)”的關(guān)鍵是看用胰蛋白酶處理的對(duì)象。①第一次：用胰蛋白酶對(duì)剪碎的動(dòng)物組織進(jìn)行處理，使其分散成單個(gè)細(xì)胞后進(jìn)行培養(yǎng)，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)，為傳代培養(yǎng)。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)過程培養(yǎng)結(jié)果培養(yǎng)目的相同點(diǎn)獲得細(xì)胞或細(xì)胞產(chǎn)物固體培養(yǎng)基完整植株葡萄糖、動(dòng)物血清液體培養(yǎng)基細(xì)胞增殖植物細(xì)胞的全能性許多細(xì)胞快速繁殖、培育無病毒植株等蔗糖、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；原代培養(yǎng)、傳代培養(yǎng)脫分化、再分化植物組織培養(yǎng)和動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的比較2.均需無菌操作、無菌培養(yǎng)，需要適宜的溫度、pH等條件細(xì)胞株從原代培養(yǎng)細(xì)胞群中篩選出進(jìn)行傳代培養(yǎng)的細(xì)胞，能傳到40-50代，其遺傳物質(zhì)沒有發(fā)生變化。細(xì)胞系

傳到40-50代后有部分細(xì)胞遺傳物質(zhì)發(fā)生了變化，具有癌細(xì)胞的特點(diǎn)，失去接觸抑制，可能在培養(yǎng)條件下無限制的傳代下去。細(xì)胞系的遺傳物質(zhì)改變，具有癌細(xì)胞的特點(diǎn)，失去接觸抑制，容易傳代培養(yǎng)。區(qū)別：分瓶培養(yǎng)10代細(xì)胞50代細(xì)胞無限增殖保持細(xì)胞正常二倍體核型部分細(xì)胞核型改變遺傳物質(zhì)改變突破細(xì)胞壽限危機(jī)1危機(jī)2(三)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)培養(yǎng)危機(jī)：原代培養(yǎng)傳代培養(yǎng)（遺傳物質(zhì)沒改變）（遺傳物質(zhì)有的改變）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。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)胞等三、干細(xì)胞培養(yǎng)及其應(yīng)用

骨髓中的___________、神經(jīng)系統(tǒng)中的__________、睪丸中的___________等；（2）成體干細(xì)胞①分布：存在于________________中成體組織或器官內(nèi)②舉例：造血干細(xì)胞神經(jīng)干細(xì)胞精原干細(xì)胞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。④發(fā)現(xiàn)最早、研究最多的、應(yīng)用最成熟的實(shí)例：_____________主要存在于成體的_____、_______和______中造血干細(xì)胞骨髓外周血臍帶血根據(jù)全能性大小可分為：全能干細(xì)胞、多能干細(xì)胞、專能干細(xì)胞。全能干細(xì)胞：胚胎干細(xì)胞多能干細(xì)胞：造血干細(xì)胞專（單）能干細(xì)胞：

上皮基底層干細(xì)胞成肌干細(xì)胞神經(jīng)元干細(xì)胞上皮細(xì)胞神經(jīng)細(xì)胞肌細(xì)胞

治療神經(jīng)組織損傷和神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病（如帕金森病、阿爾茨海默病等）

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

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)。4.干細(xì)胞的應(yīng)用（1）應(yīng)用原理：（2）應(yīng)用實(shí)例：造血干細(xì)胞：神經(jīng)干細(xì)胞：

干細(xì)胞將在再生醫(yī)學(xué)、藥物安全性與有效性檢測等領(lǐng)域發(fā)揮大作用。（3）面臨的問題：存在導(dǎo)致腫瘤發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)（4）應(yīng)用展望：5.誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iPS細(xì)胞）（1）胚胎干細(xì)胞的局限性：

胚胎干細(xì)胞必須從_____中獲取，涉及________；因而限制了在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用。胚胎倫理問題（2）誘導(dǎo)多能干細(xì)胞概念：

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，簡稱iPS細(xì)胞。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。（3）誘導(dǎo)多能干細(xì)胞優(yōu)點(diǎn)：①誘導(dǎo)過程無須破壞胚胎；②iPS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)。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（4）誘導(dǎo)多能干細(xì)胞的應(yīng)用：

可治療鐮狀細(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1.判斷下列有關(guān)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的表述是否正確。（1）培養(yǎng)環(huán)境中需要O2，不需要CO2。（

）（2）細(xì)胞要經(jīng)過脫分化形成愈傷組織。（

）（3）培養(yǎng)液中通常含有糖類、氨基酸、無機(jī)鹽、維生素和動(dòng)物血清（

）（4）培養(yǎng)瓶中的細(xì)胞需定期用胰蛋白酶處理,分瓶后才能繼續(xù)增殖（

）一.概念檢測×√××練習(xí)與應(yīng)用（P47）2.干細(xì)胞有著廣泛的應(yīng)用前景。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(