新版高中生物第2节 一 动物细胞培养

第2节动物细胞工程一动物细胞培养人教版高中生物学习目标阐明动物细胞培养的条件和过程。1.文化基础：动物细胞工程在生物医学中的应用。2.自主发展：动物细胞培养的条件和过程。3.社会参与：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，增强社会责任感。从社会中来第一块人工合成皮肤是由白克和亚诺斯发明的，这两位科学家利用鲨鱼软骨和来自牛皮中的胶原蛋白为原料发明了一种人造皮肤。在1981年，白克和亚诺斯第一次将其发明的人造皮肤用于临床，患者是一位身体一半面积被烧伤的女士。剥离掉烧伤的皮肤之后，白克应用了一层人造皮肤，并且，在条件允许的情况下，将患者的未烧伤皮肤移植到烧伤部位。三星期过后，这位女性患者新生皮肤的生长速度惊人，并且颜色与未烧伤皮肤一样。在此基础上的改进产品称为integra人造皮肤，它不仅起着临时性替代功能，并且可以刺激毛细血管、成纤维细胞和巨噬细胞等逐渐从伤口向人造皮肤内生长。提出问题自体健康皮肤有限，使用他人皮肤来源不足，而且会产生免疫排斥反应。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皮肤的单个细胞培养出可供移植的皮肤？缺点动物细胞工程动物细胞工程常用的技术包括_____________________、动物细胞融合、____________________等，其中________________是动物细胞工程的基础。动物细胞培养动物细胞核移植动物细胞培养提出问题：动物细胞培需要哪些条件？动物细胞培养的基本操作过程是什么？一、动物细胞培养概念

动物细胞培养是指从动物体中取出相关的组织，将它分散成______________________，然后在适宜的培养条件下，让这些细胞生长和_____________________的技术。单个细胞增殖二、动物细胞培养的条件1．营养（1）糖类、______________________、无机盐、维生素等（2）___________________：补充培养液中尚未研究清楚的成分氨基酸血清、血浆2.无菌、无毒的环境（3）更换__________________，清除代谢物(1)培养液和_______________________都灭菌处理(2)________________环境下进行操作培养工具无菌培养液3.温度、PH和渗透压(2)pH：多数动物细胞生存的适宜PH为_______________________（1）温度：哺乳动物多以____________________℃为宜36.5±0.57.2～7.44.气体环境（1）__________：维持培养液的PH（2）__________：细胞代谢所必需的,细胞进行有氧呼吸。CO2O25.小结无菌、无毒的环境适宜的温度、pH和渗透压适宜的气体环境糖类、氨基酸、无机盐、维生素……营养条件其他条件动物细胞培养所需的基本条件三、动物细胞培养的过程取动物组织因成块组织，细胞与细胞靠一起，限制生长和繁殖。用机械方法，或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理的方法，将组织分散成单个细胞制成细胞悬液转入培养液中进行原代培养原代培养：指动物组织经处理后的初次培养。一般取自幼龄动物的器官或组织，因为这些组织或器官的生命力旺盛，分裂能力强。放入CO2培养箱中培养（适宜环境）传代培养：分瓶后的细胞培养。传代培养时，悬浮生长的细胞直接用_______________法收集；贴壁生长的细胞要先用__________________等处理，再用________________法收集。离心胰蛋白酶离心传代培养分瓶培养1.体外培养的动物细胞类型：（1）悬浮生长：悬浮在_____________________中生长繁殖。密度过大时，由于______________________积累和培养液中____________________，细胞分裂受阻。（2）细胞贴壁：多数细胞贴附在___________________上生长。瓶壁培养液有害代谢物营养物质缺乏2.接触抑制：当贴壁细胞分裂生长到表面_____________________时，细胞________________________的现象称为细胞的接触抑制。相互接触停止分裂生长区分两种“培养”的关键是看用_______________________处理的对象。3.原代培养和传代培养区分胰蛋白酶①第一次：用胰蛋白酶对剪碎的_______________________进行处理，使其分散成_______________________后进行培养，为原代培养。②第二次：细胞培养过程中出现__________________，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。动物组织单个细胞接触抑制思考与讨论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？提示：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。所以，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。2.动物细胞培养与植物组织培养有什么相同和不同？提示：可以从培养的原理，所需的营养条件、环境条件以及培养的过程等方面进行分析比较。3.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？提示：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。提示：癌细胞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，因此培养的癌细胞无接触抑制现象，在培养瓶中能够生长成多层。5.根据癌细胞的特点，思考一下培养的癌细胞有没有接触抑制现象。4.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？提示：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

。四、干细胞的培养及其应用

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)（阅读P46—47，完成表格）早期胚胎能够分化成为动物体内的任何细胞，并进一步形成组织、器官甚至生物个体成体组织或器官，包括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造血干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。五、总结与练习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”形增长提示：iPS细胞是经人工诱导产生的，脐带间充质干细胞不是诱导多能干细胞。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提示：动物细胞培养所用的