高二 人教版 生物学选择性必修3 第2章《动物细胞工程（第1课时）》课件

动物细胞工程（第1课时）高二—人教版—生物学选择性必修3—第2章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基础动物细胞融合动物细胞核移植动物细胞工程动物细胞培养学习目标和重点难点一、学习目标：1.阐明动物细胞培养的条件。2.构建动物细胞培养的基本流程。3.认同动物细胞培养是动物细胞工程的基础。二、学习重难点：动物细胞培养的条件与过程。

在治疗大面积烧伤时，通常采用的方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，而且会产生免疫排斥反应。

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。

思考：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？通过细胞培养构建的人造皮肤

到社会中去动物体组织单个细胞细胞生长和增殖取出分散适宜条件

原理：细胞增殖（有丝分裂）。一、动物细胞培养的概念

动物细胞培养是指从动物体中取出相关组织，将它分散成单个细胞，然后在适宜的培养条件下，让这些细胞生长和增殖。糖类、氨基酸无机盐、维生素……+合成培养基血清

人们对细胞所需的营养物质尚未全部研究清楚，在使用合成培养基时，通常需要加入血清等一些天然成分。

一般使用液体培养基，也称培养液。二、动物细胞培养的条件1.如何维持无菌、无毒的环境？2.适宜的温度、pH和渗透压分别是多少？3.适宜的气体环境如何保持？该气体分别有什么作用？无菌环境；培养液、培养用具灭菌；定期更换培养液；抗生素等。温度：（36.5±0.5）℃；pH：7.2-7.4；适宜的渗透压。O2是细胞代谢所必需的，CO2的作用是维持培养液的pH。糖类、氨基酸无机盐、维生素……无菌、无毒的环境适宜的温度、pH

和渗透压适宜的气体环境二、动物细胞培养的条件培养皿或松盖培养瓶；CO2培养箱（含95%空气和5%CO2的混合气体）。1.选择怎样的动物组织培养成功率会更高？为什么？2.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？3.体外培养动物细胞有哪些类型？4.什么是细胞贴壁？什么是接触抑制？5.为什么要进行分瓶培养？6.什么是原代培养和传代培养？7.进行传代培养(分瓶培养)时，如何处理？三、动物细胞培养的过程取动物组织分散成单个细胞传代培养细胞悬液原代培养1.选择怎样的动物组织培养成功率会更高？为什么？幼龄动物的细胞、分化程度越低的细胞。原因：分裂能力强，易于培养。三、动物细胞培养的过程用机械法或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理分散成单个细胞传代培养细胞悬液原代培养2.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？

成块的组织中细胞与细胞靠在一起，彼此限制了细胞生长和增殖。取动物组织

蛋白质。

不行，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。

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？三、动物细胞培养的过程取动物组织用机械法或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理分散成单个细胞传代培养细胞悬液原代培养加培养液3.体外培养动物细胞有哪些类型？

第1类：悬浮生长细胞细胞能够悬浮在培养液中生长增殖。

第2类：贴壁生长细胞（多数）细胞需要贴附于某些基质(如培养瓶壁)表面才能增殖。三、动物细胞培养的过程圆球形细胞刚开始铺展贴壁生长（100×）培养的动物细胞贴壁生长并进行有丝分裂（100×）细胞单层贴壁生长铺满瓶壁后出现接触抑制（100×）细胞贴壁

悬液中大多数分散的细胞很快就贴附在瓶壁上生长增殖的现象。接触抑制

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。4.细胞贴壁与接触抑制三、动物细胞培养的过程

思考：根据癌细胞的特点，想想培养的癌细胞有无接触抑制现象？癌细胞细胞膜上的糖蛋白减少，细胞的黏着性降低，在适宜的条件下可以无限增殖，因此培养的癌细胞无接触抑制现象，在培养瓶中能够生成多层。正常细胞形成单层细胞肿瘤细胞可形成多层细胞三、动物细胞培养的过程取动物组织用机械法或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理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细胞悬液原代培养分瓶培养加培养液细胞分裂受阻5.为什么要进行分瓶培养？三、动物细胞培养的过程取动物组织分散成单个细胞传代培养细胞悬液原代培养原代培养

将分瓶之前的细胞培养，即动物组织经过处理后的初次培养称为原代培养。传代培养

将分瓶后的细胞培养称为传代培养。用机械法或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理分瓶培养加培养液三、动物细胞培养的过程

注意：传代培养的细胞一般传至10代以内，以保持细胞正常的二倍体核型。取动物组织分散成单个细胞传代培养细胞悬液原代培养7.进行传代培养(分瓶培养)时，应如何处理？悬浮生长贴壁生长胰蛋白酶处理离心法收集制成细胞悬液分瓶培养用机械法或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理分瓶培养加培养液三、动物细胞培养的过程

在治疗大面积烧伤时，通常采用的方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，而且会产生免疫排斥反应。

思考：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？通过细胞培养构建的人造皮肤

到社会中去课堂小结培养条件培养过程营养：合成培养基+血清其他无菌无毒温度，pH和渗透压气体环境动物细胞培养取动物组织分散成单个细胞传代培养细胞悬液原代培养

某生物兴趣小组对一种抗癌新药进行实验时，以动物肝癌细胞为材料，测定抗癌药物对体外培养细胞增殖的影响。请回答下列有关动物细胞培养的问题：(1)在动物细胞培养时，将细胞所需的营养物质按其种类和所需量严格配制而成的培养基称为_______培养基。通常在培养基中还需要加入适量

等一些天然成分。培养所需的气体环境一般是

;其中CO2的作用是________________。另外，还应该保证被培养的细胞处于_____、_____的环境。课堂评价合成血清维持培养液的pH无菌无毒95%的空气和5%的CO2(2)进行实验时，需首先利用

处理肝组织块，使其分散成单个细胞，然后制成细胞悬液进行培养。用于实验的肝组织块一般从幼龄小鼠获取，原因是

。胰蛋白酶（或胶原蛋白酶）幼龄小鼠肝细胞分裂能力强(3)在细胞生长过程中，当细胞贴壁生长到一定程度时，其生长会受到抑制，这种现象称为____________。接触抑制(4)请你帮助兴趣小组的同学分析本实验，实验的自变量是_________________，实验组和对照组除了自变量不同外，其他处理均应该相同，这是为了遵循实验设计的_____________原则。是否加入抗癌药物单一变量课堂评价

(5)已知肝细胞中X基因的过量表达与肝肿瘤的发生密切相关，若要检测某种抗癌药物的疗效，应该如何设计实验?请写出实验的主要思路。

将肝癌细胞分为A、B两组，A组细胞培养液中加入含该药物的无菌生理盐水，B组细胞培养液中加入等量的不含该药物无菌生理盐水，经培养后从A、B两组收集等量细胞，通过分别检测X基因在A、B两组细胞中的mRNA或蛋白质合成水平的差异确定该药物的药效。谢谢观看！动物细胞工程（第1课时答疑）高二—人教版—生物学选择性必修3—第2章1.

为什么探究动物细胞培养时，要在培养基中加入血清等天然成分？

血清中含有多种维持细胞正常代谢和生长的物质，如蛋白质、氨基酸、未知的促生长因子等；人们对细胞所需的营养物质尚未全部研究清楚。因此细胞培养时，为保证细胞能顺利生长和繁殖，一般需添加血清等天然成分。探讨点一：动物细胞培养的条件要求

2.动物细胞培养所需的适宜的气体环境包括什么？分别有什么作用？95%空气和5%CO2。

空气中的O2是细胞代谢所必需的，CO2的作用是维持培养液的pH。探讨点一：动物细胞培养的条件要求3.

动物细胞培养为什么需要无菌、无毒的环境？如何维持无菌、无毒的环境？

细菌、真菌和病毒等均可造成细胞培养环境的污染，而离体培养的细胞已失去了对微生物和有毒物质的防御能力，一旦受到污染或自身代谢物质积累等，培养的细胞就会死亡。可以通过以下操作维持无菌无毒环境：①对培养液、培养用具进行灭菌处理，并在无菌环境下进行操作。②定期更换培养液（目的：清除代谢物，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害）；③培养基中添加抗生素（目的：防止培养过程杂菌污染）。探讨点一：动物细胞培养的条件要求探讨点二：动物细胞培养过程的相关处理1.进行动物细胞体外培养时，应该选择怎样的动物组织培养成功率会更高？为什么？

幼龄动物的细胞或者分化程度较低的细胞（如动物胚胎细胞）。原因：分裂能力强，易于培养。2.为什么要将动物细胞分散成单个细胞培养？

成块的组织中细胞与细胞靠在一起，彼此限制了细胞生长和增殖。分散成单个细胞，一是能保证细胞所需要的营养供应；二是能保证细胞内有害代谢物的及时排出。

要控制好作用时间，因为胰蛋白酶不仅能分解细胞间的蛋白质，长时间作用还会分解细胞膜蛋白等，对细胞造成损伤。进行动物细胞培养时不能用胃蛋白酶分散细胞，因为pH不合适。3.使用胰蛋白酶分散细胞时要注意什么？4.贴壁细胞的整个培养过程中使用胰蛋白酶的目的是什么？

贴壁细胞培养过程中可能多次用到胰蛋白酶。第一次使用的目的是使组织细胞分散开；贴壁细胞传代培养时使用的目的是使细胞从瓶壁上脱离下来，分散成单个细胞，便于分瓶后继续培养。探讨点二：动物细胞培养过程的相关处理

下图为动物细胞培养的基本过程示意图，请回答下列问题：

(1)容器A中放入的一般是健康幼龄动物的器官或组织，原因是其细胞____________、易于培养。培养时要用胰蛋白酶分散细胞，胰蛋白酶的处理时间不能过长，原因是______________________________。(2)将B瓶中的细胞悬液转入C瓶进行的初次培养称为__________。动物细胞培养需要提供O2和CO2等气体环境，CO2的作用主要是___________________。分裂能力强胰蛋白酶会分解细胞的其他蛋白质原代培养维持培养液的pH综合应用

(3)下图表示血清对正常细胞和癌细胞培养影响的实验结果。

①据图可知，有无添加血清对培养______细胞的影响较大。

②在探究物质X对正常细胞增殖的影响时，必须采用有血清培养，据图分析