【公開課】2.2.1動物細(xì)胞培養(yǎng)（課件）（人教版2019選擇性必修3）

1、 2.1 2.1 植物細(xì)胞工程植物細(xì)胞工程 2.3 2.3 胚胎工程胚胎工程希普：首例胚胎移植成功哈里森:首創(chuàng)動物組織體外培養(yǎng)法張明覺：發(fā)現(xiàn)哺乳動物精子獲能現(xiàn)象格登、童第周：體細(xì)胞核移植成功試管家兔誕生米爾斯坦和科勒：創(chuàng)立單克隆抗體技術(shù)胚胎分割移植成功埃文斯：成功分離和培養(yǎng)小鼠的胚胎干細(xì)胞克隆羊多莉誕生山中伸彌：獲得誘導(dǎo)多能干細(xì)胞單細(xì)胞基因組測序進行遺傳病篩查的試管嬰兒誕生我國科學(xué)家首次培育了體細(xì)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年動物細(xì)胞工程的發(fā)展歷程科技探索之路動物細(xì)胞融合動物細(xì)胞融合動物細(xì)胞核移

2、植動物細(xì)胞核移植動物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)是其他動物細(xì)胞工程技術(shù)的基礎(chǔ)。動物細(xì)胞培養(yǎng)需要哪些需要哪些基本條件？動物細(xì)胞培養(yǎng)的動物細(xì)胞培養(yǎng)的基本操作過程是什么？是什么？123怎樣客觀分析怎樣客觀分析所所產(chǎn)生的效益與風(fēng)險？產(chǎn)生的效益與風(fēng)險？ 在治療大面積燒傷時，通常采用的方法是取燒傷病人的健康皮膚在治療大面積燒傷時，通常采用的方法是取燒傷病人的健康皮膚進行自體移植。但對這樣的病人來說，自體健康皮膚非常有限，使用進行自體移植。但對這樣的病人來說，自體健康皮膚非常有限，使用他人皮膚來源又不足，而且會產(chǎn)生免疫排斥反應(yīng)。他人皮膚來源又不足，而且會產(chǎn)生免疫排斥反應(yīng)。提示：提示：可以從病人身上取少量正常、健康的皮膚在體

3、外進行培養(yǎng)、擴增可以從病人身上取少量正常、健康的皮膚在體外進行培養(yǎng)、擴增；目前，科學(xué)家還在研究對皮膚干細(xì)胞進行培養(yǎng)，以獲得適合臨床上使用目前，科學(xué)家還在研究對皮膚干細(xì)胞進行培養(yǎng)，以獲得適合臨床上使用的人造皮膚。的人造皮膚。那么：那么：怎樣才能獲得大量的自體健怎樣才能獲得大量的自體健康皮膚？康皮膚？能不能用自體皮膚的單個細(xì)能不能用自體皮膚的單個細(xì)胞培養(yǎng)出可供移植的皮膚？胞培養(yǎng)出可供移植的皮膚？通過細(xì)胞培養(yǎng)構(gòu)建的人造皮膚通過細(xì)胞培養(yǎng)構(gòu)建的人造皮膚【從社會中來從社會中來】人造皮膚：人體再生術(shù)的秘密人造皮膚：人體再生術(shù)的秘密操作原因：原理：對象： 從動物體中從動物體中取出取出相關(guān)的組織相關(guān)的組織，將它

4、，將它分散成單個細(xì)胞分散成單個細(xì)胞，然后然后在在適當(dāng)適當(dāng)?shù)牡呐囵B(yǎng)條件培養(yǎng)條件下，讓這些細(xì)胞下，讓這些細(xì)胞生長和增殖生長和增殖的技術(shù)。的技術(shù)。細(xì)胞增殖細(xì)胞增殖 一般是指一般是指動物胚胎或出生不久的幼齡動物組織動物胚胎或出生不久的幼齡動物組織，因為這些組織細(xì)胞比老齡動物的組織細(xì)胞因為這些組織細(xì)胞比老齡動物的組織細(xì)胞生命力旺盛，生命力旺盛，易于培養(yǎng)，同時增殖能力也更強易于培養(yǎng)，同時增殖能力也更強。 將組織塊分散成單將組織塊分散成單個細(xì)胞后，細(xì)胞所需的個細(xì)胞后，細(xì)胞所需的營養(yǎng)容營養(yǎng)容易供應(yīng)，其代謝廢物容易排出易供應(yīng)，其代謝廢物容易排出。 011.動物細(xì)胞培養(yǎng)：動物細(xì)胞培養(yǎng)：將細(xì)胞將細(xì)胞所需的營養(yǎng)物所需

5、的營養(yǎng)物質(zhì)質(zhì)按種類和所需量嚴(yán)按種類和所需量嚴(yán)格配格配制而制而成的培養(yǎng)基成的培養(yǎng)基含人類未知、細(xì)胞生長增含人類未知、細(xì)胞生長增殖所必需的物質(zhì)，殖所必需的物質(zhì)，滿足細(xì)滿足細(xì)胞對未知營養(yǎng)成分的需求胞對未知營養(yǎng)成分的需求。培養(yǎng)基的構(gòu)成：合成培養(yǎng)基 + 血清等天然成分一般使用液體培養(yǎng)基，也稱為培養(yǎng)液 012.培養(yǎng)條件：培養(yǎng)條件：適宜的溫度適宜的溫度：哺乳動物哺乳動物細(xì)胞培養(yǎng)的溫度多以細(xì)胞培養(yǎng)的溫度多以_為宜；為宜；適宜的適宜的pHpH：多數(shù)動物細(xì)胞生存的適宜多數(shù)動物細(xì)胞生存的適宜pHpH為為_ _ ；適宜的滲透壓適宜的滲透壓：維持細(xì)胞正常的形態(tài)和功能。維持細(xì)胞正常的形態(tài)和功能。培養(yǎng)液、培養(yǎng)用具：滅菌處理

6、；培養(yǎng)液、培養(yǎng)用具：滅菌處理；無菌操作；無菌操作；適量添加抗生素適量添加抗生素定期更換培養(yǎng)液定期更換培養(yǎng)液，以便以便清除代謝物清除代謝物。 012.培養(yǎng)條件：培養(yǎng)條件：36.536.50.50.57.2-7.47.2-7.4維持培養(yǎng)液的維持培養(yǎng)液的pH95%空氣 + 5%CO2 的CO2 培養(yǎng)箱松蓋培養(yǎng)瓶松蓋培養(yǎng)瓶 012.培養(yǎng)條件：培養(yǎng)條件：O2：細(xì)胞代謝所必需細(xì)胞代謝所必需體外培養(yǎng)的動物細(xì)胞可以分為體外培養(yǎng)的動物細(xì)胞可以分為兩大類兩大類：一類細(xì)胞能夠一類細(xì)胞能夠懸浮在培養(yǎng)液中生長增殖懸浮在培養(yǎng)液中生長增殖；另一類則需要另一類則需要貼附于某些基質(zhì)表面貼附于某些基質(zhì)表面才能生長增殖才能生長增殖

7、，大多數(shù)細(xì)胞屬于這大多數(shù)細(xì)胞屬于這種類型種類型，這類細(xì)胞往往，這類細(xì)胞往往貼附在培養(yǎng)貼附在培養(yǎng)瓶的瓶壁上瓶的瓶壁上，這種現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱為稱為細(xì)胞貼細(xì)胞貼壁壁。懸浮培養(yǎng)瓶懸浮培養(yǎng)瓶 021.體外培養(yǎng)的動物細(xì)胞分類體外培養(yǎng)的動物細(xì)胞分類：取動物組織制成細(xì)胞懸液轉(zhuǎn)入培養(yǎng)液進行原代培養(yǎng)放入COCO2 2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)傳代培養(yǎng)放入COCO2 2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)用機械的方法，或用胰蛋白酶、膠原蛋白酶等處理的方法，將組織分散成單個細(xì)胞 022.培養(yǎng)過程培養(yǎng)過程：可以用胃蛋白酶處理嗎？不可以，pH不適宜。用胰蛋白酶、膠原蛋白酶等處理，去掉組織間蛋白，將組織分散成單個細(xì)胞動物組織處理后的初次培養(yǎng)當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長到

8、表面相互接觸時，細(xì)胞通常會停止分裂增殖。取動物組織制成細(xì)胞懸液放入CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)轉(zhuǎn)入培養(yǎng)液進行原代培養(yǎng)體外培養(yǎng)的動物細(xì)胞懸浮生長類懸浮生長類：會因細(xì)胞密度過大、有害代謝物積累和培養(yǎng)液中營養(yǎng)物質(zhì)缺乏等因素而分裂受阻。貼壁生長類貼壁生長類：（大多數(shù)）（大多數(shù)）除受以上因素影響外，還會發(fā)生接觸抑制現(xiàn)象。 022.培養(yǎng)過程培養(yǎng)過程：一般取材于動物胚胎或幼齡動物的組織、器官，原因：細(xì)胞分化程度低，增殖能力強，容易培養(yǎng)。分瓶后的細(xì)胞培養(yǎng)取動物組織制成細(xì)胞懸液放入CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)轉(zhuǎn)入培養(yǎng)液進行原代培養(yǎng)放入CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)傳代培養(yǎng)懸浮生長類：直接用離心法收集貼壁生長類：重新用胰蛋白酶等處理，使之分散成

9、單個細(xì)胞，然后再用離心法收集。將收集的細(xì)胞制成細(xì)胞懸液，分瓶培養(yǎng)。 022.培養(yǎng)過程培養(yǎng)過程：取動物組織用機械法或用用機械法或用胰蛋白酶胰蛋白酶、膠原蛋白酶膠原蛋白酶等處理等處理分散成單個細(xì)胞解決解決懸浮生長貼壁生長(大多數(shù)）細(xì)胞密度過大、細(xì)胞密度過大、有害代謝物積累、有害代謝物積累、營養(yǎng)物質(zhì)缺乏等營養(yǎng)物質(zhì)缺乏等接觸抑制傳代培養(yǎng)細(xì)胞懸液原代培養(yǎng)分瓶分瓶培養(yǎng)培養(yǎng)原代培養(yǎng)：指動物組織經(jīng)處理后的初次培養(yǎng)。原代培養(yǎng)：指動物組織經(jīng)處理后的初次培養(yǎng)。細(xì)胞貼壁：某些細(xì)胞需要貼附于某些基質(zhì)表面才細(xì)胞貼壁：某些細(xì)胞需要貼附于某些基質(zhì)表面才能增殖，這類細(xì)胞往往貼附在培養(yǎng)瓶的瓶壁上。能增殖，這類細(xì)胞往往貼附在培養(yǎng)瓶

10、的瓶壁上。接觸抑制：當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長到表面相互接觸接觸抑制：當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長到表面相互接觸時，細(xì)胞停止分裂增殖的現(xiàn)象。時，細(xì)胞停止分裂增殖的現(xiàn)象。傳代培養(yǎng)：分瓶后的細(xì)胞培養(yǎng)。傳代培養(yǎng)：分瓶后的細(xì)胞培養(yǎng)。加培養(yǎng)液加培養(yǎng)液在培養(yǎng)皿或培養(yǎng)瓶內(nèi)在培養(yǎng)皿或培養(yǎng)瓶內(nèi)懸浮培養(yǎng)的細(xì)胞懸浮培養(yǎng)的細(xì)胞: :直接用離心法收集直接用離心法收集貼壁細(xì)胞貼壁細(xì)胞: :用胰蛋白酶處理分散成單個細(xì)胞，用離心法收集用胰蛋白酶處理分散成單個細(xì)胞，用離心法收集細(xì)胞分裂受阻制成細(xì)胞懸液，分瓶培養(yǎng)收集細(xì)胞 相關(guān)概念（1 1）原代培養(yǎng)原代培養(yǎng)：動物組織經(jīng)處理后的：動物組織經(jīng)處理后的初次培養(yǎng)初次培養(yǎng)稱為原代培養(yǎng)。稱為原代培養(yǎng)。（4 4

11、）接觸抑制接觸抑制：當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長到表面：當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長到表面相互接觸相互接觸時，細(xì)時，細(xì)胞通常會胞通常會停止分裂增殖停止分裂增殖，這種現(xiàn)象稱為接觸抑制。這種現(xiàn)象稱為接觸抑制。（2 2）傳代培養(yǎng)傳代培養(yǎng)：將：將分瓶后分瓶后的細(xì)胞培養(yǎng)稱為傳代培養(yǎng)。的細(xì)胞培養(yǎng)稱為傳代培養(yǎng)。（3 3）細(xì)胞貼壁細(xì)胞貼壁：大多數(shù)大多數(shù)體外培養(yǎng)的細(xì)胞需要體外培養(yǎng)的細(xì)胞需要貼附于某些基質(zhì)表貼附于某些基質(zhì)表面才能生長增殖面才能生長增殖，這類細(xì)胞往往貼附在培養(yǎng)瓶的，這類細(xì)胞往往貼附在培養(yǎng)瓶的瓶壁瓶壁上，這種現(xiàn)上，這種現(xiàn)象稱為細(xì)胞貼壁。象稱為細(xì)胞貼壁。 強調(diào)：培養(yǎng)瓶培養(yǎng)瓶培養(yǎng)皿培養(yǎng)皿原理培養(yǎng)前處理取材培養(yǎng)基的物理性質(zhì)培養(yǎng)

12、基的成分特有成分植物細(xì)胞的植物細(xì)胞的全能性全能性細(xì)胞增殖細(xì)胞增殖需需離體離體用用機械法或機械法或胰蛋白酶、膠原胰蛋白酶、膠原蛋白酶蛋白酶將組織細(xì)胞分散開將組織細(xì)胞分散開離體植物器官、離體植物器官、組織、細(xì)胞組織、細(xì)胞動物胚胎或動物胚胎或幼齡幼齡動物的動物的組織、器官組織、器官固體固體培養(yǎng)基培養(yǎng)基液體液體培養(yǎng)基培養(yǎng)基( (又稱培養(yǎng)液又稱培養(yǎng)液) )有機營養(yǎng)成分有機營養(yǎng)成分無機營養(yǎng)成分無機營養(yǎng)成分植物激素植物激素糖類、氨基酸、無機鹽、糖類、氨基酸、無機鹽、維生素等營養(yǎng)物質(zhì)及一些維生素等營養(yǎng)物質(zhì)及一些天然成分如血清天然成分如血清植物激素植物激素血清血清 歸納總結(jié)動物細(xì)胞培養(yǎng)和植物組織培養(yǎng)的比較動物細(xì)

13、胞培養(yǎng)和植物組織培養(yǎng)的比較特殊環(huán)境條件結(jié)果過程相同點再分化再分化需光需光氣體環(huán)境氣體環(huán)境一般獲得新的植株一般獲得新的植株（體現(xiàn)細(xì)胞的全能性體現(xiàn)細(xì)胞的全能性）獲得大量細(xì)胞獲得大量細(xì)胞（不體現(xiàn)細(xì)胞的全能性不體現(xiàn)細(xì)胞的全能性）培養(yǎng)過程中細(xì)胞都進行培養(yǎng)過程中細(xì)胞都進行有絲分裂有絲分裂，不涉及減數(shù)分裂；，不涉及減數(shù)分裂；均需均需無菌操作無菌操作，需要適宜的溫度、，需要適宜的溫度、pH等條件。等條件。外植體外植體脫分化脫分化愈傷組織愈傷組織再分化再分化根、芽根、芽幼苗幼苗完整植株完整植株移栽成活移栽成活取動物組織取動物組織制成細(xì)胞懸液制成細(xì)胞懸液轉(zhuǎn)入培養(yǎng)液進行轉(zhuǎn)入培養(yǎng)液進行原代培養(yǎng)原代培養(yǎng)分瓶分瓶進行進行

14、傳代培養(yǎng)傳代培養(yǎng) 歸納總結(jié)動物細(xì)胞培養(yǎng)和植物組織培養(yǎng)的比較動物細(xì)胞培養(yǎng)和植物組織培養(yǎng)的比較早期胚胎中早期胚胎中具有具有分化為分化為成年動物體內(nèi)的成年動物體內(nèi)的任何一任何一種類型的細(xì)胞種類型的細(xì)胞，并進一步形成機體，并進一步形成機體的所有組織和器官的所有組織和器官甚至個體的潛能甚至個體的潛能。胚胎干細(xì)胞分布分布特點特點應(yīng)用實例應(yīng)用實例 在體外分化成心肌細(xì)胞、在體外分化成心肌細(xì)胞、神經(jīng)元細(xì)胞和造血干細(xì)胞等神經(jīng)元細(xì)胞和造血干細(xì)胞等局限性局限性必須從必須從胚胎胚胎中獲取中獲取 ，涉及倫理問涉及倫理問題題；因而限制了在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用。；因而限制了在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用。 031.ES細(xì)胞細(xì)胞：成體組織或器官內(nèi)造血

15、干細(xì)胞（骨髓、骨髓、外周血外周血和和臍帶血臍帶血中）中）神經(jīng)干細(xì)胞（神經(jīng)系統(tǒng)中）（神經(jīng)系統(tǒng)中）精原干細(xì)胞（睪丸中）（睪丸中）具有組織特異性，只能分化成特定的細(xì)胞或組織，不具有發(fā)育成完整個體的能力2.成體干細(xì)胞分布分布舉例舉例特點特點應(yīng)用實例應(yīng)用實例治療治療神經(jīng)組織損傷神經(jīng)組織損傷和和神經(jīng)系統(tǒng)神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病退行性疾?。ㄈ缗两鹕?、阿（如帕金森病、阿爾茨海默病等）爾茨海默病等）治療治療白血病白血病及一些及一些惡性腫瘤放惡性腫瘤放療或化療后引療或化療后引起的起的造血系統(tǒng)造血系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)功能障礙免疫系統(tǒng)功能障礙等疾病等疾病造血干細(xì)胞神經(jīng)干細(xì)胞治療細(xì)胞損傷造成的疾病 03通過通過體外誘導(dǎo)小鼠成纖維

16、細(xì)胞體外誘導(dǎo)小鼠成纖維細(xì)胞得到的得到的類似胚胎干細(xì)胞類似胚胎干細(xì)胞的一種細(xì)胞的一種細(xì)胞將將特定基因或特定蛋白導(dǎo)入特定基因或特定蛋白導(dǎo)入細(xì)胞細(xì)胞 （成纖維細(xì)胞、已分化的（成纖維細(xì)胞、已分化的T T細(xì)胞、細(xì)胞、B B細(xì)胞）細(xì)胞）誘導(dǎo)多能干細(xì)胞概念概念制備方法制備方法應(yīng)用應(yīng)用優(yōu)點優(yōu)點用用小分子化合物誘導(dǎo)小分子化合物誘導(dǎo)形成。形成。誘導(dǎo)過程誘導(dǎo)過程無無須須破壞胚胎破壞胚胎；iPSiPS細(xì)胞可以來源于病人自身的體細(xì)胞，將它移細(xì)胞可以來源于病人自身的體細(xì)胞，將它移植回病人體內(nèi)后，理論上可以植回病人體內(nèi)后，理論上可以避免免疫排斥反應(yīng)避免免疫排斥反應(yīng)?？芍委熆芍委熺牋罴?xì)胞貧血癥鐮狀細(xì)胞貧血癥；在治療在治療阿爾

17、茲海默病、心血管疾病阿爾茲海默病、心血管疾病等領(lǐng)域的研究也取得了新進展等領(lǐng)域的研究也取得了新進展 033.iPS細(xì)胞細(xì)胞：誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iPS細(xì)胞）多種體細(xì)胞定向誘導(dǎo)分化定向誘導(dǎo)分化體外誘導(dǎo)小鼠成纖維細(xì)胞臨床治療人類疾病如：白血病、帕金森病、阿而茨海默病等 03移植取成纖維細(xì)胞等iPS細(xì)胞轉(zhuǎn)入相關(guān)因子細(xì)胞發(fā)生轉(zhuǎn)化分化胰島細(xì)胞神經(jīng)元血細(xì)胞腸上皮細(xì)胞心肌細(xì)胞肝細(xì)胞病人iPS細(xì)胞用于治療人類疾病示意圖細(xì)胞用于治療人類疾病示意圖iPS細(xì)胞的應(yīng)用前景細(xì)胞的應(yīng)用前景：無菌、無毒營養(yǎng)溫度、pH和滲透壓氣體環(huán)境制備細(xì)胞懸液原代培養(yǎng)傳代培養(yǎng)動物細(xì)胞培養(yǎng)動物細(xì)胞培養(yǎng)的條件動物細(xì)胞培養(yǎng)的過程干細(xì)胞的培養(yǎng)和應(yīng)用干細(xì)

18、胞的種類、特點及應(yīng)用iPS細(xì)胞的培養(yǎng)和應(yīng)用1 1. .判斷下列有關(guān)動物細(xì)胞培養(yǎng)的表述是否正確。判斷下列有關(guān)動物細(xì)胞培養(yǎng)的表述是否正確。（1 1）培養(yǎng)環(huán)境中需要）培養(yǎng)環(huán)境中需要O O2 2，不需要，不需要COCO2 2 。（。（ ）（2 2）細(xì)胞要經(jīng)過脫分化形成愈傷組織。）細(xì)胞要經(jīng)過脫分化形成愈傷組織。（ ）（3 3）培養(yǎng)液中通常含有糖類、氨基酸、無機鹽、維生素和動物血清）培養(yǎng)液中通常含有糖類、氨基酸、無機鹽、維生素和動物血清（ ）（4 4）培養(yǎng)瓶中的細(xì)胞需定期用胰蛋白酶處理）培養(yǎng)瓶中的細(xì)胞需定期用胰蛋白酶處理, ,分瓶后才能繼續(xù)增殖分瓶后才能繼續(xù)增殖（ ）2 2. .干細(xì)胞有著廣泛的應(yīng)用前景。

19、下列相關(guān)敘述錯誤的是干細(xì)胞有著廣泛的應(yīng)用前景。下列相關(guān)敘述錯誤的是( )( ) A. A.干細(xì)胞是從胚胎中分離提取的細(xì)胞干細(xì)胞是從胚胎中分離提取的細(xì)胞 B. B.造血干細(xì)胞可以分化為各種血細(xì)胞造血干細(xì)胞可以分化為各種血細(xì)胞 C. C.不同類型的干細(xì)胞不同類型的干細(xì)胞, ,它們的分化潛能是有差別的它們的分化潛能是有差別的 D. D.由由iPSiPS細(xì)胞產(chǎn)生的特定細(xì)胞細(xì)胞產(chǎn)生的特定細(xì)胞, ,可以在新藥的測試中發(fā)揮重要作用可以在新藥的測試中發(fā)揮重要作用A 現(xiàn)在關(guān)于現(xiàn)在關(guān)于iPSiPS細(xì)胞的研究正在不斷深入。請你從以下兩個方面來查閱資料進行思考。細(xì)胞的研究正在不斷深入。請你從以下兩個方面來查閱資料進行思考。（1 1）由于誘導(dǎo)）由于誘導(dǎo)iPSiPS細(xì)胞、促使其分化都需要時間，因此用某人特異的細(xì)胞、促使其分化都需要時間，因此用某人特異的iPSiPS細(xì)胞進行醫(yī)細(xì)胞進行醫(yī)療只限于時間比較充裕的情形。從實際事故、疾病發(fā)生的不可預(yù)測性方面考慮，如果療只限于時間比較充裕的情形。從實際事故、疾病發(fā)生的不可預(yù)測性方面考慮，如果要將這些細(xì)胞用于緊急情況，應(yīng)該提前采取什么措施要將這些細(xì)胞用于緊急情況，應(yīng)該