2.2.1 动物细胞培养(共35张PPT)课件
文档属性
| 名称 | 2.2.1 动物细胞培养(共35张PPT)课件 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 6.2MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2024-01-11 18:31:25 | ||
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文档简介
(共35张PPT)
2.2 动物细胞工程
动物细胞培养
新教材 人教版 选择性必修三
【教学过程】
Teaching Process
1.概念图
3.教学总结、综合
2.课堂教
学内容
4.课堂练习巩固
典型习题
规律总结
动物细胞培养
胚胎干细胞
基本技术
1959年，试管家兔诞生。之后，多种试管动物相继出生。
1975年，米尔斯坦（C.Milstein，1927—2002）和科勒（G.K hler，1946—1995）等创立了单克隆抗体技术。
1958年，格登（J.Gurdon，1933—）用非洲爪蟾进行体细胞核移植实验，成功培育出性成熟个体。同一时期，我国科学家童第周（1902—1979）等开展了鱼类细胞核移植工作。
1951年，张明觉（1908-1991）等发现了哺乳动物精子的获能现象。
1907年，哈里森（R.G.Harrison，1870—1959）用一滴淋巴液成功培养了蝌蚪的神经元，首创了动物组织体外培养法。
1890年，希普（W.Heape，1855—1929）将安哥拉兔的胚胎移入比利时兔的输卵管内，得到了两只安哥拉兔，这是世界上胚胎移植成功的首例。
动物细胞工程的发展历程
1951
1959
1890
1907
1975
1978
科技探索之路2
2014年世界上第一个用单细胞基因组测序进行遗传病筛查的试管婴儿在我国诞生。
2017年，我国科学家首次培育了体细胞克隆猴。
2006年，山中伸弥（S. Yamanaka，1962）等获得了诱导多能干细胞。我国科学家用这种细胞培育出了小鼠。
1996年，世界上第一只体细胞克隆羊多莉在英国诞生。随后多种克隆动物相继问世。
1981年，埃文斯（M.J.Evans，1941—）等成功分离和培养了小鼠的胚胎干细胞。
1978年，小鼠的桑葚胚被成功分割。次年，科学家分割绵羊胚胎获得了同卵羔羊。
1996
2006
1978
1981
2014
2017
动物细胞工程的发展历程
科技探索之路2
原理和方法 生物学 生物学和 生物学
操作水平 水平 水平或 水平
目的 获得特定的细胞组织、器官、个体或 。
分类 细胞工程和 细胞工程
细胞
分子
细胞
组织
细胞产品
植物
动物
细胞工程是指应用细胞生物学、分子生物学和育生物学等多学科的原理和方法，通过细胞器、细胞或组织水平上的操作，有目的地获得特定的细胞组织、器官、个体或其产品的一门综合性的生物工程。可分为植物细胞工程和动物细胞工程两大领域。
发育
细胞器
科技探索之路2
人造皮肤的构建、动物分泌蛋白的规模化生产等，都离不开动物细胞的培养。
动物细胞工程
动物细胞培养（基础）
动物细胞融合技术和单克隆抗体
动物体细胞核移植技术和克隆动物
1.动物细胞培养的条件
2.动物细胞培养的过程
3.干细胞培养及应用
科技探索之路2
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；
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；
通过细胞培养构建的人造皮肤
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？
到社会中去
既解决了来源不足，又不会产生排斥反应
1.动物细胞培养
一.动物细胞工程
（1）动物细胞培养：从动物体中取出相关组织，将它们分散成单个细胞，
然后在适宜的培养条件下，让这些细胞生长和增殖。
（4）培养对象：胚胎或幼龄动物的细胞较成体的细胞更易培养
（2）地位：动物细胞工程的基本技术
（3）原理：细胞增殖（有丝分裂）
用培养的人细胞构建的人造皮肤
动物细胞培养的条件
①营养条件
②其他条件
无菌、无毒的环境
适宜的温度、pH和渗透压
适宜的气体环境
糖类、氨基酸、无机盐、维生素等
（5）动物细胞培养的条件
1.动物细胞培养
一.动物细胞工程
血清中不仅含有蛋白质、氨基酸、葡萄糖、激素等多种营养物质，还有激素及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。
（5）动物细胞培养的条件
1.动物细胞培养
一.动物细胞工程
①营养条件
注意：这里的糖类不包括淀粉、蔗糖等
（5）动物细胞培养的条件
1.动物细胞培养
一.动物细胞工程
①营养条件
思考1:为什么培养液需要定期更换？
____________________________________________
思考2:如何防止培养过程中的微生物污染？
____________________________________________
培养液
所有培养用具
灭菌
无菌环境
定期更换培养液
以便清除代谢物，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害
在细胞培养液中添加一定量的抗生素
（5）动物细胞培养的条件
1.动物细胞培养
一.动物细胞工程
②其他条件
脉动真空灭菌器
A.无菌、无毒的环境
对______和____________进行_____处理
在________下进行操作
还需要______________
维持适宜渗透压的目的______________________
36.5±0.5℃
7.2-7.4
维持细胞正常的形态和功能
（5）动物细胞培养的条件
1.动物细胞培养
一.动物细胞工程
②其他条件
CO2培养箱
B.温度、pH和渗透压
哺乳动物细胞培养的温度多以______________为宜
适宜的温度
多数动物细胞生存的适宜pH为________
适宜的pH
适宜的渗透压
含有___________和__________的混合气体的__________
动物细胞培养所需气体主要有___和____
O2：_____________________
CO2：_________________________
通常采用_______或____________
O2
CO2
O2是细胞代谢所必需的
CO2的主要作用维持培养液的pH
培养皿
松盖培养瓶
95%空气
5%CO2
CO2培养箱
CO2培养箱
（5）动物细胞培养的条件
1.动物细胞培养
一.动物细胞工程
②其他条件
C.气体环境
组成
培养容器
培养仪器
（6）动物细胞培养的过程
1.动物细胞培养
一.动物细胞工程
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
取动物组织块
分散成单个细胞
剪碎
胰蛋白酶处理
制成细胞悬液
加培养液
原代培养
传代培养
（分瓶培养）
（6）动物细胞培养的过程
1.动物细胞培养
一.动物细胞工程
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称为原代培养。
传代培养
将分瓶后的细胞培养称为传代培养。
动物胚胎或幼龄动物的组织、器官
胰蛋白酶
剪碎
单个细胞
加培养液
细胞 悬浮液
10代
细胞
部分细胞“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
（6）动物细胞培养的过程
一.动物细胞工程
讨论1：动物胚胎或幼龄动物的组织、器官（细胞分化程度低，增殖能力强，容易培养）
①机械法②用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理一段时间
为什么用胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理？这里中酶作用是什么？由此说明细胞间的物质是什么成份？用酶制备单细胞悬液不会把所培养的细胞消化掉吗？
取动物组织块
分散成单个细胞
剪碎
胰蛋白酶处理
制成细胞悬液
加培养液
原代培养
传代培养
（分瓶培养）
（6）动物细胞培养的过程
1.动物细胞培养
一.动物细胞工程
动物组织细胞间隙中含有一定量的弹性纤维等蛋白质，胰蛋白酶处理动物组织，可以使动物组织细胞间的蛋白质和细胞外的其他成分酶解，获得单个细胞。
催化蛋白质水解。细胞间的物质主要是蛋白质(胶原蛋白等)。
长时间处理会消化细胞膜蛋白，当然会损伤细胞，所以必须控制好时间！
讨论1：动物胚胎或幼龄动物的组织、器官（细胞分化程度低，增殖能力强，容易培养）
①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；
②能使细胞与培养液充分接触，更易进行物质交换
①机械法②用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理一段时间
不可以；胃蛋白酶作用的适宜pH约为2，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。
可以用胃蛋白酶处理吗？为什么？
为什么要将组织分散成单个细胞？
取动物组织块
分散成单个细胞
剪碎
胰蛋白酶处理
制成细胞悬液
加培养液
原代培养
传代培养
（分瓶培养）
（6）动物细胞培养的过程
1.动物细胞培养
一.动物细胞工程
原代培养
①悬浮生长类：能够悬浮在培养液中生长增殖，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。
②贴壁生长类：大多数需要贴附于某些基质表面才能生长增殖（细胞贴壁）；除受密度、有害代谢物、营养物质影响外，还会发生接触抑制。
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干其他细胞之上生长，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，导致细胞向三维空间扩展，发生堆积。
是否接触抑制可作为区别正常细胞与癌细胞的标志之一。
取动物组织块
分散成单个细胞
剪碎
胰蛋白酶处理
制成细胞悬液
加培养液
原代培养
传代培养
（分瓶培养）
1.动物细胞培养
一.动物细胞工程
（6）动物细胞培养的过程
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×）
先收集细胞，制成细胞悬液，再分瓶培养
a.悬浮生长类：直接用离心法收集。
b.贴壁生长类：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。
取动物组织块
分散成单个细胞
剪碎
胰蛋白酶
制成细胞悬液
加培养液
原代培养
传代培养
（分瓶培养）
1.动物细胞培养
一.动物细胞工程
（6）动物细胞培养的过程
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
培养目的
相同点
讨论2：植物组织培养和动物细胞培养的比较
获得细胞或细胞产物
常用固体培养基
植物体
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
1.动物细胞培养
一.动物细胞工程
（6）动物细胞培养的过程
讨论3：动物细胞培养能否像绿色植物组织培养那样最终培养成新个体？
讨论4：目前使用的或冷冻保存的正常细胞通常为几代以内？为什么？
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。
通常为10代以内
以保持细胞正常的二倍体核型。
1.动物细胞培养
一.动物细胞工程
（6）动物细胞培养的过程
有关动物细胞培养的问题
电镜下的胚胎干细胞（照片经后期人工上色处理，放大约1500倍）
2.干细胞培养及其应用
（1）干细胞：动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞，这些细胞叫作干细胞。
一.动物细胞工程
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
2.干细胞培养及其应用
（1）干细胞：动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞，这些细胞叫作干细胞。
①胚胎干细胞
②成体干细胞
干细胞
①胚胎干细胞（ES细胞）存在于早期胚胎中，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。
特点：体积小，细胞核大、核仁明0显。取自早期胚胎。也叫做全能干细胞。
一.动物细胞工程
②成体干细胞：存在于成体组织或器官内中。
A.造血干细胞：存在于骨髓、脐带血、外周血， 可分化成各种血细
胞和免疫细胞。也叫做多能干细胞。
B. 神经干细胞：取自神经系统，可分化成神经细胞。
C. 精原干细胞：取自睾丸，可分化成无数的精子。
专能干细胞
一般认为，成体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。
2.干细胞培养及其应用
一.动物细胞工程
（1）干细胞：动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞，这些细胞叫作干细胞。
(2)iPS细胞(诱导多能干细胞)的培养和应用
将特定基因或特定蛋白导入细胞
用小分子化合物诱导形成
①获取方法：iPS细胞最初是由成纤维细胞转化而来的，后来发现已分化的T细胞、B细胞等也能被诱导为iPS细胞。
②诱导多能干细胞优点：
A. 诱导过程无需破坏胚胎。
B. iPS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。
2.干细胞培养及其应用
一.动物细胞工程
类型 应用
造血干细胞
神经干细胞
诱导多能干细胞（iPS细胞）
(3)干细胞的应用
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。
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。
2.干细胞培养及其应用
一.动物细胞工程
诱导多能干细胞
（iPS细胞）
多种体细胞
iPS细胞用于治疗人类疾病示意图
定向诱导分化
体外诱导小鼠成纤维细胞
临床治疗人类疾病如：
白血病、帕金森病、阿而茨海默病等
(3)干细胞的应用
2.干细胞培养及其应用
一.动物细胞工程
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
一.动物细胞工程
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
练习与应用（P47）
一.概念检测
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）
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。
（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。
二.拓展应用
练习与应用（P47）
2.2 动物细胞工程
动物细胞培养
新教材 人教版 选择性必修三
【教学过程】
Teaching Process
1.概念图
3.教学总结、综合
2.课堂教
学内容
4.课堂练习巩固
典型习题
规律总结
动物细胞培养
胚胎干细胞
基本技术
1959年，试管家兔诞生。之后，多种试管动物相继出生。
1975年，米尔斯坦（C.Milstein，1927—2002）和科勒（G.K hler，1946—1995）等创立了单克隆抗体技术。
1958年，格登（J.Gurdon，1933—）用非洲爪蟾进行体细胞核移植实验，成功培育出性成熟个体。同一时期，我国科学家童第周（1902—1979）等开展了鱼类细胞核移植工作。
1951年，张明觉（1908-1991）等发现了哺乳动物精子的获能现象。
1907年，哈里森（R.G.Harrison，1870—1959）用一滴淋巴液成功培养了蝌蚪的神经元，首创了动物组织体外培养法。
1890年，希普（W.Heape，1855—1929）将安哥拉兔的胚胎移入比利时兔的输卵管内，得到了两只安哥拉兔，这是世界上胚胎移植成功的首例。
动物细胞工程的发展历程
1951
1959
1890
1907
1975
1978
科技探索之路2
2014年世界上第一个用单细胞基因组测序进行遗传病筛查的试管婴儿在我国诞生。
2017年，我国科学家首次培育了体细胞克隆猴。
2006年，山中伸弥（S. Yamanaka，1962）等获得了诱导多能干细胞。我国科学家用这种细胞培育出了小鼠。
1996年，世界上第一只体细胞克隆羊多莉在英国诞生。随后多种克隆动物相继问世。
1981年，埃文斯（M.J.Evans，1941—）等成功分离和培养了小鼠的胚胎干细胞。
1978年，小鼠的桑葚胚被成功分割。次年，科学家分割绵羊胚胎获得了同卵羔羊。
1996
2006
1978
1981
2014
2017
动物细胞工程的发展历程
科技探索之路2
原理和方法 生物学 生物学和 生物学
操作水平 水平 水平或 水平
目的 获得特定的细胞组织、器官、个体或 。
分类 细胞工程和 细胞工程
细胞
分子
细胞
组织
细胞产品
植物
动物
细胞工程是指应用细胞生物学、分子生物学和育生物学等多学科的原理和方法，通过细胞器、细胞或组织水平上的操作，有目的地获得特定的细胞组织、器官、个体或其产品的一门综合性的生物工程。可分为植物细胞工程和动物细胞工程两大领域。
发育
细胞器
科技探索之路2
人造皮肤的构建、动物分泌蛋白的规模化生产等，都离不开动物细胞的培养。
动物细胞工程
动物细胞培养（基础）
动物细胞融合技术和单克隆抗体
动物体细胞核移植技术和克隆动物
1.动物细胞培养的条件
2.动物细胞培养的过程
3.干细胞培养及应用
科技探索之路2
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；
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；
通过细胞培养构建的人造皮肤
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？
到社会中去
既解决了来源不足，又不会产生排斥反应
1.动物细胞培养
一.动物细胞工程
（1）动物细胞培养：从动物体中取出相关组织，将它们分散成单个细胞，
然后在适宜的培养条件下，让这些细胞生长和增殖。
（4）培养对象：胚胎或幼龄动物的细胞较成体的细胞更易培养
（2）地位：动物细胞工程的基本技术
（3）原理：细胞增殖（有丝分裂）
用培养的人细胞构建的人造皮肤
动物细胞培养的条件
①营养条件
②其他条件
无菌、无毒的环境
适宜的温度、pH和渗透压
适宜的气体环境
糖类、氨基酸、无机盐、维生素等
（5）动物细胞培养的条件
1.动物细胞培养
一.动物细胞工程
血清中不仅含有蛋白质、氨基酸、葡萄糖、激素等多种营养物质，还有激素及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。
（5）动物细胞培养的条件
1.动物细胞培养
一.动物细胞工程
①营养条件
注意：这里的糖类不包括淀粉、蔗糖等
（5）动物细胞培养的条件
1.动物细胞培养
一.动物细胞工程
①营养条件
思考1:为什么培养液需要定期更换？
____________________________________________
思考2:如何防止培养过程中的微生物污染？
____________________________________________
培养液
所有培养用具
灭菌
无菌环境
定期更换培养液
以便清除代谢物，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害
在细胞培养液中添加一定量的抗生素
（5）动物细胞培养的条件
1.动物细胞培养
一.动物细胞工程
②其他条件
脉动真空灭菌器
A.无菌、无毒的环境
对______和____________进行_____处理
在________下进行操作
还需要______________
维持适宜渗透压的目的______________________
36.5±0.5℃
7.2-7.4
维持细胞正常的形态和功能
（5）动物细胞培养的条件
1.动物细胞培养
一.动物细胞工程
②其他条件
CO2培养箱
B.温度、pH和渗透压
哺乳动物细胞培养的温度多以______________为宜
适宜的温度
多数动物细胞生存的适宜pH为________
适宜的pH
适宜的渗透压
含有___________和__________的混合气体的__________
动物细胞培养所需气体主要有___和____
O2：_____________________
CO2：_________________________
通常采用_______或____________
O2
CO2
O2是细胞代谢所必需的
CO2的主要作用维持培养液的pH
培养皿
松盖培养瓶
95%空气
5%CO2
CO2培养箱
CO2培养箱
（5）动物细胞培养的条件
1.动物细胞培养
一.动物细胞工程
②其他条件
C.气体环境
组成
培养容器
培养仪器
（6）动物细胞培养的过程
1.动物细胞培养
一.动物细胞工程
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
取动物组织块
分散成单个细胞
剪碎
胰蛋白酶处理
制成细胞悬液
加培养液
原代培养
传代培养
（分瓶培养）
（6）动物细胞培养的过程
1.动物细胞培养
一.动物细胞工程
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称为原代培养。
传代培养
将分瓶后的细胞培养称为传代培养。
动物胚胎或幼龄动物的组织、器官
胰蛋白酶
剪碎
单个细胞
加培养液
细胞 悬浮液
10代
细胞
部分细胞“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
（6）动物细胞培养的过程
一.动物细胞工程
讨论1：动物胚胎或幼龄动物的组织、器官（细胞分化程度低，增殖能力强，容易培养）
①机械法②用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理一段时间
为什么用胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理？这里中酶作用是什么？由此说明细胞间的物质是什么成份？用酶制备单细胞悬液不会把所培养的细胞消化掉吗？
取动物组织块
分散成单个细胞
剪碎
胰蛋白酶处理
制成细胞悬液
加培养液
原代培养
传代培养
（分瓶培养）
（6）动物细胞培养的过程
1.动物细胞培养
一.动物细胞工程
动物组织细胞间隙中含有一定量的弹性纤维等蛋白质，胰蛋白酶处理动物组织，可以使动物组织细胞间的蛋白质和细胞外的其他成分酶解，获得单个细胞。
催化蛋白质水解。细胞间的物质主要是蛋白质(胶原蛋白等)。
长时间处理会消化细胞膜蛋白，当然会损伤细胞，所以必须控制好时间！
讨论1：动物胚胎或幼龄动物的组织、器官（细胞分化程度低，增殖能力强，容易培养）
①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；
②能使细胞与培养液充分接触，更易进行物质交换
①机械法②用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理一段时间
不可以；胃蛋白酶作用的适宜pH约为2，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。
可以用胃蛋白酶处理吗？为什么？
为什么要将组织分散成单个细胞？
取动物组织块
分散成单个细胞
剪碎
胰蛋白酶处理
制成细胞悬液
加培养液
原代培养
传代培养
（分瓶培养）
（6）动物细胞培养的过程
1.动物细胞培养
一.动物细胞工程
原代培养
①悬浮生长类：能够悬浮在培养液中生长增殖，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。
②贴壁生长类：大多数需要贴附于某些基质表面才能生长增殖（细胞贴壁）；除受密度、有害代谢物、营养物质影响外，还会发生接触抑制。
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干其他细胞之上生长，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，导致细胞向三维空间扩展，发生堆积。
是否接触抑制可作为区别正常细胞与癌细胞的标志之一。
取动物组织块
分散成单个细胞
剪碎
胰蛋白酶处理
制成细胞悬液
加培养液
原代培养
传代培养
（分瓶培养）
1.动物细胞培养
一.动物细胞工程
（6）动物细胞培养的过程
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×）
先收集细胞，制成细胞悬液，再分瓶培养
a.悬浮生长类：直接用离心法收集。
b.贴壁生长类：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。
取动物组织块
分散成单个细胞
剪碎
胰蛋白酶
制成细胞悬液
加培养液
原代培养
传代培养
（分瓶培养）
1.动物细胞培养
一.动物细胞工程
（6）动物细胞培养的过程
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
培养目的
相同点
讨论2：植物组织培养和动物细胞培养的比较
获得细胞或细胞产物
常用固体培养基
植物体
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
1.动物细胞培养
一.动物细胞工程
（6）动物细胞培养的过程
讨论3：动物细胞培养能否像绿色植物组织培养那样最终培养成新个体？
讨论4：目前使用的或冷冻保存的正常细胞通常为几代以内？为什么？
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。
通常为10代以内
以保持细胞正常的二倍体核型。
1.动物细胞培养
一.动物细胞工程
（6）动物细胞培养的过程
有关动物细胞培养的问题
电镜下的胚胎干细胞（照片经后期人工上色处理，放大约1500倍）
2.干细胞培养及其应用
（1）干细胞：动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞，这些细胞叫作干细胞。
一.动物细胞工程
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
2.干细胞培养及其应用
（1）干细胞：动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞，这些细胞叫作干细胞。
①胚胎干细胞
②成体干细胞
干细胞
①胚胎干细胞（ES细胞）存在于早期胚胎中，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。
特点：体积小，细胞核大、核仁明0显。取自早期胚胎。也叫做全能干细胞。
一.动物细胞工程
②成体干细胞：存在于成体组织或器官内中。
A.造血干细胞：存在于骨髓、脐带血、外周血， 可分化成各种血细
胞和免疫细胞。也叫做多能干细胞。
B. 神经干细胞：取自神经系统，可分化成神经细胞。
C. 精原干细胞：取自睾丸，可分化成无数的精子。
专能干细胞
一般认为，成体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。
2.干细胞培养及其应用
一.动物细胞工程
（1）干细胞：动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞，这些细胞叫作干细胞。
(2)iPS细胞(诱导多能干细胞)的培养和应用
将特定基因或特定蛋白导入细胞
用小分子化合物诱导形成
①获取方法：iPS细胞最初是由成纤维细胞转化而来的，后来发现已分化的T细胞、B细胞等也能被诱导为iPS细胞。
②诱导多能干细胞优点：
A. 诱导过程无需破坏胚胎。
B. iPS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。
2.干细胞培养及其应用
一.动物细胞工程
类型 应用
造血干细胞
神经干细胞
诱导多能干细胞（iPS细胞）
(3)干细胞的应用
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。
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。
2.干细胞培养及其应用
一.动物细胞工程
诱导多能干细胞
（iPS细胞）
多种体细胞
iPS细胞用于治疗人类疾病示意图
定向诱导分化
体外诱导小鼠成纤维细胞
临床治疗人类疾病如：
白血病、帕金森病、阿而茨海默病等
(3)干细胞的应用
2.干细胞培养及其应用
一.动物细胞工程
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
一.动物细胞工程
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
练习与应用（P47）
一.概念检测
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）
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。
（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。
二.拓展应用
练习与应用（P47）