选择性必修3动物细胞培养教学ppt课件

这是一份选择性必修3动物细胞培养教学ppt课件，共38页。PPT课件主要包含了动物细胞工程，培养对象，1胚胎干细胞，2成体干细胞，面临的问题，运用展望，动物细胞培养，练习与应用等内容，欢迎下载使用。
3月13日清晨，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。
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？
小面积烧伤：患者通过切除 + 植皮(自身)后恢复。
思考：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？
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。
幼龄个体的细胞分化程度低、分裂能力强，易培养。
未体现动物细胞的全能性
一、动物细胞培养的条件
糖类氨基酸无机盐维生素等
适宜温度、pH和渗透压
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：
*这里的糖类不包括淀粉、蔗糖等。
动物细胞无法吸收二糖、多糖
培养基的构成：合成培养基 + 血清等天然成分
一般使用液体培养基，也称为培养液。
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
1、定期更换培养液的目的是什么？
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
2、如何防止培养过程中的微生物污染？
在细胞培养液中添加一定量的抗生素
3.温度、pH和渗透压
多数动物细胞生存的适宜pH为________
维持细胞正常的形态和功能
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______________________
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__________
不同气体的作用是什么？
二、动物细胞培养的过程
合作探究：请同学们自主阅读教材P44-45，小组合作思考讨论完成问题。
1.体外培养动物细胞有哪些类型？2.简述动物细胞培养的过程。3.什么是细胞贴壁？什么是接触抑制？4.什么是原代培养和传代培养？5.为什么要进行分瓶培养？怎么处理？6.动物细胞培养与植物组织培养有什么相同之处与不同之处？
（一）动物细胞培养的类型
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。
放入CO2培养箱中培养
转入培养液进行原代培养
一般取材于动物胚胎或幼龄动物的组织、器官。
细胞分化程度低，增殖能力强，容易培养。
（二）动物细胞培养的过程
长时间会分解细胞膜蛋白，破坏细胞结构，注意控制时间和酶用量。
①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。②利于细胞与培养液充分接触，更易进行物质交换。
（2）怎样将动物组织分散成单个细胞？
机械方法或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理一段时间。
不可以，因为胃蛋白酶的最适PH为1.5左右
②胰蛋白酶处理时间过长，会怎样？
用培养液将细胞制成细胞悬液。
将细胞悬液放入培养皿或培养瓶内，置于适宜环境中进行原代培养。
指动物组织经处理后的初次培养。
细胞密度过大、有害代谢物积累、营养物质缺乏等
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
这类细胞往往贴附在培养瓶的瓶壁上。
要求：培养瓶或培养皿的内表面光滑、无毒、易于贴附。
当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞通常会停止分裂增殖。
重新用胰蛋白酶等处理,使之分散成单个细胞，然后再用离心法收集。
（2）将收集的细胞制成细胞悬液，分瓶培养
动物细胞的整个培养过程中可能多次用到胰蛋白酶或胶原蛋白酶：
思考:细胞可以一直进行传代培养吗？
部分细胞的细胞核型可能会发生变化，增殖缓慢，甚至完全停止
少数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，正朝癌细胞发展
继续培养（50代以后）
实验使用或保存的细胞通常为10代以内，以保持细胞正常的二倍体核型(遗传物质不改变)
这一阶段的细胞称为细胞株
培养动物细胞的第一代(即第一次细胞增殖)被称为原代培养。( )
原代培养特指从体内取出组织或细胞后进行的初次培养，而第一代细胞则是指细胞在培养过程中经历的第一次增殖。
原代培养不仅仅包括第一代细胞，还包括了后续几代（通常至第十代）的细胞。
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。
（三）动物细胞培养的意义
（1）生物制品 酶、生长因子、疫苗、单克隆抗体等（2）进行有毒物质和药物的检测（3）临床治疗 （如人工皮肤）（4）生物学基础研究 （细胞全能性的揭示、细胞周期及调控、癌变机理及细胞衰老的研究）
动物细胞培养和植物组织培养的比较
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
液体 (又称培养液)
水、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血清等天然成分
细胞分裂方式都是有丝分裂；都要严格的进行无菌操作。
(1)动物细胞培养体现了动物细胞的全能性(　　)(2)培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞(　　)(3)悬浮培养的细胞直接用离心法收集，贴壁细胞需要用胰蛋白酶等处理后再用离心法收集(　　)(4)动物细胞培养时，O2是细胞代谢所必需的，CO2的主要作用是维持培养液的pH(　　)
2.一般来说，动物细胞体外培养需要满足以下条件①无毒的环境　②无菌的环境　③只使用合成培养基　④温度与动物的体温相近　⑤因在CO2培养箱中培养，故不需要O2　⑥多数动物细胞培养在7.2～7.4的pH环境A.①②④⑤⑥ B.①②③④C.①②③⑤⑥ D.①②④⑥
3.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
长时间会分解细胞膜蛋白，破坏细胞结构
三、干细胞培养及其应用
动物和人体内仍保留的少数具有分裂和分化能力的细胞。在一定条件下，干细胞可以分化成其他类型的细胞。存在于早期胚胎、骨髓和脐带血。
干细胞存在于 、 和 等多种组织和器官中。
存在于 中
具有分化为成年动物体内的 类型的细胞，并进一步形成机体的所有组织和器官甚至 的潜能。
目前科学家已分离出了小鼠、兔、牛、猴和人等的ES细胞，在体外培养可分化成心肌细胞、神经元细胞和造血干细胞等细胞。
必须从 中获取 ，涉及伦理问题；因而限制了在医学上的应用。
存在于 组织或器官内的干细胞
发现最早研究最多应用最成熟
具有 性，只能分化成 细胞或组织， 发育成完整个体的能力。
（骨髓、外周血和脐带血中）
有着自我更新能力 及分化潜能的干细胞，与组织、器官的 、 和 等密切相关。
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。
(3)诱导多能干细胞：
通过 诱导小鼠 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
①借助载体将 或 导入细胞（成纤维细胞以及已分化的 均可）；
②用 诱导形成。
➌诱导多能干细胞优点：
①诱导过程 破坏胚胎；
② iPS 细胞可以来源于病人自身的 细胞，将它移植回病人体内后，理论上可以避免 反应。
所以，科学家普遍认为iPS细胞的应用前景优于胚胎干细胞。
(1)1→2过程的实质是什么？
(2)诱导多能干细胞用于治疗人类的某些顽症的原理是什么？
诱导多能干细胞可以被诱导分化形成新的组织细胞，经移植可使坏死或退化部位得以修复并恢复正常功能。
如图为iPS细胞的培养和利用过程，请据图回答问题：
（3）利用诱导多能干细胞形成的组织细胞移植后会产生免疫排斥吗？
由于人造器官是由病人自身细胞经诱导分化形成的，所以理论上可以避免免疫排斥反应。
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。
能够分化成为动物体内的任何细胞，并进一步形成组织、器官甚至生物个体
成体组织或器官，如造血干细胞、神经干细胞和精原干细胞等
能分化成为具有特定功能的细胞来治疗疾病。无须破坏胚胎，且避免免疫排斥反应
具有组织特异性，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
需从胚胎中获取，涉及伦理问题，限制了它在医学上的应用
技术不成熟有肿瘤发生的风险
动物细胞培养的概念和原理
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
胚胎干细胞（ ES细胞）
早期胚胎、骨髓和脐带血等多种组织和器官中
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（ ）
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
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 Leukcyte 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。