資源簡介

第2節 動物細胞工程
第1課時　動物細胞培養
學習目標:
1.闡明動物細胞培養的過程。
2.簡述干細胞在生物醫學工程中有廣泛的應用價值。
學習內容：
一、動物細胞工程常用技術
1.常用技術： 、 和 等。
2.基礎： 。
二、動物細胞培養
1.概念：從動物體中取出相關的組織，將它分散成 ，然后在適宜的培養條件下，讓這些細胞 和 的技術。
2.培養條件
(1)營養
①成分： 、 、無機鹽、維生素等
②培養基類型
a．合成培養基：將細胞所需的營養物質按 嚴格配制而成的培養基。通常需要加入 等天然成分。
b．培養液：即 培養基。
(2)無菌、無毒的環境
保證措施：
①需要對培養液和所有培養用具進行 處理。
②需要在 環境下進行操作。
③需要定期 培養液。
(3)溫度、pH和滲透壓
①哺乳動物細胞培養的溫度多以 ℃為宜
②多數細胞生存的適宜pH為 。
③ 也是動物細胞培養過程中需要考慮的一個重要環境參數。
(4)氣體環境
①主要是O2和CO2
O2作用是 。
CO2主要作用是 。
②保證措施:通常采用培養皿或 ，并將它們置于含有 %空氣和 %CO2的混合氣體的CO2培養箱中進行培養。
3.動物細胞培養的過程
(1)取材：新鮮的動物組織
(2)分散成單個細胞方法：機械的方法或 酶、 酶(利用酶的專一性)等處理一段時間
(3)制備細胞懸液:用 將細胞制成細胞懸液
(4)體外培養的動物細胞類型
① 生長增殖的細胞
(
細胞懸液生長增殖
細胞貼壁生長
離心法收集
胰蛋白酶等處理，離心法收集
細胞懸液
培養
細胞懸液
新鮮動物組織
細胞懸液
單個細胞
用機械的方法或
解法
培養
培養
)② 生長增殖的細胞
(5)
4．動物細胞培養的原理是 。
5．動物細胞的整個培養過程中可能多次用到胰蛋白酶或膠原蛋白酶，第一次使用的目的是使 ；貼壁細胞傳代培養時使用的目的是使 ，分散成單個細胞，便于分瓶后繼續培養。
三、干細胞培養及其應用
1. 干細胞特點
(1)干細胞可以分裂形成
(2)在一定條件下,干細胞可以分化為其他類型的細胞
2. 干細胞分布:存在于 、 和臍帶血等多種組織和器官中
3．胚胎干細胞
(1)分布：
(2)作用：具有分化為成年動物體內的任何一種類型的細胞,并進一步形成機體的所有組織和器官甚至個體的 。
(3)成果：科學家已分離出兔、牛、猴和人等的ES細胞，并證明了ES細胞可以在體外分化成心肌細胞、神經元和造血干細胞等細胞
4．成體干細胞
(1)分布:
(2)類型:神經干細胞、 干細胞、精原干細胞
(3)作用:一般認為,成體干細胞具有組織特異性,只能分化成特定的 ,不具有發育成完整個體的能力
5. iPS細胞及其應用
(1)定義：科學家通過體外誘導成 等細胞，獲得類似胚胎干細胞的一種細胞，被稱為 細胞，簡稱iPS細胞。
(2)應用：
①利用iPS細胞治療了小鼠的鐮狀細胞貧血，
②利用iPS細胞治療阿爾茨海默病、心血管疾病等領域的研究也取得了新進展。
(3)前程：iPS細胞的應用前景優于干細胞
(4)制備方法
①借助載體將 導入細胞中
②直接將 導入細胞中
③利用 等來誘導
課堂練習：
1.動物和人體內具有分裂和分化能力的細胞稱為干細胞。對右圖的相關敘述中，錯誤的是(　　)
A. a過程可表示干細胞的自我更新
B. b、c過程表示干細胞具有分化能力
C. a、b、c過程中細胞的遺傳信息表達情況不同
D. a、b、c過程中遺傳物質發生了定向改變
2.相對細菌和植物細胞而言，動物細胞離體培養更需關注培養基的滲透壓，這是因為動物細胞(　　)
A.沒有中央液泡，不能發生滲透作用
B.滲透壓遠高于細菌或植物細胞的滲透壓
C.沒有細胞壁，易吸水漲破
D.生長緩慢，各生長階段對環境的滲透壓要求不同
3．成體干細胞不包括下列哪種細胞(　　)
A．骨髓中的造血干細胞
B．神經系統中的神經干細胞
C．睪丸中的精原干細胞
D．由成纖維細胞誘導而成的iPS細胞
答案
一、1.動物細胞培養 動物細胞融合 動物細胞核移植
2. 動物細胞培養
二、1單個細胞 生長 增殖
2. (1)①糖類②a．種類和所需量 血清 b．培養液：即液體培養基。
(2)①滅菌 ②無菌 ③更換
(3)①36.5士0.5 ②7.2-7.4 ③滲透壓
(4)①細胞代謝所必需 維持培養液的pH
②松蓋培養瓶 95 5
3.(2)胰蛋白酶、膠原蛋白酶
(3)培養液 (4)體外培養的動物細胞類型
①懸浮在培養液
②貼附于某些基質表面
(5)酶 分瓶 接觸抵制 原代 傳代
4．細胞增殖。
5．組織細胞分散開 細胞從瓶壁上脫離下來
三、1. (1)新的干細胞
2.早期胚胎 骨髓
3．胚胎干細胞
(1)早期胚胎中
(2)潛能
4． (1)成體組織或器宜內
(2)造血
(3)細胞或組織
5. (1)纖維 誘導多能干細胞
(4)①特定基因 ②特定蛋白 ③小分子化合物
課堂練習
1.答案　D
解析　a過程可表示干細胞的自我更新，干細胞通過細胞分裂產生新的干細胞，A正確；b、c過程表示干細胞具有分化能力，可以分化出特定功能的細胞，B正確；a、b、c過程中細胞的遺傳信息表達情況不同，即發生了基因的選擇性表達，C正確；a、b、c過程中遺傳物質未發生改變，D錯誤。
2.答案　C
解析　動物細胞雖然無中央液泡，但是有一定濃度的細胞液，能發生滲透作用，A錯誤；動物細胞滲透壓不一定高于細菌或植物細胞的滲透壓，B錯誤；由于動物細胞無細胞壁，外界滲透壓一旦過低，細胞容易吸水漲破，C正確；動物細胞不一定生長緩慢，各生長階段對環境的滲透壓要求不同，不是動物細胞離體培養更需關注培養基的滲透壓的理由，D錯誤。
3.答案　D

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