2.2 动物细胞工程（第一课时）-【精讲课堂】2024-2025学年高二生物同步教学实用课件（人教版2019选择必修3）

第2节：动物细胞工程 （第一课时） 以信息技术为支撑；以现代教育教学理论为指导；强调新型教学模式的构建；教学内容具有更强的时代性和丰富性；教学更适合学生的学习需要和特点。信息化教学不仅仅是在传统教学的基础上对教学媒体 和手段的改变,而且是以现代信息技术为基础的整体的教学体系的一系列的改革和变化。 授课人：大道至简 微信：a533722113333 第二章 细胞工程 1 核心素养 1.生命观念：运用稳态与平衡观，分析动物细胞培养的条件。 2.科学探究：用归纳与概括、演绎与推理等方法，用文字和图示说明动物细胞培养的过程。 2．社会责任：对干细胞培养用于人类疾病治疗等社会热点问题进行科学评价。 2 希普：首例胚胎移植成功 哈里森:首创动物组织体外培养法 张明觉等发现了哺乳动物精子的获能现象. 格登、童第周：体细胞核移植成功 试管家兔诞生 米尔斯坦和科勒：创立单克隆抗体技术 胚胎分割移植成功 埃文斯：成功分离和培养小鼠的胚胎干细胞 世界上第一只体细胞克隆羊多莉在英国诞生，随后多种克隆动物相继问世. 山中伸弥等获得了诱导多能干细胞，我国科学家用这种细胞培育出了小鼠. 世界上第一个用单细胞基因组测序进行遗传病筛查的试管婴儿在我国诞生. 我国科学家首次培育了体细胞克隆猴. 1890年 1907年 1951年 1958年 1959年 1975年 1978年 1981年 1996年 2006年 2014年 2017年 动物细胞工程的发展历程 科技探索之路 人体再生术的秘密—人造皮肤 江苏南京一小区居民家中突发火灾，由于现场火势较大，屋内两人无法逃脱，丈夫把妻子放在阳台护栏外侧，紧紧拉着妻子不放手，自己却烧伤，随后，消防员赶到，将屋内两人救出。 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出可供移植的皮肤？ 1）使用他人皮肤？ 大面积烧伤的病人需要移植健康皮肤,患者自身的不够用，如何解决？ 2）自身健康皮肤？ 通过细胞培养构建的人造皮肤 常用技术 动物细胞培养 动物细胞融合 细胞核 移植等 动物细胞培养是动物细胞工程的基础 动物细胞工程 一、动物细胞培养 1.动物细胞培养概念:从动物体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后在适宜的培养条件下，让这些细胞生长和增殖的技术。 动物体 组织 单个细胞 细胞生长和增殖 取出 分散 适宜条件 培养对象： 胚胎或幼龄动物的细胞 幼龄个体的细胞分化程度低、分裂能力强，易培养。 原理： 地位： 动物细胞工程的基础 细胞分裂（增殖） 目的： 获得细胞或者细胞产物 2.培养的条件： 一般来说，动物细胞培养（模拟体内细胞正常生长增殖的环境）需要满足以下条件： 充足的营养、稳定的内环境 （1）培养基的构成： 合成培养基 + 血清等天然成分 *这里的糖类不包括淀粉、蔗糖等 动物细胞培养所需的基本条 件 其他条件 营养条件 糖类、氨基酸、无机盐、维生素等 无菌、无毒的环境 适宜的温度、pH和渗透压 适宜的气体环境 一、动物细胞培养 2.培养的条件： （1）培养基的构成： 合成培养基 + 血清等天然成分 合成培养基：将细胞所需的营养物质按种类和所需量严格配制而成的培养基。 血清：含人类未知、细胞生长增殖所必需的物质，满足细胞对未知营养成分的需求。 一般用液体培养基，也称为培养液 一、动物细胞培养 2.培养的条件： （2）无菌、无毒的环境： 无菌 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 无毒 定期更换培养液，以便清除代谢物 （3）适宜的温度、pH和渗透压： （1）适宜的温度：哺乳动物细胞培养的温度多以36.5±0.5℃为宜。 （2）适宜的pH：多数动物细胞生存的适宜pH为7.2-7.4。 （3）适宜的渗透压：维持细胞正常的形态和功能。 一、动物细胞培养 2.培养的条件： （4）适宜的气体环境： CO2培养箱 气体种类：主要有： O2：是细胞代谢所必需的。 CO2：主要作用是维持培养液的pH。 方法： 通常采用培养皿或松盖培养瓶，并将它们置于含有95%空气和5%CO2的混合气体的CO2培养箱中进行培养。 一、动物细胞培养 第1类：悬浮生长细胞 动物细胞培养的类型 第2类：贴壁生长细胞 （主流） 接触抑制:当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖。 悬浮培养瓶 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。 一、动物细胞培养 取动物组织 分散成单个细胞 用机械法或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理 2.动物细胞培养过程： （1）取动物组织： 一般取材于动物胚胎或幼龄动物的组织、器官。 因为这些细胞分化程度低，增殖能力强，容易培养。 一、动物细胞培养 （2）分散成单个细胞： ①将细胞分散成单个细胞。 方法：机械的方法。 用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理一段时间。 ②原因：从动物体取出的成块组织中，细胞与细胞靠在一起，彼此限制了生长和增殖；能使细胞与培养液充分接触，更易进行物质交换。 常用胰蛋白酶分散细胞，这说明细胞间的物质主要是什么成分？用胃蛋白酶行吗？ 说明细胞间的物质主要是蛋白质。胃蛋白酶作用的适宜pH约为2，当pH大于6时，胃蛋白酶就失去活性，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，所以用胃蛋白酶不行。 胰蛋白酶真的不会把细胞消化掉吗，为什么？ 细胞膜的成分中含有蛋白质，而胰蛋白酶能够水解蛋白质，因此，胰蛋白酶会把细胞消化掉。 因此，胰蛋白酶处理的时间不能太长。 一、动物细胞培养 2.动物细胞培养过程： 取动物组织 分散成单个细胞 用机械法或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理 细胞悬液 原代培养 加培养液 在培养皿或培养瓶内 （3）用培养液将细胞制成细胞悬液，再将 细胞悬液放入培养皿或培养瓶原代培养。 培养瓶或培养皿要求： 内表面光滑、无毒、易于贴附。 一、动物细胞培养 2.动物细胞培养过程： 取动物组织 分散成单个细胞 解决 悬浮生长 贴壁生长 (大多数） 细胞密度过大、有害代谢物积累、营养物质缺乏等 接触抑制 传代培养 用机械法或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理 细胞悬液 原代培养 分瓶 培养 加培养液 在培养皿或培养瓶内 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 细胞分裂受阻 ②制成细胞悬液，分瓶培养 ①收集细胞 一、动物细胞培养 2.动物细胞培养过程： 原代培养 传代培养 细胞株 细胞系 遗传物质改变 遗传物质有的改变 多数细胞固定在表面生长和分裂 随细胞增多，细胞就会停止分裂增殖 细胞悬浮液 10代细胞 50代细胞 无限传代 原代培养和传代培养的鉴定： 培养危机： 危机1 危机2 一、动物细胞培养 2.动物细胞培养过程： 区分两种“培养”的关键是看用胰蛋白酶处理的对象。 细胞培养过程中出现接触抑制，用胰蛋白酶使其从瓶壁上脱离下来，然后，将其分散到多个培养瓶中继续培养，为传代培养。 第一次： 用胰蛋白酶对剪碎的动物组织进行处理，使其分散成单个细胞后进行培养，为原代培养。 第二次： 一、动物细胞培养 2.动物细胞培养过程： 植物组织培养与动物细胞培养的比较 植物组织培养 动物细胞培养 原理 培养前处理 取材 培养基的物理性质 培养基的成分 特有成分 植物细胞的全能性 细胞增殖 离体 用机械法或胰蛋白酶、胶原蛋白酶将组织细胞分散开 离体植物器官、组织、细胞 动物胚胎或幼龄动物的组织、器官 固体 液体(又称培养液) 有机营养成分无机营养成分植物激素 糖类、氨基酸、无机盐、维生素等营养物质及一些天然成分如血清 植物激素 血清 植物组织培养与动物细胞培养的比较 植物组织培养 动物细胞培养 特殊环境条件 结果 是否体现细胞的全能性 过程 相同点 再分化需光 气体环境 一般获得新的植株 获得大量细胞 是 否 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。 外植体 脱分化 愈伤组织 再分化 根、芽 幼苗 完整植株 移栽成活 取动物组织 制成细胞悬液 转入培养液进行原代培养 分瓶 进行传代培养 课堂小结 动物细胞培养 动物细胞培养的概念和原理 动物细胞培养的条件 动物细胞培养的过程 原理：细胞的增殖 在适当的培养条件下，让这些细胞生长和增殖的技术 (1)营养条件 (2)无菌、无毒的环境 (3)温度、pH和渗透压 (4)气体环境 取动物组织 单个细胞 细胞悬液 原代培养 传代培养 1.动物细胞培养的条件是（ ） ①无菌无毒的环境 ②营养 ③气体环境 ④温度、pH和渗透压 ⑤透明的容器 A.①②③④ B.①②③⑤ C.②③④⑤ D.①③④⑤ 练习： A 2.在将动物组织块分散成单个细胞时，可以使用胰蛋白酶。由此判断以下推测不合理的是（ ） A.动物细胞之间可能依靠蛋白质相互联系 B.处理时一定要注意处理时间、加酶量 C.胰蛋白酶一定不会对动物细胞造成损伤 D.动物细胞培养液的pH应与胰蛋白酶作用的适宜pH基本一致 练习： C 3.如图所示为动物细胞培养的基本过程，下列关于甲、乙、丙、丁四个操作过程的叙述，正确的是(　　) A.甲过程可选取动物个体的任何组织细胞 B.乙过程可用纤维素酶和果胶酶处理细胞 C.丙过程所用培养液中需添加动物血清 D.丁过程中的细胞因接触抑制而大量死亡 练习： C Multimedia Cloud Transcode (cloud.baidu.com) Content Adaptive Encoding 3.0 Lavf58.51.100 Lavf58.51.100 $$