2-2-1动物细胞培养(教学课件)高中生物学人教版(2019)选择性必修3(共28张PPT)

(共28张PPT)
第2节动物细胞工程 一动物细胞培养
科技探索之路
动物细胞工程的发展历程
1890年首例胚胎移植成功
1907年首创动物组织体外培养法
1951年发现哺乳动物精子获能现象
1958年体细胞核移植成功
1959年试管家兔诞生
1975年创立单克隆抗体技术
1978年胚胎分割移植成功
拿小本记下来
1981年分离和培养小鼠胚胎干细胞
1996年克隆羊多莉诞生
2006年获得诱导多能干细胞
2014年单细胞基因组测序进行遗传病筛查的试管婴儿诞生
2017年我国科学家首次培育了体细胞克隆猴
拿小本记下来
从社会中来
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。那么,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
一、动物细胞培养的条件
1.动物细胞培养：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宜的培养条件下，让这些细胞生 长和增殖的技术。
2.原理：细胞的分裂(增殖)
3.地位：动物细胞工程的基础
4.动物细胞培养的条件
(1)营养：培养基中应含有细胞所需要的各种营养物质。
①无机物：无机盐等；
②有机物：糖类、医基胶、维生素和血清等一些天然成分。
(2)无菌、无毒的环境。
①对培养液和所有培养用具进行灭菌处理。
②在无菌环境中进行操作。
③定期更换培养液以清除代谢物。
(3)温度、pH和渗透压
①哺乳动物细胞培养的温度多以(36.5±0.5)℃为宜
②多数动物细胞生存的适宜pH为7.2～7.4
③渗透压也是重要的环境参数。
(4)气体环境
①0 :细胞代谢所必需
②CO : 主要是维持培养液的pH
1.动物细胞培养为什么需要无菌、无毒的环境
细菌、真菌和病毒等均可造成细胞培养环境的污染，而
离体培养的细胞已失去了对微生物和有毒物质的防御能 力。 一旦受到污染或自身代谢物质积累等，培养的细胞 就会死亡
2.探究动物细胞培养时，为什么要在培养基中加入血清
血浆等天然成分
因血清和血浆中含有多种维持细胞正常代谢和生长的物
质，如蛋白质、氨基酸、未知的促生长因子等。因此细 胞培养时，为保证细胞能顺利生长和繁殖， 一般需添如 血清、血奖等天然成分
3.动物细胞培养需要制的气体环境是怎么样的 各自起什
么作用
95%的空气和5%的CO 混合气体；0 维持细胞代谢，CO 维
持培养液的pH
二、动物细胞培养的过程
制成细胞悬液
用机械的方法，或用
胰量白颜、胶原量白
酶等处理的方法，将
组织分散成单个细胞
动物细胞培养过程示意图
转入培养液中进行 原代培养
放入 CO
培养箱中培养
放入CO
培养箱中培养
取动物组织
传代培养
1.悬浮生长：细胞悬浮在培养液中生长增殖。密度过大时，
由于有害代谢物积累和培养液中营养物质缺乏，细胞分裂 受阻。
2.细胞贴壁：多数细胞贴附在瓶壁上生长。
3.接触抑制：当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细
胞停止分裂生长的现象称为细胞的接触抑制。
4.原代培养：指动物组织经处理后的初次培养。
5.传代培养：分瓶后的细胞培养。传代培养时，悬浮生长
的细胞直接用离心法收集；贴壁生长的细胞要先用胰蛋白 酶等处理，再用离心法收集。
好记性不如烂笔头 记下来就不会忘了
思 考
1.幼龄动物的细胞与老龄动物的细胞比较，分化程度低的
细胞与分化程度高的细胞比较，哪些细胞更易于培养 为 什么
幼龄动物的细胞、分化程度低的细胞更易于培养。因为幼
龄动物的细胞、分化程度低的细胞生命力旺盛，分裂能力 强。
2.动物细胞培养与植物组织培养有什么相同和不同之处
相同之处：
(1)培养过程中细胞都进行有丝分裂，都不涉及减数分裂。
(2)都存在细胞培养过程。
(3)均为无菌操作，需要适宜的温度、pH等条件。
不同之处：
(1)植物组织培养的结果是形成完整的植株，而动物细胞
培养的目的是获得细胞或细胞产物，不是获得完整个体，其 过程不能体现细胞的全能性
(2)动物细胞培养一般用的是液体培养基，通常需要特别
添加一定量的动物血清或血浆等，可以为细胞提供营养物质 和生长因子。植物组织培养用的是固体(半固体)培养基， 需要特别添加生长素和细胞分裂素
(3)动物细胞培养过程中不经过脱分化过程
3.为什么动物细胞要分散成单个细胞培养
分散成单个细胞后容易培养，细胞所需的营养容易供应，
其代谢废物容易排出；而用大组织块培养时，内部细胞的 营养供应和代谢废物的排出都较困难。
因此，这些细胞在体外长时间生存和生长就较困难。同时，
分散成单个细胞培养，可使在细胞水平操作的其他技术得以 实现。
4.将组织分散成单个细胞时为什么要用胰蛋白酶(胶原蛋白
酶)处理 胃蛋白酶可以吗
胰蛋白酶可以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
三、干细胞培养及其应用
1.干细胞功能：在一定条件下，可以分化成其他类型的
细胞。
2.干细胞的存在：早期胚胎、骨髓和脐带血等多种组织
和器官中。
3.干细胞的种类：干细胞存在于早期胚胎、骨髓和脐带
血等多种组织和器官中，包括胚胎干细胞和成体干细胞 等
(1)胚胎干细胞：
存在：早期胚胎中
功能：具有分化成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
(2)成体干细胞：
存在：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
功能：只能分化成持定的细胞或组织，不具有发育成完整
个体的能力
(3)诱导多能干细胞
来源：体外诱导体细胞产生
应用：分化形成各种功能细胞，用于治疗疾病应用
优点：避免免疫排斥反映
胰岛细胞
岫 t
肠上皮细胞
肝细胞
心肌细胞
iPS细胞用于治疗人类疾病示意图
转入相关因子
取成纤维细胞等
神经元
血细胞
细胞发生转化
iPS细胞
分化
移植
病人
1.诱导多能干细胞用于治疗人类的某些顽症的原理是什么
诱导多能干细胞具有发育的全能性，可以被诱导分化形
成新的组织细胞，经移植可使坏死或退化部位得以修复 并恢复正常功能。
2.诱导多能干细胞为什么可以解决供体器官不足和器官移
植后免疫排斥的问题
通过干细胞体外诱导分化，可以培育出人造器官，从而
解决供体器官不足的问题。另一方面，由于是自身细胞 经诱导分化形成的，所以无免疫排斥反应。
课堂练习
1.动物体内细胞能够维持正常的生命活动是因为机体给细
胞提供了适宜的条件，在体外培养细胞时也需要满足类似 条件。下列有关体外培养动物细胞的说法，错误的是( B ) A.培养动物细胞时，CO 的作用主要是维持培养液的pH
B.在培养瓶中，大部分细胞悬浮在培养液中生长增殖
C.与老龄动物的细胞相比，幼龄动物的细胞更易于培养
D.在进行传代培养时，悬浮培养的细胞直接用离心法收集
时 间 /d
A.实验中要控制胰蛋白酶溶液浓度和处理时间，以免损伤细胞
B.培养液中应适当加入青霉素、链霉素，以避免杂菌污染
C.曲线bc段变化的主要原因是培养液中营养物质不足及有害代
谢产物积累
D.培养至第6天时，新产生的细胞数等于死亡细胞数
2.如图所示是某动物细胞培养时，培养液中活细胞和死亡细胞
密度统计结果，下列相关叙述错误的是(D)
细胞密度(10个
m·
3.下列与动物细胞培养有关的表述中，不正确的是(A )
A.动物细胞培养需要的气体主要有CO 和0 ,目的是维持细胞
呼吸对气体的要求
B.原代培养的细胞一般传至10代左右便会出现生长减缓停滞
C.传代培养时，少数细胞会克服细胞寿命的自然极限，其遗 传物质发生了改变
D.动物细胞培养过程中会出现接触抑制现象
4.干细胞包括胚胎干细胞和成体干细胞，具有很强的分裂能
力，在一定条件下，还可以分化成其他类型的细胞。成体干 细胞是成体组织或器官内的干细胞包括造血干细胞、神经干 细胞等。下列叙述正确的是( B )
A.成体干细胞的分化程度低于胚胎干细胞，分裂能力高于胚
胎干细胞
B.骨髓移植治疗白血病利用了造血干细胞分化成各种血细胞
的能力
C.与小肠上皮细胞相比，同一个体胚胎干细胞中端粒酶的活
性弱
D.成体干细胞中基因都不表达时，细胞开始凋亡
A.a过程表示干细胞能自我更新，主要通过有丝分裂实现
B.b 、c 过程表示干细胞具有分化能力、是遗传信息执行情况不
同的结果
C.通 过b、c过程形成的两种细胞中不可能含有相同的蛋白质
D.通过a 、b 、c 过程形成的三种细胞一般都具有相同的遗传信息
5.动物和人体内具有分裂和分化能力的细胞称为干细胞。下图
的相关叙述中，错误的是(C)
干细胞
C
b
a