2.2 动物细胞工程（第一课时动物细胞培养）-2023-2024学年高二生物同步教学讲解课件(人教版2019选择性必修3）

2.2 动物细胞工程 ——（一）动物细胞培养 动物细胞培养需要哪些基本条件？ 动物细胞培养的基本操作过程是什么？ 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?能不能用自体皮肤的单个细胞培养出可供移植的皮肤? 从社会中来 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。 基础 一、动物细胞培养 1、概念：动物细胞培养是指从动物体中取出相关组织，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。 动物体 组织 单个细胞 细胞生长和增殖 取出 分散 适宜条件 2、大致过程： 动物细胞工程 动物细胞培养 动物细胞融合 动物细胞核移植 < > 动物细胞培养 所需基本条件 其他 条件 营养条件 糖类、氨基酸 无机盐、维生素 … … 无菌、无毒的环境 适宜温度、pH和渗透压 适宜的气体环境 二、动物细胞培养的条件 营养 + 合成培养基 血清 将细胞所需的营养物质(糖类、氨基酸、无机盐、维生素… …)按种类和所需量严格配制而成的培养基。 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。 ①成分 定义 原因 ②状态 培养动物细胞一般使用液体培养基，也称培养液。 无菌、无毒的环境 ①对培养液和所有培养用具进行灭菌 ②在无菌环境下进行操作 ③定期更换培养液 原因：以便清除代谢废物，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害。 温度、pH和渗透压 ①哺乳动物细胞培养温度: (36.5±0.5℃) ②多数动物细胞生存的适宜pH: 7.2~7.4 ③细胞必需生活在等渗环境中 培养液中的无机盐可维持细胞渗透压，如：Na+等 气体环境 ①气体组成： 95%空气 + 5%CO2 细胞代谢必需 维持培养液pH ②培养装置: 培养皿 或 松盖培养瓶 CO2培养箱 置于 取动物组织 制成细胞悬液 转入培养液 原代培养 转入 CO2培养箱 为什么要分散细胞？ 机械法 酶解法： 胰蛋白酶和胶原蛋白酶 动物组织经过处理后的初次培养 三、动物细胞培养过程 ▲ 贴壁生长示意图 ▲ 接触抑制示意图 培养瓶壁 为什么要分散细胞？ 体外培养的动物细胞可分为两类： 一类细胞（少数）能够悬浮在培养液中生长增殖； 大多数细胞需要贴附于某些基质表面才能生长增殖，细胞往往贴附在培养瓶的瓶壁上，这种现象称为细胞贴壁。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（接触抑制）。这时就需要对细胞进行分瓶培养，让细胞继续增殖。 悬浮培养的细胞会因细胞密度过大、有害代谢物积累和培养液中营养物质缺乏等因素而分裂受阻。 悬浮性细胞 贴附性细胞 细胞贴壁：在培养瓶悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上。 培养瓶或培养皿壁要求：表面光滑、无毒、易于贴附。 培养皿 培养瓶 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 细胞接触抑制 为什么要分散细胞？ 肿瘤细胞失去接触抑制，在培养液可以无限增殖下去。 12 你推测细胞间的主要物质是什么？可以用胃蛋白酶在体外分散细胞吗？ 是蛋白质。不可以；胃蛋白酶作用的适宜pH约为2，当pH大于6时，胃蛋白酶就会失去活性，多数动物细胞培养的适宜pH为7.2 ~ 7.4，胃蛋白酶在此环境中没有活性。 动物胚胎或 幼龄动物组织 单个 细胞 机械方法 胰蛋白酶、 胶原蛋白酶等 加培养液 细胞 悬液 悬浮生长 贴壁生长 分裂 受阻 接触 抑制 分培养瓶 大多数细胞采用“贴壁生长”。 三、动物细胞培养过程 转入 分瓶 传代培养 动物组织经过分瓶后的培养 CO2培养箱 贴壁细胞的收集： 悬浮培养细胞的收集： 离心法 胰蛋白酶等处理后离心 传代培养前要如何处理原代培养的细胞 ？ 取动物组织块 分散成单个细胞 细胞悬液 原代培养 传代培养 问题 细胞分裂受阻 细胞密度大 有害代谢物积累 营养物质缺乏 原因 接触 抑制 原因 解决 分瓶 悬浮生长 贴壁生长 总结：动物细胞培养的过程 思考·讨论：有关动物细胞培养的问题 新鲜取材的动物组织块 分散成 单个细胞 细胞 悬液 原代培养 传代培养 1.幼龄动物的细胞与老龄动物的细胞比较，分化程度低的细胞与分化程度高的细胞比较，哪些细胞更容易培养？为什么？ 细胞增殖能力与供体的年龄有关，幼龄动物的细胞增殖能力强，有丝分裂旺盛，老龄动物的细胞则相反。所以，一般来说，幼龄动物细胞比老龄动物细胞易于培养。 分化程度越低的细胞，增殖能力越强，所以更容易培养。 思考·讨论