2.2.1 动物细胞培养课件高二下学期生物人教版选择性必修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2.动物细胞工程的发展历程科技探索之路第2章细胞工程第2节动物细胞工程—动物细胞培养通过细胞培养构建的人造皮肤4重要概念：4.2动物细胞工程包括细胞培养、核移植、细胞融合和干细胞的应用等技术次位概念4.2.1阐明动物细胞培养是从动物体获得相关组织，分散成单个细胞后，在适宜的培养条件下让细胞生长和增殖的过程。动物细胞培养是动物细胞工程的基础从社会中来大面积烧伤的病人需要移植健康皮肤思考：1.怎样获得大量的自体健康皮肤？2.能不能用自体皮肤的单个细胞培养出可供移植的皮肤？1）使用他人皮肤？患者自身的不够用，如何解决？2）自身健康皮肤？课前小热身1.将动物细胞置于含有95%O2和5%CO2的混合气体的CO2培养箱中进行培养（）2.动物细胞在培养过程中都具有细胞贴壁的现象（）3.贴壁细胞用胰蛋白酶处理使之分散成单个细胞，然后再用离心法收集（）4.胚胎干细胞是发现最早、研究最多、应用也最为成熟的一类成体干细胞（）5.iPS细胞类似于胚胎干细胞，又称为诱导多能干细胞（）6.神经干细胞可用于治疗帕金森病和阿尔茨海默病等（）××√×√√一.

动物细胞培养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相关的组织，将它分散成单个细胞，然后在适宜的培养条件下，让这些细胞生长和增殖的技术。细胞分裂（增殖）【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。一.

动物细胞培养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相关的组织，将它分散成单个细胞，然后在适宜的培养条件下，让这些细胞生长和增殖的技术。细胞分裂（增殖）4.培养对象：5.目的：胚胎或幼龄动物的细胞获得细胞或者细胞产物幼龄个体的细胞分化程度低、分裂能力强，易培养。一.

动物细胞培养【思考】：动物细胞培养需要哪些条件？动物细胞培养的条件营养物质稳定的内环境<<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一.

动物细胞培养葡萄糖氨基酸无机盐维生素1、营养【思考】：培养基的类型：

固体培养基or液体培养基

合成培养基or天然培养基将细胞所需的营养物质按种类和所需量严格配制的培养基

由于人们对细胞所需的营养物质尚未全部研究清楚。血清可以补充合成培养基中缺乏的物质，如蛋白质、氨基酸、未知的促生长因子等。？动物血清无菌：①对培养液和所有培养用具进行灭菌处理②在无菌环境下进行操作定期更换培养液。无毒：③添加一定量的抗生素2、无菌、无毒的环境一.

动物细胞培养目的：以便清除代谢物，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成伤害。一.

动物细胞培养3、温度、pH和渗透压一般与动物体内相同①适宜的温度：哺乳动物细胞培养的温度多以______________为宜；36.5±0.5℃②适宜的pH：多数动物细胞生存的适宜pH为___________7.2-7.4③适宜的渗透压：维持细胞正常的形态和功能一.

动物细胞培养4、气体环境①气体的组成及作用：O2：CO2：细胞代谢所必需维持培养液的pH②容器：通常采用培养皿或松盖培养瓶。③仪器：置于含有95%空气和5%CO2的混合气体

的CO2培养箱中进行培养。

动物组织分散成单个细胞二.

动物细胞培养的过程培养根据动物细胞培养的概念，初步构建动物细胞培养的流程：（1）培养前，为什么要将动物组织分散成单个细胞？①分散不会限制彼此的生长和增殖；②利于从培养液中获得营养，排出代谢废物，利于继续培养。

动物组织分散成单个细胞二.

动物细胞培养的过程培养根据动物细胞培养的概念，初步构建动物细胞培养的流程：（2）怎样将动物组织分散成单个细胞？机械的方法或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理一段时间。①说明动物细胞间的物质主要是什么成分？蛋白质机械法或胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理

动物组织分散成单个细胞二.

动物细胞培养的过程培养根据动物细胞培养的概念，初步构建动物细胞培养的流程：阅读教材P44“动物细胞培养的过程”，思考、回答下列问题：（2）怎样将动物组织分散成单个细胞？机械的方法或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理一段时间。②用胃蛋白酶可以吗？不可以，因为胃蛋白酶的最适PH为1.5左右机械法或胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理

动物组织分散成单个细胞二.

动物细胞培养的过程培养根据动物细胞培养的概念，初步构建动物细胞培养的流程：阅读教材P44“动物细胞培养的过程”，思考、回答下列问题：（2）怎样将动物组织分散成单个细胞？机械的方法或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理一段时间。③胰蛋白酶处理时间过长，会怎样？会破坏细胞结构，把细胞消化掉机械法或胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理

动物组织分散成单个细胞二.

动物细胞培养的过程培养根据动物细胞培养的概念，初步构建动物细胞培养的流程：（3）分散成的单个细胞，如何培养？用培养液将细胞制成细胞悬液，放入培养皿或培养瓶内，置于适宜环境中培养。机械法或胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理加培养液细胞悬液培养放入培养瓶在适宜条件中二.

动物细胞培养的过程动物组织分散成单个细胞细胞悬液机械法或胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理加培养液★体外培养动物细胞分为两类:①悬浮生长细胞细胞能够悬浮在培养液中生长増殖;②贴壁生长细胞（主要类型）细胞需要贴附于某些基质表面才能生长增殖悬浮培养瓶培养放入培养瓶在适宜条件中细胞贴壁过程圆球形细胞刚开始铺展贴壁生长（100×）培养的动物细胞贴壁生长并进行有丝分裂（100×）细胞单层贴壁生长铺满瓶壁后出现接触抑制（100×）贴壁生长与接触抑制思考：“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。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。二.

动物细胞培养的过程动物组织分散成单个细胞细胞悬液机械法或胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理加培养液培养放入培养瓶在适宜条件中（4）培养一段时间后，细胞分裂会受阻，为什么？接触抑制悬浮生长贴壁生长(大多数）细胞密度过大、有害代谢物积累、营养物质缺乏等细胞分裂受阻解决？二.

动物细胞培养的过程动物组织分散成单个细胞细胞悬液机械法或胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理加培养液培养放入培养瓶在适宜条件中传代培养在适宜条件中分瓶培养

原代培养（5）什么是原代培养和传代培养？判断依据：胰蛋白酶处理的对象和是否分瓶！①原代培养：指动物组织经处理后的初次培养。②传代培养：分瓶后的细胞培养。二.

动物细胞培养的过程动物组织分散成单个细胞细胞悬液机械法或胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理加培养液培养放入培养瓶在适宜条件中传代培养在适宜条件中分瓶培养

原代培养（6）进行传代培养（分瓶培养）时，如何处理？悬浮细胞:离心法收集贴壁细胞:胰蛋白酶处理，再离心法收集②制成细胞悬液，分瓶培养①收集细胞传代培养部分细胞的细胞核型可能会发生变化，增殖缓慢，甚至完全停止大部分细胞衰老死亡少数细胞会克服细胞寿命的自然极限，获得不死性，这些细胞已经发生了突变，正朝癌细胞发展10~50代继续培养（50代以后）使用或保存的细胞通常为10代以内，以保持细胞正常的二倍体核型(遗传物质不改变)；这一阶段的细胞称为细胞株遗传物质一定改变了这一阶段的细胞称为细胞系细胞株细胞系胰蛋白酶原代培养传代培养动物胚胎或幼龄动物的组织、器官细胞悬浮液10代细胞50代细胞无限传代单个细胞加培养液二.

动物细胞培养的过程小结

动物细胞培养的过程用机械法或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理取动物组织分散成单个细胞接触抑制悬浮生长贴壁生长(大多数）解决方法传代培养分瓶培养细胞悬液加培养液原代培养在培养皿或培养瓶内细胞密度过大、有害代谢物积累、营养物质缺乏等细胞分裂受阻悬浮培养的细胞:直接用离心法收集贴壁细胞:用胰蛋白酶处理分散成单个细胞，用离心法收集②制成细胞悬液，分瓶培养①收集细胞原代培养：指动物组织经处理后的初次培养。细胞贴壁：某些细胞需要贴附于某些基质表面

（如培养瓶瓶壁）才能增殖。接触抑制：当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。传代培养：分瓶后的细胞培养。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结果相同点植物组织培养和动物细胞培养的比较常用固体培养基植物体或细胞产物葡萄糖、动物血清常用液体培养基细胞增殖细胞的全能性细胞群或细胞产物蔗糖、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

下图为动物细胞培养的基本过程示意图，请回答下列问题：

(1)容器A中放入的一般是健康幼龄动物的器官或组织，原因是其细胞____________、易于培养。培养时要用胰蛋白酶分散细胞，胰蛋白酶的处理时间不能过长，原因是______________________________。(2)将B瓶中的细胞悬液转入C瓶进行的初次培养称为__________。动物细胞培养需要提供O2和CO2等气体环境，CO2的作用主要是___________________。分裂能力强胰蛋白酶会分解细胞的其他蛋白质原代培养维持培养液的pH综合应用

(3)下图表示血清对正常细胞和癌细胞培养影响的实验结果。

①据图可知，有无添加血清对培养______细胞的影响较大。

②在探究物质X对正常细胞增殖的影响时，必须采用有血清培养，据图分析原因是___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。正常

人们对细胞所需营养物质还没完全研究清楚，正常细胞培养的合成培养基通常都需要加入血清等一些天然成分。无血清培养的正常细胞增殖受抑制，不能判断物质X对细胞增殖的影响三.

干细胞的培养及其应用

来源或存在功能、特点局限性胚胎干细胞(ES细胞)成体干细胞（阅读P46—47，完成表格）早期胚胎能够分化成为动物体内的任何细胞，并进一步形成组织、器官甚至生物个体成体组织或器官，如造血干细胞、神经干细胞和精原干细胞等具有组织特异性，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需从胚胎中获取，涉及伦理问题，限制了它在医学上的应用

①2018年，论文“人类胚胎干细胞衍生的心肌细胞在非人类灵长类动物的心脏中恢复功能”发表在《自然—生物技术》杂志上。研究表明，随着时间的推移，猴子的新心肌细胞会发育，血管化并导致心脏功能改善。（2）应用前景阅读资料，展望应用前景干细胞的培养及其应用

前景展望———如果临床实验能证实，胚胎干细胞将有望修复人因心肌梗塞、心脏病等疾病受损的心脏。

②《细胞发育》杂志刊登德国研究人员从雄性老鼠胚胎中提取胚胎干细胞，在实验室中加以培育，并用视黄酸等物质促使胚胎干细胞转变为精子细胞的文章。干细胞的培养及其应用

前景展望———解决人类不育难题。（2）应用前景阅读资料，展望应用前景

③生物资讯网2005年11月17日讯：近日，英国伦敦帝国学院的科学家成功地利用人类胚胎干细胞培养出了软骨细胞。干细胞的培养及其应用

前景展望———用新的软骨修复运动产生的损伤。

前景展望———培育出人造组织器官，用于器官移植，治疗人类的某些顽症。

④目前，在动物实验方面，用ES细胞诱导分化出的某些组织细胞已成功地治愈人类的糖尿病、肝衰竭、心衰竭和成骨不良等疑难病症。（2）应用前景阅读资料，展望应用前景类型应用造血干细胞神经干细胞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）干细胞应用面临的问题存在存在着导致肿瘤发生的风险。（1）胚胎干细胞的局限性：胚胎干细胞必须从胚胎中获取，涉及伦理问题；因而限制了在医学上的应用。（2）iPS细胞概念：通过体外诱导小鼠成纤维细胞，获得了类似胚胎干细胞的一种细胞，称为诱导多能干细胞，简称iPS细胞。（3）诱导方法：①将特定基因或特定蛋白导入细胞（成纤维细胞以及已分化的T细胞、B细胞均可）；②用小分子化合物诱导形成。（4）iPS细胞优点：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。（3）诱导多能干细胞体外诱导小鼠成纤维细胞诱导多能干细胞iPS临床治疗人类疾病多种体细胞定向诱导分化如：白血病、帕金森病、阿而茨海默病等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.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