動物細胞工程（第1課時）高二—人教版—生物學選擇性必修3—第2章首例胚胎移植成功首創動物組織體外培養法發現哺乳動物精子獲能現象體細胞核移植成功試管家兔誕生創立單克隆抗體技術胚胎分割移植成功分離和培養小鼠胚胎干細胞克隆羊多莉誕生獲得誘導多能干細胞單細胞基因組測序進行遺傳病篩查的試管嬰兒誕生我國科學家首次培育了體細胞克隆猴1890年1907年1951年1958年1959年1975年1978年1981年1996年2006年2014年2017年科技探索之路——動物細胞工程的發展歷程基礎動物細胞融合動物細胞核移植動物細胞工程動物細胞培養學習目標和重點難點一、學習目標：1.闡明動物細胞培養的條件。2.構建動物細胞培養的基本流程。3.認同動物細胞培養是動物細胞工程的基礎。二、學習重難點：動物細胞培養的條件與過程。

在治療大面積燒傷時，通常采用的方法是取燒傷病人的健康皮膚進行自體移植。但對這樣的病人來說，自體健康皮膚非常有限，使用他人皮膚來源又不足，而且會產生免疫排斥反應。

可以從病人身上取少量正常、健康的皮膚在體外進行培養、擴增。

思考：怎樣才能獲得大量的自體健康皮膚？能不能用自體皮膚的單個細胞培養出可供移植的皮膚？通過細胞培養構建的人造皮膚

到社會中去動物體組織單個細胞細胞生長和增殖取出分散適宜條件

原理：細胞增殖（有絲分裂）。一、動物細胞培養的概念

動物細胞培養是指從動物體中取出相關組織，將它分散成單個細胞，然后在適宜的培養條件下，讓這些細胞生長和增殖。糖類、氨基酸無機鹽、維生素……+合成培養基血清

人們對細胞所需的營養物質尚未全部研究清楚，在使用合成培養基時，通常需要加入血清等一些天然成分。

一般使用液體培養基，也稱培養液。二、動物細胞培養的條件1.如何維持無菌、無毒的環境？2.適宜的溫度、pH和滲透壓分別是多少？3.適宜的氣體環境如何保持？該氣體分別有什么作用？無菌環境；培養液、培養用具滅菌；定期更換培養液；抗生素等。溫度：（36.5±0.5）℃；pH：7.2-7.4；適宜的滲透壓。O2是細胞代謝所必需的，CO2的作用是維持培養液的pH。糖類、氨基酸無機鹽、維生素……無菌、無毒的環境適宜的溫度、pH

和滲透壓適宜的氣體環境二、動物細胞培養的條件培養皿或松蓋培養瓶；CO2培養箱（含95%空氣和5%CO2的混合氣體）。1.選擇怎樣的動物組織培養成功率會更高？為什么？2.為何動物細胞培養過程將組織分散成單個細胞呢？可用什么方法？3.體外培養動物細胞有哪些類型？4.什么是細胞貼壁？什么是接觸抑制？5.為什么要進行分瓶培養？6.什么是原代培養和傳代培養？7.進行傳代培養(分瓶培養)時，如何處理？三、動物細胞培養的過程取動物組織分散成單個細胞傳代培養細胞懸液原代培養1.選擇怎樣的動物組織培養成功率會更高？為什么？幼齡動物的細胞、分化程度越低的細胞。原因：分裂能力強，易于培養。三、動物細胞培養的過程用機械法或用胰蛋白酶、膠原蛋白酶等處理分散成單個細胞傳代培養細胞懸液原代培養2.為何動物細胞培養過程將組織分散成單個細胞呢？可用什么方法？

成塊的組織中細胞與細胞靠在一起，彼此限制了細胞生長和增殖。取動物組織

蛋白質。

不行，多數動物細胞培養的適宜pH為7.2~7.4，胃蛋白酶在此環境中沒有活性。

常用胰蛋白酶分散細胞，這說明細胞間的物質主要是什么成分？用胃蛋白酶行嗎？三、動物細胞培養的過程取動物組織用機械法或用胰蛋白酶、膠原蛋白酶等處理分散成單個細胞傳代培養細胞懸液原代培養加培養液3.體外培養動物細胞有哪些類型？

第1類：懸浮生長細胞細胞能夠懸浮在培養液中生長增殖。

第2類：貼壁生長細胞（多數）細胞需要貼附于某些基質(如培養瓶壁)表面才能增殖。三、動物細胞培養的過程圓球形細胞剛開始鋪展貼壁生長（100×）培養的動物細胞貼壁生長并進行有絲分裂（100×）細胞單層貼壁生長鋪滿瓶壁后出現接觸抑制（100×）細胞貼壁

懸液中大多數分散的細胞很快就貼附在瓶壁上生長增殖的現象。接觸抑制

當貼壁細胞分裂生長到表面相互接觸時，細胞就會停止分裂增殖的現象。4.細胞貼壁與接觸抑制三、動物細胞培養的過程

思考：根據癌細胞的特點，想想培養的癌細胞有無接觸抑制現象？癌細胞細胞膜上的糖蛋白減少，細胞的黏著性降低，在適宜的條件下可以無限增殖，因此培養的癌細胞無接觸抑制現象，在培養瓶中能夠生成多層。正常細胞形成單層細胞腫瘤細胞可形成多層細胞三、動物細胞培養的過程取動物組織用機械法或用胰蛋白酶、膠原蛋白酶等處理分散成單個細胞解決懸浮生長貼壁生長(大多數）細胞密度過大、有害代謝物積累、營養物質缺乏等接觸抑制傳代培養細胞懸液原代培養分瓶培養加培養液細胞分裂受阻5.為什么要進行分瓶培養？三、動物細胞培養的過程取動物組織分散成單個細胞傳代培養細胞懸液原代培養原代培養

將分瓶之前的細胞培養，即動物組織經過處理后的初次培養稱為原代培養。傳代培養

將分瓶后的細胞培養稱為傳代培養。用機械法或用胰蛋白酶、膠原蛋白酶等處理分瓶培養加培養液三、動物細胞培養的過程

注意：傳代培養的細胞一般傳至10代以內，以保持細胞正常的二倍體核型。取動物組織分散成單個細胞傳代培養細胞懸液原代培養7.進行傳代培養(分瓶培養)時，應如何處理？懸浮生長貼壁生長胰蛋白酶處理離心法收集制成細胞懸液分瓶培養用機械法或用胰蛋白酶、膠原蛋白酶等處理分瓶培養加培養液三、動物細胞培養的過程

在治療大面積燒傷時，通常采用的方法是取燒傷病人的健康皮膚進行自體移植。但對這樣的病人來說，自體健康皮膚非常有限，使用他人皮膚來源又不足，而且會產生免疫排斥反應。

思考：怎樣才能獲得大量的自體健康皮膚？能不能用自體皮膚的單個細胞培養出可供移植的皮膚？通過細胞培養構建的人造皮膚

到社會中去課堂小結培養條件培養過程營養：合成培養基+血清其他無菌無毒溫度，pH和滲透壓氣體環境動物細胞培養取動物組織分散成單個細胞傳代培養細胞懸液原代培養

某生物興趣小組對一種抗癌新藥進行實驗時，以動物肝癌細胞為材料，測定抗癌藥物對體外培養細胞增殖的影響。請回答下列有關動物細胞培養的問題：(1)在動物細胞培養時，將細胞所需的營養物質按其種類和所需量嚴格配制而成的培養基稱為_______培養基。通常在培養基中還需要加入適量

等一些天然成分。培養所需的氣體環境一般是

;其中CO2的作用是________________。另外，還應該保證被培養的細胞處于_____、_____的環境。課堂評價合成血清維持培養液的pH無菌無毒95%的空氣和5%的CO2(2)進行實驗時，需首先利用

處理肝組織塊，使其分散成單個細胞，然后制成細胞懸液進行培養。用于實驗的肝組織塊一般從幼齡小鼠獲取，原因是

。胰蛋白酶（或膠原蛋白酶）幼齡小鼠肝細胞分裂能力強(3)在細胞生長過程中，當細胞貼壁生長到一定程度時，其生長會受到抑制，這種現象稱為____________。接觸抑制(4)請你幫助興趣小組的同學分析本實驗，實驗的自變量是_________________，實驗組和對照組除了自變量不同外，其他處理均應該相同，這是為了遵循實驗設計的_____________原則。是否加入抗癌藥物單一變量課堂評價

(5)已知肝細胞中X基因的過量表達與肝腫瘤的發生密切相關，若要檢測某種抗癌藥物的療效，應該如何設計實驗?請寫出實驗的主要思路。

將肝癌細胞分為A、B兩組，A組細胞培養液中加入含該藥物的無菌生理鹽水，B組細胞培養液中加入等量的不含該藥物無菌生理鹽水，經培養后從A、B兩組收集等量細胞，通過分別檢測X基因在A、B兩組細胞中的mRNA或蛋白質合成水平的差異確定該藥物的藥效。謝謝觀看！動物細胞工程（第1課時答疑）高二—人教版—生物學選擇性必修3—第2章1.

為什么探究動物細胞培養時，要在培養基中加入血清等天然成分？

血清中含有多種維持細胞正常代謝和生長的物質，如蛋白質、氨基酸、未知的促生長因子等；人們對細胞所需的營養物質尚未全部研究清楚。因此細胞培養時，為保證細胞能順利生長和繁殖，一般需添加血清等天然成分。探討點一：動物細胞培養的條件要求

2.動物細胞培養所需的適宜的氣體環境包括什么？分別有什么作用？95%空氣和5%CO2。

空氣中的O2是細胞代謝所必需的，CO2的作用是維持培養液的pH。探討點一：動物細胞培養的條件要求3.

動物細胞培養為什么需要無菌、無毒的環境？如何維持無菌、無毒的環境？

細菌、真菌和病毒等均可造成細胞培養環境的污染，而離體培養的細胞已失去了對微生物和有毒物質的防御能力，一旦受到污染或自身代謝物質積累等，培養的細胞就會死亡。可以通過以下操作維持無菌無毒環境：①對培養液、培養用具進行滅菌處理，并在無菌環境下進行操作。②定期更換培養液（目的：清除代謝物，防止細胞代謝物積累對細胞自身造成危害）；③培養基中添加抗生素（目的：防止培養過程雜菌污染）。探討點一：動物細胞培養的條件要求探討點二：動物細胞培養過程的相關處理1.進行動物細胞體外培養時，應該選擇怎樣的動物組織培養成功率會更高？為什么？

幼齡動物的細胞或者分化程度較低的細胞（如動物胚胎細胞）。原因：分裂能力強，易于培養。2.為什么要將動物細胞分散成單個細胞培養？

成塊的組織中細胞與細胞靠在一起，彼此限制了細胞生長和增殖。分散成單個細胞，一是能保證細胞所需要的營養供應；二是能保證細胞內有害代謝物的及時排出。

要控制好作用時間，因為胰蛋白酶不僅能分解細胞間的蛋白質，長時間作用還會分解細胞膜蛋白等，對細胞造成損傷。進行動物細胞培養時不能用胃蛋白酶分散細胞，因為pH不合適。3.使用胰蛋白酶分散細胞時要注意什么？4.貼壁細胞的整個培養過程中使用胰蛋白酶的目的是什么？

貼壁細胞培養過程中可能多次用到胰蛋白酶。第一次使用的目的是使組織細胞分散開；貼壁細胞傳代培養時使用的目的是使細胞從瓶壁上脫離下來，分散成單個細胞，便于分瓶后繼續培養。探討點二：動物細胞培養過程的相關處理

下圖為動物細胞培養的基本過程示意圖，請回答下列問題：

(1)容器A中放入的一般是健康幼齡動物的器官或組織，原因是其細胞____________、易于培養。培養時要用胰蛋白酶分散細胞，胰蛋白酶的處理時間不能過長，原因是______________________________。(2)將B瓶中的細胞懸液轉入C瓶進行的初次培養稱為__________。動物細胞培養需要提供O2和CO2等氣體環境，CO2的作用主要是___________________。分裂能力強胰蛋白酶會分解細胞的其他蛋白質原代培養維持培養液的pH綜合應用

(3)下圖表示血清對正常細胞和癌細胞培養影響的實驗結果。

①據圖可知，有無添加血清對培養______細胞的影響較大。

②在探究物質X對正常細胞增殖的影響時，必須采用有血清培養，據圖分析