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(共43张PPT)
第2章 细胞工程
第2节 动物细胞工程
从社会中来P43
1.使用他人的皮肤如何？
2.使用自身皮肤？
思考:患者轻度烧伤，如何解决？
小面积烧伤
如果像谢晓晖这样大面积烧伤呢？怎么解决？
动物细胞培养
既解决了来源不足的问题，又不会产生免疫排斥
结论：动物体细胞可以在体外适宜条件下进行培养
动物细胞工程常用技术
动物细胞培养
动物细胞核移植
动物细胞融合
基 础
第1课时 动物细胞培养
01
动物细胞培养的条件
一
动物细胞培养的条件
机体给体内细胞提供了哪些适宜的条件使其能够维持正常生命活动？
一
动物细胞培养的条件
知识回顾：
还记得细胞生活的环境吗？
细胞外液的主要成分呢？
一
动物细胞培养的条件
知识回顾：
细胞外液的主要成分呢？
营养物质
代谢废物
气体
以及调节因子
一
动物细胞培养的条件
生物体内的细胞可以通过机体的代谢、调节和保护等机制，使细胞的营养、生长条件、抵抗有害因子的能力等方面处于最佳状态。
体外培养的细胞由于失去了对整体的依赖性，因此对实验室的培养条件提出了更高的要求。
相对来说，与植物组织培养相比，动物细胞培养需要提供成分更复杂的培养基，控制更严格的无菌条件，创造更稳定的环境条件。
二
动物细胞培养的过程
_________________________________________________________________________________________________________________________
任务：阅读课本P43—44，思考细胞培养所需条件有哪些，并完成导学案探究二
﹤
一
动物细胞培养的条件
动物细胞培养
所需的基本条件
﹤
营养条件
其他条件
糖类、
氨基酸、
无机盐、
维生素……
适宜的温度、pH和渗透压
无菌、无毒的环境
适宜的气体环境
一
动物细胞培养的条件
1.营养
水、糖类（葡萄糖）、氨基酸、无机盐、维生素……P43图2-9
②培养基的构成：______________________
+
合成培养基
血清
①常用什么培养基（按照物理性质）___________
液体培养基(培养液)
将细胞所需的营养物质按种类和所需量严格配制的培养基。称为合成培养基。
血清等一些天然成分。血清中含有人类尚未全部研究清楚、细胞生长和增殖所必需的物质
一
动物细胞培养的条件
2.无菌、无毒的环境
无菌
①对_____________________进行灭菌处理
②在_________下进行操作
_______定期更换，以便清除代谢物
无毒
培养液和所有培养用具
无菌环境
③可以根据实际情况适量添加抗生素(预防污染)
培养液
为什么要定期更换培养液？
（目的：防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害。）
①湿热灭菌
②干热灭菌
③灼烧灭菌
思考：动物细胞培养液中加入的有些物质如血清在高温下容易变性，能否用高压蒸汽灭菌？
不能，用细菌过滤器
一
动物细胞培养的条件
3.温度、pH和渗透压
（1）适宜的温度：
哺乳动物细胞培养的温度多以__________为宜。
（2）适宜的pH：
多数动物细胞生存的适宜pH为___________。
（3）适宜的________：
维持细胞正常的形态和功能。
36.5±0.5℃
7.2-7.4
渗透压
CO2培养箱
一
动物细胞培养的条件
4.气体环境
通常采用培养皿或_____________。并将它们置于含有95%______和5%____的混合气体的CO2培养箱中进行培养。
O2：_______________________
CO2：主要作用是______________。
细胞代谢所必需的。
维持培养液的pH
松盖培养瓶
使细胞代谢产生的CO2 及时溢出培养器皿
培养箱不仅能提供气体环境，还提供了适宜的温度，还能控制稳定的pH环境。
空气
CO2
【典例1】下列有关动物细胞培养时所提供的物质及其作用的描述不正确的是 (　　)
选项 提供物质 作用
A 抗生素 主要防止动物细胞在培养过程中被病毒感染
B 血清 补充合成培养基中缺乏的物质
C 氧气 满足细胞代谢的需要
D 二氧化碳 维持培养液的酸碱度
A
02
动物细胞培养的过程
二
动物细胞培养的过程
_________________________________________________________________________________________________________________________
任务：阅读课本P44—45，思考:
1.什么是原代培养和传代培养？
2.什么是贴附生长和接触抑制？
二
动物细胞培养的过程
合作完成任务：请用文字和箭头将细胞培养大致过程表示出来
取动物组织
分散成单个细胞
解决
悬浮生长
贴壁生长
(主流）
细胞密度过大、有害代谢物积累、营养物质缺乏等
接触抑制
传代培养
用机械法或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理
细胞悬液
原代培养
分瓶
培养
加培养液
在培养皿或培养瓶内
细胞分裂受阻
动物细胞培养的过程示意图
请根据示意图总结“动物细胞培养”概念
动物细胞融合
动物细胞核移植
动物细胞工程
基础
动物细胞培养
动物细胞培养是指从动物体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后在适宜的培养条件下，让这些细胞生长和增殖的技术。P43
动物细胞融合
动物细胞核移植
动物细胞工程
基础
动物细胞培养
从动物体中取出相关的组织
将它分散成单个细胞
在适宜的培养条件下
细胞生长和增殖
原理：
细胞增殖（有丝分裂）
植物组织培养是指将离体的植物器官、组织或细胞等，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其形成完整植株的技术（对比）
二
动物细胞培养的过程
①取动物组织
用机械的方法，或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理的方法，将组织分散成单个细胞
②分散组织细胞
一般选择幼龄动物或者是动物的胚胎;所取动物组织块一般体积大于1mm3 。
注意
机械方法
或胶原蛋白酶
进行动物细胞培养时常用胰蛋白酶分散细胞，这说明细胞间的物质主要是什么成分？用胃蛋白酶行吗？
（1）用胰蛋白酶分散细胞说明细胞间物质主要是蛋白质。
消化时间太短,消化就不充分,不能使细胞充分分散开来；
消化时间太长,会导致细胞膜表面蛋白大量被分解,从而导致细胞死亡!
(2)用胃蛋白酶不行，因为胃蛋白的适宜pH是2-3，如果用胃蛋白酶来分散细胞，在胃蛋白酶发挥作用的情况下，细胞(需要弱碱性)会被杀死。
二
动物细胞培养的过程
①取动物组织
用机械的方法，或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理的方法，将组织分散成单个细胞
②分散组织细胞
一般选择幼龄动物或者是动物的胚胎;所取动物组织块一般体积大于1mm3 。
注意
胰蛋白酶处理时间需严格控制
处理时间太短,消化就不充分,不能使细胞充分分散开来；(2min左右)
处理时间太长,会导致细胞膜表面蛋白大量被分解,从而导致细胞死亡!
你知道为什么一定要把细胞分散开吗？
二
动物细胞培养的过程
①取动物组织
用机械的方法，或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理的方法，将组织分散成单个细胞
②分散组织细胞
一般选择幼龄动物或者是动物的胚胎;所取动物组织块一般体积大于1mm3 。
注意
胰蛋白酶处理时间需严格控制
处理时间太短,消化就不充分,不能使细胞充分分散开来；(2min左右)
处理时间太长,会导致细胞膜表面蛋白大量被分解,从而导致细胞死亡!
你知道为什么一定要把细胞分散开吗？
①分散成单个细胞后容易培养，细胞所需的营养容易供应，其代谢废物容易排出。
②不分散细胞间会有接触抑制（后面讲解），不能正常生长。
二
动物细胞培养的过程
①取动物组织
用机械的方法，或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理的方法，将组织分散成单个细胞
②分散组织细胞
一般选择幼龄动物或者是动物的胚胎;所取动物组织块一般体积大于1mm3 。
注意
你知道为什么一定要把细胞分散开吗？
①分散成单个细胞后容易培养，细胞所需的营养容易供应，其代谢废物容易排出。
②不分散细胞间会有接触抑制（后面讲解），不能正常生长。
③制成细胞悬液
用培养液将细胞制成细胞悬液
放入培养皿或培养瓶内
培养皿
培养瓶
④进行原代培养
二
动物细胞培养的过程
①取动物组织
用机械的方法，或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理的方法，将组织分散成单个细胞
②分散组织细胞
一般选择幼龄动物或者是动物的胚胎;所取动物组织块一般体积大于1mm3 。
注意
③制成细胞悬液
用培养液将细胞制成细胞悬液
放入培养皿或培养瓶内
培养皿
培养瓶
④转入培养液中进行原代培养
原代培养：
人们通常将分瓶之前的细胞培养，即动物组织经处理后的初次培养称为原代培养。
⑤放入CO2培养箱中培养
体外培养的动物细胞可以分为两大类：
一类需要贴附于某些基质表面才能生长增殖。（大多数细胞属于这种类型）
一类细胞能够悬浮在培养液中生长增殖；
血液、淋巴组织的细胞以及某些肿瘤细胞
二
动物细胞培养的过程
①取动物组织
用机械的方法，或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理的方法，将组织分散成单个细胞
②分散组织细胞
一般选择幼龄动物或者是动物的胚胎;所取动物组织块一般体积大于1mm3 。
注意
③制成细胞悬液
用培养液将细胞制成细胞悬液
放入培养皿或培养瓶内
培养皿
培养瓶
④转入培养液中进行原代培养
原代培养：
人们通常将分瓶之前的细胞培养，即动物组织经处理后的初次培养称为原代培养。
⑤放入CO2培养箱中培养
细胞贴壁:
细胞生长往往贴附在培养瓶的瓶壁上，这种现象称为细胞贴壁。
接触抑制:
当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞通常会停止分裂增殖
二
动物细胞培养的过程
由于细胞之间有接触抑制的特性，一般的正常细胞并不重叠于其他细胞之上生长，而是单层生长。
癌细胞由于无接触抑制而能够继续移动和增殖，导致细胞向三维空间扩展，发生堆积。
是否接触抑制可作为区别正常细胞与癌细胞的标志之一。
二
动物细胞培养的过程
①取动物组织
用机械的方法，或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理的方法，将组织分散成单个细胞
②分散组织细胞
一般选择幼龄动物或者是动物的胚胎;所取动物组织块一般体积大于1mm3 。
注意
③制成细胞悬液
用培养液将细胞制成细胞悬液
放入培养皿或培养瓶内
培养皿
培养瓶
④转入培养液中进行原代培养
原代培养：
人们通常将分瓶之前的细胞培养，即动物组织经处理后的初次培养称为原代培养。
⑤放入CO2培养箱中培养
细胞贴壁:
细胞生长往往贴附在培养瓶的瓶壁上，这种现象称为细胞贴壁。
接触抑制:
当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞通常会停止分裂增殖
二
动物细胞培养的过程
①取动物组织
用机械的方法，或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理的方法，将组织分散成单个细胞
②分散组织细胞
一般选择幼龄动物或者是动物的胚胎;所取动物组织块一般体积大于1mm3 。
注意
③制成细胞悬液
用培养液将细胞制成细胞悬液
放入培养皿或培养瓶内
培养皿
培养瓶
④转入培养液中进行原代培养
⑤放入CO2培养箱中培养
⑥传代培养
二
动物细胞培养的过程
①取动物组织
用机械的方法，或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理的方法，将组织分散成单个细胞
②分散组织细胞
一般选择幼龄动物或者是动物的胚胎;所取动物组织块一般体积大于1mm3 。
注意
③制成细胞悬液
用培养液将细胞制成细胞悬液
放入培养皿或培养瓶内
培养皿
培养瓶
④转入培养液中进行原代培养
⑤放入CO2培养箱中培养
⑥传代培养
传代培养：
将分瓶后的细胞培养称为传代培养。
悬浮细胞
贴壁细胞
离心法收集
胰蛋白酶处理
制成细胞悬液
分瓶培养
二
动物细胞培养的过程
①取动物组织
用机械的方法，或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理的方法，将组织分散成单个细胞
②分散组织细胞
一般选择幼龄动物或者是动物的胚胎;所取动物组织块一般体积大于1mm3 。
注意
③制成细胞悬液
用培养液将细胞制成细胞悬液
放入培养皿或培养瓶内
培养皿
培养瓶
④转入培养液中进行原代培养
⑤放入CO2培养箱中培养
⑥传代培养
原代培养：
人们通常将分瓶之前的细胞培养，即动物组织经处理后的初次培养称为原代培养。
传代培养：
将分瓶后的细胞培养称为传代培养。
问：细胞可以一直进行传代培养吗？
二
动物细胞培养的过程
①取动物组织
用机械的方法，或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理的方法，将组织分散成单个细胞
②分散组织细胞
一般选择幼龄动物或者是动物的胚胎;所取动物组织块一般体积大于1mm3 。
注意
③制成细胞悬液
用培养液将细胞制成细胞悬液
放入培养皿或培养瓶内
培养皿
培养瓶
④转入培养液中进行原代培养
⑤放入CO2培养箱中培养
⑥传代培养
原代培养：
人们通常将分瓶之前的细胞培养，即动物组织经处理后的初次培养称为原代培养。
传代培养：
将分瓶后的细胞培养称为传代培养。
问：细胞可以一直进行传代培养吗？
转瓶培养后的细胞一般传至 10 代左右，细胞的生长、分裂就会出现停滞，大部分细胞衰老死亡，但也有极少数细胞能存活下来，并可传至 40~50 代，这种传代细胞称为细胞株（如人的成纤维细胞可传30～50代，相当于150～300个细胞周期）。一般情况下，当细胞株传至 50 代以后会再次出现停滞，不能继续传代，但有部分细胞的遗传物质发生了改变，并带有癌变的特点，从而有可能在适宜培养条件下无限传代下去，这种传代细胞叫作细胞系。（了解）
动物细胞培养的过程
二
动物细胞培养的过程
①取动物组织
用机械的方法，或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理的方法，将组织分散成单个细胞
②分散组织细胞
③制成细胞悬液
用培养液将细胞制成细胞悬液
放入培养皿或培养瓶内
培养皿
培养瓶
④转入培养液中进行原代培养
⑤放入CO2培养箱中培养
⑥传代培养
问：细胞可以一直进行传代培养吗？
转瓶培养后的细胞一般传至 10 代左右，细胞的生长、分裂就会出现停滞，大部分细胞衰老死亡，但也有极少数细胞能存活下来，并可传至 40~50 代，这种传代细胞称为细胞株（如人的成纤维细胞可传30～50代，相当于150～300个细胞周期）。一般情况下，当细胞株传至 50 代以后会再次出现停滞，不能继续传代，但有部分细胞的遗传物质发生了改变，并带有癌变的特点，从而有可能在适宜培养条件下无限传代下去，这种传代细胞叫作细胞系。（了解）
动物细胞培养的过程
随堂检测
(1)动物细胞培养体现了动物细胞的全能性(　　)
(2)培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞(　　)
(3)悬浮培养的细胞直接用离心法收集，贴壁细胞需要用胰蛋白酶等处理后再用离心法收集(　　)
(4)动物细胞培养时，O2是细胞代谢所必需的，CO2的主要作用是维持培养液的pH(　　)
×
√
【典例2】判断正误
×
√
随堂检测
【典例3】如图为动物成纤维细胞的培养过程示意图。下列叙述正确的是(　　)
A.步骤①的操作不需要在无菌环境中进行
B.步骤②中用盐酸溶解细胞间物质使细胞分离
C.步骤③到④的分瓶操作前常用胰蛋白酶处理
D.步骤④培养过程中不会发生细胞癌变
C
二
动物细胞培养的过程
1.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？
（1）幼龄动物的细胞比老龄动物的细胞易于培养
（2）分化程度越低的细胞，增殖能力越强，所以更容易培养。
2.动物细胞培养和植物组织培养的比较
阅读教材P45,思考讨论：
比较项目 植物组织培养 动物细胞培养
原理
培养基性质
培养基特有成分
培养结果
培养目的
相同点 获得细胞或细胞产物
常用固体培养基
植物体
葡萄糖、动物血清
常用液体培养基
细胞增殖
细胞的全能性
许多细胞
快速繁殖等
蔗糖、植物激素
1.培养过程中细胞都进行有丝分裂，不涉及减数分裂；
2.均需无菌操作，需要适宜的温度、pH等条件
2.动物细胞培养和植物组织培养的比较
【典例4】在治疗大面积烧伤病人时,通常取患者自身皮肤的成纤维细胞或皮肤干细胞,在体外培养获得大量的自体健康皮肤,再移植给患者进行恢复性治疗,如图为动物成纤维细胞的培养过程示意图。
(1)过程③为　　　　　　,过程④为　　　　　　。
(2)过程③和过程④中会出现接触抑制现象,该现象是指
　。
原代培养
当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时,细胞通常会停止分裂增殖
传代培养
(3)动物细胞培养的原理是　　　　　　。动物细胞培养和植物组织培养过程中,就细胞增殖、分化来说,二者除了都需要增殖外,植物组织培养不同于动物细胞培养的是还要进行　　　　　　　　。
脱分化和再分化
细胞增殖
本课小结
课堂小结
动物细胞培养
动物细胞培养的概念和原理
动物细胞培养的条件
动物细胞培养的过程
原理：细胞的增殖
在适当的培养条件下，让这些细胞生长和增殖的技术
(1)营养条件
(2)无菌、无毒的环境
(3)温度、pH和渗透压
(4)气体环境
取动物组织
单个细胞
细胞悬液
原代培养
传代培养

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