【生物】動(dòng)物細(xì)胞工程第1課時(shí)課件-2023-2024學(xué)年高二下學(xué)期生物人教版選擇性必修3

溫故知新第2章細(xì)胞工程第2節(jié)動(dòng)物細(xì)胞工程一

動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)目標(biāo)010203用歸納與概括、演繹與推理等方法，用文字和圖示說(shuō)明動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的過(guò)程。（科學(xué)探究）運(yùn)用穩(wěn)態(tài)與平衡觀，分析動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的條件。（生命觀念）對(duì)干細(xì)胞培養(yǎng)用于人類疾病治療等社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題進(jìn)行科學(xué)評(píng)價(jià)（社會(huì)責(zé)任）學(xué)習(xí)目標(biāo)問(wèn)題1：怎樣才能獲得大量的自體健康皮膚？問(wèn)題2：能不能用自體皮膚的單個(gè)細(xì)胞培養(yǎng)出可供移植的皮膚？可以從病人身上取少量正常、健康的皮膚在體外進(jìn)行培養(yǎng)、擴(kuò)增；目前，科學(xué)家還在研究對(duì)皮膚干細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)以獲得適合臨床上使用的人造皮膚。從社會(huì)中來(lái)通過(guò)細(xì)胞培養(yǎng)構(gòu)建的人造皮膚

在治療大面積燒傷時(shí)，通常采用的方法是取燒傷病人的健康皮膚進(jìn)行自體移植。但對(duì)這樣的病人來(lái)說(shuō)，自體健康皮膚非常有限，使用他人皮膚來(lái)源又不足，而且會(huì)產(chǎn)生免疫排斥反應(yīng)。課本P43人體再生術(shù)的秘密—人造皮膚（視頻）①動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)③動(dòng)物細(xì)胞核移植②動(dòng)物細(xì)胞融合動(dòng)物細(xì)胞工程是最基礎(chǔ)的技術(shù)什么是動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)？動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的作用？克隆猴：中中和華華克隆皮膚單克隆抗體課本P43第一段【思考】：動(dòng)物組織的選擇：

幼齡動(dòng)物or老齡動(dòng)物幼齡個(gè)體的細(xì)胞分化程度低、分裂能力強(qiáng)，易培養(yǎng)。

從動(dòng)物體中取出相關(guān)的組織，將它分散成單個(gè)細(xì)胞，然后在適當(dāng)?shù)呐囵B(yǎng)條件下，讓這些細(xì)胞生長(zhǎng)和增殖的技術(shù)。動(dòng)物體組織單個(gè)細(xì)胞細(xì)胞生長(zhǎng)和增殖取出分散適宜條件原理地位對(duì)象目的細(xì)胞增殖（有絲分裂）動(dòng)物細(xì)胞工程的基礎(chǔ)獲得細(xì)胞或者細(xì)胞產(chǎn)物胚胎或幼齡動(dòng)物的細(xì)胞一、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的概念課本P43第二段思考：動(dòng)物細(xì)胞的培養(yǎng)需要哪些條件呢？231任務(wù)一：閱讀教材P43-44，結(jié)合選擇性必修一所學(xué)內(nèi)容思考以下問(wèn)題。

1、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)際上是在體外模擬體內(nèi)的生理?xiàng)l件進(jìn)行的培養(yǎng)，你認(rèn)為體外培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞需要滿足哪些條件?(教材P43圖2-9和P44第一段)2、①如何維持無(wú)菌、無(wú)毒的環(huán)境？②適宜的溫度、pH和滲透壓分別是多少？③適宜的氣體環(huán)境包括？分別有什么作用？如何保持該氣體環(huán)境？(教材P44第2-4段)《金版學(xué)案》P49例1【例1】一般來(lái)說(shuō),動(dòng)物細(xì)胞體外培養(yǎng)需要滿足的條件是()①無(wú)毒的環(huán)境②合成培養(yǎng)基里需添加血清等③無(wú)菌的環(huán)境④溫度一般與動(dòng)物體溫接近⑤只有O2的氣體環(huán)境⑥能調(diào)節(jié)培養(yǎng)液pH的CO2A.①②③④⑤⑥

B.①②③④⑤C.①③④⑤⑥ D.①②③④⑥D(zhuǎn)二、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的過(guò)程請(qǐng)同學(xué)們自主閱讀教材P44-45，思考并回答下列問(wèn)題：

1.根據(jù)教材P45圖2-12動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的過(guò)程圖初步構(gòu)建動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的流程。2.為什么選用動(dòng)物胚胎或幼齡個(gè)體的器官或組織做動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)材料？3.培養(yǎng)前，為什么要將組織分散成單個(gè)細(xì)胞？如何將組織分散成單個(gè)細(xì)胞？說(shuō)明細(xì)胞間的物質(zhì)主要是什么成分？用胃蛋白酶可以嗎？4.細(xì)胞培養(yǎng)一段時(shí)間，分裂會(huì)受阻，這是為什么?怎樣解決這一問(wèn)題?什么是細(xì)胞貼壁？什么是接觸抑制？5.什么是原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)？?jī)煞N“培養(yǎng)”都用到胰蛋白酶處理，對(duì)象相同嗎？二、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的過(guò)程①取動(dòng)物組織③制成細(xì)胞懸液⑤進(jìn)行傳代培養(yǎng)④轉(zhuǎn)入培養(yǎng)液進(jìn)行原代培養(yǎng)分瓶②分散成單個(gè)細(xì)胞根據(jù)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的概念及課本P45圖2-9，構(gòu)建動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的過(guò)程分瓶①取動(dòng)物組織②分散成單個(gè)細(xì)胞加培養(yǎng)液③制成細(xì)胞懸液④原代培養(yǎng)在培養(yǎng)皿或培養(yǎng)瓶中⑤傳代培養(yǎng)二、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的過(guò)程1.取動(dòng)物組織：(1)取材部位:一般取材于動(dòng)物胚胎或幼齡動(dòng)物的組織、器官。(2)取材原因:其細(xì)胞生命力旺盛，分化程度低，分裂能力強(qiáng)。①取動(dòng)物組織用機(jī)械的方法，或用胰蛋白酶、膠原蛋白酶處理②分散成單個(gè)細(xì)胞加培養(yǎng)液③制成細(xì)胞懸液④原代培養(yǎng)在培養(yǎng)皿或培養(yǎng)瓶中傳代培養(yǎng)二、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的過(guò)程2.分散成單個(gè)細(xì)胞：(1)原因:(2)方法:①細(xì)胞與細(xì)胞靠在一起，彼此限制了生長(zhǎng)和增殖。②分散有利于與培養(yǎng)液充分接觸，保證O2與營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)和代謝物及時(shí)排出。用①機(jī)械法或用②胰蛋白酶、③膠原蛋白酶等處理。(3)胃蛋白酶可以嗎？理由：不可以；胃蛋白酶作用的適宜pH約為2，而多數(shù)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的適宜pH為7.2-7.4，胃蛋白酶在此環(huán)境中失活，無(wú)法發(fā)揮作用課本P44最后一段課本P44左下角：說(shuō)明細(xì)胞間的物質(zhì)主要是什么成分？蛋白質(zhì)分瓶取動(dòng)物組織用機(jī)械的方法，或用胰蛋白酶、膠原蛋白酶處理分散成單個(gè)細(xì)胞加培養(yǎng)液制成細(xì)胞懸液原代培養(yǎng)在培養(yǎng)皿或培養(yǎng)瓶中傳代培養(yǎng)二、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的過(guò)程3.制細(xì)胞懸浮液：將細(xì)胞懸液放入培養(yǎng)皿或培養(yǎng)瓶?jī)?nèi)，置于適宜環(huán)境中培養(yǎng)。①懸浮生長(zhǎng)類：能夠懸浮在培養(yǎng)液中生長(zhǎng)增殖。需要貼附于某些基質(zhì)表面才能生長(zhǎng)增殖（細(xì)胞貼壁），大多數(shù)細(xì)胞屬于此類。②貼壁生長(zhǎng)類：(1)操作方法：(2)體外培養(yǎng)的動(dòng)物細(xì)胞類型課本P44最后一段分瓶取動(dòng)物組織用機(jī)械的方法，或用胰蛋白酶、膠原蛋白酶處理分散成單個(gè)細(xì)胞加培養(yǎng)液制成細(xì)胞懸液原代培養(yǎng)在培養(yǎng)皿或培養(yǎng)瓶中傳代培養(yǎng)細(xì)胞分裂受阻懸浮生長(zhǎng)貼壁生長(zhǎng)密度過(guò)大、有害代謝物積累和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)缺乏等原因接觸抑制原因解決辦法二、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的過(guò)程4.原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)：判斷依據(jù)：是否分瓶！(2)原代培養(yǎng)：(3)傳代培養(yǎng)：指動(dòng)物組織經(jīng)處理后的初次培養(yǎng)分瓶后的細(xì)胞培養(yǎng)。(1)細(xì)胞培養(yǎng)一段時(shí)間，分裂會(huì)受阻，這是為什么？怎樣解決

①懸浮培養(yǎng)的細(xì)胞會(huì)因細(xì)胞密度過(guò)大、有害代謝物積累和培養(yǎng)液中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)等因素而分裂受阻，②貼壁細(xì)胞在生長(zhǎng)增殖時(shí)，除受上述因素影響外，還會(huì)發(fā)生接觸抑制現(xiàn)象問(wèn)題課本P44最后課本P45第一段問(wèn)題分瓶①取動(dòng)物組織用機(jī)械的方法，或用胰蛋白酶、膠原蛋白酶處理②分散成單個(gè)細(xì)胞加培養(yǎng)液③制成細(xì)胞懸液④原代培養(yǎng)在培養(yǎng)皿或培養(yǎng)瓶中⑤傳代培養(yǎng)細(xì)胞分裂受阻懸浮生長(zhǎng)貼壁生長(zhǎng)密度過(guò)大、有害代謝物積累和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)缺乏等原因接觸抑制原因解決辦法二、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的過(guò)程5.傳代培養(yǎng)：用胰蛋白酶處理分散成單個(gè)細(xì)胞，再用離心法收集制成細(xì)胞懸液分瓶培養(yǎng)收集細(xì)胞①懸浮培養(yǎng)的細(xì)胞:②貼壁細(xì)胞:直接用離心法收集(3)傳代培養(yǎng)操作流程課本P45第一段思考：原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)都用到胰蛋白酶處理，對(duì)象相同嗎？不同1.判斷下列有關(guān)動(dòng)物細(xì)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(xì)胞要經(jīng)過(guò)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(wú)機(jī)鹽、維生素和動(dòng)物血清（

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

）×√××練習(xí)與應(yīng)用課本P47一、概念檢測(cè)比較項(xiàng)目植物組織培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)原理培養(yǎng)基性質(zhì)培養(yǎng)基特有成分培養(yǎng)過(guò)程培養(yǎng)結(jié)果培養(yǎng)目的相同點(diǎn)獲得細(xì)胞或細(xì)胞產(chǎn)物常用固體培養(yǎng)基新植株葡萄糖、動(dòng)物血清常用液體培養(yǎng)基細(xì)胞增殖植物細(xì)胞的全能性許多細(xì)胞快速繁殖等蔗糖、植物激素1.培養(yǎng)過(guò)程中細(xì)胞都進(jìn)行有絲分裂，不涉及減數(shù)分裂；2.均需無(wú)菌操作，需要適宜的溫度、pH等條件動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)PK植物組織培養(yǎng)原代培養(yǎng)、傳代培養(yǎng)脫分化、再分化注意：動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)不能形成新個(gè)體，只是獲得細(xì)胞或細(xì)胞產(chǎn)物（不體現(xiàn)細(xì)胞全能性）課本P45《金》P48點(diǎn)撥提升《金版學(xué)案》P49例2【例2】動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)與植物組織培養(yǎng)的主要區(qū)別是()A.動(dòng)物細(xì)胞可以傳代培養(yǎng),而植物細(xì)胞不能傳代培養(yǎng)B.動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)不需要在無(wú)菌條件下進(jìn)行C.培養(yǎng)基中所含有的成分和物理形態(tài)不同D.動(dòng)物細(xì)胞能夠無(wú)限增殖,而植物細(xì)胞只能培養(yǎng)成植株C思考1：是否接觸抑制可以作為判斷正常細(xì)胞和癌細(xì)胞的標(biāo)志之一由于接觸抑制，正常情況下只能單層細(xì)胞思考2：癌細(xì)胞；癌細(xì)胞的細(xì)胞膜上糖蛋白等物質(zhì)減少腫瘤細(xì)胞失去接觸抑制，條件適宜在培養(yǎng)液可以無(wú)限增殖下去。正常情況下，動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的細(xì)胞是單層還是雙層？“細(xì)胞增殖到互相接觸的時(shí)候，糖蛋白識(shí)別了這種信息，就會(huì)使細(xì)胞停止繼續(xù)繁殖，出現(xiàn)接觸抑制的現(xiàn)象”試結(jié)合上述解釋，舉例說(shuō)明哪種細(xì)胞無(wú)接觸抑制現(xiàn)象，并闡述原因。思考3：正常細(xì)胞能否一直傳代培養(yǎng)下去？不可以；細(xì)胞的原代培養(yǎng)一般傳至10代后就不易傳下去，這時(shí)細(xì)胞能保持細(xì)胞正常的二倍體核型；傳代培養(yǎng)一般傳至10-50代左右時(shí)，但少部分細(xì)胞遺傳物質(zhì)會(huì)改變，會(huì)克服壽命的自然極限，獲得不死性，朝著等同于癌細(xì)胞的方向發(fā)展；拓展（3）分布：1.干細(xì)胞（1）概念：（4）分類：電鏡下的胚胎干細(xì)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(xì)胞和成體干細(xì)胞等。動(dòng)物和人體內(nèi)仍保留的少數(shù)具有分裂和分化能力的細(xì)胞。在一定條件下，干細(xì)胞可以分化成其他類型的細(xì)胞。（2）特點(diǎn)：體積較小，細(xì)胞核大，核仁明顯。03四.干細(xì)胞培養(yǎng)及其應(yīng)用閱讀課本P46第一段早期胚胎中具有分化為成年動(dòng)物體內(nèi)的任何一種類型的細(xì)胞，并進(jìn)一步形成機(jī)體的所有組織和器官甚至個(gè)體的潛能。在體外分化成心肌細(xì)胞、神經(jīng)元細(xì)胞和造血干細(xì)胞等必須從胚胎中獲取，涉及倫理問(wèn)題；因而限制了在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用。分布特點(diǎn)應(yīng)用實(shí)例局限性胚胎干細(xì)胞（簡(jiǎn)稱ES細(xì)胞）成體組織或器官內(nèi)具有組織特異性，只能分化成特定的細(xì)胞或組織，不具有發(fā)育成完整個(gè)體的能力。成體干細(xì)胞分布特點(diǎn)舉例造血干細(xì)胞（骨髓、外周血和臍帶血中）精原干細(xì)胞（睪丸中）神經(jīng)干細(xì)胞（神經(jīng)系統(tǒng)中）血細(xì)胞和免疫細(xì)胞神經(jīng)細(xì)胞精原細(xì)胞也叫全能干細(xì)胞應(yīng)用最成熟閱讀課本P46第2段三、干細(xì)胞培養(yǎng)及其應(yīng)用3.誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iPS細(xì)胞）①誘導(dǎo)過(guò)程無(wú)須破壞胚胎；②iPS細(xì)胞可以來(lái)源于病人自身的體細(xì)胞，將它移植回病人體內(nèi)后，理論上可以避免免疫排斥反應(yīng)。可治療鐮狀細(xì)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(jìn)展因此，普遍認(rèn)為iPS細(xì)胞的應(yīng)用前景優(yōu)于胚胎干細(xì)胞誘導(dǎo)小鼠成纖維細(xì)胞得到的類似胚胎干細(xì)胞的一種細(xì)胞①將特定基因或特定蛋白導(dǎo)入細(xì)胞

（成纖維細(xì)胞、已分化的T細(xì)胞、B細(xì)胞）誘導(dǎo)多能干細(xì)胞概念制備方法應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)②用小分子化合物誘導(dǎo)形成。閱讀課本P46第3段四、干細(xì)胞培養(yǎng)及其運(yùn)用神奇的干細(xì)胞—干細(xì)胞的種類（視頻）課本P46移植取成纖維細(xì)胞等iPS細(xì)胞轉(zhuǎn)入相關(guān)因子細(xì)胞發(fā)生轉(zhuǎn)化分化胰島細(xì)胞神經(jīng)元血細(xì)胞腸上皮細(xì)胞心肌細(xì)胞肝細(xì)胞病人iPS細(xì)胞用于治療人類疾病示意圖①取成纖維細(xì)胞②轉(zhuǎn)入相關(guān)因子③細(xì)胞轉(zhuǎn)化為iPS細(xì)胞④誘導(dǎo)iPS細(xì)胞定向分化為多種組織細(xì)胞⑤移植回病人體內(nèi)誘導(dǎo)iPS細(xì)胞及其應(yīng)用4.誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iPS細(xì)胞）治療糖尿病疾病治療神經(jīng)疾病治療心血管疾病治療消化道疾病課本P47圖2-14四、干細(xì)胞培養(yǎng)及其運(yùn)用2.干細(xì)胞有著廣泛的應(yīng)用前景。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A.干細(xì)胞是從胚胎中分離提取的細(xì)胞B、造血干細(xì)胞可以分化為各種血細(xì)胞C.不同類型的干細(xì)胞，它們的分化潛能是有差別的D.由iPS細(xì)胞產(chǎn)生的特定細(xì)胞，可以在新藥的測(cè)試中發(fā)揮重要作用A課本P47練習(xí)與應(yīng)用一、概念檢測(cè)

現(xiàn)在關(guān)于iPS細(xì)胞的研究正在不斷深入。請(qǐng)你從以下兩個(gè)方面來(lái)查閱資料進(jìn)行思考。（1）由于誘導(dǎo)iPS細(xì)胞、促使其分化都需要時(shí)間，因此用某人特異的iPS細(xì)胞進(jìn)行醫(yī)療只限于時(shí)間比較充裕的情形。從實(shí)際事故、疾病發(fā)生的不可預(yù)測(cè)性方面考慮，如果要將這些細(xì)胞用于緊急情況，應(yīng)該提前采取什么措施?

像建立骨髓庫(kù)一樣，有研究團(tuán)隊(duì)正在嘗試建立HLA(HumanLeukocyteAntigen,人類白細(xì)胞抗原)多態(tài)性豐富的iPS細(xì)胞庫(kù)，可以為需要的人找到HIA匹配度較高的iPS細(xì)胞，這樣不僅可以節(jié)省時(shí)間、成本，還能減輕異體干細(xì)胞移植后發(fā)生的免疫排斥反應(yīng)。二、拓展應(yīng)用（2）如果誘導(dǎo)iPS細(xì)胞定向分化為生殖細(xì)胞的技術(shù)發(fā)展成熟，該技術(shù)可能會(huì)有哪些應(yīng)用？又可能帶來(lái)哪些問(wèn)題？該技術(shù)可能被用于治療不孕癥；獲得足夠量的生殖細(xì)胞來(lái)進(jìn)行瀕危物種的克隆研究；獲得生殖細(xì)胞進(jìn)行轉(zhuǎn)基因操作，再經(jīng)過(guò)受精、胚胎發(fā)育等過(guò)程來(lái)獲得轉(zhuǎn)基因動(dòng)物。該技術(shù)可能帶來(lái)一系列的倫理問(wèn)題。例如，如果用同一個(gè)人的iPS細(xì)胞分別誘導(dǎo)形成精子和卵子，兩者受精可能培育出“單親”嬰兒；有的人還可能有目的地選擇iPS細(xì)胞，從而“設(shè)計(jì)”嬰兒。

現(xiàn)在關(guān)于iPS細(xì)胞的研究正在不斷深入。請(qǐng)你從以下兩個(gè)方面來(lái)查閱資料進(jìn)行思考。（1）由于誘導(dǎo)iPS細(xì)胞、促使其分化都需要時(shí)間，因此用某人特異的iPS細(xì)胞進(jìn)行醫(yī)療只限于時(shí)間比較充裕的情形。從實(shí)際事故、疾病發(fā)生的不可預(yù)測(cè)性方面考慮，如果要將這些細(xì)胞用于緊急情況，應(yīng)該提前采取什么措施