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文档简介

温故知新第2章细胞工程第2节动物细胞工程一

动物细胞培养目标010203用归纳与概括、演绎与推理等方法,用文字和图示说明动物细胞培养的过程。(科学探究)运用稳态与平衡观,分析动物细胞培养的条件。(生命观念)对干细胞培养用于人类疾病治疗等社会热点问题进行科学评价(社会责任)学习目标问题1:怎样才能获得大量的自体健康皮肤?问题2:能不能用自体皮肤的单个细胞培养出可供移植的皮肤?可以从病人身上取少量正常、健康的皮肤在体外进行培养、扩增;目前,科学家还在研究对皮肤干细胞进行培养以获得适合临床上使用的人造皮肤。从社会中来通过细胞培养构建的人造皮肤

在治疗大面积烧伤时,通常采用的方法是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植。但对这样的病人来说,自体健康皮肤非常有限,使用他人皮肤来源又不足,而且会产生免疫排斥反应。课本P43人体再生术的秘密—人造皮肤(视频)①动物细胞培养③动物细胞核移植②动物细胞融合动物细胞工程是最基础的技术什么是动物细胞培养?动物细胞培养的作用?克隆猴:中中和华华克隆皮肤单克隆抗体课本P43第一段【思考】:动物组织的选择:

幼龄动物or老龄动物幼龄个体的细胞分化程度低、分裂能力强,易培养。

从动物体中取出相关的组织,将它分散成单个细胞,然后在适当的培养条件下,让这些细胞生长和增殖的技术。动物体组织单个细胞细胞生长和增殖取出分散适宜条件原理地位对象目的细胞增殖(有丝分裂)动物细胞工程的基础获得细胞或者细胞产物胚胎或幼龄动物的细胞一、动物细胞培养的概念课本P43第二段思考:动物细胞的培养需要哪些条件呢?231任务一:阅读教材P43-44,结合选择性必修一所学内容思考以下问题。

1、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?(教材P43图2-9和P44第一段)2、①如何维持无菌、无毒的环境?②适宜的温度、pH和渗透压分别是多少?③适宜的气体环境包括?分别有什么作用?如何保持该气体环境?(教材P44第2-4段)《金版学案》P49例1【例1】一般来说,动物细胞体外培养需要满足的条件是()①无毒的环境②合成培养基里需添加血清等③无菌的环境④温度一般与动物体温接近⑤只有O2的气体环境⑥能调节培养液pH的CO2A.①②③④⑤⑥

B.①②③④⑤C.①③④⑤⑥ D.①②③④⑥D二、动物细胞培养的过程请同学们自主阅读教材P44-45,思考并回答下列问题:

1.根据教材P45图2-12动物细胞培养的过程图初步构建动物细胞培养的流程。2.为什么选用动物胚胎或幼龄个体的器官或组织做动物细胞培养材料?3.培养前,为什么要将组织分散成单个细胞?如何将组织分散成单个细胞?说明细胞间的物质主要是什么成分?用胃蛋白酶可以吗?4.细胞培养一段时间,分裂会受阻,这是为什么?怎样解决这一问题?什么是细胞贴壁?什么是接触抑制?5.什么是原代培养和传代培养?两种“培养”都用到胰蛋白酶处理,对象相同吗?二、动物细胞培养的过程①取动物组织③制成细胞悬液⑤进行传代培养④转入培养液进行原代培养分瓶②分散成单个细胞根据动物细胞培养的概念及课本P45图2-9,构建动物细胞培养的过程分瓶①取动物组织②分散成单个细胞加培养液③制成细胞悬液④原代培养在培养皿或培养瓶中⑤传代培养二、动物细胞培养的过程1.取动物组织:(1)取材部位:一般取材于动物胚胎或幼龄动物的组织、器官。(2)取材原因:其细胞生命力旺盛,分化程度低,分裂能力强。①取动物组织用机械的方法,或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理②分散成单个细胞加培养液③制成细胞悬液④原代培养在培养皿或培养瓶中传代培养二、动物细胞培养的过程2.分散成单个细胞:(1)原因:(2)方法:①细胞与细胞靠在一起,彼此限制了生长和增殖。②分散有利于与培养液充分接触,保证O2与营养供应和代谢物及时排出。用①机械法或用②胰蛋白酶、③胶原蛋白酶等处理。(3)胃蛋白酶可以吗?理由:不可以;胃蛋白酶作用的适宜pH约为2,而多数动物细胞培养的适宜pH为7.2-7.4,胃蛋白酶在此环境中失活,无法发挥作用课本P44最后一段课本P44左下角:说明细胞间的物质主要是什么成分?蛋白质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二、动物细胞培养的过程3.制细胞悬浮液: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课本P44最后一段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二、动物细胞培养的过程4.原代培养和传代培养:判断依据:是否分瓶!(2)原代培养:(3)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。(1)细胞培养一段时间,分裂会受阻,这是为什么?怎样解决

①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,②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问题课本P44最后课本P45第一段问题分瓶①取动物组织用机械的方法,或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理②分散成单个细胞加培养液③制成细胞悬液④原代培养在培养皿或培养瓶中⑤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二、动物细胞培养的过程5.传代培养: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)传代培养操作流程课本P45第一段思考:原代培养和传代培养都用到胰蛋白酶处理,对象相同吗?不同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(

)×√××练习与应用课本P47一、概念检测比较项目植物组织培养动物细胞培养原理培养基性质培养基特有成分培养过程培养结果培养目的相同点获得细胞或细胞产物常用固体培养基新植株葡萄糖、动物血清常用液体培养基细胞增殖植物细胞的全能性许多细胞快速繁殖等蔗糖、植物激素1.培养过程中细胞都进行有丝分裂,不涉及减数分裂;2.均需无菌操作,需要适宜的温度、pH等条件动物细胞培养PK植物组织培养原代培养、传代培养脱分化、再分化注意:动物细胞培养不能形成新个体,只是获得细胞或细胞产物(不体现细胞全能性)课本P45《金》P48点拨提升《金版学案》P49例2【例2】动物细胞培养与植物组织培养的主要区别是()A.动物细胞可以传代培养,而植物细胞不能传代培养B.动物细胞培养不需要在无菌条件下进行C.培养基中所含有的成分和物理形态不同D.动物细胞能够无限增殖,而植物细胞只能培养成植株C思考1:是否接触抑制可以作为判断正常细胞和癌细胞的标志之一由于接触抑制,正常情况下只能单层细胞思考2:癌细胞;癌细胞的细胞膜上糖蛋白等物质减少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。正常情况下,动物细胞培养的细胞是单层还是双层?“细胞增殖到互相接触的时候,糖蛋白识别了这种信息,就会使细胞停止继续繁殖,出现接触抑制的现象”试结合上述解释,举例说明哪种细胞无接触抑制现象,并阐述原因。思考3:正常细胞能否一直传代培养下去?不可以;细胞的原代培养一般传至10代后就不易传下去,这时细胞能保持细胞正常的二倍体核型;传代培养一般传至10-50代左右时,但少部分细胞遗传物质会改变,会克服寿命的自然极限,获得不死性,朝着等同于癌细胞的方向发展;拓展(3)分布:1.干细胞(1)概念:(4)分类:电镜下的胚胎干细胞存在于早期胚胎、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。03四.干细胞培养及其应用阅读课本P46第一段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。在体外分化成心肌细胞、神经元细胞和造血干细胞等必须从胚胎中获取,涉及伦理问题;因而限制了在医学上的应用。分布特点应用实例局限性胚胎干细胞(简称ES细胞)成体组织或器官内具有组织特异性,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。成体干细胞分布特点举例造血干细胞(骨髓、外周血和脐带血中)精原干细胞(睾丸中)神经干细胞(神经系统中)血细胞和免疫细胞神经细胞精原细胞也叫全能干细胞应用最成熟阅读课本P46第2段三、干细胞培养及其应用3.诱导多能干细胞(iPS细胞)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、心血管疾病等的研究也取得新进展因此,普遍认为iPS细胞的应用前景优于胚胎干细胞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。阅读课本P46第3段四、干细胞培养及其运用神奇的干细胞—干细胞的种类(视频)课本P46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①取成纤维细胞②转入相关因子③细胞转化为iPS细胞④诱导iPS细胞定向分化为多种组织细胞⑤移植回病人体内诱导iPS细胞及其应用4.诱导多能干细胞(iPS细胞)治疗糖尿病疾病治疗神经疾病治疗心血管疾病治疗消化道疾病课本P47图2-14四、干细胞培养及其运用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课本P47练习与应用一、概念检测

现在关于iPS细胞的研究正在不断深入。请你从以下两个方面来查阅资料进行思考。(1)由于诱导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?

像建立骨髓库一样,有研究团队正在尝试建立HLA(HumanLeukocyteAntigen,人类白细胞抗原)多态性丰富的iPS细胞库,可以为需要的人找到HIA匹配度较高的iPS细胞,这样不仅可以节省时间、成本,还能减轻异体干细胞移植后发生的免疫排斥反应。二、拓展应用(2)如果诱导iPS细胞定向分化为生殖细胞的技术发展成熟,该技术可能会有哪些应用?又可能带来哪些问题?该技术可能被用于治疗不孕症;获得足够量的生殖细胞来进行濒危物种的克隆研究;获得生殖细胞进行转基因操作,再经过受精、胚胎发育等过程来获得转基因动物。该技术可能带来一系列的伦理问题。例如,如果用同一个人的iPS细胞分别诱导形成精子和卵子,两者受精可能培育出“单亲”婴儿;有的人还可能有目的地选择iPS细胞,从而“设计”婴儿。

现在关于iPS细胞的研究正在不断深入。请你从以下两个方面来查阅资料进行思考。(1)由于诱导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

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