【公开课课件】动物细胞工程第一课时+动物细胞培养课件高二下学期生物人教版（2019）选择性必修3.pptx

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诞生创立单克隆抗体技术胚胎分割移植成功分离和培养小鼠胚胎干细胞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年动物细胞工程的发展历程第二节 动物细胞工程01 动物细胞培养02 动物细胞融合技术与单克隆抗体03 动物体细胞核移植技术和克隆动物基础从社会中来小面积烧伤：患者通过切除+植皮(自身)后恢复。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？可以从病人身上取少量正常、健康的皮肤在体外进行培养、扩增；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。01 动 物 细 胞 培 养概念指动物机体中取出相关的组织,将它分散成单个细胞，然后，放在适宜的培养基中，让这些细胞生长和繁殖的技术。原理细胞增殖（细胞分裂）培养对象胚胎或幼龄动物的细胞胚胎或幼龄动物的细胞较成体的细胞更易培养，因为这些组织或细胞的生命力旺盛，分化程度低，分裂能力强，容易培养。动物体组织单个细胞细胞生长和增殖取出分散适宜条件为什么将组织分散成单个细胞培养？因为将组织块分散成单个细胞后，细胞所需的营养容易供应，其代谢废物容易排出；而且，细胞相互接触，限制了细胞的生长和增殖。同时，分散成单个细胞培养，也可使在细胞水平上操作的其他技术得以实现。一、动物细胞培养的条件动物体内的细胞之所以能够维持正常的生命活动，是因为机体给这些细胞提供了适宜的条件。你还记得有哪些条件吗？充足的营养稳定的内环境糖类、氨基酸、无机盐、维生素等无菌、无毒的环境适宜的温度、pH 和渗透压适宜的气体环境1.营养合成培养基血清等一些天然成分合成培养基：一般使用液体培养基，也称为培养液。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称为合成培养基。血清等一些天然成分：由于人们对细胞所需的营养物质尚未全部研究清楚。血清可以补充合成培养基中缺乏的物质，如蛋白质、氨基酸、未知的促生长因子等。细胞培养时，一般需添加10%20%的血清或血浆。2.无菌、无毒的环境无菌对培养液和所有培养用具进行灭菌处理在无菌环境下进行操作可根据实际情况适量添加抗生素无毒清除代谢物，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害。动物和人体的免疫系统可抵御各种微生物对机体的入侵，因此体内细胞生活的内环境几乎是无菌、无毒的。离体培养的细胞对微生物和有毒物质的防御能力极低，所以其培养环境中一旦有细菌、真菌或病毒等微生物的污染，培养的细胞就会死亡。3.温度、pH和渗透压适宜的温度：哺乳动物细胞培养的温度多以36.50.5为宜；适宜的pH：多数动物细胞生存的适宜pH为7.2-7.4适宜的渗透压：维持细胞正常的形态和功能4.气体环境95%空气5%CO2细胞代谢所必需维持培养液的pH通常采用培养皿或松盖培养瓶。置于含有95%空气和5%CO2的混合气体的CO2培养箱中进行培养。二、动物细胞培养的过程体外培养的动物细胞分类细胞能够悬浮在培养液中生长增殖细胞需要贴附于某些基质表面才能生长增殖悬浮培养瓶这类细胞往往贴附在培养瓶的瓶壁上，这种现象称为细胞贴壁。接触抑制：当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖。取动物组织制成细胞悬液用机械的方法，或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理的方法，将组织分散成单个细胞放入CO2培养箱中培养转入培养液中进行原代培养放入CO2培养箱中培养机械方法胰蛋白酶处理胶原蛋白酶处理动物组织块分散成单个细胞加培养液细胞悬液原代培养放入培养瓶 在适宜条件在适宜条件 分瓶培养传代培养进行传代培养(分瓶培养)时，如何处理？悬浮细胞贴壁细胞离心法收集胰蛋白酶处理制成细胞悬液分瓶培养机械方法胰蛋白酶处理胶原蛋白酶处理动物组织块分散成单个细胞加培养液细胞悬液原代培养放入培养瓶 在适宜条件在适宜条件 分瓶培养传代培养悬浮生长贴壁生长(大多数）细胞密度过大有害代谢物积累培养中营养物质缺乏接触抑制细胞分裂受阻需要思考：正常细胞能否一直传代培养下去？不可以；一般传至10代后就不易传下去，细胞保持细胞正常的二倍体核型；传至10-50代左右时，增殖缓慢，甚至停止，部分细胞的细胞核型可能会发生变化，这一阶段的细胞称为细胞株；继续传代培养时，少部分细胞会克服细胞寿命的自然极限，获得不死性，这些细胞已经发生了突变，朝着等同于癌细胞的方向发展，这一阶段的细胞称为细胞系，细胞系的遗传物质一定改变了。三、干细胞培养及其应用干细胞动物和人体内保留的具有分裂和分化能力的细胞种类：胚胎干细胞成体干细胞胚胎干细胞（ES细胞）分布：早期胚胎中特点：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应用实例在体外分化成心肌细胞、神经元细胞和造血干细胞等局限性必须从胚胎中获取，涉及伦理问题；因而限制了在医学上的应用。成体干细胞分布：成体组织或器官内举例：造血干细胞神经干细胞精原干细胞特点：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应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。应用实例治疗细胞损伤造成的疾病造血干细胞治疗白血病及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。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）。成体干细胞诱导多能干细胞（iPS细胞）概念：通过体外诱导小鼠成纤维细胞得到的类似胚胎干细胞的一种细胞制备方法：将特定基因或特定蛋白导入细胞（成纤维细胞以及已分化的T细胞、B细胞均可）用小分子化合物诱导形成优点：诱导过程无须破坏胚胎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取成纤维细胞转入相关因子细胞转化为iPS细胞诱导iPS细胞定向分化为多种组织细胞移植回病人体内移植取成纤维细胞等iPSiPS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iPSiPS细胞用于治疗人类疾病示意图无菌、无毒无菌、无毒营养营养温度、温度、pH和渗透压和渗透压气体环境气体环境制备细胞悬液制备细胞悬液原代培养原代培养传代培养传代培养动动物物细细胞胞培培养养动物细胞培养的条件动物细胞培养的条件动物细胞培养的过程动物细胞培养的过程干细胞的培养和应用干细胞的培养和应用干细胞的种类、特点及应用干细胞的种类、特点及应用iPS细胞的培养和应用细胞的培养和应用