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2.動物細胞工程的發展歷程科技探索之路第2章細胞工程第2節動物細胞工程—動物細胞培養通過細胞培養構建的人造皮膚4重要概念：4.2動物細胞工程包括細胞培養、核移植、細胞融合和干細胞的應用等技術次位概念4.2.1闡明動物細胞培養是從動物體獲得相關組織，分散成單個細胞后，在適宜的培養條件下讓細胞生長和增殖的過程。動物細胞培養是動物細胞工程的基礎從社會中來大面積燒傷的病人需要移植健康皮膚思考：1.怎樣獲得大量的自體健康皮膚？2.能不能用自體皮膚的單個細胞培養出可供移植的皮膚？1）使用他人皮膚？患者自身的不夠用，如何解決？2）自身健康皮膚？課前小熱身1.將動物細胞置于含有95%O2和5%CO2的混合氣體的CO2培養箱中進行培養（）2.動物細胞在培養過程中都具有細胞貼壁的現象（）3.貼壁細胞用胰蛋白酶處理使之分散成單個細胞，然后再用離心法收集（）4.胚胎干細胞是發現最早、研究最多、應用也最為成熟的一類成體干細胞（）5.iPS細胞類似于胚胎干細胞，又稱為誘導多能干細胞（）6.神經干細胞可用于治療帕金森病和阿爾茨海默病等（）××√×√√一.

動物細胞培養1.概念：2.原理：3.地位：動物細胞工程的基礎從動物體中取出相關的組織，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的技術。細胞分裂（增殖）【思考】：動物組織的選擇：

幼齡動物or老齡動物幼齡個體的細胞分化程度低、分裂能力強，易培養。一.

動物細胞培養1.概念：2.原理：3.地位：動物細胞工程的基礎從動物體中取出相關的組織，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的技術。細胞分裂（增殖）4.培養對象：5.目的：胚胎或幼齡動物的細胞獲得細胞或者細胞產物幼齡個體的細胞分化程度低、分裂能力強，易培養。一.

動物細胞培養【思考】：動物細胞培養需要哪些條件？動物細胞培養的條件營養物質穩定的內環境<<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一.

動物細胞培養葡萄糖氨基酸無機鹽維生素1、營養【思考】：培養基的類型：

固體培養基or液體培養基

合成培養基or天然培養基將細胞所需的營養物質按種類和所需量嚴格配制的培養基

由于人們對細胞所需的營養物質尚未全部研究清楚。血清可以補充合成培養基中缺乏的物質，如蛋白質、氨基酸、未知的促生長因子等。？動物血清無菌：①對培養液和所有培養用具進行滅菌處理②在無菌環境下進行操作定期更換培養液。無毒：③添加一定量的抗生素2、無菌、無毒的環境一.

動物細胞培養目的：以便清除代謝物，防止細胞代謝物積累對細胞自身造成傷害。一.

動物細胞培養3、溫度、pH和滲透壓一般與動物體內相同①適宜的溫度：哺乳動物細胞培養的溫度多以______________為宜；36.5±0.5℃②適宜的pH：多數動物細胞生存的適宜pH為___________7.2-7.4③適宜的滲透壓：維持細胞正常的形態和功能一.

動物細胞培養4、氣體環境①氣體的組成及作用：O2：CO2：細胞代謝所必需維持培養液的pH②容器：通常采用培養皿或松蓋培養瓶。③儀器：置于含有95%空氣和5%CO2的混合氣體

的CO2培養箱中進行培養。

動物組織分散成單個細胞二.

動物細胞培養的過程培養根據動物細胞培養的概念，初步構建動物細胞培養的流程：（1）培養前，為什么要將動物組織分散成單個細胞？①分散不會限制彼此的生長和增殖；②利于從培養液中獲得營養，排出代謝廢物，利于繼續培養。

動物組織分散成單個細胞二.

動物細胞培養的過程培養根據動物細胞培養的概念，初步構建動物細胞培養的流程：（2）怎樣將動物組織分散成單個細胞？機械的方法或用胰蛋白酶、膠原蛋白酶等處理一段時間。①說明動物細胞間的物質主要是什么成分？蛋白質機械法或胰蛋白酶、膠原蛋白酶處理

動物組織分散成單個細胞二.

動物細胞培養的過程培養根據動物細胞培養的概念，初步構建動物細胞培養的流程：閱讀教材P44“動物細胞培養的過程”，思考、回答下列問題：（2）怎樣將動物組織分散成單個細胞？機械的方法或用胰蛋白酶、膠原蛋白酶等處理一段時間。②用胃蛋白酶可以嗎？不可以，因為胃蛋白酶的最適PH為1.5左右機械法或胰蛋白酶、膠原蛋白酶處理

動物組織分散成單個細胞二.

動物細胞培養的過程培養根據動物細胞培養的概念，初步構建動物細胞培養的流程：閱讀教材P44“動物細胞培養的過程”，思考、回答下列問題：（2）怎樣將動物組織分散成單個細胞？機械的方法或用胰蛋白酶、膠原蛋白酶等處理一段時間。③胰蛋白酶處理時間過長，會怎樣？會破壞細胞結構，把細胞消化掉機械法或胰蛋白酶、膠原蛋白酶處理

動物組織分散成單個細胞二.

動物細胞培養的過程培養根據動物細胞培養的概念，初步構建動物細胞培養的流程：（3）分散成的單個細胞，如何培養？用培養液將細胞制成細胞懸液，放入培養皿或培養瓶內，置于適宜環境中培養。機械法或胰蛋白酶、膠原蛋白酶處理加培養液細胞懸液培養放入培養瓶在適宜條件中二.

動物細胞培養的過程動物組織分散成單個細胞細胞懸液機械法或胰蛋白酶、膠原蛋白酶處理加培養液★體外培養動物細胞分為兩類:①懸浮生長細胞細胞能夠懸浮在培養液中生長増殖;②貼壁生長細胞（主要類型）細胞需要貼附于某些基質表面才能生長增殖懸浮培養瓶培養放入培養瓶在適宜條件中細胞貼壁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×）貼壁生長與接觸抑制思考：“細胞增殖到互相接觸的時候，糖蛋白識別了這種信息，就會使細胞停止繼續繁殖，出現接觸抑制的現象”試結合上述解釋，舉例說明哪種細胞無接觸抑制現象，并闡述原因。癌細胞；癌細胞的細胞膜上糖蛋白等物質減少腫瘤細胞失去接觸抑制，條件適宜在培養液可以無限增殖下去。二.

動物細胞培養的過程動物組織分散成單個細胞細胞懸液機械法或胰蛋白酶、膠原蛋白酶處理加培養液培養放入培養瓶在適宜條件中（4）培養一段時間后，細胞分裂會受阻，為什么？接觸抑制懸浮生長貼壁生長(大多數）細胞密度過大、有害代謝物積累、營養物質缺乏等細胞分裂受阻解決？二.

動物細胞培養的過程動物組織分散成單個細胞細胞懸液機械法或胰蛋白酶、膠原蛋白酶處理加培養液培養放入培養瓶在適宜條件中傳代培養在適宜條件中分瓶培養

原代培養（5）什么是原代培養和傳代培養？判斷依據：胰蛋白酶處理的對象和是否分瓶！①原代培養：指動物組織經處理后的初次培養。②傳代培養：分瓶后的細胞培養。二.

動物細胞培養的過程動物組織分散成單個細胞細胞懸液機械法或胰蛋白酶、膠原蛋白酶處理加培養液培養放入培養瓶在適宜條件中傳代培養在適宜條件中分瓶培養

原代培養（6）進行傳代培養（分瓶培養）時，如何處理？懸浮細胞:離心法收集貼壁細胞:胰蛋白酶處理，再離心法收集②制成細胞懸液，分瓶培養①收集細胞傳代培養部分細胞的細胞核型可能會發生變化，增殖緩慢，甚至完全停止大部分細胞衰老死亡少數細胞會克服細胞壽命的自然極限，獲得不死性，這些細胞已經發生了突變，正朝癌細胞發展10~50代繼續培養（50代以后）使用或保存的細胞通常為10代以內，以保持細胞正常的二倍體核型(遺傳物質不改變)；這一階段的細胞稱為細胞株遺傳物質一定改變了這一階段的細胞稱為細胞系細胞株細胞系胰蛋白酶原代培養傳代培養動物胚胎或幼齡動物的組織、器官細胞懸浮液10代細胞50代細胞無限傳代單個細胞加培養液二.

動物細胞培養的過程小結

動物細胞培養的過程用機械法或用胰蛋白酶、膠原蛋白酶等處理取動物組織分散成單個細胞接觸抑制懸浮生長貼壁生長(大多數）解決方法傳代培養分瓶培養細胞懸液加培養液原代培養在培養皿或培養瓶內細胞密度過大、有害代謝物積累、營養物質缺乏等細胞分裂受阻懸浮培養的細胞:直接用離心法收集貼壁細胞:用胰蛋白酶處理分散成單個細胞，用離心法收集②制成細胞懸液，分瓶培養①收集細胞原代培養：指動物組織經處理后的初次培養。細胞貼壁：某些細胞需要貼附于某些基質表面

（如培養瓶瓶壁）才能增殖。接觸抑制：當貼壁細胞分裂生長到表面相互

接觸時，細胞停止分裂增殖的現象。傳代培養：分瓶后的細胞培養。比較項目植物組織培養動物細胞培養原理培養基性質培養基特有成分培養結果相同點植物組織培養和動物細胞培養的比較常用固體培養基植物體或細胞產物葡萄糖、動物血清常用液體培養基細胞增殖細胞的全能性細胞群或細胞產物蔗糖、植物激素1.培養過程中細胞都進行有絲分裂，不涉及減數分裂；2.均需無菌操作，需要適宜的溫度、pH等條件

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，據圖分析原因是___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。正常

人們對細胞所需營養物質還沒完全研究清楚，正常細胞培養的合成培養基通常都需要加入血清等一些天然成分。無血清培養的正常細胞增殖受抑制，不能判斷物質X對細胞增殖的影響三.

干細胞的培養及其應用

來源或存在功能、特點局限性胚胎干細胞(ES細胞)成體干細胞（閱讀P46—47，完成表格）早期胚胎能夠分化成為動物體內的任何細胞，并進一步形成組織、器官甚至生物個體成體組織或器官，如造血干細胞、神經干細胞和精原干細胞等具有組織特異性，能分化成特定的細胞或組織不具有發育成完整個體的能力需從胚胎中獲取，涉及倫理問題，限制了它在醫學上的應用

①2018年，論文“人類胚胎干細胞衍生的心肌細胞在非人類靈長類動物的心臟中恢復功能”發表在《自然—生物技術》雜志上。研究表明，隨著時間的推移，猴子的新心肌細胞會發育，血管化并導致心臟功能改善。（2）應用前景閱讀資料，展望應用前景干細胞的培養及其應用

前景展望———如果臨床實驗能證實，胚胎干細胞將有望修復人因心肌梗塞、心臟病等疾病受損的心臟。

②《細胞發育》雜志刊登德國研究人員從雄性老鼠胚胎中提取胚胎干細胞，在實驗室中加以培育，并用視黃酸等物質促使胚胎干細胞轉變為精子細胞的文章。干細胞的培養及其應用

前景展望———解決人類不育難題。（2）應用前景閱讀資料，展望應用前景

③生物資訊網2005年11月17日訊：近日，英國倫敦帝國學院的科學家成功地利用人類胚胎干細胞培養出了軟骨細胞。干細胞的培養及其應用

前景展望———用新的軟骨修復運動產生的損傷。

前景展望———培育出人造組織器官，用于器官移植，治療人類的某些頑癥。

④目前，在動物實驗方面，用ES細胞誘導分化出的某些組織細胞已成功地治愈人類的糖尿病、肝衰竭、心衰竭和成骨不良等疑難病癥。（2）應用前景閱讀資料，展望應用前景類型應用造血干細胞神經干細胞治療白血病及一些惡性腫瘤放療或化療后引起的造血系統、免疫系統功能障礙等疾病治療神經組織損傷和神經系統退行性疾病（如帕金森病、阿爾茨海默病等）干細胞應用面臨的問題存在存在著導致腫瘤發生的風險。（1）胚胎干細胞的局限性：胚胎干細胞必須從胚胎中獲取，涉及倫理問題；因而限制了在醫學上的應用。（2）iPS細胞概念：通過體外誘導小鼠成纖維細胞，獲得了類似胚胎干細胞的一種細胞，稱為誘導多能干細胞，簡稱iPS細胞。（3）誘導方法：①將特定基因或特定蛋白導入細胞（成纖維細胞以及已分化的T細胞、B細胞均可）；②用小分子化合物誘導形成。（4）iPS細胞優點：①誘導過程無須破壞胚胎；②iPS細胞可以來源于病人自身的體細胞，將它移植回

病人體內后，理論上可以避免免疫排斥反應。（3）誘導多能干細胞體外誘導小鼠成纖維細胞誘導多能干細胞iPS臨床治療人類疾病多種體細胞定向誘導分化如：白血病、帕金森病、阿而茨海默病等移植取成纖維細胞等iPS細胞轉入相關因子細胞發生轉化分化胰島細胞神經元血細胞腸上皮細胞心肌細胞肝細胞病人iPS細胞用于治療人類疾病示意圖1.判斷下列有關動物細胞培養的表述是否正確。（1）培養環境中需要O2，不需要CO2。（

）（2）細胞要經過脫分化形成愈傷組織。（

）（3）培養液中通常含有糖類、氨基酸、無機鹽、維生素