第二章細(xì)胞工程第2節(jié)

第一課時(shí)

動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.闡明動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的條件和過程。2.簡(jiǎn)述干細(xì)胞在生物醫(yī)學(xué)工程中有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。一

動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的條件和過程一1.動(dòng)物細(xì)胞工程(1)常用技術(shù)：動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)、動(dòng)物細(xì)胞融合和動(dòng)物細(xì)胞核移植等。(2)基礎(chǔ)：動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)。2.動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)(1)概念：從動(dòng)物體中取出相關(guān)的組織，將它分散成單個(gè)細(xì)胞，然后在適宜的培養(yǎng)條件下，讓這些細(xì)胞生長(zhǎng)和增殖的技術(shù)。(2)原理：細(xì)胞增殖(3)取幼齡的組織，幼齡組織分裂旺盛(4)分散成單個(gè)細(xì)胞：細(xì)胞所需的營(yíng)養(yǎng)容易供應(yīng)，其代謝廢物容易排出一

動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的條件和過程一(5)培養(yǎng)條件①營(yíng)養(yǎng)a.合成培養(yǎng)基：將細(xì)胞所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)(糖類、氨基酸、無機(jī)鹽、維生素等)按種類和所需量嚴(yán)格配制而成的培養(yǎng)基。b.天然成分：使用合成培養(yǎng)基時(shí)，通常需要加入血清等一些天然成分，原因是血清中含有尚未全部研究清楚的細(xì)胞所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。c.培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞一般使用液體培養(yǎng)基，也稱為培養(yǎng)液。一

動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的條件和過程一(5)培養(yǎng)條件②無菌、無毒的環(huán)境a.對(duì)培養(yǎng)液和所有培養(yǎng)用具進(jìn)行滅菌處理。b.在無菌環(huán)境下進(jìn)行操作。c.培養(yǎng)液需定期更換，以便清除代謝物，防止細(xì)胞代謝物積累對(duì)細(xì)胞自身造成危害。③溫度、pH和滲透壓a.溫度：以36.5℃±0.5℃為宜。b.pH：以pH為7.2～7.4為宜。c.適宜的滲透壓。一

動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的條件和過程一懸浮培養(yǎng)的細(xì)胞:直接用離心法收集貼壁細(xì)胞:用胰蛋白酶處理分散成單個(gè)細(xì)胞，用離心法收集解決接觸抑制傳代培養(yǎng)細(xì)胞分裂受阻②制成細(xì)胞懸液，分瓶培養(yǎng)①收集細(xì)胞取動(dòng)物組織用機(jī)械法或用胰蛋白酶、膠原蛋白酶等處理分散成單個(gè)細(xì)胞制成細(xì)胞懸液加培養(yǎng)液在培養(yǎng)皿或培養(yǎng)瓶?jī)?nèi)原代培養(yǎng)分瓶培養(yǎng)懸浮生長(zhǎng)貼壁生長(zhǎng)(大多數(shù)）細(xì)胞密度過大、有害代謝物積累、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)缺乏等一

動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的條件和過程一(7)相關(guān)概念①細(xì)胞貼壁：懸液中分散的細(xì)胞往往貼附在培養(yǎng)瓶的瓶壁上。②接觸抑制：當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長(zhǎng)到表面相互接觸時(shí)，細(xì)胞通常停止分裂增殖的現(xiàn)象。③原代培養(yǎng)：指動(dòng)物組織經(jīng)處理后的初次培養(yǎng)。④傳代培養(yǎng)：分瓶后的細(xì)胞培養(yǎng)。懸浮貼附動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)與植物組織培養(yǎng)的比較項(xiàng)目動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)植物組織培養(yǎng)理論基礎(chǔ)細(xì)胞增殖植物細(xì)胞的全能性培養(yǎng)前處理無菌；用機(jī)械的方法或用胰蛋白酶、膠原蛋白酶等處理，將組織分散成單個(gè)細(xì)胞無菌、離體取材動(dòng)物胚胎或出生不久的幼齡動(dòng)物的器官或組織植物幼嫩的部位或花藥等培養(yǎng)基性質(zhì)液體固體培養(yǎng)基成分糖類、氨基酸、無機(jī)鹽、維生素和動(dòng)物血清等水、礦質(zhì)元素、蔗糖、維生素、植物激素和瓊脂等結(jié)果細(xì)胞培養(yǎng)產(chǎn)生大量細(xì)胞，不形成新個(gè)體可產(chǎn)生新個(gè)體應(yīng)用人造皮膚的構(gòu)建、動(dòng)物分泌蛋白的規(guī)?；a(chǎn)快速繁殖、作物脫毒、細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)和單倍體育種等相同點(diǎn)①都需人工條件下的無菌操作；②都需要適宜的溫度、pH等條件；③都進(jìn)行有絲分裂，都不涉及減數(shù)分裂課堂練習(xí)1.某興趣小組開展小鼠原代神經(jīng)元培養(yǎng)的研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)其培養(yǎng)的原代神經(jīng)元生長(zhǎng)緩慢，其原因不可能是A.實(shí)驗(yàn)材料取自小鼠胚胎的腦組織B.為了防止污染將培養(yǎng)瓶瓶口密封C.血清經(jīng)過高溫處理后加入培養(yǎng)基D.所使用的培養(yǎng)基呈弱酸性√課堂練習(xí)√2.從小鼠胚胎中分離獲取胚胎成纖維細(xì)胞進(jìn)行貼壁培養(yǎng)，在傳代后的不同時(shí)間點(diǎn)檢測(cè)細(xì)胞數(shù)目，結(jié)果如圖。下列敘述正確的是A.傳代培養(yǎng)時(shí)，培養(yǎng)皿需密封防止污染B.選取①的細(xì)胞進(jìn)行傳代培養(yǎng)比②更

合理C.直接用離心法收集細(xì)胞進(jìn)行傳代培養(yǎng)D.細(xì)胞增長(zhǎng)進(jìn)入平臺(tái)期可能與細(xì)胞密度過大有關(guān)一

干細(xì)胞培養(yǎng)及其應(yīng)用二1.來源：早期胚胎、骨髓和臍帶血等多種組織和器官中。2.類型：胚胎干細(xì)胞和成體干細(xì)胞等。3.胚胎干細(xì)胞(簡(jiǎn)稱ES細(xì)胞)(1)概念：存在于早期胚胎中，具有分化為成年動(dòng)物體內(nèi)的任何一種類型的細(xì)胞，并進(jìn)一步形成機(jī)體的所有組織和器官甚至個(gè)體的潛能。(2)局限：胚胎干細(xì)胞必須從胚胎中獲取，這涉及倫理問題，因而限制了它在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用。(3)成果：目前科學(xué)家已經(jīng)分離了兔、牛、猴和人等的ES細(xì)胞，并證明了ES細(xì)胞可以在體外分化成心肌細(xì)胞、神經(jīng)元和造血干細(xì)胞等細(xì)胞。一

干細(xì)胞培養(yǎng)及其應(yīng)用二4.成體干細(xì)胞(1)概念：成體組織或器官內(nèi)的干細(xì)胞。(2)類型：骨髓中的造血干細(xì)胞

神經(jīng)系統(tǒng)中的神經(jīng)干細(xì)胞

睪丸中的精原干細(xì)胞(3)特點(diǎn)：具有組織特異性，只能分化成特定的細(xì)胞或組織，不具有發(fā)育成完整個(gè)體的能力。一

干細(xì)胞培養(yǎng)及其應(yīng)用二(4)作用：有著自我更新能力及分化潛能的干細(xì)胞，與組織、器官的發(fā)育、再生和修復(fù)等密切相關(guān)。(5)應(yīng)用①造血干細(xì)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(tǒng)、免疫系統(tǒng)功能障礙等疾病。②神經(jīng)干細(xì)胞：治療神經(jīng)組織損傷和神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病(如帕金森病、阿爾茨海默病等)。一

干細(xì)胞培養(yǎng)及其應(yīng)用二5.誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(1)概念：通過體外誘導(dǎo)成纖維細(xì)胞等，獲得類似胚胎干細(xì)胞的一種細(xì)胞，被稱為誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(簡(jiǎn)稱iPS細(xì)胞)。(2)應(yīng)用：治療小鼠的鐮狀細(xì)胞貧血；用iPS細(xì)胞治療阿爾茨海默病、心血管疾病等領(lǐng)域的研究也取得了新進(jìn)展。(3)優(yōu)點(diǎn)：誘導(dǎo)過程無須破壞胚胎；iPS細(xì)胞可以來源于病人自身的體細(xì)胞，將它移植回病人體內(nèi)后，理論上可以避免免疫排斥反應(yīng)。(4)制備方法：借助載體將特定基因?qū)爰?xì)胞中，直接將特定蛋白導(dǎo)入細(xì)胞中或者用小分子化合物等來誘導(dǎo)形成iPS細(xì)胞。(5)來源：成纖維細(xì)胞、已分化的T細(xì)胞、B細(xì)胞等。課堂練習(xí)3.研究人員研究肥胖機(jī)理時(shí)發(fā)現(xiàn)了一種與脂肪細(xì)胞的分化形成有關(guān)的蛋白質(zhì)M，其細(xì)胞分化過程如圖所示。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是A.已分化的細(xì)胞不可能繼續(xù)

分化為其他類型的細(xì)胞B.肌肉細(xì)胞與脂肪細(xì)胞中均

含控制蛋白質(zhì)M合成的基因C.促進(jìn)蛋白質(zhì)M的合成是解決肥胖問題的一條途徑D.間充質(zhì)細(xì)胞是一種成體干細(xì)胞，其分化過程具有組織特異性√課堂練習(xí)4.肌萎縮側(cè)索硬化癥即“漸凍癥”，該病病因之一是突變的基因?qū)е掠卸疚镔|(zhì)積累，使運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元損傷。最新研究結(jié)果表明，利用誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(iPS細(xì)胞)制作前驅(qū)細(xì)胞，然后移植給漸凍癥實(shí)驗(yàn)鼠，能延長(zhǎng)其壽命。下列關(guān)于誘導(dǎo)