2.2.1 动物细胞培养 人教版（2019）高中生物选择性必修3(共17张PPT)

(共17张PPT)
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，使用他人皮肤來源又 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
通过细胞培养构 建的人造皮肤
一动物细胞培养
一、动物细胞培养
1.动物细胞工程常用技术
(1)常用技术：
动物细胞培养、动物细胞融合和动物细胞 核移植等。
(2)基础：动物细胞培养。
2 .动物细胞培养
(1)概念：
从动物体中取出相关的组织，将它分散成 单个细胞，然后在适宜的培养条件下，让 这些细胞生长和增殖的技术。
是液体培养基，即培养液
②无菌、无毒的环境
a .对培养液和所有培养用具进行灭菌处理。
b. 在无菌环境下进行操作。
c. 培养液需定期更换，以清除代谢物，防止细胞 代谢物积累对细胞自身造成危害。
(2)培养条件
①营养
a.成分： 糖类、氨基酸、无机盐、维生素等。
将细胞所需的营养物质按种类和 所需量严格配制而成的培养基。
需加入天然成分：血清。
b. 类型：
属于合成培养基
④气体环境
a .动物细胞培养所需气体主要有O 和CO 。
b. 在进行细胞培养时，通常采用培 养皿或松盖培养瓶，并将它们置于含 有95%空气和5%CO 的混合气体的 CO 培养箱中进行培养。
③温度、pH 和渗透压
a. 温 度 ：以36.5℃±0.5℃为宜。
b.pH: 以 pH 为7.2～7.4为宜。
CO 主要作用：维持培养液的pH。
c. 适宜的渗透压：培养液的渗透压与细胞内液渗透压相等
O 作用：细胞代谢所必需的。
CO 培养箱
培养瓶
培养皿
(3)培养过程
①体外培养的动物细胞类型
悬浮在培养液中生长增殖的细胞
贴附于某些基质表面生长增殖的细胞
①原代培养：指动物组织经处理后的初次培养。
②细胞贴壁：悬液中分散的细胞往往贴附在培养瓶 的瓶壁上。
③接触抑制：当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触 时，细胞停止分裂增殖的现象。
④传代培养：分瓶后的细胞培养。
②过程
动物组织块
用机械法或用胰蛋白酶、 山胶原蛋白酶等处理
分散成单个细胞
业
制成细胞悬液
原代培养 问题 分瓶
传代培养
细胞密度过大、 有害代谢物积 累和营养物质 缺乏等
接触抑制
悬浮生长
贴壁生长
解决
细胞分 裂受阻
原因
原因
单层贴壁的猪输 卵管上皮细胞
山
思考 ·讨论 有关动物细胞培养的问题
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
幼龄动物的细胞和分化程度低的细胞更易培养，原 因是这些细胞分裂能力强。
2.动物细胞培养时，除了添加糖类、氨基酸等必要的 营养成分外，往往还需添加血清等一些天然成分。为 什么
人们对细胞所需的营养物质尚未全部研究清楚，血
清等一些天然成分的营养成分比较齐全，可以弥补 人工培养基的不足。
思考· 讨论 有关动物细胞培养的问题
3.进行动物细胞传代培养时用胰蛋白酶分散 细胞，说明细胞间的物质主要是什么 用胃蛋 白酶可以吗 为什么
蛋白质；不可以；多数动物细胞生存的适宜
pH为7.2～7.4,胃蛋白酶(适宜pH为1.5左右)
在此环境中没有活性，而胰蛋白酶在此环境中
活性较高，因此胰蛋白酶适用于细胞培养时的 处理。
1.动物细胞培养的相关处理
(1)使细胞分散开的原因：一是能保证细胞 所需要的营养供应；二是能保证细胞内有害 代谢物的及时排出。
(2)使用胰蛋白酶时，要控制好作用时间， 因为胰蛋白酶不仅能分解细胞间的蛋白质，
长时间作用还会分解细胞膜蛋白等，对细胞 造成损伤。进行动物细胞培养时不能用胃蛋 白酶分散细胞，主要是因为pH 不合适。
(3)动物细胞的整个培养过程中可能多次用
到胰蛋白酶或胶原蛋白酶，第一次使用的 目的是使组织细胞分散开；贴壁细胞传代 培养时使用的目的是使细胞从瓶壁上脱离 下来，分散成单个细胞，便于分瓶后继续 培养。
(4)①悬浮生长细胞：原代培养→分裂受阻 →离心法收集→制成细胞悬液传代培养。
②贴壁生长细胞：原代培养→分裂受阻→ 胰蛋白酶处理→离心法收集→制成细胞悬 液传代培养。
核心归纳
比较项目 植物组织培养
动物细胞培养
原理 植物细胞的全能性
细胞增殖
培养基 固体培养基
液体培养基
过程 外植体 ↓脱分化 愈伤组织 再分化 芽、根或胚状体 ↓生长发育 植物体
动物的组织
↓机械法或酶 细胞悬液
原代培养
↓
细胞悬液
↓
传代培养
结果 新的植株
新的细胞
相同点 ①两技术手段培养过程中都进行有丝分裂，都不涉及减数分裂 ②均需要无菌操作、无菌培养，需要适宜的温度、pH等条件
2.植物组织培养与动物细胞培养的比较
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。
(2)局限：
胚胎干细胞必须从胚胎中获取，这涉及伦理问题， 因而限制了它在医学上的应用。
二、干细胞培养及其应用
1 . 来源：
早期胚胎、骨髓和脐带血等多 种组织和器官中。
2 . 类型：
胚胎干细胞和成体干细胞等。
3.胚胎干细胞(简称ES细胞)
(1)概念：
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)
4.成体干细胞
(1)概念：成体组织或器官内的干细胞。
(2)类型
骨髓中的造血干细胞
睾丸中的精原干细胞
神经系统中的神经干细胞
(3)特点：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。
(4)作用：
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。
(5)应用
①造血干细胞：
治疗白血病、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神经干细胞：
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)。
5.诱导多能干细胞
(1)概念：通过体外诱导成纤维等细胞，获得类似胚胎干细胞
的一种细胞，被称为诱导多能干细胞(简称iPS细胞)。
神经元
血细胞
肠上皮细胞
心肌细胞
胰岛细胞
肝细胞
移植
转入相关因子
取成纤维细胞等
iPS细胞
分化
细胞发生转化
病人
(2)应用
治疗小鼠的镰状细胞贫血；现在用iPS 细胞治疗 阿尔茨海默病、心血管疾病等领域的研究也取得 了新进展。
(3)优点：
无需破坏胚胎；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。
适宜的营养
无菌、无毒的环境 适宜的温度、pH和
渗透压
适宜的气体环境
胚胎干细胞 成体干细胞
诱导多能干细胞 应用
干细 胞培 养及 其应 用
概念
原理 过程
条件
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动物 细胞 培养