2.2.1 动物细胞培养课件-2025-2026学年高二生物下学期人教版选择性必修3

该高中生物学课件聚焦动物细胞培养的条件、过程及干细胞培养应用，以烧伤治疗中皮肤来源不足的实际问题导入，通过自主学习任务单引导学生从概念、条件到培养流程逐步探究，构建完整知识脉络。 其亮点在于结合思考讨论（如幼龄与老龄细胞培养难度比较、胰蛋白酶作用分析）培养科学思维，用表格对比动植物细胞培养强化生命观念，融入iPS细胞伦理问题渗透态度责任。采用情境导入和实战演练，帮助学生深化理解，教师可提升教学效率。

第二章 细胞工程 2.2.1 动物细胞工程 ——动物细胞培养 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。怎么办？ ￭ 问题探讨 （既解决了来源不足，又不会产生排斥反应） 在体外进行培养、扩增 一、 动物细胞培养的条件和过程 1 概念： 从动物机体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后， 放在适宜的培养条件中，让这些细胞生长和繁殖。 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 目的： 获得细胞或细胞产物；不能获得完整动物个体。 3 原理： 细胞增殖（有丝分裂） 胚胎或幼龄动物的细胞 自主学习任务单 请同学们阅读教材P43-44，思考下列问题： 动物细胞培养需要具备的条件有哪些？ 如何维持无菌、无毒的环境？ 适宜的温度、pH和渗透压分别是多少？ 适宜的气体环境包括？分别有什么作用？如何保持该气体环境？ 一、 动物细胞培养的条件和过程 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 一、 动物细胞培养的条件和过程 4 动物细胞培养的基本条件： 培养基的构成：合成培养基 + 血清等天然成分 人们对细胞生长所需的营养物质尚未全部研究清楚，满足细胞对未知营养成分的需求。 （液体培养基） 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 … 一、 动物细胞培养的条件和过程 4 动物细胞培养的基本条件： 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： 。 36.5±0.5 ℃ 7.2-7.4 维持细胞正常的形态和功能 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。 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 … 一、 动物细胞培养的条件和过程 4 动物细胞培养的基本条件： 维持培养液的pH O2：细胞代谢所必需 培养皿 松盖培养瓶 细胞密度↑， 有害代谢物↑， 营养物质↓等因素 取动物组织 传代培养 分散成单个细胞 细胞悬液 原代培养 用机械法或胰蛋白酶、 胶原蛋白酶等处理 加培养液 先收集， 再分瓶 细胞分裂受阻 解决办法 胰蛋白酶，离心法 离心法 接触抑制 在培养皿（瓶）内 悬浮细胞 贴壁细胞 (大多数） 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 铺满瓶壁后接触抑制（100×） 贴壁细胞分裂到表面相互接触时停止分裂的现象 悬液中分散的细胞贴附在瓶壁生长的现象,称为细胞贴壁 要求：培养瓶（皿）内表面光滑、无毒、易于贴附 拓展——细胞贴壁与接触抑制 思考讨论 1、幼龄动物的细胞和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？ 幼龄动物细胞（分化程度低）；增殖能力强，有丝分裂旺盛。 2、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？ 不可以。 胃蛋白酶作用的适宜pH约为2，当pH大于6时，就失去活性； 多数动物细胞培养的适宜pH为7.2~7.4，此环境胃蛋白酶没有活性。 蛋白质 3、用胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理，使组织分散成单个细胞的目的是什么？ ①使细胞与培养液充分接触，更易进行物质交换 ►保证细胞所需氧气和营养的供应， ►另一方面保证细胞内代谢产物的及时排出。 ②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。 思考讨论 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。 4、实验过程中，胰蛋白酶处理时间过长，会出现什么结果？ 思考讨论 5、”细胞增殖到相互接触抑制的时候，糖蛋白识别到了这种信息，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 注意： 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。 ——区分原代培养和传代培养 重要概念 原代培养：将分瓶之前的细胞培养，即动物组织经过处理后的初次培养。 细胞贴壁：悬液中分散的细胞贴附在瓶壁生长的现象。 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。 传代培养:将分瓶后的细胞培养。 正常细胞能否一直传代培养下去？ 细胞悬浮液 原代培养 传代培养 无限传代 <10代 10~50代 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 保持细胞正常二倍体核型 （遗传物质没改变） 遗传物质可能改变 遗传物质改变 接触抑制 癌细胞 超过50代 分瓶 目前使用的或冷冻保存的正常细胞通常为几代以内？为什么？ 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 获得细胞或细胞产物 植物细胞的全能性 植物体 快速繁殖 培育无病毒植株等 动物血清 植物激素 液体培养基 固体培养基 细胞增殖 大量细胞 6、动物细胞培养与植物组织培养有不同之处？ 思考讨论 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 任何细胞都可以进行培养吗？ 二、 干细胞培养及其应用 1 干细胞的概念： 动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞。 2 类型： 存在于早期胚胎、骨髓和脐带血等多种组织和器官中。 包括 胚胎干细胞 成体干细胞 （ES细胞） 造血干细胞 神经干细胞 精原干细胞 (全能干细胞) (多能干细胞) (专能干细胞) (专能干细胞) 具有分化为成年动物体内任何一种类型的细胞并进一步形成所有组织、器官，甚至个体的全能性。 二、 干细胞培养及其应用 胚胎干细胞 (早期胚胎) 成体干细胞 神经干细胞 骨髓、外周血和脐带血中 造血干细胞 精原干细胞 血细胞 精原细胞 神经系统中 睾丸中 分化 分化 二、 干细胞培养及其应用 分化 类型 来源或存在 功能、特点 局限性 胚胎干细胞（ES细胞） 成体干细胞 诱导多能 干细胞 （iPS细胞） 早期胚胎 （或原始性腺） 体外诱导 体细胞产生 成体组织或器官， 具有分化为成年动物体内任何细胞，并进一步形成组织、器官甚至个体 具有组织特异性，能分化成特定的细胞或组织 能分化成为具有特定功能的细胞来治疗疾病，无需破坏胚胎，且避免免疫排斥反应。 需从胚胎中获取，涉及伦理问题，限制了它在医学上的应用 不具有发育成完整个体的能力 技术不成熟 (造血干细胞、神经干细胞和精原细胞等) 二、 干细胞培养及其应用 ——请同学们阅读教材P46，完成下列表格 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。 二、 干细胞培养及其应用 资料： 病人 转入相关因子 细胞发生转化 iPS细胞 分化 胰岛细胞 神经元 血细胞 肠上皮细胞 心肌细胞 肝细胞 移植 取成纤维细胞等 制备iPS细胞的材料、如何诱导、优点？ 特定基因或特定蛋白 小分子化合物诱导 （2）诱导方法： 转入相关因子 （1）材料： 成纤维细胞、已分化的B、T细胞 1）诱导过程无需破坏胚胎 2）iPS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。 （3）优点： 所以，科学家普遍认为iPS细胞的应用前景优于胚胎干细胞。 制备iPS细胞的材料、如何诱导、优点？ 课堂小结 动物细胞培养 干细胞培养及应用 培养条件 气体环境 营养物质 无菌、无毒的环境 合成培养基+血清等 概念 类型 胚胎干细胞 成体干细胞 温度、pH、渗透压 95%空气+5%CO2 基本过程 一.概念检测 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（ ） √ √ × × ￭ 实战演练 ₪ 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 ￭ 实战演练 Lavf58.20.100 $