2.2.1動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)課件-高二下學(xué)期生物人教版選擇性必修3

第二章細(xì)胞工程第二節(jié)動(dòng)物細(xì)胞工程人教版（2019）選擇性必修三（一）動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.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)2.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）3.對(duì)干細(xì)胞培養(yǎng)用于人類(lèi)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)首例胚胎移植成功首創(chuàng)動(dòng)物組織體外培養(yǎng)法發(fā)現(xiàn)哺乳動(dòng)物精子獲能現(xiàn)象體細(xì)胞核移植成功試管家兔誕生創(chuàng)立單克隆抗體技術(shù)胚胎分割移植成功分離和培養(yǎng)小鼠胚胎干細(xì)胞克隆羊多莉誕生獲得誘導(dǎo)多能干細(xì)胞單細(xì)胞基因組測(cè)序進(jìn)行遺傳病篩查的試管嬰兒誕生我國(guó)科學(xué)家首次培育了體細(xì)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(dòng)物細(xì)胞工程的發(fā)展歷程一、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的條件1、概念：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)。2、目的：獲得細(xì)胞或細(xì)胞產(chǎn)物；不能獲得完整動(dòng)物個(gè)體。3、原理：細(xì)胞增殖（有絲分裂）那么，動(dòng)物細(xì)胞的培養(yǎng)需要哪些條件呢？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一、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的條件5糖類(lèi)、氨基酸、無(wú)機(jī)鹽、維生素…無(wú)菌、無(wú)毒的環(huán)境適宜的溫度、pH和滲透壓適宜的氣體環(huán)境充足的營(yíng)養(yǎng)、穩(wěn)定的內(nèi)環(huán)境將細(xì)胞所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)按種類(lèi)和所需量嚴(yán)格配制而成的培養(yǎng)基含人類(lèi)未知、細(xì)胞生長(zhǎng)增殖所必需的物質(zhì)，滿足細(xì)胞對(duì)未知營(yíng)養(yǎng)成分的需求。培養(yǎng)基的構(gòu)成：合成培養(yǎng)基+血清等天然成分一般用液體培養(yǎng)基，也稱為培養(yǎng)液一、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的條件6糖類(lèi)、氨基酸、無(wú)機(jī)鹽、維生素…無(wú)菌、無(wú)毒的環(huán)境適宜的溫度、pH和滲透壓適宜的氣體環(huán)境①培養(yǎng)液、培養(yǎng)用具：滅菌處理；②無(wú)菌操作；③適量添加抗生素定期更換培養(yǎng)液，以便清除代謝物。①適宜的溫度：哺乳動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的溫度多以_______________為宜；②適宜的pH：多數(shù)動(dòng)物細(xì)胞生存的適宜pH為_(kāi)_____________；

③適宜的滲透壓：________________________________維持細(xì)胞正常的形態(tài)和功能。36.5±0.5℃7.2-7.4一、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的條件7糖類(lèi)、氨基酸、無(wú)機(jī)鹽、維生素…無(wú)菌、無(wú)毒的環(huán)境適宜的溫度、pH和滲透壓適宜的氣體環(huán)境維持培養(yǎng)液的pH95%空氣

+5%CO2的CO2培養(yǎng)箱O2：細(xì)胞代謝所必需CO2培養(yǎng)箱松蓋培養(yǎng)瓶培養(yǎng)皿二、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的過(guò)程懸浮培養(yǎng)的細(xì)胞:直接用離心法收集貼壁細(xì)胞:用胰蛋白酶處理分散成單個(gè)細(xì)胞，用離心法收集取動(dòng)物組織用機(jī)械法或用胰蛋白酶、膠原蛋白酶等處理分散成單個(gè)細(xì)胞解決懸浮生長(zhǎng)貼壁生長(zhǎng)(大多數(shù)）細(xì)胞密度過(guò)大、有害代謝物積累、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)缺乏等接觸抑制傳代培養(yǎng)制成細(xì)胞懸液原代培養(yǎng)分瓶培養(yǎng)加培養(yǎng)液在培養(yǎng)皿或培養(yǎng)瓶?jī)?nèi)細(xì)胞分裂受阻②制成細(xì)胞懸液，分瓶培養(yǎng)①收集細(xì)胞二、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的過(guò)程結(jié)合上圖思考思考1.常用胰蛋白酶分散細(xì)胞，這說(shuō)明細(xì)胞間的物質(zhì)主要是什么成分？用胃蛋白酶行嗎？說(shuō)明細(xì)胞間的物質(zhì)主要是蛋白質(zhì)胃蛋白酶作用的適宜pH約為2，當(dāng)pH大于6時(shí)，胃蛋白酶就失去活性，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)境中沒(méi)有活性，所以用胃蛋白酶不行。二、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的過(guò)程結(jié)合上圖思考思考2.用胰蛋白酶、膠原蛋白酶處理組織塊，使組織分散成單個(gè)細(xì)胞的目的是什么？①使細(xì)胞與培養(yǎng)液充分接觸，一方面保證細(xì)胞所需氧氣和營(yíng)養(yǎng)的供應(yīng)，另一方面，另一方面保證細(xì)胞內(nèi)代謝產(chǎn)物的及時(shí)排出。②使得在細(xì)胞水平操作的其他得以實(shí)現(xiàn)。思考3.實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，胰蛋白酶處理時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，會(huì)出現(xiàn)什么結(jié)果？細(xì)胞膜的成分中含有蛋白質(zhì)，而胰蛋白酶能夠水解蛋白質(zhì)，因此，胰蛋白酶會(huì)把細(xì)胞消化掉。因此，胰蛋白酶處理的時(shí)間不能太長(zhǎng)。二、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的過(guò)程結(jié)合上圖思考思考4.觀察發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞進(jìn)入培養(yǎng)瓶后并不立即生長(zhǎng)，細(xì)胞發(fā)生了什么行為？黏附貼壁鋪展貼壁生長(zhǎng)（大多數(shù)）懸浮生長(zhǎng)（如淋巴細(xì)胞）懸液中大多數(shù)分散的細(xì)胞很快就貼附在瓶壁上生長(zhǎng)增殖，這種現(xiàn)象稱為細(xì)胞貼壁。細(xì)胞能夠懸浮在培養(yǎng)液中生長(zhǎng)增殖二、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的過(guò)程結(jié)合上圖思考思考5.原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)的鑒定原代培養(yǎng)傳代培養(yǎng)細(xì)胞株細(xì)胞系遺傳物質(zhì)改變遺傳物質(zhì)有的改變多數(shù)細(xì)胞固定在表面生長(zhǎng)和分裂隨細(xì)胞增多，細(xì)胞就會(huì)停止分裂增殖細(xì)胞懸浮液10代細(xì)胞50代細(xì)胞無(wú)限傳代培養(yǎng)危機(jī)：危機(jī)1危機(jī)2二、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的過(guò)程區(qū)分兩種“培養(yǎng)”的關(guān)鍵是看用胰蛋白酶處理的對(duì)象用胰蛋白酶對(duì)剪碎的動(dòng)物組織進(jìn)行處理，使其分散成單個(gè)細(xì)胞后進(jìn)行培養(yǎng)，為原代培養(yǎng)。細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中出現(xiàn)接觸抑制，用胰蛋白酶使其從瓶壁上脫離下來(lái)，然后，將其分散到多個(gè)培養(yǎng)瓶中繼續(xù)培養(yǎng)，為傳代培養(yǎng)。第二次第一次二、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的過(guò)程比較項(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)目的植物細(xì)胞的全能性細(xì)胞增殖固體液體植物激素動(dòng)物血清脫分化、再分化原代培養(yǎng)、傳代培養(yǎng)植物體動(dòng)物細(xì)胞群快速繁殖植物得到動(dòng)物細(xì)胞及細(xì)胞產(chǎn)物相同點(diǎn)：培養(yǎng)基中都需要加入營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、培養(yǎng)過(guò)程中都需要防止雜菌污染、都需要提供適宜的溫度、pH和滲透壓的條件。植物組織培養(yǎng)與動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)比較三、干細(xì)胞培養(yǎng)及其應(yīng)用動(dòng)物和人體內(nèi)仍保留著少數(shù)具有分裂和分化能力的細(xì)胞。1.干細(xì)胞概念：2.存在部位：__________、_____和________等多種器官和組織中。臍帶血骨髓早期胚胎3.種類(lèi)：①胚胎干細(xì)胞②成體干細(xì)胞三、干細(xì)胞培養(yǎng)及其應(yīng)用胚胎干細(xì)胞ES細(xì)胞分布特點(diǎn)應(yīng)用實(shí)例局限性早期胚胎中具有分化為成年動(dòng)物體內(nèi)的任何一種類(lèi)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。三、干細(xì)胞培養(yǎng)及其應(yīng)用骨髓中的

、神經(jīng)系統(tǒng)中的

、睪丸中的

等；(2)成體干細(xì)胞①分布：存在于

中成體組織或器官內(nèi)②舉例：造血干細(xì)胞神經(jīng)干細(xì)胞精原干細(xì)胞③特點(diǎn)：一般認(rèn)為，成體干細(xì)胞具有組織特異性，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。④發(fā)現(xiàn)最早、研究最多的、應(yīng)用最成熟的實(shí)例：主要存在于成體的骨髓、外周血、臍帶血中。造血干細(xì)胞誘導(dǎo)多能干細(xì)胞概念制備方法優(yōu)點(diǎn)應(yīng)用通過(guò)體外誘導(dǎo)成纖維細(xì)胞得到的類(lèi)似胚胎干細(xì)胞的一種細(xì)胞可治療鐮狀細(xì)胞貧血癥；在治療阿爾茲海默病、心血管疾病等領(lǐng)域的研究也取得了新進(jìn)展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)。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）②用小分子化合物誘導(dǎo)形成。iPS細(xì)胞三、干細(xì)胞培養(yǎng)及其應(yīng)用回歸情境新冠肺炎重癥患者有可能會(huì)出現(xiàn)肺部不可逆的纖維化，對(duì)于這種病人，肺移植是唯一可行的治療手段，對(duì)降低死亡率有較大意義。肺移植的手術(shù)難度很高，而且肺的合適供體很難找，手術(shù)以后器官還容易出現(xiàn)免疫排斥反應(yīng)，請(qǐng)應(yīng)用本節(jié)所學(xué)的知識(shí)，思考有什么解決辦法？取成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)入相關(guān)因子細(xì)胞轉(zhuǎn)化為iPS細(xì)胞誘導(dǎo)iPS細(xì)胞定向分化為特定組織器官移植回病人體內(nèi)課堂小測(cè)1.如圖為動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的基本過(guò)程示意圖。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A.容器甲中放入的一般是健康幼齡動(dòng)物的組織，原因是其細(xì)胞分裂能力強(qiáng)B.圖中丙和丁分別表示的是原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)，其培養(yǎng)原理相同C.制備乙可用胰蛋白酶處理，且處理時(shí)間越長(zhǎng)越好D.動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)需要提供O2和CO2等氣體環(huán)境，CO2的主要作用是維持培養(yǎng)液的pH解析：幼齡動(dòng)物的細(xì)胞增殖能力強(qiáng)，有絲分裂旺盛，易于培養(yǎng)，A正確；圖中丙和丁分別表示的是原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)，其培養(yǎng)原理都是細(xì)胞增殖，B正確；制備乙可用胰蛋白酶處理，但是處理時(shí)間要適當(dāng)，不是越長(zhǎng)越好，C錯(cuò)誤；動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)需要提供95%的空氣和5%的CO2等氣體環(huán)境，其中氧氣的作用是動(dòng)物細(xì)胞有氧呼吸需要消耗的，而CO2的主要作用是維持培養(yǎng)液的pH，D正確。C課堂小測(cè)2.實(shí)驗(yàn)小鼠皮膚細(xì)胞進(jìn)行貼壁生長(zhǎng)培養(yǎng)的基本過(guò)程如圖所示。下列敘述不正確的是()實(shí)驗(yàn)小鼠

皮膚組織

皮膚細(xì)胞

原代培養(yǎng)

傳代培養(yǎng)A.甲過(guò)程需要在無(wú)菌條件下進(jìn)行B.乙過(guò)程需要將獲得的皮膚組織分散成單個(gè)細(xì)胞C.原代培養(yǎng)時(shí)可能出現(xiàn)接觸抑制現(xiàn)象D.丁過(guò)程可以直接離心來(lái)進(jìn)行傳代培養(yǎng)D解析：離體動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)需要無(wú)菌無(wú)毒的環(huán)境，需要對(duì)實(shí)驗(yàn)小鼠進(jìn)行消毒處理，A正確；乙表示用胰蛋白酶處理皮膚組織，使其分散成單個(gè)皮膚細(xì)胞，獲得單細(xì)胞懸液后再進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)，B正確；丙表示原代培養(yǎng)，培養(yǎng)過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)貼壁生長(zhǎng)和接觸抑制現(xiàn)象，此后用胰蛋白酶處理后獲得單細(xì)胞懸液，再進(jìn)行傳代培養(yǎng)，C正確；丁是傳代培養(yǎng)過(guò)程，小鼠皮膚細(xì)胞進(jìn)行貼壁生長(zhǎng)，因而不能直接離心進(jìn)行傳代培養(yǎng)，D錯(cuò)誤。課堂小測(cè)3.科學(xué)家通過(guò)體外誘導(dǎo)小鼠成纖維細(xì)胞獲得誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iPS細(xì)胞），iPS細(xì)胞能分化為胰島B細(xì)胞等多種組織細(xì)胞，可用于糖尿病的治療等。下列有關(guān)敘述正確的是()A.iPS細(xì)胞存在于早期胚胎、外周血和臍帶血中B.獲得iPS細(xì)胞的過(guò)程中，細(xì)胞的遺傳物質(zhì)一定不變C.iPS細(xì)胞的分化程度高于成纖維細(xì)胞的分化程度D.上述思路治療糖尿病，理論上可降低免疫排斥