2.2.1动物细胞培养课件-2024-2025学年高二下学期生物人教版选择性必修3

第2章

细胞工程第2节

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动物细胞工程技术动物细胞工程（基础）第1课时

动物细胞培养从社会中来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。那么，怎样才能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？可以从病人身上取少量正常、健康的皮肤在体外进行培养、扩增动物细胞培养通过细胞培养构建的人造皮肤

人造皮肤

自体皮肤移植怎样才能获得大量的自体健康皮肤？如何用自体皮肤的单个细胞培养出可供移植的皮肤？1、概念：从动物体中

相关的____，将它_____________，然后在_____________下，让这些细胞_____和_____的技术；2、原理：__________________3、地位：__________________4、结果：获得细胞或细胞产物取出组织分散成单个细胞适宜的培养条件生长增殖细胞增殖动物细胞工程的基础一、动物细胞培养思考：结合动物细胞培养的概念，思考其基本原理是什么？二、动物细胞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

（1）培养基：

含血清等天然成分的合成培养基培养动物细胞一般用液体培养基，也叫培养液（2）营养物质:糖类、氨基酸、无机盐、维生素等血清（可补充培养基中缺乏的营养物质）1、营养2、无菌、无毒的环境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（清除代谢物，防止代谢物积累对细胞造成危害）（1）无菌（2）无毒③添加抗生素（防止杂菌污染）（1）适宜的温度：（2）适宜的pH：（3）适宜的渗透压：36.5±0.5℃7.2-7.4维持细胞正常的形态和功能3、温度、pH和渗透压（1）组成：主要有___和____

①O2：_____________________②CO2：_________________________（2）培养容器：

_______或____________（3）培养：

和

的混合气体O2CO2O2是细胞代谢所必需的

维持培养液的pH培养皿松盖培养瓶95%空气5%CO2CO2培养箱4、气体环境(1)培养前，为什么要将组织分散成单个细胞?(2)怎样将组织分散成单个细胞?(3)细胞培养一段时间，分裂会受阻，这是什么现象?

怎样解决这一问题?(4)尝试写出动物细胞培养的基本流程。阅读课本P44-45页，并思考以下问题:三、动物细胞培养的过程取动物组织制成细胞悬液进行传代培养转入培养液进行原代培养分瓶细胞悬液机械方法、胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理原代培养传代培养单个细胞培养液用胰蛋白酶分散细胞，说明细胞间的物质主要是蛋白质。动物细胞培养适宜的PH为7.2—7.4，此环境下胃蛋白酶（2.0）没有活性，而胰蛋白酶(7.2-8.4)的活性较高动物组织块培养皿或培养瓶，CO2培养箱幼龄动物:细胞分裂能力强接触抑制胰蛋白酶或胶原蛋白酶注意：①不能用胃蛋白酶

（此PH时失活）②胰蛋白酶处理时间不能过长（会分解膜蛋白）传代培养视频演示1、相关概念:（3）细胞贴壁：细胞贴在瓶壁上（4）接触抑制：细胞表面接触时停止分裂(2)传代培养：分瓶后的培养(1)原代培养：分瓶前的初次培养思考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。2、体外培养细胞的类型：分裂受阻原因：细胞密度过大、有害代谢物积累、营养物质缺乏都需分瓶培养（1）悬浮生长类：能够____在培养液中生长增殖悬浮（2）贴壁生长类：需贴附于某些____表面（如培养瓶壁）才能生长增殖基质（大多数）分裂受阻原因：细胞密度过大、有害代谢物积累、营养物质缺乏和接触抑制(3)分瓶培养(传代培养)悬浮细胞贴壁细胞离心法收集胰蛋白酶处理制成细胞悬液分瓶培养①收集细胞②将收集的细胞制成细胞悬液，分瓶培养思考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，这时细胞能保持正常的二倍体核型；

传代培养一般传至10-50代左右时，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；3、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特有成分培养结果培养目的细胞的全能性细胞增殖固体

液体植物激素血清植物体新细胞快速繁殖、脱毒苗获得细胞或细胞产物四、干细胞培养及其应用1、分布：干细胞存在于

、______和_______等多种组织和器官中；2、分类：干细胞包括

和

等

早期胚胎骨髓脐带血胚胎干细胞成体干细胞早期胚胎骨髓脐带血（1）胚胎干细胞：（ES细胞）

①分布：存在于

中②特点：____________________________________________________________________________________③应用：

早期胚胎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ES细胞在体外分化成心肌细胞、神经元细胞和造血干细胞等.具有发育的全能性红细胞血小板各类白细胞造血干细胞（2）成体干细胞①分布：存在于

中②常见类别：包括_____中的

、________中的_________、____中的

等成体组织或器官内骨髓造血干细胞神经系统神经干细胞睾丸精原干细胞③特点

____________________________________________________________________________________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注意：造血干细胞是发现最早、研究最多的、应用最成熟的一类，主要存在于成体的骨髓、外周血和脐带血中④应用：通过造血干细胞的移植可以治疗白血病、遗传性血液病（如地中海贫血、血液再生障碍性贫血、镰刀状细胞贫血）等疾病。

白血病是一类造血干细胞恶性克隆性疾病。主要由白细胞因为增殖失控、分化障碍、凋亡受阻等机制在骨髓和其他造血组织中大量增殖累积，同时抑制正常造血功能所引起。

临床可见不同程度的贫血、出血、感染发热以及肝、脾、淋巴结肿大和骨骼疼痛。④应用：

神经干细胞：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）胚胎干细胞的局限性：胚胎干细胞必须从_____中获取，涉及________；①概念：通过体外诱导__________，获得

的一种细胞，称为诱导多能干细胞，简称_______胚胎伦理问题成纤维细胞类似胚胎干细胞iPS细胞（3）诱导多能干细胞：（iPS细胞）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

②获取方法：__________________________________________________________________________________________________________________将特定基因导入细胞中将特定蛋白导入细胞中用小分子化合物诱导③来源：成纤维细胞、T细胞、B细胞思考：iPS细胞是否只能通过体外诱导成纤维细胞获得？优缺点：*因此，普遍认为iPS细胞的应用前景优于胚胎干细胞不发生免疫排斥，但可能导致肿瘤发生练习与应用（P47）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（

）×√××一、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练习与应用（P47）一、概念检测A二、拓展应用

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?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。练习与应用（P47）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。二、拓展应用现在关于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。（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？练习与应用（P47）无菌、无毒营养温度、pH和渗透压气体环境制备细胞悬液原代培养传代培养动物细胞培养动物细胞培养的条件动物细胞培养的过程干细胞的培养和应用干细胞的种类、特点及应用iPS细胞