2.2.1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33

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。1890年1907年1951年1958年1959年1975年1978年1981年1996年2006年2014年2017年科技探索之路動(dòng)物細(xì)胞工程的發(fā)展歷程動(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2.2動(dòng)物細(xì)胞工程（第1課時(shí)）動(dòng)物細(xì)胞工程從社會(huì)中來(lái)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(lái)說(shuō)，自體健康皮膚非常有限，使用他人皮膚來(lái)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？

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(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。最基礎(chǔ)的技術(shù)一、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)1.概念：3.培養(yǎng)對(duì)象：2.原理：從動(dòng)物體中取出相關(guān)組織，將它們分散成單個(gè)細(xì)胞，然后在適宜的培養(yǎng)條件下，讓這些細(xì)胞生長(zhǎng)和增殖。細(xì)胞增殖（有絲分裂）胚胎或幼齡動(dòng)物的細(xì)胞。（這些細(xì)胞分化程度低、分裂能力強(qiáng)，易培養(yǎng)。）4.培養(yǎng)條件：充足的營(yíng)養(yǎng)、穩(wěn)定的內(nèi)環(huán)境等。營(yíng)養(yǎng)條件合成培養(yǎng)基：將細(xì)胞所需營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)按其種類(lèi)和所需量配制而成的培養(yǎng)基。+血清（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。）培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞一般用液體培養(yǎng)基，也稱培養(yǎng)液。無(wú)菌、無(wú)毒的環(huán)境定期更換培養(yǎng)液—清除代謝產(chǎn)物。溫度、pH和滲透壓溫度：36.5±0.5℃；pH：；滲透壓：維持細(xì)胞正常形態(tài).氣體環(huán)境用培養(yǎng)皿或松蓋培養(yǎng)瓶，在95%空氣和5%CO2的混合氣體的CO2培養(yǎng)箱中進(jìn)行培養(yǎng)。CO2培維持培養(yǎng)液的pH。二、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的過(guò)程閱讀課本P44-45，找出以下問(wèn)題答案：1.為何動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)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(lèi)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？二、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的過(guò)程取動(dòng)物組織分散成單個(gè)細(xì)胞解決懸浮生長(zhǎng)貼壁生長(zhǎng)(大多數(shù)）細(xì)胞密度過(guò)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)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(lèi)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(zhǎng)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?jī)?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1.（P44旁欄）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(shuō)明細(xì)胞間的物質(zhì)主要是什么成分？用胃蛋白酶行嗎？2.為何動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程將組織分散成單個(gè)細(xì)胞呢？3.需分瓶進(jìn)行傳代培養(yǎng)的原因是什么？思考用胰蛋白酶分散細(xì)胞，說(shuō)明細(xì)胞間的物質(zhì)主要是蛋白質(zhì)。胃蛋白酶作用的適宜pH約為2,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(méi)有活性，所以用胃蛋白酶不行。①細(xì)胞與細(xì)胞靠在一起，彼此限制了生長(zhǎng)和增殖；②分散有利于與培養(yǎng)液充分接觸，保證O2與營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)和代謝物及時(shí)排出。①營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)缺乏；②有害代謝物積累；③細(xì)胞密度過(guò)大；④接觸抑制。以上原因造成細(xì)胞分裂受阻，因此需要進(jìn)行傳代培養(yǎng)。細(xì)胞膜含有蛋白質(zhì)，長(zhǎng)時(shí)間處理會(huì)損傷細(xì)胞。4.“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(shuō)明哪種細(xì)胞無(wú)接觸抑制現(xiàn)象，并闡述原因。思考癌細(xì)胞；癌細(xì)胞的細(xì)胞膜上糖蛋白等物質(zhì)減少原代細(xì)胞一般傳至10代左右細(xì)胞生長(zhǎng)停滯，大部分細(xì)胞衰老死亡，少數(shù)細(xì)胞存活到40~50代。傳代至50代后又出現(xiàn)細(xì)胞生長(zhǎng)停滯狀態(tài)，只有部分細(xì)胞由于遺傳物質(zhì)的改變，使其在培養(yǎng)條件下可以無(wú)限制傳代（癌細(xì)胞）。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(guò)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)物常用固體培養(yǎng)基新植株葡萄糖、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)胞快速繁殖等蔗糖、植物激素1.培養(yǎng)過(guò)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(wú)菌操作，需要適宜的溫度、pH等條件思考.比較

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)的比較三、干細(xì)胞的培養(yǎng)及其應(yīng)用動(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(lèi)型的細(xì)胞。（2）特點(diǎn)：體積較小，細(xì)胞核大，核仁明顯。1.干細(xì)胞（1）概念：（3）分類(lèi)：①胚胎干細(xì)胞（簡(jiǎn)稱ES細(xì)胞）②成體干細(xì)胞也叫全能干細(xì)胞，存在于早期胚胎中，具有分化為成年動(dòng)物體內(nèi)的任何一種類(lèi)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。是成體組織或器官內(nèi)的干細(xì)胞，包括骨髓中的造血干細(xì)胞（多能干細(xì)胞）、神經(jīng)系統(tǒng)中的神經(jīng)干細(xì)胞和睪丸中的精原干細(xì)胞（專能干細(xì)胞）等。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。應(yīng)用最成熟的成體干細(xì)胞：造血干細(xì)胞，主要存在于成體的骨髓、外周血和臍帶血中。三、干細(xì)胞的培養(yǎng)及其應(yīng)用2.誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iPS細(xì)胞）（1）概念：（2）獲取方法：（3）誘導(dǎo)多能干細(xì)胞優(yōu)點(diǎn)：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)化分化病人胰島細(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iPS細(xì)胞用于治療人類(lèi)疾病示意圖①將特定基因或特定蛋白導(dǎo)入細(xì)胞；②用小分子化合物誘導(dǎo)形成。通過(guò)體外誘導(dǎo)小鼠成纖維細(xì)胞，獲得了類(lèi)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。①誘導(dǎo)過(guò)程無(wú)須破壞胚胎；②iPS細(xì)胞可以來(lái)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)。三、干細(xì)胞的培養(yǎng)及其應(yīng)用3.干細(xì)胞的應(yīng)用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)。類(lèi)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）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，在治療阿爾茨海默病、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(wèn)題:存在著導(dǎo)致腫瘤發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。一、概念檢測(cè)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(guò)脫分化形成愈傷組織。()(3)培養(yǎng)液中通常含有糖類(lèi)、氨基酸、無(wú)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。

()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

(

)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(lèi)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(cè)試中發(fā)揮重要作用×××√A課本P47二、拓展應(yīng)用現(xiàn)在關(guān)于iPS細(xì)胞的研究正在不斷深入。請(qǐng)你從以下兩個(gè)方面來(lái)查閱資料進(jìn)行思考。(1)由于誘導(dǎo)iPS細(xì)胞、促使其分化都需要時(shí)間，因此用某人特異的iPS細(xì)胞進(jìn)行醫(yī)療只限于時(shí)間比較充裕的情形。從實(shí)際事故、疾病發(fā)生的不可預(yù)測(cè)性方面考慮，如果要將這些細(xì)胞用于緊急情況，應(yīng)該提前采取什么措施？答案：像建立骨髓庫(kù)一樣，有研究團(tuán)隊(duì)正在嘗試建立HA(HumanLeukocyteAntigen，人類(lèi)白細(xì)胞抗原)多態(tài)性豐富的iPS細(xì)胞庫(kù)，可以為需要的人找到HLA匹配度較高的iPS細(xì)胞，這樣不僅可以節(jié)省時(shí)間、成本，還能減輕異體干細(xì)胞移植后發(fā)生的免疫排斥反應(yīng)。(2)如果誘導(dǎo)iPS細(xì)胞定向分化為生