动物细胞培养
动物细胞培养
早期重组胚胎
b
另一头绵羊的子宫 妊娠、出生 克隆羊多利
3.多利面部毛色 是：白色
黑面绵羊去 核卵母细胞
白面绵羊乳 腺细胞核
根据遗传学原理 说明判断依据： 多利全部的核基因 都来自白面绵羊
4.若黑面绵羊的基因 型为AA，白面绵羊的 基因型为aa，则克隆 羊的基因型为：aa
a
重组细胞 电脉冲刺激
早期重组胚胎
动物胚胎或幼龄动物的组织、器官 胰蛋白酶处理 原代培养特点：细 单个细胞 加培养液稀释 原代
胞贴壁、接触抑制
配置细胞悬液
转入培养瓶 分瓶
培养
遗传物质 未改变
细胞株 遗传物 质已改 变 细胞系
10代细胞 50代细胞 无限传代
传代 培养
动物胚胎或幼龄动物的组织、器官 胰蛋白酶处理 传代10代以内， 单个细胞 加培养液稀释 遗传物质不改
5.动物细胞培养技术的应用
1.蛋白质生物制品的生产 如病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体 2.应用于基因工程 主要用于作为受体细胞 3.检测有毒物质，判断某种物质的毒性 4.培养正常或各种病变的细胞，用于细 胞的生理、药理、病理研究 如用于筛选抗癌药物
植物组织培养和动物细胞培养的比较
比较项目 原理 培养基性质 培养基特有成分 培养结果 培养目的 植物组织培养 动物细胞培养 细胞的全能性 细胞增殖 固体培养基 液体培养基 蔗糖 植物激素 葡萄糖 动物血清 植物体 细胞株、细胞系 快速繁殖、培育 获得细胞或细胞 无病毒植株 分泌蛋白 植物幼嫩部分或 胚胎或幼龄动物 花药 的器官或组织 无菌无毒，适宜 无菌无毒，适宜 条件 条件
5.体细胞核移植技术的应用前景
1.在畜牧业中可 以加速家畜遗传 改良的进程。
2.保护濒危物种。
动物细胞培养
理化环境可精确调控，生理条件相对恒定；
对于同一来源的组织样品，随着传代进行，细胞系逐渐趋于均一；
培养过程经济有效且可规模化；
可模拟细胞体内环境。
体外培养局限性：
对操作者的专业技术技能要求高；
能获得的细胞量较少（实验室：1-10g细胞/批，企业：100g细胞/批）；
培养过程中易出现细胞去分化和选择性培养的现象；
细胞质功能：
蛋白质和脂肪合成的重要场所，细胞内所有蛋白质合成的起始步骤都发生在细胞质基质的游离核糖体上；
细胞与环境、细胞质与细胞核以及细胞器之间的物质运输、能量交换、信息传递等都要通过细胞质基质来完成；
很多重要的中间代谢反应也发生在细胞质基中，糖酵解、磷酸戊糖途径、糖醛酸途径、糖原的合成与部分分解过程等；
线粒体
细胞中数量醉倒的细胞器（大约1700/cell），占细胞总体积的20%，人体内的细胞每天合成的数千克ATP大约95%由线粒体产生
超微结构：
线粒体是由两层单位膜套叠热诚的封闭的囊状结构。一般呈粒状或杆状
包括四个功能间隔：外膜、内膜、膜间隙、基质
线粒体的主要功能：
氧化磷酸化；合成ATP；为细胞的生命活动提供能量。
磷脂双层膜是一种非共价结合的聚合物，由磷脂组装而成，因此，可以自由活动：迅速地扩大、缩小、断裂、融合
细胞膜动态平衡：膜循环以维持平衡
小结——细胞膜
磷脂双分子层特性：磷脂双分子层是流动的，其流动性受温度、脂肪酸和胆固醇等因素影响；
磷脂双分子层由磷脂、糖脂、胆固醇和蛋白构成；
磷脂具四种类型结构，以甘油丝或丝氨酸为骨架；
细胞质面积：VSELs：6μm2，HSCs：35μm2
水：占尽80%；蛋白占10~20%。
动物细胞培养
动物细胞培养简介动物细胞培养是一种在体外控制环境下培养和繁殖动物细胞的技术，广泛应用于生物医学研究、药物筛选、疾病治疗等领域。
动物细胞培养是通过提供适当的养分和生长条件，使细胞可以在无体内环境的情况下生长和繁殖。
培养基选择动物细胞培养的首要任务是提供合适的培养基，以满足细胞的生长和繁殖需求。
培养基通常由基础培养液和补充物组成。
基础培养液提供细胞生长所需的基本营养物质，如糖、氨基酸、维生素等。
补充物则包括生长因子、激素、抗生素等，以促进细胞生长和抑制细菌的污染。
常用的培养基有DMEM（Dulbecco最小培养基）、RPMI （Roswell Park红斯威尔纸培养基）、MEM（最小必需培养基）等。
选择适合特定细胞类型和研究目的的培养基对细胞的生长和研究结果至关重要。
细胞分离和传代在动物细胞培养过程中，细胞通常需要经过分离和传代的步骤，以保持细胞的健康状态并扩散细胞数量。
细胞分离细胞分离是将细胞从组织中分离出来的过程。
常用的细胞分离方法包括胶原酶消化法、胰蛋白酶消化法、机械剪切法等。
分离得到的细胞可以直接用于培养，也可以进行进一步的传代。
细胞传代细胞传代是将已培养细胞进行分离并移植到新的培养皿中的过程，以维持细胞的持续生长。
传代可以通过机械分离、胶原酶等酶处理或稀释离心等方法进行。
传代过程中需要注意的是细胞的密度和周期，以避免细胞过度生长或死亡。
培养条件在动物细胞培养过程中，提供适当的培养条件对细胞的生长和繁殖至关重要。
温度和湿度动物细胞通常在37℃下生长，因此培养箱和孵育器需要保持恒定的温度。
同时，湿度的控制也是必要的，以避免细胞脱水。
CO2和pH值大多数动物细胞需要CO2的存在来维持酸碱平衡。
因此，在培养过程中，需要添加适量的CO2到培养箱中，以维持合适的pH值。
一般来说，细胞培养需要在5% CO2下进行，pH范围为7.2-7.4。
搅拌和通气为了促进细胞的生长和分裂，培养基需要定期搅拌以保持养分的均匀分布。
生物-动物细胞培养
动物细胞培养[高中生物] 1.阐明动物细胞培养的条件和过程。
2.简述干细胞在生物医学工程中有广泛的应用价值。
一、动物细胞培养的条件和过程1．动物细胞工程常用技术(1)常用技术：动物细胞培养、动物细胞融合和动物细胞核移植等。
(2)基础：动物细胞培养。
2．动物细胞培养(1)概念：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。
(2)培养条件①营养a．合成培养基：将细胞所需的营养物质按种类和所需量严格配制而成的培养基。
b．天然成分：血清。
c．培养液：即液体培养基。
②无菌、无毒的环境a．对培养液和所有培养用具进行灭菌处理。
b．在无菌环境下进行操作。
c．培养液需定期更换，以清除代谢物，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害。
③温度、pH和渗透压a．温度：以36.5 ℃±0.5 ℃为宜。
b．pH：以pH为7.2～7.4为宜。
c．适宜的渗透压。
④气体环境a．O2作用：细胞代谢所必需的。
b．CO2主要作用：维持培养液的pH。
c．气体组合：95%空气＋5%CO2。
(3)培养过程②过程(4)相关概念①细胞贴壁：悬液中分散的细胞往往贴附在培养瓶的瓶壁上。
②接触抑制：当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞停止分裂增殖的现象。
③原代培养：指动物组织经处理后的初次培养。
④传代培养：分瓶后的细胞培养。
判断正误(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( )答案 (1)× (2)× (3)√ (4)√探讨点 动物细胞培养1．动物细胞培养的原理是细胞增殖。
2．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？提示 幼龄动物的细胞和分化程度低的细胞更易培养，原因是这些细胞分裂能力强。
细胞工程第六章动物细胞培养生物制药
BHK 21细胞（Baby hamster kidney cell）：是1961 年英国从幼地鼠的肾脏分离的细胞。成纤维样，异 倍体。常用于增殖病毒制备疫苗和重组蛋白。
Vero细胞（Vero cell）:是1962年日本从非洲绿猴肾 中分离的细胞。成上皮型，异倍体，贴壁型，是最 常用的大规模培养的动物细胞。
和将产终物体形积成1/积3～累1到/2的适培当养的液时装间入，反一应次器性中收，获适细宜胞
（二）大规、条模产件培物下养、接技培种术养细基胞的。，操培作养方过式程中流加浓缩的营养物 12、 、分流批加式 式培培或细和养养将密在时培胞产细度细间养和物原胞之胞取液培 形有接前增出，养成体种，长部使基过积于以和分细一程，一一产培胞品起中维定定物养持达加，持体速形物续到入不反积度成，生较反断应的连过再长高应将器培续程用至水器部内养添中新较平后 分总基加，培高，培体，新每养密在养积细鲜间液度细基不胞培隔补、胞取变达养一足目增出最基段到标长，大，产
供新鲜培养液流入小室和旧培养液
◆旋转管培养的排方出法，从而使细胞生活在不断更新
的培养液中
◆灌注小室培养法
3． 、培养液的发展 天然培养基(胎汁、血浆和血清)
人工合成培养基（需添加血清）
无血清细胞培养基（用激素、生长因子替代血清）
第三节 动物细胞培养的应用
一、在生物学领域基础研究中的应用 1、在细胞生物学上的应用
始分裂。随着细胞数量增多，细胞间开始接触并 连接成片，出现接触性抑制。 3、停滞期：细胞长满载体表面，随着营养物消耗和 代谢物积累，密度抑制现象出现，细胞开始退化。 如不及时传代培养，细胞脱落死亡。
微载体培养的操作过程：
微载体培养动物细胞也经过以上四步。大致可 以分为五个阶段，即培养初期阶段、黏附贴壁阶段、 维持培养阶段、细胞收获阶段、微载体培养的放大 阶段。
动物细胞培养技术
动物细胞培养技术动物细胞培养技术是生物学领域中的一项重要技术，它可以帮助科学家们研究动物细胞的结构、功能和生理过程。
通过培养动物细胞，科学家可以模拟生物体内的生理环境，从而更好地理解细胞的生物学特性。
本文将介绍动物细胞培养的基本原理和常用的培养技术。
一、动物细胞培养的基本原理动物细胞培养是指将动物体内的细胞取出并在体外特定的培养基中进行培养的过程。
培养基是一种模拟生物体内环境的营养液，它提供了细胞所需的必要营养物质和生长因子。
在培养基中，细胞可以获得适当的营养和生长条件，从而保持其生物学特性并进行增殖。
动物细胞培养的基本原理包括以下几点：1. 细胞来源：细胞可以来源于动物组织、器官或体液中，常用的细胞来源包括胎儿组织、胚胎组织、肿瘤组织等。
2. 细胞分离：细胞从组织中分离的方法通常包括机械分离、化学分离和酶解分离。
分离后的细胞可通过离心等方式得到单个的细胞悬液。
3. 培养基选择：根据细胞的特性和要求，选择合适的培养基。
培养基可以分为无血清培养基和含血清培养基，无血清培养基常用于细胞实验室中。
4. 细胞培养条件：通过调整培养温度、湿度、pH值、氧气含量等条件，提供合适的环境促进细胞的生长和增殖。
5. 细胞传代：当细胞达到一定密度时，需要进行细胞传代以保持其活力。
传代的方法通常是将细胞分散至新的培养容器中，以维持细胞的适宜密度。
二、常用的1. 无血清培养技术：无血清培养基是一种不含胎牛血清的培养基，通过添加人工合成的生长因子和营养物质来满足细胞的生长需求。
无血清培养技术避免了胎牛血清中含有的未知因子对实验结果的干扰，提高了实验的可重复性。
2. 原代细胞培养技术：原代细胞培养是将从动物体内直接获得的组织进行分离和培养。
这种方法可用于细胞的初次培养和研究。
但由于原代细胞在培养中只能进行有限的传代，其使用寿命较短，因此需要定期重新取材。
3. 细胞系的建立：细胞系是细胞通过传代培养，并保持了一定生物学特性和遗传稳定性的细胞群。
动物细胞培养
动物细胞培养
动物细胞培养是一种重要的生物技术手段，广泛应用于医药、生物学研究、食
品工业等领域。
通过细胞培养，可以获取大量同质的细胞群体，为疾病治疗、新药研发提供重要的支持。
动物细胞培养的原理
动物细胞培养是将动物组织或细胞在人工培养基中进行维持、增殖、传代等过程。
培养基通常包括营养物质、生长因子、激素等成分，提供细胞生长所需的营养和环境。
动物细胞培养的步骤
1.细胞来源：从动物体内收集组织样本，获得原代细胞。
2.细胞分离：通过消化酶等手段将组织分离成单个细胞。
3.传代培养：将分离的细胞在培养基中培养，定期传代以增殖细胞数
量。
4.检测与分析：对培养的细胞进行检测、分析，确保其健康状态。
动物细胞培养的应用
1.生物医学研究：细胞培养在癌症、遗传疾病等方面的研究中发挥重
要作用。
2.药物研发：通过细胞培养可以进行药物筛选、毒性测试等工作。
3.食品工业：利用细胞培养技术可以生产细胞培养肉等食品。
动物细胞培养的发展
随着生物技术的不断发展，动物细胞培养技术也在不断创新和提升。
新的培养
基配方、生长因子的发现以及工程技术的应用，使得动物细胞培养在医学和生物学领域有着广阔的应用前景。
动物细胞培养作为一种重要的生物技术手段，将继续在各个领域发挥重要作用，为人类健康和科学研究进步做出贡献。
动物细胞培养
应用
②培育无病毒植株
单克隆抗体等
③细胞产物的工厂化生产 ②检测有毒物质
④制作人工种子
③生理、病理、药理研究
比较项目
植物组织培养
动物细胞培养
培养条件
无菌、适宜的温度和pH
取材
动物早期胚胎、幼龄动 植物器官、组织或细胞
物器官或组织Biblioteka 培养对象 植物器官、组织或细胞
分散的单个细胞
过程
脱分化、再分化
原代培养、传代培养
以需要添加糖、氨基酸、无机盐、动物血清等。培养的过程 分为原代培养和传代培养两个大阶段，分瓶之前的培养称为 原代培养。(4)当细胞数目较多时，需要用胰蛋白酶处理，使 细胞分散，从玻璃瓶壁上脱离下来，配制成细胞悬液继续培 养。
[答案] (1)胚胎或幼龄动物的器官或组织 (2)剪碎 使细胞与培养液充分接触 (3)糖、氨基酸、无机盐和动物血清 原代培养 (4)胰蛋白酶 细胞悬液
(2)核移植过程中细胞核只来自于一个个体，因此核 遗传物质与供体的相同，属于无性繁殖，不会改变生物体 的基因型。
[特别提醒] (1)核移植技术的供体细胞不能选择生殖细胞的细胞 核，因为生殖细胞与正常体细胞相比，遗传物质是减半的。 (2)哺乳动物细胞核移植可分为胚胎细胞核移植和体细 胞核移植。胚胎细胞核移植较易成功，体细胞核移植较难 成功。
[例2] 下图是利用现代生物工程技术治疗遗传性糖尿病 的过程图解。请据图回答下列问题：
(1)图中①所示的结构名称是________。 (2)图中③④所示的生物技术名称分别是________、 ________。
(3)过程③通常用去核的卵母细胞作为受体细胞的原因除了 它体积大、易操作、营养物质丰富外，还因为它____________。
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(5)据图推测，若要在诱导试管苗生根的过程中提高其光 合作用能力，应_降__低_(降低，增加)培养基中蔗糖浓度，以便提 高试管苗的自养能力。
解析 题目考查知识点较为基础，植物组织培养是一种无 性繁殖(克隆)，其主要依据是植物细胞的全能性，即每一个细 胞含有本物种全部的遗传信息，植物组织培养所培养出的种苗 与亲本的遗传特性相同，保持了亲本的遗传特性；植物组织培 养时，培养基应是杀菌消毒的，还应在无菌环境中培养，以防 止微生物的污染；由于愈伤组织可以持续培养，不断分化，因 此能够快速大量地得到种苗。由愈伤组织再分化形成根与芽的 过程中，要通过调节生长素与细胞分裂素含量比例才能实现； 生长素浓度较高时，易分化生成根，细胞分裂素较高时，易分 化生成芽。较高浓度的2,4D能够抑制细胞的生长；培养基中
第十单元 现代生物科技专题
第 38 课时
细胞工程及克隆技术 引起的伦理问题
突破考点·提炼方法
考点1 技术原理——植物组织培养及细胞全能性
1．操作流程及培养条件 (1)操作流程
(2)培养条件：营养物质(水、无机盐、蔗糖、氨基酸和有 机酸等)、激素(如细胞分裂素、生长素等)及其他条件(无菌、 适宜的温度和pH等)。
能够稳定遗传，明显缩短了育种年限。
(2)突变体的利用：在植物组织培养过程中，由于培养细
胞一直处于不断的分生状态，因此容易受到培养条件和外界
压力(如射线、化学物质等)的影响而发生突变。从这些产生
突变的个体中可以筛选出对人们有用的突变体，进而培育成
新品种。
(3)细胞产物的工厂化生产：可以利用植物组织培养技术 大量生产某些细胞产物，如蛋白质、脂肪、糖类、药物、香 料、生物碱等。
提醒 ①幼嫩的组织脱分化较为容易，如茎尖、根尖、形 成层细胞易脱分化，而植物的茎、叶和成熟的组织则较难。
②对外植体要进行消毒处理，而对各种器械要般为蔗糖，用葡萄糖也可以，但后者的成 本高。
④诱导愈伤组织再分化形成胚状体或丛芽及生根的过程中，要进行换瓶处理， 以改变培养基中的激素配比及浓度。
(3)在一个植物体内，病毒易于通过维管系统而移动，但在 分生组织中不存在维管系统。病毒在细胞间移动只能通过胞间 连丝，速度很慢，难以赶上活跃生长的茎尖。
(4)动物细胞培养技术在转基因动物的培育中有所应用。
考点2
实践应用——植物组织培养技术的应用
1．植物繁殖的新途径
(1)微型繁殖：不仅可以保持优良品种的遗传特性，还可
人工种子的结构示意图。
注意 人工种皮中可以加入适量的养分、无机盐、有机碳 源以及农药,抗生素,有益菌等,以利于胚状体生长发育成幼苗。
2．作物新品种的培育
(1)单倍体育种：花药离体培养过程就是植物组织培养过
程。
花药 离体培养
单倍体幼苗
秋水仙素诱导 染色体数目加倍
纯合子
单倍体育种的优点是后代不发生性状分离，都是纯合子，
没有病毒侵染，以茎尖为外植体，通过植物组织培养可获得无 病毒植株；导入目的基因的受体细胞，需通过动物细胞培养技 术获得早期胚胎，才能进一步培育成转基因动物。
排雷 (1)蛋白质工程是指按照人们的意愿改变蛋白质的 结构和功能或创造新的蛋白质的过程，可以合成自然界中不存 在的蛋白质。
(2)克隆动物是核移植工程的应用，而不是体细胞杂交技术 的应用。
提醒 ①愈伤组织再分化形成植物幼苗时，需光照处理， 以便诱导叶绿素的形成。
②生长素和细胞分裂素在植物体内含量很低，因此植物组 织培养中常用人工合成的生长素类似物和细胞分裂素类似物。 细胞分裂素/生长素的比例适中，有利于外植体脱分化，比例升 高有利于愈伤组织再分化形成丛芽,比例降低则有利于生根。
3．原理：全能性 (1)含义：生物体的细胞具有使后代细胞形成完整个体的 潜能。 (2)物质基础：生物的每一个细胞都包含有该物种所特有 的全套遗传物质，都有发育成完整个体所必需的全部基因。
对位训练
2．(2010·课标全国理综，38)请回答： (1)植物微型繁殖技术属于植物组织培养的范畴。该技术 可以保持品种的_遗__传__特__性_，繁殖种苗的速度_快_。离体的叶肉细 胞在适宜的条件下培养，最终能够形成完整的植株，说明该叶 肉细胞具有该植物的全部_遗__传__信__息_。 (2)把试管苗转接到新的培养基上时，需要在超净工作台 上进行，其原因是避免微__生__物__的污染。 (3)微型繁殖过程中，适宜浓度的生长素单独使用可诱导 试管苗_生__根_，而与_细__胞__分__裂__素_配比适宜时可促进芽的增殖。若 要抑制试管苗的生长，促进愈伤组织产生和生长，需要使用的 生长调节剂是_2_,_4__D_(脱落酸、2,4D)。
2．脱分化和再分化的比较
比较内容 过程
形成体特点
需要条件
脱分化
再分化
外植体→愈伤组织
愈伤组织→幼苗
排列疏松、高度液泡化的薄 壁细胞
有根、芽
a.离体；b.适宜的营养；c. 生长素/细胞分裂素的比例适 中；d.不需光
a.离体； b.适宜的营养； c.生长素/细胞分裂素的比例高或 低诱导生根或生芽；d.光照
(4)将某植物试管苗培养在含不同浓度蔗糖的培养基上一 段时间后，单株鲜重和光合作用强度的变化如图。据图分析， 随着培养基中蔗糖浓度的增加，光合作用强度的变化趋势是 _逐__渐__下__降_，单株鲜重的变化趋势是_先__增__加__后__下__降_。据图判断， 培养基中不含蔗糖时，试管苗光合作用产生的有机物的量 _不__能_(能、不能)满足自身最佳生长的需要。
(3)在生物体内细胞并没有表现出全能性的原因：基因在特 定的时间和空间条件下选择性表达，细胞分化形成不同的组织、 器官。
(4)全能性的实例：花药的离体培养、植物的组织培养、 克隆技术等。
对位训练 1．(2011·江苏卷，14)关于现代生物技术应用的叙述，
错误的是 ( ) A．蛋白质工程可合成自然界中不存在的蛋白质 B．体细胞杂交技术可用于克隆动物和制备单克隆抗体 C．植物细胞培养技术可用于植物茎尖脱毒 D．动物细胞培养技术可用于转基因动物的培育 答案 B 解析 克隆动物是核移植工程的应用；茎尖分生能力强，
以高效快速地实现种苗的大量繁殖。
(2)作物脱毒：生产上许多无性繁殖作物均受到病毒的侵
染，从而导致品种严重退化、产量降低和品质变差。利用植
物分生组织(如茎尖、根尖)进行培养，可以使新长成的植株
脱除病毒。
(3)人工种子：植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶
芽或腋芽，包上人工种皮就
可以形成人工种子。如图是