+2.2動(dòng)物細(xì)胞工程++第1課時(shí)+動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)課件-【知識(shí)精講精研】高二下學(xué)期生物人教版（2019）選擇性必修3

第2章

細(xì)胞工程第2節(jié)

動(dòng)物細(xì)胞工程第1課時(shí)

動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)

在治療大面積燒傷時(shí)，通常采用的方法是取燒傷病人的健康皮膚進(jìn)行自體移植。但對(duì)這樣的病人來說，自體健康皮膚非常有限，使用他人皮膚來源又不足，而且會(huì)產(chǎn)生免疫排斥反應(yīng)。

那么，怎樣才能獲得大量的自體健康皮膚？能不能用自體皮膚的單個(gè)細(xì)胞培養(yǎng)出可供移植的皮膚？

可以從病人身上取少量正常、健康的皮膚在體外進(jìn)行培養(yǎng)、擴(kuò)增；人造皮膚

目前，科學(xué)家還在研究對(duì)皮膚干細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)，以獲得適合臨床上使用的人造皮膚。從社會(huì)中來首例胚胎移植成功1890年首創(chuàng)動(dòng)物組織體外培養(yǎng)法1907年發(fā)現(xiàn)哺乳動(dòng)物精子獲能現(xiàn)象1951年體細(xì)胞核移植成功1958年試管家兔誕生1959年創(chuàng)立單克隆抗體技術(shù)1975年胚胎分割移植成功1978年分離和培養(yǎng)小鼠胚胎干細(xì)胞1981年克隆羊多莉誕生1996年獲得誘導(dǎo)多能干細(xì)胞2006年單細(xì)胞基因組測(cè)序進(jìn)行遺傳病篩查的試管嬰兒誕生2014年我國(guó)科學(xué)家首次培育了體細(xì)胞克隆猴。2017年動(dòng)物細(xì)胞工程的發(fā)展歷程動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的概念

從動(dòng)物體中取出相關(guān)組織，將它們分散成單個(gè)細(xì)胞，然后在適宜的培養(yǎng)條件下，讓這些細(xì)胞生長(zhǎng)和增殖的技術(shù)。原理？細(xì)胞的分裂（增殖）一、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的條件動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的地位動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞核移植動(dòng)物細(xì)胞工程的基本技術(shù)動(dòng)物細(xì)胞融合基礎(chǔ)

動(dòng)物體內(nèi)的細(xì)胞之所以能夠維持正常的生命活動(dòng)，是因?yàn)闄C(jī)體給這些細(xì)胞提供了適宜的條件。你還記得有哪些條件嗎？充足的營(yíng)養(yǎng)穩(wěn)定的內(nèi)環(huán)境體外培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞需要滿足什么條件？糖類、氨基酸、無機(jī)鹽、維生素……無菌、無毒的環(huán)境適宜的溫度、pH和滲透壓適宜的氣體環(huán)境一、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的條件將細(xì)胞所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)（糖類、氨基酸、無機(jī)鹽、維生素等）按種類和所需量嚴(yán)格配制的培養(yǎng)基。1、營(yíng)養(yǎng)條件（1）培養(yǎng)基構(gòu)成：合成培養(yǎng)基血清等一些天然成分＋合成培養(yǎng)基：血清等一些天然成分：含有尚未全部研究清楚的細(xì)胞所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)（2）培養(yǎng)基類型：液體培養(yǎng)基（培養(yǎng)液）血清一、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的條件2、無菌、無毒的環(huán)境（1）對(duì)培養(yǎng)液和所有培養(yǎng)用具進(jìn)行滅菌處理。（2）在無菌環(huán)境下進(jìn)行操作。（3）培養(yǎng)液需要定期更換：以便清除代謝物，防止細(xì)胞代謝物積累對(duì)細(xì)胞自身造成危害。另外：可根據(jù)實(shí)際情況適量添加抗生素。無菌無毒一、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的條件3、溫度、pH和滲透壓（1）適宜的溫度：哺乳動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的溫度多以

為宜；36.5±0.5℃（2）適宜的pH：多數(shù)動(dòng)物細(xì)胞生存的適宜pH為

；7.2~7.4（3）適宜的滲透壓：目的

。維持細(xì)胞正常的形態(tài)和功能與相應(yīng)動(dòng)物內(nèi)環(huán)境的理化性質(zhì)保持一致。培養(yǎng)條件人體內(nèi)環(huán)境的理化性質(zhì)①人體細(xì)胞外液的溫度一般維持在：36.5±0.5℃②正常人的血漿近中性，pH約為：7.35~7.45③滲透壓：指溶液中溶質(zhì)微粒對(duì)水的吸引力。在37℃時(shí)，人的血漿滲透壓約為：770kPa一、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的條件4、氣體環(huán)境（1）氣體組成及作用：95%空氣（O2）：5%CO2：細(xì)胞代謝所必需維持培養(yǎng)液的pH（2）具體操作：通常采用培養(yǎng)皿或松蓋培養(yǎng)瓶。置于含有95%空氣和5%CO2的混合氣體的CO2培養(yǎng)箱中進(jìn)行培養(yǎng)。CO2培養(yǎng)箱一、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的條件培養(yǎng)皿培養(yǎng)瓶取動(dòng)物組織制成細(xì)胞懸液轉(zhuǎn)入培養(yǎng)液進(jìn)行原代培養(yǎng)分瓶進(jìn)行傳代培養(yǎng)取動(dòng)物組織制成細(xì)胞懸液轉(zhuǎn)入培養(yǎng)液進(jìn)行原代培養(yǎng)放入CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)傳代培養(yǎng)放入CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)細(xì)胞貼壁接觸抑制機(jī)械法或用胰蛋白酶、膠原蛋白酶等處理分散成單個(gè)細(xì)胞二、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的過程1、取動(dòng)物組織（1）取材：一般取材于動(dòng)物胚胎或幼齡動(dòng)物的組織、器官。（2）取材原因：細(xì)胞分化程度低，增殖能力強(qiáng)，容易培養(yǎng)。動(dòng)物相關(guān)組織的選擇：

幼齡動(dòng)物

or

老齡動(dòng)物二、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的過程2、動(dòng)物組織處理——制成細(xì)胞懸液（1）將組織分散成單個(gè)細(xì)胞①方法：機(jī)械法用胰蛋白酶、膠原蛋白酶等處理一段時(shí)間②原因：成塊組織中，細(xì)胞與細(xì)胞靠在一起，彼此限制了生長(zhǎng)和增殖一是能使細(xì)胞與培養(yǎng)液充分接觸，保證細(xì)胞所需要的營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)；（2）用培養(yǎng)液將細(xì)胞制成細(xì)胞懸液。二是能保證細(xì)胞內(nèi)有害代謝物的及時(shí)排出。將細(xì)胞懸液放入培養(yǎng)皿或培養(yǎng)瓶?jī)?nèi)，置于適宜環(huán)境中進(jìn)行原代培養(yǎng)。二、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的過程【問題探究1】進(jìn)行動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)常用胰蛋白酶分散細(xì)胞，這說明細(xì)胞間的物質(zhì)主要是什么成分？用胃蛋白酶行嗎？用胰蛋白酶分散細(xì)胞，說明細(xì)胞間的物質(zhì)主要是蛋白質(zhì)。胃蛋白酶作用的適宜pH約為2，當(dāng)pH大于6時(shí)，胃蛋白酶就會(huì)失去活性。多數(shù)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的適宜pH為7.2～7.4，胃蛋白酶在此環(huán)境中沒有活性，所以用胃蛋白酶不行?！締栴}探究2】胰蛋白酶會(huì)把細(xì)胞膜蛋白分解掉嗎？可能會(huì)控制好作用時(shí)間二、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的過程3、體外培養(yǎng)的動(dòng)物細(xì)胞類型①懸浮生長(zhǎng)類：②貼壁生長(zhǎng)類：能夠懸浮在培養(yǎng)液中生長(zhǎng)增殖。需要貼附于某些基質(zhì)表面才能生長(zhǎng)增殖。大多數(shù)細(xì)胞屬于這種類型。二、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的過程重要概念一①細(xì)胞貼壁：大多數(shù)細(xì)胞需要貼附于某些基質(zhì)表面才能增殖，這類細(xì)胞往往貼附在培養(yǎng)瓶的瓶壁上，這種現(xiàn)象稱為細(xì)胞貼壁。懸浮生長(zhǎng)類會(huì)因細(xì)胞密度過大、有害代謝物積累和培養(yǎng)液中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)缺乏等因素而分裂受阻。貼壁生長(zhǎng)類（大多數(shù)）如何解決細(xì)胞分裂受阻的問題呢？需要對(duì)細(xì)胞進(jìn)行分瓶培養(yǎng)，讓細(xì)胞繼續(xù)增殖。二、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的過程3、體外培養(yǎng)的動(dòng)物細(xì)胞類型除受以上因素影響外，還會(huì)發(fā)生接觸抑制現(xiàn)象。②接觸抑制：當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長(zhǎng)到表面相互接觸時(shí)，細(xì)胞通常會(huì)停止分裂增殖的現(xiàn)象。重要概念一重要概念二①原代培養(yǎng)：細(xì)胞發(fā)生接觸抑制而分瓶培養(yǎng)之前的細(xì)胞培養(yǎng)，即動(dòng)物組織經(jīng)處理后的初次培養(yǎng)稱為原代培養(yǎng)。②傳代培養(yǎng)：將分瓶后的細(xì)胞培養(yǎng)稱為傳代培養(yǎng)?！舅伎肌縿?dòng)物細(xì)胞的整個(gè)培養(yǎng)過程中可能多次用到胰蛋白酶或膠原蛋白酶？第一次使用的目的是使組織細(xì)胞分散開；貼壁細(xì)胞傳代培養(yǎng)時(shí)使用的目的是使細(xì)胞從瓶壁上脫離下來，分散成單個(gè)細(xì)胞，便于分瓶后繼續(xù)培養(yǎng)。二、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的過程遺傳物質(zhì)未改變4、分瓶、進(jìn)行傳代培養(yǎng)傳代培養(yǎng)（1）收集細(xì)胞①懸浮生長(zhǎng)類：直接用離心法收集②貼壁生長(zhǎng)類：重新用胰蛋白酶等處理，使之分散成單個(gè)細(xì)胞，然后再用離心法收集（2）將收集的細(xì)胞制成細(xì)胞懸液，分瓶培養(yǎng)二、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的過程【問題探究3】懸浮生長(zhǎng)細(xì)胞和貼壁生長(zhǎng)細(xì)胞培養(yǎng)過程有什么不同？懸浮生長(zhǎng)類細(xì)胞：原代培養(yǎng)→分裂受阻→離心法收集→制成細(xì)胞懸液→傳代培養(yǎng)。貼壁生長(zhǎng)類細(xì)胞：原代培養(yǎng)→分裂受阻→先胰蛋白酶處理→再離心法收集→制成細(xì)胞懸液→傳代培養(yǎng)?！締栴}探究4】動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)，除了添加糖類、氨基酸等必要的營(yíng)養(yǎng)成分外，往往還需添加血清等一些天然成分，原因是？人們對(duì)細(xì)胞所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)尚未全部研究清楚。血清等一些天然成分的營(yíng)養(yǎng)成分比較齊全，可以彌補(bǔ)人工培養(yǎng)基的不足。二、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的過程【問題探究5】植物組織培養(yǎng)與動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的比較比較項(xiàng)目植物組織培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)原理（及是否體現(xiàn)細(xì)胞全能性）

（

全能性）

（

全能性）培養(yǎng)基

培養(yǎng)基

培養(yǎng)基過程外植體↓脫分化

↓再分化芽、根或胚狀體↓生長(zhǎng)發(fā)育植物體動(dòng)物的組織機(jī)械法↓或酶處理細(xì)胞懸液↓

↓細(xì)胞懸液↓結(jié)果

相同點(diǎn)植物細(xì)胞的全能性體現(xiàn)細(xì)胞增殖未體現(xiàn)固體液體愈傷組織原代培養(yǎng)傳代培養(yǎng)新的植物體新的細(xì)胞群①兩技術(shù)手段培養(yǎng)過程中都進(jìn)行有絲分裂，都不涉及減數(shù)分裂；②均需要無菌操作、無菌培養(yǎng)，需要適宜的溫度、pH等條件。（1）動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)體現(xiàn)了動(dòng)物細(xì)胞的全能性（

）（2）培養(yǎng)保留接觸抑制的細(xì)胞在培養(yǎng)瓶壁上可形成多層細(xì)胞（

）（3）懸浮培養(yǎng)的細(xì)胞直接用離心法收集，貼壁細(xì)胞需要用胰蛋白酶等處理后再用離心法收集（

）

（4）動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)，O2是細(xì)胞代謝所必需的，CO2的主要作用是維持培養(yǎng)液的pH（

）判斷?？颊Z句，澄清易混易錯(cuò)課堂練習(xí)1、下列不屬于動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的條件是()A．無毒、無菌的環(huán)境B．合成培養(yǎng)基通常需加血清、血漿C．pH＝7的中性環(huán)境D．提供細(xì)胞代謝所需的O2C2、下列有關(guān)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的敘述，正確的是()A．原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)前都可以使用胰蛋白酶B．培養(yǎng)過程中需將細(xì)胞置于含95%O2和5%CO2的混合氣體的培養(yǎng)箱中C．配制合成培養(yǎng)基要加入糖、促生長(zhǎng)因子、氨基酸、瓊脂等成分D．培養(yǎng)液中添加適量的抗生素可為細(xì)胞提供無菌、無毒的培養(yǎng)環(huán)境A作業(yè)3、關(guān)于動(dòng)物細(xì)