動物細(xì)胞培養(yǎng)高二下學(xué)期生物人教版選擇性必修3

第二節(jié)動物細(xì)胞培養(yǎng)第一課時01.核心素養(yǎng)社會責(zé)任：探究干細(xì)胞在臨床上的應(yīng)用所產(chǎn)生的效益和風(fēng)險，理性看待生物技術(shù)的應(yīng)用?？茖W(xué)探究：了解動物細(xì)胞培養(yǎng)的條件和過程。生命觀念：認(rèn)識動物細(xì)胞工程在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用。02.課標(biāo)要求1.簡述動物細(xì)胞培養(yǎng)的過程、條件及應(yīng)用。2.掌握干細(xì)胞培養(yǎng)及其應(yīng)用。動物細(xì)胞工程ANIMALCELLENGINEERING動物細(xì)胞工程常用的技術(shù)，如下所示：動物細(xì)胞培養(yǎng)動物細(xì)胞融合動物細(xì)胞核移植基礎(chǔ)什么是動物細(xì)胞培養(yǎng)？人造皮膚的構(gòu)建、動物分泌蛋白的規(guī)?；a(chǎn)等，都離不開動物細(xì)胞培養(yǎng)。動物細(xì)胞培養(yǎng)是指從動物體中取出相關(guān)的

，將它分散成

細(xì)胞，然后在適宜的培養(yǎng)條件下，讓這些細(xì)胞生長和

的技術(shù)。動物細(xì)胞培養(yǎng)需要哪些必要的條件？過程又怎樣呢？組織單個增殖那么，在體外培養(yǎng)動物細(xì)胞呢？從我們自身的角度出發(fā)，請思考：我們要想維持生命活動的正常進(jìn)行，需要滿足哪些條件？充足的營養(yǎng)穩(wěn)定的內(nèi)環(huán)境我想，也需要滿足類似的條件！動物細(xì)胞培養(yǎng)所需的基本條件ANIMALCELLCULTURETHEBASICSREQUIRED營養(yǎng)條件糖類、氨基酸、無機(jī)鹽、維生素…01.其他條件無菌、無毒環(huán)境適宜的溫度、pH、滲透壓適宜的氣體環(huán)境02.營養(yǎng)細(xì)胞在體外培養(yǎng)時，培養(yǎng)基中應(yīng)含有細(xì)胞所需要的各種營養(yǎng)物質(zhì)。合成培養(yǎng)基將細(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，稱為合成培養(yǎng)基。在使用合成培養(yǎng)基時，通常需要加入

等一些天然成分。血清培養(yǎng)動物細(xì)胞一般使用液體培養(yǎng)基，也稱為培養(yǎng)液。補(bǔ)充細(xì)胞所需營養(yǎng)中尚未研究清楚的成分無菌、無毒的環(huán)境在體外培養(yǎng)細(xì)胞時，必須保證環(huán)境是

、

的。需要對培養(yǎng)液和所有培養(yǎng)用具進(jìn)行

處理以及在無菌環(huán)境下進(jìn)行操作。2.培養(yǎng)液還需要定期更換，以便清除

，防止細(xì)胞代謝物積累對細(xì)胞自身造成危害。無菌無毒滅菌代謝物溫度、pH和滲透壓維持細(xì)胞生存必須有適宜的溫度。哺乳動物細(xì)胞培養(yǎng)的溫度多以36.5±0.5℃為宜。溫度pH滲透壓多數(shù)動物細(xì)胞生存的適宜pH為7.2～7.4。滲透壓也是動物細(xì)胞培養(yǎng)過程中需要考慮的一個重要環(huán)境參數(shù)。氣體環(huán)境動物細(xì)胞培養(yǎng)所需氣體主要有O2

和CO2

。在進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)時，通常采用培養(yǎng)皿或松蓋培養(yǎng)瓶并置于含有95%空氣和5%CO2的混合氣體的CO2培養(yǎng)箱中進(jìn)行培養(yǎng)。CO2的作用是維持培養(yǎng)液的pHO2的作用細(xì)胞代謝所必需的動物細(xì)胞培養(yǎng)過程ANIMALCELLCULTUREPROCESS現(xiàn)在，我們已經(jīng)準(zhǔn)備好了動物細(xì)胞的體外培養(yǎng)條件接下來，我們便可以按操作來完成培養(yǎng)了。培養(yǎng)過程動物胚胎或幼齡動物組織單個細(xì)胞機(jī)械方法胰蛋白酶、膠原蛋白酶等加培養(yǎng)液細(xì)胞懸液懸液生長貼壁生長分裂受阻接觸抑制分培養(yǎng)瓶大多數(shù)細(xì)胞采用“貼壁生長”。這兩種方式有何區(qū)別呢？培養(yǎng)過程懸液中分散的細(xì)胞往往貼附在培養(yǎng)瓶的瓶壁上。細(xì)胞貼壁懸浮生長懸浮在培養(yǎng)液中生長繁殖。密度過大時，由于有害代謝物積累和培養(yǎng)液中營養(yǎng)物質(zhì)缺乏，細(xì)胞分裂受阻。單層貼壁的豬輸卵管上皮細(xì)胞動物細(xì)胞懸液培養(yǎng)過程接觸抑制當(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。正常細(xì)胞腫瘤細(xì)胞平面觀失去接觸抑制腫瘤細(xì)胞的細(xì)胞膜上糖蛋白減少，細(xì)胞的黏著性降低，在適宜的條件下可以無限增殖。因此培養(yǎng)的腫瘤細(xì)胞無接觸抑制現(xiàn)象，在培養(yǎng)瓶中能夠生成多層。培養(yǎng)過程分瓶之前的細(xì)胞培養(yǎng)，即動物組織經(jīng)處理后的初次培養(yǎng)。原代培養(yǎng)傳代培養(yǎng)分瓶后的細(xì)胞培養(yǎng)培養(yǎng)過程①懸浮培養(yǎng)的細(xì)胞直接用

法收集。②貼壁細(xì)胞需要重新用

酶等處理，使之分散成單個細(xì)胞，然后再用

法收集。之后，將收集的細(xì)胞制成細(xì)胞懸液，分瓶培養(yǎng)。原代培養(yǎng)傳代培養(yǎng)原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)在處理方式上有何不同？用

酶對剪碎的動物組織進(jìn)行處理，使其分散成單個細(xì)胞后進(jìn)行培養(yǎng)，為原代培養(yǎng)。胰蛋白胰蛋白離心離心思考討論1.幼齡動物的細(xì)胞和老齡動物的細(xì)胞比較，分化程度低的細(xì)胞與分化程度高的細(xì)胞比較，哪些細(xì)胞更易于培養(yǎng)？為什么？細(xì)胞的增殖能力與供體的年齡有關(guān)。幼齡動物的細(xì)胞增殖能力強(qiáng)，有絲分裂旺盛，老齡動物的細(xì)胞則相反。一般來說，幼齡動物的細(xì)胞比老齡動物的細(xì)胞易于培養(yǎng)。同樣，分化程度越低的細(xì)胞，增殖能力越強(qiáng)，所以更容易培養(yǎng)。思考討論2.進(jìn)行動物細(xì)胞培養(yǎng)時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？用胃蛋白酶可不可以？用胰蛋白酶分解細(xì)胞，說明細(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，胃蛋白酶就會失去活性。多數(shù)動物細(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，所以不能用胃蛋白酶。思考討論3.動物細(xì)胞培養(yǎng)過程中有接觸抑制現(xiàn)象，這一現(xiàn)象說明了細(xì)胞膜具有什么功能？細(xì)胞膜接受信息后，細(xì)胞停止分裂又說明了什么？細(xì)胞培養(yǎng)過程中的接觸抑制說明了細(xì)胞膜能進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流。細(xì)胞膜接受信息后，細(xì)胞停止分裂，說明了細(xì)胞膜接受的信息能夠傳遞到細(xì)胞核。干細(xì)胞培養(yǎng)及其應(yīng)用STEMCELLCULTUREANDITSAPPLICATIONS干細(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。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。早期胚胎骨髓臍帶血干細(xì)胞的種類

來源或存在功能及應(yīng)用胚胎干細(xì)胞(ES細(xì)胞)成體干細(xì)胞誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(iPS細(xì)胞)早期胚胎分化成動物體內(nèi)的任何一種類型的細(xì)胞，并進(jìn)一步形成組織、器官甚至個體成體組織或器官內(nèi)的干細(xì)胞（骨髓中的造血干細(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）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)育成完整個體的潛能體外誘導(dǎo)體細(xì)胞產(chǎn)生能分化成為具有特定功能的細(xì)胞，用于治療疾病。避免免疫排斥反應(yīng)。造血干細(xì)胞造血干細(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。將正常的造血干細(xì)胞移植到病人體內(nèi)，恢復(fù)病人的造血和免疫功能。已成為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)功能障礙等疾病的一種重要手段。外周血：除骨髓以外的血液，是已經(jīng)被造血器官釋放入循環(huán)系統(tǒng)參與循環(huán)的血。神經(jīng)干細(xì)胞神經(jīng)干細(xì)胞在治療神經(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）方面有重要的應(yīng)用價值。帕金森病阿爾茨海默病iPS細(xì)胞采用多種方法制備iPS細(xì)胞：借助載體將特定基因?qū)爰?xì)胞中，直接將特定蛋白導(dǎo)入細(xì)胞中或者用小分子化合物等來誘導(dǎo)形成iPS細(xì)胞。iPS細(xì)胞最初由成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)化而來。后來發(fā)現(xiàn)已分化的T細(xì)胞、B細(xì)胞等也能被誘導(dǎo)為iPS細(xì)胞。知識小結(jié)1．人臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞在特定誘導(dǎo)條件下，可分化為脂肪、肝、神經(jīng)等多種組織細(xì)胞。下圖表示培養(yǎng)人臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞的大致過程。下列有關(guān)敘述錯誤的是(

)A．人臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞屬于一種iPS細(xì)胞B．通過離心除去上清液可以除去胰蛋白酶C．過程①通常用胰蛋白酶處理D．出現(xiàn)接觸抑制前，培養(yǎng)瓶中的細(xì)胞數(shù)量有可能呈“J”形增長A當(dāng)堂檢測A2.下列屬于動物細(xì)胞培養(yǎng)與植物組織培養(yǎng)區(qū)別的是(

)A．動物細(xì)胞培養(yǎng)基與植物細(xì)胞培養(yǎng)基的成分有所不同B．動物細(xì)胞培養(yǎng)不需要在無菌條件下進(jìn)行C．動物細(xì)胞培養(yǎng)可發(fā)生遺傳物質(zhì)改變，而植物組織培養(yǎng)不能D．植物組織培養(yǎng)和動物細(xì)胞培養(yǎng)都體現(xiàn)了細(xì)胞的全能性當(dāng)堂檢測3．在動物細(xì)胞培養(yǎng)過程中，下列處理中不恰當(dāng)?shù)氖?

)A．培養(yǎng)液和培養(yǎng)用具要進(jìn)行無菌處理B．提供種類齊全的營養(yǎng)物質(zhì)C．提供純氧以保證細(xì)胞的呼吸作用D．保證提供適宜的溫度和pHC當(dāng)堂檢測D4．一般來說，動物細(xì)胞體外培養(yǎng)需要滿足以下條件(

)①無毒的環(huán)境

②無菌的環(huán)境

③使用合成培養(yǎng)基，但通常需加血漿、血清等天然成分

④溫度與動物的體溫相近

⑤因在二氧化碳培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，故不需要