【生物】动物细胞工程课件-2023-2024学年高二下学期生物人教版(2019)选择性必修3.pptx
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1、2.2 动物细胞工程动物细胞培养1、动物细胞工程常用技术有哪些?基础技术是?、动物细胞工程常用技术有哪些?基础技术是?2、动物细胞培养的定义、原理、培养对象、目的?、动物细胞培养的定义、原理、培养对象、目的?3、动物细胞培养的条件?、动物细胞培养的条件?如何维持无菌、无毒环境?如何维持无菌、无毒环境?适宜的温度和适宜的温度和pH分别是多少?渗透压的影响因素?分别是多少?渗透压的影响因素?适宜的气体环境包括?分别有什么作用?如何维持?适宜的气体环境包括?分别有什么作用?如何维持?4、动物细胞培养流程?体外培养动物细胞的种类?、动物细胞培养流程?体外培养动物细胞的种类?5、细胞贴壁、接触抑制、原代
2、培养、传代培养的定义、细胞贴壁、接触抑制、原代培养、传代培养的定义6、动植物细胞培养的区别(原理、培养基种类、培养基特有成分、动植物细胞培养的区别(原理、培养基种类、培养基特有成分、培养结果、细胞来源、特点)和相同之处培养结果、细胞来源、特点)和相同之处7、干细胞的定义、种类、应用、干细胞的定义、种类、应用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。殖的技术。定义:细胞增殖细胞增殖原理:胚胎或幼龄动物细胞胚胎或幼龄动物细胞
3、培养对象:获得细胞或细胞产物获得细胞或细胞产物目的:一、动物细胞培养的条件营养条件营养条件其他条件其他条件动物细胞培养动物细胞培养所需的基本条件所需的基本条件糖类、氨基酸、无糖类、氨基酸、无机盐、维生素机盐、维生素无菌、无毒的环境无菌、无毒的环境适宜温度、适宜温度、pHpH、渗透压、渗透压适宜的气体环境适宜的气体环境1、营 养合成培养基:将细胞所需营养物质按种类和所需量严格配制而成的合成培养基:将细胞所需营养物质按种类和所需量严格配制而成的培养基,加入培养基,加入血清血清等一些天然成分。等一些天然成分。培养动物细胞一般使用培养动物细胞一般使用液体液体培养基,也称为培养基,也称为培养液培养液。培
4、养皿培养皿培养瓶培养瓶2、无菌、无毒的环境需要对培养液和所有培养需要对培养液和所有培养用具进行用具进行灭菌处理灭菌处理以及在以及在无无菌环境菌环境下进行操作。下进行操作。培养液还需要培养液还需要定期更换定期更换,以便清除代谢物,防止细胞以便清除代谢物,防止细胞代谢物积累对细胞自身造成代谢物积累对细胞自身造成危害。危害。超净工作台超净工作台酒精灯火焰附近酒精灯火焰附近3、温度、pH和渗透压温度:温度:(36.50.5)pH:7.2 7.44、气体环境O2是细胞代谢所必需的是细胞代谢所必需的CO2的主要作用是的主要作用是维持培养液的维持培养液的pH。通常采用通常采用培养皿或松盖培养瓶培养皿或松盖培
5、养瓶,并将它们置于含有,并将它们置于含有95%空气和空气和5%CO2的的混合气体的混合气体的CO2培养箱中进行培养。培养箱中进行培养。二.动物细胞培养的过程取动物组织取动物组织制成细胞悬液制成细胞悬液转入培养液转入培养液原代培养原代培养转入转入CO2培养箱培养箱机械法机械法酶解法:酶解法:胰蛋白酶和胶原蛋白酶胰蛋白酶和胶原蛋白酶动物组织经过处动物组织经过处理后的初次培养理后的初次培养转入转入分瓶分瓶传代培养传代培养动物组织经过动物组织经过分瓶后的培养分瓶后的培养CO2培养箱培养箱贴壁细胞的收集:贴壁细胞的收集:悬浮培养细胞的收集:悬浮培养细胞的收集:离心法离心法胰蛋白酶等处理后离心胰蛋白酶等处
6、理后离心可以用胃蛋白酶在体外分散细胞吗?不可以;胃蛋白酶作用的适宜不可以;胃蛋白酶作用的适宜pH约为约为2,当,当pH大于大于6时,胃蛋白酶时,胃蛋白酶就会失去活性,多数动物细胞培养的适宜就会失去活性,多数动物细胞培养的适宜pH为为7.2 7.4,胃蛋白酶在此,胃蛋白酶在此环境中没有活性。环境中没有活性。贴壁生长示意图贴壁生长示意图 接触抑制示意图接触抑制示意图培养瓶壁培养瓶壁1 1、能够、能够悬浮悬浮在培养液中生长增殖的细胞在培养液中生长增殖的细胞2 2、细胞贴壁的细胞、细胞贴壁的细胞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
7、殖(裂增殖(接触抑制接触抑制)悬浮培养的细胞会因细胞密度过大、有害代谢物积累和培养液中悬浮培养的细胞会因细胞密度过大、有害代谢物积累和培养液中营养物质缺乏等因素而分裂受阻。营养物质缺乏等因素而分裂受阻。体外培养的动物细胞可以分为哪两类?比较项目植物组织培养动物细胞培养原理培养基类型培养基特有成分培养结果细胞来源特点相同点植物细胞的全能性植物细胞的全能性细胞增殖细胞增殖液体培养基,合成培养基液体培养基,合成培养基固体培养基,天然培养基固体培养基,天然培养基植物激素、有机添加物(蔗糖)植物激素、有机添加物(蔗糖)血清、葡萄糖等血清、葡萄糖等新个体或大量细胞或细胞产品新个体或大量细胞或细胞产品细胞或
8、细胞产品细胞或细胞产品离体的植物器官、组织或细胞离体的植物器官、组织或细胞胚胎或幼龄动物组织胚胎或幼龄动物组织1、分裂形成愈伤组织、分裂形成愈伤组织2、分化形成胚状体、分化形成胚状体1、只分裂不分化、只分裂不分化2、贴壁生长,接触抑制、贴壁生长,接触抑制无菌操作、适宜的环境、只进行有丝分裂无菌操作、适宜的环境、只进行有丝分裂三.干细胞培养及应用动物和人体内仍保留的少数具有分裂和分化能力的细胞动物和人体内仍保留的少数具有分裂和分化能力的细胞1.概念2.分布早期胚胎早期胚胎骨髓骨髓脐带血脐带血3.分类:发育阶段分:发育阶段分:胚胎干细胞(胚胎干细胞(ES干细胞)和成体干细胞干细胞)和成体干细胞成体
9、干细胞:成体干细胞:位于成体组织或器官内的干细胞。如位于成体组织或器官内的干细胞。如造血干细胞造血干细胞、神神经干细胞经干细胞、精原干细胞精原干细胞等。等。红细胞红细胞血小板血小板各类白细胞各类白细胞造血干细胞造血干细胞 成体干细胞具有组织特异性,只能在特定的组织中分化成特定的细胞或组织,不具有发育成完整个体的能力。分化潜能分:分化潜能分:全能干细胞:胚胎干细胞全能干细胞:胚胎干细胞多能干细胞:脐带干细胞、胎盘干细胞多能干细胞:脐带干细胞、胎盘干细胞专能干细胞:神经干细胞、肌肉干细胞、专能干细胞:神经干细胞、肌肉干细胞、造血干细胞、脂肪干细胞造血干细胞、脂肪干细胞诱导多能干细胞(iPS细胞)类
10、似于胚胎干细胞的一种细胞类似于胚胎干细胞的一种细胞iPS细胞多种体细胞定向诱导分化定向诱导分化体外诱导人的成纤维细胞白血病、帕金森病、阿而茨海默病等治疗治疗 诱导过程无须破坏胚胎,而且诱导过程无须破坏胚胎,而且iPS细胞可以来源于病人自身的体细细胞可以来源于病人自身的体细胞,将它移植回病人体内后,理论胞,将它移植回病人体内后,理论上可以避免免疫排斥反应,上可以避免免疫排斥反应,定向诱导分化定向诱导分化4.应用:通过造血干细胞的移植可以治疗白血病、遗传性血液病(如地中通过造血干细胞的移植可以治疗白血病、遗传性血液病(如地中海贫血、血液再生障碍性贫血、镰刀状细胞贫血)等疾病。海贫血、血液再生障碍性
11、贫血、镰刀状细胞贫血)等疾病。白血病是一类白血病是一类造血干细胞恶性克造血干细胞恶性克隆隆性疾病。克隆性白血病细胞因为增性疾病。克隆性白血病细胞因为增殖失控、分化障碍、凋亡受阻等机制殖失控、分化障碍、凋亡受阻等机制在骨髓和其他造血组织中大量增殖累在骨髓和其他造血组织中大量增殖累积,并浸润其他非造血组织和器官,积,并浸润其他非造血组织和器官,同时抑制正常造血功能。临床可见不同时抑制正常造血功能。临床可见不同程度的贫血、出血、感染发热以及同程度的贫血、出血、感染发热以及肝、脾、淋巴结肿大和骨骼疼痛。肝、脾、淋巴结肿大和骨骼疼痛。自体移植 科学家正在研究用胚胎干细胞治疗神经退行性疾病(如帕金森病、科
12、学家正在研究用胚胎干细胞治疗神经退行性疾病(如帕金森病、阿尔茨海默病等)、糖尿病、心肌坏死等疾病。阿尔茨海默病等)、糖尿病、心肌坏死等疾病。动物细胞融合技术与单克隆抗体抗体本质:本质:分布:分布:具有免疫功能的球蛋白具有免疫功能的球蛋白血清(主要),组织液及外分泌液血清(主要),组织液及外分泌液 灭活是指用物理或化学手段灭活是指用物理或化学手段使病毒或细菌失去感染能力,但使病毒或细菌失去感染能力,但并不破坏其抗原结构。并不破坏其抗原结构。灭活、化学提纯灭活、化学提纯多种抗原多种抗原注射多种抗原注射多种抗原多克隆抗体多克隆抗体从血清中分离从血清中分离产量低特异性差病毒病毒如何抗体解决产量低和特异
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