下载文档原格式
第2节动物细胞工程第1课时动物细胞培养[学习目标] 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(1)常用技术：动物细胞培养、________________和________________等。
(2)基础：________________。
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________，然后在适宜的培养条件下，让这些细胞__________和__________的技术。
(2)培养条件①营养a．合成培养基：将细胞所需的________(糖类、氨基酸、无机盐、维生素等)按________和_____ ________严格配制而成的培养基。
b．天然成分：使用合成培养基时，通常需要加入________等一些天然成分，原因是__________ _________________________。
c．培养动物细胞一般使用______________，也称为________。
②无菌、无毒的环境a．对培养液和所有培养用具进行________处理。
b．在________环境下进行操作。
c．培养液需定期________，以便清除________，防止细胞代谢物________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________为宜。
c．适宜的渗透压。
④气体环境a．组成：动物细胞培养所需气体主要有________和________。
b．不同气体的作用O2：________________________。
CO2：________________________。
c．培养容器：通常采用________或________。
d．培养仪器：含有________________的混合气体的____________。
(3)培养过程①②过程(4)相关概念①细胞贴壁：悬液中分散的细胞往往______在培养瓶的瓶壁上。
第2章细胞工程第2节动物细胞工程（第1课时）【学习目标】1.认同动物细胞培养是模拟体内生理条件在体外进行的培养，由此分析、推出培养动物细胞需要满足的基本条件。
2.尝试建构动物细胞培养基本流程。
3.认同动物细胞培养是动物细胞工程的基础。
4.简述干细胞的应用；通过探讨干细胞在临床上的应用所产生的效益与风险，理性看待生物技术的应用，增强社会责任感。
【重点难点】1.动物细胞培养的过程及条件。
2.干细胞在生物医学工程中的应用。
【学习新知】学习任务一动物细胞培养阅读教材43-45页，完成以下内容：活动1：通过“人造皮肤”事例，概述动物细胞培养的概念。
活动2：认同动物细胞培养是模拟体内生理条件在体外进行的培养，由此分析、推出培养动物细胞需要满足的基本条件。
（1）分析机体给体内的细胞提供了哪些适宜的条件使其能够维持正常的生命活动？（2）动细胞培养实际上是在体外模拟体内的生理条件进行的培养，你认为体外培养动物细胞需要满足哪些条件？活动3：尝试建构动物细胞培养基本流程。
（1）依据动物细胞培养的概念，初步建构动物细胞培养的流程。
（2）根据教材中“动物细胞培养的过程”的内容，并结合图2-12，思考、回答下列问题：①培养前为什么要将组织分散成单个细胞？②怎样将组织分散成单个细胞细胞？③培养一段时间分裂会受阻,这是为什么？怎样解决这一问题？④什么是细胞贴壁、接触抑制、原代培养、传代培养？（3）在分析、回答问题的基础上完善动物细胞培养的基本流程。
活动4：比较动物细胞培养与植物组织培养有什么相同和不同之处？活动5:完成[自学检测1][自学检测1]1.判断下列有关动物细胞培养的表述是否正确。
(1)培养环境中需要O2，不需要CO2。
（）(2)动物细胞培养要经过脱分化形成愈伤组织。
（）(3)培养液中通常含有糖类、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清。
（）(4)培养瓶中的细胞均需要定期用胰蛋白酶处理，分瓶后才能继续增殖。
（）(5)培养过程除需要无菌、无毒的环境外，还要定期更换培养液。
动物细胞工程第一章动物细胞工程概论一、动物细胞工程的概念1.动物细胞工程的定义动物细胞工程是应用细胞生物学和分子生物学的技术方法对动物细胞进行各种操作并使其在体外生长、增殖、分化以生产有用产品或引向成体化（产生新型生物个体）的技术体系，是生物技术（生物工程）的重要组成部分。
狭义细胞工程指对细胞个体进行的各种操作，广义的细胞工程包括对细胞、组织、器官所进行的各种操作。
2.动物细胞工程研究的主要内容以狭义细胞工程为主，兼顾组织、器官工程等内容的研究。
(1)狭义细胞工程：研究体外分离、培养、增殖、分化动物细胞的条件以及保存、操作及利用动物细胞的工艺技术体系。
(2)组织工程：研究体外培养、增殖动物组织的条件以及保存、操作及利用动物组织的工艺技术体系。
(3)器官工程：研究体外培养、增殖器官的条件以及保存、操作及利用动物器官的工艺技术体系。
(4)动物胚胎工程：研究动物胚胎生产、保存、操作及移植的工艺技术体系。
3.动物细胞工程研究的意义(1)是动物繁殖的重要技术手段加快动物繁殖速度：A.体外受精生产胚胎 B.胚胎移植生产动物(2)是人类辅助生殖技术的重要组成部分体外受精—胚胎移植技术，可以克服雄性不育和雌性不孕；(3)是动物遗传育种的重要技术手段对精子或卵子进行遗传操作，或利用细胞融合、胚胎嵌合技术可以使若干个动物性状进行有机组合，产生新的生物个体；(4)生产药物直接培养细胞或组织，从细胞或组织代谢物中直接获得药物;对细胞进行遗传操作，生产转基因动物，利用转基因动物生产药物（生物反应器）；(5)保存珍惜动物资源由于动物克隆技术的成功，保存细胞、组织、胚胎，就意味着保存一个生命个体，保存细胞、组织、胚胎，就意味着保存一个生物种群(6)提供人类器官移植的材料人类器官移植发展很快，目前可以进行心脏、肝、肾脏移植，可以进行皮肤、角膜、骨髓细胞移植。
三、动物细胞工程讲授的主要内容1.动物细胞、组织培养2.动物细胞融合3.动物细胞重组4.向细胞内引入高分子物质5.动物细胞冷冻保存6.动物胚胎工程四、动物细胞工程实验（实习）内容1.实验仪器设备的识别与使用2.动物细胞培养用液的制备3.动物胎儿成纤维细胞分离与培养4.动物细胞常规检查和生物学检测5.培养细胞的冻存与复苏五、动物细胞工程研究取得的重要进展1.精液采集、精液冷冻与人工授精技术的成熟和发展，为充分发挥利用雄性动物生殖潜力奠定了基础；2.雌性动物卵母细胞体外成熟培养技术的成功，使人们在体外完成动物生殖过程成为可能；3.体外受精与胚胎移植技术的成功，产生了试管婴儿，试管牛，试管猪，试管山羊，试管兔；4.细胞核移植技术的成功，使人们克隆高等哺乳动物的梦想得以实现体细胞核移植、胚胎细胞核移植、胚胎干细胞核移植技术的成功，为克隆动物和转基因动物生产提供了技术支撑；5.胚胎干细胞与组织干细胞成功分离、体外扩增与诱导分化研究的成功，为人类医学发展提供了宝贵的材料；胚胎干细胞，胰腺干细胞，神经干细胞，骨髓干细胞，皮肤干细胞，角膜干细胞6.转基因细胞（细胞转染基因）技术的成功，为转基因动物的生产创造了条件；7.胚胎嵌合技术一种或两种动物胚胎共同生长发育形成一个生物个体的技术，即在一个生物体内，含有来源于两个不同胚胎的细胞和组织；8.细胞融合技术将两种或两种以上的细胞融合，形成一个具有新性状的细胞，这种技术称为细胞融合技术。
第2章细胞工程第2节动物细胞工程一、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.原理：细胞增殖3.地位：动物细胞工程的基础4.关键操作：原代培养和传代培养。
（一）动物细胞培养的条件1.营养（1）成分①已知成分将细胞所需的营养物质（糖类、氨基酸、无机盐、维生素等）按其种类和所需量严格配制而成的培养基，称为合成培养基。
①未知成分使用合成培养基时，通常需加入血清等一些天然成分。
（2）培养基的物理性质培养动物细胞一般使用液体培养基，也称为培养液。
2.无菌、无毒的环境①对培养液和所有培养用具进行灭菌处理；①在无菌环境下进行操作；①还需要定期更换培养液。
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36.5±0.5①为宜。
（2）适宜的pH：多数动物细胞生存的适宜pH为7.2~7.4。
（3）适宜的渗透压：维持适宜渗透压的目的维持细胞正常的形态和功能。
4.气体环境（1）组成：动物细胞培养所需气体主要有O2和CO2。
（2）气体作用：①O2：O2是细胞代谢所必需的；①CO2：CO2的主要作用维持培养液的pH。
（二）动物细胞培养的过程①原代培养：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。
①传代培养：将分瓶后的细胞培养称为传代培养；①细胞贴壁：大多数体外培养的细胞需要贴附于某些基质表面才能生长增殖，这类细胞往往贴附在培养瓶的瓶壁上，这种现象称为细胞贴壁；①接触抑制：当贴壁细胞生长到表面相互接触时，细胞通常会停止分裂增殖。
1.取动物组织（1）取材：动物胚胎或幼龄动物的组织、器官。
（2）取材原因：细胞分化程度低，增殖能力强，容易培养。
2.制成细胞悬液（1）制成细胞悬液的步骤：①将组织分散成单个细胞；①用培养液将细胞制成细胞悬液。
（2）将组织分散成单个细胞的原因：①从动物体取出的成块组织中，细胞与细胞靠在一起，彼此限制了生长和增殖；①能使细胞与培养液充分接触，更易进行物质交换。
哺乳动物的克隆方法：胚胎干细胞核移植、胚胎细胞核移植、胎儿成纤维细胞核移植、体细胞核移植。
第一章绪论课后习题答案1. 动物细胞工程主要有哪些内容？这些技术有何用途？答：1. 组织和细胞培养技术2. 细胞融合与单克隆抗体技术3. 细胞核移植技术4. 胚胎工程技术5. 干细胞技术6. 转基因技术7. 染色体工程细胞工程的应用有：A. 单克隆抗体的应用：疾病诊断与治疗、微量大分子物资的检测、贵重生物活性物的分离与提纯、特殊疾病治疗、与药物交联治疗疾病；B. 转基因技术的应用：建立疾病的动物模型、品种改良和抗病育种、“乳腺生物发应器”、基因代替治疗、异种器官移植、基因功能研究；C. 细胞与组织替代治疗；D. 治疗人类不孕症；E. 优良品种繁育；F. 生产转基因家畜；G. 保护濒危动物。
2.追踪动物细胞工程研究与应用的最新进展，并预测其发展趋势。
第二章细胞培养1、体外培养细胞有哪些类型？其生长特点有什么区别？答：体外培养的细胞根据其生长方式，主要分为贴壁生长型细胞和悬浮生长型细胞。
离体细胞必须贴附于底物上才能生长的细胞称为贴壁生长型细胞。
有机体的绝大部分细胞必须贴附在某一固相表面才能生存和生长。
动物细胞培养中，大多数细胞必须贴附在固相表面才能生长，当细胞布满表面后即停止生长。
从生长表面脱落进入液体得细胞通常不再生长而逐渐退化，这种细胞称为单层附壁细胞。
贴壁生长的细胞在活体体内时，形态各异，而体外培养状态下则在形态上比较单一而失去其在体内时原有的特征。
按照培养细胞的形态，主要可分为以下几类：成纤维细胞型、上皮型细胞、游走型细胞、多形型细胞；少数细胞类型在体外培养时不需要附着于底物而于悬浮状态下即可生长，包括一些取自血、脾或骨髓的培养细胞，如血液白细胞、淋巴组织细胞、某些肿瘤细胞、杂交瘤细胞、转化细胞等，这些细胞在悬浮中生长良好，可以是单个细胞或为细小的细胞团，观察使细胞呈圆形。
由于悬浮生长于培养液中，因此其生存空间大，具有能够提供繁殖大量细胞、传代方便、易于收获细胞等优点，易于大规模生产，便于过程的控制。
