生物人教版（2019）选择性必修3 2.2.1动物细胞培养（课件共34张ppt）
文档属性
| 名称 | 生物人教版（2019）选择性必修3 2.2.1动物细胞培养（课件共34张ppt） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 6.0MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2022-04-26 22:38:54 | ||
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文档简介
(共34张PPT)
2.1动物细胞培养
第2节 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
动物细胞工程
是最基础的技术
皮肤的自体移植
灰绿色
小面积烧伤：患者通过切除 + 植皮(自身)后恢复
1）使用他人皮肤如何？
患者自身的不够用，如何解决？
大面积烧伤？
2）培养自身细胞？
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。
从社会中来
细胞悬液培养
细胞贴壁、接触抑制（主流）
一、动物细胞培养的过程
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。
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）
4、实例：
克隆皮肤
皮肤烧伤
那么，获得这些细胞或细胞产物的具体过程又是怎样的？
动物细胞培养
细胞贴壁
接触抑制
一、动物细胞培养的过程
小组合作: 阅读教材P44页并结合动物细胞培养的定义，相关关键词和箭头表达出一般过程。
动物胚胎或幼龄动物的组织、器官
单个细胞
细胞悬浮液
10代细胞
少部分突破细胞寿限“癌变”，无限传代
动物细胞培养不能最终培养成动物体
50代细胞
原代培养
传代培养
细胞贴壁
剥离、分瓶
细胞
分化程度低，增殖能力强
去掉组织间蛋白
加培养液
胰蛋白酶
剪碎
出现接触抑制
一、动物细胞培养的过程
一、动物细胞培养的过程
纤维蛋白、胶原蛋白等
原代培养
培养
分瓶制成细胞悬液
传代培养
制成
细胞悬液
CO2培养箱
培养
分散成单个细胞
取动物组织
(幼龄动物)
1）选幼龄动物（或胚胎）的组织器官
这些个体的细胞分化程度低、分裂能力强，易培养。
4）需分瓶进行传代培养的原因
3）分散细胞时为何不选用胃蛋白酶？
2）培养前为什么分散成单个细胞？
（用机械法 或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理）
①分散不会限制彼此的生长与增殖；
②分散有利于与培养液充分接触，保证O2与营养供应和代谢物及时排出。
导致细胞分裂受阻
多数动物细胞生存的适宜pH为7.2～7.4，而胃蛋白酶的适宜pH约为2，在此环境中会失活。
①营养物质缺乏
②有害代谢物积累
③细胞密度过大
④接触抑制
一、动物细胞培养的过程
培养过程中出现了几个特点：
要求：（培养瓶（皿）内表面光滑、无毒、易于贴附）
细胞的接触抑制
悬液中分散的细胞贴附在瓶壁生长的现象；
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的现象
一、动物细胞培养的过程
（1）细胞贴壁
（2）接触抑制
圆球形细胞刚开始
铺展贴壁生长（100×）
培养的动物细胞贴壁生长
并进行有丝分裂（100×）
细胞单层贴壁生长铺满瓶壁后出现接触抑制（100×）
癌细胞；
癌细胞的细胞膜上糖蛋白等物质减少
“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。
思考
一、动物细胞培养的过程
原代培养
传代培养
细胞株
细胞系
如何界定原代培养和传代培养？细胞株和细胞系？
遗传物质改变
遗传物质有的改变
洗涤、稀释、分瓶培养
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
一、动物细胞培养的过程
细胞悬浮液
10代细胞
50代细胞
无限传代
培养过程中出现了几个特点：
思考
细胞株和细胞系
原代细胞一般传至10代左右细胞生长停滞，大部分细胞衰老死亡，少数细胞存活到40~50代，这种传代细胞为细胞株。
细胞株传代至50代后又出现细胞生长停滞状态，只有部分细胞由于遗传物质的改变，使其在培养条件下可以无限制传代，这种传代细胞为细胞系。
细胞系的遗传物质改变，具有癌细胞的特点，失去接触抑制，容易传代培养。
一、动物细胞培养的过程
细胞株
细胞系
区别：
将动物组织处理后的初次培养（10代内）。
当原代培养的细胞贴满瓶壁时，重新用胰蛋白酶处理，使细胞从瓶壁脱落，加培养液制成细胞悬液，分装到2个或2个以上的培养瓶中继续培养（10代后）。
保持细胞正常二倍体核型
部分细胞核型改变
遗传物质改变突破细胞寿限
危机1
危机2
培养危机：
原代培养
传代培养
（遗传物质没改变）
（遗传物质有的改变）
一、动物细胞培养的过程
（3）原代培养
（4）传代培养
分瓶培养
10代细胞
50代细胞
无限增殖
培养过程中出现了几个特点：
【情境1】在治疗大面积烧伤病人时,通常取患者自身皮肤的成纤维细胞或皮肤干细胞,在体外培养获得大量的自体健康皮肤,再移植给患者进行恢复性治疗,如图为动物成纤维细胞的培养过程示意图。
任 务 活 动
[分析]
(1)过程③为 ,过程④为 。
(2)过程③和过程④中会出现接触抑制现象,该现象是指
。
原代培养
当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时,细胞通常会停止分裂增殖
传代培养
(3)动物细胞培养的原理是 。动物细胞培养和植物组织培养过程中,就细胞增殖、分化来说,二者除了都需要增殖外,植物组织培养不同于动物细胞培养的是还要进行 。
(4)请分析图示过程选用皮肤成纤维细胞或干细胞的原因。
脱分化和再分化
细胞分裂能力强,易于培养。
细胞增殖
一、动物细胞培养的过程
欲使动物细胞体外培养顺利进行，应营造怎样的环境？
思考讨论
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
+
合成培养基
血清
人们对细胞所需的营养物质尚未全部研究清楚，在使用合成培养基时，通常需要加入血清等一些天然成分。
一般使用液体培养基，也称培养液。
一
二、动物细胞培养的条件
为什么对动物细胞进行培养时通常要添加血清？
补充资料：
1、血清中含有蛋白质、氨基酸、葡萄糖、激素等，
2、氨基酸有多种，是细胞合成蛋白质的基本成分，其中有些氨基酸动物
细胞本身不能合成（称为必需氨基酸），必须由培养液提供。
3、血清激素有胰岛素、生长激素等及多种生长因子；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，能促进细胞的
生长、增殖和贴附。
4、因此，细胞培养时，要保证细胞能够顺利生长和增殖，一般需添加
10%～20%的血清。
血清中含有多种未知的促细胞生长因子等营养物质，这是细胞生长和增殖所必需的。
二、动物细胞培养的条件
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？
对培养液和所有培养用具进行灭菌处理、无菌培养环境
定期更换培养液
抗生素等
温度：（36.5±0.5）℃； pH：7.2-7.4 ；适宜的渗透压
95%空气和5%CO2；
O2是细胞代谢所必需的，CO2的作用是维持培养液的pH；
培养皿或松盖培养瓶
一
二、动物细胞培养的条件
思考讨论
例1 某研究小组为测定药物对体外培养细胞的毒性,准备对某种动物的肝肿瘤细胞(甲)和正常肝细胞(乙)进行动物细胞培养。下列叙述正确的是 ( )
A.制备肝细胞悬液时,可用胰蛋白酶或胃蛋白酶处理肝组织块
B.恒温培养箱中的CO2浓度维持在5%左右,以促进细胞呼吸
C.为了保证细胞培养所需的无毒环境,需大量添加各种抗生素
D.培养的肝肿瘤细胞可用于筛选抗癌药物
任 务 活 动
D
变 式 训 练
下列有关动物细胞培养时所提供的物质及其作用的描述不正确的是 ( )
A
[解析] 动物细胞培养过程中,在培养液中加入一定量的抗生素,主要是为了防止杂菌的污染,A错误。
选项 提供物质 作用
A 抗生素 主要防止动物细胞在
培养过程中被病毒感染
B 血清 补充合成培养基中缺乏的物质
C 氧气 满足细胞代谢的需要
D 二氧化碳 维持培养液的酸碱度
二、动物细胞培养的条件
动物细胞培养与植物组织培养有什么相同和不同之处？
思考讨论
动物胚胎或幼龄动物的组织、器官
细胞悬浮液
胰蛋白酶
10代细胞
50代细胞
无限传代
单个细胞
加培养液
植物组织培养和动物细胞培养的比较
离体的植物器官、组织或细胞
愈伤组织
根、芽
植物体
脱分化
再分化
接种至培养基
动物细胞培养
植物组织培养
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
相同点
获得细胞或细胞产物
常用固体培养基
新植株
葡萄糖、动物血清
常用液体培养基
细胞增殖
细胞的全能性
许多细胞
快速繁殖等
蔗糖、植物激素
1.培养过程中细胞都进行有丝分裂，不涉及减数分裂；
2.均需无菌操作，需要适宜的温度、pH等条件
思考.比较
原代培养、传代培养
脱分化、再分化
植物组织培养和动物细胞培养的比较
例2 动物细胞培养和植物组织培养是细胞工程的基本技术,下列关于这两项技术的叙述,正确的是 ( )
A.动物细胞培养和植物组织培养所用培养基相同,且都要求做到无菌、无毒
B.烟草细胞和肾脏上皮细胞离体培养都能产生新个体
C.动物细胞培养可用于检测有毒物质,茎尖培养可用于生产脱毒苗
D.动物细胞培养和植物组织培养过程中都要用胰蛋白酶处理,有利于细胞分散
任 务 活 动
C
早期胚胎
1.种类及存在部位
胚胎干细胞(ES细胞) 成体干细胞
存在 部位 ①
组织特异性
任何一种类型
特性 具有分化为成年动物体内的 ② 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 具有③ ,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
三、干细胞培养及其应用
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精原干细胞
免疫排斥
神经组织损伤
(1)可以用于治疗人类的某些顽症:如神经干细胞在治疗 和神经系统退行性疾病(如帕金森病、阿尔茨海默病等)方面有重要的应用价值。
(2)体外诱导多能干细胞(iPS细胞):诱导过程无须破坏胚胎,且iPS细胞可以来源于病人自身的体细胞,因此移植过程理论上可以避免 反应。
三、干细胞培养及其应用
2、胚胎干细胞应用：
2、胚胎干细胞应用：
体外诱导小鼠成纤维细胞
诱导多能干细胞
iPS
临床治疗人类疾病
多种体细胞
定向诱导分化
如：白血病、帕金森病、阿而茨海默病等
三、干细胞培养及其应用
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
任 务 活 动
例3 如图2-2-3是胚胎干细胞潜能示意图,相关叙述错误的是 ( )
A.由细胞形态判断,4种细胞中细胞②最可能连续分裂
B.胚胎干细胞能分化为各种细胞的实质是遗传物质相同
C.分化得到的各种细胞,功能不同的主要差异是特定蛋白不同
D.定向诱导胚胎干细胞分化形成组织或器官,进行自体移植可避免免疫排斥
B
图2-2-3
人体骨髓中的造血干细胞在体内环境下能分裂、分化形成红细胞、白细胞和血小板。现代科学研究发现,在体外一定条件下培养造血干细胞,它可以分裂、分化形成神经细胞。下列有关的叙述不正确的是 ( )
A.三种血细胞的分化形成是基因选择性表达的结果
B.只有造血干细胞具有控制神经细胞性状的基因
C.只有离体培养的细胞才能表现出全能性
D.在生物体内细胞分化的过程一般是不可逆转的
B
变 式 训 练
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（ ）
一.概念检测
×
√
×
×
练习与应用（P47）
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
现在关于iPS细胞的研究正在不断深入。请你从以下两个方面来查阅资料进行思考。（1）由于诱导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
像建立骨髓库一样，有研究团队正在尝试建立HLA(Human Leukocyte Antigen,人类白细胞抗原)多态性丰富的iPS细胞库，可以为需要的人找到HIA匹配度较高的iPS细胞，这样不仅可以节省时间、成本，还能减轻异体干细胞移植后发生的免疫排斥反应。
二.拓展应用
练习与应用（P47）
（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？
该技术可能被用于治疗不孕症；获得足够量的生殖细胞来进行濒危物种的克隆研究；获得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。该技术可能带来一系列的伦理问题。例如，如果用同一个人的iPS细胞分别诱导形成精子和卵子，两者受精可能培育出“单亲”婴儿；有的人还可能有目的地选择iPS细胞，从而“设计”婴儿。
例4.某研究小组进行药物实验时,以动物肝细胞为材料,测定药物对体外培养细胞的毒性。供培养的细胞有甲、乙两种,甲细胞为肝肿瘤细胞,乙细胞为正常肝细胞。请回答下列有关动物细胞培养的问题:
(1)在动物细胞培养时,通常在合成培养基中加入适量血清,其原因是 。
(2)在两种细胞生长过程中,当乙细胞铺满瓶壁时,其生长 。药物实验需要大量细胞,两种细胞频繁传代,甲细胞比乙细胞可以传代的次数更 。若用动物的肝脏组织块制备肝细胞悬液,需用 处理。
产生接触抑制
血清中含有适合动物细胞生长增殖的多种物质
多
胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)
任 务 活 动
(3)已知癌细胞的X基因表达过量与肝肿瘤的发生密切相关。要探究一种抗肿瘤药物Y对甲细胞生长的影响,可将甲细胞分为A、B两组,A组细胞培养液中加入 ,B组细胞培养液中加入无菌生理盐水。经培养后,从A、B两组收集等量细胞,通过分别检测X基因在A、B两组细胞中的 或 合成水平的差异,确定药物Y的药效。
mRNA
含Y的无菌生理盐水
蛋白质
谢谢观看!
2.1动物细胞培养
第2节 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
动物细胞工程
是最基础的技术
皮肤的自体移植
灰绿色
小面积烧伤：患者通过切除 + 植皮(自身)后恢复
1）使用他人皮肤如何？
患者自身的不够用，如何解决？
大面积烧伤？
2）培养自身细胞？
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。
从社会中来
细胞悬液培养
细胞贴壁、接触抑制（主流）
一、动物细胞培养的过程
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。
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）
4、实例：
克隆皮肤
皮肤烧伤
那么，获得这些细胞或细胞产物的具体过程又是怎样的？
动物细胞培养
细胞贴壁
接触抑制
一、动物细胞培养的过程
小组合作: 阅读教材P44页并结合动物细胞培养的定义，相关关键词和箭头表达出一般过程。
动物胚胎或幼龄动物的组织、器官
单个细胞
细胞悬浮液
10代细胞
少部分突破细胞寿限“癌变”，无限传代
动物细胞培养不能最终培养成动物体
50代细胞
原代培养
传代培养
细胞贴壁
剥离、分瓶
细胞
分化程度低，增殖能力强
去掉组织间蛋白
加培养液
胰蛋白酶
剪碎
出现接触抑制
一、动物细胞培养的过程
一、动物细胞培养的过程
纤维蛋白、胶原蛋白等
原代培养
培养
分瓶制成细胞悬液
传代培养
制成
细胞悬液
CO2培养箱
培养
分散成单个细胞
取动物组织
(幼龄动物)
1）选幼龄动物（或胚胎）的组织器官
这些个体的细胞分化程度低、分裂能力强，易培养。
4）需分瓶进行传代培养的原因
3）分散细胞时为何不选用胃蛋白酶？
2）培养前为什么分散成单个细胞？
（用机械法 或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理）
①分散不会限制彼此的生长与增殖；
②分散有利于与培养液充分接触，保证O2与营养供应和代谢物及时排出。
导致细胞分裂受阻
多数动物细胞生存的适宜pH为7.2～7.4，而胃蛋白酶的适宜pH约为2，在此环境中会失活。
①营养物质缺乏
②有害代谢物积累
③细胞密度过大
④接触抑制
一、动物细胞培养的过程
培养过程中出现了几个特点：
要求：（培养瓶（皿）内表面光滑、无毒、易于贴附）
细胞的接触抑制
悬液中分散的细胞贴附在瓶壁生长的现象；
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的现象
一、动物细胞培养的过程
（1）细胞贴壁
（2）接触抑制
圆球形细胞刚开始
铺展贴壁生长（100×）
培养的动物细胞贴壁生长
并进行有丝分裂（100×）
细胞单层贴壁生长铺满瓶壁后出现接触抑制（100×）
癌细胞；
癌细胞的细胞膜上糖蛋白等物质减少
“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。
思考
一、动物细胞培养的过程
原代培养
传代培养
细胞株
细胞系
如何界定原代培养和传代培养？细胞株和细胞系？
遗传物质改变
遗传物质有的改变
洗涤、稀释、分瓶培养
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
一、动物细胞培养的过程
细胞悬浮液
10代细胞
50代细胞
无限传代
培养过程中出现了几个特点：
思考
细胞株和细胞系
原代细胞一般传至10代左右细胞生长停滞，大部分细胞衰老死亡，少数细胞存活到40~50代，这种传代细胞为细胞株。
细胞株传代至50代后又出现细胞生长停滞状态，只有部分细胞由于遗传物质的改变，使其在培养条件下可以无限制传代，这种传代细胞为细胞系。
细胞系的遗传物质改变，具有癌细胞的特点，失去接触抑制，容易传代培养。
一、动物细胞培养的过程
细胞株
细胞系
区别：
将动物组织处理后的初次培养（10代内）。
当原代培养的细胞贴满瓶壁时，重新用胰蛋白酶处理，使细胞从瓶壁脱落，加培养液制成细胞悬液，分装到2个或2个以上的培养瓶中继续培养（10代后）。
保持细胞正常二倍体核型
部分细胞核型改变
遗传物质改变突破细胞寿限
危机1
危机2
培养危机：
原代培养
传代培养
（遗传物质没改变）
（遗传物质有的改变）
一、动物细胞培养的过程
（3）原代培养
（4）传代培养
分瓶培养
10代细胞
50代细胞
无限增殖
培养过程中出现了几个特点：
【情境1】在治疗大面积烧伤病人时,通常取患者自身皮肤的成纤维细胞或皮肤干细胞,在体外培养获得大量的自体健康皮肤,再移植给患者进行恢复性治疗,如图为动物成纤维细胞的培养过程示意图。
任 务 活 动
[分析]
(1)过程③为 ,过程④为 。
(2)过程③和过程④中会出现接触抑制现象,该现象是指
。
原代培养
当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时,细胞通常会停止分裂增殖
传代培养
(3)动物细胞培养的原理是 。动物细胞培养和植物组织培养过程中,就细胞增殖、分化来说,二者除了都需要增殖外,植物组织培养不同于动物细胞培养的是还要进行 。
(4)请分析图示过程选用皮肤成纤维细胞或干细胞的原因。
脱分化和再分化
细胞分裂能力强,易于培养。
细胞增殖
一、动物细胞培养的过程
欲使动物细胞体外培养顺利进行，应营造怎样的环境？
思考讨论
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
+
合成培养基
血清
人们对细胞所需的营养物质尚未全部研究清楚，在使用合成培养基时，通常需要加入血清等一些天然成分。
一般使用液体培养基，也称培养液。
一
二、动物细胞培养的条件
为什么对动物细胞进行培养时通常要添加血清？
补充资料：
1、血清中含有蛋白质、氨基酸、葡萄糖、激素等，
2、氨基酸有多种，是细胞合成蛋白质的基本成分，其中有些氨基酸动物
细胞本身不能合成（称为必需氨基酸），必须由培养液提供。
3、血清激素有胰岛素、生长激素等及多种生长因子；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，能促进细胞的
生长、增殖和贴附。
4、因此，细胞培养时，要保证细胞能够顺利生长和增殖，一般需添加
10%～20%的血清。
血清中含有多种未知的促细胞生长因子等营养物质，这是细胞生长和增殖所必需的。
二、动物细胞培养的条件
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？
对培养液和所有培养用具进行灭菌处理、无菌培养环境
定期更换培养液
抗生素等
温度：（36.5±0.5）℃； pH：7.2-7.4 ；适宜的渗透压
95%空气和5%CO2；
O2是细胞代谢所必需的，CO2的作用是维持培养液的pH；
培养皿或松盖培养瓶
一
二、动物细胞培养的条件
思考讨论
例1 某研究小组为测定药物对体外培养细胞的毒性,准备对某种动物的肝肿瘤细胞(甲)和正常肝细胞(乙)进行动物细胞培养。下列叙述正确的是 ( )
A.制备肝细胞悬液时,可用胰蛋白酶或胃蛋白酶处理肝组织块
B.恒温培养箱中的CO2浓度维持在5%左右,以促进细胞呼吸
C.为了保证细胞培养所需的无毒环境,需大量添加各种抗生素
D.培养的肝肿瘤细胞可用于筛选抗癌药物
任 务 活 动
D
变 式 训 练
下列有关动物细胞培养时所提供的物质及其作用的描述不正确的是 ( )
A
[解析] 动物细胞培养过程中,在培养液中加入一定量的抗生素,主要是为了防止杂菌的污染,A错误。
选项 提供物质 作用
A 抗生素 主要防止动物细胞在
培养过程中被病毒感染
B 血清 补充合成培养基中缺乏的物质
C 氧气 满足细胞代谢的需要
D 二氧化碳 维持培养液的酸碱度
二、动物细胞培养的条件
动物细胞培养与植物组织培养有什么相同和不同之处？
思考讨论
动物胚胎或幼龄动物的组织、器官
细胞悬浮液
胰蛋白酶
10代细胞
50代细胞
无限传代
单个细胞
加培养液
植物组织培养和动物细胞培养的比较
离体的植物器官、组织或细胞
愈伤组织
根、芽
植物体
脱分化
再分化
接种至培养基
动物细胞培养
植物组织培养
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
相同点
获得细胞或细胞产物
常用固体培养基
新植株
葡萄糖、动物血清
常用液体培养基
细胞增殖
细胞的全能性
许多细胞
快速繁殖等
蔗糖、植物激素
1.培养过程中细胞都进行有丝分裂，不涉及减数分裂；
2.均需无菌操作，需要适宜的温度、pH等条件
思考.比较
原代培养、传代培养
脱分化、再分化
植物组织培养和动物细胞培养的比较
例2 动物细胞培养和植物组织培养是细胞工程的基本技术,下列关于这两项技术的叙述,正确的是 ( )
A.动物细胞培养和植物组织培养所用培养基相同,且都要求做到无菌、无毒
B.烟草细胞和肾脏上皮细胞离体培养都能产生新个体
C.动物细胞培养可用于检测有毒物质,茎尖培养可用于生产脱毒苗
D.动物细胞培养和植物组织培养过程中都要用胰蛋白酶处理,有利于细胞分散
任 务 活 动
C
早期胚胎
1.种类及存在部位
胚胎干细胞(ES细胞) 成体干细胞
存在 部位 ①
组织特异性
任何一种类型
特性 具有分化为成年动物体内的 ② 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 具有③ ,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
三、干细胞培养及其应用
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精原干细胞
免疫排斥
神经组织损伤
(1)可以用于治疗人类的某些顽症:如神经干细胞在治疗 和神经系统退行性疾病(如帕金森病、阿尔茨海默病等)方面有重要的应用价值。
(2)体外诱导多能干细胞(iPS细胞):诱导过程无须破坏胚胎,且iPS细胞可以来源于病人自身的体细胞,因此移植过程理论上可以避免 反应。
三、干细胞培养及其应用
2、胚胎干细胞应用：
2、胚胎干细胞应用：
体外诱导小鼠成纤维细胞
诱导多能干细胞
iPS
临床治疗人类疾病
多种体细胞
定向诱导分化
如：白血病、帕金森病、阿而茨海默病等
三、干细胞培养及其应用
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
任 务 活 动
例3 如图2-2-3是胚胎干细胞潜能示意图,相关叙述错误的是 ( )
A.由细胞形态判断,4种细胞中细胞②最可能连续分裂
B.胚胎干细胞能分化为各种细胞的实质是遗传物质相同
C.分化得到的各种细胞,功能不同的主要差异是特定蛋白不同
D.定向诱导胚胎干细胞分化形成组织或器官,进行自体移植可避免免疫排斥
B
图2-2-3
人体骨髓中的造血干细胞在体内环境下能分裂、分化形成红细胞、白细胞和血小板。现代科学研究发现,在体外一定条件下培养造血干细胞,它可以分裂、分化形成神经细胞。下列有关的叙述不正确的是 ( )
A.三种血细胞的分化形成是基因选择性表达的结果
B.只有造血干细胞具有控制神经细胞性状的基因
C.只有离体培养的细胞才能表现出全能性
D.在生物体内细胞分化的过程一般是不可逆转的
B
变 式 训 练
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（ ）
一.概念检测
×
√
×
×
练习与应用（P47）
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
现在关于iPS细胞的研究正在不断深入。请你从以下两个方面来查阅资料进行思考。（1）由于诱导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
像建立骨髓库一样，有研究团队正在尝试建立HLA(Human Leukocyte Antigen,人类白细胞抗原)多态性丰富的iPS细胞库，可以为需要的人找到HIA匹配度较高的iPS细胞，这样不仅可以节省时间、成本，还能减轻异体干细胞移植后发生的免疫排斥反应。
二.拓展应用
练习与应用（P47）
（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？
该技术可能被用于治疗不孕症；获得足够量的生殖细胞来进行濒危物种的克隆研究；获得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。该技术可能带来一系列的伦理问题。例如，如果用同一个人的iPS细胞分别诱导形成精子和卵子，两者受精可能培育出“单亲”婴儿；有的人还可能有目的地选择iPS细胞，从而“设计”婴儿。
例4.某研究小组进行药物实验时,以动物肝细胞为材料,测定药物对体外培养细胞的毒性。供培养的细胞有甲、乙两种,甲细胞为肝肿瘤细胞,乙细胞为正常肝细胞。请回答下列有关动物细胞培养的问题:
(1)在动物细胞培养时,通常在合成培养基中加入适量血清,其原因是 。
(2)在两种细胞生长过程中,当乙细胞铺满瓶壁时,其生长 。药物实验需要大量细胞,两种细胞频繁传代,甲细胞比乙细胞可以传代的次数更 。若用动物的肝脏组织块制备肝细胞悬液,需用 处理。
产生接触抑制
血清中含有适合动物细胞生长增殖的多种物质
多
胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)
任 务 活 动
(3)已知癌细胞的X基因表达过量与肝肿瘤的发生密切相关。要探究一种抗肿瘤药物Y对甲细胞生长的影响,可将甲细胞分为A、B两组,A组细胞培养液中加入 ,B组细胞培养液中加入无菌生理盐水。经培养后,从A、B两组收集等量细胞,通过分别检测X基因在A、B两组细胞中的 或 合成水平的差异,确定药物Y的药效。
mRNA
含Y的无菌生理盐水
蛋白质
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