【市级公开课】2.2.1动物细胞培养课件高二下学期生物人教版选择性必修3VIP

1、 在治疗大面积烧伤时，通常采用的办法是取烧在治疗大面积烧伤时，通常采用的办法是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植。伤病人的健康皮肤进行自体移植。【从社会中来从社会中来】 但对这样的病人来说，自体健康皮肤非常有限，但对这样的病人来说，自体健康皮肤非常有限，使用他人皮肤来源又不足，而且产生免疫排斥反应。使用他人皮肤来源又不足，而且产生免疫排斥反应。 那么，怎样才能获得大量的自体健康皮肤？能那么，怎样才能获得大量的自体健康皮肤？能不能用自体皮肤的单个细胞培养出可供移植的皮肤？不能用自体皮肤的单个细胞培养出可供移植的皮肤？科学家通过科学家通过动物细胞培养动物细胞培养构建了人造皮构建了人造皮肤肤皮肤烧伤皮

2、肤烧伤动物细胞培养动物细胞核移植动物细胞融合生产单克隆抗体其中动物细胞培养是最基础的技术。2.2 动物细胞工程 动动物物细细胞工程的部分成果胞工程的部分成果克隆猴中中和华华克隆皮肤概念：从动物体中从动物体中取出取出相关的组织，将它相关的组织，将它分散分散成单个细胞，然成单个细胞，然后在适当的后在适当的培养培养条件下，让这些细胞生长和增殖的技术。条件下，让这些细胞生长和增殖的技术。目的：获得细胞或细胞产物；不能获得完整动物个体。获得细胞或细胞产物；不能获得完整动物个体。原理：细胞增殖（有丝分裂）细胞增殖（有丝分裂）实例：那么，获得这些细胞或细胞产物的必要条件和具体过程又是怎样的？克隆皮肤克隆皮肤

3、皮肤烧伤皮肤烧伤动物细胞培养动物细胞培养的条件1. 营养： 葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、促生长因子、微量元素葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、促生长因子、微量元素（合成培养基合成培养基）+ +动物血清动物血清等等2. 无菌、无毒的环境：培养液和所有培养培养液和所有培养用具灭菌处理，无菌操作。用具灭菌处理，无菌操作。定期更换定期更换培养液，防止代谢物积累伤害细胞。培养液，防止代谢物积累伤害细胞。3. 温度、PH和渗透压：（哺乳动物的细胞培养） 温度温度36.536.5+ +0.50.5度，度，pH7.2pH7.27.47.4，也需考虑渗透压因素。，也需考虑渗透压因素。4. 气体环境：需要的气体

4、是 O O2 2和和COCO2 2（通入的气体是（通入的气体是95%95%空气和空气和5% CO5% CO2 2 ） O2和CO2的作用分别是什么？为什么对动物细胞进行培养时通常要添加血清？1 1、血清中含有蛋白质、氨基酸、葡萄糖、激素等，、血清中含有蛋白质、氨基酸、葡萄糖、激素等，2 2、氨基酸有多种，是细胞合成蛋白质的基本成分，其中有些氨基酸动物、氨基酸有多种，是细胞合成蛋白质的基本成分，其中有些氨基酸动物 细胞本身不能合成（称为细胞本身不能合成（称为必需氨基酸必需氨基酸），必须由培养液提供。），必须由培养液提供。3 3、血清激素有胰岛素、生长激素等及多种、血清激素有胰岛素、生长激素等及多

5、种生长因子生长因子；血清还含有多种未；血清还含有多种未 知的知的促细胞生长因子促细胞生长因子、 促贴附因子促贴附因子及及其他活性物质其他活性物质，能促进细胞的，能促进细胞的 生长、增殖和贴附。生长、增殖和贴附。4 4、因此，细胞培养时，要保证细胞能够顺利生长和增殖，一般需添加、因此，细胞培养时，要保证细胞能够顺利生长和增殖，一般需添加 10%10%20%20%的血清的血清。 血清中含有多种未知的促细胞生长因子等营养物质，这是细胞生长和增殖所必需的。动物细胞培养的条件动物细胞培养过程胚胎或幼龄动物器官组织胚胎或幼龄动物器官组织取出组织取出组织剪碎剪碎胰蛋白酶处理胰蛋白酶处理单个细胞单个细胞细胞悬

6、液细胞悬液加培养液加培养液培养瓶培养瓶内培养内培养 转入培养的细胞有两类：一类：细胞能够悬浮在培养液中生长增殖；另一类： 细胞贴壁长成单层细胞,有接触抑制现象细胞贴壁接触抑制原代培养传代培养（原代培养）(分离组织)(分散组织)培养过程中出现了几个特点：要求：（培养瓶（皿）内表面光滑、无毒、易于贴附）要求：（培养瓶（皿）内表面光滑、无毒、易于贴附）细胞的接触抑制细胞的接触抑制（1）细胞贴壁悬液中分散的细胞贴附在瓶壁生长悬液中分散的细胞贴附在瓶壁生长的现象；的现象；（2）接触抑制 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，细胞就会停止分裂增殖的现象细胞就会停止分裂增殖

7、的现象动物细胞培养过程将动物组织将动物组织处理后处理后的的初次培养（初次培养（1010代内）代内）。（3）原代培养：当原代培养的细胞贴满瓶壁时，重新用胰蛋白酶处理，当原代培养的细胞贴满瓶壁时，重新用胰蛋白酶处理，使细胞从瓶壁脱落，加培养液制成细胞悬液，使细胞从瓶壁脱落，加培养液制成细胞悬液，分装分装到到2 2个或个或2 2个以上的培养瓶中继续培养（个以上的培养瓶中继续培养（1010代后代后）。）。（4）传代培养：动物细胞培养过程思考-讨论:（1 1）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？ 成块组织中细胞与细胞靠在一起，彼此限制了生长与增殖成块组织中细胞与细胞靠在一起，彼此限

8、制了生长与增殖 利于与培养液充分接触，保证利于与培养液充分接触，保证O2与营养供应和代谢物及时与营养供应和代谢物及时排出。排出。（2 2）将组织分散成单个细胞时为什么要用胰蛋白酶（或胶原蛋白酶）将组织分散成单个细胞时为什么要用胰蛋白酶（或胶原蛋白酶） 处理？胃蛋白酶可以吗？处理？胃蛋白酶可以吗？胰蛋白酶可以将动物组织细胞间的蛋白质成分酶解，胰蛋白酶可以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。使细胞分散开，获得单个细胞。胃蛋白酶不可以，胃蛋白酶不可以，pH不适宜。不适宜。（3 3）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

9、处理会损伤细胞细胞膜含有蛋白质，长时间处理会损伤细胞要控制好时间要控制好时间动物细胞培养过程动物胚胎或幼龄动动物胚胎或幼龄动物的组织、器官物的组织、器官细胞悬浮液胰蛋白酶胰蛋白酶原代培养传代培养大量细胞单个细胞加培养液加培养液离体的植物器官、离体的植物器官、组织或细胞组织或细胞愈伤组织愈伤组织根、芽根、芽植物体植物体脱分化脱分化再分化再分化接种至培养基接种至培养基动物细胞培养与植物组织培养有什么相同和不同之处？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有成分培养结果培养结果培养目的培养目的获得获得细胞及细胞及代谢产物代谢产

10、物细胞的全能性细胞的全能性大量细胞大量细胞植物体植物体快速繁殖、培育无快速繁殖、培育无病毒植株等病毒植株等葡萄糖、动物血清葡萄糖、动物血清蔗糖、植物激素蔗糖、植物激素液体培养基液体培养基固体培养基固体培养基细胞增殖细胞增殖植物组织培养和动物细胞培养的比较动物细胞培养过程干细胞培养及其应用干细胞干细胞胚胎干细胞胚胎干细胞（ ES ES细胞）细胞）成体干细胞成体干细胞造血干细胞造血干细胞神经干细胞神经干细胞精原干细胞精原干细胞动物和人体内仍保留着少数具有动物和人体内仍保留着少数具有分分裂和分化能力裂和分化能力的细胞的细胞存在于早期胚胎中，具有分化成为成年动存在于早期胚胎中，具有分化成为成年动物体内

11、任物体内任何一种类型何一种类型的细胞，并进一步形的细胞，并进一步形成机体的成机体的所有所有组织和器官甚至个体的潜能。组织和器官甚至个体的潜能。具有具有组织特异性组织特异性，只能分化成特定的细胞，只能分化成特定的细胞或组织，不具有发育成完整个体的或组织，不具有发育成完整个体的能力能力全能干细胞全能干细胞多能干细胞多能干细胞专能干细胞专能干细胞4 4、胚胎干细胞应用、胚胎干细胞应用：体外诱导小鼠体外诱导小鼠成纤维细胞成纤维细胞诱导多能干细胞诱导多能干细胞iPSiPS临床治疗人类疾病临床治疗人类疾病多种体细胞多种体细胞定向诱导分化定向诱导分化如：白血病、帕金森病、阿而茨海默病等干细胞培养及其应用 人

12、人的核移植胚胎干细的核移植胚胎干细胞经诱导分化，形成相应胞经诱导分化，形成相应的组织、器官后，可用于的组织、器官后，可用于组织器官的移植。组织器官的移植。 干细胞将在干细胞将在再生医学再生医学、药物安全性与有效性检测药物安全性与有效性检测等等领域发挥大作用。领域发挥大作用。无菌、无毒无菌、无毒营养营养温度、温度、pH和渗透压和渗透压气体环境气体环境制备细胞悬液制备细胞悬液原代培养原代培养传代培养传代培养动物细胞培养动物细胞培养动物细胞培养的条件动物细胞培养的条件动物细胞培养的过程动物细胞培养的过程干细胞的培养和应用干细胞的培养和应用干细胞的种类、特点及应用干细胞的种类、特点及应用iPS细胞的培

13、养和应用细胞的培养和应用课堂小结课堂小结 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

14、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. 概念检测概念检测 现在关于现在关于iPS细胞的研究正在不断深入。请你从以下两个方面来查细胞的研究正在不断深入。请你从以下两个方面来查阅资料进行思考

15、。阅资料进行思考。 （1）由于诱导）由于诱导iPS细胞、促使其分化都需要时间，因此用某人特异细胞、促使其分化都需要时间，因此用某人特异的的iPS细胞进行医疗只限于时间比较充裕的情形。从实际事故、疾病发细胞进行医疗只限于时间比较充裕的情形。从实际事故、疾病发生的不可预测性方面考虑，如果要将这些细胞用于紧急情况，应该提生的不可预测性方面考虑，如果要将这些细胞用于紧急情况，应该提前采取什么措施前采取什么措施?像建立骨髓库一样，有研究团队正在尝试建立像建立骨髓库一样，有研究团队正在尝试建立HLA(Human Leukocyte Antigen,人类白细胞抗原人类白细胞抗原)多态性丰富的多态性丰富的iP

16、S细胞库，可以细胞库，可以为需要的人找到为需要的人找到HIA匹配度较高的匹配度较高的iPS细胞，这样不仅可以节省时间、细胞，这样不仅可以节省时间、成本，还能减轻异体干细胞移植后发生的免疫排斥反应。成本，还能减轻异体干细胞移植后发生的免疫排斥反应。二二. 拓展应用拓展应用练习与应用（练习与应用（P47） 现在关于现在关于iPS细胞的研究正在不断深入。请你从以下两个方面来查细胞的研究正在不断深入。请你从以下两个方面来查阅资料进行思考。阅资料进行思考。 （2）如果诱导）如果诱导iPS细胞定向分化为生殖细胞的技术发展成熟，该技细胞定向分化为生殖细胞的技术发展成熟，该技术可能会有哪些应用？又可能带来哪些问题？术可能会有哪些应用？又可能带来哪些问题？ 该技术可能被用于治疗不孕症；获得足够量的生殖细胞来进行濒该技术可能被用于治疗不孕症；获得足够量的生殖细胞来进行濒危物种的克隆研究；获得生殖细胞进行转基因操作，再