【生物】動物細(xì)胞培養(yǎng)課件-2023-2024學(xué)年高二下學(xué)期生物人教版選擇性必修3

2.2動物細(xì)胞工程

動物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)動物細(xì)胞融合技術(shù)動物細(xì)胞核移植技術(shù)第1課時動物細(xì)胞培養(yǎng)基礎(chǔ)首例胚胎移植成功首創(chuàng)動物組織體外培養(yǎng)法發(fā)現(xiàn)哺乳動物精子獲能現(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年動物細(xì)胞工程的發(fā)展歷程科技探索之路在治療大面積燒傷時，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。從社會中來克隆皮膚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？科學(xué)家通過動物細(xì)胞培養(yǎng)構(gòu)建了人造皮膚人造皮膚：人體再生術(shù)的秘密組織分散單個細(xì)胞細(xì)胞群培養(yǎng)人造皮膚是如何生產(chǎn)出來的嗎？操作原因：②原理：①對象：動物細(xì)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(xì)胞，然后在適當(dāng)?shù)呐囵B(yǎng)條件下，讓這些細(xì)胞生長和增殖的技術(shù)。細(xì)胞增殖（有絲分裂）

一般是指動物胚胎或幼齡動物組織，因?yàn)檫@些組織細(xì)胞分化程度低，增殖能力強(qiáng)，容易培養(yǎng)。

將組織塊分散成單個細(xì)胞后，細(xì)胞所需的營養(yǎng)容易供應(yīng)，其代謝廢物容易排出。③目的：獲得細(xì)胞或細(xì)胞產(chǎn)物；不能獲得完整動物個體。④地位：動物細(xì)胞培養(yǎng)需要哪些必要的條件？具體過程又是怎樣的？動物細(xì)胞工程的基礎(chǔ)克隆皮膚皮膚燒傷⑤實(shí)例：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。動物細(xì)胞培養(yǎng)2.培養(yǎng)條件培養(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)液維持培養(yǎng)液的pH值動物細(xì)胞培養(yǎng)2.培養(yǎng)條件95%空氣

+5%CO2的CO2培養(yǎng)箱①滅菌處理；②無菌操作；③適量添加抗生素定期更換培養(yǎng)液CO2培養(yǎng)箱松蓋培養(yǎng)瓶防止培養(yǎng)過程中的微生物污染以便清除代謝物，防止細(xì)胞代謝物積累對細(xì)胞自身造成危害維持細(xì)胞正常的形態(tài)和功能

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（

）一.概念檢測√××練習(xí)與應(yīng)用（P47）動物細(xì)胞培養(yǎng)3.培養(yǎng)過程可以用胃蛋白酶處理嗎？不可以，pH不適宜。用胰蛋白酶、膠原蛋白酶等處理，去掉組織間蛋白，將組織分散成單個細(xì)胞動物組織處理后的初次培養(yǎng)當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長到表面相互接觸時，細(xì)胞通常會停止分裂增殖。取動物組織制成細(xì)胞懸液動物細(xì)胞培養(yǎng)3.培養(yǎng)過程放入CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)轉(zhuǎn)入培養(yǎng)液進(jìn)行原代培養(yǎng)體外培養(yǎng)的動物細(xì)胞懸浮生長類：會因細(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。貼壁生長類：（大多數(shù)）除受以上因素影響外，還會發(fā)生接觸抑制現(xiàn)象。分瓶后的細(xì)胞培養(yǎng)取動物組織制成細(xì)胞懸液動物細(xì)胞培養(yǎng)3.培養(yǎng)過程放入CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)轉(zhuǎn)入培養(yǎng)液進(jìn)行原代培養(yǎng)放入CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)傳代培養(yǎng)用胰蛋白酶等處理，分散成單個細(xì)胞，離心法收集后，將收集的細(xì)胞加入培養(yǎng)液①收集細(xì)胞懸浮生長類：直接用離心法收集貼壁生長類：

重新用胰蛋白酶等處理，使之分散成單個細(xì)胞，然后再用離心法收集②制成細(xì)胞懸液，分瓶培養(yǎng)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)瓶內(nèi)懸浮培養(yǎng)的細(xì)胞:直接用離心法收集貼壁細(xì)胞:先胰蛋白酶等處理分散，后離心法收集細(xì)胞分裂受阻①收集細(xì)胞總結(jié):動物細(xì)胞培養(yǎng)過程②制成細(xì)胞懸液，分瓶培養(yǎng)思考-討論:（1）培養(yǎng)前為什么分散成單個細(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)和代謝物及時排出。（2）將組織分散成單個細(xì)胞時為什么要用胰蛋白酶（或膠原蛋白酶）

處理？胃蛋白酶可以嗎？胰蛋白酶可以將動物組織細(xì)胞間的蛋白質(zhì)成分酶解，使細(xì)胞分散開，獲得單個細(xì)胞。纖維蛋白、膠原蛋白等胃蛋白酶不可以，pH不適宜。（3）在用胰蛋白酶處理組織時應(yīng)注意什么？細(xì)胞膜含有蛋白質(zhì)，長時間處理會損傷細(xì)胞要控制好時間動物細(xì)胞培養(yǎng)資料：動物細(xì)胞生長特性細(xì)胞貼壁培養(yǎng)過程中出現(xiàn)了幾個特點(diǎn)：要求：（培養(yǎng)瓶（皿）內(nèi)表面光滑、無毒、易于貼附）細(xì)胞的接觸抑制（1）細(xì)胞貼壁—懸液中分散的細(xì)胞貼附在瓶壁生長的現(xiàn)象；（2）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)胞就會停止分裂增殖的現(xiàn)象傳代培養(yǎng)一般培養(yǎng)有限代次后，細(xì)胞就會死亡，如果細(xì)胞不死，就意味著細(xì)胞的遺傳物質(zhì)發(fā)生了改變，即具有異倍體核型。目前用于冷凍保存的正常細(xì)胞通常為10代以內(nèi)的細(xì)胞，以保持細(xì)胞正常的二倍體核型。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。5.

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)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)胞增殖需離體用機(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、器官固體培養(yǎng)基液體培養(yǎng)基(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)植物組織培養(yǎng)動物細(xì)胞培養(yǎng)特殊環(huán)境條件結(jié)果過程相同點(diǎn)再分化需光氣體環(huán)境一般獲得新的植株（體現(xiàn)細(xì)胞的全能性）獲得大量細(xì)胞（不體現(xiàn)細(xì)胞的全能性）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。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)5.動物細(xì)胞培養(yǎng)和植物組織培養(yǎng)的比較動物細(xì)胞培養(yǎng)動物細(xì)胞培養(yǎng)6.干細(xì)胞培養(yǎng)及其應(yīng)用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ES細(xì)胞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。動物細(xì)胞培養(yǎng)6.干細(xì)胞培養(yǎng)及其應(yīng)用成體組織或器官內(nèi)造血干細(xì)胞（骨髓、外周血和臍帶血中,發(fā)現(xiàn)最早、研究最多的、應(yīng)

用最成熟）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)胞損傷造成的疾病動物細(xì)胞培養(yǎng)6.干細(xì)胞培養(yǎng)及其應(yīng)用通過體外誘導(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)iPS細(xì)胞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)?？芍委熺牋罴?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*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動物細(xì)胞培養(yǎng)6.干細(xì)胞培養(yǎng)及其應(yīng)用優(yōu)勢：不涉及倫理問題、無免疫排斥等面臨的問題:存在著導(dǎo)致腫瘤發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。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)胞總結(jié)：iPS細(xì)胞應(yīng)用的流程無菌、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)動物細(xì)胞培養(yǎng)1.判斷下列有關(guān)動物細(xì)胞培養(yǎng)的表述是否正確。（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

現(xiàn)在關(guān)于iPS細(xì)胞的研究正在不斷深入。請你從以下兩個方面來查閱資料進(jìn)行思考。（1）由于誘導(dǎo)iPS細(xì)胞、促使其分化都需要時間，因此用某人特異的iPS細(xì)胞進(jìn)行醫(yī)療只限于時間比較充裕的情形。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?

像建立骨髓庫一樣，有研究團(tuán)隊(duì)正在嘗試建立HLA(HumanLeukocyteAntigen,人類白細(xì)胞抗原)多態(tài)性豐富的iPS