【高中生物】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.pptx

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1、首例胚胎移植胚胎移植成功首创动物组织体外组织体外培养法发现哺乳动物精子获能精子获能现象体细胞核移植核移植成功试管试管家兔诞生创立单克隆抗体单克隆抗体技术胚胎分割胚胎分割移植成功分离和培养小鼠胚胎干细胞胚胎干细胞克隆克隆羊多莉诞生获得诱导多能干细胞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动物细胞工程动物细胞培养动物细胞核移植动物细胞融合生产单克隆抗体其中动物细胞培养是最基础的技术。动物细胞工程技术包括：动

2、物细胞工程技术包括：选择性必修选择性必修3 3第第2 2章章 细胞工程细胞工程本节聚焦本节聚焦:l动物细胞培养需要哪些基本条件？动物细胞培养需要哪些基本条件？l动物细胞培养的基本操作过程是什么？动物细胞培养的基本操作过程是什么？l怎样客观分析干细胞在临床上的应用所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？产生的效益与风险？第第2 2节节 动物细胞工程动物细胞工程（一一）动物细胞培养）动物细胞培养从社会中来小面积烧伤：植皮(自身)后恢复选择选择1 1：使用他人：使用他人皮肤？皮肤？l患者自身的皮肤不够用，如何解决？患者自身的皮肤不够用，如何解决？大面积烧伤？选择选择2 2：培养自身细胞

3、？：培养自身细胞？从社会中来人造皮肤：人体再生术的秘密人造皮肤：人体再生术的秘密动物细胞培养4.4.培养对象：培养对象：胚胎胚胎或或幼龄幼龄动物的细胞动物的细胞幼龄个体的细胞分化程度低、幼龄个体的细胞分化程度低、分裂能力强分裂能力强，易培养。，易培养。1 1.概念：概念：2 2.原理：原理：3 3.地位：地位：动物细胞工程的动物细胞工程的基础基础从动物体中取出从动物体中取出 ，将它，将它分散成分散成 ，然后在然后在适宜的适宜的培养培养条件条件下，让这些细胞下，让这些细胞 的技术。的技术。细胞细胞分裂分裂（增殖）（增殖）5.5.目的：目的：获得细胞或细胞产物；不能获得完整动物个体获得细胞或细胞产

4、物；不能获得完整动物个体动物体动物体组织组织单个细胞单个细胞细胞生长和增殖细胞生长和增殖取出取出分散分散适宜适宜条件条件相关的组织相关的组织单个细胞单个细胞生长和增殖生长和增殖动物细胞培养的条件机体给体内的细胞提供了哪些适宜的条件使其能够维持正常的生命活动?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?提供了两个方面的条件:营养条件：如糖类、氨基酸、无机盐等;环境条件：如温度、pH、渗透压等。动物细动物细胞培养胞培养的条件的条件糖类氨基酸无机盐维生素无菌、无毒环境适宜的温度、PH、渗透压适宜的气体环境营养条件其他条件动物细胞培养的条件糖类、氨基

5、酸、无糖类、氨基酸、无机盐、维生素机盐、维生素 无菌、无毒的环境无菌、无毒的环境适宜的温度、适宜的温度、pHpH和渗透压和渗透压适宜的气体环境适宜的气体环境充足的营养、稳定的内环境将细胞将细胞所需的营养物所需的营养物质质按种类和所需量严按种类和所需量严格配格配制而制而成的培养基成的培养基含人类未知、细胞生长增含人类未知、细胞生长增殖所必需的物质，殖所必需的物质，满足细满足细胞对未知营养成分的需求胞对未知营养成分的需求。培养基的构成：培养基的构成：合成培养基合成培养基+血清血清等等天然成分天然成分一般用一般用液体培养基液体培养基，也称也称为培养液培养液动物细胞培养的条件糖类、氨基酸、无糖类、氨基

6、酸、无机盐、维生素机盐、维生素 无菌、无毒的环境无菌、无毒的环境适宜的温度、适宜的温度、pHpH和渗透压和渗透压适宜的气体环境适宜的气体环境培养液、培养用具：灭菌处理；培养液、培养用具：灭菌处理；无菌操作无菌操作；适量适量添加抗生素添加抗生素定期更换培养液定期更换培养液，以便以便清除代谢物清除代谢物。适宜的温度：适宜的温度：哺乳动物细胞培养的温度多以哺乳动物细胞培养的温度多以_ _ 为宜；为宜；适宜的适宜的pHpH：多数动物细胞生存的适宜多数动物细胞生存的适宜pHpH为为_ _；适宜的适宜的渗透压：渗透压：维持细胞正常的形态和功能。维持细胞正常的形态和功能。36.536.50.50.57.2-

7、7.47.2-7.4动物细胞培养的条件糖类、氨基酸、无糖类、氨基酸、无机盐、维生素机盐、维生素 无菌、无毒的环境无菌、无毒的环境适宜的温度、适宜的温度、pHpH和渗透压和渗透压适宜的气体环境适宜的气体环境维持培养液的维持培养液的pH95%空气空气+5%CO2 的的CO2 培养箱培养箱O2：细胞代谢所必需细胞代谢所必需COCO2 2培养箱培养箱松盖培养瓶松盖培养瓶培养皿培养皿培养仪器培养仪器分分瓶瓶取动物组织取动物组织用机械的方法，或用胰蛋用机械的方法，或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理白酶、胶原蛋白酶处理分散成单个细胞分散成单个细胞加培养液加培养液制成细胞悬液制成细胞悬液原代培养原代培养在培养皿或培

8、养瓶中在培养皿或培养瓶中传代培养传代培养 细胞分裂受阻细胞分裂受阻悬浮生长悬浮生长贴壁生长贴壁生长密度过大、有害代谢物密度过大、有害代谢物积累和营养物质缺乏等积累和营养物质缺乏等原因原因接触接触抑制抑制原因原因解决办法解决办法取动物取动物组织组织制成制成细细胞悬液胞悬液转入培养液进转入培养液进行行原代培养原代培养放入放入CO2培养培养箱中培养箱中培养传代培养传代培养放入放入CO2培养培养箱中培养箱中培养动物细胞培养的过程(1)(1)取材取材:一般取材于动物胚胎或幼龄动物的组织、器官。(2)(2)取材原因取材原因:1.取动物组织其细胞生命力旺盛，分化程度低，分裂能力强。分分瓶瓶取动物组织取动物组

9、织用机械的方法，或用胰蛋用机械的方法，或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理白酶、胶原蛋白酶处理分散成单个细胞分散成单个细胞加培养液加培养液制成细胞悬液制成细胞悬液原代培养原代培养在培养皿或培养瓶中在培养皿或培养瓶中传代培养传代培养 细胞分裂受阻细胞分裂受阻悬浮生长悬浮生长贴壁生长贴壁生长密度过大、有害代谢物密度过大、有害代谢物积累和营养物质缺乏等积累和营养物质缺乏等原因原因接触接触抑制抑制原因原因解决办法解决办法(2)(2)培养前分散成单个细胞原因培养前分散成单个细胞原因(1)(1)方法方法:2.分散成单个细胞机械法、胰蛋白酶（或胶原蛋白酶）等处理分散成单个细胞便于从培养液中获得营养，排出代谢废物，利

10、于继续培养。分分瓶瓶取动物组织取动物组织用机械的方法，或用胰蛋用机械的方法，或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理白酶、胶原蛋白酶处理分散成单个细胞分散成单个细胞加培养液加培养液制成细胞悬液制成细胞悬液原代培养原代培养在培养皿或培养瓶中在培养皿或培养瓶中传代培养传代培养 细胞分裂受阻细胞分裂受阻悬浮生长悬浮生长贴壁生长贴壁生长密度过大、有害代谢物密度过大、有害代谢物积累和营养物质缺乏等积累和营养物质缺乏等原因原因接触接触抑制抑制原因原因解决办法解决办法将动物组织细胞间的蛋白质成分酶解，使细胞分散开，获得单个细胞胃蛋白酶不可以，pH不适宜 细胞膜含有蛋白质，长时间处理会损伤细胞，要控制好时间。2.分散成单

11、个细胞(3)(3)胰蛋白酶的作用：胰蛋白酶的作用：(4)(4)胃蛋白酶可以吗？理由：胃蛋白酶可以吗？理由：(5)(5)用胰蛋白酶处理组织时应注意什么用胰蛋白酶处理组织时应注意什么？分分瓶瓶取动物组织取动物组织用机械的方法，或用胰蛋用机械的方法，或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理白酶、胶原蛋白酶处理分散成单个细胞分散成单个细胞加培养液加培养液制成细胞悬液制成细胞悬液原代培养原代培养在培养皿或培养瓶中在培养皿或培养瓶中传代培养传代培养 细胞分裂受阻细胞分裂受阻悬浮生长悬浮生长贴壁生长贴壁生长密度过大、有害代谢物密度过大、有害代谢物积累和营养物质缺乏等积累和营养物质缺乏等原因原因接触接触抑制抑制原因原因解

12、决办法解决办法将将细胞悬液细胞悬液放入培养皿或培养瓶放入培养皿或培养瓶内，置于内，置于适宜环境适宜环境中培养。中培养。悬悬浮生浮生长类长类：能够悬浮在培养液中生长增殖能够悬浮在培养液中生长增殖。需要贴附于某些基质表面才能需要贴附于某些基质表面才能生长增殖（生长增殖（细胞贴壁细胞贴壁），大多，大多数细胞属于此类数细胞属于此类。贴贴壁生壁生长类长类：(1)(1)操作方法：操作方法：(2)(2)体外培养的动物细胞类型体外培养的动物细胞类型3.制成细胞悬液并培养分分瓶瓶取动物组织取动物组织用机械的方法，或用胰蛋用机械的方法，或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理白酶、胶原蛋白酶处理分散成单个细胞分散成单个细胞加

13、培养液加培养液制成细胞悬液制成细胞悬液原代培养原代培养在培养皿或培养瓶中在培养皿或培养瓶中传代培养传代培养 细胞分裂受阻细胞分裂受阻悬浮生长悬浮生长贴壁生长贴壁生长密度过大、有害代谢物密度过大、有害代谢物积累和营养物质缺乏等积累和营养物质缺乏等原因原因接触接触抑制抑制原因原因解决办法解决办法细胞贴壁过程贴壁生长与接触抑制要求：要求：培养瓶或培养皿的内表面光滑、无毒、易于贴附(1)细胞贴壁:悬液中分散的细胞贴附在瓶壁生长的现象；(2)接触抑制:贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时,细胞停止分裂增殖的现象细胞贴壁与接触抑制形成一层细胞可形成多层细胞肿瘤细胞失去接触抑制，条件适宜在培养液可以无限增殖下去

14、。细胞胞悬液液细胞胞贴壁、接触抑制壁、接触抑制癌细胞；癌细胞；癌癌细胞的细胞细胞的细胞膜上糖蛋白膜上糖蛋白等物质减少等物质减少细胞贴壁与接触抑制判断依据：是否分瓶！4.原代培养和传代培养(1)原代培养：(2)传代培养：指动物组织经处理后的初次培养。分瓶后的细胞培养。(3)分瓶传代培养的原因：悬浮培养的细胞会因细胞密度过大、有害代谢物积累和培养液中营养物质等因素而分裂受阻，贴壁细胞在生长增殖时，除受上述因素影响外，还会发生接触抑制现象分分瓶瓶取动物组织取动物组织用机械的方法，或用胰蛋用机械的方法，或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理白酶、胶原蛋白酶处理分散成单个细胞分散成单个细胞加培养液加培养液制成细胞

15、悬液制成细胞悬液原代培养原代培养在培养皿或培养瓶中在培养皿或培养瓶中传代培养传代培养 细胞分裂受阻细胞分裂受阻悬浮生长悬浮生长贴壁生长贴壁生长密度过大、有害代谢物密度过大、有害代谢物积累和营养物质缺乏等积累和营养物质缺乏等原因原因接触接触抑制抑制原因原因解决办法解决办法用胰蛋白酶处理分散成单个细胞，再用离心法收集制成细胞悬液分瓶培养收集细胞加培养液4.原代培养和传代培养悬浮培养的细胞:贴壁细胞:直接用离心法收集(3)传代培养操作流程分分瓶瓶取动物组织取动物组织用机械的方法，或用胰蛋用机械的方法，或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理白酶、胶原蛋白酶处理分散成单个细胞分散成单个细胞加培养液加培养液制成细胞

16、悬液制成细胞悬液原代培养原代培养在培养皿或培养瓶中在培养皿或培养瓶中传代培养传代培养 细胞分裂受阻细胞分裂受阻悬浮生长悬浮生长贴壁生长贴壁生长密度过大、有害代谢物密度过大、有害代谢物积累和营养物质缺乏等积累和营养物质缺乏等原因原因接触接触抑制抑制原因原因解决办法解决办法比较项目比较项目植物组织培养植物组织培养动物细胞培养动物细胞培养原理原理培养基培养基培养基特有成分培养基特有成分过程过程结果结果相同点相同点固体培养基固体培养基葡萄糖、葡萄糖、动物血清动物血清液体培养基液体培养基细胞增殖细胞增殖植物细胞的全能性植物细胞的全能性许多细胞许多细胞蔗糖、蔗糖、植物激素植物激素都进行有丝分裂，不涉及减数

17、分裂；都进行有丝分裂，不涉及减数分裂；均需无菌操作，需要适宜的温度、均需无菌操作，需要适宜的温度、pH等条件等条件新的植株新的植株外植体 脱分化愈伤组织 再分化芽、根或胚状体 生长发育植物体动物的组织 机械法或胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理细胞悬液原代培养细胞悬液传代培养植物组织培养和动物细胞培养的比较干细胞培养及其应用干细胞培养及其应用(3)(3)分布：分布：(4)(4)分类：分类：存在于存在于早期胚胎、骨髓早期胚胎、骨髓和和脐带血脐带血等多种组织和器官中。等多种组织和器官中。包括包括胚胎干细胞胚胎干细胞和和成体干细胞成体干细胞等。等。动物和人体内仍保留的动物和人体内仍保留的少数具有分裂和分化能力

18、的细胞少数具有分裂和分化能力的细胞。在一定条件下，干细胞可以分化成其他类型的细胞。在一定条件下，干细胞可以分化成其他类型的细胞。(2)(2)特点：特点：体积较体积较小小，细胞核，细胞核大大，核仁，核仁明显明显。(1)(1)概念：概念：受精卵受精卵原始胚胎干细胞原始胚胎干细胞囊胚囊胚胎儿胎儿成人成人胚胎干细胞胚胎干细胞成体干细胞成体干细胞早期胚胎中早期胚胎中具有具有分化为分化为成年动物体内的成年动物体内的任何一任何一种类型的细胞种类型的细胞，并进一步形成机体，并进一步形成机体的所有组织和器官的所有组织和器官甚至个体的潜能甚至个体的潜能。胚胚胎胎干干细细胞胞分布分布特点特点应用实例应用实例 在体外

19、分化成心肌细胞、在体外分化成心肌细胞、神经元细胞和造血干细胞等神经元细胞和造血干细胞等局限性局限性必须从必须从胚胎胚胎中获取中获取 ，涉及伦理问涉及伦理问题题；因而限制了在医学上的应用。；因而限制了在医学上的应用。ES细胞细胞干细胞培养及其应用干细胞培养及其应用成体组织或器官内成体组织或器官内造血干细胞造血干细胞（骨髓、骨髓、外周血外周血和和脐带血脐带血中）中）神经干细胞神经干细胞（神经系统中）（神经系统中）精原干细胞精原干细胞（睾丸中）（睾丸中）具有具有组织特异性组织特异性，只能分化成特定的细胞或组织，只能分化成特定的细胞或组织，不具有发育成不具有发育成完整个体的能力完整个体的能力成体干细胞

20、分布分布举例举例特点特点应用实例应用实例治疗治疗神经组织损伤神经组织损伤和和神经系统退行性神经系统退行性疾病疾病（如帕金森病、阿尔茨海默病等）（如帕金森病、阿尔茨海默病等）治疗治疗白血病白血病及一些及一些恶性肿瘤放疗或恶性肿瘤放疗或化疗后引化疗后引起的起的造血系统造血系统、免疫系统免疫系统功能障碍功能障碍等疾病等疾病造血干细胞造血干细胞神经干细胞神经干细胞治治疗细胞胞损伤造成的造成的疾病疾病干细胞培养及其应用干细胞培养及其应用通过通过体外诱导小鼠成纤维细胞体外诱导小鼠成纤维细胞得到的得到的类似胚胎干细胞类似胚胎干细胞的一种细胞的一种细胞将将特定基因或特定蛋白特定基因或特定蛋白导入导入细胞细胞

21、（成纤维细胞、已分化的（成纤维细胞、已分化的T T细胞、细胞、B B细胞）细胞）诱导多能干细胞概念概念制备方法制备方法应用应用优点优点用用小分子化合物诱导小分子化合物诱导形成。形成。诱导过程诱导过程无无须须破坏胚胎破坏胚胎；iPSiPS细胞可以来源于病人自身的体细胞，将它移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，理论上可以植回病人体内后，理论上可以避免免疫排斥反应避免免疫排斥反应。可治疗可治疗镰状细胞贫血症镰状细胞贫血症；在治疗在治疗阿尔兹海默病、心血管疾病阿尔兹海默病、心血管疾病等领域的研究也取得了新进展等领域的研究也取得了新进展iPS细胞细胞干细胞培养及其应用干细胞培养及其应

22、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细胞用于治疗人类疾病示意图诱导多能干细胞诱导多能干细胞（iPSiPS细胞）细胞）多种体细胞多种体细胞定向诱导分化定向诱导分化体外诱导小鼠成体外诱导小鼠成纤维细胞纤维细胞iPS细胞的应用前景细胞的应用前景：临床治疗人类疾病如：临床治疗人类疾病如：白血病、帕金森病、白血病、帕金森病、阿而茨海默病等阿而茨海默病等干细胞培养及其应用干细胞培养及其应用1.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O，不需要CO。()(2)细胞要经过脱分化形成愈伤组织

23、。()(3)培养液中通常含有糖类、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清。()(4)培养瓶中的细胞需定期用胰蛋白酶处理，分瓶后才能继续增殖。()教材课后习题概念检测2.干细胞有着广泛的应用前景。下列相关叙述错误的是()A.干细胞是从胚胎中分离提取的细胞 B、造血干细胞可以分化为各种血细胞 C.不同类型的干细胞，它们的分化潜能是有差别的 D.由iPS细胞产生的特定细胞，可以在新药的测试中发挥重要作用A教材课后习题概念检测现在关于iPS细胞的研究正在不断深人。请你从以下两个方面来查阅资料进行思考。(1)由于诱导产生iPS细胞、促使其分化都需要时间，因此用某人特异的iPS细胞进行医疗只限于时间比较充裕的情

24、形。从实际事故、疾病发生的不可预测性方面考虑，如果要将这些细胞用于紧急情况，应该提前采取什么措施?建立建立iPSiPS细胞库（细胞库（HLAHLA多态性丰富的多态性丰富的iPSiPS细胞库），细胞库），可以为需要的人找到可以为需要的人找到HLAHLA匹配度较高的匹配度较高的iPSiPS细胞细胞教材课后习题拓展应用(2)如果诱导iPS细胞定向分化为生殖细胞的技术发展成熟，该技术可能会有哪些应用?又可能带来哪些问题?可以用来治疗不孕症；可以用来进行濒危物种的克隆；可以用来治疗不孕症；可以用来进行濒危物种的克隆；可以对获得的生殖细胞进行转基因操作，再经过受精、胚胎发育等过程可以对获得的生殖细胞进行转基因操作，再经过受精、胚胎发育等过程来获得转基因动物；来获得转基因动物；可能会带来一系列的伦理问题，例如用同一个人的可能会带来一系列的伦理问题，例如用同一个人的iPSiPS细胞分别诱导形成细胞分别诱导形成精子和卵子，两者受精可能培育出精子和卵子，两者受精可能培育出“单亲单亲”婴儿，有的人还可能有目的婴儿，有的人还可能有目的地选择地选择iPSiPS细胞，从而细胞，从而”设计设计”婴儿婴儿教材课后习题拓展应用