【课件】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

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1、第2节 动物细胞工程动物细胞培养动物细胞核移植动物细胞融合生产单克隆抗体动物细胞工程动物细胞工程是最基础的技术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 1）使用他人皮肤如何？）使用他人皮肤如何？患者自身皮肤的不够用，如何解决患者自身皮肤的不够用，如何解决？大面积烧伤？2 2）培养自身细胞？）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。从社会中来1、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。2、目的：获得细胞或细胞产物；不能获得完整动物个体。3、原理：细胞增殖

2、（有丝分裂）4、实例：克隆皮肤皮肤烧伤那么，获得这些细胞或细胞产物的培养条件和具体过程又是怎样的？动物细胞培养一、动物细胞培养的条件欲使动物细胞体外培养顺利进行，应营造怎样的环境？阅读p43-44思考讨论思考讨论思考讨论思考讨论糖类、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+合成培养基血清人们对细胞所需的营养物质尚未全部研究清楚，在使用合成培养基时，通常需要加入血清等一些天然成分。培养动物细胞一般使用液体培养基，也称培养液。一一、动物细胞培养的条件将细胞所需的营养物质将细胞所需的营养物质按按种类种类和和所需量所需量严格配制的严格配制的培养基。培养基。如何维

3、持无菌、无毒的环境？适宜的温度、pH和渗透压分别是多少？适宜的气体环境包括？分别有什么作用？如何保持该气体环境？对培养液和所有培养用具进行灭菌处理、无菌环境下操作定期更换培养液，清除代谢物，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害。温度：（36.50.5）；pH：7.2-7.4；适宜的渗透压95%空气和5%CO2的混合气体的CO2培养箱；O2是细胞代谢所必需的，CO2的作用是维持培养液的pH；培养皿或松盖培养瓶。一一、动物细胞培养的条件思考讨论思考讨论思考讨论思考讨论细胞贴壁接触抑制二、动物细胞培养的过程任务：阅读教材P44-45并结合动物细胞培养的定义，相关关键词和箭头表达出一般过程。一动物细胞

4、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加培养液 制成细胞悬液在培养皿 或培养瓶内悬浮生长贴壁生长(大多数）接触抑制细胞分裂受阻解决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、有害代谢废物积累、细胞密度过大等动物细胞培养的过程重要名词解释1.1.为何动物细胞培养过程将组织分散成单个细胞呢？可用什么方法？为何动物细胞培养过程将组织分散成单个细胞呢？可用什么方法？2.2.体外培养动物细胞有哪些类型？体外培养动物细胞有哪些类型？3.3.什么是贴壁生长？什么

5、是接触抑制？什么是贴壁生长？什么是接触抑制？4.4.什么是原代培养和传代培养？什么是原代培养和传代培养？细胞与细胞靠在一起，彼此限制了生长和增殖；分散有利于与培养液充分接触，保证分散有利于与培养液充分接触，保证O O2 2与与营养供应和代谢物及时排出。营养供应和代谢物及时排出。用机械法或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理悬浮生长悬浮生长贴壁生长贴壁生长贴壁生长：需要贴附于某些基质表面才能生长增殖（细胞贴壁）贴壁生长：需要贴附于某些基质表面才能生长增殖（细胞贴壁），大多数细胞属于此类，大多数细胞属于此类。接触抑制：接触抑制：当贴壁细胞当贴壁细胞分裂分裂生长到表面相互接触时，细胞通常会停止分裂增殖生长到

6、表面相互接触时，细胞通常会停止分裂增殖。原代培养：通常将分瓶之前的细胞培养，即动物组织经处理后的初次培养；原代培养：通常将分瓶之前的细胞培养，即动物组织经处理后的初次培养；传代培养：分瓶后的细胞培养传代培养：分瓶后的细胞培养接触抑制营养物质缺乏、有害代谢废物积累、细胞密度过大等5.5.为什么要进行分瓶培养？怎么处理？为什么要进行分瓶培养？怎么处理？悬浮培养的细胞：直接用悬浮培养的细胞：直接用离心法离心法收集收集贴壁细胞：重新用贴壁细胞：重新用胰蛋白酶胰蛋白酶等处理，使之分散成单个细胞，然后再用等处理，使之分散成单个细胞，然后再用离心法离心法收集收集动物细胞培养的过程重要名词解释悬浮生长贴壁生长

7、细胞悬液细胞贴壁、接触抑制单层细胞单层细胞多层细胞多层细胞进行行动物物细胞胞培培养养时常常用用胰胰蛋蛋白白酶分分散散细胞胞，这说明明细胞胞间的的物物质主主要是什么成分？用胃蛋白要是什么成分？用胃蛋白酶行行吗？说说明明细细胞胞间间的物的物质质主要是主要是蛋白蛋白质质。胃胃蛋蛋白白酶酶作作用用的的适适宜宜pHpH约约为为1.51.5,当当pHpH大大于于6 6时时，胃胃蛋蛋白白酶酶就就会会失失去去活活性性。多多数数动动物物细细胞胞培培养养的的适适宜宜pHpH为为7.27.27.47.4，胃胃蛋蛋白白酶酶在在此此环环境境中中没有活性，没有活性，所以用胃蛋白所以用胃蛋白酶酶不行不行。思考讨论思考讨论思

8、考讨论思考讨论p44p44p44p441.幼龄动物的细胞和老龄动物的细胞比较，分化程度低的和分化程度高的细胞比较，哪些细胞更容易培养？为什么？2.动物细胞培养与植物组织培养有什么相同和不同之处？思考讨论思考讨论思考讨论思考讨论p45p45p45p45幼龄动物的细胞和分化程度低的细胞，因为这些细胞分裂能力强动物组织细胞悬浮液胰蛋白酶原代培养传代培养单个细胞加培养液动物细胞培养和植物组织培养的过程离体的植物器官、组织或细胞愈伤组织芽、根植物体脱分化再分化动物细胞培养动物细胞培养植物组织培养植物组织培养制成细胞悬液、分瓶培养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目的

9、相同点获得细胞或细胞产物获得细胞或细胞产物常用固体培养基常用固体培养基新植株新植株葡萄糖、葡萄糖、动物血清动物血清常用液体培养基常用液体培养基细胞增殖细胞增殖细胞的全能性细胞的全能性蔗糖、蔗糖、植物激素植物激素1.1.培养过程中细胞都进行有丝分裂，不涉及减数分裂；培养过程中细胞都进行有丝分裂，不涉及减数分裂；2.2.均需无菌操作，需要适宜的温度、均需无菌操作，需要适宜的温度、pHpH等条件等条件思考思考.比较比较 原代培养、传代培养原代培养、传代培养脱分化、再分化脱分化、再分化动物细胞培养 PK 植物组织培养干细胞培养及其应用干细胞培养及其应用 动物和人体内仍然保留着少数具有动物和人体内仍然保

10、留着少数具有分裂分裂和和分化分化能力的细胞能力的细胞叫做叫做干细胞干细胞。早期胚胎1.种类及存在部位胚胎干细胞(ES细胞)成体干细胞存在部位组织特异性任何一种类型特性具有分化为成年动物体内的的细胞,并进一步形成机体的所有组织和器官甚至个体的潜能具有,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成体组织或器官，包括骨髓中的造血干细胞、神经系统中的神经干细胞和睾丸中的精原干细胞胚胎干细胞可以在体外分化成心肌细胞、神经元和造血干细胞等造血干细胞是发现最早、研究最多，应用最成熟的细胞，存在于骨髓、外周血、脐带血中免疫排斥神经组织损伤(1)造血干细胞移植，可以治疗及一些恶

11、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。(2)可以用于治疗人类的某些顽症:如神经干细胞在治疗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。(3)诱导多能干细胞(iPS细胞):诱导过程无须破坏胚胎,且iPS细胞可以来源于病人自身的体细胞,因此移植过程理论上可以避免反应。三、干细胞培养及其应用2、干细胞应用：有自我更新能力和分化潜能的干细胞，与组织、器官的发育、再生和修复等密切相关。白血病2、干细胞应用：体外诱导小鼠成纤维细胞诱导多能干细胞iPS临床治疗人类疾病多种体细胞定向诱导分化如：白血病、帕金森病、阿尔茨海默病等三、干细胞培养及其应用移植取成纤维细

12、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iPSiPS细胞用于治疗人类疾病示意图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、pHpH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iPSiPS细胞的培养和应用细胞的培养和应用课堂小结课堂小结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

13、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（）练习与应用练习与应用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

14、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

15、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H HL

16、LA A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。（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。练习与应用练习与应用