高中生物第一节 细胞培养是动物细胞工程的基础课文配套ppt课件

这是一份高中生物第一节 细胞培养是动物细胞工程的基础课文配套ppt课件，共29页。PPT课件主要包含了胰蛋白酶或机械处理，单个细胞悬浮液，贴壁生长，接触抑制，细胞生长的特点，连续细胞系，细胞株，细胞系，异质性细胞系，克隆培养等内容，欢迎下载使用。

依据植物细胞的全能性原理，能够在细胞水平上克隆植物，培育植物新品种。那么，能利用动物细胞培养技术克隆出动物个体吗？如果将不同种动物的细胞融合，能够培育出具有新性状的动物个体吗？轰动世界的克隆羊“多莉”是如何培育出来的？通过“试管婴儿”技术孕育出新生儿与一般的生殖过程有什么不同？本章将会揭示这些问题的答案。动物细胞工程常用的技术手段包括动物细胞培养、动物细胞核移植、动物细胞融合等。
动物细胞工程常用的技术手段包括动物细胞培养、动物细胞核移植、动物细胞融合等。其中动物细胞培养技术是其他动物细胞工程技术的基础。那么，动物体细胞在体外进行培养需要什么条件？培养过程如何？
1.动物细胞培养：从动物体获得相关组织，分散成单个细胞后，在适宜环境下让细胞生长和增殖的过程。原理：细胞增殖2．动物细胞培养的适宜条件（需要更复杂的培养基和更严格的无菌条件） (1)温度：大多数情况下，细胞生长的最适宜温度是37℃， 温差一般不超过±0.5 ℃。达40 ℃以上，细胞很快死亡。（CO2培养箱可以提供适宜的温度和控制稳定的PH环境，模拟体内生长环境。）
一、动物体细胞可在体外适宜条件下进行培养
(2)pH：大多数细胞适宜的pH为7.2～7.4，偏离此范围对细胞产生有害影响。造成培养基pH波动的主要物质是细胞代谢产生的CO2，可通过给培养箱提供恒定的5%的CO2浓度，使之与培养基中的NaHCO3处于平衡状态，调节pH的相对稳定。(3) 95%的空气可以保证细胞呼吸对氧气的需要。(4)无菌、无毒 的条件①培养材料、培养基、培养环境、操作过程严格控制无菌。②动物细胞培养液中常含有在高温条件下变性失去功能的物质，如血清等，因而对培养液的这些成分采用过滤除菌。（无菌） ③在培养基中加入抗生素能抑制细菌和真菌的生长，从而预防污染。常用的抗生素有青霉素、链霉素、卡那霉素和庆大霉素等。（无菌）④为防止细胞代谢产生的有毒物质危害细胞，应定期更换培养液。（无毒）
3．动物细胞的生长和增殖需要充足的营养物质。 培养动物细胞的培养基通常为液体培养基。 (1)基本成分：水、无机盐、氨基酸、维生素、糖类、生长因子等。 (2)按培养基来源分类：
为什么对动物细胞进行培养时通常要添加血清？血清中含有蛋白质、氨基酸、葡萄糖、激素等。有些氨基酸（必需氨基酸）动物细胞本身不能合成必须由培养液提供。血清激素有胰岛素、生长激素等及多种生长因子。血清还含有多种未知的促细胞生长因子、能促进细胞的生长、增殖和贴附。因此，细胞培养时，要保证细胞能够顺利生长和增殖，一般需添加10%～20%的血清。
小思考：幼龄动物的细胞与老龄动物的细胞比较，分化程度低的细胞与分化程度高的细胞比较，哪些细胞更易于培养？为什么？【答案】细胞的增殖能力与供体的年龄有关，幼龄动物的细胞增殖能力强，有丝分裂旺盛，老龄动物的细胞则相反。所以，一般来说，幼龄动物的细胞比老龄动物的细胞易于培养；分化程度越低的细胞，增殖能力越强，所以分化程度低的细胞更容易培养。
a、无菌、无毒： （加抗生素抑菌，定期更换培养液，清除代谢废物保证无毒 ）b、营养物质和激素： （葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等） c、适宜的温度和pH： （37±0.5℃，PH7.2---7.4 ）d、气体环境： O2和CO2（95%空气和5% CO2 ），加入CO2是为了维持培养液中的PH值，加入 O2是为了保证细胞的需氧呼吸，放入CO2 培养箱
动物细胞培养是所需要的条件：
1．培养过程和细胞生长特点
二、动物细胞培养包括原代培养和传代培养
①贴附生长：贴附是有机体细胞在体内生存和生长发育的基本方式，包括细胞与细胞间的相互接触和细胞与细胞外基质之间的相互接触。体外培养时，绝大多数细胞仍然保持贴附生长的特性，必须贴附在某一固相支持物上（如培养瓶壁）生长。来源于血液、淋巴组织细胞以及某些肿瘤细胞不需要贴附在支持物上，而是呈悬浮生长状态。 ②接触抑制：贴附型细胞生长的特性，当细胞由于移动而相互靠近发生接触时，细胞不再移动，接触区域的细胞膜皱褶样活动停止，最终细胞分裂停止，这种现象称为接触抑制。正常细胞并不重叠于其他细胞之上生长，而是单层生长。癌细胞无接触抑制而发生堆积。是否接触抑制可作为区分正常细胞与癌细胞的标志之一
2．原代培养和传代培养(1)原代培养：原代培养是指细胞或组织离开有机体后的首次培养（第一个培养瓶培养，分瓶之前的培养） 。取材是原代培养的第一步，所取动物组织块一般体积大于1mm3).若直接培养组织块，只有处于周边的少量细胞可以生存和繁殖，大部分中间细胞因不能获得穿透能力有限的营养物质而代谢不良。为获取大量生长良好的细胞，必须先把组织细胞分散开，使细胞解离出来。解离细胞的方法是先将组织块剪碎，用胰蛋白酶或胶原蛋白酶等消化处理一段时间，使组织松散，细胞分开。再将分散的细胞制成细胞悬液，进一步接种至培养瓶中，在人工控制的培养条件下，进行原代培养。
注：胰酶的作用：酶解、消化组织中的胶原蛋白纤维和细胞外的其他成分，获得单个细胞悬液，使细胞与培养液充分接触，保证细胞所需氧气和营养的供应，保证细胞内代谢产物的及时排出。
思考：能不能用胃蛋白酶代替胰酶（胰蛋白酶）？
(2)传代培养（分瓶培养）①需要传代培养的原因：随着时间的延长，体外培养的细胞数量不断增加。当增长到一定程度后，由于发生接触抑制或培养空间的限制及营养物质的消耗枯竭，生长会逐渐减慢，甚至停止并死亡。②操作：将原培养瓶内的细胞分离并稀释后转到多个培养瓶中，在新的培养基中进行传代培养。（分瓶培养后）（继代培养？）③要求：一般来说，原代培养的贴壁细胞达到生长基质的80%表面面积后可进行传代培养。若传代过晚，可影响下一代细胞的动能状态。贴壁生长的细胞需经酶（胰蛋白酶或胶原蛋白酶）消化制成细胞悬液后才能传代。
动物细胞培养中（至少）有两次用到胰酶；第一次的目的是处理剪碎的组织使之分散成单个细胞，第二次的目的是使贴壁细胞从瓶壁上脱落下来。 （每一次传代培养都需要用到胰酶）
思考：动物细胞培养中用到了几次胰酶？作用相不相同？
(3)有限细胞系：不能连续培养下去的细胞系。二倍体细胞通常为有限细胞系，如人的成纤维细胞可传30～50代，相当于150～300个细胞周期。4．细胞株 (1)概念：通过一定的选择或纯化方法，从原代培养物或细胞系中获得的具有特殊性质的细胞。 (2)特点：一般具有恒定的染色体组型、病毒敏感性或抗性及其他生化特性。
3．细胞系(1)概念：可连续传代的细胞，原代培养物经首次传代成功后即成细胞系。(2)连续细胞系(无限细胞系)：能连续培养下去的细胞系。其被认为是发生转化了的细胞系(遗传物质发生改变，突变且具有癌性细胞的特点)，有的连续细胞系是恶性细胞系，有的连续细胞系虽已获得了不死性，但保留接触抑制现象，不致癌，是良性无限细胞系。
(3)类型：可以连续多次传代的细胞株称为连续细胞株， 可传代次数有限的细胞株称为有限细胞株。(4)与细胞系关系：细胞系是泛指可传代的细胞，细胞株是具有特殊性质的细胞系。
细胞系所有细胞都能传代培养，却不一定具有相同的特征，不能称为细胞克隆；而细胞株是具有特殊性质的细胞系，一个细胞株就是一个细胞克隆。
（原代培养物经传代培养得到的一群不均一的细胞）（异质性）
（细胞株强调细胞培养物中细胞成分单一性，所有遗传、生化等特性完全相同，是克隆的结果。）
有限细胞系：不能连续培养。由二倍体细胞传代培养建成；有接触抑制
特点：是发生转化了的细胞系， 大多数具有异倍体核型。
恶性细胞系：具有异体致瘤性良性细胞系：虽获得不死性，但保留接触抑制现象，不致癌。
含义：能连续培养下去的细胞系
连续细胞株：可连续多次传代的细胞株
有限细胞株：可传代次数有限的细胞株
细胞系是泛指可传代的细胞，细胞株是具有特殊性质的细胞系。
5．细胞克隆(克隆培养)：把一个单细胞从群体中分离出来单独培养，使之繁衍成一个新的细胞群体的技术。（细胞株） (1)细胞克隆的最基本要求：来源于单个细胞。（2）特点：经克隆后的细胞群基因型一致，遗传性状均一，是研究遗传规律和生理特性的重要材料。 (3)应用：细胞全能性的揭示、细胞周期调节控制的分析、癌变机理和衰老原因、抗癌药物的筛选、有毒物质的检测等研究，都与细胞培养技术密不可分。(4)意义：皮肤细胞的培养用于烧伤患者的皮肤移植，其他器官的细胞培养用于相关损伤组织器官的修复等。借助于某些细胞的大规模培养获得细胞代谢产物，如获得动物疫苗、干扰素、单克隆抗体等有重要价值的生物制品，是动物细胞培养的重要应用之一。“人造牛肉汉堡”动物性食品的获得。
单抗细胞株等具备特殊性状的细胞株都是应用克隆培养法建立的。
获得细胞或 细胞分泌蛋白
快速繁殖、培育无病毒植株等
葡萄糖、 动物血清
蔗糖、 植物激素
植物细胞和动物细胞培养的比较
小思考：在用胰蛋白酶酶解组织块时，由于胰蛋白酶比较温和，一定不会对细胞造成损伤吗？【答案】使用胰蛋白酶消化处理组织块时，要控制好作用时间，因为胰蛋白酶不仅能分解细胞间的蛋白质，长时间作用还会分解细胞膜蛋白等，会对细胞造成损伤。
判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)动物细胞培养时，需要对细胞进行一次脱分化处理和两次胰蛋白酶处理。(　　)(2)动物细胞培养最好选择幼龄动物的组织。(　　)(3)克隆培养必须保证分离出来的细胞是一种类型的多个细胞，而不是多种类型的细胞。(　　)(4)动物细胞培养时，通入CO2的目的是刺激细胞呼吸。(　　)(5)培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞。(　　)
(6)二倍体细胞的传代培养次数通常是无限的。(　　)(7)恒温条件下进行动物细胞培养，细胞周期持续时间长短不随细胞培养进程而改变。(　　)(8)为了防止培养过程中发生微生物污染，应将培养箱抽成真空，以便消毒、灭菌。(　　)(9)在进行细胞培养时，通常采用培养皿或打开培养瓶盖的方式以获取新陈代谢所必需的O2。(　　)
典例1 动物细胞培养与植物组织培养的重要区别在于(　　)A．培养基和培养目的不同B．动物细胞培养需经历脱分化和再分化过程C．动物细胞可以传代培养，而植物细胞不能D．动物细胞能够大量培养，而植物细胞只能培养成植株【解析】植物组织培养的培养基与动物细胞培养的培养基不同，目的也不同，前者主要是为了得到完整的植株，后者则是使细胞数量增多；动物细胞培养一般用液体培养基，而植物组织培养一般用固体培养基，与植物组织培养的培养基相比，动物细胞培养的培养基中还要加入动物血清等，A符合题意。
典例2 下列关于细胞系和细胞株的说法，错误的是(　　)A．原代培养得到的细胞也可以是细胞系B．细胞株是特殊的细胞系C．连续细胞系都获得了不死性D．连续细胞系不一定都发生了转化【解析】原代培养得到的细胞也可以是细胞系，A正确；细胞株是特殊的细胞系，B正确；连续细胞系都获得了不死性，C正确；连续细胞系一定都发生了转化，D错误。
4．下图表示动物细胞培养流程图，请据图回答下列问题：
(1)过程②表示_______________。(2)过程③和⑥表示用______________处理组织或处理贴壁细胞，使之分散成单个细胞。(3)④和⑥的过程都要把分散的细胞制成______________。(4)过程⑤进行的细胞培养是________________，细胞适于_________生长增殖。(5)过程⑦进行的细胞培养是_____________，培养多代后，部分细胞的_____________会发生改变。继续培养时，少部分细胞发生了_________，朝着等同于癌细胞的方向发展。