1907年哈里森用一滴淋巴液成功培養(yǎng)了蝌蚪的神經(jīng)元，首創(chuàng)了動物組織體外培養(yǎng)法1958年斯圖爾德等發(fā)現(xiàn)胡蘿卜的體細(xì)胞可以分化為胚，為細(xì)胞全能性理論提供了強(qiáng)有力的支持。1998年湯姆森和吉爾哈特獲得可體外培養(yǎng)的人胚胎干細(xì)胞2006年山中伸彌獲得誘導(dǎo)多能干細(xì)胞1975年米爾斯坦和科勒獲得能穩(wěn)定遺傳的單克隆抗體的雜交瘤細(xì)胞株。1971年卡森誘導(dǎo)煙草原生質(zhì)體融合，培育出第一株體細(xì)胞雜交植物1960年科金用真菌的纖維素酶分解番茄根的細(xì)胞壁，成功獲得了原生質(zhì)體。1996年世界上第一只體細(xì)胞克隆羊多莉誕生，隨后多種克隆動物相繼問世。2017年我國科學(xué)家首次培育了體細(xì)胞克隆猴。

2.2動物細(xì)胞工程（第1課時）從社會中來在治療大面積燒傷時，通常采用自體移植的方法。但個體的皮膚是非常有限。若使用他人皮膚來源又不足，而且會產(chǎn)生免疫排斥反應(yīng)。那么，能否用自體單個細(xì)胞培養(yǎng)出可移植的皮膚呢？可以通過動物細(xì)胞工程解決這個問題。動物細(xì)胞工程包括：動物細(xì)胞培養(yǎng)、動物細(xì)胞融合和動物細(xì)胞核移植。其中動物細(xì)胞培養(yǎng)是動物細(xì)胞工程的基礎(chǔ)。新課導(dǎo)入1、概念：從動物體中取出相關(guān)組織，將它們分散成單個細(xì)胞，然后在適宜的培養(yǎng)條件下，讓這些細(xì)胞生長和增殖。2、原理：細(xì)胞增殖一、動物細(xì)胞培養(yǎng)3、結(jié)果：細(xì)胞1.營養(yǎng)基本營養(yǎng)：水、無機(jī)鹽、有機(jī)碳源（糖類）、有機(jī)氮源（氨基酸）特殊物質(zhì)：維生素、（相應(yīng)動物）血清？血清含有尚未研究清楚的細(xì)胞所需的營養(yǎng)物質(zhì)合成培養(yǎng)基+血清等一些天然成分分析1：培養(yǎng)基的類型：

固體培養(yǎng)基or液體培養(yǎng)基

合成培養(yǎng)基or天然培養(yǎng)基將細(xì)胞所需的營養(yǎng)物質(zhì)按種類和所需量嚴(yán)格配制的培養(yǎng)基。（1）培養(yǎng)基構(gòu)成：（2）培養(yǎng)基種類：液體培養(yǎng)基（按物理性質(zhì)）、合成培養(yǎng)基（按化學(xué)成分）（一）動物細(xì)胞培養(yǎng)的條件2.無菌、無毒的環(huán)境措施：對培養(yǎng)液和所有培養(yǎng)用具進(jìn)行無菌處理目的：清除代謝物，防止代謝物積累對細(xì)胞自身造成危害。3.溫度、pH和滲透壓4.氣體環(huán)境95%空氣+5%CO2的混合氣體：①空氣（O2）

：

；②CO2

：

。細(xì)胞代謝必需維持培養(yǎng)液中的pH值（1）適宜的溫度：哺乳動物細(xì)胞培養(yǎng)的溫度多以___________為宜36.5±0.5℃（2）適宜的pH：多數(shù)動物細(xì)胞生存的適宜pH為________7.2-7.4（3）適宜的滲透壓：目的________________________。維持細(xì)胞正常的形態(tài)和功能具體操作：①通常采用培養(yǎng)皿或松蓋培養(yǎng)瓶。②置于含有95%空氣和5%CO2的混合氣體的CO2培養(yǎng)箱中進(jìn)行培養(yǎng)。（常用）無菌無毒措施：定期更換培養(yǎng)液，以便清除代謝物目的：防止微生物污染。（一）動物細(xì)胞培養(yǎng)的條件1、動物細(xì)胞培養(yǎng)的過程動物組織塊分散成單個細(xì)胞胚胎或幼齡動物的組織塊①機(jī)械方法；②胰蛋白酶或膠原蛋白酶1）選幼齡動物（或胚胎）的組織器官原因：胚胎或幼齡動物的組織細(xì)胞分化程度低，細(xì)胞增殖能力強(qiáng)（有絲分裂旺盛），容易培養(yǎng)。2）培養(yǎng)前為什么分散成單個細(xì)胞？①分散不會限制彼此的生長與增殖；②分散有利于與培養(yǎng)液充分接觸，更易進(jìn)行物質(zhì)交換。（二）動物細(xì)胞培養(yǎng)的過程1、動物細(xì)胞培養(yǎng)的過程動物組織塊分散成單個細(xì)胞胚胎或幼齡動物的組織塊①機(jī)械方法；②胰蛋白酶或膠原蛋白酶3）胰蛋白酶或膠原蛋白酶的作用是什么？作用：水解蛋白質(zhì)，使組織細(xì)胞分散成單個細(xì)胞。由此說明：細(xì)胞間的物質(zhì)成分是蛋白質(zhì)。（二）動物細(xì)胞培養(yǎng)的過程4）分散細(xì)胞時為何不選用胃蛋白酶？原因：多數(shù)動物細(xì)胞生存的適宜pH為7.2～7.4，而胃蛋白酶的適宜pH約為2。在此環(huán)境中胃蛋白酶會失活。動物組織塊分散成單個細(xì)胞胚胎或幼齡動物的組織塊①機(jī)械方法；②胰蛋白酶或膠原蛋白酶制成細(xì)胞懸液培養(yǎng)液5）培養(yǎng)液（液體培養(yǎng)基）有什么成分？成分：糖（葡萄糖）、氨基酸、無機(jī)鹽、生長因子、纖維素、動物血清（血漿）將細(xì)胞懸液放在培養(yǎng)皿或培養(yǎng)瓶內(nèi)培養(yǎng)原代培養(yǎng)傳代培養(yǎng)懸浮生長貼壁生長(大多數(shù)）④接觸抑制細(xì)胞分裂受阻解決②制成細(xì)胞懸液，分瓶培養(yǎng)。①收集細(xì)胞懸浮培養(yǎng)的細(xì)胞:直接用離心法收集貼壁細(xì)胞:用胰蛋白酶處理分散成單個細(xì)胞，用離心法收集①營養(yǎng)物質(zhì)缺乏、②代謝廢物積累、③細(xì)胞密度過大等分瓶培養(yǎng)（二）動物細(xì)胞培養(yǎng)的過程動物組織塊分散成單個細(xì)胞胚胎或幼齡動物的組織塊①機(jī)械方法；②胰蛋白酶或膠原蛋白酶4）分散細(xì)胞時為何不選用胃蛋白酶？原因：多數(shù)動物細(xì)胞生存的適宜pH為7.2～7.4，而胃蛋白酶的適宜pH約為2。在此環(huán)境中胃蛋白酶會失活。制成細(xì)胞懸液培養(yǎng)液5）培養(yǎng)液（液體培養(yǎng)基）有什么成分？成分：糖、氨基酸、無機(jī)鹽、生長因子、血清和血漿等。將細(xì)胞懸液放在培養(yǎng)皿或培養(yǎng)瓶內(nèi)培養(yǎng)原代培養(yǎng)傳代培養(yǎng)分瓶培養(yǎng)（二）動物細(xì)胞培養(yǎng)的過程動物組織塊分散成單個細(xì)胞胚胎或幼齡動物的組織塊①機(jī)械方法；②胰蛋白酶或膠原蛋白酶制成細(xì)胞懸液培養(yǎng)液將細(xì)胞懸液放在培養(yǎng)皿或培養(yǎng)瓶內(nèi)培養(yǎng)原代培養(yǎng)傳代培養(yǎng)分瓶培養(yǎng)6）傳代培養(yǎng)的細(xì)胞能一直傳下去？不一定都能。①傳代培養(yǎng)大多數(shù)傳到10代后就不易傳下去；②少數(shù)傳到10-50代時，增殖會逐漸緩慢，以至于完全停止。7）傳代培養(yǎng)過程中，有些細(xì)胞為何能一直傳下去？少數(shù)細(xì)胞50代后發(fā)生突變，形成癌細(xì)胞。（二）動物細(xì)胞培養(yǎng)的過程不死性細(xì)胞突變稱細(xì)胞系培養(yǎng)細(xì)胞株：指從原代培養(yǎng)細(xì)胞群中篩選出進(jìn)行傳代培養(yǎng)的細(xì)胞，能傳到10-50代，其遺傳物質(zhì)沒有發(fā)生變化。正常細(xì)胞：（有接觸抑制）細(xì)胞系：傳代培養(yǎng)的細(xì)胞在傳到50代后，有部分細(xì)胞的遺傳物質(zhì)發(fā)生改變，并且具有癌變的特點(diǎn)，能無限地傳下去的細(xì)胞。癌細(xì)胞：（無接觸抑制）單層細(xì)胞多層細(xì)胞拓展1：細(xì)胞株和細(xì)胞系項目植物組織培養(yǎng)動物細(xì)胞培養(yǎng)原理培養(yǎng)基類型特有成分取材主要過程結(jié)果主要應(yīng)用相同點(diǎn)①生物制品的生產(chǎn)；②為基因工程提供受體細(xì)胞③檢測有毒物質(zhì)④生理、病理、藥理等方面的研究常用固體培養(yǎng)基新植株葡萄糖、動物血清常用液體培養(yǎng)基細(xì)胞增殖細(xì)胞的全能性新的細(xì)胞群，不形成個體①快速繁殖等；②脫毒植物的培育③單倍體育種；④獲得人工種子⑤細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)等蔗糖、植物激素原代培養(yǎng)、傳代培養(yǎng)脫分化、再分化植物幼嫩部位或花藥胚胎或幼齡動物的組織塊1.培養(yǎng)過程中細(xì)胞都進(jìn)行有絲分裂，不涉及減數(shù)分裂；2.均需無菌操作，需要適宜的溫度、pH等條件拓展2：植物組織培養(yǎng)和動物細(xì)胞培養(yǎng)1、（2021·浙江·統(tǒng)考高考真題）下圖為動物成纖維細(xì)胞的培養(yǎng)過程示意圖。下列敘述正確的是（）A．步驟①的操作不需要在無菌環(huán)境中進(jìn)行B．步驟②中用鹽酸溶解細(xì)胞間物質(zhì)使細(xì)胞分離C．步驟③到④的分瓶操作前常用胰蛋白酶處理D．步驟④培養(yǎng)過程中不會發(fā)生細(xì)胞轉(zhuǎn)化C當(dāng)堂鞏固2、（2008·寧夏·高考真題）回答下列有關(guān)動物細(xì)胞培養(yǎng)的問題：(1)在動物細(xì)胞培養(yǎng)過程中，當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長到細(xì)胞表面__________時，細(xì)胞會停止分裂增殖，這種現(xiàn)象稱為細(xì)胞的_________。此時，瓶壁上形成的細(xì)胞層數(shù)是______。要使貼壁的細(xì)胞從瓶壁上分離下來，需要用酶處理，可用的酶是__________。(2)隨著細(xì)胞傳代次數(shù)的增多，絕大部分細(xì)胞分裂停止，進(jìn)而出現(xiàn)_______________現(xiàn)象；但極少數(shù)細(xì)胞可以連續(xù)增殖，其中有些細(xì)胞會因遺傳物質(zhì)發(fā)生改變而變成_______細(xì)胞，該種細(xì)胞的黏著性____，細(xì)胞膜表面蛋白質(zhì)（糖蛋白）的量____。(3)現(xiàn)用某種大分子染料，對細(xì)胞進(jìn)行染色時，觀察到死細(xì)胞被染色，而活細(xì)胞不染色，原因是_________。(4)檢查某種毒物是否能改變細(xì)胞染色體的數(shù)目，最好選用細(xì)胞分裂到_____期的細(xì)胞用顯微鏡進(jìn)行觀察。(5)在細(xì)胞培養(yǎng)過程中，通常在______條件下保存細(xì)胞。因為在這種條件下，細(xì)胞中______的活性降低，細(xì)胞________的速率降低。相互接觸接觸抑制單層胰蛋白酶衰老甚至死亡不死性降低減少由于活細(xì)胞的膜具有選擇透過性，大分子染料不能進(jìn)入活細(xì)胞內(nèi)，故活細(xì)胞不能著色中冷凍酶

新陳代謝

當(dāng)堂鞏固（三）干細(xì)胞的培養(yǎng)及其應(yīng)用1、干細(xì)胞：具有分裂、分化成各種細(xì)胞的能力的細(xì)胞。4、分類：2、存在部位：早期胚胎、骨髓和臍帶血等多種組織和器官中。3、作用：具有自我更新能力及分化潛能，與組織、器官的發(fā)育、再生和修復(fù)等密切相關(guān)。根據(jù)發(fā)育階段分類：（1）胚胎干細(xì)胞；（2）成體干細(xì)胞根據(jù)分化潛能分類：（1）全能干細(xì)胞；（2）多能干細(xì)胞；（3）專能干細(xì)胞①全能干細(xì)胞：具有發(fā)育成完整個體潛能的細(xì)胞②多能干細(xì)胞：具有分化出多種細(xì)胞、組織潛能的細(xì)胞，但失去了發(fā)育成完整個體的能力，發(fā)育的潛能受到一定的限制。③專能干細(xì)胞：只能向一種類型或密切相關(guān)的兩種類型細(xì)胞分化的細(xì)胞，如上皮組織的基底層干細(xì)胞、肌肉中的成肌細(xì)胞。全能性：____________________________________；分化程度：_________________________________全能干細(xì)胞＞多能干細(xì)胞＞專能干細(xì)胞專能干細(xì)胞＞多能干細(xì)胞＞全能干細(xì)胞4、分類：根據(jù)發(fā)育階段分類：（1）胚胎干細(xì)胞；（2）成體干細(xì)胞根據(jù)分化潛能分類：（1）全能干細(xì)胞；（2）多能干細(xì)胞；（3）專能干細(xì)胞（1）胚胎干細(xì)胞：（2）成體干細(xì)胞：①簡稱ES細(xì)胞，存在于早期胚胎中，具有分化為成年動物體內(nèi)的任何一種類型的細(xì)胞。②功能特點(diǎn)：并進(jìn)一步形成機(jī)體的所有組織和器官甚至生物個體的潛能。①是成體組織或器官內(nèi)的干細(xì)胞，包括骨髓中的造血干細(xì)胞、神經(jīng)系統(tǒng)中的神經(jīng)干細(xì)胞和睪丸中的精原干細(xì)胞等。②功能特點(diǎn)：具有組織特異性，只能分化成特定的細(xì)胞或組織，不具有發(fā)育成完整個體的能力。全能性：______________________；分化程度：______________________胚胎干細(xì)胞＞成體干細(xì)胞成體干細(xì)胞＞胚胎干細(xì)胞（三）干細(xì)胞的培養(yǎng)及其應(yīng)用移植取成纖維細(xì)胞等iPS細(xì)胞轉(zhuǎn)入相關(guān)因子細(xì)胞發(fā)生轉(zhuǎn)化分化胰島細(xì)胞神經(jīng)元血細(xì)胞腸上皮細(xì)胞心肌細(xì)胞肝細(xì)胞病人iPS細(xì)胞用于治療人類疾病示意圖誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iPS細(xì)胞）多種體細(xì)胞定向誘導(dǎo)分化體外誘導(dǎo)成纖維細(xì)胞臨床治療疾病如：白血病、帕金森病、阿而茨海默病等轉(zhuǎn)入相關(guān)因子，使細(xì)胞發(fā)生轉(zhuǎn)化5、誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iSP細(xì)胞）：是指通過體外誘導(dǎo)細(xì)胞，如小鼠成纖維細(xì)胞，獲得了類似胚胎干細(xì)胞的一種細(xì)胞。優(yōu)點(diǎn)：無須破壞胚胎；iSP細(xì)胞可以來源于病人自身的體細(xì)胞，將移植回病人體內(nèi)后，可避免免疫排斥反應(yīng)。（三）干細(xì)胞的培養(yǎng)及其應(yīng)用

來源或存在功能、特點(diǎn)局限性胚胎干細(xì)胞(ES細(xì)胞)成體干細(xì)胞誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(iPS細(xì)胞)早期胚胎進(jìn)一步形成機(jī)體的所有組織和器官甚至生物個體的潛能成體組織或器官，如造血干細(xì)胞、神經(jīng)干細(xì)胞和精原干細(xì)胞等體外誘導(dǎo)體細(xì)胞產(chǎn)生能分化成為具有特定功能的細(xì)胞來治療疾病。無須破壞胚胎，且避免免疫排斥反應(yīng)。具有組織特異性，只能分化成特定的細(xì)胞或組織，不具有發(fā)育成完整個體的能力。不具有發(fā)育成完整個體的能力需從胚胎中獲取，涉及倫理問題，限制了它在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用技術(shù)不成熟。小結(jié)：干細(xì)胞3、（2008·山東·高考真題）通過特定方法，科學(xué)家將小鼠和人已分化的體細(xì)胞成功地轉(zhuǎn)變成了類胚胎干細(xì)胞。有關(guān)分化的體細(xì)胞和類胚胎干細(xì)胞的描述，正確的是（

）A．類胚胎干細(xì)胞能夠分化成多種細(xì)胞B．分化的體細(xì)胞丟失了某些基因C．二者功能有差異，但形態(tài)沒有差異D．二者基因組相同，且表達(dá)的基因相同A當(dāng)堂鞏固4、（2021·安徽宿州·統(tǒng)考三模）某種病毒可引發(fā)人類的肺炎，為了預(yù)防該病毒，可以采用不同的技術(shù)路線生產(chǎn)不同的疫苗，如新型mRNA疫苗、傳統(tǒng)滅活疫苗等。請回答：（1）進(jìn)入人體內(nèi)環(huán)境中的mRNA，通過_______方式進(jìn)入細(xì)胞，并與核糖體結(jié)合，翻譯成特定的________________，刺激人體產(chǎn)生特異性免疫反應(yīng)。（2）滅活疫苗可以使用雞胚生產(chǎn)，也可以使用動物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)生產(chǎn)。動物細(xì)胞培養(yǎng)就是從動物機(jī)體中取出相關(guān)的組織，將它______________，然后放在適宜的培養(yǎng)基中，讓這些細(xì)胞__________。（3）在二氧化碳培養(yǎng)箱中進(jìn)行動物細(xì)胞培養(yǎng)時，定期更換培養(yǎng)液的目的是為了防止__________對細(xì)胞自身造成危害；培養(yǎng)箱中的O2是細(xì)胞代謝所必需的，CO2的主要作用是__________。（4）從抗原種類的角度分析，與mRNA疫苗相比，傳統(tǒng)滅活疫苗的優(yōu)勢是__________。滅活疫苗抗原種類多，刺激人體產(chǎn)生的抗體種類多，病毒發(fā)生變異后仍可能有效胞吞

蛋白質(zhì)（病毒抗原）分散成單個細(xì)胞生長和增殖代謝產(chǎn)物積累維持培養(yǎng)液的pH當(dāng)堂鞏固