新版高中生物第2節(jié) 一 動物細胞培養(yǎng)

第2節(jié)動物細胞工程一動物細胞培養(yǎng)人教版高中生物學習目標闡明動物細胞培養(yǎng)的條件和過程。1.文化基礎：動物細胞工程在生物醫(yī)學中的應用。2.自主發(fā)展：動物細胞培養(yǎng)的條件和過程。3.社會參與：探究干細胞在臨床上的應用所產生的效益和風險，理性看待生物技術的應用，增強社會責任感。從社會中來第一塊人工合成皮膚是由白克和亞諾斯發(fā)明的，這兩位科學家利用鯊魚軟骨和來自牛皮中的膠原蛋白為原料發(fā)明了一種人造皮膚。在1981年，白克和亞諾斯第一次將其發(fā)明的人造皮膚用于臨床，患者是一位身體一半面積被燒傷的女士。剝離掉燒傷的皮膚之后，白克應用了一層人造皮膚，并且，在條件允許的情況下，將患者的未燒傷皮膚移植到燒傷部位。三星期過后，這位女性患者新生皮膚的生長速度驚人，并且顏色與未燒傷皮膚一樣。在此基礎上的改進產品稱為integra人造皮膚，它不僅起著臨時性替代功能，并且可以刺激毛細血管、成纖維細胞和巨噬細胞等逐漸從傷口向人造皮膚內生長。提出問題自體健康皮膚有限，使用他人皮膚來源不足，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皮膚的單個細胞培養(yǎng)出可供移植的皮膚？缺點動物細胞工程動物細胞工程常用的技術包括_____________________、動物細胞融合、____________________等，其中________________是動物細胞工程的基礎。動物細胞培養(yǎng)動物細胞核移植動物細胞培養(yǎng)提出問題：動物細胞培需要哪些條件？動物細胞培養(yǎng)的基本操作過程是什么？一、動物細胞培養(yǎng)概念

動物細胞培養(yǎng)是指從動物體中取出相關的組織，將它分散成______________________，然后在適宜的培養(yǎng)條件下，讓這些細胞生長和_____________________的技術。單個細胞增殖二、動物細胞培養(yǎng)的條件1．營養(yǎng)（1）糖類、______________________、無機鹽、維生素等（2）___________________：補充培養(yǎng)液中尚未研究清楚的成分氨基酸血清、血漿2.無菌、無毒的環(huán)境（3）更換__________________，清除代謝物(1)培養(yǎng)液和_______________________都滅菌處理(2)________________環(huán)境下進行操作培養(yǎng)工具無菌培養(yǎng)液3.溫度、PH和滲透壓(2)pH：多數(shù)動物細胞生存的適宜PH為_______________________（1）溫度：哺乳動物多以____________________℃為宜36.5±0.57.2～7.44.氣體環(huán)境（1）__________：維持培養(yǎng)液的PH（2）__________：細胞代謝所必需的,細胞進行有氧呼吸。CO2O25.小結無菌、無毒的環(huán)境適宜的溫度、pH和滲透壓適宜的氣體環(huán)境糖類、氨基酸、無機鹽、維生素……營養(yǎng)條件其他條件動物細胞培養(yǎng)所需的基本條件三、動物細胞培養(yǎng)的過程取動物組織因成塊組織，細胞與細胞靠一起，限制生長和繁殖。用機械方法，或用胰蛋白酶、膠原蛋白酶等處理的方法，將組織分散成單個細胞制成細胞懸液轉入培養(yǎng)液中進行原代培養(yǎng)原代培養(yǎng)：指動物組織經處理后的初次培養(yǎng)。一般取自幼齡動物的器官或組織，因為這些組織或器官的生命力旺盛，分裂能力強。放入CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)（適宜環(huán)境）傳代培養(yǎng)：分瓶后的細胞培養(yǎng)。傳代培養(yǎng)時，懸浮生長的細胞直接用_______________法收集；貼壁生長的細胞要先用__________________等處理，再用________________法收集。離心胰蛋白酶離心傳代培養(yǎng)分瓶培養(yǎng)1.體外培養(yǎng)的動物細胞類型：（1）懸浮生長：懸浮在_____________________中生長繁殖。密度過大時，由于______________________積累和培養(yǎng)液中____________________，細胞分裂受阻。（2）細胞貼壁：多數(shù)細胞貼附在___________________上生長。瓶壁培養(yǎng)液有害代謝物營養(yǎng)物質缺乏2.接觸抑制：當貼壁細胞分裂生長到表面_____________________時，細胞________________________的現(xiàn)象稱為細胞的接觸抑制。相互接觸停止分裂生長區(qū)分兩種“培養(yǎng)”的關鍵是看用_______________________處理的對象。3.原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)區(qū)分胰蛋白酶①第一次：用胰蛋白酶對剪碎的_______________________進行處理，使其分散成_______________________后進行培養(yǎng)，為原代培養(yǎng)。②第二次：細胞培養(yǎng)過程中出現(xiàn)__________________，用胰蛋白酶使其從瓶壁上脫離下來，然后，將其分散到多個培養(yǎng)瓶中繼續(xù)培養(yǎng)，為傳代培養(yǎng)。動物組織單個細胞接觸抑制思考與討論1.幼齡動物的細胞和老齡動物的細胞比較，分化程度低的細胞與分化程度高的細胞比較，哪些細胞更易于培養(yǎng)？為什么？提示：細胞的增殖能力與供體的年齡有關，幼齡動物的細胞增殖能力強，有絲分裂旺盛，老齡動物的細胞則相反。所以，一般來說，幼齡動物的細胞比老齡動物的細胞易于培養(yǎng)。同樣，分化程度越低的細胞，增殖能力越強，所以更容易培養(yǎng)。2.動物細胞培養(yǎng)與植物組織培養(yǎng)有什么相同和不同？提示：可以從培養(yǎng)的原理，所需的營養(yǎng)條件、環(huán)境條件以及培養(yǎng)的過程等方面進行分析比較。3.進行動物細胞培養(yǎng)時常用胰蛋白酶分散細胞，這說明細胞間的物質主要是什么成分？用胃蛋白酶行嗎？提示：用胰蛋白酶分解細胞，說明細胞間的物質主要是蛋白質。胃蛋白酶作用的適宜PH約2，當PH大于6時，胃蛋白酶就會失去活性。多數(shù)動物細胞培養(yǎng)的適宜PH為7.2—7.4，胃蛋白酶在此環(huán)境中沒有活性，所以用胃蛋白酶不行。提示：癌細胞細胞膜上糖蛋白減少，細胞的黏著性降低，在適宜的條件下可以無限增殖，因此培養(yǎng)的癌細胞無接觸抑制現(xiàn)象，在培養(yǎng)瓶中能夠生長成多層。5.根據(jù)癌細胞的特點，思考一下培養(yǎng)的癌細胞有沒有接觸抑制現(xiàn)象。4.動物細胞培養(yǎng)過程中有接觸抑制現(xiàn)象，這一現(xiàn)象說明了細胞膜具有什么功能？細胞膜接受信息后，細胞停止分裂又說明了什么？提示：細胞培養(yǎng)過程中的接觸抑制說明了細胞膜能進行細胞間的信息交流。細胞膜接受信息后，細胞停止分裂，說明了細胞膜接受的信息能夠傳遞到細胞核

。四、干細胞的培養(yǎng)及其應用

來源或存在功能及應用胚胎干細胞(ES細胞)成體干細胞誘導多能干細胞(iPS細胞)（閱讀P46—47，完成表格）早期胚胎能夠分化成為動物體內的任何細胞，并進一步形成組織、器官甚至生物個體成體組織或器官，包括骨髓中的造血干細胞、神經系統(tǒng)中的神經干細胞和睪丸中的造血干細胞只能分化成特定的細胞或組織，不具有發(fā)育成完整個體的潛能體外誘導體細胞產生能分化成為具有特定功能的細胞，用于治療疾病。避免免疫排斥反應。五、總結與練習1．人臍帶間充質干細胞在特定誘導條件下，可分化為脂肪、肝、神經等多種組織細胞。下圖表示培養(yǎng)人臍帶間充質干細胞的大致過程。下列有關敘述錯誤的是(

)A．人臍帶間充質干細胞屬于一種iPS細胞B．通過離心除去上清液可以除去胰蛋白酶C．過程①通常用胰蛋白酶處理D．出現(xiàn)接觸抑制前，培養(yǎng)瓶中的細胞數(shù)量有可能呈“J”形增長提示：iPS細胞是經人工誘導產生的，臍帶間充質干細胞不是誘導多能干細胞。A2.下列屬于動物細胞培養(yǎng)與植物組織培養(yǎng)區(qū)別的是(

)A．動物細胞培養(yǎng)基與植物細胞培養(yǎng)基的成分有所不同B．動物細胞培養(yǎng)不需要在無菌條件下進行C．動物細胞培養(yǎng)可發(fā)生遺傳物質改變，而植物組織培養(yǎng)不能D．植物組織培養(yǎng)和動物細胞培養(yǎng)都體現(xiàn)了細胞的全能性提示：動物細胞培養(yǎng)所用的