2.2.1动物细胞培养课件(共23张PPT)2023-2024学年高二下学期生物人教版选择性必修3
文档属性
| 名称 | 2.2.1动物细胞培养课件(共23张PPT)2023-2024学年高二下学期生物人教版选择性必修3 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 5.4MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2023-12-10 15:54:43 | ||
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文档简介
(共23张PPT)
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？
患者自身皮肤的不够用，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
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培养条件和具体过程又是怎样的？
动物细胞培养
一、动物细胞培养的条件
欲使动物细胞体外培养顺利进行，应营造怎样的环境？
阅读p43-44
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。
培养动物细胞一般使用液体培养基，也称培养液。
一
一、动物细胞培养的条件
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。
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、无菌环境下操作
定期更换培养液，清除代谢物，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害。
温度：（36.5±0.5）℃； pH：7.2-7.4 ；适宜的渗透压
95%空气和5%CO2的混合气体的CO2培养箱；
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
一、动物细胞培养的条件
思考讨论
细胞贴壁
接触抑制
二、动物细胞培养的过程
任务：阅读教材P44-45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。
一
动物细胞培养过程
用机械法 或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理
原代培养
加培养液 制成细胞悬液在培养皿 或培养瓶内
悬浮生长
贴壁生长
(大多数）
④接触抑制
细胞分裂受阻
解决
传代培养
分瓶
培养
取动物组织
分散成单个细胞
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
①营养物质缺乏、
②有害代谢废物积累、
③细胞密度过大等
动物细胞培养的过程——重要名词解释
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.体外培养动物细胞有哪些类型？
3.什么是贴壁生长？什么是接触抑制？
4.什么是原代培养和传代培养？
①细胞与细胞靠在一起，彼此限制了生长和增殖；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。 用机械法或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理
①悬浮生长
②贴壁生长
①贴壁生长：需要贴附于某些基质表面才能生长增殖（细胞贴壁），大多数细胞属于此类。
②接触抑制：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。
①原代培养：通常将分瓶之前的细胞培养，即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
④接触抑制
①营养物质缺乏、
②有害代谢废物积累、
③细胞密度过大等
5.为什么要进行分瓶培养？怎么处理？
①悬浮培养的细胞：直接用离心法收集
②贴壁细胞：重新用胰蛋白酶等处理，使之分散成单个细胞，然后再用离心法收集
动物细胞培养的过程——重要名词解释
悬浮生长
贴壁生长
细胞悬液
细胞贴壁、接触抑制
单层细胞
多层细胞
进行动物细胞培养时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1.5,当pH大于6时，胃蛋白酶就会失去活性。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。
思考讨论p44
1.幼龄动物的细胞和老龄动物的细胞比较，分化程度低的和分化程度高的细胞比较，哪些细胞更容易培养？为什么？
2.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p45
幼龄动物的细胞和分化程度低的细胞，因为这些细胞分裂能力强
动物组织
细胞悬浮液
胰蛋白酶
原代培养
传代培养
单个细胞
加培养液
动物细胞培养和植物组织培养的过程
离体的植物器官、组织或细胞
愈伤组织
芽、根
植物体
脱分化
再分化
动物细胞培养
植物组织培养
制成细胞悬液、分瓶培养
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
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
动物细胞培养 PK 植物组织培养
干细胞培养及其应用
动物和人体内仍然保留着少数具有分裂和分化能力的细胞叫做干细胞。
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
胚胎干细胞可以在体外分化成心肌细胞、神经元和造血干细胞等
造血干细胞是发现最早、研究最多，应用最成熟的细胞，存在于骨髓、外周血、脐带血中
免疫排斥
神经组织损伤
(1)造血干细胞移植，可以治疗 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。
(2)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。
(3)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、干细胞应用：
有自我更新能力和分化潜能的干细胞，与组织、器官的发育、再生和修复等密切相关。
白血病
2、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、阿尔茨海默病等
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
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
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（ ）
×
√
×
×
练习与应用
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HLA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。
（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。
练习与应用
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？
患者自身皮肤的不够用，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
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培养条件和具体过程又是怎样的？
动物细胞培养
一、动物细胞培养的条件
欲使动物细胞体外培养顺利进行，应营造怎样的环境？
阅读p43-44
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。
培养动物细胞一般使用液体培养基，也称培养液。
一
一、动物细胞培养的条件
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。
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、无菌环境下操作
定期更换培养液，清除代谢物，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害。
温度：（36.5±0.5）℃； pH：7.2-7.4 ；适宜的渗透压
95%空气和5%CO2的混合气体的CO2培养箱；
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
一、动物细胞培养的条件
思考讨论
细胞贴壁
接触抑制
二、动物细胞培养的过程
任务：阅读教材P44-45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。
一
动物细胞培养过程
用机械法 或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理
原代培养
加培养液 制成细胞悬液在培养皿 或培养瓶内
悬浮生长
贴壁生长
(大多数）
④接触抑制
细胞分裂受阻
解决
传代培养
分瓶
培养
取动物组织
分散成单个细胞
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
①营养物质缺乏、
②有害代谢废物积累、
③细胞密度过大等
动物细胞培养的过程——重要名词解释
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.体外培养动物细胞有哪些类型？
3.什么是贴壁生长？什么是接触抑制？
4.什么是原代培养和传代培养？
①细胞与细胞靠在一起，彼此限制了生长和增殖；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。 用机械法或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理
①悬浮生长
②贴壁生长
①贴壁生长：需要贴附于某些基质表面才能生长增殖（细胞贴壁），大多数细胞属于此类。
②接触抑制：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。
①原代培养：通常将分瓶之前的细胞培养，即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
④接触抑制
①营养物质缺乏、
②有害代谢废物积累、
③细胞密度过大等
5.为什么要进行分瓶培养？怎么处理？
①悬浮培养的细胞：直接用离心法收集
②贴壁细胞：重新用胰蛋白酶等处理，使之分散成单个细胞，然后再用离心法收集
动物细胞培养的过程——重要名词解释
悬浮生长
贴壁生长
细胞悬液
细胞贴壁、接触抑制
单层细胞
多层细胞
进行动物细胞培养时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1.5,当pH大于6时，胃蛋白酶就会失去活性。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。
思考讨论p44
1.幼龄动物的细胞和老龄动物的细胞比较，分化程度低的和分化程度高的细胞比较，哪些细胞更容易培养？为什么？
2.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p45
幼龄动物的细胞和分化程度低的细胞，因为这些细胞分裂能力强
动物组织
细胞悬浮液
胰蛋白酶
原代培养
传代培养
单个细胞
加培养液
动物细胞培养和植物组织培养的过程
离体的植物器官、组织或细胞
愈伤组织
芽、根
植物体
脱分化
再分化
动物细胞培养
植物组织培养
制成细胞悬液、分瓶培养
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
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
动物细胞培养 PK 植物组织培养
干细胞培养及其应用
动物和人体内仍然保留着少数具有分裂和分化能力的细胞叫做干细胞。
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
胚胎干细胞可以在体外分化成心肌细胞、神经元和造血干细胞等
造血干细胞是发现最早、研究最多，应用最成熟的细胞，存在于骨髓、外周血、脐带血中
免疫排斥
神经组织损伤
(1)造血干细胞移植，可以治疗 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。
(2)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。
(3)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、干细胞应用：
有自我更新能力和分化潜能的干细胞，与组织、器官的发育、再生和修复等密切相关。
白血病
2、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、阿尔茨海默病等
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
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
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（ ）
×
√
×
×
练习与应用
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HLA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。
（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。
练习与应用