动物细胞工程（动物细胞培养）课件 高二下学期生物人教版选择性必修3.pptx

课前5分钟：阅读P34-36，快速找答案1）动物细胞工程的3大技术（牢记）2）动物细胞培养的4大条件3）找几个名词：细胞贴壁、接触抑制、原代培养、传代培养首例胚胎移植成功首创动物组织体外培养法发现哺乳动物精子获能现象体细胞核移植成功试管家兔试管家兔诞生创立单克隆抗体技术胚胎分割移植胚胎分割移植成功分离和培养小鼠胚胎干细胞克隆羊克隆羊多莉诞生获得诱导多能干细胞单细胞基因组测序进行遗传病筛查的试管婴儿诞生我国科学家首次培育了体细胞克隆猴。1890年1907年1951年1958年1959年1975年1978年1981年1996年2006年2014年2017年科技科技.探索探索 P32 P32动物细胞工程（含胚胎工程）发展史 一 动物细胞培养 本节聚焦:l动物细胞培养需要哪些基本条件？l动物细胞培养的基本操作过程是什么？l怎样客观分析干细胞在临床上的应用所产生的效益与风险？第2节 动物细胞工程从社会中来从社会中来 P34 P34皮肤的自体移植灰灰绿绿色色小面积烧伤：患者通过切除+植皮(自身)后恢复1）使用他人皮肤如何？患者自身的不够用，如何解决？大面积烧伤？2）培养自身细胞？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。人造皮肤人造皮肤分析分析1 1：动物组织的选择：动物组织的选择：幼龄动物幼龄动物 or or 老龄动物老龄动物一动物细胞培养1.1.原理原理概 念 从动物体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后在适当的培养条件下，让这些细胞生长和增殖的技术。细胞增殖动物细胞工程的基础2.2.地位地位幼龄个体的细胞分化程度低、分裂能力强，易培养。一动物细胞培养条 件1.1.营营 养养分析分析2 2：培养基的类型：培养基的类型：固体培养基固体培养基oror液体培养基液体培养基 合成培养基合成培养基 or or 天然培养基天然培养基基本营养：水、无机盐、有机碳源、有机氮源特殊物质：维生素、（相应动物）血清？含有尚未研究清楚的细胞所需的营养物质将细胞所需的营养物质按种类和所需量严格配制的培养基。营养基构成：合成培养基+血清等一些天然成分一动物细胞培养条 件2.2.无菌、无毒的环境无菌、无毒的环境措施1:灭菌处理对象？措施2:操作在无菌环境下进行。措施3:定期更换培养液目的？培养液和所有培养用具清除代谢物，防止代谢物积累对细胞自身造成危害。3.3.温度、温度、pHpH和渗透压和渗透压4.4.气体环境气体环境与相应动物内环境的理化性质保持一致。置于含置于含 加加 的混合气体的培养箱中进行培养。的混合气体的培养箱中进行培养。O O2 2：；COCO2 2 ：。细胞代谢必需95%空气5%CO2维持培养液中的pH值一动物细胞培养过 程用机械法 或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理原代培养在培养皿或培养瓶内加培养液制成细胞悬液悬浮生长贴壁生长(大多数）原代培养原代培养：指动物组织经处理后的初次培养。细胞贴壁细胞贴壁：某些细胞需要贴附于某些基质表面 （如培养瓶瓶壁）才能增殖。接触抑制接触抑制：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。传代培养传代培养：分瓶后的细胞培养。接触抑制细胞分裂受阻解决传代培养分瓶培养取动物组织分散成单个细胞制成细胞悬液，分瓶培养。收集细胞悬浮培养的细胞:直接用离心法收集贴壁细胞:用胰蛋白酶处理分散成单个细胞，用离心法收集营养物质缺乏、代谢废物积累、细胞密度过大等原代培养 培养分瓶制成细胞悬液传代培养制成细胞悬液 CO2培养箱 培养分散成单个细胞 取动物组织(幼龄动物)动物细胞培养过程 1）选幼龄动物（或胚胎）的组织器官这些个体的细胞分化程度低、分裂能力强，易培养。4）需分瓶进行传代培养的原因 3）分散细胞时为何不选用胃蛋白酶？2）培养前为什么分散成单个细胞？（用机械法 或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理）分散不会限制彼此的生长与增殖；分散有利于与培养液充分接触，保证O2与营养供应和代谢物及时排出。导致细胞分裂受阻多数动物细胞生存的适宜pH为7.27.4，而胃蛋白酶的适宜pH约为2，在此环境中会失活。营养物质缺乏有害代谢物积累细胞密度过大接触抑制细胞贴壁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）贴壁生长与接触抑制细胞悬液细胞贴壁、接触抑制单层细胞多层细胞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过程培养结果培养目的相同点获得细胞或细胞产物常用固体培养基新植株葡萄糖、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等条件动物细胞培养动物细胞培养 PK PK 植物组织培养植物组织培养思考思考.比较比较 P3 P3原代培养、传代培养脱分化、再分化二干细胞的培养及其应用 来源或存在功能、特点局限性胚胎干细胞(ES细胞)成体干细胞诱导多能干细胞(iPS细胞)（阅读P4647，完成表格）早期胚胎能够分化成为动物体内的任何细胞，并进一步形成组织、器官甚至生物个体成体组织或器官，如造血干细胞、神经干细胞和精原干细胞等体外诱导体细胞产生能分化成为具有特定功能的细胞来治疗疾病。无须破坏胚胎，且避免免疫排斥反应。具有组织特异性，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需从胚胎中获取，涉及伦理问题，限制了它在医学上的应用技术不成熟。面临的问题:存在着导致肿瘤发生的风险。移植取成纤维细胞等iPS细胞转入相关因子细胞发生转化分化胰岛细胞神经元血细胞肠上皮细胞心肌细胞肝细胞病人iPS细胞用于治疗人类疾病示意图二干细胞的培养及其应用诱导多能干细胞（iPS细胞）多种体细胞定向诱导分化定向诱导分化体外诱导成纤维细胞临床治疗疾病如：白血病、帕金森病、阿而茨海默病等iPS细胞1 1.判断下列有关动物细胞培养的表述是否正确。判断下列有关动物细胞培养的表述是否正确。（1 1）培养环境中需要）培养环境中需要O O2 2，不需要，不需要COCO2 2 。（。（）（2 2）细胞要经过脱分化形成愈伤组织。）细胞要经过脱分化形成愈伤组织。（）（3 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）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 4）培养瓶中的细胞需定期用胰蛋白酶处理）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分瓶后才能继续增殖（）一.概念检测练习与应用（练习与应用（P P4747）2 2.干细胞有着广泛的应用前景。下列相关叙述错误的是干细胞有着广泛的应用前景。下列相关叙述错误的是()()A.A.干细胞是从胚胎中分离提取的细胞干细胞是从胚胎中分离提取的细胞 B.B.造血干细胞可以分化为各种血细胞造血干细胞可以分化为各种血细胞 C.C.不同类型的干细胞不同类型的干细胞,它们的分化潜能是有差别的它们的分化潜能是有差别的 D.D.由由iPSiPS细胞产生的特定细胞细胞产生的特定细胞,可以在新药的测试中发挥重要作用可以在新药的测试中发挥重要作用A A 现在关于现在关于iPSiPS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。（思考。（1 1）由于诱导）由于诱导iPSiPS细胞、促使其分化都需要时间，因此用某人特异的细胞、促使其分化都需要时间，因此用某人特异的iPSiPS细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像建立骨髓库一样，有研究团队正在尝试建立HLA(Human Leukocyte Antigen,HLA(Human Leukocyte Antigen,人类白细胞抗原人类白细胞抗原)多态性丰富的多态性丰富的iPSiPS细胞库，可以为需要的人找到细胞库，可以为需要的人找到HIAHIA匹配度较高匹配度较高的的iPSiPS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。免疫排斥反应。二.拓展应用练习与应用（练习与应用（P P4747）（2 2）如果诱导）如果诱导iPSiPS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？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，如果用同一个人的问题。例如，如果用同一个人的iPSiPS细胞分别诱导形成精子和卵子，两者受精可能培育出细胞分别诱导形成精子和卵子，两者受精可能培育出“单亲单亲”婴儿；有的人还可能有目的地选择婴儿；有的人还可能有目的地选择iPSiPS细胞，从而细胞，从而“设计设计”婴儿。婴儿。