动物细胞培养-2026学年高二下学期生物人教版选择性必修3

第2节

动物细胞工程第2章

细胞工程第1课时

动物细胞培养问题导入通过细胞培养构建的人造皮肤大面积烧伤的病人,需要移植健康皮肤

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。

烧伤病人图片大面积烧伤的病人需要移植健康皮肤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？非常有限免疫排斥反应思考：怎样获得大量的自体健康皮肤？能不能用自体皮肤的单个细胞培养出可供移植的皮肤？动物细胞工程的基础人造皮肤应用克隆猴应用单克隆抗体应用动物细胞工程的常用技术动物细胞培养动物细胞融合动物细胞核移植细胞增殖(有丝分裂)。动物细胞培养是指从动物体中_____相关的_____，将它_____________，然后在_____________下，让这些细胞____和_____的技术。(2)目的：(1)原理：(3)地位：取出组织分散成单个细胞适宜的培养条件生长增殖获得细胞或细胞产物(不能获得完整动物个体)。动物细胞培养需要哪些必要的条件？培养的过程又是怎样的呢？是动物细胞工程的基础。【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、动物细胞培养的条件一、动物细胞培养的条件动物细胞培养的条件营养物质其他条件▌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▌适宜的气体环境这里的糖类不包括淀粉、蔗糖等一、动物细胞培养的条件1.营养：(1)合成培养基----已知成分将细胞所需的__________（糖类、氨基酸、无机盐、维生素等）按_____和______严格配制而成的培养基，称为_________。营养物质种类所需量合成培养基(2)天然成分--未知成分由于人们对细胞所需的营养物质还没有完全搞清楚，因此在使用合成培养基时，通常需加入____等一些天然成分。血清(3)培养动物细胞一般使用__________，也称为______。液体培养基培养液★目的：补充细胞所需的未知的营养物质（了解）血清中不仅含有蛋白质、氨基酸、葡萄糖、激素等多种营养物质，还有激素及多种未知的促细胞生长因子、促贴附因子及其他活性物质，能促进细胞的生长、增殖和贴附。即天然培养基。一、动物细胞培养的条件思考1:为什么培养液需要定期更换？★____________________________________________思考2:如何防止培养过程中的微生物污染？★____________________________________________2.无菌、无毒的环境：(1)对培养液和所有培养用具进行_____处理(2)在_______下进行操作；(3)还需要______________。灭菌无菌环境定期更换培养液以便清除代谢物，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害在细胞培养液中添加一定量的抗生素脉动真空灭菌器一、动物细胞培养的条件3.温度、pH和渗透压(1)哺乳动物细胞培养的温度多以___________为宜；(2)多数动物细胞生存的适宜pH为________。(3)维持适宜渗透压的目的_________________________。36.5±0.5℃7.2~7.4维持细胞正常的形态和功能一、动物细胞培养的条件4.气体环境：★(1)动物细胞培养所需气体主要有____和_____。O2：_______________________CO2：_____________________________(2)容器：通常采用_______或_____________。(3)仪器：置于含有_______和______的混合气体的_____________。O2CO2O2是细胞代谢所必需的CO2的主要作用维持培养液的pH培养皿松盖培养瓶95%空气5%CO2CO2培养箱二、动物细胞培养的过程二、动物细胞培养的过程制成细胞悬液取动物组织转入培养液进行原代培养放入CO2培养箱中培养传代培养二、动物细胞培养的过程

动物组织分散成单个细胞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能与培养液充分接触获得营养，排出代谢废物，利于继续培养。二、动物细胞培养的过程

动物组织分散成单个细胞培养（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②用胃蛋白酶可以吗？

不可以，因为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没有活性，胃蛋白酶的最适PH约为2。③胰蛋白酶处理时间过长，会怎样？细胞膜的成分中含有蛋白质，时间长了会破坏细胞结构，把细胞消化掉二、动物细胞培养的过程

动物组织分散成单个细胞培养（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接触抑制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

二、动物细胞培养的过程（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？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

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？★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。（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收集细胞区分原代培养和传代培养的方法区分两种培养的关键是看用胰蛋白酶处理的对象和是否分瓶。①分瓶前，第一次用胰蛋白酶对动物组织进行处理后的培养是原代培养。②第二次用胰蛋白酶处理，使细胞从瓶壁上脱离下来，分瓶后的细胞培养为传代培养。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。思考讨论：动物细胞培养与植物组织培养有什么相同和不同之处？动物胚胎或幼龄动物的组织、器官细胞悬浮液胰蛋白酶原代培养传代培养大量细胞单个细胞加培养液离体的植物器官、组织或细胞愈伤组织根、芽植物体脱分化再分化接种至培养基动物细胞培养植物组织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培养目的相同点植物组织培养和动物细胞培养的比较★获得细胞或细胞产物常用固体培养基植物体葡萄糖、动物血清常用液体培养基细胞增殖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等条件三、干细胞培养及其应用三、干细胞培养及其应用动物和人体内仍保留的少数具有分裂和分化能力的细胞，这些细胞叫作干细胞。在一定条件下，干细胞可以分化成其他类型的细胞。1.分布干细胞存在于_______、_____和_______等多种组织和器官中。早期胚胎骨髓脐带血三、干细胞培养及其应用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2.类型干细胞包括___________和__________等。胚胎干细胞成体干细胞三、干细胞培养及其应用（1）胚胎干细胞（简称ES细胞）➊分布：➋特点：➌局限性：存在于

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。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。早期胚胎加入分化诱导因子三、干细胞培养及其应用（2）成体干细胞➊分布：➌特点➋常见类型存在于成体组织或器官内的干细胞造血干细胞神经干细胞精原干细胞发现最早研究最多应用最成熟具有组织特异性，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。（骨髓、外周血和脐带血中）（神经系统中）（睾丸中）三、干细胞培养及其应用干细胞的应用有着________能力及_____潜能的干细胞，与__________的______________等密切相关。自我更新分化组织、器官发育、再生和修复类型应用造血干细胞神经干细胞恢复病人的造血和免疫功能，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）方面有重要的应用价值导致肿瘤发生的风险面临的问题存在_____________________（3）诱导多能干细胞（iPS细胞）三、干细胞培养及其应用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。➊概念：➋制备方法：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细胞或B细胞）。②用小分子化合物诱导形成。➌特点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。➍应用①可治疗镰状细胞贫血症。②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。应用前景优于胚胎干细胞三、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(类似脱分化的过程)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取成纤维细胞转入相关因子细胞转化为iPS细胞诱导iPS细胞定向分化为多种组织细胞移植回病人体内定向诱导分化课堂小结动物细胞培养动物细胞培养的概念和原理干细胞培养及其应用①营养条件；②无菌、无毒的环境；③温度、pH和渗透压；④气体环境原理：细胞的增殖在适当的培养条件下，让这些细胞生长和增殖的技术干细胞的分布干细胞的类型干细胞的应用胚胎干细胞（ES细胞）成体干细胞动物细胞培养的条件动物细胞培养的过程动物组织单个细胞细胞悬液原代培养传代培养早期胚胎、骨髓和脐带血等多种组织和器官中主要应用在医学上课后习题P47一、概念检测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。（

）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