《一動物細胞培養》講義動物細胞培養同學們好，今天咱們要一起學習高中人教版（2019）選擇性必修3生物技術與工程第2章細胞工程第2節動物細胞工程中的動物細胞培養這部分知識。一、什么是動物細胞培養簡單來說，動物細胞培養就是從動物體中取出相關的細胞，然后在適宜的環境下讓這些細胞生長繁殖的技術。就好比咱們從果園里摘了蘋果的種子（細胞就類似種子啦），然后找一塊合適的土地（適宜的環境）讓它發芽長大（細胞生長繁殖）。1、動物細胞培養的歷史其實動物細胞培養的發展也是經過了漫長的過程呢。很早以前，科學家們就想啊，能不能像種植物一樣，把動物細胞也養起來呢。后來經過很多次的嘗試，才慢慢有了現在比較成熟的動物細胞培養技術。比如說，最初的時候，科學家們可能會發現從動物身上取下來的細胞很快就死了，就像咱們把小魚從水里撈出來，不一會兒魚就沒活力了。但是他們沒有放棄，不斷地摸索什么樣的環境條件能讓細胞活得久一點，長得好一點。2、動物細胞培養的應用動物細胞培養可有用啦。在醫學上，很多疫苗的生產就離不開動物細胞培養。我給你們講個真事兒啊。我有個朋友在一家制藥公司工作，他們公司研發流感疫苗的時候，就用到了動物細胞培養技術。他們先把流感病毒接種到動物細胞里，讓病毒在細胞里繁殖，然后再對這些含有病毒的細胞進行處理，提取出能夠刺激人體產生免疫力的成分，制成疫苗。這樣的疫苗就可以幫助人們預防流感啦。除了疫苗，像一些抗癌藥物的研發、檢測也需要動物細胞培養。還有在生物科學研究中，想要研究動物細胞的結構和功能，動物細胞培養也是很重要的手段呢。二、動物細胞培養的過程1、取材這就像咱們做飯得先選食材一樣。動物細胞培養取材的時候呢，要選擇健康的動物組織。比如說咱們要培養小鼠的細胞，那就得從健康的小鼠身上取組織。這個組織可以是小鼠的肝臟組織、皮膚組織等。一般來說，要選擇比較容易獲取，而且細胞活力比較強的組織。我有一次在實驗室看師兄取材，他特別小心，就像對待寶貝一樣。他用專門的工具從一只小鼠的肝臟上取下一小部分組織，這個過程要快，而且要保證組織不受污染，就像咱們摘水果的時候要輕拿輕放，不能把水果弄傷了，不然就容易壞。2、原代培養取到組織后，就開始原代培養啦。首先要把組織分散成單個細胞。這就好比把一團揉在一起的小面團（組織）分成一個個小面球（單個細胞）。這個過程需要用到一些酶，像胰蛋白酶，它就像一把小剪刀，把細胞之間連接的“繩子”（細胞間質）剪斷，這樣細胞就分開了。然后把這些單個細胞放在培養瓶里，里面有專門配制的培養液，這個培養液就像細胞的“食物”和“房子”，里面有細胞生長需要的營養物質，像葡萄糖、氨基酸、維生素等，還有合適的溫度、pH值等環境條件。細胞在這個培養瓶里就開始慢慢生長繁殖了。剛開始的時候，細胞可能長得比較慢，就像小種子剛發芽的時候，得慢慢適應環境。我看到師兄培養的那些細胞，第一天的時候，在顯微鏡下只能看到稀稀拉拉的幾個細胞，但是過了幾天，就慢慢變多了。3、傳代培養隨著細胞的不斷生長繁殖，細胞會越來越多，培養瓶里就裝不下了，就像一個小房間里人太多了，住不下了。這個時候就要進行傳代培養了。傳代培養就是把培養瓶里的細胞分成幾部分，分別放到新的培養瓶里繼續培養。但是這個過程也有講究呢。如果細胞傳代的次數太多了，細胞的一些特性可能就會發生改變。就像人老了會有一些變化一樣。我朋友他們公司在做細胞培養的時候，就特別注意記錄細胞傳代的次數，一旦達到一定的次數，就會重新取材培養新的細胞。4、細胞株和細胞系在傳代培養的過程中，還會出現細胞株和細胞系的概念。細胞株就是從原代培養物或者細胞系中篩選出來的具有特殊性質或者標記的細胞群體。比如說有些細胞株對某種藥物特別敏感，這就可以用來做藥物篩選的實驗。而細胞系是能夠連續傳代的細胞群體。不過細胞系的形成有時候是因為細胞發生了一些變異，就像有的動物突然變得不一樣了。三、動物細胞培養的條件1、無菌、無毒的環境這個是非常重要的哦。細胞就像嬌弱的小寶寶，一點點細菌或者毒素都可能讓它們生病或者死亡。在實驗室里，所有的實驗器具都要經過嚴格的消毒。像培養瓶、移液管等，都要用專門的消毒設備進行消毒。操作人員也要穿專門的實驗服，戴手套、口罩等，就像醫生做手術一樣，要保證環境干凈無菌。我有一次在實驗室不小心沒注意，拿了一個沒消毒徹底的移液管，結果培養的細胞很快就被污染了，細胞周圍出現了一些黑乎乎的東西，那就是細菌在繁殖，細胞就慢慢死了。2、營養物質前面也提到了，細胞需要各種各樣的營養物質。除了葡萄糖、氨基酸、維生素這些基本的營養成分，還需要一些微量元素，像鐵、鋅等。這些營養物質就像我們人吃飯一樣，缺少了哪一種都不行。不同類型的細胞可能對營養物質的需求也會有一點差別，就像不同的人喜歡吃不同的食物一樣。所以在配制培養液的時候，要根據細胞的類型進行調整。3、溫度和pH值動物細胞培養的時候，溫度一般要保持在36.5℃37.5℃之間，這個溫度和動物的體溫差不多。pH值一般要維持在7.27.4之間。就像我們人生活在合適的溫度和空氣環境中一樣，細胞也需要合適的溫度和pH值才能健康生長。如果溫度太高或者太低，細胞就像人在太熱或者太冷的環境里一樣，會變得沒精神，甚至死亡。pH值不合適的話，細胞內的一些化學反應就不能正常進行，也會影響細胞的生長繁殖。4、氣體環境細胞培養還需要合適的氣體環境呢。主要是氧氣和二氧化碳。氧氣是細胞進行呼吸作用的必要條件，就像我們人呼吸需要氧氣一樣。二氧化碳的作用也很重要，它可以調節培養液的pH值。在培養箱里，會有專門的裝置來控制氧氣和二氧化碳的濃度，就像空調可以調節室內的溫度一樣。四、動物細胞培養的難點1、污染問題這個前面也提到了一些，污染是動物細胞培養中非常頭疼的問題。除了細菌污染，還有可能會被真菌、病毒等污染。一旦細胞被污染了，前面做的所有工作可能都白費了。而且有時候污染很難發現，特別是一些比較隱蔽的病毒污染。所以在整個細胞培養的過程中，要時刻保持警惕，嚴格遵守無菌操作的規范。就像我們守著一個寶藏（細胞培養），要防止各種小偷（細菌、真菌、病毒等）來偷走我們的寶藏。2、細胞特性的保持在細胞培養過程中，特別是經過多次傳代后，細胞的一些特性可能會發生改變。比如說細胞的功能、形態等。這對于一些需要特定細胞特性的研究或者生產來說是非常不利的。就像我們本來想要培養一種紅色的花（具有特定特性的細胞），結果傳代幾次后，花變成了白色（細胞特性改變），那就不符合我們的要求了。所以如何在細胞培養過程中保持細胞的特性是一個難點。科學家們也在不斷地研究新的方法，比如改進培養液的成分，優化培養條件等。3、成本問題動物細胞培養的成本可不低呢。從實驗設備、培養液，到各種試劑，都需要花費很多錢。而且細胞培養是一個比較精細的工作，需要耗費大量的人力。像那些高精度的培養箱、顯微鏡等設備都很貴。培養液里的一些成分也很昂貴，比如說一些生長因子。所以在進行動物細胞培養的時候，要合理規劃，盡量降低成本，同時又要保證細胞培養的質量。五、動物細胞培養的未來發展隨著科學技術的不斷發展，動物細胞培養也有著廣闊的前景。在疾病治療方面，除了疫苗和藥物研發，可能會有更多基于動物細胞培養的治療方法出現。比如說細胞治療，就是利用培養的細胞來修復或者替代受損的人體細胞。還有在生物工程領域，動物細胞培養可以用來生產更多有價值的生物制品。科學家們也在不斷探索新的技術，讓動物細胞培養更加高效、穩定，成本也更低。就像我們的手機從以前的大哥大變成現在的智