2.2.1动物细胞工程课件高二下学期生物人教版选择性必修3

2.2动物细胞工程动物细胞培养动物细胞融合动物细胞核移植【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常用的技术动物细胞培养动物细胞融合动物细胞核移植动物细胞工程常用的技术动物细胞工程的基础问题探讨小面积烧伤：患者通过切除+植皮(自身)后恢复。大面积烧伤？（1）使用他人皮肤？（2）患者自身的不够用，如何解决？

怎样才能获得大量自体健康皮肤？易产生免疫排斥反应通过细胞培养构建人造皮肤可从病人身上取少量正常、健康皮肤在体外进行培养、扩增。——动物细胞培养动物细胞培养·概念和原理011.概念：是指从动物体中取出相关的

，将它分散成

，

然后在适宜的培养条件下，让这些细胞

和

的技术。2.原理：

(分裂方式：

)。3.目的：获得

或者

，不能获得完整动物个体。组织单个细胞生长增殖有丝分裂细胞增殖那么，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？思考细胞细胞产物注：没有体现细胞的全能性。一、动物细胞培养2.培养的条件：动物细胞培养所需的基本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使用液体培养基，也称为培养液。*这里的糖类不包括淀粉、蔗糖等。动物细胞无法吸收二糖、多糖一、动物细胞培养2.培养的条件：(1)无菌、无毒的环境：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无毒定期更换培养液问题:定期更换培养液的目的是什么？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问题:如何防止培养过程中的微生物污染？在细胞培养液中添加一定量的抗生素一、动物细胞培养2.培养的条件：(2)温度、PH、渗透压：多数动物细胞生存的适宜pH为________①适宜的温度：36.5±0.5℃7.2-7.4维持细胞正常的形态和功能哺乳动物细胞培养的温度多以___________为宜；维持适宜渗透压的目的______________________②适宜的pH：③适宜的渗透压：一、动物细胞培养的条件4.适宜的气体环境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_________

和________

的混合气体的CO2培养箱中进行培养。95%空气5%CO2CO2培养箱动物细胞培养的过程又是怎样的呢？动物细胞培养的过程02探究新知动物细胞培养1体外培养的动物细胞可以分为两大类悬浮培养瓶第1类：悬浮生长细胞细胞能够悬浮在培养液中生长增殖第2类：贴壁生长细胞细胞需要贴附于某些基质(如培养瓶壁)表面才能增殖(主要类型)这些细胞往往贴附在培养瓶的瓶壁上，这种现象称为细胞贴壁。接触抑制当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖。动物细胞培养1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动物细胞培养的过程取动物组织制成细胞悬液原代培养CO2培养箱CO2培养箱传代培养将组织分散成单个细胞分瓶继续培养动物细胞培养过程示意图动物细胞培养的过程分瓶取动物组织分散成单个细胞制成细胞悬液原代培养传代培养制成细胞悬液取动物组织一般取材于动物胚胎或幼龄动物的组织、器官。细胞分化程度低，增殖能力强，容易培养。(1)取材对象:(2)取材原因:1.取动物组织纤维蛋白、胶原蛋白等动物细胞培养的过程分瓶取动物组织分散成单个细胞制成细胞悬液原代培养传代培养(1)原因：①从动物体取出的成块组织中，细胞与细胞靠在一起，

彼此限制了生长和增殖。②利于细胞与培养液充分接触，更易进行物质交换。2.分散成单个细胞（2）怎样将动物组织分散成单个细胞？机械方法或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理一段时间。不可以，因为胃蛋白酶的最适PH为1.5左右长时间会分解细胞膜蛋白，破坏细胞结构，注意控制时间和酶用量。①用胃蛋白酶可以吗？②胰蛋白酶处理时间过长，会怎样？将细胞悬液放入培养皿或培养瓶内，置于适宜环境中进行原代培养3.用培养液将细胞制成细胞悬液培养皿培养瓶这类细胞往往贴附在培养瓶的瓶壁上，这种现象称为细胞贴壁。二、动物细胞培养的过程取动物组织分散成单个细胞传代培养制成细胞悬液原代培养4.原代培养(1)概念：(2)体外培养的细胞类型：指动物组织经处理后的初次培养。悬浮生长的细胞贴壁生长的细胞①悬浮生长类（少数）细胞能够悬浮在培养液中生长增殖。细胞需要贴附于某些基质表面才能生长增殖。②贴壁生长类（大多数）要求：培养瓶或培养皿的内表面光滑、无毒、易于贴附。二、动物细胞培养的过程取动物组织分散成单个细胞传代培养制成细胞悬液原代培养4.原代培养思考细胞培养一段时间，分裂会受阻，这是为什么？怎样解决这一问题？悬浮生长贴壁生长(大多数）细胞密度过大、有害代谢物积累、营养物质缺乏等接触抑制细胞分裂受阻解决传代培养分瓶培养②制成细胞悬液，分瓶培养①收集细胞接触抑制：当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞通常会停止分裂增殖。悬浮培养的细胞:直接用离心法收集贴壁细胞:用胰蛋白酶等处理分散成单个细胞，再离心法收集动物细胞培养的过程分瓶取动物组织分散成单个细胞制成细胞悬液原代培养传代培养5.分瓶、传代培养（1）收集细胞重新用胰蛋白酶等处理,使之分散成单个细胞，然后再用离心法收集。（2）将收集的细胞制成细胞悬液，分瓶培养动物细胞的整个培养过程中可能多次用到胰蛋白酶或胶原蛋白酶：第一次使用的目的是使组织细胞分散开；贴壁细胞传代培养时使用的目的是使细胞从瓶壁上脱离下来，分散成单个细胞，便于分瓶后继续培养。直接用离心法收集②贴壁生长类：①悬浮生长类：原代培养传代培养动物细胞培养·过程01动物细胞培养·过程01解决取动物组织:

（生命力旺盛，分裂能力强）分散成单个细胞:成块组织中细胞与细胞靠在一起，彼此限制了

。细胞悬液

培养

培养

生长

生长细胞分裂受阻悬浮细胞贴壁细胞

法收集

处理

分瓶培养动物胚胎或幼龄动物的器官或组织机械法酶解法（胰蛋白酶/胶原蛋白酶）生长和增殖加培养液培养皿/培养瓶原代悬浮贴壁①细胞密度过大②有害代谢物积累③营养物质缺乏等接触抑制分瓶培养传代离心细胞悬浮胰蛋白酶动物细胞培养·过程01思考提示：区分关键是

。①用胰蛋白酶对剪碎的动物组织进行处理，使其分散成单个细胞后进行培养，为

培养；②细胞培养过程中出现接触抑制，用胰蛋白酶处理使其从瓶壁上脱离下来分散成单个细胞，然后再用离心法收集，之后，将收集的细胞制成细胞悬浸，分瓶培养，为

培养。原代传代看用胰蛋白酶处理的对象如何区分“原代培养”和“传代培养”？分瓶、传代培养判断依据：是否分瓶！(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。制成细胞悬液取动物组织放入CO2培养箱中培养转入培养液进行原代培养

放入CO2培养箱中培养传代培养如何区分“原代培养”和“传代培养”？扩展·细胞株与细胞系01①细胞株：传代培养的细胞能传到10～50代，这样的传代细胞称为细胞株。②细胞系：传代培养的细胞在传到50代后，有部分细胞的遗传物质发生改变，并且具有癌变的特点，能够无限地传代下去，这样的传代细胞称为细胞系。植物组织培养和动物细胞培养的比较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植物细胞的全能性细胞增殖固体液体植物激素动物血清脱分化、再分化原代培养、传代培养可获得植物体动物细胞群快速繁殖植物得到动物细胞及细胞产物相同点：培养基中都需要加入营养物质、培养过程中都需要防止杂菌污染、都需要提供适宜的温度、pH和渗透压的条件。动物细胞培养的条件和过程·判断正误P2901(1)动物细胞培养体现了动物细胞的全能性()(2)培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞()(3)悬浮培养的细胞直接用离心法收集，贴壁细胞需要用胰蛋白酶等

处理后再用离心法收集()(4)培养动物细胞的第一代(即第一次细胞增殖)被称为原代培养()×其原理是细胞增殖，未体现全能性；×√×原代培养指动物组织经处理后的初次培养，不一定是第一次细胞增殖。单层细胞;实战训练

(1)与植物原生质体融合相比，动物细胞融合特有的诱导因素有聚乙二醇(PEG)、灭活的病毒(

)(2)灭活的含义是用物理或化学手段使病毒或细菌失去感染能力，但并不破坏它们的抗原结构(

)(3)二倍体动物细胞融合后的杂交细胞仍然是二倍体细胞(

)×√1.判断下列正误×干细胞培养及其应用03探究新知情境视频一：从社会中来神奇的干细胞—人类长生不老或将成为可能（视频）1.干细胞概念和分布

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。存在于早期胚胎、骨髓和脐带血。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一、干细胞培养及其运用2.干细胞类型和特点一、干细胞培养及其运用干细胞的种类胚胎干细胞成体干细胞存在于早期胚胎中，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。是成体组织或器官内的干细胞，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。2.干细胞类型和特点一、干细胞培养及其运用(1)胚胎干细胞：ES细胞胚胎干细胞分布特点局限性实例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。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。需要分化诱导因子诱导成体干细胞分布特点运用实例实例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①造血干细胞（骨髓、外周血和脐带血中）②神经干细胞（神经系统中）③精原干细胞（睾丸中）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→发现最早、研究最多的、应用最成熟的实例2.干细胞类型和特点一、干细胞培养及其运用(2)成体干细胞：2.干细胞类型和特点一、干细胞培养及其运用(2)成体干细胞：面临的问题运用展望存在导致肿瘤发生的风险干细胞将在再生医学、药物安全性与有效性检测等领域发挥大作用。成体干细胞2.干细胞类型和特点一、干细胞培养及其运用(3)诱导多能干细胞：iPS细胞①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②诱导及流程病人各种类型的细胞导入特定基因导入特定蛋白小分子化合物成纤维细胞T细胞B细胞iPS细胞分化取出移植iPS细胞用于治疗人类疾病示意图(1)1→2过程的实质是什么？基因的选择性表达(2)诱导多能干细胞用于治疗人类的某些顽症的原理是什么？

诱导多能干细胞可以被诱导分化形成新的组织细胞，经移植可使坏死或退化部位得以修复并恢复正常功能。如图为iPS细胞的培养和利用过程，请据图回答问题：12（3）利用诱导多能干细胞形成的组织细胞移植后会产生免疫排斥吗？由于人造器官是由病人自身细胞经诱导分化形成的，所以理论上可以避免免疫排斥反应。2.干细胞类型和特点一、干细胞培养及其运用(3)诱导多能干细胞：iPS细胞诱导多能干细胞获取方法优点运用

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。①将特定基因或特定蛋白导入细胞②用小分子化合物诱导形成。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

来源或存在功能、特点局限性胚胎干细胞(ES细胞)成体干细胞诱导多能干细胞(iPS细胞)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体外诱导体细胞产生能分化成为具有特定功能的细胞来治疗疾病。无须破坏胚胎，