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3

第二章细胞工程第二节动物细胞工程人教版（2019）选择性必修三（一）动物细胞培养学习目标1.运用稳态与平衡观，分析动物细胞培养的条件。(生命观念)2.用归纳与概括、演绎与推理等方法，用文字和图示说明动物细胞培养的过程。（科学探究）3.对干细胞培养用于人类疾病治疗等社会热点问题进行科学评价。(社会责任)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年动物细胞工程的发展历程一、动物细胞培养的条件1、概念：从动物体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后在适当的培养条件下，让这些细胞生长和增殖的技术。2、目的：获得细胞或细胞产物；不能获得完整动物个体。3、原理：细胞增殖（有丝分裂）那么，动物细胞的培养需要哪些条件呢？动物体组织单个细胞细胞生长和增殖取出分散适宜条件一、动物细胞培养的条件5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充足的营养、稳定的内环境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含人类未知、细胞生长增殖所必需的物质，满足细胞对未知营养成分的需求。培养基的构成：合成培养基+血清等天然成分一般用液体培养基，也称为培养液一、动物细胞培养的条件6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①培养液、培养用具：灭菌处理；②无菌操作；③适量添加抗生素定期更换培养液，以便清除代谢物。①适宜的温度：哺乳动物细胞培养的温度多以_______________为宜；②适宜的pH：多数动物细胞生存的适宜pH为______________；

③适宜的渗透压：________________________________维持细胞正常的形态和功能。36.5±0.5℃7.2-7.4一、动物细胞培养的条件7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维持培养液的pH95%空气

+5%CO2的CO2培养箱O2：细胞代谢所必需CO2培养箱松盖培养瓶培养皿二、动物细胞培养的过程悬浮培养的细胞: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制成细胞悬液原代培养分瓶培养加培养液在培养皿或培养瓶内细胞分裂受阻②制成细胞悬液，分瓶培养①收集细胞二、动物细胞培养的过程结合上图思考思考1.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？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。二、动物细胞培养的过程结合上图思考思考2.用胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理组织块，使组织分散成单个细胞的目的是什么？①使细胞与培养液充分接触，一方面保证细胞所需氧气和营养的供应，另一方面，另一方面保证细胞内代谢产物的及时排出。②使得在细胞水平操作的其他得以实现。思考3.实验过程中，胰蛋白酶处理时间过长，会出现什么结果？细胞膜的成分中含有蛋白质，而胰蛋白酶能够水解蛋白质，因此，胰蛋白酶会把细胞消化掉。因此，胰蛋白酶处理的时间不能太长。二、动物细胞培养的过程结合上图思考思考4.观察发现，细胞进入培养瓶后并不立即生长，细胞发生了什么行为？黏附贴壁铺展贴壁生长（大多数）悬浮生长（如淋巴细胞）悬液中大多数分散的细胞很快就贴附在瓶壁上生长增殖，这种现象称为细胞贴壁。细胞能够悬浮在培养液中生长增殖二、动物细胞培养的过程结合上图思考思考5.原代培养和传代培养的鉴定原代培养传代培养细胞株细胞系遗传物质改变遗传物质有的改变多数细胞固定在表面生长和分裂随细胞增多，细胞就会停止分裂增殖细胞悬浮液10代细胞50代细胞无限传代培养危机：危机1危机2二、动物细胞培养的过程区分两种“培养”的关键是看用胰蛋白酶处理的对象用胰蛋白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。细胞培养过程中出现接触抑制，用胰蛋白酶使其从瓶壁上脱离下来，然后，将其分散到多个培养瓶中继续培养，为传代培养。第二次第一次二、动物细胞培养的过程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植物细胞的全能性细胞增殖固体液体植物激素动物血清脱分化、再分化原代培养、传代培养植物体动物细胞群快速繁殖植物得到动物细胞及细胞产物相同点：培养基中都需要加入营养物质、培养过程中都需要防止杂菌污染、都需要提供适宜的温度、pH和渗透压的条件。植物组织培养与动物细胞培养比较三、干细胞培养及其应用动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞。1.干细胞概念：2.存在部位：__________、_____和________等多种器官和组织中。脐带血骨髓早期胚胎3.种类：①胚胎干细胞②成体干细胞三、干细胞培养及其应用胚胎干细胞ES细胞分布特点应用实例局限性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。在体外分化成心肌细胞、神经元和造血干细胞等必须从胚胎中获取，涉及伦理问题；因而限制了在医学上的应用。三、干细胞培养及其应用骨髓中的

、神经系统中的

、睾丸中的

等；(2)成体干细胞①分布：存在于

中成体组织或器官内②举例：造血干细胞神经干细胞精原干细胞③特点：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。④发现最早、研究最多的、应用最成熟的实例：主要存在于成体的骨髓、外周血、脐带血中。造血干细胞诱导多能干细胞概念制备方法优点应用通过体外诱导成纤维细胞得到的类似胚胎干细胞的一种细胞可治疗镰状细胞贫血症；在治疗阿尔兹海默病、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。①将特定基因或特定蛋白导入细胞

（成纤维细胞、已分化的T细胞、B细胞）②用小分子化合物诱导形成。iPS细胞三、干细胞培养及其应用回归情境新冠肺炎重症患者有可能会出现肺部不可逆的纤维化，对于这种病人，肺移植是唯一可行的治疗手段，对降低死亡率有较大意义。肺移植的手术难度很高，而且肺的合适供体很难找，手术以后器官还容易出现免疫排斥反应，请应用本节所学的知识，思考有什么解决办法？取成纤维细胞转入相关因子细胞转化为iPS细胞诱导iPS细胞定向分化为特定组织器官移植回病人体内课堂小测1.如图为动物细胞培养的基本过程示意图。下列相关叙述错误的是()A.容器甲中放入的一般是健康幼龄动物的组织，原因是其细胞分裂能力强B.图中丙和丁分别表示的是原代培养和传代培养，其培养原理相同C.制备乙可用胰蛋白酶处理，且处理时间越长越好D.动物细胞培养需要提供O2和CO2等气体环境，CO2的主要作用是维持培养液的pH解析：幼龄动物的细胞增殖能力强，有丝分裂旺盛，易于培养，A正确；图中丙和丁分别表示的是原代培养和传代培养，其培养原理都是细胞增殖，B正确；制备乙可用胰蛋白酶处理，但是处理时间要适当，不是越长越好，C错误；动物细胞培养需要提供95%的空气和5%的CO2等气体环境，其中氧气的作用是动物细胞有氧呼吸需要消耗的，而CO2的主要作用是维持培养液的pH，D正确。C课堂小测2.实验小鼠皮肤细胞进行贴壁生长培养的基本过程如图所示。下列叙述不正确的是()实验小鼠

皮肤组织

皮肤细胞

原代培养

传代培养A.甲过程需要在无菌条件下进行B.乙过程需要将获得的皮肤组织分散成单个细胞C.原代培养时可能出现接触抑制现象D.丁过程可以直接离心来进行传代培养D解析：离体动物细胞培养需要无菌无毒的环境，需要对实验小鼠进行消毒处理，A正确；乙表示用胰蛋白酶处理皮肤组织，使其分散成单个皮肤细胞，获得单细胞悬液后再进行细胞培养，B正确；丙表示原代培养，培养过程中会出现贴壁生长和接触抑制现象，此后用胰蛋白酶处理后获得单细胞悬液，再进行传代培养，C正确；丁是传代培养过程，小鼠皮肤细胞进行贴壁生长，因而不能直接离心进行传代培养，D错误。课堂小测3.科学家通过体外诱导小鼠成纤维细胞获得诱导多能干细胞（iPS细胞），iPS细胞能分化为胰岛B细胞等多种组织细胞，可用于糖尿病的治疗等。下列有关叙述正确的是()A.iPS细胞存在于早期胚胎、外周血和脐带血中B.获得iPS细胞的过程中，细胞的遗传物质一定不变C.iPS细胞的分化程度高于成纤维细胞的分化程度D.上述思路治疗糖尿病，理论上可降低免疫排斥