動物細胞培養(yǎng)新教材課件高二下學(xué)期生物人教版選擇性必修3

克隆猴：中中和華華克隆皮膚單克隆抗體第2節(jié)動物細胞工程動物細胞工程常用的技術(shù)有哪些？動物細胞工程常用的技術(shù)動物細胞培養(yǎng)、動物細胞融合、動物細胞核移植、生產(chǎn)單克隆抗體，其中動物細胞培養(yǎng)是最基礎(chǔ)的技術(shù)。動物細胞培養(yǎng)技術(shù)是其他動物細胞工程技術(shù)的基礎(chǔ)。第2節(jié)動物細胞培養(yǎng)一

動物細胞培養(yǎng)從社會中來

在治療大面積燒傷時，通常采用的方法是取燒傷病人的健康皮膚進行自體移植。但對這樣的病人來說，自體健康皮膚非常有限，使用他人皮膚來源又不足，而且會產(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細胞培養(yǎng)出可供移植的皮膚？通過細胞培養(yǎng)構(gòu)建的人造皮膚

可以從病人身上取少量正常、健康的皮膚在體外進行培養(yǎng)、擴增；

目前，科學(xué)家還在研究對皮膚干細胞進行培養(yǎng)，以獲得適合臨床上使用的人造皮膚；一、動物細胞培養(yǎng)1、概念：從動物體中取出相關(guān)的組織，將它分散成單個細胞，然后在適宜的培養(yǎng)條件下，讓這些細胞生長和增殖的技術(shù)。2、目的：獲得細胞或細胞產(chǎn)物；不能獲得完整動物個體。3、原理：細胞增殖（有絲分裂）4、培養(yǎng)對象：胚胎或幼齡動物的細胞較成體的細胞更易培養(yǎng)動物細胞培養(yǎng)需要哪些條件？動物細胞培養(yǎng)的基本操作過程是怎樣的？動物細胞培養(yǎng)的條件營養(yǎng)條件其他條件無菌、無毒的環(huán)境適宜的溫度、pH和滲透壓適宜的氣體環(huán)境糖類、氨基酸、無機鹽、維生素等二、動物細胞培養(yǎng)的條件二、動物細胞培養(yǎng)的條件1.營養(yǎng)條件:

將細胞所需的營養(yǎng)物質(zhì)按_____________嚴(yán)格配制而成。(2)天然成分:_____等。(3)一般使用_____培養(yǎng)基,即培養(yǎng)液。種類和所需量血清液體營養(yǎng)物質(zhì)主要包括：糖類、氨基酸、無機鹽、維生素、促生長因子、微量元素等。為什么對動物細胞進行培養(yǎng)時通常要添加血清？人們對細胞所需的營養(yǎng)物質(zhì)尚未全部研究清楚，血清中含人類未知、細胞生長增殖所必需的物質(zhì)。（注意：這里的糖類不能是淀粉）培養(yǎng)皿培養(yǎng)瓶(1)合成培養(yǎng)基:2.無菌、無毒的環(huán)境:(1)培養(yǎng)液和培養(yǎng)用具_____處理。(2)_____環(huán)境下操作。(3)培養(yǎng)液定期更換的原因:__________________________________________3.溫度、pH和滲透壓:(1)適宜的溫度:哺乳動物多以__________℃為宜。(2)適宜的pH:多數(shù)細胞生存的適宜pH為_________。(3)適宜的滲透壓。4.氣體環(huán)境:95%空氣和5%CO2的CO2培養(yǎng)箱中。(1)O2作用:_________________。(2)CO2的主要作用:_______________。～細胞代謝所必需的維持培養(yǎng)液的pH清除代謝物,防止細胞代謝物積累對細胞自身造成危害無菌滅菌CO2培養(yǎng)箱加抗生素取動物組織（動物胚胎或幼齡動物）用機械的方法，或用胰蛋白酶、膠原蛋白酶處理單個細胞加培養(yǎng)液細胞懸液原代培養(yǎng)（10代以內(nèi)）在培養(yǎng)皿或培養(yǎng)瓶中傳代培養(yǎng)（10代以后）

懸浮培養(yǎng)的細胞直接用離心法收集；貼壁細胞需用胰蛋白酶處理分散成單個細胞后，在離心法收集三、動物細胞培養(yǎng)的過程（1）選材：

；原因是：

。細胞分化程度低，分裂能力強，容易培養(yǎng)動物胚胎或幼齡動物的組織、器官（2）培養(yǎng)前為什么分散成單個細胞？①成塊組織中細胞與細胞靠在一起，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)和代謝物及時排出。（3）用胰蛋白酶分散細胞，可以說明什么問題？

。胃蛋白酶可以嗎？理由。動物細胞間的物質(zhì)主要是蛋白質(zhì)胃蛋白酶不可以，pH不適宜胃蛋白酶作用的適宜pH約為，當(dāng)pH大于6時，胃蛋白酶就會失去活性，多數(shù)動物細胞培養(yǎng)的適宜pH為7.2-7.4，胃蛋白酶在此環(huán)境中沒有活性。(4)酶解法較溫和，一定不會對動物細胞造成損傷，對嗎？

不對；使用胰蛋白酶時，要控制好作用時間，因為胰蛋白酶不僅能分解細胞間的蛋白質(zhì)，長時間作用還會分解細胞膜蛋白等，對細胞造成損傷。纖維蛋白、膠原蛋白等（5）體外培養(yǎng)的動物生長類型①懸浮生長類：能夠懸浮在培養(yǎng)液中生長增殖。會因細胞密度過大、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)的細胞需要___________________才能生長增殖，這類細胞往往貼附在培養(yǎng)瓶的____上，這種現(xiàn)象稱為細胞貼壁。除受密度、有害代謝物、營養(yǎng)物質(zhì)影響外，還會發(fā)生接觸抑制現(xiàn)象。大多數(shù)貼附于某些基質(zhì)表面瓶壁接觸抑制：當(dāng)貼壁細胞分裂生長到

時，細胞通常會

。單層細胞表面相互接觸停止分裂增殖細胞貼壁要求：培養(yǎng)瓶（皿）內(nèi)表面光滑、無毒、易于貼附多層細胞（6）需分瓶進行傳代培養(yǎng)的原因：懸浮培養(yǎng)的細胞會因細胞密度過大、有害代謝物積累和培養(yǎng)液中營養(yǎng)物質(zhì)等因素而分裂受阻，貼壁細胞在生長增殖時，除受上述因素影響外，還會發(fā)生接觸抑制現(xiàn)象。①收集細胞a.懸浮生長類：直接用離心法收集b.貼壁生長類：

重新用胰蛋白酶等處理，使之分散成單個細胞，然后再用離心法收集。②將收集的細胞制成細胞懸液，分瓶培養(yǎng)（7）分瓶培養(yǎng)的步驟：（8）將分瓶之前的細胞培養(yǎng)，即動物組織經(jīng)處理后的初次培養(yǎng)稱為__________；細胞懸液培養(yǎng)一段時間后，分瓶后再進行的細胞培養(yǎng)，稱為__________?；蛘哒f：第1代細胞的培養(yǎng)與10代以內(nèi)的細胞培養(yǎng)統(tǒng)稱為__________，10代以后的細胞培養(yǎng)___________。原代培養(yǎng)傳代培養(yǎng)原代培養(yǎng)傳代培養(yǎng)細胞系：細胞株傳代至50代后又出現(xiàn)細胞生長停滯狀態(tài)，只有部分細胞由于遺傳物質(zhì)的改變，使其在培養(yǎng)條件下可以無限制傳代，這種傳代細胞為細胞系。區(qū)別：細胞系的遺傳物質(zhì)改變，具有癌細胞的特點，失去接觸抑制，容易傳代培養(yǎng)。細胞株：原代細胞一般傳至10代左右細胞生長停滯，大部分細胞衰老死亡，少數(shù)細胞存活到40~50代，這種傳代細胞為細胞株。拓展：將動物組織處理后的初次培養(yǎng)（10代內(nèi)）。原代培養(yǎng)：當(dāng)原代培養(yǎng)的細胞貼滿瓶壁時，重新用胰蛋白酶處理，使細胞從瓶壁脫落，加培養(yǎng)液制成細胞懸液，分裝到2個或2個以上的培養(yǎng)瓶中繼續(xù)培養(yǎng)（10代后）。

傳代培養(yǎng)：分瓶培養(yǎng)10代細胞50代細胞無限增殖保持細胞正常二倍體核型部分細胞核型改變遺傳物質(zhì)改變突破細胞壽限危機1危機2培養(yǎng)危機：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.傳代培養(yǎng)的細胞能一直傳代下去嗎？有些為何能一直傳下去？不都能。傳代培養(yǎng)到50代左右的時候，大部分的細胞都停止分裂，最終衰老死亡；但有少數(shù)細胞能夠繼續(xù)傳代。這些發(fā)生突變，獲得不死性，朝著癌細胞方向發(fā)展（成為了癌變細胞）思考題4.動物細胞培養(yǎng)能否像植物組織培養(yǎng)那樣最終培養(yǎng)出新個體？不能，動物細胞培養(yǎng)只能使細胞數(shù)目增多，不能形成新的動物個體3.動物細胞培養(yǎng)就是為了得到這些細胞嗎？可以得到細胞，也可以得到細胞產(chǎn)物2.人類一般保存的是哪類細胞呢？為什么？保存10代以內(nèi)的細胞，可以保持細胞正常的二倍體核型；而10代以后的細胞核型可能發(fā)生變化，有少部分還發(fā)生突變向癌細胞方向發(fā)展小結(jié)：動物細胞培養(yǎng)的過程動物胚胎或幼齡動物的組織、器官單個細胞細胞懸浮液10代細胞少部分突破細胞壽限“癌變”，無限傳代動物細胞培養(yǎng)不能最終培養(yǎng)成動物體50代細胞原代培養(yǎng)傳代培養(yǎng)細胞貼壁剝離、分瓶細胞分化程度低，增殖能力強去掉組織間蛋白加培養(yǎng)液胰蛋白酶剪碎出現(xiàn)接觸抑制植物組織培養(yǎng)動物細胞培養(yǎng)原理培養(yǎng)前處理取材培養(yǎng)基的物理性質(zhì)培養(yǎng)基的成分特有成分植物細胞的全能性細胞增殖離體用機械法或胰蛋白酶、膠原蛋白酶將組織細胞分散開離體植物器官、組織、細胞動物胚胎或幼齡動物的組織、器官固體液體(又稱培養(yǎng)液)有機營養(yǎng)成分無機營養(yǎng)成分植物激素糖類、氨基酸、無機鹽、維生素等營養(yǎng)物質(zhì)及一些天然成分如血清植物激素血清四、植物組織培養(yǎng)和動物細胞培養(yǎng)的比較植物組織培養(yǎng)動物細胞培養(yǎng)特殊環(huán)境條件結(jié)果是否體現(xiàn)細胞的全能性過程相同點再分化需光氣體環(huán)境一般獲得新的植株獲得大量細胞是否①培養(yǎng)過程中細胞都進行有絲分裂，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。2023/11/9外植體脫分化愈傷組織再分化根、芽幼苗完整植株移栽成活取動物組織制成細胞懸液轉(zhuǎn)入培養(yǎng)液進行原代培養(yǎng)分瓶進行傳代培養(yǎng)(1)動物細胞培養(yǎng)體現(xiàn)了動物細胞的全能性(

)(2)培養(yǎng)保留接觸抑制的細胞在培養(yǎng)瓶壁上可形成多層細胞(

)(3)懸浮培養(yǎng)的細胞直接用離心法收集，貼壁細胞需要用胰蛋白酶等處理后再用離心法收集(

)(4)動物細胞培養(yǎng)時，O2是細胞代謝所必需的，CO2的主要作用是維持培養(yǎng)液的pH(

)判斷正誤××√√1.(2021·河北張家口高二期中)一般來說，動物細胞體外培養(yǎng)需要滿足以下條件①無毒、無菌的環(huán)境②適宜的滲透壓③合成培養(yǎng)基需加血清等④溫度與動物體溫相近⑤需要O2，不需要CO2A.①②③④⑤

B.①②③④C.①③④⑤

D.①②④⑤典題應(yīng)用及時反饋知識落實√2.如圖為動物細胞培養(yǎng)的基本過程，以下敘述錯誤的是中放置的一般是幼齡動物的器官或組織，原因是其細胞分裂能力強B.將組織用胰蛋白酶或胃蛋白酶處理，制成b瓶中的細胞懸液、d瓶中的培養(yǎng)液為無菌、無毒的環(huán)境D.培養(yǎng)過程中還需要提供O2和CO2等氣體環(huán)境，CO2的主要作用是維持

培養(yǎng)液的pH√1.干細胞的概念：

動物和人體內(nèi)仍保留的少數(shù)具有分裂和分化能力的細胞。在一定條件下，干細胞可以分化成其他類型的細胞。2.干細胞的分布：

干細胞存在于_________、_____和_______等多種組織和器官中；早期胚胎骨髓臍帶血3.干細胞的分類：包括胚胎干細胞和成體干細胞等。（1）胚胎干細胞（簡稱ES細胞）①分布：存在于________中早期胚胎②特點：

具有分化為成年動物體內(nèi)的任何一種類型的細胞，并進一步形成機體的所有組織和器官甚至個體的潛能③應(yīng)用實例：ES細胞在體外分化成心肌細胞、神經(jīng)元細胞和造血干細胞等五、干細胞培養(yǎng)及其應(yīng)用

全能性

骨髓中的___________、神經(jīng)系統(tǒng)中的__________、睪丸中的___________等；（2）成體干細胞①分布：存在于________________中成體組織或器官內(nèi)②舉例：造血干細胞神經(jīng)干細胞精原干細胞③特點：

一般認為，成體干細胞具有組織特異性，只能分化成特定的細胞或組織，不具有發(fā)育成完整個體的能力。④發(fā)現(xiàn)最早、研究最多的、應(yīng)用最成熟的實例：_____________主要存在于成體的_____、_______和______中造血干細胞骨髓外周血臍帶血造血干細胞可分化成各種血細胞和免疫細胞多能干細胞神經(jīng)干細胞可分化成神經(jīng)細胞(3)精原干細胞專能干細胞

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）

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.干細胞的應(yīng)用（1）應(yīng)用原理：（2）應(yīng)用實例：造血干細胞：神經(jīng)干細胞：

干細胞將在再生醫(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（4）應(yīng)用展望：5.誘導(dǎo)多能干細胞（iPS細胞）（1）胚胎干細胞的局限性：

胚胎干細胞必須從_____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)多能干細胞概念：

通過體外誘導(dǎo)小鼠成纖維細胞，獲得了類似胚胎干細胞的一種細胞，稱為誘導(dǎo)多能干細胞，簡稱iPS細胞。誘導(dǎo)方法：①將特定基因或特定蛋白導(dǎo)入細胞（成纖維細胞以及已分化的T細胞、B細胞均可）；②用小分子化合物誘導(dǎo)形成。（3）誘導(dǎo)多能干細胞優(yōu)點：①誘導(dǎo)過程無須破壞胚胎；②iPS細胞可以來源于病人自身的體細胞，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)。移植取成纖維細胞等iPS細胞轉(zhuǎn)入相關(guān)因子細胞發(fā)生轉(zhuǎn)化分化胰島細胞神經(jīng)元血細胞腸上皮細胞心肌細胞肝細胞病人iPS細胞用于治療人類疾病示意圖（4）誘導(dǎo)多能干細胞的應(yīng)用：

可治療鐮狀細胞貧血癥，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展體外誘導(dǎo)成纖維細胞誘導(dǎo)多能干細胞iPS多種體細胞定向誘導(dǎo)分化(1)干細胞都是來源于早期胚胎(

)(2)iPS細胞可以來源于病人自身的體細胞，將它移植回病人體內(nèi)后，可以避免免疫排斥反應(yīng)(

)(3)不同類型的干細胞，它們的分化潛能完全相同(

)(4)干細胞將在再生醫(yī)學(xué)、藥物安全性與有效性檢測等領(lǐng)域發(fā)揮大作用(

)判斷正誤×√×√探討點胚胎