2.2.1動物細胞培養(yǎng)課件【知識精講精研】高二下學期生物人教版選擇性必修3

希普：首例胚胎移植成功哈里森:首創(chuàng)動物組織體外培養(yǎng)法張明覺：發(fā)現(xiàn)哺乳動物精子獲能現(xiàn)象格登、童第周：體細胞核移植成功試管家兔誕生米爾斯坦和科勒：創(chuàng)立單克隆抗體技術胚胎分割移植成功埃文斯：成功分離和培養(yǎng)小鼠的胚胎干細胞克隆羊多莉誕生山中伸彌：獲得誘導多能干細胞單細胞基因組測序進行遺傳病篩查的試管嬰兒誕生我國科學家首次培育了體細胞克隆猴。1890年1907年1951年1958年1959年1975年1978年1981年1996年2006年2014年2017年動物細胞工程的發(fā)展歷程科技探索之路第2節(jié)動物細胞培養(yǎng)第2章細胞工程動物細胞工程常用的技術：動物細胞培養(yǎng)動物細胞融合動物細胞核移植等動物細胞工程的基礎從社會中來

在治療大面積燒傷時，通常采用的方法是取燒傷病人的健康皮膚進行自體移植。但對這樣的病人來說，自體健康皮膚非常有限，使用他人皮膚來源又不足，而且會產生免疫排斥反應。那么，怎樣才能獲得大量的自體健康皮膚？能不能用自體皮膚的單個細胞培養(yǎng)出可供移植的皮膚？通過細胞培養(yǎng)構建的人造皮膚

可以從病人身上取少量正常、健康的皮膚在體外進行培養(yǎng)、擴增；

目前，科學家還在研究對皮膚干細胞進行培養(yǎng)，以獲得適合臨床上使用的人造皮膚；一動物細胞培養(yǎng)0102動物細胞培養(yǎng)的條件03干細胞培養(yǎng)及其應用動物細胞培養(yǎng)的過程1.概念從動物體中____相關的____，將它_____________，然后在_____________下，讓這些細胞_____和_____的技術；2.原理：__________________

取出組織分散成單個細胞適宜的培養(yǎng)條件生長增殖細胞增殖（有絲分裂）動物細胞培養(yǎng)將細胞所需的營養(yǎng)物質按種類和所需量嚴格配制而成的培養(yǎng)基含人類未知、細胞生長增殖所必需的物質，滿足細胞對未知營養(yǎng)成分的需求。（1）培養(yǎng)基的構成：合成培養(yǎng)基+血清等天然成分一般使用液體培養(yǎng)基，也稱為培養(yǎng)液01動物細胞培養(yǎng)的條件2.培養(yǎng)條件：（2）培養(yǎng)基的物理性質①適宜的溫度：哺乳動物細胞多以___________為宜；②適宜的pH：多數動物細胞的適宜pH為________；③適宜的滲透壓：維持細胞正常的形態(tài)和功能。①培養(yǎng)液、培養(yǎng)用具：滅菌處理；②無菌操作；定期更換培養(yǎng)液，以便清除代謝物。01動物細胞培養(yǎng)的條件36.5±0.5℃7.2-7.4思考？如何防止培養(yǎng)過程中的微生物污染？③適量添加抗生素維持培養(yǎng)液的pH95%空氣

+5%CO2的CO2培養(yǎng)箱CO2培養(yǎng)箱01動物細胞培養(yǎng)的條件2.培養(yǎng)條件：O2：細胞有氧呼吸所必需動物細胞培養(yǎng)所需氣體主要有___和____O2CO2體外培養(yǎng)的動物細胞可以分為兩大類：一類細胞能夠懸浮在培養(yǎng)液中生長增殖；另一類則需要貼附于某些基質表面才能生長增殖，大多數細胞屬于這種類型，這類細胞往往貼附在培養(yǎng)瓶的瓶壁上，這種現(xiàn)象稱為細胞貼壁。懸浮培養(yǎng)瓶02動物細胞培養(yǎng)的過程1.體外培養(yǎng)的動物細胞分類：取動物組織（動物胚胎或幼齡動物）用機械的方法，或用胰蛋白酶、膠原蛋白酶處理單個細胞加培養(yǎng)液細胞懸液原代培養(yǎng)（10代以內）在培養(yǎng)皿或培養(yǎng)瓶中傳代培養(yǎng)（10代以后）

二、動物細胞培養(yǎng)的過程分瓶1102動物細胞培養(yǎng)的過程①原代培養(yǎng)：指動物組織經處理后的初次培養(yǎng),分瓶前的細胞培養(yǎng)。②傳代培養(yǎng)：分瓶后的細胞培養(yǎng)。懸浮細胞貼壁細胞②制成細胞懸液，分瓶培養(yǎng)①收集細胞加培養(yǎng)液離心法胰蛋白酶，離心法1.需分瓶進行傳代培養(yǎng)的原因：取動物組織（動物胚胎或幼齡動物）用機械的方法，或用胰蛋白酶、膠原蛋白酶處理單個細胞加培養(yǎng)液細胞懸液原代培養(yǎng)（10代以內）傳代培養(yǎng)（10代以后）

分瓶分裂受阻。懸浮細胞：細胞密度過大、有害代謝物積累和培養(yǎng)液中營養(yǎng)物質等；貼壁細胞：除上述因素影響外，還會發(fā)生接觸抑制現(xiàn)象。2.分瓶培養(yǎng)的步驟：1202動物細胞培養(yǎng)的過程1）選幼齡動物（或胚胎）的組織這些個體的細胞分化程度低、增殖能力強，易培養(yǎng)。3）分散細胞時為何不選用胃蛋白酶？2）培養(yǎng)前為什么分散成單個細胞？①分散不會限制彼此的生長與增殖；②分散有利于與培養(yǎng)液充分接觸，保證O2與營養(yǎng)供應和代謝物及時排出。多數動物細胞生存的適宜pH為7.2～7.4，而胃蛋白酶的適宜pH約為2，在此環(huán)境中會失活。思考？4.離心的作用？5.動物細胞培養(yǎng)技術有沒有體現(xiàn)動物細胞的全能性？在沉淀中得到細胞，同時去掉上清液中的胰蛋白酶未體現(xiàn)；動物細胞培養(yǎng)只是細胞增殖的過程思考？

6.“細胞增殖到互相接觸的時候，糖蛋白識別了這種信息，就會使細胞停止繼續(xù)繁殖，出現(xiàn)接觸抑制的現(xiàn)象”試結合上述解釋，舉例說明哪種細胞無接觸抑制現(xiàn)象，并闡述原因癌細胞；癌細胞的細胞膜上糖蛋白等物質減少取動物組織用機械法或用胰蛋白酶、膠原蛋白酶等處理分散成單個細胞解決懸浮生長貼壁生長(大多數）細胞密度過大、有害代謝物積累、營養(yǎng)物質缺乏等接觸抑制傳代培養(yǎng)細胞懸液原代培養(yǎng)分瓶培養(yǎng)①原代培養(yǎng)：指動物組織經處理后的初次培養(yǎng)。②細胞貼壁：某些細胞需要貼附于某些基質表面才能增殖，這類細胞往往貼附在培養(yǎng)瓶的瓶壁上。③接觸抑制：當貼壁細胞分裂生長到表面相互接觸時，細胞停止分裂增殖的現(xiàn)象。④傳代培養(yǎng)：分瓶后的細胞培養(yǎng)。加培養(yǎng)液在培養(yǎng)皿或培養(yǎng)瓶內懸浮培養(yǎng)的細胞:直接用離心法收集貼壁細胞:用胰蛋白酶處理分散成單個細胞，用離心法收集細胞分裂受阻②制成細胞懸液，分瓶培養(yǎng)①收集細胞

相關概念植物組織培養(yǎng)動物細胞培養(yǎng)原理培養(yǎng)前處理取材培養(yǎng)基的物理性質培養(yǎng)基的成分特有成分植物細胞的全能性細胞增殖離體用機械法或胰蛋白酶、膠原蛋白酶將組織細胞分散開離體植物器官、組織、細胞動物胚胎或幼齡動物的組織、器官固體液體(又稱培養(yǎng)液)有機營養(yǎng)成分無機營養(yǎng)成分植物激素糖類、氨基酸、無機鹽、維生素等營養(yǎng)物質及一些天然成分如血清植物激素血清動物細胞培養(yǎng)和植物組織培養(yǎng)的比較植物組織培養(yǎng)動物細胞培養(yǎng)特殊環(huán)境條件結果是否體現(xiàn)細胞的全能性過程相同點再分化需光氣體環(huán)境一般獲得新的植株獲得大量細胞是否①培養(yǎng)過程中細胞都進行有絲分裂，不涉及減數分裂；②均需無菌操作，需要適宜的溫度、pH等條件。2023/12/11外植體脫分化愈傷組織再分化根、芽幼苗完整植株移栽成活取動物組織制成細胞懸液轉入培養(yǎng)液進行原代培養(yǎng)分瓶進行傳代培養(yǎng)動物細胞培養(yǎng)和植物組織培養(yǎng)的比較1803干細胞培養(yǎng)及其應用1.干細胞的概念：2.干細胞的來源：3.干細胞的類型：

動物和人體內保留的具有分裂和分化能力的細胞。在一定的條件下，干細胞可以分化成其他類型的細胞。早期胚胎、骨髓和臍帶血等多種組織和器官中。早期胚胎中具有分化為成年動物體內的任何一種類型的細胞，并進一步形成機體的所有組織和器官甚至個體的潛能。胚胎干細胞分布特點應用實例

在體外分化成心肌細胞、神經元細胞和造血干細胞等局限性必須從胚胎中獲取，涉及倫理問題；因而限制了在醫(yī)學上的應用。03干細胞培養(yǎng)及其應用1.ES細胞：成體組織或器官內造血干細胞（骨髓、外周血和臍帶血中）神經干細胞（神經系統(tǒng)中）精原干細胞（睪丸中）具有組織特異性，只能分化成特定的細胞或組織，不具有發(fā)育成完整個體的能力2.成體干細胞分布舉例特點應用實例治療神經組織損傷和神經系統(tǒng)退行性疾?。ㄈ缗两鹕?、阿爾茨海默病等）治療白血病及一些惡性腫瘤放療或化療后引起的造血系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)功能障礙等疾病造血干細胞→神經干細胞→治療細胞損傷造成的疾病03干細胞培養(yǎng)及其應用誘導小鼠成纖維細胞得到的類似胚胎干細胞的一種細胞①將特定基因或特定蛋白導入細胞

（成纖維細胞、已分化的T細胞、B細胞）誘導多能干細胞概念制備方法應用優(yōu)點②用小分子化合物誘導形成。①誘導過程無須破壞胚胎；②iPS細胞可以來源于病人自身的體細胞，將它移植回病人體內后，理論上可以避免免疫排斥反應。可治療鐮狀細胞貧血癥；在治療阿爾茲海默病、心血管疾病等的研究也取得新進展03干細胞培養(yǎng)及其應用3.iPS細胞：*因此，普遍認為iPS細胞的應用前景優(yōu)于胚胎干細胞誘導多能干細胞（iPS細胞）多種體細胞定向誘導分化體外誘導小鼠成纖維細胞臨床治療人類疾病如：白血病、帕金森病、阿而茨海默病等03干細胞培養(yǎng)及其應用移植取成纖維細胞等iPS細胞轉入相關因子細胞發(fā)生轉化分化胰島細胞神經元血細胞腸上皮細胞心肌細胞肝細胞病人iPS細胞用于治療人類疾病示意圖iPS細胞的應用前景：無菌、無毒營養(yǎng)溫度、pH和滲透壓氣體環(huán)境制備細胞懸液原代培養(yǎng)傳代培養(yǎng)動物細胞培養(yǎng)動物細胞培養(yǎng)的條件動物細胞培養(yǎng)的過程干細胞的培養(yǎng)和應用干細胞的種類、特點及應用iPS細胞的培養(yǎng)和應用課堂小結1.判斷下列有關動物細胞培養(yǎng)的表述是否正確。（1）培養(yǎng)環(huán)境中需要O2，不需要CO2。（

）（2）細胞要經過脫分化形成愈傷組織。（

）（3）培養(yǎng)液中通常含有糖類、氨基酸、無機鹽、維生素和動物血清（

）（4）培養(yǎng)瓶中的細胞需定期用胰蛋白酶處理,分瓶后才能繼續(xù)增殖（

）練習與應用×√××2.干細胞有著廣泛的應用前景。下列相關敘述錯誤的是()A.干細胞是從胚胎中分離提取的細胞B.造血干細胞可以分化為各種血細胞C.不同類型的干細胞,它們的分化潛能是有差別的D.由iPS細胞產生的特定細胞,可以在新藥的測試中發(fā)揮重要作用A一、概念檢測【基礎過關】(1)動物細胞培養(yǎng)體現(xiàn)了動物細胞的全能性()(2)培養(yǎng)保留接觸抑制的細胞在培養(yǎng)瓶壁上可形成多層細胞(

)(3)懸浮培養(yǎng)的細胞直接用離心法收集，貼壁細胞需要用胰蛋白酶等處理后再用離心法收集()(4)動物細胞培養(yǎng)時，O2是細胞代謝所必需的，CO2的主要作用是維持培養(yǎng)液的pH(

)(1)干細胞都是來源于早期胚胎。()(2)造血干細胞是發(fā)現(xiàn)最早、研究最多、應用也最為成熟的一類成體干細胞，主要存在于成體的骨髓、外周血和臍帶血中。()(3)不同類型的干細胞，它們的分化潛能完全相同。(

)(4)iPS細胞是一種人工誘導產生的多能干細胞，在治療阿爾茨海默病、心血管疾病領域具有重要的研究價值。(

)××√√×√×√例1

[2022·衡陽聯(lián)考]

下列關于動物細胞培養(yǎng)的敘述，<zzd>不正確</zzd>的是(

)。

B

例2

[2022·無錫期中]

下圖表示動物細胞培養(yǎng)的過程，下列有關該過程的說法，正確的是(

)。BA.乙中進行動物細胞培養(yǎng)時通入無菌空氣即可B.宜用胰蛋白酶將甲中的動物組織分散為單個細胞C.甲中用于培養(yǎng)的動物細胞宜取自成年動物D.丙中細胞大量增殖后，細胞之間相互接觸能促進細胞的分裂【典例1】如圖所示為動物細胞培養(yǎng)的基本過程，下列關于甲、乙、丙、丁四個操作過程的敘述，正確的是(

)CA.甲過程可選取動物個體的任何組織細胞B.乙過程可用纖維素酶和果膠酶處理細胞C.丙過程所用培養(yǎng)液中需添加動物血清D.丁過程中的細胞因接觸抑制而大量死亡例3

[2022·聊城期中]

干細胞是一類未參與分化或未完全分化的細胞，分裂能力強。按照其來源分為胚胎干細胞和成體干細胞（如造血干細胞、神經干細胞）等。下列關于干細胞的說法，<zzd>錯誤</zzd>的是(

)。A.干細胞存在于早期胚胎、脊髓和臍帶血等多種組織和器官中B.胚胎干細胞的分化程度小于造血干細胞C.骨髓移植治療白血病就是利用了造血干細胞能分化成各種血細胞的能力D.成體干細胞具有組織特異性，只能分化成特定的細胞和組織A[解析]

干細胞存在于早期胚胎、骨髓和臍帶血等多種組織和器官中，包括胚胎干細胞和成體干細胞等，A錯誤；一般認為成體干細胞具有組織特異性，只能分化成特定的細胞或組織，不具有發(fā)育成完整個體的能力，D正確。

D

【典例2】動物和人體內具有分裂和分化能力的細胞稱為干細胞。對右圖的相關敘述中，錯誤的是(

) A.a過程可表示干細胞的自我更新 B.b、c過程表示干細胞具有分化能力 C.a、b、c過程中細胞的遺傳信息表達情況不同 D.a、b、c過程中遺傳物質發(fā)生了定向改變

D【當堂檢測】1.相對細菌和植物細胞而言，動物細胞離體培養(yǎng)更需關注培養(yǎng)基的滲透壓，這是因為動物細胞(

) A.沒有中央液泡，不能發(fā)生滲透作用 B.滲透壓遠高于細菌或植物細胞的滲透壓 C.沒有細胞壁，易吸水漲破 D.生長緩慢，各生長階段對環(huán)境的滲透壓要求不同2.下列關于動物細胞培養(yǎng)的敘述不正確的是(

)A.動物細胞培養(yǎng)技術的原理是細胞膜的流動性B.傳代培養(yǎng)時需要用胰蛋白酶處理貼壁生長的細胞C.癌細胞在培養(yǎng)瓶中不會出現(xiàn)接觸抑制現(xiàn)象D.動物細胞培養(yǎng)一般需要使用CO2培養(yǎng)箱CA3.下圖為科學家在實驗室中培養(yǎng)“人造牛肉”的簡要過程。相關敘述正確的是(

)CA.用胃蛋白酶處理牛肌肉組織，獲得分裂能力強的肌肉干細胞B.生物反應器中應充以95%空氣加5%CO2的混合氣體，CO2的作用是刺激細胞呼吸C.培養(yǎng)液中的支架提供了更多的細胞吸附面積，有利于細胞貼壁生長D.“人造牛肉”的培養(yǎng)有利于牛肉的工廠化生產，但環(huán)境污染嚴重4.完成下列問題：1.過程①處理方法有:_____________________。2.過程②為_____________________________3.培養(yǎng)的動物細胞有兩類:①懸浮在_______中生長增殖;②___________________生長增殖。4.過程③為_____培養(yǎng),進行過