导图社区 高中生物-动物细胞工程
动物细胞工程，从动物体中取出相关组织，将它们分散成单个细胞，然后在适宜的培养条件下，让这些细胞生长和增殖的技术。
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英语词性
生物必修一
动物细胞工程
动物细胞培养
概念
内容：从动物体中取出相关组织，将它们分散成单个细胞，然后在适宜的培养条件下，让这些细胞生长和增殖的技术
分散目的：营养容易供应，代谢废物容易排出
原理：细胞增殖（有丝分裂）
地位：动物细胞工程的基础
条件
营养
培养基构成：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的培养基）+血清等一些天然成分（含有尚未研究清楚的细胞所需的营养物质）
无菌、无毒的环境
对培养液和所有培养用具进行灭菌处理
在无菌环境下进行操作
清除代谢物，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害
温度、pH和渗透压
适宜的温度：哺乳动物细胞培养的温度多以36.5±0.5℃为宜
适宜的pH：多数动物细胞生存的适宜pH为7.2-7.4
适宜的渗透压：维持细胞正常的形态和功能
气体环境
气体组成及作用
O2：细胞代谢所必需
CO2：维持培养液的pH
具体操作
通常采用培养皿或松盖培养瓶
置于含有95%空气和5%CO2的混合气体的CO2培养箱中进行培养
过程
取动物组织
取材：一般取材于动物胚胎或幼龄动物的组织、器官
取材原因：细胞分化程度低，增殖能力强，容易培养
制成细胞悬液
将组织分散成单个细胞
方法：机械法、用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理一段时间
原因：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；能使细胞与培养液充分接触，更易进行物质交换
用培养液将细胞制成细胞悬液
原代培养
操作方法
将细胞悬液放入培养皿或培养瓶内，置于适宜环境中培养
体外培养的动物细胞类型
悬浮生长类
概念：能够悬浮在培养液中生长增殖
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
贴壁生长类
概念：需要贴附于某些基质表面才能生长增殖，大多数细胞属于此类
除受密度、有害代谢物、营养物质影响外，还会发生接触抑制现象
分瓶、进行传代培养
原因
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等因素而分裂受阻，贴壁细胞在生长增殖时，除受上述因素影响外，还会发生接触抑制现象
方法
收集细胞
悬浮生长类：直接用离心法收集
贴壁生长类：重新用胰蛋白酶等处理，使之分散成单个细胞，然后再用离心法收集
将收集的细胞制成细胞悬液，分瓶培养
干细胞培养及其应用
干细胞的概念
动物和人体内仍保留的少数具有分裂和分化能力的细胞。在一定条件下，干细胞可以分化成其他类型的细胞
干细胞的分布
干细胞存在于早期胚胎、骨髓和脐带血等多种组织和器官中
干细胞的分类
包括胚胎干细胞和成体干细胞等
胚胎干细胞（简称ES细胞）
分布：存在于早期胚胎中
特点：具有分化为成年动物体内的任何一种类型的细胞，并进一步形成机体的所有组织和器官甚至个体的潜能
应用实例：ES细胞在体外分化成心肌细胞、神经元细胞和造血干细胞等
成体干细胞
分布：存在于成体组织或器官中
举例：骨髓中的造血干细胞、神经系统中的神经干细胞、睾丸中的精原干细胞等
特点：一般认为，成体干细胞具有组织特异性，只能分化成特定的细胞或组织，不具有发育成完整个体的能力
发现最早、研究最多的、应用最成熟的实例：造血干细胞（主要存在于成体的骨髓、外周血和脐带血中）
干细胞的应用
原理：有着自我更新能力及分化潜能的干细胞，与组织、器官的发育、再生和修复等密切相关
实例
造血干细胞：治疗白血病及一些恶性肿瘤放疗或化疗后引起的造血系统、免疫系统功能障碍等疾病
神经干细胞：治疗神经组织损伤和神经系统退行性疾病（如帕金森病、阿尔茨海默病等）
面临的问题：存在导致肿瘤发生的风险
应用展望：干细胞将在再生医学、药物安全性与有效性检测等领域发挥大作用
诱导多能干细胞（iPS细胞）
胚胎干细胞的局限性
胚胎干细胞必须从胚胎中获取 ，涉及伦理问题；因而限制了在医学上的应用
诱导多能干细胞概念
通过体外诱导小鼠成纤维细胞，获得了类似胚胎干细胞的一种细胞，称为诱导多能干细胞，简称iPS细胞
诱导方法
将特定基因或特定蛋白导入细胞（成纤维细胞以及已分化的T细胞、B细胞均可）
用小分子化合物诱导形成
诱导多能干细胞优点
诱导过程无须破坏胚胎
iPS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，理论上可以避免免疫排斥反应
诱导多能干细胞的应用
可治疗镰状细胞贫血症，在治疗阿尔兹海默病、心血管疾病等领域的研究也取得了新进展
常见问题
重要名词解释
通常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
传代培养
将分瓶后的细胞培养称为传代培养
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
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
进行动物细胞培养时常用胰蛋白酶分散细胞，这说明细胞间的物质主要是什么成分？用胃蛋白酶行吗？
用胰蛋白酶分散细胞，说明细胞间的物质主要是蛋白质
胃蛋白酶作用的适宜pH约为2,当pH大于6时，胃蛋白酶就会失去活性。多数动物细胞培养的适宜pH为7.2～7.4，胃蛋白酶在此环境中没有活性，所以用胃蛋白酶不行
幼龄动物的细胞与老龄动物的细胞比较，分化程度低的细胞与分化程度高的细胞比较，哪些细胞更易于培养？为什么？
细胞的增殖能力与供体的年龄有关，幼龄动物的细胞增殖能力强，有丝分裂旺盛，老龄动物的细胞则相反。所以，一般来说，幼龄动物的细胞比老龄动物的细胞易于培养。同样，分化程度越低的细胞，增殖能力越强，所以更容易培养
