動物細胞培養(yǎng)高二下學期生物人教版選擇性必修3

第二節(jié)動物細胞培養(yǎng)第一課時01.核心素養(yǎng)社會責任：探究干細胞在臨床上的應用所產(chǎn)生的效益和風險，理性看待生物技術的應用?？茖W探究：了解動物細胞培養(yǎng)的條件和過程。生命觀念：認識動物細胞工程在生物醫(yī)學中的應用。02.課標要求1.簡述動物細胞培養(yǎng)的過程、條件及應用。2.掌握干細胞培養(yǎng)及其應用。動物細胞工程ANIMALCELLENGINEERING動物細胞工程常用的技術，如下所示：動物細胞培養(yǎng)動物細胞融合動物細胞核移植基礎什么是動物細胞培養(yǎng)？人造皮膚的構建、動物分泌蛋白的規(guī)模化生產(chǎn)等，都離不開動物細胞培養(yǎng)。動物細胞培養(yǎng)是指從動物體中取出相關的

，將它分散成

細胞，然后在適宜的培養(yǎng)條件下，讓這些細胞生長和

的技術。動物細胞培養(yǎng)需要哪些必要的條件？過程又怎樣呢？組織單個增殖那么，在體外培養(yǎng)動物細胞呢？從我們自身的角度出發(fā)，請思考：我們要想維持生命活動的正常進行，需要滿足哪些條件？充足的營養(yǎng)穩(wěn)定的內(nèi)環(huán)境我想，也需要滿足類似的條件！動物細胞培養(yǎng)所需的基本條件ANIMALCELLCULTURETHEBASICSREQUIRED營養(yǎng)條件糖類、氨基酸、無機鹽、維生素…01.其他條件無菌、無毒環(huán)境適宜的溫度、pH、滲透壓適宜的氣體環(huán)境02.營養(yǎng)細胞在體外培養(yǎng)時，培養(yǎng)基中應含有細胞所需要的各種營養(yǎng)物質。合成培養(yǎng)基將細胞所需的營養(yǎng)物質按種類和所需量嚴格配制而成的培養(yǎng)基，稱為合成培養(yǎng)基。在使用合成培養(yǎng)基時，通常需要加入

等一些天然成分。血清培養(yǎng)動物細胞一般使用液體培養(yǎng)基，也稱為培養(yǎng)液。補充細胞所需營養(yǎng)中尚未研究清楚的成分無菌、無毒的環(huán)境在體外培養(yǎng)細胞時，必須保證環(huán)境是

、

的。需要對培養(yǎng)液和所有培養(yǎng)用具進行

處理以及在無菌環(huán)境下進行操作。2.培養(yǎng)液還需要定期更換，以便清除

，防止細胞代謝物積累對細胞自身造成危害。無菌無毒滅菌代謝物溫度、pH和滲透壓維持細胞生存必須有適宜的溫度。哺乳動物細胞培養(yǎng)的溫度多以36.5±0.5℃為宜。溫度pH滲透壓多數(shù)動物細胞生存的適宜pH為7.2～7.4。滲透壓也是動物細胞培養(yǎng)過程中需要考慮的一個重要環(huán)境參數(shù)。氣體環(huán)境動物細胞培養(yǎng)所需氣體主要有O2

和CO2

。在進行細胞培養(yǎng)時，通常采用培養(yǎng)皿或松蓋培養(yǎng)瓶并置于含有95%空氣和5%CO2的混合氣體的CO2培養(yǎng)箱中進行培養(yǎng)。CO2的作用是維持培養(yǎng)液的pHO2的作用細胞代謝所必需的動物細胞培養(yǎng)過程ANIMALCELLCULTUREPROCESS現(xiàn)在，我們已經(jīng)準備好了動物細胞的體外培養(yǎng)條件接下來，我們便可以按操作來完成培養(yǎng)了。培養(yǎng)過程動物胚胎或幼齡動物組織單個細胞機械方法胰蛋白酶、膠原蛋白酶等加培養(yǎng)液細胞懸液懸液生長貼壁生長分裂受阻接觸抑制分培養(yǎng)瓶大多數(shù)細胞采用“貼壁生長”。這兩種方式有何區(qū)別呢？培養(yǎng)過程懸液中分散的細胞往往貼附在培養(yǎng)瓶的瓶壁上。細胞貼壁懸浮生長懸浮在培養(yǎng)液中生長繁殖。密度過大時，由于有害代謝物積累和培養(yǎng)液中營養(yǎng)物質缺乏，細胞分裂受阻。單層貼壁的豬輸卵管上皮細胞動物細胞懸液培養(yǎng)過程接觸抑制當貼壁細胞分裂生長到表面相互接觸時，細胞停止分裂增殖的現(xiàn)象。正常細胞腫瘤細胞平面觀失去接觸抑制腫瘤細胞的細胞膜上糖蛋白減少，細胞的黏著性降低，在適宜的條件下可以無限增殖。因此培養(yǎng)的腫瘤細胞無接觸抑制現(xiàn)象，在培養(yǎng)瓶中能夠生成多層。培養(yǎng)過程分瓶之前的細胞培養(yǎng)，即動物組織經(jīng)處理后的初次培養(yǎng)。原代培養(yǎng)傳代培養(yǎng)分瓶后的細胞培養(yǎng)培養(yǎng)過程①懸浮培養(yǎng)的細胞直接用

法收集。②貼壁細胞需要重新用

酶等處理，使之分散成單個細胞，然后再用

法收集。之后，將收集的細胞制成細胞懸液，分瓶培養(yǎng)。原代培養(yǎng)傳代培養(yǎng)原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)在處理方式上有何不同？用

酶對剪碎的動物組織進行處理，使其分散成單個細胞后進行培養(yǎng)，為原代培養(yǎng)。胰蛋白胰蛋白離心離心思考討論1.幼齡動物的細胞和老齡動物的細胞比較，分化程度低的細胞與分化程度高的細胞比較，哪些細胞更易于培養(yǎng)？為什么？細胞的增殖能力與供體的年齡有關。幼齡動物的細胞增殖能力強，有絲分裂旺盛，老齡動物的細胞則相反。一般來說，幼齡動物的細胞比老齡動物的細胞易于培養(yǎng)。同樣，分化程度越低的細胞，增殖能力越強，所以更容易培養(yǎng)。思考討論2.進行動物細胞培養(yǎng)時常用胰蛋白酶分散細胞，這說明細胞間的物質主要是什么成分？用胃蛋白酶可不可以？用胰蛋白酶分解細胞，說明細胞間的物質主要是蛋白質。胃蛋白酶作用的適宜pH約為2，當pH大于6時，胃蛋白酶就會失去活性。多數(shù)動物細胞培養(yǎng)的適宜pH為7.2~7.4，胃蛋白酶在此環(huán)境中沒有活性，所以不能用胃蛋白酶。思考討論3.動物細胞培養(yǎng)過程中有接觸抑制現(xiàn)象，這一現(xiàn)象說明了細胞膜具有什么功能？細胞膜接受信息后，細胞停止分裂又說明了什么？細胞培養(yǎng)過程中的接觸抑制說明了細胞膜能進行細胞間的信息交流。細胞膜接受信息后，細胞停止分裂，說明了細胞膜接受的信息能夠傳遞到細胞核。干細胞培養(yǎng)及其應用STEMCELLCULTUREANDITSAPPLICATIONS干細胞在一定條件下，干細胞可以分化成其他類型的細胞。干細胞存在于早期胚胎、骨髓和臍帶血等多種組織和器官中，包括胚胎干細胞和成體干細胞等。早期胚胎骨髓臍帶血干細胞的種類

來源或存在功能及應用胚胎干細胞(ES細胞)成體干細胞誘導多能干細胞(iPS細胞)早期胚胎分化成動物體內(nèi)的任何一種類型的細胞，并進一步形成組織、器官甚至個體成體組織或器官內(nèi)的干細胞（骨髓中的造血干細胞、神經(jīng)系統(tǒng)中的神經(jīng)干細胞和睪丸中的精原干細胞）具有組織特異性。只能分化成特定的細胞或組織，不具有發(fā)育成完整個體的潛能體外誘導體細胞產(chǎn)生能分化成為具有特定功能的細胞，用于治療疾病。避免免疫排斥反應。造血干細胞造血干細胞是發(fā)現(xiàn)最早、研究最多、應用也最為成熟的一類成體干細胞，主要存在于成體的骨髓、外周血和臍帶血中。將正常的造血干細胞移植到病人體內(nèi)，恢復病人的造血和免疫功能。已成為治療白血病及一些惡性腫瘤放療或化療后引起的造血系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)功能障礙等疾病的一種重要手段。外周血：除骨髓以外的血液，是已經(jīng)被造血器官釋放入循環(huán)系統(tǒng)參與循環(huán)的血。神經(jīng)干細胞神經(jīng)干細胞在治療神經(jīng)組織損傷和神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病(如帕金森病、阿爾茨海默病等）方面有重要的應用價值。帕金森病阿爾茨海默病iPS細胞采用多種方法制備iPS細胞：借助載體將特定基因導入細胞中，直接將特定蛋白導入細胞中或者用小分子化合物等來誘導形成iPS細胞。iPS細胞最初由成纖維細胞轉化而來。后來發(fā)現(xiàn)已分化的T細胞、B細胞等也能被誘導為iPS細胞。知識小結1．人臍帶間充質干細胞在特定誘導條件下，可分化為脂肪、肝、神經(jīng)等多種組織細胞。下圖表示培養(yǎng)人臍帶間充質干細胞的大致過程。下列有關敘述錯誤的是(

)A．人臍帶間充質干細胞屬于一種iPS細胞B．通過離心除去上清液可以除去胰蛋白酶C．過程①通常用胰蛋白酶處理D．出現(xiàn)接觸抑制前，培養(yǎng)瓶中的細胞數(shù)量有可能呈“J”形增長A當堂檢測A2.下列屬于動物細胞培養(yǎng)與植物組織培養(yǎng)區(qū)別的是(

)A．動物細胞培養(yǎng)基與植物細胞培養(yǎng)基的成分有所不同B．動物細胞培養(yǎng)不需要在無菌條件下進行C．動物細胞培養(yǎng)可發(fā)生遺傳物質改變，而植物組織培養(yǎng)不能D．植物組織培養(yǎng)和動物細胞培養(yǎng)都體現(xiàn)了細胞的全能性當堂檢測3．在動物細胞培養(yǎng)過程中，下列處理中不恰當?shù)氖?

)A．培養(yǎng)液和培養(yǎng)用具要進行無菌處理B．提供種類齊全的營養(yǎng)物質C．提供純氧以保證細胞的呼吸作用D．保證提供適宜的溫度和pHC當堂檢測D4．一般來說，動物細胞體外培養(yǎng)需要滿足以下條件(

)①無毒的環(huán)境

②無菌的環(huán)境

③使用合成培養(yǎng)基，但通常需加血漿、血清等天然成分

④溫度與動物的體溫相近

⑤因在二氧化碳培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，故不需要