【课件】动物细胞培养课件-2022-2023学年高二下学期生物人教版（2019）选择性必修3

首例胚胎移植成功首创动物组织体外培养法发现哺乳动物精子获能现象体细胞核移植成功试管家兔诞生创立单克隆抗体技术胚胎分割移植成功分离和培养小鼠胚胎干细胞克隆羊多莉诞生获得诱导多能干细胞单细胞基因组测序进行遗传病筛查的试管婴儿诞生我国科学家首次培育了体细胞克隆猴。1890年1907年1951年1958年1959年1975年1978年1981年1996年2006年2014年2017年动物细胞工程的发展历程动物细胞工程动物细胞培养动物细胞核移植动物细胞融合生产单克隆抗体其中动物细胞培养是最基础的技术。动物细胞工程技术包括：选择性必修3第2章细胞工程本节聚焦:动物细胞培养需要哪些基本条件？动物细胞培养的基本操作过程是什么？怎样客观分析干细胞在临床上的应用所产生的效益与风险？第2节动物细胞工程（一）动物细胞培养从社会中来小面积烧伤：植皮(自身)后恢复选择1：使用他人皮肤？患者自身的皮肤不够用，如何解决？大面积烧伤？选择2：培养自身细胞？从社会中来人造皮肤：人体再生术的秘密动物细胞培养4.培养对象：胚胎或幼龄动物的细胞幼龄个体的细胞分化程度低、分裂能力强，易培养。1.概念：2.原理：3.地位：动物细胞工程的基础从动物体中取出

，将它分散成

，然后在适宜的培养条件下，让这些细胞

的技术。细胞分裂（增殖）5.目的：获得细胞或细胞产物；不能获得完整动物个体动物体组织单个细胞细胞生长和增殖取出分散适宜条件相关的组织单个细胞生长和增殖动物细胞培养的条件机体给体内的细胞提供了哪些适宜的条件使其能够维持正常的生命活动?动物细胞培养实际上是在体外模拟体内的生理条件进行的培养，你认为体外培养动物细胞需要满足哪些条件?提供了两个方面的条件:营养条件：如糖类、氨基酸、无机盐等;环境条件：如温度、pH、渗透压等。动物细胞培养的条件糖类氨基酸无机盐维生素无菌、无毒环境适宜的温度、PH、渗透压适宜的气体环境营养条件其他条件动物细胞培养的条件糖类、氨基酸、无机盐、维生素…无菌、无毒的环境适宜的温度、pH和渗透压适宜的气体环境充足的营养、稳定的内环境将细胞所需的营养物质按种类和所需量严格配制而成的培养基含人类未知、细胞生长增殖所必需的物质，满足细胞对未知营养成分的需求。培养基的构成：合成培养基+血清等天然成分一般用液体培养基，也称为培养液动物细胞培养的条件糖类、氨基酸、无机盐、维生素…无菌、无毒的环境适宜的温度、pH和渗透压适宜的气体环境①培养液、培养用具：灭菌处理；②无菌操作；③适量添加抗生素定期更换培养液，以便清除代谢物。①适宜的温度：哺乳动物细胞培养的温度多以___________为宜；②适宜的pH：多数动物细胞生存的适宜pH为________；③适宜的渗透压：维持细胞正常的形态和功能。36.5±0.5℃7.2-7.4动物细胞培养的条件糖类、氨基酸、无机盐、维生素…无菌、无毒的环境适宜的温度、pH和渗透压适宜的气体环境维持培养液的pH95%空气

+5%CO2的CO2培养箱O2：细胞代谢所必需CO2培养箱松盖培养瓶培养皿培养仪器分瓶取动物组织用机械的方法，或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理分散成单个细胞加培养液制成细胞悬液原代培养在培养皿或培养瓶中传代培养细胞分裂受阻悬浮生长贴壁生长密度过大、有害代谢物积累和营养物质缺乏等原因接触抑制原因解决办法取动物组织制成细胞悬液转入培养液进行原代培养放入CO2培养箱中培养传代培养放入CO2培养箱中培养动物细胞培养的过程(1)取材:一般取材于动物胚胎或幼龄动物的组织、器官。(2)取材原因:1.取动物组织其细胞生命力旺盛，分化程度低，分裂能力强。分瓶取动物组织用机械的方法，或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理分散成单个细胞加培养液制成细胞悬液原代培养在培养皿或培养瓶中传代培养细胞分裂受阻悬浮生长贴壁生长密度过大、有害代谢物积累和营养物质缺乏等原因接触抑制原因解决办法(2)培养前分散成单个细胞原因(1)方法:2.分散成单个细胞机械法、胰蛋白酶（或胶原蛋白酶）等处理分散成单个细胞便于从培养液中获得营养，排出代谢废物，利于继续培养。分瓶取动物组织用机械的方法，或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理分散成单个细胞加培养液制成细胞悬液原代培养在培养皿或培养瓶中传代培养细胞分裂受阻悬浮生长贴壁生长密度过大、有害代谢物积累和营养物质缺乏等原因接触抑制原因解决办法将动物组织细胞间的蛋白质成分酶解，使细胞分散开，获得单个细胞胃蛋白酶不可以，pH不适宜细胞膜含有蛋白质，长时间处理会损伤细胞，要控制好时间。2.分散成单个细胞(3)胰蛋白酶的作用：(4)胃蛋白酶可以吗？理由：(5)用胰蛋白酶处理组织时应注意什么？分瓶取动物组织用机械的方法，或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理分散成单个细胞加培养液制成细胞悬液原代培养在培养皿或培养瓶中传代培养细胞分裂受阻悬浮生长贴壁生长密度过大、有害代谢物积累和营养物质缺乏等原因接触抑制原因解决办法将细胞悬液放入培养皿或培养瓶内，置于适宜环境中培养。①悬浮生长类：能够悬浮在培养液中生长增殖。需要贴附于某些基质表面才能生长增殖（细胞贴壁），大多数细胞属于此类。②贴壁生长类：(1)操作方法：(2)体外培养的动物细胞类型3.制成细胞悬液并培养分瓶取动物组织用机械的方法，或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理分散成单个细胞加培养液制成细胞悬液原代培养在培养皿或培养瓶中传代培养细胞分裂受阻悬浮生长贴壁生长密度过大、有害代谢物积累和营养物质缺乏等原因接触抑制原因解决办法细胞贴壁过程贴壁生长与接触抑制要求：培养瓶或培养皿的内表面光滑、无毒、易于贴附(1)细胞贴壁:悬液中分散的细胞贴附在瓶壁生长的现象；(2)接触抑制:贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时,细胞停止分裂增殖的现象细胞贴壁与接触抑制形成一层细胞可形成多层细胞肿瘤细胞失去接触抑制，条件适宜在培养液可以无限增殖下去。细胞悬液细胞贴壁、接触抑制癌细胞；癌细胞的细胞膜上糖蛋白等物质减少细胞贴壁与接触抑制判断依据：是否分瓶！4.原代培养和传代培养(1)原代培养：(2)传代培养：指动物组织经处理后的初次培养。分瓶后的细胞培养。(3)分瓶传代培养的原因：悬浮培养的细胞会因细胞密度过大、有害代谢物积累和培养液中营养物质等因素而分裂受阻，贴壁细胞在生长增殖时，除受上述因素影响外，还会发生接触抑制现象分瓶取动物组织用机械的方法，或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理分散成单个细胞加培养液制成细胞悬液原代培养在培养皿或培养瓶中传代培养细胞分裂受阻悬浮生长贴壁生长密度过大、有害代谢物积累和营养物质缺乏等原因接触抑制原因解决办法用胰蛋白酶处理分散成单个细胞，再用离心法收集制成细胞悬液分瓶培养收集细胞加培养液4.原代培养和传代培养①悬浮培养的细胞:②贴壁细胞:直接用离心法收集(3)传代培养操作流程分瓶取动物组织用机械的方法，或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理分散成单个细胞加培养液制成细胞悬液原代培养在培养皿或培养瓶中传代培养细胞分裂受阻悬浮生长贴壁生长密度过大、有害代谢物积累和营养物质缺乏等原因接触抑制原因解决办法比较项目植物组织培养动物细胞培养原理培养基培养基特有成分过程结果相同点固体培养基葡萄糖、动物血清液体培养基细胞增殖植物细胞的全能性许多细胞蔗糖、植物激素①都进行有丝分裂，不涉及减数分裂；②均需无菌操作，需要适宜的温度、pH等条件新的植株外植体↓脱分化愈伤组织

↓再分化芽、根或胚状体↓生长发育植物体动物的组织

↓机械法或胰蛋白酶、

↓胶原蛋白酶处理细胞悬液↓原代培养↓细胞悬液↓传代培养植物组织培养和动物细胞培养的比较干细胞培养及其应用(3)分布：(4)分类：存在于早期胚胎、骨髓和脐带血等多种组织和器官中。包括胚胎干细胞和成体干细胞等。动物和人体内仍保留的少数具有分裂和分化能力的细胞。在一定条件下，干细胞可以分化成其他类型的细胞。(2)特点：体积较小，细胞核大，核仁明显。(1)概念：受精卵原始胚胎干细胞囊胚胎儿成人胚胎干细胞成体干细胞早期胚胎中具有分化为成年动物体内的任何一种类型的细胞，并进一步形成机体的所有组织和器官甚至个体的潜能。胚胎干细胞分布特点应用实例

在体外分化成心肌细胞、神经元细胞和造血干细胞等局限性必须从胚胎中获取，涉及伦理问题；因而限制了在医学上的应用。ES细胞干细胞培养及其应用成体组织或器官内造血干细胞（骨髓、外周血和脐带血中）神经干细胞（神经系统中）精原干细胞（睾丸中）具有组织特异性，只能分化成特定的细胞或组织，不具有发育成完整个体的能力成体干细胞分布举例特点应用实例治疗神经组织损伤和神经系统退行性疾病（如帕金森病、阿尔茨海默病等）治疗白血病及一些恶性肿瘤放疗或化疗后引起的造血系统、免疫系统功能障碍等疾病造血干细胞→神经干细胞→治疗细胞损伤造成的疾病干细胞培养及其应用通过体外诱导小鼠成纤维细胞得到的类似胚胎干细胞的一种细胞①将特定基因或特定蛋白导入细胞

（成纤维细胞、已分化的T细胞、B细胞）诱导多能干细胞概念制备方法应用优点②用小分子化合物诱导形成。①诱导过程无须破坏胚胎；②iPS细胞可以来源于病人自身的体细胞，将它移植回病人体内后，理论上可以避免免疫排斥反应。可治疗镰状细胞贫血症；在治疗阿尔兹海默病、心血管疾病等领域的研究也取得了新进展iPS细胞干细胞培养及其应用移植取成纤维细胞等iPS细胞转入相关因子细胞发生转化分化胰岛细胞神经元血细胞肠上皮细胞心肌细胞肝细胞病人iPS细胞用于治疗人类疾病示意图诱导多能干细胞（iPS细胞）多种体细胞定向诱导分化体外诱导小鼠成纤维细胞iPS细胞的应用前景：临床治疗人类疾病如：白血病、帕金森病、阿而茨海默病等干细胞培养及其应用1.判断下列有关动物细胞培养的表述是否正确。(1)培养环境中需要O₂，不需要CO₂。()(2)细胞要经过脱分化形成愈伤组织。()(3)培养液中通常含有糖类、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清。()(4)培养瓶中的细胞需定期用胰蛋白酶处理，分瓶后才能继续增殖。()×

√×

×

教材课后习题·概念检测2.干细胞有着广泛的应用前景。下列相关叙述错误的是()A.干细胞是从胚胎中分离提取的细胞B、造血干细胞可以分化为各种血细胞C.不同类型的干细胞，它们的分化潜能是有差别的D.由iPS细胞产生的特定细胞，可以在新药的测试中发挥重要作用A教材课后习题·概念检测现在关于iPS细胞的研究正在不断深人。请你从以下两个方面来查阅资料进行思考。(1)由于诱导产生iPS细胞、促使其分化都需要时间，因此用某人特异的iPS细胞进行医疗只限于时间比较充裕的情形。从实际事故、疾病发生的不可预测性方面考虑，如果要将这些细胞用于紧急情况，应该提前采取什么措施?建立iPS细胞库（HLA多态性丰富的i