动物细胞培养课件-高二下学期生物人教版选择性必修3

动物细胞工程发展历程希普：首例胚胎移植成功哈里森: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埃文斯：成功分离和培养小鼠的胚胎干细胞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1907年1951年1958年1959年1975年1978年1981年1996年2006年2014年2017年

Animalcellengineering00动物细胞工程动物细胞培养动物细胞融合动物细胞核移植——动物细胞工程的基础一、动物细胞培养动物细胞培养是指从动物体中取出相关的

，将它们分散成

，然后在

下，让这些细胞

和

的技术。生长组织单个细胞适宜的培养条件增殖

1.定义：

Animalcellculture00动物细胞培养动物体组织单个细胞细胞生长和增殖取出分散适宜条件（1）相关组织：

一般是指动物胚胎或幼龄动物的组织，

因为这些组织或细胞的生命力旺盛，分化程度低，分裂能力强，容易培养。（2）适宜的培养条件：

不同的细胞、组织适合生存的环境不同，需要配置不同的培养基。——充足的营养、稳定的内环境2.原理：细胞增殖3.目的：获得细胞或细胞产物

Animalcellculture00动物细胞培养

动物细胞培养时，需将相关的组织分散成单个细胞培养，因为将组织块分散成单个细胞后，细胞所需的营养容易供应，其代谢废物容易排出；而且用大块组织进行培养时，组织块内部细胞的营养供应和代谢废物排出都比较困难，且细胞相互接触，限制了细胞的生长和增殖。同时，分散成单个细胞培养，也可使在细胞水平上操作的其他技术得以实现。将组织分散成单个细胞培养的原因动物细胞培养需要哪些基本条件？动物细胞培养的基本操作过程是什么？怎样客观分析干细胞在临床上的应用所产生的效益与风险？动物细胞培养

Fromsociety00从社会中来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。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细胞培养出可供移植的皮肤？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。目前，科学家还在研究对皮肤干细胞进行培养，以获得适合临床上使用的人造皮肤。CONTENTS目录动物细胞培养的条件Conditionsofanimalcellculture01动物细胞培养的过程Theprocessofanimalcellculture02干细胞培养及其应用Stemcellcultureanditsapplication03习题巩固Exercisestoconsolidate04动物细胞培养的条件ConditionsofanimalcellculturePART01

Conditionsofanimalcellculture01动物细胞培养的条件动物细胞培养的条件营养物质其他条件<<糖类、氨基酸无机盐、维生素……无菌、无毒的环境适宜温度、pH和渗透压适宜的气体环境

Conditionsofanimalcellculture01动物细胞培养的条件1.营养合成培养基+①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。②血清等一些天然成分：

由于人们对细胞所需的营养物质尚未全部研究清楚。血清可以补充合成培养基中缺乏的物质，如蛋白质、氨基酸、未知的促生长因子等。细胞培养时，一般需添加10%～20%的血清或血浆。一般使用液体培养基，也称为培养液。血清等一些天然成分Whyserumisusuallyaddedtoanimalcellculture01动物细胞培养通常要添加血清的原因

血清中含有蛋白质、氨基酸、葡萄糖、激素等，其中，蛋白质主要为白蛋白和球蛋白；氨基酸有多种，是细胞合成蛋白质的基本原料，且有些氨基酸是动物细胞本身不能合成的（称为必需氨基酸），必须由培养液提供；激素有胰岛素、生长激素等。血清还含有多种未知的促细胞生长因子、促贴附因子及其他活性物质，它们能促进细胞的生长、增殖和贴附。因此，在培养动物细胞时，为保证细胞能够顺利生长和增殖，一般需在培养基中添加10%~20％的血清等天然成分。

Conditionsofanimalcellculture01动物细胞培养的条件2.无菌、无毒的环境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③可根据实际情况适量添加抗生素无菌

清除代谢物，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害。无毒④定期更换培养液和

Conditionsofanimalcellculture01动物细胞培养的条件3.温度、pH和渗透压一般与动物体内相同①适宜的温度：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。4.气体环境①气体的组成及作用95%空气5%CO2②培养装置:哺乳动物细胞培养的温度多以

为宜。36.5±0.5℃培养皿或松盖培养瓶CO2培养箱置于维持培养液的pH细胞代谢所必需动物细胞培养的过程TheprocessofanimalcellculturePART0202动物细胞培养的过程

Theprocessofanimalcellculture体外培养的动物细胞可以分为两大类：悬浮培养瓶第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：贴壁生长细胞细胞需要贴附于某些基质(如培养瓶壁)表面才能增殖(主要类型)这些细胞往往贴附在培养瓶的瓶壁上，这种现象称为细胞贴壁。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。02动物细胞培养的过程

Theprocessofanimalcellculture思考：“细胞增殖到互相接触的时候，糖蛋白识别了这种信息，就会使细胞停止继续繁殖，出现接触抑制的现象”试结合上述解释，举例说明哪种细胞无接触抑制现象，并阐述原因。癌细胞；癌细胞的细胞膜上糖蛋白等物质减少02动物细胞培养的过程

Theprocessofanimalcellculture传代培养取动物组织制成细胞悬液原代培养放入CO2培养箱中培养放入CO2培养箱中培养用机械的方法，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转入培养液中进行02动物细胞培养的过程

Theprocessofanimalcellculture机械方法胰蛋白酶处理胶原蛋白酶处理动物组织块分散成单个细胞加培养液细胞悬液原代培养放入培养瓶在适宜条件在适宜条件分瓶培养传代培养1.取材：2.原因:细胞分化程度低，增殖能力强，容易培养。动物胚胎或幼龄动物的组织、器官。（一）取动物组织：02动物细胞培养的过程

Theprocessofanimalcellculture机械方法胰蛋白酶处理胶原蛋白酶处理动物组织块分散成单个细胞加培养液细胞悬液原代培养放入培养瓶在适宜条件适宜条件分瓶培养传代培养（二）取动物组织：1.将组织分散成单个细胞原因:a.从动物体取出的成块组织中，细胞与细胞靠在

一起，彼此限制了生长和增殖；b.能使细胞与培养液充分接触，更易进行物质交换。保证细胞

所需的营养物质的供应及有害产物的及时排出。02动物细胞培养的过程

Theprocessofanimalcellculture①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。②胰蛋白酶真的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。因此，胰蛋白酶处理的时间不能太长。02动物细胞培养的过程

Theprocessofanimalcellculture机械方法胰蛋白酶处理胶原蛋白酶处理动物组织块分散成单个细胞加培养液细胞悬液原代培养放入培养瓶在适宜条件传代培养适宜条件分瓶培养2.用培养液将细胞制成细胞悬液，再将

细胞悬液放入培养皿或培养瓶。①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。②传代培养将分瓶后的细胞培养称为传代培养。培养瓶或培养皿要求：内表面光滑、无毒、易于贴附。02动物细胞培养的过程

Theprocessofanimalcellculture机械方法胰蛋白酶处理胶原蛋白酶处理动物组织块分散成单个细胞加培养液细胞悬液原代培养放入培养瓶在适宜条件传代培养适宜条件分瓶培养悬浮生长贴壁生长(大多数）细胞密度过大有害代谢物积累培养中营养物质缺乏接触抑制细胞分裂受阻需要02动物细胞培养的过程

Theprocessofanimalcellculture进行传代培养(分瓶培养)时，如何处理？悬浮细胞贴壁细胞离心法收集胰蛋白酶处理制成细胞悬液分瓶培养02动物细胞培养的过程

Theprocessofanimalcellculture

区分两种“培养”的关键是看用胰蛋白酶处理的对象。思考：正常细胞能否一直传代培养下去？①第一次：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。②第二次：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。02动物细胞培养的过程

Theprocessofanimalcellculture传代培养部分细胞的细胞核型可能会发生变化，增殖缓慢，甚至完全停止大部分细胞衰老死亡少数细胞会克服细胞寿命的自然极限，获得不死性，这些细胞已经发生了突变，正朝癌细胞发展10~50代继续培养（50代以后）（有限细胞系）（无限细胞系）使用或保存的细胞通常为10代以内，以保持细胞正常的二倍体核型(遗传物质不改变)。这一阶段的细胞称为细胞株细胞系的遗传物质一定改变02有关动物细胞培养的问题

Questionsaboutanimalcellculture1.幼龄动物的细胞与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，哪些细胞更容易培养？为什么？细胞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，幼龄动物细胞比老龄动物细胞易于培养。分化程度越低的细胞，增殖能力越强，所以更容易培养。2.动物细胞培养能否像植物组织培养那样最终培养成新个体？不能，动物细胞培养只能使细胞数目增多，不能发育成新的动物个体。02植物组织培养与动物细胞培养比较

Comparisonbetweenplanttissuecultureandanimalcellculture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。02动物细胞培养的过程

Theprocessofanimalcellculture机械方法胰蛋白酶处理胶原蛋白酶处理动物组织块分散成单个细胞加培养液细胞悬液原代培养放入培养瓶在适宜条件传代培养适宜条件分瓶培养悬浮生长贴壁生长(大多数）细胞密度过大、有害代谢物积累、营养物质缺乏等细胞贴壁、接触抑制细胞分裂受阻②制成细胞悬液，分瓶培养①收集细胞悬浮培养的细胞: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，用离心法收集干细胞培养及其应用StemcellcultureanditsapplicationPART03发现最早、研究最多的、应用最成熟的实例03干细胞培养及其应用——干细胞

Stemcellcultureanditsapplication——Stemcell干细胞早期胚胎、骨髓和脐带血等多种组织和器官中动物和人体内保留的具有分裂和分化能力的细胞。胚胎干细胞成体干细胞诱导多能干细胞定义分布种类发现最早、研究最多的、应用最成熟的实例03干细胞培养及其应用——胚胎干细胞（ES细胞）

Stemcellcultureanditsapplication——Embryonicstemcell胚胎干细胞早期胚胎中需要分化诱导因子诱导分布特点应用实例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、神经元细胞和造血干细胞等（4）局限性必须从胚胎中获取，涉及伦理问题；因而限制了在医学上的应用。发现最早、研究最多的、应用最成熟的实例03干细胞培养及其应用——成体干细胞

Stemcellcultureanditsapplication——Adultstemcell成体干细胞成体组织或器官内造血干细胞（骨髓、外周血和脐带血中）神经干细胞（神经系统中）精原干细胞（睾丸中）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发现最早、研究最多的、应用最成熟的实例分布举例特点有着自我更新能力及分化潜能的干细胞，与组织、器官的发育、再生和修复等密切相关。（3）应用1.应用原理：03干细胞培养及其应用——成体干细胞

Stemcellcultureanditsapplication——Adultstemcell2.应用实例：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。①造血干细胞：②神经干细胞：

干细胞将在再生医学、药物安全性与有效性检测等领域发挥大作用。3.面临的问题：存在导致肿瘤发生的风险4.应用展望：治疗细胞损伤造成的疾病发现最早、研究最多的、应用最成熟的实例03干细胞培养及其应用——诱导多能干细胞（iPS细胞）

Stemcellcultureanditsapplication——Inducedpluripotentstemcells诱导多能干细胞通过体外诱导小鼠成纤维细胞得到的类似胚胎干细胞的一种细胞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。概念制备方法优点03（3）应用移植取成纤维细胞等iPS细胞转入相关因子细胞发生转化分化胰岛细胞神经元血细胞肠上皮细胞心肌细胞肝细胞病人iPS细胞用于治疗人类疾病示意图干细胞培养及其应用——诱导多能干细胞（iPS细胞）

Stemcellcultureanditsapplication——Inducedpluripotentstemcells取成纤维细胞转入相关因子细胞转化为iPS细胞诱导iPS细胞定向分化为多种组织细胞移植回病人体内03干细胞培养及其应用

Stemcellcultureanditsapplication类型应用造血干细胞神经干细胞诱导多能干细胞（iPS细胞）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）可治疗小鼠的镰状细胞贫血症，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干细胞应用面临的问题存在存在着导致肿瘤发生的风险。无菌、无毒营养温度、pH和渗透压气体环境制备细胞悬液原代培养传代培养动物细胞培养动物细胞培养的条件动物细胞培养的过程干细胞的培养和应用干细胞的种类、特点及应用iPS细胞的培养和应用课堂小结习题巩固ExercisestoconsolidatePART0404习题巩固

Exercisestoconsolidate1.判断下列有关动物细胞培养的表述是否正确。（1）培养环境中需要O2，不需要CO2。（

）（2）细胞要经过脱分化形成愈伤组织。（

）（3）培养液中