2.2.1动物细胞培养课件-2025-2026学年高二下学期生物人教版选择性必修3

该高中生物学课件聚焦动物细胞培养及干细胞培养与应用，从“皮肤自体移植”实际问题导入，通过回顾植物细胞工程旧知，以问题链引导构建动物细胞培养流程，搭建新旧知识衔接的学习支架。 其亮点在于通过小组合作构建培养流程、问题探究（如分散细胞原因、传代处理等）培养科学思维，对比植物与动物细胞培养表格及iPS细胞伦理讨论深化探究实践与态度责任，助力学生理解核心概念，教师可提升教学互动性与知识传递效率。

1 1、动物细胞培养（基础） 2、动物细胞融合与单克隆抗体 3、动物细胞核移植技术与克隆动物 植物细胞工程 植物组织培养 植物体细胞杂交 动物细胞工程 的基本技术 【回顾旧知】 （基础） Q1:植物组织培养技术的原理是什么？大致流程？ 如何调控发育的方向？ Q2：以菊花的组织培养为例分析操作流程？ Q3：植物体细胞杂交技术的原理？流程？ Q4：植物细胞工程的应用有哪些？ 2.2 动物细胞工程 2.2.1 动物细胞培养 皮肤的自体移植 小面积烧伤：植皮(自身)后恢复 1）使用他人皮肤？ 患者自身的不够用，如何解决？ 大面积烧伤？ 2）培养自身细胞？ 从社会中来 人造皮肤：人体再生术的秘密 1、概念： 从动物体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后在适宜的培养条件下，让这些细胞生长和增殖的技术。 2、目的： 细胞；不能获得完整动物个体。 3、原理： 细胞增殖（有丝分裂） 那么，动物细胞的培养需要哪些条件呢？ 动物体 组织 单个细胞 细胞生长和增殖 取出 分散 适宜条件 一、动物细胞培养 5 6 01 动物细胞培养的条件 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 充足的营养、稳定的内环境 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 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。 培养基的构成：合成培养基 + 血清等天然成分 一般用液体培养基， 也称为培养液 一、动物细胞培养 7 01 动物细胞培养的条件 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 ①培养液、培养用具：灭菌处理； ②无菌操作； ③适量添加抗生素 定期更换培养液，以便清除代谢物，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害。 ①适宜的温度：哺乳动物细胞培养的温度多以___________ 为宜； ②适宜的pH：多数动物细胞生存的适宜pH为________ ； ③适宜的渗透压： 维持细胞正常的形态和功能。 36.5±0.5℃ 7.2-7.4 一、动物细胞培养 8 01 动物细胞培养的条件 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 维持培养液的pH 95%空气 + 5%CO2 的CO2 培养箱 O2：细胞代谢所必需 CO2培养箱 松盖培养瓶 培养皿 你还记得体液调节中的CO2 的作用吗？ 一、动物细胞培养 动物组织 分散成 单个细胞 培养 根据动物细胞培养的概念，小组为单位初步构建动物细胞培养的流程：【8min】 （1）培养前，为什么要将动物组织分散成单个细胞？ （2）怎样将动物组织分散成单个细胞？ （3）分散成的单个细胞，如何培养？ （4）培养一段时间后，细胞分裂会受阻，为什么？怎么解决？ （5）什么是原代培养和传代培养？ （6）进行传代培养（分瓶培养）时，如何处理？ 一、动物细胞培养的过程 取动物组织 制成细胞悬液 转入培养液进行原代培养 放入CO2培养箱中培养 传代培养 放入CO2 培养箱中培养 用机械的方法，或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理的方法，将组织分散成单个细胞 快速浏览培养过程： 一、动物细胞培养的过程 动物组织 分散成 单个细胞 培养 根据动物细胞培养的概念，初步构建动物细胞培养的流程： （1）培养前，为什么要将动物组织分散成单个细胞？ ①分散不会限制彼此的生长和增殖； ②分散有利于与培养液充分接触，保证O2与营养供应和代谢物及时排出。 一、动物细胞培养的过程 动物组织 分散成 单个细胞 培养 根据动物细胞培养的概念，初步构建动物细胞培养的流程： （2）怎样将动物组织分散成单个细胞？ 机械的方法或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理一段时间。 ①说明动物细胞间的物质主要是什么成分？ 蛋白质 机械法或胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理 一、动物细胞培养的过程 动物组织 分散成 单个细胞 培养 根据动物细胞培养的概念，初步构建动物细胞培养的流程： 教材P44旁栏思考： （2）怎样将动物组织分散成单个细胞？ 机械的方法或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理一段时间。 ②用胃蛋白酶可以吗？ 不可以，多数动物细胞生存的适宜pH为7.2～7.4，而胃蛋白酶的适宜pH约为2，在此环境中会失活。 机械法或胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理 一、动物细胞培养的过程 动物组织 分散成 单个细胞 培养 根据动物细胞培养的概念，初步构建动物细胞培养的流程： （2）怎样将动物组织分散成单个细胞？ 机械的方法或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理一段时间。 ③胰蛋白酶处理时间过长，会怎样？ 会破坏细胞结构，把细胞消化掉 机械法或胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理 一、动物细胞培养的过程 教材P44旁栏思考： 动物组织 分散成 单个细胞 培养 根据动物细胞培养的概念，初步构建动物细胞培养的流程： （3）分散成的单个细胞，如何培养？ 用培养液将细胞制成细胞悬液，放入培养皿或松盖培养瓶内，置于适宜环境中培养。 机械法或胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理 加培养液 细胞悬液 培养 放入培养瓶 在适宜条件中 一、动物细胞培养的过程 动物组织 分散成 单个细胞 细胞悬液 机械法或胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理 加培养液 ★体外培养动物细胞分为两类: ①悬浮生长细胞 细胞能够悬浮在培养液中生长増殖; ②贴壁生长细胞（主要类型） 细胞需要贴附于某些基质表面才能生长增殖 悬浮培养瓶 培养 放入培养瓶 在适宜条件中 细胞贴壁 接触抑制 一、动物细胞培养的过程 【如淋巴细胞、 大部分血液系统来源细胞】 细胞贴壁过程 圆球形细胞刚开始 铺展贴壁生长（100×） 培养的动物细胞贴壁生长 并进行有丝分裂（100×） 细胞单层贴壁生长铺满瓶壁后出现接触抑制（100×） 贴壁生长与接触抑制 正常细胞只有一层；肿瘤细胞/癌细胞有多层 癌细胞表面糖蛋白减少，黏着性降低，适宜条件可无限增殖。 动物组织 分散成 单个细胞 细胞悬液 机械法或胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理 加培养液 培养 放入培养瓶 在适宜条件中 （4）培养一段时间后，细胞分裂会受阻，为什么？ 接触抑制 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 细胞分裂受阻 解决？ 一、动物细胞培养的过程 动物组织 分散成 单个细胞 细胞悬液 机械法或胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理 加培养液 培养 放入培养瓶 在适宜条件中 传代培养 在适宜条件中 分瓶培养 原代培养 （5）什么是原代培养和传代培养？ ①原代培养：指动物组织经处理后的初次培养。 ②传代培养：分瓶后的细胞培养。 一、动物细胞培养的过程 动物组织 分散成 单个细胞 细胞悬液 机械法或胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理 加培养液 培养 放入培养瓶 在适宜条件中 传代培养 在适宜条件中 分瓶培养 原代培养 （6）进行传代培养（分瓶培养）时，如何处理？ 悬浮细胞:离心法收集 贴壁细胞:胰蛋白酶处理，再离心法收集 ②制成细胞悬液，分瓶培养 ①收集细胞 一、动物细胞培养的过程 取动物组织 用机械法或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理 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 细胞悬液 原代培养 分瓶 培养 ①原代培养：指动物组织经处理后的初次培养。 ②细胞贴壁：大多数细胞需要贴附于某些基质表面才能增殖，这类细胞往往贴附在培养瓶的瓶壁上。 ③接触抑制：当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞停止分裂增殖的现象。 ④传代培养：分瓶后的细胞培养。 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 相关概念 一、动物细胞培养的过程 体外培养的动物生长类型 一、动物细胞培养的过程 23 02 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，哪些细胞更易于培养？为什么？ 幼龄动物的细胞;分化程度低的细胞。 这些个体的细胞分化程度低、分裂能力强，易培养。 一、动物细胞培养的过程 思考●讨论2：植物组织培养和动物细胞培养的比较 P42 比较项目 植物组织培养 动物细胞培养 原理 培养基 培养基特有成分 过程 结果 相同点 固体培养基 葡萄糖、动物血清 液体培养基 细胞增殖 植物细胞的全能性 许多细胞 蔗糖、植物激素（生长素、细胞分裂素） ①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 新的植株 外植体 ↓脱分化 愈伤组织 　 ↓再分化 芽、根或胚状体 ↓生长发育 植物体 动物的组织 　　　　　 ↓ 机械法或胰蛋白酶、 ↓ 胶原蛋白酶处理 细胞悬液 ↓ 原代培养 ↓ 细胞悬液 ↓ 传代培养 1、在进行动物细胞培养时，需要（ ） A、用胶原蛋白酶、胃蛋白酶等处理以获得细胞悬液 B、充入5%CO2以刺激细胞正常呼吸 C、加入经高压蒸汽灭菌处理的血清以提供营养 D、定期更换培养液以清除代谢物 2、下列关于动物细胞培养叙述错误的是(    ) A．选用的材料一般是幼龄动物的器官或组织，原因是其细胞分裂能力强 B．动物细胞培养和植物细胞培养可获得大量细胞，原理均为细胞增殖 C．通常将动物组织经处理后在培养瓶中的初次培养称为原代培养 D．培养瓶中的细胞都需要定期用胰蛋白酶处理，分瓶后才能继续培养 D D 随堂练习 In-class practice 《干细胞技术带来延长生命的可能》 二、干细胞培养及其应用 27 03 1.干细胞的概念： 2.干细胞的来源： 3.干细胞的类型： 动物和人体内保留的具有分裂和分化能力的细胞。 在一定的条件下，干细胞可以分化成其他类型的细胞。 早期胚胎、骨髓和脐带血 等多种组织和器官中。 二、干细胞培养及其应用 28 03 早期胚胎中 具有分化为成年动物体内的任何一种类型的细胞，并进一步形成机体的所有组织和器官甚至个体的潜能。 胚胎干细胞 分布 特点 应用实例 在体外分化成心肌细胞、 神经元细胞和造血干细胞等 局限性 必须从胚胎中获取 ，涉及伦理问题；因而限制了在医学上的应用。 ES细胞 二、干细胞培养及其应用 29 成体组织或器官内 造血干细胞（骨髓、外周血和脐带血中） 神经干细胞（神经系统中） 精原干细胞（睾丸中） 具有组织特异性，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 成体干细胞 分布 举例 特点 应用实例 治疗神经组织损伤和神经系统退行性疾病（如帕金森病、阿尔茨海默病等） 治疗白血病及一些恶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 造血干细胞→ 神经干细胞→ 治疗细胞损伤造成的疾病 03 二、干细胞培养及其应用 30 通过体外诱导小鼠成纤维细胞得到的类似胚胎干细胞的一种细胞 ①将特定基因或特定蛋白导入细胞 （成纤维细胞、已分化的T细胞、B细胞） 诱导多能干细胞 概念 制备方法 应用 优点 ②用小分子化合物诱导形成。 ①诱导过程无须破坏胚胎； ②iPS细胞可以来源于病人自身的体细胞，将它移植回病人体内后，理论上可以避免免疫排斥反应。 可治疗镰状细胞贫血症； 在治疗阿尔兹海默病、心血管疾病等领域的研究也取得了新进展 iPS细胞 03 二、干细胞培养及其应用 31 03 诱导多能干细胞 （iPS细胞） 多种体细胞 定向诱导分化 体外诱导小鼠成纤维细胞 移植 取成纤维细胞等 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 iPS细胞用于治疗人类疾病示意图 iPS细胞的应用前景： 临床治疗人类疾病如： 白血病、帕金森病、阿而茨海默病等 二、干细胞培养及其应用 无菌、无毒 营养 温度、pH和渗透压 气体环境 制备细胞悬液 原代培养 传代培养 动物细胞培养 动物细胞培养的条件 动物细胞培养的过程 干细胞的培养和应用 干细胞的种类、特点及应用 iPS细胞的培养和应用 【课堂小结】 1.判断下列有关动物细胞培养的表述是否正确。 （1）培养环境中需要O2，不需要CO2 。（ ） （2）细胞要经过脱分化形成愈伤组织。（ ） （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（ ） （4）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（ ） 一、概念检测 × √ × × 2.干细胞有着广泛的应用前景。下列相关叙述错误的是( ) A.干细胞是从胚胎中分离提取的细胞 B.造血干细胞可以分化为各种血细胞 C.不同类型的干细胞,它们的分化潜能是有差别的 D.由iPS细胞产生的特定细胞,可以在新药的测试中发挥重要作用 A 随堂练习 In-class practice 现在关于iPS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。（1）由于诱导iPS细胞、促使其分化都需要时间，因此用某人特异的iPS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HLA(Human Leukocyte Antigen,人类白细胞抗原)多态性丰富的iPS细胞库，可以为需要的人找到HIA匹配度较高的iPS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。 （2）如果诱导iPS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？ 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问题。例如，如果用同一个人的iPS细胞分别诱导形成精子和卵子，两者受精可能培育出“单亲”婴儿；有的人还可能有目的地选择iPS细胞，从而“设计”婴儿。 随堂练习 In-class practice Lavf57.25.100 $