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

动 物 细 胞 工 程 第二章 第二节 人教版 选择性必修3 从社会中来 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。 问题: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？ 人体再生术的秘密—人造皮肤（视频） 动物细胞培养 动物细胞核移植 动物细胞融合 动物细胞工程 问题:什么是动物细胞培养？ 人造皮肤 单克隆抗体 克隆猴 是最基础的技术 壹 动物细胞培养的条件 动物细胞培养 操作原因： 原理： 细胞增殖 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？ 将组织块分散成单个细胞后，细胞所需的营养容易供应，其代谢废物容易排出。 幼龄动物的细胞和分化程度低的细胞更易培养。原因是这些细胞分裂能力强。 概念：从动物体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后在适当的培养条件下，让这些细胞生长和增殖的技术。 壹 动物细胞培养的条件 动物细胞培养 培养基的构成： + 合成培养基 血清等天然成分 无菌、无毒的环境 适宜的温度、pH和渗透压 适宜的气体环境 糖类、氨基酸、 无机盐、维生素 … … 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 含有尚未全部研究清楚的细胞所需的营养物质。 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，称为合成培养基。由于人们对细胞所需的营养物质尚未全部研究清楚，因此在使用合成培养基时，通常需要加入血清等一些天然成分。 培养动物细胞一般使用液体培养基，也称为培养液。 合成培养基和培养液 壹 动物细胞培养的条件 动物细胞培养 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。 糖类、氨基酸、 无机盐、维生素 … … 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。 36.5±0.5℃ 7.2-7.4 ①培养液、培养用具：灭菌处理； ②在无菌环境下进行操作； 壹 动物细胞培养的条件 动物细胞培养 95%空气 + 5%CO2 的CO2 培养箱 无菌、无毒的环境 适宜的温度、pH和渗透压 适宜的气体环境 糖类、氨基酸、 无机盐、维生素 … … CO2培养箱 维持培养液的pH O2：细胞代谢所必需 培养皿 松盖培养瓶 培养容器： 1．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。下列叙述错误的是( ) A．培养皮肤干细胞时需在培养液中加入适量的动物血清 B．培养液需要定期更换的主要目的是防止培养过程中细胞被杂菌污染 C．需将培养皿置于含有95%空气和5%CO2的混合气体的CO2培养箱中进行培养 D．培养时除需控制培养液适宜的温度和pH，还需考虑渗透压 B 趁热打铁 【解析】A、培养液中的营养物质通常含有糖类、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等，A正确； B、培养液需要定期更换，以清除代谢废物，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害，B正确； C、培养液需要适宜的温度、pH和渗透压，维持细胞生存，C正确； D、动物细胞培养的环境中需要95%空气（细胞代谢必需的）和5%的CO2（维持培养液的PH），D错误。 9 2．vero细胞是一种从非洲绿猴肾上皮细胞中分离出来的非整倍体细胞，经常作为培养病毒的细胞宿主。下列有关vero细胞培养的叙述，错误的是( ) A．培养箱中的CO2和培养基中的NaHCO3共同将培养基pH调至 6.5～6.8 B．在培养基中常加入合适的抗生素来抑制杂菌繁殖 C．vero细胞在鸡胚浸出液等天然培养基中培养不利于标准化生产 D．体外培养的vero细胞活性可能与体内细胞存在差异 A 趁热打铁 【解析】A、培养液中的营养物质通常含有糖类、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等，A正确； B、培养液需要定期更换，以清除代谢废物，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害，B正确； C、培养液需要适宜的温度、pH和渗透压，维持细胞生存，C正确； D、动物细胞培养的环境中需要95%空气（细胞代谢必需的）和5%的CO2（维持培养液的PH），D错误。 10 二、动物细胞培养的过程 接触抑制 原代培养 传代培养 细胞贴壁 大多数体外培养的细胞需要贴附于某些基质表面才能生长增殖 当贴壁细胞分裂生长到表面互相接触时，细胞通常会停止分裂增殖 将分瓶之前的细胞培养，即动物组织经处理后的初次培养称为原代培养 将分瓶后的细胞培养称为传代培养 认识相关概念 二、动物细胞培养的过程 传代培养 放入CO2培养箱中培养 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 分瓶 1.取动物组织 用机械的方法，或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理 2.分散成单个细胞 加培养液 3.制成细胞悬液 4.原代培养 在培养皿或培养瓶中 5.传代培养 细胞分裂受阻 悬浮生长 贴壁生长 密度过大、有害代谢物积累、营养物质缺乏等 原因 接触抑制 原因 解决办法 2.动物细胞培养的过程： 二、动物细胞培养的过程 分瓶 1.取动物组织 用机械的方法，或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理 2.分散成单个细胞 加培养液 3.制成细胞悬液 4.原代培养 在培养皿或培养瓶中 5.传代培养 细胞分裂受阻 悬浮生长 贴壁生长 密度过大、有害代谢物积累、营养物质缺乏等 原因 接触抑制 原因 解决办法 2.动物细胞培养的过程： (1)取材: 一般取材于动物胚胎或幼龄动物的组织、器官。 (2)取材原因: 其细胞生命力旺盛， 分化程度低，分裂能力强。 3.取动物组织 二、动物细胞培养的过程 4.分散成单个细胞 (1)原因: (2)方法: 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。 用机械法或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理。 分瓶 1.取动物组织 用机械的方法，或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理 2.分散成单个细胞 加培养液 3.制成细胞悬液 4.原代培养 在培养皿或培养瓶中 5.传代培养 细胞分裂受阻 悬浮生长 贴壁生长 密度过大、有害代谢物积累、营养物质缺乏等 原因 接触抑制 原因 解决办法 2.动物细胞培养的过程： (3)胰蛋白酶的作用： (4)胃蛋白酶可以吗？ (5)用胰蛋白酶处理组织时应注意什么？ 将动物组织细胞间的蛋白质成分酶解，使细胞分散开，获得单个细胞 胃蛋白酶不可以，pH不适宜 细胞膜含有蛋白质，长时间处理会损伤细胞，要控制好时间。 二、动物细胞培养的过程 分瓶 1.取动物组织 用机械的方法，或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理 2.分散成单个细胞 加培养液 3.制成细胞悬液 4.原代培养 在培养皿或培养瓶中 5.传代培养 细胞分裂受阻 悬浮生长 贴壁生长 密度过大、有害代谢物积累、营养物质缺乏等 原因 接触抑制 原因 解决办法 2.动物细胞培养的过程： 5.原代培养 将细胞悬液放入培养皿或培养瓶内，置于适宜环境中培养。 ①悬浮生长类： 能够悬浮在培养液中生长增殖。 需要贴附于某些基质表面才能生长增殖（细胞贴壁），大多数细胞属于此类。 ②贴壁生长类： (1)操作方法： (2)体外培养的动物细胞类型 二、动物细胞培养的过程 思考：“细胞增殖到互相接触的时候，糖蛋白识别了这种信息，就会使细胞停止继续繁殖，出现接触抑制的现象”试结合上述解释，举例说明哪种细胞无接触抑制现象，并阐述原因。 癌细胞；癌细胞的细胞膜上糖蛋白等物质减少 肿瘤细胞失去接触抑制， 条件适宜在培养液可以无限增殖下去。 原代培养（视频） 二、动物细胞培养的过程 二、动物细胞培养的过程 传代培养（视频） 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 动物细胞培养 植物组织培养和动物细胞培养的比较 过程 相同点 植物组织培养和动物细胞培养的比较 特殊环境条件 再分化需光 气体环境 结果 一般获得新的植株 获得大量细胞 是否体现细胞的全能性 植物组织培养 动物细胞培养 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。 是 否 1．动物细胞培养包括原代培养和传代培养，下列有关说法正确的是( ) A．原代培养前要用胰蛋白酶等处理，传代培养前不需要 B．传代培养时需用离心法收集细胞 C．贴壁细胞原代培养具有接触抑制现象，传代培养没有接触抑制现象 D．原代培养和传代培养所需要的培养液成分不同 B 趁热打铁 【解析】A、培养液中的营养物质通常含有糖类、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等，A正确； B、培养液需要定期更换，以清除代谢废物，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害，B正确； C、培养液需要适宜的温度、pH和渗透压，维持细胞生存，C正确； D、动物细胞培养的环境中需要95%空气（细胞代谢必需的）和5%的CO2（维持培养液的PH），D错误。 21 2．动物细胞培养流程：①对新鲜取材的动物组织进行处理→②用培养液将细胞制成细胞悬液→③将细胞悬液置于培养瓶或培养皿，置于适宜环境中培养。下列相关叙述正确的是( ) A．步骤①只能用酶解法，所用的酶是胰蛋白酶、胶原蛋白酶等 B．步骤②中所用培养液中除加入营养物质外，还需加入琼脂 C．步骤③中给予适宜的气体，其中CO2的作用是促进细胞呼吸 D．步骤③中的大部分细胞贴附于某些基质表面才能生长增殖 D 趁热打铁 【解析】A、培养液中的营养物质通常含有糖类、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等，A正确； B、培养液需要定期更换，以清除代谢废物，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害，B正确； C、培养液需要适宜的温度、pH和渗透压，维持细胞生存，C正确； D、动物细胞培养的环境中需要95%空气（细胞代谢必需的）和5%的CO2（维持培养液的PH），D错误。 22 3．如图表示某学习小组利用正常的小鼠细胞进行动物细胞培养的过程，①～④表示相关过程。下列相关叙述正确的是( ) A．过程①可以使用机械法或酶解法改变细胞的通透性 B．过程②为原代培养，培养细胞1一般会发生接触抑制现象 C．培养细胞2需要贴附于基质表面生长，直接用离心法进行收集 D．进行动物细胞培养的过程中，不会发生基因的选择性表达 B 趁热打铁 【解析】A、培养液中的营养物质通常含有糖类、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等，A正确； B、培养液需要定期更换，以清除代谢废物，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害，B正确； C、培养液需要适宜的温度、pH和渗透压，维持细胞生存，C正确； D、动物细胞培养的环境中需要95%空气（细胞代谢必需的）和5%的CO2（维持培养液的PH），D错误。 23 4．下列属于动物细胞培养与植物组织培养区别的是( ) A．动物细胞培养基与植物细胞培养基的成分有所不同 B．动物细胞培养不需要在无菌条件下进行，而植物组织培养需要 C．动物细胞培养可发生遗传物质改变，而植物组织培养不能 D．植物组织培养和动物细胞培养都体现了细胞的全能性 A 趁热打铁 【解析】A、培养液中的营养物质通常含有糖类、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等，A正确； B、培养液需要定期更换，以清除代谢废物，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害，B正确； C、培养液需要适宜的温度、pH和渗透压，维持细胞生存，C正确； D、动物细胞培养的环境中需要95%空气（细胞代谢必需的）和5%的CO2（维持培养液的PH），D错误。 24 叁 干细胞培养及其应用 动物细胞培养 受精卵 原始胚胎干细胞 囊胚 胎儿 成人 胚胎干细胞 成体干细胞 干细胞 概念 分布 特点 动物和人体内保留的具有分裂和分化能力的细胞 早期胚胎、骨髓和脐带血等多种组织和器官中 体积较小，细胞核大，核仁明显。 26 叁 干细胞培养及其应用-干细胞的种类 动物细胞培养 成体干细胞：是成体组织或器官内的干细胞，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 造血干细胞 血细胞 神经系统 神经干细胞 精原干细胞 神经细胞 精原细胞 骨髓 睾丸 分化 分化 分化 27 叁 干细胞培养及其应用 动物细胞培养 干细胞与组织、器官的发育、再生和修复等密切相关。 移植 修复或替换 正常 干细胞 患者 体内 受损的器官或组织 治愈疾病 正常的造血干细胞 移植 患者体内 修复或替换 受损的血细胞 治疗 白血病 造血系统、免疫系统功能障碍疾病 神经组织损伤和神经退行性疾病 帕金森病、阿尔茨海默病 正常的神经干细胞 移植 患者体内 修复或替换 受损神经组织 治疗 28 叁 干细胞培养及其应用-干细胞的种类 动物细胞培养 胚胎干细胞：存在于早期胚胎中，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 简称ES细胞 心肌细胞 神经细胞 造血干细胞 分化 分化 分化 体外培养 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。 29 叁 干细胞培养及其应用 动物细胞培养 2006年，科学家通过体外诱导小鼠成纤维细胞，获得了类似胚胎干细胞的一种细胞，将它称为诱导多能干细胞（简称iPS细胞），之后用iPS细胞治疗了小鼠的镰状细胞贫血。2007年，科学家通过类似的方法成功诱导出人类的iPS细胞。 30 叁 干细胞培养及其应用 动物细胞培养 诱导多能干细胞 概念 制备方法 优点 应用 通过体外诱导成纤维细胞得到的类似胚胎干细胞的一种细胞 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 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。 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） ②用小分子化合物诱导形成。 iPS 细胞 31 叁 干细胞培养及其应用 动物细胞培养 iPS细胞用于治疗人类疾病示意图 32 叁 干细胞培养及其应用 动物细胞培养 1）面临的问题 2）应用展望 存在导致肿瘤发生的风险。 干细胞将在再生医学、药物 安全性与有效性检测等领域 发挥大作用。 33 1．干细胞是指一种尚未充分分化的未成熟细胞。医学工作者、研究者正进行尝试利用干细胞治疗人类的某些疾病，用骨髓移植法有效治疗白血病便是成功的例证。由此判断下列说法中，错误的是( ) A．利用干细胞治疗某些疾病，是因为干细胞在一定条件下可以分化成其他类型的细胞 B．干细胞存在于早期胚胎、骨髓和脐带血等多种组织和器官中 C．胚胎干细胞具有形成机体的所有组织和器官甚至个体的潜能 D．成体干细胞包括造血干细胞、神经干细胞、精原干细胞、胚胎干细胞等 D 趁热打铁 【解析】A、培养液中的营养物质通常含有糖类、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等，A正确； B、培养液需要定期更换，以清除代谢废物，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害，B正确； C、培养液需要适宜的温度、pH和渗透压，维持细胞生存，C正确； D、动物细胞培养的环境中需要95%空气（细胞代谢必需的）和5%的CO2（维持培养液的PH），D错误。 34 2．关于ES细胞和iPS细胞及其应用的说法，正确的是( ) A．ES细胞能分化成各种细胞，但不能形成完整个体 B．ES细胞存在于成体组织和器官内，能分化成特定的组织 C．iPS细胞只能从胚胎中获取用于治疗人类的各种疾病 D．iPS细胞应用于治疗人类疾病可降低免疫排斥的风险 D 趁热打铁 【解析】A、培养液中的营养物质通常含有糖类、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等，A正确； B、培养液需要定期更换，以清除代谢废物，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害，B正确； C、培养液需要适宜的温度、pH和渗透压，维持细胞生存，C正确； D、动物细胞培养的环境中需要95%空气（细胞代谢必需的）和5%的CO2（维持培养液的PH），D错误。 35 3．胚胎干细胞体外培养时，要最大程度地抑制其分化、维持全能性。胚胎干细胞为圆形或扁圆形，结构相对简单；细胞核大，细胞质少，核质比高。输卵管上皮细胞能合成、分泌细胞生长因子和细胞分化抑制因子。科学家通过病毒介导或者其他的方式，将四种与多能性相关的转录因子导入宿主细胞，使其重新编程为iPS细胞，iPS细胞特性与胚胎干细胞极为相似。下列叙述正确的是( ) A．培养iPS细胞时可加入输卵管上皮细胞，以维持iPS细胞的未分化状态和全能性 B．介导转录因子导入皮肤细胞时，应用灭活的病毒，以防止皮肤细胞被感染 C．重编程为iPS细胞时，关闭了体细胞特异性表达的基因，开启了使细胞全能性分化的基因 D．可以通过观察细胞形态，初步鉴定iPS细胞是否诱导成功 ACD 趁热打铁 【解析】A、培养液中的营养物质通常含有糖类、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等，A正确； B、培养液需要定期更换，以清除代谢废物，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害，B正确； C、培养液需要适宜的温度、pH和渗透压，维持细胞生存，C正确； D、动物细胞培养的环境中需要95%空气（细胞代谢必需的）和5%的CO2（维持培养液的PH），D错误。 36 Lavf57.25.100 Lavf58.51.100 Lavf58.51.100 EVCapture4.2.2软件录制 Lavf57.25.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn Lavf59.27.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Multimedia Cloud Transcode (cloud.baidu.com) Content Adaptive Encoding 3.0 $