动物细胞培养【教学课件】 2025-2026学年高二下学期生物人教版选择性必修3

第2章第2节（一）动物细胞培养学习目标01阐明动物细胞培养的条件和过程02简述干细胞在生物医学工程中具有广泛的应用价值01从社会中来01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。怎样才能获得大量的自体健康皮肤？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。皮肤烧伤通过动物细胞培养构建的人造皮肤自主学习任务单（一）请同学们阅读教材P43~44的内容，思考讨论并回答下列问题：1.机体给体内的细胞提供了哪些适宜的条件使其能够维持正常的生命活动?2.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?02动物细胞培养的条件操作原因：原理：细胞增殖

幼龄动物的细胞与老龄动物的细胞比较，分化程度低的细胞与分化程度高的细胞比较，哪些细胞更易于培养？为什么？将组织块分散成单个细胞后，细胞所需的营养容易供应，其代谢废物容易排出。幼龄动物的细胞和分化程度低的细胞更易培养。原因是这些细胞分裂能力强。概念：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。02动物细胞培养的条件7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充足的营养、稳定的内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用液体培养基，也称为培养液营养02动物细胞培养的条件

血清中含有蛋白质、氨基酸、葡萄糖、激素等，氨基酸有多种，是细胞合成蛋白质的基本成分，其中有些氨基酸动物细胞本身不能合成（称为必需氨基酸），必须由培养液提供；血清激素有胰岛素、生长激素等及多种生长因子；血清还含有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；因此，细胞培养时，要保证细胞能够顺利生长和增殖，一般需添加10%～20%的血清。为什么对动物细胞进行培养时通常要添加血清？人们对所需营养物质尚未全部研究清楚，因此需要加一些天然成分资料：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？02动物细胞培养的条件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______________________________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②适宜的pH：③适宜的渗透压：02动物细胞培养的条件02动物细胞培养的条件动物细胞培养所需气体主要有_____和______用培养皿或松盖培养瓶，在含有

和

的混合气体的____________O2CO2细胞代谢所必需的维持培养液的pH95%空气5%CO2CO2培养箱(1)组成不同气体的作用是什么？(2)培养仪器（95%）O2:（5%）CO2：动物细胞培养的基本操作过程是什么？过渡气体环境：03动物细胞培养的过程自主学习任务单（二）请同学们阅读教材P44~45的内容，思考讨论并回答下列问题：1.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.培养前，为什么要将组织分散成单个细胞?3.怎样将组织分散成单个细胞?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?03动物细胞培养的过程取动物组织制成细胞悬液转入培养液原代培养分瓶传代培养03动物细胞培养的过程取动物组织用机械法或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理分散成单个细胞加培养液细胞悬液在培养皿或培养瓶内原代培养悬浮生长贴壁生长(大多数）细胞密度过大、有害代谢物积累、营养物质缺乏等出现接触抑制细胞分裂受阻解决方法传代培养分瓶培养②制成细胞悬液，分瓶培养①收集细胞悬浮培养的细胞：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03动物细胞培养的过程培养过程中出现了几个概念：要求：培养瓶（皿）内表面光滑、无毒、易于贴附(1)细胞贴壁:大多数体外培养的细胞需要___________________才能生长增殖，这类细胞往往贴附在培养瓶的________上。贴附于某些基质表面瓶壁(2)接触抑制:当______细胞生长到_____________时，细胞通常会___________。贴壁表面相互接触停止分裂增殖通常将_________的细胞培养，即动物组织经_____后的________称为原代培养；(3)原代培养：(4)传代培养：将_______的细胞培养称为传代培养。分瓶之前处理初次培养分瓶后10代以内的细胞10-50代的细胞03动物细胞培养的过程形成一层细胞可形成多层细胞肿瘤细胞失去接触抑制，癌细胞的细胞膜上糖蛋白等物质减少，条件适宜在培养液可以无限增殖下去。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03动物细胞培养的过程思考1.取什么样的组织？原因？选动物胚胎或幼龄动物的器官或组织原因：其细胞生命力旺盛，分化程度低，分裂能力强，容易培养。思考2.为什么要分散成单个细胞？思考3.用胰蛋白酶分散细胞，说明什么问题？思考4.可以用胃蛋白酶处理吗？为什么？①成块组织中细胞与细胞靠在一起，彼此限制了生长与增殖;

②便于细胞从培养液中获得营养，保证细胞内的有害代谢物及时排出。

动物细胞间的物质主要是蛋白质不可以，因为胃蛋白酶的最适pH为1.5左右，多数动物细胞生存的pH为7.2-7.4,胃蛋白酶在此环境下会失活。胰蛋白酶在此环境下活性较高。03动物细胞培养的过程不对；使用胰蛋白酶时，要控制好作用时间，因为胰蛋白酶不仅能分解细胞间的蛋白质，长时间作用还会分解细胞膜蛋白等，对细胞造成损伤。思考5.酶解法较温和，一定不会对动物细胞造成损伤，对吗？纤维蛋白、胶原蛋白等03动物细胞培养的过程原代培养传代培养细胞株细胞系思考6.正常细胞能否一直传代培养下去？遗传物质改变遗传物质有的改变分瓶培养细胞悬浮液10代细胞50代细胞无限传代不可以；细胞的传代培养一般传至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；传至10-50代左右时，增殖会逐渐缓慢，以至于完全停止，这时部分细胞的细胞核型可能会发生变化，这一阶段的细胞称为细胞株；继续传代培养时，少部分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，正在朝着等同于癌细胞的方向发展，这一阶段的细胞称为细胞系，细胞系的遗传物质一定改变了；遗传物质有的改变03动物细胞培养的过程思考7.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03动物细胞培养的过程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等条件自主学习任务单（三）请同学们阅读教材P44~45的内容，思考讨论并回答下列问题：1.什么是干细胞？它有哪些类型？这些类型各有怎样的特点和哪些方面的应用？2.科学家是怎样获得诱导多能干细胞（IPS细胞）的？这种细胞与胚胎干细胞相比，有哪些应用优势？3.干细胞用于临床治疗可能存在什么问题？4.你如何看待干细胞在临床上的应用所产生的效益与风险？04干细胞培养及应用干细胞存在于__________、_____和_______等多种组织和器官中。干细胞：动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞，这些细胞叫作干细胞。早期胚胎骨髓脐带血1.分布:04干细胞培养及应用干细胞包括_____________和_____________等。2.类型:胚胎干细胞成体干细胞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04干细胞培养及应用目前科学家已经分离了兔、牛、猴和人等的ES细胞，并证明了ES细胞可以在体外分化成心肌细胞、神经元和造血干细胞等细胞。(1)来源：(2)作用：(3)成果：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。胚胎干细胞(ES细胞)04干细胞培养及应用成体干细胞成体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。(1)来源：(2)分类：(3)作用：(骨髓外周血和脐带血中)(神经系统中)(睾丸中)成体干细胞是成体组织或器官内的干细胞神经干细胞造血干细胞精原干细胞血细胞精原细胞分化分化分化神经细胞04干细胞培养及应用

2006年，科学家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，将它称为诱导多能干细胞（简称iPS细胞），并用iPS细胞治疗了小鼠的镰状细胞贫血。诱导多能干细胞的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。资料：04干细胞培养及应用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诱导iPS细胞及其应用04干细胞培养及应用诱导iPS细胞及其应用病人神经细胞肌肉细胞血细胞造血干细胞体细胞器官①

诱导iPS细胞形成正常神经干细胞，可以治疗神经组织损伤和神经系统退行性疾②

诱导iPS细胞形成正常造血干细胞，移植后可恢复病人的造血和免疫功能。病（如帕金森病、阿尔兹海默症等）。③

诱导iPS细胞形成心肌细胞等，可以治疗心血管疾病。04干细胞培养及应用诱导多能干细胞优点：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。05课堂小结无菌、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细胞的培养和应用06课堂小测1.动物细胞培养是动物细胞工程的基础。下列关于动物细胞培养的叙述，错误的是(

)A.无论原代培养还是传代培养，大多数细胞是悬浮在培养液中生长增殖的B.进行分瓶培养的原因之一是贴壁细胞发生接触抑制C.动物细胞培养液中可添加抗生素防止杂菌生长D.进行动物细胞培养需将培养液的pH调至7.2-7.4A解析：动物细胞培养时，大多数细胞具有贴壁生长的特性，仅少数细胞（如淋巴细胞）可悬浮生长，并非大多数细胞悬浮在培养液中生长增殖，A错误；贴壁生长的细胞增殖到相互接触时会发生接触抑制，停止分裂增殖，因此需要进行分瓶的传代培养，B正确；抗生素可抑制细菌等杂菌的生长繁殖，动物细胞培养液中添加抗生素能减少杂菌污染，保证细胞培养正常进行，C正确；动物细胞生活的内环境pH约为7.2~7.4，因此进行动物细胞培养时需将培养液pH调至该范围，保障细胞正常的生命活动，D正确。06课堂小测2.某动物细胞培养过程中，细胞贴壁生长至接触抑制时，需分装培养，实验操作过程如图。下列叙述正确的是(

)A.图中所示的过程为传代培养B.①中消化液通常为胃蛋白酶C.②中培养液需加入激素，有利于促进细胞增殖D.若细胞出现了接触抑制，细胞可能发生了癌变A解析：图中细胞贴壁生长至接触抑制后分装培养，该过程为传代培养，原代培养是首次培养，传代培养是分瓶继续培养，A正确；①中消化液为胰蛋白酶或胶原蛋白酶，胃蛋白酶的最适pH为1.5左右，动物细