新版高中生物第2節(jié) 一 動物細(xì)胞培養(yǎng)

第2節(jié)動物細(xì)胞工程一動物細(xì)胞培養(yǎng)人教版高中生物學(xué)習(xí)目標(biāo)闡明動物細(xì)胞培養(yǎng)的條件和過程。1.文化基礎(chǔ)：動物細(xì)胞工程在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用。2.自主發(fā)展：動物細(xì)胞培養(yǎng)的條件和過程。3.社會參與：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，增強(qiáng)社會責(zé)任感。從社會中來第一塊人工合成皮膚是由白克和亞諾斯發(fā)明的，這兩位科學(xué)家利用鯊魚軟骨和來自牛皮中的膠原蛋白為原料發(fā)明了一種人造皮膚。在1981年，白克和亞諾斯第一次將其發(fā)明的人造皮膚用于臨床，患者是一位身體一半面積被燒傷的女士。剝離掉燒傷的皮膚之后，白克應(yīng)用了一層人造皮膚，并且，在條件允許的情況下，將患者的未燒傷皮膚移植到燒傷部位。三星期過后，這位女性患者新生皮膚的生長速度驚人，并且顏色與未燒傷皮膚一樣。在此基礎(chǔ)上的改進(jìn)產(chǎn)品稱為integra人造皮膚，它不僅起著臨時性替代功能，并且可以刺激毛細(xì)血管、成纖維細(xì)胞和巨噬細(xì)胞等逐漸從傷口向人造皮膚內(nèi)生長。提出問題自體健康皮膚有限，使用他人皮膚來源不足，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皮膚的單個細(xì)胞培養(yǎng)出可供移植的皮膚？缺點動物細(xì)胞工程動物細(xì)胞工程常用的技術(shù)包括_____________________、動物細(xì)胞融合、____________________等，其中________________是動物細(xì)胞工程的基礎(chǔ)。動物細(xì)胞培養(yǎng)動物細(xì)胞核移植動物細(xì)胞培養(yǎng)提出問題：動物細(xì)胞培需要哪些條件？動物細(xì)胞培養(yǎng)的基本操作過程是什么？一、動物細(xì)胞培養(yǎng)概念

動物細(xì)胞培養(yǎng)是指從動物體中取出相關(guān)的組織，將它分散成______________________，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)。單個細(xì)胞增殖二、動物細(xì)胞培養(yǎng)的條件1．營養(yǎng)（1）糖類、______________________、無機(jī)鹽、維生素等（2）___________________：補(bǔ)充培養(yǎng)液中尚未研究清楚的成分氨基酸血清、血漿2.無菌、無毒的環(huán)境（3）更換__________________，清除代謝物(1)培養(yǎng)液和_______________________都滅菌處理(2)________________環(huán)境下進(jìn)行操作培養(yǎng)工具無菌培養(yǎng)液3.溫度、PH和滲透壓(2)pH：多數(shù)動物細(xì)胞生存的適宜PH為_______________________（1）溫度：哺乳動物多以____________________℃為宜36.5±0.57.2～7.44.氣體環(huán)境（1）__________：維持培養(yǎng)液的PH（2）__________：細(xì)胞代謝所必需的,細(xì)胞進(jìn)行有氧呼吸。CO2O25.小結(jié)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(jī)鹽、維生素……營養(yǎng)條件其他條件動物細(xì)胞培養(yǎng)所需的基本條件三、動物細(xì)胞培養(yǎng)的過程取動物組織因成塊組織，細(xì)胞與細(xì)胞靠一起，限制生長和繁殖。用機(jī)械方法，或用胰蛋白酶、膠原蛋白酶等處理的方法，將組織分散成單個細(xì)胞制成細(xì)胞懸液轉(zhuǎn)入培養(yǎng)液中進(jìn)行原代培養(yǎng)原代培養(yǎng)：指動物組織經(jīng)處理后的初次培養(yǎng)。一般取自幼齡動物的器官或組織，因為這些組織或器官的生命力旺盛，分裂能力強(qiáng)。放入CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)（適宜環(huán)境）傳代培養(yǎng)：分瓶后的細(xì)胞培養(yǎng)。傳代培養(yǎng)時，懸浮生長的細(xì)胞直接用_______________法收集；貼壁生長的細(xì)胞要先用__________________等處理，再用________________法收集。離心胰蛋白酶離心傳代培養(yǎng)分瓶培養(yǎng)1.體外培養(yǎng)的動物細(xì)胞類型：（1）懸浮生長：懸浮在_____________________中生長繁殖。密度過大時，由于______________________積累和培養(yǎng)液中____________________，細(xì)胞分裂受阻。（2）細(xì)胞貼壁：多數(shù)細(xì)胞貼附在___________________上生長。瓶壁培養(yǎng)液有害代謝物營養(yǎng)物質(zhì)缺乏2.接觸抑制：當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長到表面_____________________時，細(xì)胞________________________的現(xiàn)象稱為細(xì)胞的接觸抑制。相互接觸停止分裂生長區(qū)分兩種“培養(yǎng)”的關(guān)鍵是看用_______________________處理的對象。3.原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)區(qū)分胰蛋白酶①第一次：用胰蛋白酶對剪碎的_______________________進(jìn)行處理，使其分散成_______________________后進(jìn)行培養(yǎng)，為原代培養(yǎng)。②第二次：細(xì)胞培養(yǎng)過程中出現(xiàn)__________________，用胰蛋白酶使其從瓶壁上脫離下來，然后，將其分散到多個培養(yǎng)瓶中繼續(xù)培養(yǎng)，為傳代培養(yǎng)。動物組織單個細(xì)胞接觸抑制思考與討論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？提示：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。所以，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)。2.動物細(xì)胞培養(yǎng)與植物組織培養(yǎng)有什么相同和不同？提示：可以從培養(yǎng)的原理，所需的營養(yǎng)條件、環(huán)境條件以及培養(yǎng)的過程等方面進(jìn)行分析比較。3.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？用胃蛋白酶行嗎？提示：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，所以用胃蛋白酶不行。提示：癌細(xì)胞細(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)的癌細(xì)胞無接觸抑制現(xiàn)象，在培養(yǎng)瓶中能夠生長成多層。5.根據(jù)癌細(xì)胞的特點，思考一下培養(yǎng)的癌細(xì)胞有沒有接觸抑制現(xiàn)象。4.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？提示：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

。四、干細(xì)胞的培養(yǎng)及其應(yīng)用

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)（閱讀P46—47，完成表格）早期胚胎能夠分化成為動物體內(nèi)的任何細(xì)胞，并進(jìn)一步形成組織、器官甚至生物個體成體組織或器官，包括骨髓中的造血干細(xì)胞、神經(jīng)系統(tǒng)中的神經(jīng)干細(xì)胞和睪丸中的造血干細(xì)胞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)。五、總結(jié)與練習(xí)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”形增長提示：iPS細(xì)胞是經(jīng)人工誘導(dǎo)產(chǎn)生的，臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞不是誘導(dǎo)多能干細(xì)胞。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)胞的全能性提示：動物細(xì)胞培養(yǎng)所用的