2.2动物细胞培养课件-高二下学期生物人教版（2019）选择性必修3

希普:首例胚胎移植成功埃文斯:成功分离和培养小鼠的胚胎干细胞哈里森:首创动物组织体外培养法张明觉:发现哺乳动物精子获能现象格登、童第周:体细胞核移植成功试管家兔诞生米尔斯坦和科勒:创立单克隆抗体技术胚胎分割移植成功克隆羊多莉诞生山中伸弥: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年动物细胞工程(含胚胎工程)发展历程1907年1951年1958年1959年1975年1978年1981年1996年2006年2014年2017年第2章

细胞工程选择性必修3--生物技术与工程第2节

动物细胞工程--动物细胞培养运用稳态与平衡观，分析动物细胞培养的条件(生命观念)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)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)

学习目标010302学习目标人体再生术的秘密--人造皮肤从社会中来问题1：怎样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？动物细胞培养动物细胞核移植动物细胞融合最基础的技术动物细胞工程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。动物体组织单个细胞细胞生长和增殖取出分散适宜条件细胞有丝分裂基础胚胎或幼龄动物的细胞获得细胞/细胞产物一、动物细胞培养原理地位对象目的探究1：阅读课本P43-44内容，结合《选择性必修1》所学内容，小组合作思考讨论完成问

题：动物细胞培养实际上是在体外模拟体内的生理条件进行的培养，你认为体外培养动物细胞需要满足哪些条件?

12如何维持无菌、无毒的环境？适宜的温度、pH和渗透压分别是多少？适宜的气体环境包括？分别有什么作用？如何保持该气体环境？一般来说，动物细胞培养(模拟体内细胞正常生长增殖的环境)需要满足以下条件：①糖类、②氨基酸、③无机盐、④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(1)培养基的构成：合成培养基+

血清等天然成分一、动物细胞培养2.培养的条件：营养条件其他条件动物细胞培养所需的基本条件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一般用液体培养基(也叫培养液)(2)无菌、无毒的环境：无菌①对培养液和所有培养用具进行灭菌处理②在无菌环境下进行操作无毒定期更换培养液，以便清除代谢物(3)适宜的温度、pH和渗透压：温度pH渗透压哺乳动物多以(36.5±0.5)℃多数细胞生存的适宜pH在7.2-7.4需要考虑的一个重要环境参数一、动物细胞培养2.培养的条件：气体组成培养装置95%空气：细胞代谢所必需5%CO2：维持培养液的pH培养皿或松盖培养瓶CO2培养箱置于(4)气体环境：探究2：阅读教材P44-45内容，小组合作思考讨论完成问题：1.体外培养动物细胞有哪些类型？2.请简述动物细胞培养的过程。3.为什么选用动物胚胎或幼龄个体的器官或组织做动物细胞培养材料？4.为什么将取出的组织分散成单个细胞？如何将组织分散成单个细胞？说明细胞间的物

质主要是什么成分？用胃蛋白酶可以吗？5.什么是细胞贴壁？什么是接触抑制？6.为什么要进行分瓶培养？怎么处理？7.什么是原代培养和传代培养？两种“培养”都用到胰蛋白酶处理，对象相同吗？一、动物细胞培养第1类：悬浮生长细胞第2类：贴壁生长细胞(主要)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。悬浮培养瓶细胞贴壁：在培养瓶悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上。(1)动物细胞培养的类型：一、动物细胞培养3.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部位动物胚胎或幼龄动物的组织、器官一、动物细胞培养3.动物细胞培养的过程：(2)过程：原因细胞与细胞靠在一起，彼此限制了生长和增殖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？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。胰蛋白酶会不会把细胞消化掉吗，为什么？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。(处理时间不能太长)取动物组织分散成单个细胞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一、动物细胞培养3.动物细胞培养的过程：(2)过程：加培养液内表面光滑、无毒、易于贴附在培养皿或培养瓶内取动物组织分散成单个细胞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一、动物细胞培养3.动物细胞培养的过程：(2)过程：加培养液在培养皿或培养瓶内悬浮生长贴壁生长(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细胞分裂受阻分瓶培养取动物组织分散成单个细胞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一、动物细胞培养3.动物细胞培养的过程：(2)过程：加培养液在培养皿或培养瓶内分瓶培养②制成细胞悬液，分瓶培养①收集细胞离心法收集(悬浮生长直接收集，贴壁生长需先用胰蛋白酶分成单个细胞后再离心法收集)原代培养传代培养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代细胞无限传代原代培养和传代培养的鉴定第一次第二次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，为传代培养比较项目植物组织培养动物细胞培养原理(是否体现细胞全能性)

（

全能性）

（

全能性）培养基

培养基

培养基过

程外植体↓脱分化

↓再分化芽、根或胚状体↓生长发育

植物体动物的组织

机械法↓或酶处理细胞悬液↓

↓细胞悬液↓

结

果

相同点①都进行有丝分裂，都不涉及减数分裂；②均需要无菌操作、无菌培养，需要适宜的温度、pH等条件植物细胞的全能性体现细胞增殖未体现固体液体愈伤组织原代培养传代培养新的植物体新的细胞群植物组织培养与动物细胞培养的比较动物细胞培养动物细胞培养的概念和原理动物细胞培养的条件动物细胞培养的过程原理：细胞的增殖在适当的培养条件下，让细胞生长和增殖的技术(1)营养条件(2)无菌、无毒的环境(3)温度、pH和渗透压(4)气体环境小结传代培养取动物组织单个细胞细胞悬液原代培养科学家是怎样获得iPS细胞的？如何应用于治疗人类疾病？它与胚胎干细胞相比，有哪些应用优势？这些类型各有怎样的特点和哪些方面的应用？什么是干细胞？特点？分布？有哪些类型？你如何看待干细胞在临床上的应用所产生的效益与风险？探究1：请自主阅读教材P46内容，小组合作思考讨论完成问题：二、干细胞培养及其应用2314神奇的干细胞体积较小细胞核大核仁明显存在于早期胚胎、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、诱导多能干细胞等1.概念：动物和人体内保留的具有分裂和分化能力的细胞。二、干细胞培养及其应用特点分布类型胚胎干细胞分布特点局限性实例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需要分化诱导因子诱导2.种类--胚胎干细胞(ES细胞)二、干细胞培养及其应用心肌细胞神经细胞红细胞成体干细胞分布特点应用展望实例二、干细胞培养及其应用2.种类--成体干细胞成体组织或器官内具有组织特异性，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①造血干细胞(骨髓、外周血和脐带血中)②神经干细胞(神经系统中)③精原干细胞(睾丸中)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)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造血干细胞→神经干细胞→发现最早、研究最多的、应用最成熟的实例应用存在问题存在导致肿瘤发生的风险将在再生医学、药物安全性与有效性检测等领域发挥作用(1)概念：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(2)诱导及流程：病人各种类型的细胞导入特定基因导入特定蛋白小分子化合物成纤维细胞T细胞B细胞诱导形成iPS细胞分化取出移植二、干细胞培养及其应用2.种类--诱导多能干细胞(iPS细胞)(3)优点：①诱导过程无须破坏胚胎②iPS细胞可来源于病人自身体细胞，移植回病人体内后可避免免疫排斥反应(4)应用：①可治疗镰状细胞贫血症②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动物细胞