【生物】动物细胞培养第1课时教学课件 高二生物同步备课系列（人教版2019选择性必修3）.pptx

细胞工程是指应用细胞生物学、分子生物学和发育生物学等多学科的原理和方法，通过细胞器、细胞或者组织水平上的操作，有目的地获得特定的细胞、组织、器官、个体或其产品的一门综合性的生物工程。选择性必修三 生物技术与工程目录CONTENT01新课导入02任务探究03课堂小结第第第第2 2 2 2节节节节 动物细胞工程动物细胞工程动物细胞工程动物细胞工程第一课时第一课时第一课时第一课时 动物细胞培养动物细胞培养动物细胞培养动物细胞培养04课堂练习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年年1907年年1951年年1958年年1959年年1975年年1978年年1981年年1996年年2006年年2014年年2017年年动物细胞发展历程动物细胞发展历程通过细胞培养构建的人造皮肤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。思考：怎样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可供的移植皮肤？讨论：异体移植面临的问题：。获得大量的自体健康皮肤的方法：。取少量正常、健康的皮肤在体外进行培养、扩增皮肤干细胞培养供体器官短缺、免疫排斥等从社会中来从社会中来新课导入新课导入p动物细胞培养p动物细胞融合p动物细胞核移植p生产单克隆抗体动物细胞工程一、动物细胞培养的条件一、动物细胞培养的条件【任务一】1.阅读课本43页第1-2段，明确动物细胞工程常用的技术有哪些？明确动物细胞培养的概念、原理和地位是什么？（一）动物细胞工程任务探究任务探究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。细胞的分裂（增殖）。3.地位幼龄个体的细胞分化程度低、分裂能力强，易培养。动物细胞工程的基础思考：动物组织的选择：幼龄动物 or 老龄动物（二）动物细胞培养一、动物细胞培养的条件一、动物细胞培养的条件1.概念2.原理【任务一】1.阅读课本43页第1-2段，明确动物细胞工程常用的技术有哪些？明确动物细胞培养的概念、原理和地位是什么？（三）动物细胞培养的条件一、动物细胞培养的条件一、动物细胞培养的条件【任务一】2.阅读课本43页第3-4段、44页1-4段和图2-9，明确动物细胞培养需要哪些条件？并对每种条件进行详细分析。【任务一】2.阅读课本43页第3-4段、44页1-4段和图2-9，明确动物细胞培养需要哪些条件？并对每种条件进行详细分析。动物细胞培养的条件营养物质其他条件糖类 氨基酸无机盐 维生素无菌、无毒的环境适宜的温度、pH和渗透压适宜的气体环境（三）动物细胞培养的条件一、动物细胞培养的条件一、动物细胞培养的条件【任务一】2.阅读课本43页第3-4段、44页1-4段和图2-9，明确动物细胞培养需要哪些条件？并对每种条件进行详细分析。1.营养由于人们对细胞所需的营养物质还没有完全搞清楚，因此，在使用合成培养基时，通常需加入血清和血浆血清和血浆等一些天然成分。血清中不仅含有蛋白质、氨基酸、葡萄糖、激素等多种营养物质，还有激素及多种未知的促细胞生长因子、促贴附因子及其他活性物质，能促进细胞的生长、增殖和贴附。天然培养基（三）动物细胞培养的条件一、动物细胞培养的条件一、动物细胞培养的条件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定期更换培养液。无毒添加一定量的抗生素以便清除代谢物，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成伤害。目的【任务一】2.阅读课本43页第3-4段、44页1-4段和图2-9，明确动物细胞培养需要哪些条件？并对每种条件进行详细分析。（三）动物细胞培养的条件一、动物细胞培养的条件一、动物细胞培养的条件3.温度、pH和渗透压哺乳动物多以（36.5）温度：pH：7.2-7.4渗透压：重要环境参数【任务一】2.阅读课本43页第3-4段、44页1-4段和图2-9，明确动物细胞培养需要哪些条件？并对每种条件进行详细分析。（三）动物细胞培养的条件一、动物细胞培养的条件一、动物细胞培养的条件4.气体环境（95%）O2:细胞代谢所必需的（5%）CO2：维持培养液的pH用培养皿或松盖培养瓶，在95%空气和5%CO2的混合气体的CO2,培养箱中进行培养。常用：CO2（恒温）培养箱【任务一】2.阅读课本43页第3-4段、44页1-4段和图2-9，明确动物细胞培养需要哪些条件？并对每种条件进行详细分析。（三）动物细胞培养的条件一、动物细胞培养的条件一、动物细胞培养的条件胰蛋白酶原代培养传代培养动物胚胎或幼龄动物的组织、器官细胞悬浮液10代细胞50代细胞无限传代单个细胞加培养液二、动物细胞培养的过程二、动物细胞培养的过程【任务二】1.阅读课本44页第5段和45段第1段，结合图2-12，利用文字和箭头描述动物细胞培养的过程。动物组织分散成单个细胞机械法、胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理1.取什么样的组织？选动物胚胎或幼龄动物的器官或组织原因：其细胞生命力旺盛，分化程度低，分裂能力强。2.为什么要分散成单个细胞？如何分散？说明动物细胞间的物质主要是什么成分？用胃蛋白酶可以吗？胰蛋白酶不会把细胞消化吗？分散成单个细胞便于从培养液中获得营养，排出代谢废物，利于继续培养。方法：机械法、胰蛋白酶（或胶原蛋白酶）等处理蛋白质不可以，因为胃蛋白酶的最适PH为1.5左右酶的作用时间过长，也会破坏细胞结构【任务二】2.根据课本，完成下列问题。二、动物细胞培养的过程二、动物细胞培养的过程动物组织块分散成单个细胞机械法胰蛋白酶胶原蛋白酶处理加培养液细胞悬液3.为什么要将动物组织块分散成单个细胞，制成细胞悬液？成块的组织中细胞与细胞靠在一起，彼此限制了细胞生长和增殖。u体外培养动物细胞分为两类悬浮生长细胞细胞能够悬浮在培养液中生长増殖贴壁生长细胞细胞需要贴附于某些基质（如培养瓶壁）表面才能增殖（主要类型）【任务二】2.根据课本，完成下列问题。二、动物细胞培养的过程二、动物细胞培养的过程细胞贴壁：某些细胞需要贴附于某些基质表面才能增殖，这类细胞往往贴附在培养瓶的瓶壁上。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。4.什么是细胞贴壁？什么是接触抑制？细胞贴壁过程贴壁生长与接触抑制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）要求：培养瓶或培养皿的内表面光滑、无毒、易于贴附【任务二】2.根据课本，完成下列问题。二、动物细胞培养的过程二、动物细胞培养的过程形成一层细胞可形成多层细胞肿瘤细胞失去接触抑制，条件适宜在培养液可以无限增殖下去。细胞悬液细胞贴壁、接触抑制【任务二】2.根据课本，完成下列问题。二、动物细胞培养的过程二、动物细胞培养的过程动物组织块分散成单个细胞机械法胰蛋白酶胶原蛋白酶处理加培养液细胞悬液原代培养传代培养放入培养瓶在适宜条件中在适宜条件中分瓶培养5.什么是原代培养和传代培养？判断依据判断依据：是否分瓶！原代培养：指动物组织经处理后的初次培养。传代培养：分瓶后的细胞培养。【任务二】2.根据课本，完成下列问题。二、动物细胞培养的过程二、动物细胞培养的过程6.为什么要分瓶培养？怎样处理？细胞密度过大、有害代谢物积累、营养物质缺乏等悬浮生长贴壁生长(大多数）接触抑制传代培养悬浮培养的细胞: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，再用离心法收集制成细胞悬液，分瓶培养收集 细胞细胞分裂受阻加培养液【任务二】2.根据课本，完成下列问题。二、动物细胞培养的过程二、动物细胞培养的过程【任务二】2.根据课本，完成下列问题。二、动物细胞培养的过程二、动物细胞培养的过程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结果培养目的相同点7.植物组织培养和动物细胞培养的比较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结果培养目的相同点7.植物组织培养和动物细胞培养的比较获得细胞或细胞产物常用固体培养基植物体葡萄糖、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等条件二、动物细胞培养的过程二、动物细胞培养的过程三、干细胞培养及其应用三、干细胞培养及其应用【任务三】1.阅读课本46页第1-3段，明确干细胞的分类，并进行详细分析。1.胚胎干细胞(简称ES细胞)(1)存在：早期胚胎中。(2)作用：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。(3)成果：目前科学家已经分离了兔、牛、猴和人等的ES细胞，并证明了ES细胞可以在体外分化成心肌细胞、神经元和造血干细胞等细胞。三、干细胞培养及其应用三、干细胞培养及其应用【任务三】1.阅读课本46页第1-3段，明确干细胞的分类，并进行详细分析。2.成体干细胞(1)存在：成体干细胞是成体组织或器官内的干细胞。(2)分类：包括造血干细胞、神经干细胞和精原干细胞等。(3)作用：成体干细胞具有组织特异性，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。三、干细胞培养及其应用三、干细胞培养及其应用【任务三】1.阅读课本46页第1-3段，明确干细胞的分类，并进行详细分析。三、干细胞培养及其应用三、干细胞培养及其应用【任务三】2.阅读课本46页第4段和47页第一段，结合图2-14明确诱导多能干细胞的概念、诱导产生途径及其应用；对两种干细胞进行比较，并完成下表。细胞类型胚胎干细胞(ES细胞)成体干细胞造血干细胞神经干细胞精原干细胞来源作用特异性应用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诱导多能干细胞（iPS细胞）多种体细胞定向诱导分化体外诱导成纤维细胞应用应用临床治疗疾病如：白血病、帕金森病、阿而茨海默病等3.诱导多能干细胞(简称iPS细胞)概念：科学家通过体外诱导小鼠成纤维细胞，获得了类似胚胎干细胞的一种细胞，将它称为诱导多能干细胞。三、干细胞培养及其应用三、干细胞培养及其应用细胞类型胚胎干细胞(ES细胞)成体干细胞造血干细胞神经干细胞精原干细胞来源早期胚胎骨髓、外周血和脐带血神经系统睾丸作用分化为成年动物体内的任何一种类型的细胞，具有进一步形成机体、所有组织和器官甚至个体的潜能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特异性不具有组织特异性具有组织特异性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，因而在医学上有着广泛的应用将正常的造血干细胞移植到病人体内，恢复病人的造血和免疫功能，已成为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的一种重要手段神经干细胞在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)方面有重要的应用价值动物细胞培养的过程用机械法 或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理取动物组织分散成单个细胞接触抑制悬浮生长贴壁生长(大多数）解决方法传代培养分瓶培养细胞悬液加培养液原代培养在培养皿或培养瓶内细胞密度过大、有害代谢物积累、营养物质缺乏等细胞分裂受阻悬浮培养的细胞: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，用离心法收集制成细胞悬液，分瓶培养收集细胞课堂小结课堂小结课堂练习课堂练习2.(2023新疆卷)动物细胞工程技术的基础是（）A.动物细胞培养 B.动物细胞融合C.动物细胞核移植技术 D.单克隆抗体的制备动物细胞培养技术是动物细胞工程技术的基础A1.(2023广东卷)治疗性克隆有望解决供体器官短缺和免疫排斥等问题。下图表示治疗性克隆的过程，下列说法错误的是（）A.细胞A常采用去核卵母细胞作为移植的受体细胞B.该治疗性过程应用了核移植、动物细胞培养和胚胎移植等技术C.胚胎干细胞分化为多种体细胞是基因选择性表达的结果D.动物细胞的培养需提供95%空气和5%CO2的混合气体该治疗性过程应用了核移植、动物细胞培养技术，并未涉及胚胎培养技术B