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33

首例胚胎移植成功首创动物组织体外培养法发现哺乳动物精子获能现象体细胞核移植成功试管家兔诞生创立单克隆抗体技术胚胎分割移植成功分离和培养小鼠胚胎干细胞克隆羊多莉诞生获得诱导多能干细胞单细胞基因组测序进行遗传病筛查的试管婴儿诞生我国科学家首次培育了体细胞克隆猴。1890年1907年1951年1958年1959年1975年1978年1981年1996年2006年2014年2017年科技探索之路动物细胞工程的发展历程动物细胞培养动物细胞核移植动物细胞融合2.2动物细胞工程（第1课时）动物细胞工程从社会中来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。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。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？

可以从病人身上取少量正常、健康的皮肤在体外进行培养、扩增；目前，科学家还在研究对皮肤干细胞进行培养，以获得适合临床上使用的人造皮肤。最基础的技术一、动物细胞培养1.概念：3.培养对象：2.原理：从动物体中取出相关组织，将它们分散成单个细胞，然后在适宜的培养条件下，让这些细胞生长和增殖。细胞增殖（有丝分裂）胚胎或幼龄动物的细胞。（这些细胞分化程度低、分裂能力强，易培养。）4.培养条件：充足的营养、稳定的内环境等。营养条件合成培养基：将细胞所需营养物质按其种类和所需量配制而成的培养基。+血清（人们对细胞所需的营养物质尚未全部研究清楚。）培养动物细胞一般用液体培养基，也称培养液。无菌、无毒的环境定期更换培养液—清除代谢产物。温度、pH和渗透压温度：36.5±0.5℃；pH：；渗透压：维持细胞正常形态.气体环境用培养皿或松盖培养瓶，在95%空气和5%CO2的混合气体的CO2培养箱中进行培养。CO2培维持培养液的pH。二、动物细胞培养的过程阅读课本P44-45，找出以下问题答案：1.为何动物细胞培养过程将组织分散成单个细胞呢？可用什么方法？2.体外培养动物细胞有哪些类型？3.什么是细胞贴壁？什么是接触抑制？4.什么是原代培养和传代培养？5.为什么要进行分瓶培养？怎么处理？6.动物细胞培养与植物组织培养有什么相同之处与不同之处？二、动物细胞培养的过程取动物组织分散成单个细胞解决悬浮生长贴壁生长(大多数）细胞密度过大、有害代谢物积累、营养物质缺乏等接触抑制传代培养用机械法或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理细胞悬液原代培养分瓶培养①原代培养：指动物组织经处理后的初次培养。②细胞贴壁：某些细胞需要贴附于某些基质表面才能增殖，这类细胞往往贴附在培养瓶的瓶壁上。③接触抑制：当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞停止分裂增殖的现象。④传代培养：分瓶后的细胞培养。加培养液在培养皿或培养瓶内悬浮培养的细胞:直接用离心法收集贴壁细胞:用胰蛋白酶处理分散成单个细胞，用离心法收集细胞分裂受阻②制成细胞悬液，分瓶培养①收集细胞1.（P44旁栏）进行动物细胞培养时常用胰蛋白酶分散细胞，这说明细胞间的物质主要是什么成分？用胃蛋白酶行吗？2.为何动物细胞培养过程将组织分散成单个细胞呢？3.需分瓶进行传代培养的原因是什么？思考用胰蛋白酶分散细胞，说明细胞间的物质主要是蛋白质。胃蛋白酶作用的适宜pH约为2,当pH大于6时，胃蛋白酶就会失去活性。多数动物细胞培养的适宜pH为7.2～7.4，胃蛋白酶在此环境中没有活性，所以用胃蛋白酶不行。①细胞与细胞靠在一起，彼此限制了生长和增殖；②分散有利于与培养液充分接触，保证O2与营养供应和代谢物及时排出。①营养物质缺乏；②有害代谢物积累；③细胞密度过大；④接触抑制。以上原因造成细胞分裂受阻，因此需要进行传代培养。细胞膜含有蛋白质，长时间处理会损伤细胞。4.“细胞增殖到互相接触的时候，糖蛋白识别了这种信息，就会使细胞停止继续繁殖，出现接触抑制的现象”试结合上述解释，举例说明哪种细胞无接触抑制现象，并阐述原因。思考癌细胞；癌细胞的细胞膜上糖蛋白等物质减少原代细胞一般传至10代左右细胞生长停滞，大部分细胞衰老死亡，少数细胞存活到40~50代。传代至50代后又出现细胞生长停滞状态，只有部分细胞由于遗传物质的改变，使其在培养条件下可以无限制传代（癌细胞）。比较项目植物组织培养动物细胞培养原理培养基性质培养基特有成分培养过程培养结果培养目的相同点获得细胞或细胞产物常用固体培养基新植株葡萄糖、动物血清常用液体培养基细胞增殖细胞的全能性许多细胞快速繁殖等蔗糖、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；2.均需无菌操作，需要适宜的温度、pH等条件思考.比较

原代培养、传代培养脱分化、再分化植物组织培养和动物细胞培养的比较三、干细胞的培养及其应用动物和人体内仍保留的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。（2）特点：体积较小，细胞核大，核仁明显。1.干细胞（1）概念：（3）分类：①胚胎干细胞（简称ES细胞）②成体干细胞也叫全能干细胞，存在于早期胚胎中，具有分化为成年动物体内的任何一种类型的细胞，并进一步形成机体的所有组织和器官甚至个体的潜能。是成体组织或器官内的干细胞，包括骨髓中的造血干细胞（多能干细胞）、神经系统中的神经干细胞和睾丸中的精原干细胞（专能干细胞）等。一般认为，成体干细胞具有组织特异性，只能分化成特定的细胞或组织，不具有发育成完整个体的能力。应用最成熟的成体干细胞：造血干细胞，主要存在于成体的骨髓、外周血和脐带血中。三、干细胞的培养及其应用2.诱导多能干细胞（iPS细胞）（1）概念：（2）获取方法：（3）诱导多能干细胞优点：移植取成纤维细胞等iPS细胞转入相关因子细胞发生转化分化病人胰岛细胞神经元血细胞肠上皮细胞心肌细胞肝细胞iPS细胞用于治疗人类疾病示意图①将特定基因或特定蛋白导入细胞；②用小分子化合物诱导形成。通过体外诱导小鼠成纤维细胞，获得了类似胚胎干细胞的一种细胞，称为诱导多能干细胞，简称iPS细胞。①诱导过程无须破坏胚胎；②iPS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。三、干细胞的培养及其应用3.干细胞的应用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。类型应用造血干细胞神经干细胞诱导多能干细胞（iPS细胞）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）可治疗小鼠的镰状细胞贫血症，在治疗阿尔茨海默病、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:存在着导致肿瘤发生的风险。一、概念检测1.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O2，不需要CO2。()

(2)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。

()(4)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。

()2.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B.造血干细胞可以分化为各种血细胞C.不同类型的干细胞，它们的分化潜能是有差别的D.由iPS细胞产生的特定细胞，可以在新药的测试中发挥重要作用×××√A课本P47二、拓展应用现在关于iPS细胞的研究正在不断深入。请你从以下两个方面来查阅资料进行思考。(1)由于诱导iPS细胞、促使其分化都需要时间，因此用某人特异的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？答案：像建立骨髓库一样，有研究团队正在尝试建立HA(HumanLeukocyteAntigen，人类白细胞抗原)多态性丰富的iPS细胞库，可以为需要的人找到HLA匹配度较高的iPS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。(2)如果诱导iPS细胞定向分化为生