2.2.1動物細(xì)胞培養(yǎng)課件【知識精講精研】高二下學(xué)期生物人教版選擇性必修3

希普：首例胚胎移植成功哈里森:首創(chuàng)動物組織體外培養(yǎng)法張明覺：發(fā)現(xiàn)哺乳動物精子獲能現(xiàn)象格登、童第周：體細(xì)胞核移植成功試管家兔誕生米爾斯坦和科勒：創(chuàng)立單克隆抗體技術(shù)胚胎分割移植成功埃文斯：成功分離和培養(yǎng)小鼠的胚胎干細(xì)胞克隆羊多莉誕生山中伸彌：獲得誘導(dǎo)多能干細(xì)胞單細(xì)胞基因組測序進(jìn)行遺傳病篩查的試管嬰兒誕生我國科學(xué)家首次培育了體細(xì)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年動物細(xì)胞工程的發(fā)展歷程科技探索之路第2節(jié)動物細(xì)胞培養(yǎng)第2章細(xì)胞工程動物細(xì)胞工程常用的技術(shù)：動物細(xì)胞培養(yǎng)動物細(xì)胞融合動物細(xì)胞核移植等動物細(xì)胞工程的基礎(chǔ)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(jìn)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(xì)胞培養(yǎng)出可供移植的皮膚？通過細(xì)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(jìn)行培養(yǎng)、擴(kuò)增；

目前，科學(xué)家還在研究對皮膚干細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)，以獲得適合臨床上使用的人造皮膚；一動物細(xì)胞培養(yǎng)0102動物細(xì)胞培養(yǎng)的條件03干細(xì)胞培養(yǎng)及其應(yīng)用動物細(xì)胞培養(yǎng)的過程1.概念從動物體中____相關(guān)的____，將它_____________，然后在_____________下，讓這些細(xì)胞_____和_____的技術(shù)；2.原理：__________________

取出組織分散成單個細(xì)胞適宜的培養(yǎng)條件生長增殖細(xì)胞增殖（有絲分裂）動物細(xì)胞培養(yǎng)將細(xì)胞所需的營養(yǎng)物質(zhì)按種類和所需量嚴(yán)格配制而成的培養(yǎng)基含人類未知、細(xì)胞生長增殖所必需的物質(zhì)，滿足細(xì)胞對未知營養(yǎng)成分的需求。（1）培養(yǎng)基的構(gòu)成：合成培養(yǎng)基+血清等天然成分一般使用液體培養(yǎng)基，也稱為培養(yǎng)液01動物細(xì)胞培養(yǎng)的條件2.培養(yǎng)條件：（2）培養(yǎng)基的物理性質(zhì)①適宜的溫度：哺乳動物細(xì)胞多以___________為宜；②適宜的pH：多數(shù)動物細(xì)胞的適宜pH為________；③適宜的滲透壓：維持細(xì)胞正常的形態(tài)和功能。①培養(yǎng)液、培養(yǎng)用具：滅菌處理；②無菌操作；定期更換培養(yǎng)液，以便清除代謝物。01動物細(xì)胞培養(yǎng)的條件36.5±0.5℃7.2-7.4思考？如何防止培養(yǎng)過程中的微生物污染？③適量添加抗生素維持培養(yǎng)液的pH95%空氣

+5%CO2的CO2培養(yǎng)箱CO2培養(yǎng)箱01動物細(xì)胞培養(yǎng)的條件2.培養(yǎng)條件：O2：細(xì)胞有氧呼吸所必需動物細(xì)胞培養(yǎng)所需氣體主要有___和____O2CO2體外培養(yǎng)的動物細(xì)胞可以分為兩大類：一類細(xì)胞能夠懸浮在培養(yǎng)液中生長增殖；另一類則需要貼附于某些基質(zhì)表面才能生長增殖，大多數(shù)細(xì)胞屬于這種類型，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。懸浮培養(yǎng)瓶02動物細(xì)胞培養(yǎng)的過程1.體外培養(yǎng)的動物細(xì)胞分類：取動物組織（動物胚胎或幼齡動物）用機(jī)械的方法，或用胰蛋白酶、膠原蛋白酶處理單個細(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代以后）

二、動物細(xì)胞培養(yǎng)的過程分瓶1102動物細(xì)胞培養(yǎng)的過程①原代培養(yǎng)：指動物組織經(jīng)處理后的初次培養(yǎng),分瓶前的細(xì)胞培養(yǎng)。②傳代培養(yǎng)：分瓶后的細(xì)胞培養(yǎng)。懸浮細(xì)胞貼壁細(xì)胞②制成細(xì)胞懸液，分瓶培養(yǎng)①收集細(xì)胞加培養(yǎng)液離心法胰蛋白酶，離心法1.需分瓶進(jìn)行傳代培養(yǎng)的原因：取動物組織（動物胚胎或幼齡動物）用機(jī)械的方法，或用胰蛋白酶、膠原蛋白酶處理單個細(xì)胞加培養(yǎng)液細(xì)胞懸液原代培養(yǎng)（10代以內(nèi)）傳代培養(yǎng)（10代以后）

分瓶分裂受阻。懸浮細(xì)胞：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)等；貼壁細(xì)胞：除上述因素影響外，還會發(fā)生接觸抑制現(xiàn)象。2.分瓶培養(yǎng)的步驟：1202動物細(xì)胞培養(yǎng)的過程1）選幼齡動物（或胚胎）的組織這些個體的細(xì)胞分化程度低、增殖能力強(qiáng)，易培養(yǎng)。3）分散細(xì)胞時為何不選用胃蛋白酶？2）培養(yǎng)前為什么分散成單個細(xì)胞？①分散不會限制彼此的生長與增殖；②分散有利于與培養(yǎng)液充分接觸，保證O2與營養(yǎng)供應(yīng)和代謝物及時排出。多數(shù)動物細(xì)胞生存的適宜pH為7.2～7.4，而胃蛋白酶的適宜pH約為2，在此環(huán)境中會失活。思考？4.離心的作用？5.動物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)有沒有體現(xiàn)動物細(xì)胞的全能性？在沉淀中得到細(xì)胞，同時去掉上清液中的胰蛋白酶未體現(xiàn)；動物細(xì)胞培養(yǎng)只是細(xì)胞增殖的過程思考？

6.“細(xì)胞增殖到互相接觸的時候，糖蛋白識別了這種信息，就會使細(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)減少取動物組織用機(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)細(xì)胞懸液原代培養(yǎng)分瓶培養(yǎng)①原代培養(yǎng)：指動物組織經(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，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

相關(guān)概念植物組織培養(yǎng)動物細(xì)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(xì)胞的全能性細(xì)胞增殖離體用機(jī)械法或胰蛋白酶、膠原蛋白酶將組織細(xì)胞分散開離體植物器官、組織、細(xì)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(jī)營養(yǎng)成分無機(jī)營養(yǎng)成分植物激素糖類、氨基酸、無機(jī)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動物細(xì)胞培養(yǎng)和植物組織培養(yǎng)的比較植物組織培養(yǎng)動物細(xì)胞培養(yǎng)特殊環(huán)境條件結(jié)果是否體現(xiàn)細(xì)胞的全能性過程相同點(diǎn)再分化需光氣體環(huán)境一般獲得新的植株獲得大量細(xì)胞是否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。2023/12/11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(xì)胞懸液轉(zhuǎn)入培養(yǎng)液進(jìn)行原代培養(yǎng)分瓶進(jìn)行傳代培養(yǎng)動物細(xì)胞培養(yǎng)和植物組織培養(yǎng)的比較1803干細(xì)胞培養(yǎng)及其應(yīng)用1.干細(xì)胞的概念：2.干細(xì)胞的來源：3.干細(xì)胞的類型：

動物和人體內(nèi)保留的具有分裂和分化能力的細(xì)胞。在一定的條件下，干細(xì)胞可以分化成其他類型的細(xì)胞。早期胚胎、骨髓和臍帶血等多種組織和器官中。早期胚胎中具有分化為成年動物體內(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體的潛能。胚胎干細(xì)胞分布特點(diǎn)應(yīng)用實(shí)例

在體外分化成心肌細(xì)胞、神經(jīng)元細(xì)胞和造血干細(xì)胞等局限性必須從胚胎中獲取，涉及倫理問題；因而限制了在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用。03干細(xì)胞培養(yǎng)及其應(yīng)用1.ES細(xì)胞：成體組織或器官內(nèi)造血干細(xì)胞（骨髓、外周血和臍帶血中）神經(jīng)干細(xì)胞（神經(jīng)系統(tǒng)中）精原干細(xì)胞（睪丸中）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)育成完整個體的能力2.成體干細(xì)胞分布舉例特點(diǎn)應(yīng)用實(shí)例治療神經(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)功能障礙等疾病造血干細(xì)胞→神經(jīng)干細(xì)胞→治療細(xì)胞損傷造成的疾病03干細(xì)胞培養(yǎng)及其應(yīng)用誘導(dǎo)小鼠成纖維細(xì)胞得到的類似胚胎干細(xì)胞的一種細(xì)胞①將特定基因或特定蛋白導(dǎo)入細(xì)胞

（成纖維細(xì)胞、已分化的T細(xì)胞、B細(xì)胞）誘導(dǎo)多能干細(xì)胞概念制備方法應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)②用小分子化合物誘導(dǎo)形成。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)。可治療鐮狀細(xì)胞貧血癥；在治療阿爾茲海默病、心血管疾病等的研究也取得新進(jìn)展03干細(xì)胞培養(yǎng)及其應(yīng)用3.iPS細(xì)胞：*因此，普遍認(rèn)為iPS細(xì)胞的應(yīng)用前景優(yōu)于胚胎干細(xì)胞誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iPS細(xì)胞）多種體細(xì)胞定向誘導(dǎo)分化體外誘導(dǎo)小鼠成纖維細(xì)胞臨床治療人類疾病如：白血病、帕金森病、阿而茨海默病等03干細(xì)胞培養(yǎng)及其應(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iPS細(xì)胞的應(yīng)用前景：無菌、無毒營養(yǎng)溫度、pH和滲透壓氣體環(huán)境制備細(xì)胞懸液原代培養(yǎng)傳代培養(yǎng)動物細(xì)胞培養(yǎng)動物細(xì)胞培養(yǎng)的條件動物細(xì)胞培養(yǎng)的過程干細(xì)胞的培養(yǎng)和應(yīng)用干細(xì)胞的種類、特點(diǎn)及應(yīng)用iPS細(xì)胞的培養(yǎng)和應(yīng)用課堂小結(jié)1.判斷下列有關(guān)動物細(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（

）練習(xí)與應(yīng)用×√××2.干細(xì)胞有著廣泛的應(yīng)用前景。下列相關(guān)敘述錯誤的是()A.干細(xì)胞是從胚胎中分離提取的細(xì)胞B.造血干細(xì)胞可以分化為各種血細(xì)胞C.不同類型的干細(xì)胞,它們的分化潛能是有差別的D.由iPS細(xì)胞產(chǎn)生的特定細(xì)胞,可以在新藥的測試中發(fā)揮重要作用A一、概念檢測【基礎(chǔ)過關(guān)】(1)動物細(xì)胞培養(yǎng)體現(xiàn)了動物細(xì)胞的全能性()(2)培養(yǎng)保留接觸抑制的細(xì)胞在培養(yǎng)瓶壁上可形成多層細(xì)胞(

)(3)懸浮培養(yǎng)的細(xì)胞直接用離心法收集，貼壁細(xì)胞需要用胰蛋白酶等處理后再用離心法收集()(4)動物細(xì)胞培養(yǎng)時，O2是細(xì)胞代謝所必需的，CO2的主要作用是維持培養(yǎng)液的pH(

)(1)干細(xì)胞都是來源于早期胚胎。()(2)造血干細(xì)胞是發(fā)現(xiàn)最早、研究最多、應(yīng)用也最為成熟的一類成體干細(xì)胞，主要存在于成體的骨髓、外周血和臍帶血中。()(3)不同類型的干細(xì)胞，它們的分化潛能完全相同。(

)(4)iPS細(xì)胞是一種人工誘導(dǎo)產(chǎn)生的多能干細(xì)胞，在治療阿爾茨海默病、心血管疾病領(lǐng)域具有重要的研究價值。(

)××√√×√×√例1

[2022·衡陽聯(lián)考]

下列關(guān)于動物細(xì)胞培養(yǎng)的敘述，<zzd>不正確</zzd>的是(

)。

B

例2

[2022·無錫期中]

下圖表示動物細(xì)胞培養(yǎng)的過程，下列有關(guān)該過程的說法，正確的是(

)。BA.乙中進(jìn)行動物細(xì)胞培養(yǎng)時通入無菌空氣即可B.宜用胰蛋白酶將甲中的動物組織分散為單個細(xì)胞C.甲中用于培養(yǎng)的動物細(xì)胞宜取自成年動物D.丙中細(xì)胞大量增殖后，細(xì)胞之間相互接觸能促進(jìn)細(xì)胞的分裂【典例1】如圖所示為動物細(xì)胞培養(yǎng)的基本過程，下列關(guān)于甲、乙、丙、丁四個操作過程的敘述，正確的是(

)CA.甲過程可選取動物個體的任何組織細(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)液中需添加動物血清D.丁過程中的細(xì)胞因接觸抑制而大量死亡例3

[2022·聊城期中]

干細(xì)胞是一類未參與分化或未完全分化的細(xì)胞，分裂能力強(qiáng)。按照其來源分為胚胎干細(xì)胞和成體干細(xì)胞（如造血干細(xì)胞、神經(jīng)干細(xì)胞）等。下列關(guān)于干細(xì)胞的說法，<zzd>錯誤</zzd>的是(

)。A.干細(xì)胞存在于早期胚胎、脊髓和臍帶血等多種組織和器官中B.胚胎干細(xì)胞的分化程度小于造血干細(xì)胞C.骨髓移植治療白血病就是利用了造血干細(xì)胞能分化成各種血細(xì)胞的能力D.成體干細(xì)胞具有組織特異性，只能分化成特定的細(xì)胞和組織A[解析]

干細(xì)胞存在于早期胚胎、骨髓和臍帶血等多種組織和器官中，包括胚胎干細(xì)胞和成體干細(xì)胞等，A錯誤；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)育成完整個體的能力，D正確。

D

【典例2】動物和人體內(nèi)具有分裂和分化能力的細(xì)胞稱為干細(xì)胞。對右圖的相關(guān)敘述中，錯誤的是(

) A.a過程可表示干細(xì)胞的自我更新 B.b、c過程表示干細(xì)胞具有分化能力 C.a、b、c過程中細(xì)胞的遺傳信息表達(dá)情況不同 D.a、b、c過程中遺傳物質(zhì)發(fā)生了定向改變

D【當(dāng)堂檢測】1.相對細(xì)菌和植物細(xì)胞而言，動物細(xì)胞離體培養(yǎng)更需關(guān)注培養(yǎng)基的滲透壓，這是因?yàn)閯游锛?xì)胞(

) A.沒有中央液泡，不能發(fā)生滲透作用 B.滲透壓遠(yuǎn)高于細(xì)菌或植物細(xì)胞的滲透壓 C.沒有細(xì)胞壁，易吸水漲破 D.生長緩慢，各生長階段對環(huán)境的滲透壓要求不同2.下列關(guān)于動物細(xì)胞培養(yǎng)的敘述不正確的是(

)A.動物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)的原理是細(xì)胞膜的流動性B.傳代培養(yǎng)時需要用胰蛋白酶處理貼壁生長的細(xì)胞C.癌細(xì)胞在培養(yǎng)瓶中不會出現(xiàn)接觸抑制現(xiàn)象D.動物細(xì)胞培養(yǎng)一般需要使用CO2培養(yǎng)箱CA3.下圖為科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)室中培養(yǎng)“人造牛肉”的簡要過程。相關(guān)敘述正確的是(

)CA.用胃蛋白酶處理牛肌肉組織，獲得分裂能力強(qiáng)的肌肉干細(xì)胞B.生物反應(yīng)器中應(yīng)充以95%空氣加5%CO2的混合氣體，CO2的作用是刺激細(xì)胞呼吸C.培養(yǎng)液中的支架提供了更多的細(xì)胞吸附面積，有利于細(xì)胞貼壁生長D.“人造牛肉”的培養(yǎng)有利于牛肉的工廠化生產(chǎn)，但環(huán)境污染嚴(yán)重4.完成下列問題：1.過程①處理方法有:_____________________。2.過程②為_____________________________3.培養(yǎng)的動物細(xì)胞有兩類:①懸浮在_______中生長增殖;②___________________生長增殖。4.過程③為_____培養(yǎng),進(jìn)行過