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1、第一节第一节细胞培养技术概述细胞培养技术概述当前1页，共120页，星期日。当前2页，共120页，星期日。细胞培养细胞培养：将组织分散成单细胞，使其在类：将组织分散成单细胞，使其在类似于体内生存环境、适宜的体外条件下的生存、似于体内生存环境、适宜的体外条件下的生存、生长并维持其结构与功能的技术。生长并维持其结构与功能的技术。u培养过程中细胞不再形成组织。培养过程中细胞不再形成组织。u培养对象（培养物）是单个细培养对象（培养物）是单个细胞（群）。胞（群）。当前3页，共120页，星期日。动物细胞培养动物细胞培养 植物细胞培养植物细胞培养（1）技术的难度）技术的难度（2）专业的切合角度）专业的切合角度
2、（3）关注热度和应用价值）关注热度和应用价值课程内容课程内容微生物细胞培养微生物细胞培养当前5页，共120页，星期日。细细胞胞培培养养细细胞胞工工程程当前7页，共120页，星期日。细细胞胞培培养养细细胞胞工工程程细胞工程是现代生物细胞工程是现代生物技术各环节中承上启技术各环节中承上启下的纽带。下的纽带。当前8页，共120页，星期日。细细胞胞培培养养细细胞胞工工程程细胞培养技术是细胞细胞培养技术是细胞工程的最基础、最核工程的最基础、最核心的技术。心的技术。当前9页，共120页，星期日。动物细胞培养的发展简史动物细胞培养的发展简史1907年：哈里森（年：哈里森（Harrison），蛙胚神经组织，）
3、，蛙胚神经组织，单玻片悬滴培养法创始人。单玻片悬滴培养法创始人。1923年，卡雷尔（年，卡雷尔（Carrel），卡氏瓶培养法，细胞），卡氏瓶培养法，细胞组织生存空间的开拓者。组织生存空间的开拓者。1951年，年， 厄尔（厄尔（Eagle） ，体外培养动物细胞，体外培养动物细胞的人工合成培养基开发者。的人工合成培养基开发者。 波米拉（波米拉（Pomerat），悬浮培养。），悬浮培养。1957年，杜尔贝科（年，杜尔贝科（Dulbecco），胰蛋白酶消），胰蛋白酶消化单层细胞培养法先行者。化单层细胞培养法先行者。当前16页，共120页，星期日。动动物物育育种种生生物物制制品品生生产产生生物物基基础础
4、研研究究临临床床医医学学当前17页，共120页，星期日。医学诊断与治疗医学诊断与治疗（1）疾病诊断）疾病诊断（2）细胞植入治疗）细胞植入治疗羊膜穿刺术羊膜穿刺术 地中海贫血地中海贫血骨髓细胞骨髓细胞当前18页，共120页，星期日。（3）药物效应检测）药物效应检测动物筛选动物筛选细胞筛选细胞筛选高效、经济、特异性高效、经济、特异性检测有毒物质检测有毒物质,把致癌、致畸形的物把致癌、致畸形的物质加入培养液，对培养出的细胞进质加入培养液，对培养出的细胞进行染色体的检验行染色体的检验,进而推断物质的毒进而推断物质的毒性；性；当前19页，共120页，星期日。生物制品的生产生物制品的生产当前20页，共12
5、0页，星期日。疫苗疫苗激素激素干扰素干扰素单克隆抗体单克隆抗体这些都已经成为现实这些都已经成为现实动物细胞作为表达宿主，可生产蛋白质类的生物制品，病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体 ；当前21页，共120页，星期日。n鱼类病毒学：鱼类病毒学：病毒的分离、鉴定以及病病毒的分离、鉴定以及病毒疫苗的制备毒疫苗的制备n鱼类细胞毒理学：鱼类细胞毒理学：评价样品对鱼类细胞的评价样品对鱼类细胞的毒性等毒性等n水产生物基础理论水产生物基础理论n鱼类免疫学鱼类免疫学当前22页，共120页，星期日。第二节第二节细胞培养的细胞生物学知识细胞培养的细胞生物学知识当前23页，共120页，星期日。当前24页，共120页，星期日
6、。 英国科学家胡克英国科学家胡克（R.Hook,1635-1703),27岁岁成为英国皇家学会领导成成为英国皇家学会领导成员员, 发表对木栓的观察，命发表对木栓的观察，命名名Cell。荷兰人列文虎克（荷兰人列文虎克（Antoni von Leeuwenhoek,1623-1723）用自磨镜片做成显）用自磨镜片做成显微镜第一次观察了活的细微镜第一次观察了活的细菌和原生动物。菌和原生动物。当前25页，共120页，星期日。19世纪中期细胞学说建立世纪中期细胞学说建立施莱登施莱登施旺施旺当前26页，共120页，星期日。19世纪中期细胞学说建立世纪中期细胞学说建立施莱登施莱登施旺施旺细胞学说的要点：细胞
7、学说的要点：1、生物体都是由细胞构成；、生物体都是由细胞构成；2、细胞由分裂产生新细胞；、细胞由分裂产生新细胞；3、细胞是生物体结构和功能（生命、细胞是生物体结构和功能（生命活动）的基本单位。活动）的基本单位。当前27页，共120页，星期日。非细胞结构非细胞结构:细胞结构：细胞结构：病毒：病毒：HIV 、SARS、流、流感病毒、噬菌体等感病毒、噬菌体等原核细胞：原核细胞：真核细胞：真核细胞：蓝藻蓝藻细菌细菌 放线菌放线菌支原体支原体 衣原体衣原体 立克次氏体立克次氏体所有动物所有动物除蓝藻外的植物除蓝藻外的植物真菌：如蘑菇、酵真菌：如蘑菇、酵母菌、霉菌母菌、霉菌生生物物当前28页，共120页，
8、星期日。原核细胞原核细胞真核细胞真核细胞原原核核细细胞胞与与真真核核细细胞胞的的本本质质差差异异当前29页，共120页，星期日。原核细胞原核细胞真核细胞真核细胞无以核膜为界限无以核膜为界限的细胞核的细胞核有以核膜为界限有以核膜为界限的细胞核的细胞核较小较小较大较大只有核糖体一种细胞只有核糖体一种细胞器器多种复杂的细胞器多种复杂的细胞器无染色体，有无染色体，有DNADNA分子分子有染色体（有染色体（DNADNA和蛋和蛋白质构成）白质构成）原原核核细细胞胞与与真真核核细细胞胞的的本本质质差差异异当前30页，共120页，星期日。圆球形、圆球形、 多面体形、多面体形、 纺锤纺锤形、长梭形、形、长梭形、
9、 管状、管状、 长柱长柱形、形、 分枝状、分枝状、 不规则性不规则性 。细胞的多样性细胞的多样性当前31页，共120页，星期日。支原体支原体巨型乌贼巨型乌贼神经细胞神经细胞蕨藻蕨藻鸵鸟卵鸵鸟卵卵细胞卵细胞当前32页，共120页，星期日。细胞质细胞质内质网内质网核膜核膜细胞核细胞核核仁核仁线粒体线粒体高尔基体高尔基体核糖体核糖体细胞膜细胞膜溶酶体溶酶体中心体中心体叶绿体叶绿体 细胞壁细胞壁液泡液泡动、植物细胞的结构及区别动、植物细胞的结构及区别当前33页，共120页，星期日。细胞的分裂细胞的分裂一个母细胞经过一系一个母细胞经过一系列复杂的变化后，分列复杂的变化后，分裂成两个子细胞的过裂成两个子细
10、胞的过程，叫做程，叫做细胞分裂细胞分裂。受精卵受精卵受精卵受精卵两个子细胞两个子细胞两个子细胞两个子细胞四个子细胞四个子细胞四个子细胞四个子细胞细胞团细胞团细胞团细胞团细胞分裂的意义？细胞分裂的意义？当前35页，共120页，星期日。单细胞生物单细胞生物个体数目增多个体数目增多细胞数目增多细胞数目增多多细胞生物多细胞生物当前36页，共120页，星期日。2、细胞的生长与生长周期子细胞从周围吸收营养，合成自身的组成物质、不断地长大的过程。生长的生长的结果？结果？生长生长当前37页，共120页，星期日。3 3、细胞的分化、细胞的分化当前38页，共120页，星期日。产生了各种不同形态、功能的细胞，它们构
11、成了生物体的各种结构，以适应环境。细胞分化的结果：细胞分化的结果：在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态、结构、生理功能上发生稳定差的后代，在形态、结构、生理功能上发生稳定差异的过程，叫细胞分化。异的过程，叫细胞分化。当前39页，共120页，星期日。12345细胞分裂细胞分裂细胞分裂细胞分裂细细胞胞分分化化细胞生长细胞生长当前40页，共120页，星期日。细胞分裂、生长、分化的结果细胞分裂、生长、分化的结果分裂：使细胞分裂：使细胞数目增多数目增多生长：使细胞生长：使细胞体积增大体积增大分化：使细胞分化：使细胞种类增多种类增多当前41页，共120
12、页，星期日。细细胞胞有有寿寿命命吗吗? ?细细胞胞能能无无限限制制的的分分裂裂吗吗? ?当前42页，共120页，星期日。当前43页，共120页，星期日。细胞的衰老：细胞的衰老： 一般指复制衰老，即体外培养的正常细一般指复制衰老，即体外培养的正常细胞经过有限次数的分裂后，停止分裂，细胞经过有限次数的分裂后，停止分裂，细胞形态和生理代谢活动发生显著改变的现胞形态和生理代谢活动发生显著改变的现象。象。当前44页，共120页，星期日。形态：细胞水分减少导致细胞萎缩，形态：细胞水分减少导致细胞萎缩， 体积变小。体积变小。结构：核增大，色素积累，结构：核增大，色素积累， 染色质固缩。染色质固缩。功能：新陈
13、代谢速度减慢，功能：新陈代谢速度减慢， 呼吸速度减慢呼吸速度减慢 （线粒体功能退化、形变）（线粒体功能退化、形变） 有些酶的活性降低有些酶的活性降低 （酪氨酸酶）（酪氨酸酶） 细胞膜通透性功能改变。细胞膜通透性功能改变。 衰老细胞的主要特征衰老细胞的主要特征当前45页，共120页，星期日。细胞死亡细胞死亡自动死亡自动死亡被动死亡被动死亡( (细胞凋亡细胞凋亡) )( (细胞坏死细胞坏死) )遗传物质控制遗传物质控制外界因素外界因素 最主要的一种方式，受最主要的一种方式，受Bcl-Bcl-2 2家族、家族、caspasecaspase家族等基因家族等基因控制的主动的生理性细胞自控制的主动的生理性
14、细胞自杀行为。杀行为。当前46页，共120页，星期日。凋凋亡亡的的起起始始：细细胞胞表表面面的的特特化化结结构构如如微微绒绒毛毛消消失失，细细胞胞间间接接触触的的消消失失，但但细细胞胞膜膜依依然然完完整整；线线粒粒体体大大体体完完整整，但但核核糖糖体体逐逐渐渐从从内内质质网网上上脱脱离离，内内质质网网囊囊腔腔膨膨胀胀，并并逐逐渐渐与与质质膜膜融融合合；染染色色质质固固缩缩，形成新月形帽状结构等形态，沿着核膜分布。形成新月形帽状结构等形态，沿着核膜分布。凋凋亡亡小小体体形形成成：核核染染色色质质断断裂裂为为大大小小不不等等的的片片段段，与与某某些些细细胞胞器器如如线线粒粒体体一一起起聚聚集集，为
15、为反反折折的的细细胞胞质质膜膜所所包包围围。细细胞胞表表面面产产生生许许多多泡泡状状或或芽芽状状突突起起，逐渐形成单个凋亡小体。逐渐形成单个凋亡小体。凋亡小体逐渐为邻近的细胞吞噬并消化。凋亡小体逐渐为邻近的细胞吞噬并消化。细胞凋亡过程细胞凋亡过程当前47页，共120页，星期日。动物个体内不同类型和寿命的细胞动物个体内不同类型和寿命的细胞I.接近于动物的整体寿命的细胞，如神经元和肌肉细接近于动物的整体寿命的细胞，如神经元和肌肉细胞等。胞等。在胚胎发育终了时，这些细胞不再增加数量，在个体的在胚胎发育终了时，这些细胞不再增加数量，在个体的生长期中它们可增长细胞体积，以使其与躯体成比例。它们随着生长期
16、中它们可增长细胞体积，以使其与躯体成比例。它们随着个体衰老而衰老，或者由于这些细胞的衰老、死亡引起个体死亡。个体衰老而衰老，或者由于这些细胞的衰老、死亡引起个体死亡。II.缓慢更新的细胞，它们的寿命短于动物的平均寿命，缓慢更新的细胞，它们的寿命短于动物的平均寿命，如肝细胞，胃壁细胞等。如肝细胞，胃壁细胞等。III.快速更新的细胞，如皮肤的表皮细胞、红细胞和快速更新的细胞，如皮肤的表皮细胞、红细胞和白细胞等。白细胞等。当前48页，共120页，星期日。Hayflick界限界限 细胞（至少是培养的细胞）细胞（至少是培养的细胞），不是不死的、而是有一，不是不死的、而是有一定寿命的。它们的增殖能定寿命的。它们的增殖能力不是无限的，而是有一力不是无限的，而是有一定界限的。定界限的。Leonard Hayflick (1928 )正在检查他培养的正在检查他培养的WI-38细胞细胞 当前49页，共120页，星期日。体外培养细胞增殖与个体寿命的关系体外培养细胞增殖与个体寿命的关系物种物种物种物种 成纤维细胞传代数成纤维细胞传代数成纤维细胞传代数成纤维细胞传代数 个体最长寿命（年）个体最长寿命（年）个体最
