【课件】2.2.1动物细胞培养课件26张高二下学期生物人教版选择性必修3 (2)

1、克隆猴：中中和华华克隆猴：中中和华华克隆皮肤克隆皮肤单克隆抗体单克隆抗体第第2节节 动物细胞工程动物细胞工程动物细胞工程常用的技术有哪些？动物细胞工程常用的技术有哪些？动物细胞培养、动物细胞融合、动物细胞核移植。动物细胞培养、动物细胞融合、动物细胞核移植。动物细胞培养技术是其他动物细胞工程技术的基础。知识回顾：什么是植物组织培养？知识回顾：什么是植物组织培养？ 植物组织培养是指将植物组织培养是指将离体离体的植物的植物器官、组织或细胞器官、组织或细胞等，培养在等，培养在人工配制的人工配制的培养基培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其形成上，给予适宜的培养条件，诱导其形成完整完整植株植株的技术。的技

2、术。1.概念：概念：就是从动物机体中取出就是从动物机体中取出相关的组织相关的组织，将它分散，将它分散成成单个细胞单个细胞，然后，放在，然后，放在适宜的培养基适宜的培养基中，让中，让这些细胞这些细胞生长和增殖生长和增殖的技术的技术。一一.动动物细胞培养物细胞培养一一.动动物细胞培养物细胞培养2.原理原理：细胞增殖细胞增殖3.地位：地位： 动物细胞工程的动物细胞工程的基本技术基本技术胚胎或幼龄动物的细胞胚胎或幼龄动物的细胞4.培养对象：培养对象：想一想：幼龄和老龄动物细胞、分化程度不同的细胞中，哪些细胞更幼龄和老龄动物细胞、分化程度不同的细胞中，哪些细胞更易于培养？易于培养？胚胎或幼龄动物的细胞较

3、成体的细胞更易培养，因为这些组胚胎或幼龄动物的细胞较成体的细胞更易培养，因为这些组织或器官的生命力旺盛，分裂能力强织或器官的生命力旺盛，分裂能力强一一.动动物细胞培养物细胞培养动物细胞培动物细胞培养的条件养的条件营养条件营养条件其他条件其他条件无菌、无毒的环境无菌、无毒的环境适宜的温度、适宜的温度、pH和渗透压和渗透压适宜的气体环境适宜的气体环境糖类、氨基酸、无糖类、氨基酸、无机盐、维生素等机盐、维生素等5.动物细胞培养的条件：动物细胞培养的条件：1.营养条件:(1)合成培养基:将细胞所需的营养物质按_ _严格配制而成。(2)天然成分:_等。(3)一般使用_培养基,即培养液。种类和所需量血清液

4、体 营养物质主要包括：糖类、氨基酸、无机盐、维生素、促生长因子、微量元素等。为什么对动物细胞进行培养时通常要添加血清？血清中含有多种维持细胞代谢和生长的物质，如蛋白质、氨基酸、未知的促细胞生长因子等。（注意：这里的糖类不能是淀粉）培养皿培养瓶一一.动动物细胞培养物细胞培养2.无菌、无毒的环境无菌、无毒的环境:(1)培养液和培养用具培养液和培养用具_处理。处理。(2)_环境下操作。环境下操作。(3)培养液定期更换的原培养液定期更换的原因因:_3.温度、温度、pH和渗透压和渗透压:(1)适宜的温度适宜的温度:哺乳动物多以哺乳动物多以_ 为宜。为宜。(2)适宜的适宜的pH:多数细胞生存的适宜多数细胞

5、生存的适宜pH为为_。(3)适宜的渗透压。适宜的渗透压。4.气体环境气体环境:95%空气和空气和5%CO2的的CO2培养箱中。培养箱中。(1)O2作用作用:_。(2)CO2的主要作用的主要作用:_。36.50.57.27.4细胞代谢所必需的维持培养液的pH清除代谢物,防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害无菌灭菌CO2培养箱取动物组织取动物组织（动物胚胎或幼龄动物动物胚胎或幼龄动物）用机械的方法，或用胰蛋用机械的方法，或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理白酶、胶原蛋白酶处理单个细胞单个细胞加培养液加培养液细胞悬液细胞悬液原代培养原代培养（1010代以内）代以内）在培养皿或在培养皿或培养瓶中培养瓶中传代培

6、养传代培养（1010代以后）代以后） 悬浮培养的细胞直接用离心法收集；贴壁细胞需用胰蛋白酶处理分散成单个细胞后，在离心法收集一一.动动物细胞培养物细胞培养6.动物细胞培养的过程：动物细胞培养的过程：细胞分化程度低，分裂能力强，容易培养细胞分化程度低，分裂能力强，容易培养（1 1）选材原因：）选材原因： 。（2 2）培养前为什么分散成单个细胞？）培养前为什么分散成单个细胞？分散成单个细胞扩大了细胞与培养液的接触分散成单个细胞扩大了细胞与培养液的接触面积面积，利于细胞吸收营养和排出代谢废物。，利于细胞吸收营养和排出代谢废物。（3 3）胰蛋白酶的作用：）胰蛋白酶的作用： 。胃蛋白酶可以吗？理由。胃蛋

7、白酶可以吗？理由。 。将动物组织细胞间的蛋白质成分酶解，使细胞分散开，获得单个细胞胃蛋白酶不可以，pH不适宜 (4)(4)在用胰蛋白酶处理组织时应注意什么？在用胰蛋白酶处理组织时应注意什么？ 细胞膜含有蛋白质，长时间处理会损伤细胞，要控制好时间。（5）体外培养的动物生长类型悬浮生长类： 能够悬浮在培养液中生长增殖。会因细胞密度过大、有害代谢物积累和培养液中营养物质缺乏等因素而分裂受阻。贴壁生长类： _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，这种现象称为细胞贴壁。除受密度、有害代谢物、营养物质影响外，还会发生接触抑制现象。大多数大多数贴附于某些基质表面贴附于某些基质

8、表面瓶壁瓶壁一一.动动物细胞培养物细胞培养u接触抑制现象接触抑制现象当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞通常会停止分裂。细胞通常会停止分裂。一一.动动物细胞培养物细胞培养圆球形细胞刚开始圆球形细胞刚开始铺展贴壁生长（铺展贴壁生长（100）培养的动物细胞贴壁培养的动物细胞贴壁生长生长,并进行有丝分裂并进行有丝分裂（100）细胞单层贴壁生长铺细胞单层贴壁生长铺满瓶壁后满瓶壁后,出现接触抑出现接触抑制（制（100）u接触抑制现象接触抑制现象当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞通常会停止分裂。细胞通常会停止分裂。由于细胞之

9、间有接触抑制的特性，一般的正常由于细胞之间有接触抑制的特性，一般的正常细胞并不重叠于其他细胞之上生长，而是单层细胞并不重叠于其他细胞之上生长，而是单层生长。生长。癌细胞由于无接触抑制而能够继续移动和增殖，癌细胞由于无接触抑制而能够继续移动和增殖，导致细胞向三维空间扩展，发生堆积。导致细胞向三维空间扩展，发生堆积。是否接触抑制可作为区别正常细胞与癌细胞的标是否接触抑制可作为区别正常细胞与癌细胞的标志之一。志之一。一一.动动物细胞培养物细胞培养收集细胞收集细胞a.a.悬浮生长类：悬浮生长类： 直接用离心法收集直接用离心法收集b.b.贴壁生长类：贴壁生长类： 重新用胰蛋白酶等处理，重新用胰蛋白酶等处

10、理，使之分散成单个细胞，然后再用离心法使之分散成单个细胞，然后再用离心法收集。收集。将收集的细胞制成细胞悬液，分瓶培养将收集的细胞制成细胞悬液，分瓶培养（7 7）分瓶培养的步骤：分瓶培养的步骤： 一一.动动物细胞培养物细胞培养（6 6）细胞悬液第一次在瓶中培养，将）细胞悬液第一次在瓶中培养，将分瓶之前的细胞培养，称为分瓶之前的细胞培养，称为_；细胞悬液培养一段时间后，分瓶后再进细胞悬液培养一段时间后，分瓶后再进行的细胞培养，称为行的细胞培养，称为_。原代培养原代培养传代培养传代培养比较项目比较项目植物组织培养植物组织培养动物细胞培养动物细胞培养原理原理培养基性质培养基性质培养基特有成分培养基特

11、有成分培养结果培养结果培养目的培养目的相同点相同点讨论讨论2：植物组织培养和动物细胞培养的比较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获得细胞或细胞产物常用固体培养基常用固体培养基植物体植物体葡萄糖、葡萄糖、动物血清动物血清常用液体培养基常用液体培养基细胞增殖细胞增殖细胞的全能性细胞的全能性许多细胞许多细胞快速繁殖等快速繁殖等蔗糖、蔗糖、植物激素植物激素1.培养过程中细胞都进行有丝分裂，不涉及减数分裂；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、均需无菌操作，需要适宜的温度、pH等条件等条件一一.动动物细胞培养物细胞培养【典例1】如图所示为动物细胞

12、培养的基本过程，下列关于甲、乙、丙、丁四个操作过程的叙述，正确的是()CA.甲过程可选取动物个体的任何组织细胞B.乙过程可用纤维素酶和果胶酶处理细胞C.丙过程所用培养液中需添加动物血清D.丁过程中的细胞因接触抑制而大量死亡【变式训练变式训练1】在进行动物细胞培养时，需要()A.用胃蛋白酶处理以获得单细胞悬液 B.充入5%CO2以刺激细胞正常呼吸C.加入经高压蒸汽灭菌的血清以提供营养 D.定期更换培养液以清除代谢产物D1.1.干细胞的概念：干细胞的概念： 动物和人体内仍保留的动物和人体内仍保留的少数具有分裂和分化能力的细胞少数具有分裂和分化能力的细胞。在一定条件下，干细胞可以分化成其他类型的细胞

13、。在一定条件下，干细胞可以分化成其他类型的细胞。2 2. .干细胞的干细胞的分布：分布：干细胞存在于干细胞存在于_、_和和_等多种组织和器官中；等多种组织和器官中；早期胚胎早期胚胎骨髓骨髓脐带血脐带血3 3. .干细胞的干细胞的分类：分类： 包括包括胚胎干细胞胚胎干细胞和和成体干细胞成体干细胞等。等。（1 1）胚胎干细胞（简称）胚胎干细胞（简称ESES细胞细胞）分布：分布： 存在于存在于_中中早期胚胎早期胚胎特点：特点： 具有具有分化为分化为成年动物体内的成年动物体内的任何任何一种类型一种类型的细胞，并进一步形成机体的所有组织和器官的细胞，并进一步形成机体的所有组织和器官甚至个体甚至个体的潜能

14、的潜能应用实例：应用实例： ES ES细胞在体外分化成心肌细胞、神经元细胞和细胞在体外分化成心肌细胞、神经元细胞和造血干细胞等造血干细胞等二二.干细胞培养及其应用干细胞培养及其应用也叫也叫全能干细胞全能干细胞。二二.干细胞培养及其应用干细胞培养及其应用分布：分布：存在于存在于_中中成体组织或器官内成体组织或器官内举例：举例：特点：特点： 一般认为，成体干细胞具有一般认为，成体干细胞具有组织特异性组织特异性，只能分化成特，只能分化成特定的细胞或组织，定的细胞或组织，不具有发育成完整个体的能力不具有发育成完整个体的能力。（2 2）成体干细胞）成体干细胞A.造血干细胞造血干细胞：存在于存在于成体骨髓

15、、外周血、脐带血成体骨髓、外周血、脐带血， 可分化成各种可分化成各种 血细胞和免疫细胞。也叫做血细胞和免疫细胞。也叫做多能干细胞多能干细胞。B. 神经干细胞神经干细胞：取自神经系统，可分化成神经细胞。：取自神经系统，可分化成神经细胞。C. 精原干细胞精原干细胞：取自睾丸，可分化成精子。：取自睾丸，可分化成精子。专能干细胞专能干细胞【典例2】动物和人体内具有分裂和分化能力的细胞称为干细胞。对右图的相关叙述中，错误的是()A. a过程可表示干细胞的自我更新B. b、c过程表示干细胞具有分化能力C. a、b、c过程中细胞的遗传信息表达情况不同D. a、b、c过程中遗传物质发生了定向改变D类型类型应用

16、应用造血干细胞造血干细胞神经干细胞神经干细胞诱导多能干细胞诱导多能干细胞（iPS细胞）细胞）有着自我更新能力及分化潜能的干细胞，与组织、器官的发育、再生和修有着自我更新能力及分化潜能的干细胞，与组织、器官的发育、再生和修复等密切相关。复等密切相关。治疗白血病及一些恶性肿瘤放疗或化疗后引起的治疗白血病及一些恶性肿瘤放疗或化疗后引起的造血系统、免疫系统功能障碍等疾病造血系统、免疫系统功能障碍等疾病治疗神经组织损伤和神经系统退行性疾病（如帕治疗神经组织损伤和神经系统退行性疾病（如帕金森病、阿尔茨海默病等）金森病、阿尔茨海默病等）可治疗小鼠的镰状细胞贫血症，在治疗阿尔兹海可治疗小鼠的镰状细胞贫血症，在

17、治疗阿尔兹海默病、心血管疾病等领域的研究也取得了新进展默病、心血管疾病等领域的研究也取得了新进展干细胞应用面临的问题存在存在着导致肿瘤发生的风险。4 4. .干细胞的应用干细胞的应用二二.干细胞培养及其应用干细胞培养及其应用u将特定基因或特定蛋白导入细胞u用小分子化合物诱导形成获取方法：iPS细胞最初是由成纤维细胞转化而来的，后来发现已分化的T细胞、B细胞等也能被诱导为iPS细胞。诱导多能干细胞优点： A. 诱导过程无需破坏胚胎。 B. iPS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。二二.干细胞培养及其应用干细胞培养及其应用5 5. .诱导多能干细胞（

18、诱导多能干细胞（iPSiPS细胞）细胞）诱导多能干细胞诱导多能干细胞（iPS细胞）细胞）多种体细胞多种体细胞iPS细胞用于治疗人类疾病示意图细胞用于治疗人类疾病示意图定向诱导分化定向诱导分化体外诱导小鼠成纤体外诱导小鼠成纤维细胞维细胞临床治疗人类疾病如：临床治疗人类疾病如：白血病、帕金森病、白血病、帕金森病、阿而茨海默病等阿而茨海默病等干细胞的应用：二二.干细胞培养及其应用干细胞培养及其应用动物细胞培养动物细胞培养的概念和原理干细胞培养及其应用营养条件；无菌、无毒的环境；温度、pH和渗透压；气体环境原理：细胞的增殖在适当的培养条件下，让这些细胞生长和增殖的技术干细胞的分布干细胞的类型干细胞的应

19、用胚胎干细胞（ ES细胞）成体干细胞动物细胞培养的条件动物细胞培养的过程取动物组织单个细胞细胞悬液原代培养传代培养早期胚胎、骨髓和脐带血等多种组织和器官中主要应用在医学上【课堂小结课堂小结】 1.判断下列有关动物细胞培养的表述是否正确。判断下列有关动物细胞培养的表述是否正确。（1）培养环境中需要）培养环境中需要O2，不需要，不需要CO2 。（。（ ）（2）细胞要经过脱分化形成愈伤组织。）细胞要经过脱分化形成愈伤组织。（ ）（3）培养液中通常含有糖类、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清）培养液中通常含有糖类、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清（ ）（4）培养瓶中的细胞需定期用胰蛋白酶处理）培养瓶中的

20、细胞需定期用胰蛋白酶处理,分瓶后才能继续增殖分瓶后才能继续增殖（ ）一一. 概念检测概念检测练习与应用（练习与应用（P47） 2.干细胞有着广泛的应用前景。下列相关叙述错误的是干细胞有着广泛的应用前景。下列相关叙述错误的是( ) A.干细胞是从胚胎中分离提取的细胞干细胞是从胚胎中分离提取的细胞 B.造血干细胞可以分化为各种血细胞造血干细胞可以分化为各种血细胞 C.不同类型的干细胞不同类型的干细胞,它们的分化潜能是有差别的它们的分化潜能是有差别的 D.由由iPS细胞产生的特定细胞细胞产生的特定细胞,可以在新药的测试中发挥重要作用可以在新药的测试中发挥重要作用A练习与应用（练习与应用（P47）一一

21、. 概念检测概念检测【当堂检测当堂检测】1.1.相对细菌和植物细胞而言，动物细胞离体培养更需关注培养基的渗透相对细菌和植物细胞而言，动物细胞离体培养更需关注培养基的渗透压，这是因为动物细胞压，这是因为动物细胞( () )A.A.没有中央液泡，不能发生渗透作用没有中央液泡，不能发生渗透作用B.B.渗透压远高于细菌或植物细胞的渗透压渗透压远高于细菌或植物细胞的渗透压C.C.没有细胞壁，易吸水涨破没有细胞壁，易吸水涨破D.D.生长缓慢，各生长阶段对环境的渗透压要求不同生长缓慢，各生长阶段对环境的渗透压要求不同2.2.下列关于动物细胞培养的叙述不正确的是下列关于动物细胞培养的叙述不正确的是( () )A.A.动物细胞培养技术的原理是细胞膜的流动性动物细胞培养技术的原理是细胞膜的流动性B.B.传代培养时需要用胰蛋白酶处理贴壁生长的细胞传代培养时需要用胰蛋白酶处理贴壁生长的细胞C.C.癌细胞在培养瓶中不会出现接触抑制现象癌细胞在培养瓶中不会出现接触抑制现象D.D.动物细胞培养一般需要使用动物细胞培养一般需要使用COCO2 2培养箱培养箱CA3.3.下图为科学家在实验室中培养下图为科