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的条件、过程及干细胞应用，从烧伤治疗的社会问题导入，通过“从社会中来”设问，结合自主学习任务单引导学生对比体内外细胞生存条件，搭建生活实际到理论知识的学习支架。 其亮点是以问题链驱动探究实践，任务单引导学生构建培养流程、分析接触抑制等，培养科学思维。动植物细胞培养对比表格强化结构与功能观，iPS细胞应用案例联系社会责任。课堂小测巩固知识，助力学生提升探究能力，教师可依托结构化资源实施高效教学。

第2章 第2节 （一）动物细胞培养 学习目标 01 阐明动物细胞培养的条件和过程 02 简述干细胞在生物医学工程中具有广泛的应用价值 01 从社会中来 01 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。 怎样才能获得大量的自体健康皮肤？ 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。 皮肤烧伤 通过动物细胞培养构建的人造皮肤 自主学习 任务单（一） 请同学们阅读教材P43~44的内容，思考讨论并回答下列问题： 1.机体给体内的细胞提供了哪些适宜的条件使其能够维持正常的生命活动? 2.动物细胞培养实际上是在体外模拟体内的生理条件进行的培养，你认为体外培养动物细胞需要满足哪些条件? 02 动物细胞培养的条件 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。 02 动物细胞培养的条件 7 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 营养 02 动物细胞培养的条件 血清中含有蛋白质、氨基酸、葡萄糖、激素等，氨基酸有多种，是细胞合成蛋白质的基本成分，其中有些氨基酸动物细胞本身不能合成（称为必需氨基酸），必须由培养液提供； 血清激素有胰岛素、生长激素等及多种生长因子； 血清还含有多种未知的促细胞生长因子、促贴附因子及其他活性物质，能促进细胞的生长、增殖和贴附； 因此，细胞培养时，要保证细胞能够顺利生长和增殖，一般需添加10%～20%的血清。 为什么对动物细胞进行培养时通常要添加血清？ 人们对所需营养物质尚未全部研究清楚，因此需要加一些天然成分 资料： 无菌、无毒的环境 (1)对培养液和所有培养用具进行 处理 (2)在 下进行操作； (3)还需要 。 灭菌 无菌环境 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 在细胞培养液中添加一定量的抗生素 思考1:为什么培养液需要定期更换？ 思考2:如何防止培养过程中的微生物污染？ 02 动物细胞培养的条件 哺乳动物细胞培养的温度多以 为宜； 维持适宜渗透压的目的______________________________ 温度、PH、渗透压： 多数动物细胞生存的适宜pH为___________ ①适宜的温度： 36.5±0.5℃ 7.2-7.4 维持细胞正常的形态和功能 ②适宜的pH： ③适宜的渗透压： 02 动物细胞培养的条件 02 动物细胞培养的条件 动物细胞培养所需气体主要有_____和______ 用培养皿或松盖培养瓶，在含有 和 的混合气体的____________ O2 CO2 细胞代谢所必需的 维持培养液的pH 95%空气 5%CO2 CO2培养箱 (1)组成 不同气体的作用是什么？ (2)培养仪器 （95%）O2: （5%）CO2： 动物细胞培养的基本操作过程是什么？ 过渡 气体环境： 03 动物细胞培养的过程 自主学习 任务单（二） 请同学们阅读教材P44~45的内容，思考讨论并回答下列问题： 1.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.培养前，为什么要将组织分散成单个细胞? 3.怎样将组织分散成单个细胞? 4.细胞培养一段时间，分裂会受阻，这是为什么?怎样解决这一问题? 03 动物细胞培养的过程 取动物组织 制成细胞悬液 转入培养液原代培养 分瓶 传代培养 03 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 加培养液 细胞悬液 在培养皿或培养瓶内 原代培养 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 出现接触抑制 细胞分裂受阻 解决方法 传代培养 分瓶培养 ②制成细胞悬液，分瓶培养 ①收集细胞 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 03 动物细胞培养的过程 培养过程中出现了几个概念： 要求：培养瓶（皿）内表面光滑、无毒、易于贴附 (1)细胞贴壁: 大多数体外培养的细胞需要___________________才能生长增殖，这类细胞往往贴附在培养瓶的________上。 贴附于某些基质表面 瓶壁 (2)接触抑制: 当______细胞生长到_____________时，细胞通常会___________。 贴壁 表面相互接触 停止分裂增殖 通常将_________的细胞培养，即动物组织经_____后的________称为原代培养； (3)原代培养： (4)传代培养： 将_______的细胞培养称为传代培养。 分瓶之前 处理 初次培养 分瓶后 10代以内的细胞 10-50代的细胞 03 动物细胞培养的过程 形成一层细胞 可形成多层细胞 肿瘤细胞失去接触抑制，癌细胞的细胞膜上糖蛋白等物质减少，条件适宜在培养液可以无限增殖下去。 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 03 动物细胞培养的过程 思考1.取什么样的组织？原因？ 选动物胚胎或幼龄动物的器官或组织 原因：其细胞生命力旺盛，分化程度低，分裂能力强，容易培养。 思考2.为什么要分散成单个细胞？ 思考3.用胰蛋白酶分散细胞，说明什么问题？ 思考4.可以用胃蛋白酶处理吗？为什么？ ①成块组织中细胞与细胞靠在一起，彼此限制了生长与增殖; ②便于细胞从培养液中获得营养，保证细胞内的有害代谢物及时排出。 动物细胞间的物质主要是蛋白质 不可以，因为胃蛋白酶的最适pH为1.5左右，多数动物细胞生存的pH为7.2-7.4,胃蛋白酶在此环境下会失活。胰蛋白酶在此环境下活性较高。 03 动物细胞培养的过程 不对；使用胰蛋白酶时，要控制好作用时间，因为胰蛋白酶不仅能分解细胞间的蛋白质，长时间作用还会分解细胞膜蛋白等，对细胞造成损伤。 思考5.酶解法较温和，一定不会对动物细胞造成损伤，对吗？ 纤维蛋白、胶原蛋白等 03 动物细胞培养的过程 原代培养 传代培养 细胞株 细胞系 思考6.正常细胞能否一直传代培养下去？ 遗传物质改变 遗传物质有的改变 分瓶培养 细胞悬浮液 10代细胞 50代细胞 无限传代 不可以；细胞的传代培养一般传至10代后就不易传下去，这时细胞能保持细胞正常的二倍体核型；传至10-50代左右时，增殖会逐渐缓慢，以至于完全停止，这时部分细胞的细胞核型可能会发生变化，这一阶段的细胞称为细胞株；继续传代培养时，少部分细胞会克服细胞寿命的自然极限，获得不死性，这些细胞已经发生了突变，正在朝着等同于癌细胞的方向发展，这一阶段的细胞称为细胞系，细胞系的遗传物质一定改变了； 遗传物质有的改变 03 动物细胞培养的过程 思考7.动物细胞培养与植物组织培养有什么相同和不同之处？ 动物胚胎或幼龄动物的组织、器官 细胞悬浮液 胰蛋白酶 原代培养 传代培养 大量细胞 单个细胞 加培养液 离体的植物器官、组织或细胞 愈伤组织 根、芽 植物体 脱分化 再分化 接种至培养基 动物细胞培养 植物组织培养 03 动物细胞培养的过程 比较项目 植物组织培养 动物细胞培养 原理 培养基性质 培养基特有成分 培养结果 培养目的 相同点 植物组织培养和动物细胞培养的比较 获得细胞或细胞产物 常用固体培养基 植物体 葡萄糖、动物血清 常用液体培养基 细胞增殖 细胞的全能性 许多细胞 快速繁殖等 蔗糖、植物激素 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 自主学习 任务单（三） 请同学们阅读教材P44~45的内容，思考讨论并回答下列问题： 1.什么是干细胞？它有哪些类型？这些类型各有怎样的特点和哪些方面的应用？ 2.科学家是怎样获得诱导多能干细胞（IPS细胞）的？这种细胞与胚胎干细胞相比，有哪些应用优势？ 3.干细胞用于临床治疗可能存在什么问题？ 4.你如何看待干细胞在临床上的应用所产生的效益与风险？ 04 干细胞培养及应用 干细胞存在于__________、_____和_______等多种组织和器官中。 干细胞：动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞，这些细胞叫作干细胞。 早期胚胎 骨髓 脐带血 1.分布: 04 干细胞培养及应用 干细胞包括_____________和_____________等。 2.类型: 胚胎干细胞 成体干细胞 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 04 干细胞培养及应用 目前科学家已经分离了兔、牛、猴和人等的ES细胞，并证明了ES细胞可以在体外分化成心肌细胞、神经元和造血干细胞等细胞。 (1)来源： (2)作用： (3)成果： 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(ES细胞) 04 干细胞培养及应用 成体干细胞 成体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。 (1)来源： (2)分类： (3)作用： (骨髓外周血和脐带血中) (神经系统中) (睾丸中) 成体干细胞是成体组织或器官内的干细胞 神经干细胞 造血干细胞 精原干细胞 血细胞 精原细胞 分化 分化 分化 神经细胞 04 干细胞培养及应用 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），并用iPS细胞治疗了小鼠的镰状细胞贫血。 诱导多能干细胞的概念 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，称为诱导多能干细胞，简称iPS细胞。 资料： 04 干细胞培养及应用 取成纤维细胞 转入相关因子 细胞转化为iPS细胞 诱导iPS细胞定向分化为多种组织细胞 移植回病人体内 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 诱导iPS细胞及其应用 04 干细胞培养及应用 诱导iPS细胞及其应用 病人 神经细胞 肌肉细胞 血细胞 造血干细胞 体细胞 器官 ① 诱导iPS细胞形成正常神经干细胞，可以治疗神经组织损伤和神经系统退行性疾 ② 诱导iPS细胞形成正常造血干细胞，移植后可恢复病人的造血和免疫功能。病（如帕金森病、阿尔兹海默症等）。 ③ 诱导iPS细胞形成心肌细胞等，可以治疗心血管疾病。 04 干细胞培养及应用 诱导多能干细胞优点： 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。 05 课堂小结 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 06 课堂小测 1.动物细胞培养是动物细胞工程的基础。下列关于动物细胞培养的叙述，错误的是( ) A.无论原代培养还是传代培养，大多数细胞是悬浮在培养液中生长增殖的 B.进行分瓶培养的原因之一是贴壁细胞发生接触抑制 C.动物细胞培养液中可添加抗生素防止杂菌生长 D.进行动物细胞培养需将培养液的pH调至7.2-7.4 A 解析：动物细胞培养时，大多数细胞具有贴壁生长的特性，仅少数细胞（如淋巴细胞）可悬浮生长，并非大多数细胞悬浮在培养液中生长增殖，A错误；贴壁生长的细胞增殖到相互接触时会发生接触抑制，停止分裂增殖，因此需要进行分瓶的传代培养，B正确；抗生素可抑制细菌等杂菌的生长繁殖，动物细胞培养液中添加抗生素能减少杂菌污染，保证细胞培养正常进行，C正确；动物细胞生活的内环境pH约为7.2~7.4，因此进行动物细胞培养时需将培养液pH调至该范围，保障细胞正常的生命活动，D正确。 06 课堂小测 2.某动物细胞培养过程中，细胞贴壁生长至接触抑制时，需分装培养，实验操作过程如图。下列叙述正确的是( ) A.图中所示的过程为传代培养 B.①中消化液通常为胃蛋白酶 C.②中培养液需加入激素，有利于促进细胞增殖 D.若细胞出现了接触抑制，细胞可能发生了癌变 A 解析：图中细胞贴壁生长至接触抑制后分装培养，该过程为传代培养，原代培养是首次培养，传代培养是分瓶继续培养，A正确；①中消化液为胰蛋白酶或胶原蛋白酶，胃蛋白酶的最适pH为1.5左右，动物细胞培养液pH为7.2~7.4，胃蛋白酶在此环境失活，B错误；动物细胞培养液需加入血清、血浆等天然成分，激素不是必需的，C错误；细胞癌变后失去接触抑制，能无限增殖，出现接触抑制说明细胞未癌变，D错误。 06 课堂小测 3.下列关于动、植物细胞培养的比较的叙述，错误的是( ) A.两者培养基的成分有所不同，但都能得到优良个体 B.为了得到单细胞悬液，两者所用的材料和方法有所不同 C.在两者培养的过程中，往培养基中加入的酶不同 D.为获得杂交细胞，两者使用的诱导方法有所不同 A 解析：动物细胞培养的培养基通常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、动物血清等成分，植物细胞培养的培养基含有蔗糖、矿质元素、植物激素、琼脂等成分，两者培养基成分存在差异；植物细胞培养可通过植物组织培养获得完整优良个体，动物细胞培养只能获得大量细胞或细胞产物，无法直接得到优良动物个体，A错误；植物细胞培养制备单细胞悬液通常用愈伤组织经酶解或机械分散获得，动物细胞培养制备单细胞悬液需用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理动物组织块，两者所用材料和方法不同，B正确；植物细胞培养去除细胞壁获得原生质体需用纤维素酶和果胶酶，动物细胞培养分散组织细胞需用胰蛋白酶或胶原蛋白酶，两者加入的酶种类不同，C正确；植物杂交细胞诱导融合可用物理法（离心、振动、电激）和化学法（PEG融合法），动物杂交细胞诱导融合除物理法、化学法外，还可用灭活的病毒诱导，两者诱导方法存在差异，D正确。 感谢指正 Thanks To Correct Me Lavf57.83.100 Lavf59.27.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $