2.2.1动物细胞培养 课件(共25张PPT)人教版高中生物选修三

文档属性

名称 2.2.1动物细胞培养 课件(共25张PPT)人教版高中生物选修三
格式 pptx
文件大小 9.6MB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 生物学
更新时间 2023-09-12 14:52:12

图片预览

文档简介

(共25张PPT)
首例胚胎移植成功
首创动物组织体外培养法
发现哺乳动物精子获能现象
体细胞核移植成功
试管家兔诞生
创立单克隆抗体技术
胚胎分割移植成功
分离和培养小鼠胚胎干细胞
克隆羊多莉诞生
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
2.动物细胞工程的发展历程
科技探索之路
2.2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
动物细胞培养是其他动物细胞工程技术的基础。
动物细胞工程
科技探索之路
动物细胞培养技术
动物细胞融合技术
动物细胞核移植技术
动物细胞培养技术是其他动物细胞工程技术的基础。
2.2.1 动物细胞培养
掌握动物细胞培养所需要的基本条件;
总结动物细胞培养的基本操作过程;
分析干细胞在临床上的应用所产生的效益与风险?
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。
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;
讨论:
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?
人造皮肤
到社会中去
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。
目的:
获得细胞或细胞产物;不能获得完整动物个体。
原理:
细胞增殖(有丝分裂)
实例:
那么,获得这些细胞或细胞产物的必要条件和具体过程又是怎样的?
克隆皮肤
皮肤烧伤
动物细胞培养
动物细胞培养的条件

动物体内的细胞之所以能够维持正常的生命活动,是因为机体给这些细胞提供了适宜的条件。你还记得有哪些条件吗?
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
充足的营养、稳定的内环境
将细胞所需的营养物质按种类和所需量严格配制的培养基。
1.营养
(1)培养基构成:
合成培养基
血清等一些天然成分

合成培养基:
血清等一些天然成分:
含有尚未研究清楚的细胞所需的营养物质
(2)培养基类型:
液体培养基
(培养液)
2.无菌、无毒的环境
动物细胞培养的条件

补充:培养基中加入抗生素
——抑制细菌生长
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
无菌
清除代谢物,防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害。
培养液需要定期更换:
无毒
3.温度、pH和渗透压
(1)适宜的温度:
哺乳动物多以___________为宜;
36.5±0.5℃
(2)适宜的pH:
多数细胞生存的适宜pH为________;
7.2-7.4
(3)适宜的渗透压:
目的________________________。
维持细胞正常的形态和功能
4.气体环境:
动物细胞培养的条件

(2)具体操作:
通常采用培养皿或松盖培养瓶。
置于含有95%空气和5%CO2的混合气体的CO2培养箱中进行培养。
(1)气体组成及作用:
O2:
CO2:
细胞代谢所必需
维持培养液的pH
培养皿
培养瓶
阅读P44-45 动物细胞培养的过程,思考以下问题:
1.为何动物细胞培养过程将组织分散成单个细胞呢?可用什么方法?
2.体外培养的动物细胞有哪些类型?
3.什么是原代培养和传代培养?
4.什么是细胞贴壁?什么是接触抑制?
5.为什么要进行分瓶培养?怎么处理?
6.动物细胞培养与植物组织培养有什么相同之处与不同之处?
动物细胞培养的过程

用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理,去掉组织间蛋白,将组织分散成单个细胞
动物组织处理后的初次培养
取动物组织
制成细胞悬液
转入培养液进行原代培养
悬浮生长类:
贴壁生长类:
(大多数)
体外培养的动物细胞
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。
会因细胞密度过大、有害代谢物积累和培养液中营养物质缺乏等因素而分裂受阻。
除受以上因素影响外,还会发生接触抑制现象。
放入
CO2培养箱
中培养
分瓶后的细胞培养
放入CO2
培养箱中培养
传代培养
悬浮生长的细胞:用离心法收集;贴壁细胞:需用胰蛋白酶处理分散成单个细胞后,再用离心法收集
取动物组织
制成细胞悬液
转入培养液进行原代培养
放入
CO2培养箱
中培养
取动物组织(动物胚胎或幼龄动物)
单个细胞
加培养液
细胞悬液
在培养皿或培养瓶中
传代培养
悬浮生长的细胞:
贴壁细胞:
细胞分化程度低,分裂能力强,容易培养
(1)选材原因:
(2)培养前为什么分散成单个细胞?
成块的组织中细胞紧靠在一起,彼此限制了生长和增殖。
(3)用胰蛋白酶分散细胞,说明细胞间的
物质主要是什么成分?
用胃蛋白酶可以吗?
蛋白质
不可以,pH不适宜
(4)在用胰蛋白酶处理组织时应注意什么?
细胞膜含有蛋白质,长时间处理会损伤细胞,要控制好时间。
动物细胞培养的过程

用离心法收集;
需用胰蛋白酶处理分散成单个细胞后,再离心法收集
用机械的方法,或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理
原代培养
动物细胞培养的过程
重要概念:
①原代培养:指动物组织经处理后的初次培养。
②传代培养:分瓶后的细胞培养。
③细胞贴壁:某些细胞需要贴附于某些基质表面才能增殖,这类细胞往往贴附在培养瓶的瓶壁上。
④接触抑制:当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。

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。
接触抑制现象:
由于细胞之间有接触抑制的特性,一般的正常细胞并不重叠于其他细胞之上生长,而是单层生长。
癌细胞由于无接触抑制而能够继续移动和增殖,导致细胞发生堆积,多层生长。
取动物组织(动物胚胎或幼龄动物)
单个细胞
加培养液
细胞悬液
在培养皿或培养瓶中
传代培养
悬浮生长的细胞:
贴壁细胞:
动物细胞培养的过程

用离心法收集;
需用胰蛋白酶处理分散成单个细胞后,再离心法收集
用机械的方法,或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理
原代培养
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
培养结果
相同点 植物组织培养和动物细胞培养的比较
固体培养基
动物血清
液体培养基
细胞增殖
细胞的全能性
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
一般获得新的植株
(体现细胞的全能性)
获得大量细胞
(不体现细胞的全能性)
干细胞的概念:
动物和人体内仍保留的少数具有分裂和分化能力的细胞。(必1P121)
在一定条件下,干细胞可以分化成其他类型的细胞。
干细胞的分布:
干细胞存在于__________、________和________等多种组织和器官中;
早期胚胎
骨髓
脐带血
包括 和 、 等。
胚胎干细胞
成体干细胞
iPS细胞
再生医学、药物安全与有效性检测;导致肿瘤的风险
干细胞的分类:
应用及局限性:
干细胞的培养及其应用

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。
胚胎干细胞
分布
特点
应用实例
在体外分化成心肌细胞、神经元细胞和造血干细胞等
ES
细胞
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。
干细胞的培养及其应用

成体组织或器官内
造血干细胞
神经干细胞
精原干细胞
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
成体干细胞
分布
举例
特点
应用实例
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→
治疗细胞损伤造成的疾病
干细胞的培养及其应用

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)
诱导多能干细胞
概念
制备方法
应用
优点
iPS
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。
可治疗镰状细胞贫血症;
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
干细胞的培养及其应用

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
传代培养一般培养有限代次后,细胞就会死亡,如果细胞不死,就意味着细胞的遗传物质发生了改变,即具有异倍体核型。
目前用于冷冻保存的正常细胞通常为10代以内的细胞,以保持细胞正常的二倍体核型。
细胞株
从原代培养细胞群中筛选出进行传代培养的细胞,能传到40-50代,其遗传物质没有发生变化。
细胞系
传到40-50代后,有部分细胞遗传物质发生了变化,具有癌细胞的特点,失去接触抑制,可能在培养条件下无限制的传代下去。
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。