第二章.动物组织和细胞的培养(4)

《动物生理学》章节笔记第一章：绪论一、动物生理学的研究对象和任务1. 研究对象- 动物生理学关注的是动物机体的生命现象，包括生物化学过程、细胞活动、组织功能、器官系统的工作以及整个生物体的行为和生存策略。

- 研究范围涵盖从单细胞生物到高等哺乳动物，重点关注动物如何通过各个生理系统维持内环境稳定（Homeostasis）。

2. 研究任务- 揭示生命现象的物理和化学基础：探究动物体内发生的各种生理过程背后的分子和细胞机制。

- 了解机体功能的调节机制：研究神经、内分泌和免疫系统如何协同工作，调节身体的各种功能。

- 探索环境适应的生理机制：分析动物如何通过生理调整来适应不同的环境条件。

- 应用于实践：将动物生理学知识应用于医学、兽医学、农业、生态保护和生物工程等领域。

二、动物生理学的发展简史1. 古代阶段- 古埃及、古希腊和古印度等文明对动物生理学有所探讨，但多限于观察和哲学思考，缺乏科学实验。

- 我国古代医学家如扁鹊、张仲景、孙思邈等对脉搏、呼吸、消化等生理现象有所记载。

2. 中世纪阶段- 欧洲中世纪，阿拉伯学者如伊本·纳菲斯对血液循环有了初步的认识。

- 解剖学的兴起为生理学的发展奠定了基础。

3. 近代阶段- 17世纪，哈维发表了《动物心血运动论》，奠定了血液循环理论。

- 18世纪至19世纪，贝尔纳、普尔扎等人通过实验方法推动了生理学的发展。

4. 现代阶段- 20世纪，生理学进入分子和细胞水平，如诺贝尔奖获得者霍奇金、埃克尔斯对神经传导的研究。

- 分子生物学、遗传工程等技术的应用使动物生理学研究进入了一个新的时代。

三、动物生理学的研究方法1. 实验方法- 急性实验：在短时间内对动物进行生理功能的观察和测量，如血压、心率等。

- 慢性实验：长时间跟踪动物生理功能的变化，如植入电极监测神经活动。

- 活体实验：在不影响动物生存的前提下进行的实验，如使用显微镜观察活细胞。

- 离体实验：在体外环境中研究组织、细胞或分子的功能，如器官切片培养。

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、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(糖类、氨基酸、无机盐、维生素等)按种类和所需量严格配制而成的培养基。

b．天然成分：使用合成培养基时，通常需要加入血清等一些天然成分，原因是血清中含有尚未全部研究清楚的细胞所需的营养物质。

c．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，以便清除代谢物，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．组成：动物细胞培养所需气体主要有O2和CO2。

b．不同气体的作用O2：是细胞代谢所必需的。

CO2：维持培养液的pH。

c．培养容器：通常采用培养皿或松盖培养瓶。

d．培养仪器：含有95%空气和5%CO2的混合气体的CO2培养箱。

(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，细胞通常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。

特别提醒区分两种“培养”的关键是看用胰蛋白酶处理的对象。

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；细胞培养过程中出现接触抑制，用胰蛋白酶处理使其从瓶壁上脱离下来分散成单个细胞，然后再用离心法收集，之后，将收集的细胞制成细胞悬浸，分瓶培养，为传代培养。

必背第2章生物体的结构（4大考点必背）01细胞分裂和分化1.生物体的生长与细胞的生长、分裂和分化。

细胞生长使细胞体积增大，细胞分裂使细胞数目增多。

动物细胞分裂示意图2.动物细胞分裂：分裂顺序为细胞核、细胞质、细胞膜，细胞膜向内凹陷缢裂成两个细胞。

植物细胞分裂示意图3.植物细胞分裂：分裂顺序为细胞核、细胞质、细胞膜、细胞壁，在细胞中央形成新的细胞膜和新的细胞壁。

4.细胞癌变和癌细胞的特点（1）正常细胞变为癌细胞的过程称为细胞癌变，癌细胞遗传物质发生了改变。

（2）癌细胞两个主要特点: 一是分裂非常快，能不断分裂，但不能分化;二是癌细胞可转移，可以侵入邻近或远处5.细胞分化：在生物体生长发育过程中，其中大多数细胞发生了变化，形成了多种多样的细胞，这个过程就是细胞分化。

6.组织：细胞分化产生了不同的细胞群，每个细胞群都是由许多形态相似，结构、功能相同的细胞联合在一起形成的，组织就是由一种或多种细胞组合而成的细胞群。

【易错警示】1.细胞分裂使数目增多，但形态功能不变。

2.细胞分化使细胞种类增加，但数目不变。

02单细胞生物1、常见的单细胞生物：大肠杆菌、酵母菌、草履虫、变形虫、衣藻、疟原虫等。

2、草履虫的结构与功能（1）纤毛：运动（2）表膜：呼吸（3）口沟：取食（4）食物泡：消化（5）胞肛；排残渣（6）收集管和伸缩泡：收集和排水3、单细胞生物与人类的关系（1）有利：鱼类的天然饵料、草履虫净化污水等。

（2）有害：疟原虫、赤潮等。

4.探究草履虫对外界刺激的反应实验现象：对照组草履虫没有发生明显的定向移动；实验组草履虫从未滴加培养液一侧向滴加培养液一侧液滴移动。

实验结论：草履虫能对外界刺激做出反应，趋向有利刺激（培养液）。

03动物体的结构层次1.识图：A 是受精卵 C是组织 D是器官 E是系统；①②③过程表示细胞分裂、④表示细胞分化。

2.从微观到宏观，动物体的结构层次为细胞、组织、器官、系统、动物体。

3.人体四大基本组织为上皮组织、肌肉组织、神经组织、结缔组织。

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。

第二章细胞工程实验室组成及无菌操作技术1、目前，常用的植物细胞培养基种类有哪些？各有什么特点？1）MS培养基特点是无机盐和离子浓度较高，是较稳定的平衡溶液。

2）5B培养基其主要特点是含有较低的铵，这是因为铵对不少培养物的生长有抑制作用。

3）White培养基其特点是无机盐数量较低，适于生根培养N培养基其特点是成分较简单，KNO3和（NH4）2SO4含量高。

4）65）KM8P培养基其特点是有机成分较复杂，它包括了所有的单糖和维生素，广泛用于原生质融合培养。

2、简要说明MS培养基的基本组成。

1）大量元素母液配制MS培养基的大量元素主要包括硝酸铵（NH4NO3）、硝酸钾(KNO3)、磷酸二氢钾（KH2PO4）、硫酸镁（MgSO4•7H2O）和氯化钙（CaCl2,CaCl2•2H2O）五种化合物。

2）微量元素母液配制MS培养基的微量元素由7种化合物（除Fe外）。

3）铁盐母液配制MS培养基中的铁盐是硫酸亚铁（FeSO4•4H2O）和乙二胺四乙酸二钠（Na2•EDTA）的螯合物，必须单独配成母液。

4）有机母液的配制MS培养基的有机成分有甘氨酸、肌醇、烟酸、烟酸硫胺素和盐酸吡哆素。

5）激素母液配制MS培养基中的激素有生长素类、细胞分裂素3、配制培养基时，为什么要先配制母液？如何配制母液？为了避免每次配制时都要称量各种化学药品，常常把培养中必需的一些化学药品，以10倍、50倍或100倍的量，配制成一种浓缩液，这种浓缩液被称为母液。

配制母液不但可以保证各物质成分的准确性及配制时的快速移去，而且还便于低温保藏。

确定培养基--按照扩大倍数称量--溶解--按顺序混合--定容--母液分装--贴标签--保存于冰箱。

大量元素应配成浓度为10倍的母液，--般将微量元素配制成100倍的母液，使用时再稀释100倍。

配置时化合物应分别称量，分别溶解;混合时注意先后顺序，防止产生沉淀;混合时要边搅拌边混合。

4、常用的灭菌方法有哪些，各有哪些优缺点？（一）物理灭菌1）湿热灭菌（高压蒸汽灭菌）优点：高温高压蒸汽对生物材料有良好的穿透力，能造成蛋白质变性凝固而使微生物死亡，是一种最有效的灭菌方法。

第2章细胞工程第1节植物细胞工程一、植物细胞工程的基本技术[必备知识]1．细胞工程是指应用细胞生物学、分子生物学和发育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的生物工程。

(P31)2．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。

(P34)3．诱导愈伤组织期间一般不需要光照，在后续的培养过程中，每日需要给予适当时间和强度的光照。

(P35“探究·实践”)5．在进行体细胞杂交之前，必须先利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，获得原生质体。

(P37)6．植物体细胞杂交技术在打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，培育植物新品种等方面展示出独特的优势。

(P38)[重要图解]1．植物组织培养流程图(P35)植物组织培养是指将离体的植物器官、组织或细胞等，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其形成完整植株的技术。

错误!“①错误!②错误!③―→试管苗错误!完整植株”，其中数字序号处填写内容依次为：①外植体、②愈伤组织③根、芽等。

①具体指的是离体培养的植物器官、组织或细胞；脱分化是指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特有结构和功能转变成未分化细胞的过程；经脱分化形成的是不定形的薄壁组织团块，这称为愈伤组织。

再分化是指愈伤组织重新分化成芽、根等器官的过程；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、用量的比例等都会影响植物细胞的发育方向。

2．植物体细胞杂交技术流程图(P37～38)：人工诱导原生质体融合，融合后得到的杂种细胞再经过诱导可形成愈伤组织，并可进一步发育成完整的杂种植株。

字母a～f表示相关过程，其中a为去除细胞壁的过程，用到的酶是纤维素酶和果胶酶。

b表示人工诱导原生质体融合的过程，诱导的方法基本可以分为两大类—物理法和化学法。