动物细胞工程的基础
高中生物新人教版选择性必修3动物细胞培养(38张)课件
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2．应用 干细胞与组织、器官的发育、再生和修复等密切相关，因而在医学上有 着广泛的应用。
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第2章 细胞工程
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类型
应用
优点
造血 治疗白血病及一些恶性肿瘤放疗或化疗后引起
来源于病人自
干细胞 的造血系统、免疫系统功能障碍等疾病
身的体细胞，
神经 治疗神经组织损伤和神经系统退行性疾病(如帕
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第2章 细胞工程
14
③不能用胃蛋白酶处理：由于大多数动物细胞培养的适宜pH为7.2～7.4, 而胃蛋白酶发挥作用的最适pH为2.0左右，因此不能用胃蛋白酶使细胞 分散开。
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第2章 细胞工程
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(3)原代培养和传代培养：区分两种“培养”的关键是看用胰蛋白酶处理的 对象。 ①第一次：用胰蛋白酶对剪碎的动物组织进行处理，使其分散成单个细 胞后进行培养，为原代培养。 ②第二次：细胞培养过程中出现接触抑制现象，用胰蛋白酶使其从瓶壁 上脱离下来，然后，将其分散到多个培养瓶中继续培养，为传代培养。
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第2章 细胞工程
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核心知识小结
4.胚胎干细胞具有分化为成年动物体内的任何一种类型的细胞，并进一 步形成机体的所有组织和器官甚至个体的潜能。 5.类似胚胎干细胞的一种细胞为诱导多能干细胞(iPS细胞)。
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第2章 细胞工程
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word部分：
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将它移植回病
干细胞 金森病、阿尔茨海默病等)
人体内后，理
可治疗小鼠的镰状细胞贫血，在治疗阿尔茨海
2019新人教版高中生物选择性必修三第二章重点知识点归纳总结(细胞工程)
第二章细胞工程第一节植物细胞工程细胞工程：细胞工程是指应用细胞生物学、分子生和生物学等多学科的原理和方法，通过细胞器、细胞或组织水平上的操作，有目的地获得特定的细胞、组织、器官、个体或其产品的一门综合性生物工程。
1.原理和方法：细胞生物学和分子生物学。
2.操作水平：细水平或细胞器水平。
3.目的：按照人的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品一、植物细胞工程的基本技术1.细胞的全能性：细胞经分裂和分化后，仍然具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的_ 潜能，即细胞具有全能性。
2.细胞具有全能性的原因(物质基础)生物体的细胞中都含有该物种的全套遗传物质，都有发育成为完整个体所需的全部遗传信息1.生物体生长发育过程中细胞不表现全能性的原因(不离体的细胞无法表现出全能性的原因) 在特定的时间时间和空间条件下，细胞中的基因会选择性地表达2.全能性大小比较(1)受精卵、体细胞、生殖细胞受精卵〉生殖细胞＞体细胞(2)分化程度高的细胞、分化程度低的细胞分化程度低的细胞＞分化程度高的细胞(3)分裂能力强的细胞、分裂能力弱的细胞分裂能力强的细胞〉分裂能力弱的细胞(4)植物细胞、动物细胞植物细胞＞动物细胞(5)幼嫩的细胞、衰老的细胞幼嫩的细胞〉衰老的细胞(一)植物组织培养技术1.概念：植物组织培养是指将离体的植物器官、组织或细胞(称为外植体)等，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其形成整植株的技术。
2,原理：植物细胞的全能性3.生殖方式：无性生殖4.分裂方式：有丝分裂5.过程：|外植体|―—化|愈伤组织|—2|胚状体或丛芽|—育-［植株脱分化：在一定的—激素和营养等条件的诱导下，已经分化的细胞失去其特有的结构和功能，转变成未分化的细胞的过程。
再分化：愈彳^组织能重新分化成芽、根等器官的过程。
探究.实践：菊花的组织培养(1)原理口植物细胞一般具有全能性；口在一定的激素和营养等条件的诱导下，已经分化的细胞可以经过脱分化和再分化,形成胚状体长出—芽和根_,进而发育成_完整的植株_；口植物激素中生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素，它们的浓度_、比等都会影响植物细胞的发育方向。
《动物细胞工程》 讲义
《动物细胞工程》讲义一、动物细胞工程的概述动物细胞工程是应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法，在细胞水平上进行的遗传操作，以获得人们所需要的生物产品或细胞本身。
它是现代生物技术的重要组成部分，涵盖了细胞培养、细胞融合、细胞核移植、染色体工程、胚胎工程等多个领域。
动物细胞工程的发展为生命科学研究、医学治疗、农业生产等诸多方面带来了重大的变革和突破。
通过对动物细胞的深入研究和操控，我们能够更好地理解生命的奥秘，解决许多实际问题。
二、动物细胞培养（一）原理动物细胞培养的原理是细胞的增殖。
细胞在适宜的培养条件下，能够不断分裂和生长，形成细胞群体。
（二）培养条件1、无菌、无毒的环境：这是细胞培养成功的关键。
需要对培养环境、培养基和培养用具进行严格的灭菌处理。
2、营养物质：包括糖、氨基酸、无机盐、维生素等，需要保证其种类和含量适宜。
3、适宜的温度和 pH：一般来说，哺乳动物细胞培养的温度多在365℃左右，pH 在 72 74 之间。
4、气体环境：细胞培养需要一定的气体环境，其中 O₂用于细胞呼吸，CO₂用于维持培养液的 pH。
（三）培养过程1、取材：从动物体内取出相关组织，通常选用胚胎或幼龄动物的器官或组织，因为它们的细胞分裂能力更强。
2、分散细胞：使用胰蛋白酶或胶原蛋白酶等处理组织，使其分散成单个细胞。
3、原代培养：将分散的细胞接种到培养瓶中，让其贴壁生长。
4、传代培养：当细胞长满培养瓶壁时，需要将细胞分成若干份，重新接种到新的培养瓶中继续培养。
（四）应用1、生物制品的生产：如疫苗、抗体等。
2、医学研究：用于疾病机制的研究、药物筛选等。
3、细胞治疗：例如，利用培养的免疫细胞进行肿瘤治疗。
三、动物细胞融合（一）概念动物细胞融合是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。
（二）诱导融合的方法1、物理法：如电激法。
2、化学法：常用的诱导剂是聚乙二醇（PEG）。
3、生物法：如使用灭活的病毒。
（三）应用1、制备单克隆抗体：这是动物细胞融合最突出的应用。
动物细胞工程(
_剪_碎___，然后用 胰蛋白 酶处理，这是为了使细胞分
散开来。这样做的目的是_使_ 每个细胞__能__与__培__养__液__接_.触
(3)培养首先在B瓶中进行。瓶中的培养基成分有
_葡_萄__糖__、_ 氨基酸、无机盐、维生__素_ 和动物血清 等
。在此瓶中培养一段时间后，一般传到第 10 代
，有许多细胞衰老死亡，到这时的培养称为
C．动物细胞培养一般能够传到40～50代，但其遗传物质发生了改
变
D．动物细胞培养可用于检测有毒精品物文档质和获得大量自身健康细胞
下图是动物细胞培养的基本过程示意图。请据此图
回答
(1)容器A中放置的是动物器官或组织。它一般取自
__幼__龄__动__物__的_ 器官或组织、动物胚胎
。
(2)容器A中的动物器官或组织首先要进行的处理是
思考讨论
1.动物细胞培养取材时，一般是取胚胎组织或幼龄动 物的组织或器官，请解释原因。
细胞的衰老与动物机体的衰老有着密切的关系，细胞的增殖 能力与供体的年龄有关，幼龄动物细胞增殖能力强，有丝分 裂旺盛，老龄动物则相反。所以，一般来说幼年动物的组织 细胞比老年动物的组织细胞易于培养。同样，组织细胞的分 化程度越低，则增殖能力越强，所以更容易培养。
精品文档
小结
动物细胞和组织培养（原理、材 料选择及原因、一般过程、培养条件、 主要应用）
注意： ①概念理解：原代培养、传代培养、细胞株 、 细胞系 ②胰蛋白酶处理的原因、目的和注意事项 ③动物细胞培养和植物组织培养的区别
精品文档
思考与探究： 如何用细胞培养技术，为烧伤病 人植皮？
取该患者的皮肤进行 细胞培养,获得足量的细 胞后再移植
拓展---动物组织或细胞培养的难易程度
动物细胞工程四个技术
动物细胞工程四个技术动物细胞工程是利用生物技术手段对动物细胞进行改造和利用，以满足各种需求和目的。
在动物细胞工程中，有四个核心技术，分别是基因工程、细胞培养、细胞凋亡及体外受精。
一、基因工程技术基因工程技术是指通过改变生物体遗传物质中的基因结构和组成，以创造新型生物材料及功能，为动物细胞工程提供了重要的基础。
基因工程技术主要包括基因克隆、基因敲除及基因编辑等技术。
利用基因工程技术可以改变动物细胞的内部环境，使其具备更强或更有特殊功能的相关基因，从而实现用于人类治疗或生产上的目的。
二、细胞培养技术细胞培养技术是指在体外，通过一系列特定的培养条件和媒介，将动物细胞进行繁殖并生长的过程。
细胞培养技术包括细胞的贴壁培养、悬浮培养、半悬浮培养等，并且在不同类型的细胞培养中会使用到不同功能的培养生物介质。
细胞培养技术的应用范围广泛，可以用于生产生物制品、代替动物实验甚至遗传疾病的研究。
细胞凋亡技术也称细胞程序性死亡技术，是利用人工方法，使细胞在一定条件下触发内部信号和同步调控机制，达到自身死亡的目的。
细胞凋亡技术在基因治疗、癌症治疗、免疫抑制和生物材料研究中有广泛的应用，如利用细胞凋亡技术制备新型生物材料、使用细胞凋亡技术恢复生物环境平衡。
四、体外受精技术体外受精技术是指将人或动物体中的卵子和精子在体外培养培养的技术。
体外受精技术广泛应用于人类生殖医学、动物繁殖及营养因子筛选等领域。
目前，体外受精技术已经成为解决某些不孕症和遗传病以及生殖妇女年龄早期显著降低等问题的重要手段。
总之，四种技术对动物细胞工程的发展产生了重大的影响和推动作用。
这些技术的发展和应用必将推动动物细胞工程向更为广阔的领域和更高的水平推进。
《动物细胞工程》动物细胞入门
《动物细胞工程》动物细胞入门当我们谈到动物细胞工程，首先要对动物细胞有一个清晰的认识。
动物细胞，就像是一个个微小而神奇的“小工厂”，它们在生物体中各司其职，共同维持着生命的运转。
动物细胞有着各种各样的形状和大小。
有的像圆盘，有的像长条，还有的形状不规则。
比如，红细胞是双面凹的圆盘状，神经细胞则有着长长的突起。
这些不同的形状都是为了适应它们特定的功能。
从结构上看，动物细胞一般包括细胞膜、细胞质和细胞核这几个主要部分。
细胞膜就像是细胞的“城墙”，它把细胞内部和外部环境分隔开来，同时还能控制物质的进出，让有用的物质进来，没用的或者有害的物质被挡在外面。
细胞质里有着许多“小器官”，我们称之为细胞器。
线粒体就像是细胞的“能量工厂”，它通过呼吸作用为细胞提供能量。
内质网和高尔基体则负责合成和运输蛋白质等物质。
溶酶体就像细胞的“垃圾处理站”，能够分解和清除细胞内的废物。
而细胞核，那可是细胞的“控制中心”，里面储存着遗传信息，指挥着细胞的生长、发育和繁殖。
动物细胞的功能也是多种多样的。
比如说，肌肉细胞能够收缩和舒张，让我们能够运动；神经细胞能够传递电信号，让我们能够感知和思考；白细胞则负责保护我们的身体免受病原体的侵害。
那么，动物细胞是怎么生长和分裂的呢？细胞的生长是指细胞体积的增大和内部结构的完善。
在这个过程中，细胞会不断地吸收营养物质，合成新的蛋白质和细胞器。
而细胞分裂则是细胞繁殖的方式，主要包括有丝分裂和减数分裂。
有丝分裂可以让一个细胞分裂成两个完全相同的子细胞，保证了遗传信息的稳定传递。
减数分裂则主要发生在生殖细胞中，产生只含有一半遗传物质的配子，为生殖过程中的基因重组和遗传多样性提供了基础。
在研究动物细胞的过程中，科学家们发现了许多有趣的现象和规律。
比如，细胞的分化。
在胚胎发育的过程中，同一个受精卵会逐渐分化出各种不同类型的细胞，这是因为不同的细胞开启和关闭了不同的基因，从而表现出不同的形态和功能。
动物细胞工程就是基于对动物细胞的这些认识和研究发展起来的。
第三节动物细胞工程
•（2）获得大量自身的皮肤细胞，用于植皮。
•（3）用于检测有毒物质
•（4）用于生理、病理、药理等方面的研究， 为治疗和预防疾病提供理论依据
动物 细胞培养
培养液中通常 含有葡萄糖、 氨基酸、无机 盐、维生素和 动物血清等
动物细胞
原代培养 分裂10次
动物细胞
(细胞株)
传代培养 分裂50次 遗传物质未 发生改变
组织消化培养过程
• 取材分离和组织消化 • 培养过程 接种、培养-常规检查
传代培养技术
• 当原代培养成功后，细胞分裂增殖扩展成片，占 满器皿表面。这时需要对其分离培养，这一操作 过程称为传代。 • （1） 吸取培养瓶内旧培养液。 • （2）加入胰蛋白酶和EDTA混合液盖满瓶底。 • （3）2-5 min后检查，如有细胞间隙变大或细胞 质回缩现象，终止消化。 • （4）吸出消化液，加入Hanks液。 • （5）用吸管轻打瓶壁，使细胞脱落成悬浮液 • （6）重新接种
动物细胞间的连接方式
• • • • • 紧密连接 间隙连接 隔壁连接 中间连接 桥粒连接
2 动物细胞培养定义
• 动物细胞与组织培养是从动物体内取出细 胞或者组织，模拟体内的生理环境，在无 菌、适温和丰富的营养条件下，使离体细 胞或者组织生存、生长并维持结构和功能 的一门技术。 • 是动物细胞工程的基础。
贴壁培养技术
• 贴壁培养的材料： • 1）玻璃 • 2）塑料 3）金属 4）微载体
基本操作
• 1）将培养材料用物理或生物化学法分散成 细胞悬浮液。 • 2）过滤、离心、纯化、漂洗后接种到有适 宜培养液的培养系统中。 • 3）放入CO2培养箱培养。
生长过程及优点
• 游离期 • 吸附期 • 繁殖期 • 退化期 优点： 1）贴壁培养比较容易更换培养基 2）容易采用灌注培养，提高细胞密度。 3）更有效表达同一产品。 4）方便地调节培养液和细胞比例。 5）易于观察细胞生长状况。
动物细胞工程 知识点
动物细胞工程知识点动物细胞工程知识点动物细胞工程12月20日动物细胞工程常用技术手段存有动物细胞培养、动物细胞核移殖、动物细胞融合、生产单克隆抗体等，其中动物细胞培养技术就是其他动物细胞工程技术的基础。
一、动物细胞培养1、定义：就是从动物机体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后，在适宜的培养基中，让这些细胞生长和增殖。
2、原理：细胞增殖3、过程注意：①10代以内细胞维持正常的二倍体核型，并无变异出现，常用于课堂教学或冷冻保存。
②少于50代，极少数细胞突破自然寿命音速，变异成癌细胞，具备无穷细胞分裂能力；若少于50代，细胞不再细胞分裂，全部丧生，则表明细胞没出现癌变。
③分瓶之前，称原代培养；出现接触抑制用胰蛋白酶处理，再分瓶培养为传代培养。
思考回答：⑴、为什么采用幼龄动物非政府或胚胎展开细胞培养?答：其细胞的分化程度低，增殖能力强，有丝分裂旺盛，容易培养。
⑵、动物细胞培养需要脱分化吗?为什么?请问：不须要。
因为高度分化的动物细胞发育创造力变宽，丧失了发育成完备个体的能力，所以没相似植物组织培养的退分化过程，必须想要并使培育的动物细胞定向分化，通常使用定向诱导动物干细胞，并使其分化成所须要的非政府或器官。
⑶、进行动物细胞传代培养时用胰蛋白酶分散细胞，说明细胞间的物质主要是什么成分?用胃蛋白酶行吗?答：主要是蛋白质，不行，因为胃蛋白酶作用的适宜ph约为2，当ｐｈ大于6时就会失去活性，多数动物细胞培养适宜ph为7.2－7.4，胃蛋白酶在此环境中没有活性。
（胰蛋白酶作用的适宜ph为7.2－8.4，胰蛋白酶活性较高）⑷、胰蛋白酶真的不会把细胞消化掉吗?为什么?1分散成单个细胞，做成细胞悬液答：胰蛋白酶除了可以消化细胞间的蛋白质，长时间作用也会消化细胞膜蛋白，对细胞有损伤，因此必须控制好消化时间。
⑸、动物细胞培养若想像是绿色植物组织培养那样最终培育成小个体？无法，动物细胞培养就可以并使细胞数目激增，无法发育成代莱动物个体4、关键概念①细胞贴壁：悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上，称为细胞贴壁。
细胞工程理论基础
的细胞。
绝大多数有机体细胞属粘附型细胞，只有少数细胞类型如某些肿瘤细胞
和白细胞可在悬浮状态下生长。
细胞工程理论基础
贴附(粘附)型细胞
粘附:是大多数有机体细胞在体内 生存和生长发育的基本存在方式
病的治疗等
细胞工程理论基础
三、细胞培养的优点
细胞工程理论基础
1.研究的对象是活细胞
在实验过程中，根据要求可始终保持细胞活 力，并可长时间监控、检测甚至定量评估一部分 活细胞的情况，包括活细胞的形态、结构、生命 活动等。
细胞工程理论基础
2. 研究条件可以人为控制
可以根据需要，控制包括pH、温度、氧气、 二氧化碳、张力等物理化学的条件，同时，可以 施加化学、物理、生物等因素作为条件而进行实 验观察，这些因素同样可以处于严格控制之下。
细胞工程理论基础
组织培养的概念 组织培养这一名词实际上是一个通用名词， 习惯上泛指所有的体外培养。根据培养物 的不同可概括为三个不同概念：细胞培养、 组织培养和器官培养。
细胞工程理论基础
A：细胞培养：将组织块用机械方法或酶解法 分离成单个细胞，做成细胞悬液，再培养 于固体基质上，成单层细胞生长，或在培 养液中呈悬浮状态培养的技术称为细胞培 养。
细胞工程理论基础
四、细胞培养的缺点
细胞工程理论基础
现人工模拟体内环境的技术已经很高,
但, 人工所模拟的条件与体内实际情况 仍不完全相同. 当细胞被置于体外培养后,
生活在缺乏动态平衡的环境中,
久了，必然发生变化.
细胞工程理论基础
因此，对于体外培养的细胞，应该把他们视作 一种既能保持动物体内原细胞一定的性状、结构和 功能又具有某些改变的特定的细胞群体，而不能将 之与体内的细胞完全等同。
2.2 动物细胞工程(47张PPT)
原代培养——初次培养 传代培养——分瓶后的培养
动物细胞培养技术常将细胞培养至10代以内。
细胞株：原代培养的细胞一般传至10代左右，细胞的生长就会出现 停滞，大部分细胞衰老死亡。但极少数细胞能存活下来并继续传下去， 一般还可以顺利地传至40～50代，这种细胞被称作细胞株。 细胞系：一般情况下，当细胞株传至50代以后会再次出现停滞，不 能再传代。但有部分细胞的遗传物质发生了改变（细胞核型发生变 化），并带有癌变的特点，从而有可能在培养条件下无限制地传下去 （不死性），这种细胞叫做细胞系。
3.动物细胞培养经历原代培养和传代培养： （1）原代培养：从动物体获取组织或细胞后，进行的第一次 培养过程称为原代培养，也叫初代培养。
分散成单个细胞
在培养瓶悬液中分散的细胞很快就贴附在 瓶壁上，称为细胞贴壁。培养瓶或培养皿 要求：内表面光滑、无毒、易于贴附。
3.动物细胞培养经历原代培养和传代培养： （1）原代培养：从动物体获取组织或细胞后，进行的第一次 培养过程称为原代培养，也叫初代培养。
适宜的温度
【资料4】开放培养时一般把细胞置于95%空气和5%二氧化 碳组成的气体环境中。氧气参与细胞的呼吸作用，二氧化碳 可以调节、维持培养基的pH。大多数细胞的适宜pH为7.2-7.4 。
适宜的气体环境
4.动物细胞培养的条件 （1）充足的营养
① 生长因子（如表皮生长因子、成纤维细胞生长因子等， 生长因子能促进细胞生长并维持细胞形态）
充足的营养物质
【资料2】细菌、真菌和病毒等均可造成细胞培养环境的污染 ，而离体培养的细胞已经失去了对微生物和有毒物质的防御 能力，一旦受到污染或有毒自身代谢产物积累等，培养的细 胞就会死亡。
无菌环境
4.动物细胞培养的条件 【资料3】人体细胞培养的标准温度为36.5±0.5℃，偏离这 一温度范围，细胞的正常代谢就会受到影响。培养的细胞对 低温的耐受能力高于对高温的耐受力。
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动物细胞工程的基础
动物细胞工程是一门多学科交叉的学科，利用多种生物和应用技术，用于模拟和改造动物细胞以及细胞的表观特征、基因组特征等。
它能够改变动物特性，从而辅助动物生产型改良、药物研究和重大资
源利用；以及对人类健康的直接或间接的功能和机制的研究。
动物细胞工程的基础包括细胞外因素技术、基因改造技术、模拟
细胞培养技术和转基因技术等。
细胞外因素技术包括化学药物、激素
和气体共存条件的优化，以及促进蛋白质组学调控等；基因改造技术
包括对基因组、转录组和表观遗传调控等进行设计修改；模拟细胞培
养技术包括使用多种动物细胞和细胞构件，在获得期望功能的同时，
控制其形成三维空间结构；转基因技术包括综合利用多种转基因技术，调节其特性和功能。
通过动物细胞工程技术，人们可以深入了解动物
的生物学机制，研究动物如何开发出适应这个复杂环境的生物学能力，以及细胞与器官间的相互作用。