第05讲 动物细胞工程-【寒假自学课】高二生物寒假提升精品讲义（人教版2019选择性必修3）

第05讲 动物细胞工程 【学习目标】 1.阐明动物细胞培养是从动物体获得相关组织，分散成单个细胞后，在适宜的 培养条件下让细胞生长和增殖的过程。动物细胞培养是动物细胞工程的基础。 2.阐明动物细胞核移植一般是将体细胞核移入一个去核的卵母细胞中，并使重 组细胞发育成新胚胎，继而发育成动物个体的过程。 3.阐明动物细胞融合是指通过物理、化学或生物学等手段，使两个或多个动物 细胞结合形成一个细胞的过程。 4.概述细胞融合技术是单克隆抗体制备的重要技术。 5.简述干细胞在生物医学工程中有广泛的应用价值。 【基础知识】 一、动物细胞工程 1.动物细胞培养的条件 营养 ①无机物：无机盐等。 ②有机物：糖类、氨基酸、维生素、血清等。 无菌、 无毒 环境 ①对培养液和所有培养用具进行灭菌处理。 ②在无菌环境下进行操作。 ③定期更换培养液，以便清除代谢物。 温度、pH和渗透压 ①温度：哺乳动物细胞多以36.5±0.5 ℃为宜。 ②pH：多数动物细胞生存的适宜pH为7.2～7.4。 气体环境 ①95%的空气和5%的CO2混合气体。 ②保证细胞代谢所必须的氧气。 ③维持培养液的pH值。 2.动物细胞培养的过程 （1）原代培养的过程 3.传代培养的过程 ①吸掉或倒掉培养瓶内旧培养液。 ②向瓶内加入胰蛋白酶液和EDTA混合液少量。以能覆盖培养瓶底为宜。 ③置37℃孵箱或室温（25℃温度）下进行消化，2~5min后把培养瓶放在 倒置显微镜 下进行观察，当发现胞质回缩、细胞间隙增大后，应立即中止消化。 ④吸出消化液，向瓶内加入Hanks液少量，轻轻转动培养瓶，把残留消化液冲掉，然后再加培养液。如果仅使用胰蛋白酶消化，在吸除胰蛋白液后，可直接加入少量含血清的培养液，终止消化。 ⑤使用弯头吸管，吸取瓶内培养液，按顺序反复轻轻吹打瓶壁细胞，使之从瓶壁脱离形成细胞悬液。吹打时动作要轻柔，以防用力过猛损伤细胞。 ⑥用计数板计数后，分别接种于新的培养瓶中，置CO2培养箱中进行培养。 ⑦细胞培养 换液时间应根据细胞生长的状态和实验要求来确定。一般2～3d后应换一次生长液。待细胞铺满器皿底面，即可使用；也可继续传代扩大培养或换成维持液。 归纳总结 1.原代培养: 原代培养:即第一次培养，是指将培养物放置在体外生长环境中持续培养，中途不分割培养物的培养过程。有几方面含义: ①培养物一经接种到培养器皿(瓶)中就不再分割，任其生长繁殖; ②原代培养中的"代"并非细胞的"代"数，因为培养过程中细胞经多次分裂已经产生多代子细胞; ③原代培养过程中不分割培养物不等于不更换培养液，也不等于不更换培养器皿。 2.传代培养也是一种将细胞种保存下去的方法。同时也是利用培养细胞进行各种实验的必经过程。悬浮型细胞直接分瓶就可以，而贴壁细胞需经消化后才能分瓶。为了保持细胞正常的二倍体核型，传代培养一般只培养到10代。 3.细胞贴壁和接触抑制 ①细胞贴壁是指体外培养的细胞贴附在瓶壁生长的现象；接触抑制是指当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞通常会停止分裂增殖的现象。 ②细胞贴壁生长对培养瓶的要求：培养瓶或培养皿的内表面光滑、无毒、易于贴附。 ③打破接触抑制现象的方法是将贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶等处理，然后分瓶继续培养，让细胞继续增殖。 4.掌握好细胞消化的时间，消化时间过短时，细胞不宜从瓶壁脱落，过长的消化会导致细胞脱落、损伤。 5.掌握好消化浓度，当消化液浓度过高时，消化时间应缩短，过低时细胞消化时间相对延长。 6.动物细胞培养和植物组织培养的比较 项目 动物细胞培养 植物组织培养 理论基础 细胞增殖 植物细胞的全能性 培养前处理 无菌；用机械的方法或胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理，使组织分散成单个细胞。 无菌、离体 取材 动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织。 植物幼嫩的部位或花药等 培养基性质 液体培养基 固体培养基 培养基成分 糖类、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等。 水、矿质元素、蔗糖、维生素、植物激素和琼脂等。 结果 细胞培养产生大量细胞，不形成新个体。 可产生大量的细胞，也可产生新个体 应用 人造皮肤的构建、动物分泌蛋白的规模化生产。 快速繁殖、作物脱毒、细胞产物的工厂化生产和单倍体育种等。 相同点 ①都需人工条件下的无菌操作；②都需要适宜的温度、pH等条件；③都进行有丝分裂，都不涉及减数分裂。 二、干细胞培养及其应用 1.干细胞是一类具有自我复制能力的多潜能细胞。在一定条件下，它可以分化成多种功能细胞。根据干细胞所处的发育阶段分为胚胎干细胞(ES细胞)和成体干细胞。根据干细胞的发育潜能分为三类:全能干细胞(TSC)、多能干细胞和单能干细胞(专能干细胞)。干细胞(Stem C