动物细胞培养高二下学期生物人教版选择性必修3

第二节动物细胞培养第一课时01.核心素养社会责任：探究干细胞在临床上的应用所产生的效益和风险，理性看待生物技术的应用。科学探究：了解动物细胞培养的条件和过程。生命观念：认识动物细胞工程在生物医学中的应用。02.课标要求1.简述动物细胞培养的过程、条件及应用。2.掌握干细胞培养及其应用。动物细胞工程ANIMALCELLENGINEERING动物细胞工程常用的技术，如下所示：动物细胞培养动物细胞融合动物细胞核移植基础什么是动物细胞培养？人造皮肤的构建、动物分泌蛋白的规模化生产等，都离不开动物细胞培养。动物细胞培养是指从动物体中取出相关的

，将它分散成

细胞，然后在适宜的培养条件下，让这些细胞生长和

的技术。动物细胞培养需要哪些必要的条件？过程又怎样呢？组织单个增殖那么，在体外培养动物细胞呢？从我们自身的角度出发，请思考：我们要想维持生命活动的正常进行，需要满足哪些条件？充足的营养稳定的内环境我想，也需要满足类似的条件！动物细胞培养所需的基本条件ANIMALCELLCULTURETHEBASICSREQUIRED营养条件糖类、氨基酸、无机盐、维生素…01.其他条件无菌、无毒环境适宜的温度、pH、渗透压适宜的气体环境02.营养细胞在体外培养时，培养基中应含有细胞所需要的各种营养物质。合成培养基将细胞所需的营养物质按种类和所需量严格配制而成的培养基，称为合成培养基。在使用合成培养基时，通常需要加入

等一些天然成分。血清培养动物细胞一般使用液体培养基，也称为培养液。补充细胞所需营养中尚未研究清楚的成分无菌、无毒的环境在体外培养细胞时，必须保证环境是

、

的。需要对培养液和所有培养用具进行

处理以及在无菌环境下进行操作。2.培养液还需要定期更换，以便清除

，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害。无菌无毒灭菌代谢物温度、pH和渗透压维持细胞生存必须有适宜的温度。哺乳动物细胞培养的温度多以36.5±0.5℃为宜。温度pH渗透压多数动物细胞生存的适宜pH为7.2～7.4。渗透压也是动物细胞培养过程中需要考虑的一个重要环境参数。气体环境动物细胞培养所需气体主要有O2

和CO2

。在进行细胞培养时，通常采用培养皿或松盖培养瓶并置于含有95%空气和5%CO2的混合气体的CO2培养箱中进行培养。CO2的作用是维持培养液的pHO2的作用细胞代谢所必需的动物细胞培养过程ANIMALCELLCULTUREPROCESS现在，我们已经准备好了动物细胞的体外培养条件接下来，我们便可以按操作来完成培养了。培养过程动物胚胎或幼龄动物组织单个细胞机械方法胰蛋白酶、胶原蛋白酶等加培养液细胞悬液悬液生长贴壁生长分裂受阻接触抑制分培养瓶大多数细胞采用“贴壁生长”。这两种方式有何区别呢？培养过程悬液中分散的细胞往往贴附在培养瓶的瓶壁上。细胞贴壁悬浮生长悬浮在培养液中生长繁殖。密度过大时，由于有害代谢物积累和培养液中营养物质缺乏，细胞分裂受阻。单层贴壁的猪输卵管上皮细胞动物细胞悬液培养过程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。正常细胞肿瘤细胞平面观失去接触抑制肿瘤细胞的细胞膜上糖蛋白减少，细胞的黏着性降低，在适宜的条件下可以无限增殖。因此培养的肿瘤细胞无接触抑制现象，在培养瓶中能够生成多层。培养过程分瓶之前的细胞培养，即动物组织经处理后的初次培养。原代培养传代培养分瓶后的细胞培养培养过程①悬浮培养的细胞直接用

法收集。②贴壁细胞需要重新用

酶等处理，使之分散成单个细胞，然后再用

法收集。之后，将收集的细胞制成细胞悬液，分瓶培养。原代培养传代培养原代培养和传代培养在处理方式上有何不同？用

酶对剪碎的动物组织进行处理，使其分散成单个细胞后进行培养，为原代培养。胰蛋白胰蛋白离心离心思考讨论1.幼龄动物的细胞和老龄动物的细胞比较，分化程度低的细胞与分化程度高的细胞比较，哪些细胞更易于培养？为什么？细胞的增殖能力与供体的年龄有关。幼龄动物的细胞增殖能力强，有丝分裂旺盛，老龄动物的细胞则相反。一般来说，幼龄动物的细胞比老龄动物的细胞易于培养。同样，分化程度越低的细胞，增殖能力越强，所以更容易培养。思考讨论2.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？用胃蛋白酶可不可以？用胰蛋白酶分解细胞，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，所以不能用胃蛋白酶。思考讨论3.动物细胞培养过程中有接触抑制现象，这一现象说明了细胞膜具有什么功能？细胞膜接受信息后，细胞停止分裂又说明了什么？细胞培养过程中的接触抑制说明了细胞膜能进行细胞间的信息交流。细胞膜接受信息后，细胞停止分裂，说明了细胞膜接受的信息能够传递到细胞核。干细胞培养及其应用STEMCELLCULTUREANDITSAPPLICATIONS干细胞在一定条件下，干细胞可以分化成其他类型的细胞。干细胞存在于早期胚胎、骨髓和脐带血等多种组织和器官中，包括胚胎干细胞和成体干细胞等。早期胚胎骨髓脐带血干细胞的种类

来源或存在功能及应用胚胎干细胞(ES细胞)成体干细胞诱导多能干细胞(iPS细胞)早期胚胎分化成动物体内的任何一种类型的细胞，并进一步形成组织、器官甚至个体成体组织或器官内的干细胞（骨髓中的造血干细胞、神经系统中的神经干细胞和睾丸中的精原干细胞）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潜能体外诱导体细胞产生能分化成为具有特定功能的细胞，用于治疗疾病。避免免疫排斥反应。造血干细胞造血干细胞是发现最早、研究最多、应用也最为成熟的一类成体干细胞，主要存在于成体的骨髓、外周血和脐带血中。将正常的造血干细胞移植到病人体内，恢复病人的造血和免疫功能。已成为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的一种重要手段。外周血：除骨髓以外的血液，是已经被造血器官释放入循环系统参与循环的血。神经干细胞神经干细胞在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）方面有重要的应用价值。帕金森病阿尔茨海默病iPS细胞采用多种方法制备iPS细胞：借助载体将特定基因导入细胞中，直接将特定蛋白导入细胞中或者用小分子化合物等来诱导形成iPS细胞。iPS细胞最初由成纤维细胞转化而来。后来发现已分化的T细胞、B细胞等也能被诱导为iPS细胞。知识小结1．人脐带间充质干细胞在特定诱导条件下，可分化为脂肪、肝、神经等多种组织细胞。下图表示培养人脐带间充质干细胞的大致过程。下列有关叙述错误的是(

)A．人脐带间充质干细胞属于一种iPS细胞B．通过离心除去上清液可以除去胰蛋白酶C．过程①通常用胰蛋白酶处理D．出现接触抑制前，培养瓶中的细胞数量有可能呈“J”形增长A当堂检测A2.下列属于动物细胞培养与植物组织培养区别的是(

)A．动物细胞培养基与植物细胞培养基的成分有所不同B．动物细胞培养不需要在无菌条件下进行C．动物细胞培养可发生遗传物质改变，而植物组织培养不能D．植物组织培养和动物细胞培养都体现了细胞的全能性当堂检测3．在动物细胞培养过程中，下列处理中不恰当的是(

)A．培养液和培养用具要进行无菌处理B．提供种类齐全的营养物质C．提供纯氧以保证细胞的呼吸作用D．保证提供适宜的温度和pHC当堂检测D4．一般来说，动物细胞体外培养需要满足以下条件(

)①无毒的环境

②无菌的环境

③使用合成培养基，但通常需加血浆、血清等天然成分

④温度与动物的体温相近

⑤因在二氧化碳培养箱中培养，故不需要