新教材高中生物第三章动物细胞工程第一节细胞培养是动物细胞工程的基次件浙科选择性必修310221341

第一节细胞培养是动物细胞工程的基础第三章2021素养目标课前篇自主预习一、动物体细胞可在体外适宜条件下进行培养1.动物细胞培养技术是其他动物细胞工程技术的基础。2.动物细胞培养自我检测1.与植物组织培养相比,动物细胞培养需要提供成分更复杂的培养基,控制更严格的无菌条件,创造更稳定的环境条件。判断下列有关动物细胞培养描述的正误。(1)动物细胞培养所用的培养基一般为液体培养基,通常含有糖类、氨基酸、无机盐、维生素等营养物质和动物血清等天然成分。(

)(2)动物细胞培养时,要对培养液和所有培养用具进行消毒,同时需要在无菌环境下进行操作。(

)(3)动物细胞培养时,CO2的作用是刺激动物细胞的细胞呼吸。(

)√××2.下列关于动物细胞培养条件的叙述,错误的是(

)A.所用的培养基一般为固体培养基B.需要在培养基中加入血清等天然成分C.需要对培养基和培养用具灭菌D.需要适宜的温度、湿度、pH和气体条件答案

A解析

动物细胞培养一般用液体培养基,A项错误。二、动物细胞培养包括原代培养和传代培养

【微思考】

如何对原代培养的细胞进行传代培养?提示

用胰蛋白酶将原培养瓶中的细胞进行分离并稀释,转移到多个培养瓶中进行传代培养。自我检测1.动物细胞培养技术的成功,让科研人员能直接观察、分析细胞的形态结构和真正意义上的生命活动。判断下列有关动物细胞培养技术描述的正误。(1)贴壁细胞往往贴附在培养瓶的瓶壁上,这种现象称为细胞贴壁。(

)(2)培养有接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞。(

)(3)贴壁细胞,如培养中的癌细胞,由于移动而相互靠近发生接触时,通常会停止分裂增殖,这种现象称为接触抑制。(

)(4)悬浮生长的细胞和贴附生长的细胞都会因密度过大、有害代谢物积累、培养液中营养物质缺乏等因素而分裂受阻。(

)√××√2.在进行动物细胞培养时,需要(

)A.用胃蛋白酶处理以获得细胞悬液B.充入5%的CO2以刺激细胞正常呼吸C.加入经高压蒸汽灭菌的血清以提供营养D.定期更换培养液以清除代谢产物答案

D解析

用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理以获得细胞悬液,A项不符合题意;充入5%的CO2是为了维持培养液的pH相对稳定,B项不符合题意;加入血清为动物细胞培养提供营养,高压蒸汽灭菌会破坏血清中的活性成分,C项不符合题意;定期更换培养液以清除代谢产物,D项符合题意。课堂篇探究学习探究点一动物细胞培养的条件与植物组织培养相比,动物细胞培养对实验室的培养条件提出了更高的要求。分析回答下列问题。1.动物细胞培养需要适宜的温度、湿度、pH和气体条件,其中的气体条件是什么?具体的作用是什么?提示

95%的空气和5%的CO2。95%的空气可以保证细胞呼吸对氧气的需求,5%的CO2可以与培养基中的NaHCO3处于平衡状态,调节培养基pH的相对稳定。2.为保证培养基无菌、无毒,可以向培养基中加入什么物质?提示

在培养基中加入抗生素,能抑制细菌和真菌的生长,从而预防污染。3.培养动物细胞需要定期更换培养液,其目的是什么?提示

为防止细胞代谢产生的有毒物质危害细胞,应定期更换培养液。4.合成培养基是用人工方法模拟合成的,是否需要加入天然成分?为什么?提示

需要。由于人们并没有完全了解动物细胞所需要的全部物质,因此需要在合成培养基中加入一定比例的血清或其他天然成分。特别提醒动物细胞培养的注意事项(1)动物细胞培养所用的通常是液体培养基,其并非完全的合成培养基,因为还添加了动物血清等天然成分。(2)在动物细胞培养过程中,应该对培养液和培养用具进行灭菌而非消毒。(3)动物细胞培养时,二氧化碳培养箱内应含有5%的CO2和95%的空气,而非5%的CO2和95%的O2。[探究应用]1.动物细胞培养需要满足一定的气体环境,下列相关叙述错误的是(

)A.O2的作用是为细胞需氧呼吸提供原料B.CO2的作用是维持培养液的pHC.通常采用培养皿或松盖培养瓶培养D.CO2培养箱内应含有95%的O2和5%的CO2答案

D解析

CO2培养箱内应含有95%的空气和5%的CO2,D项错误。2.下列属于动物细胞培养与植物组织培养区别的是(

)A.动物细胞培养基与植物细胞培养基的成分有所不同B.动物细胞培养不需要在无菌条件下进行C.动物细胞培养可发生遗传物质改变,而植物组织培养不能D.植物组织培养和动物细胞培养都体现了细胞的全能性答案

A解析

动物细胞培养所用的培养基与植物组织培养所用的培养基的成分不同,如培养动物细胞的培养基中需加入血清,而植物组织培养所用的培养基则不需加入血清;动物细胞培养与植物组织培养都需要在无菌、人工控制的条件下进行;动物细胞培养与植物组织培养过程中都可发生遗传物质的改变;植物组织培养最终能够形成完整的植物体,能体现植物细胞的全能性,动物细胞最终不能被培养成新的个体,不能体现动物细胞的全能性。探究点二动物细胞培养的技术流程下图是动物细胞培养的基本流程图。据图回答下列问题。

1.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?提示

幼龄动物的细胞和分化程度低的细胞更易培养,原因是这些细胞的分裂能力强。2.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除了水以外主要是什么?能否使用胃蛋白酶处理?为什么?提示

蛋白质。不能使用胃蛋白酶处理,因为胃蛋白酶的最适pH是1.5左右,而动物细胞培养液的pH为7.2~7.4,在此环境下,胃蛋白酶无活性。3.体外培养的动物细胞往往具有接触抑制的特点,这一特点说明了细胞膜具有什么功能?细胞膜接受信息后,细胞停止分裂又说明了什么?提示

细胞培养过程中的接触抑制说明了细胞膜能进行细胞间的信息交流。细胞膜接受信息后,细胞停止分裂,说明了细胞膜接受的信息能够传递到细胞核。4.根据癌细胞的特点,思考一下培养的癌细胞有没有接触抑制。提示

癌细胞细胞膜上的糖蛋白减少,细胞的黏着性降低,在适宜的条件下可以无限增殖,因此培养的癌细胞无接触抑制,在培养瓶中能够生长成多层。5.在进行传代培养时,对于悬浮生长的细胞与贴壁生长的细胞,应分别采用什么方法收集?提示

悬浮生长的细胞直接用离心法收集;贴壁生长的细胞需要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。[探究应用]1.在将动物组织块分散成单个细胞时,可以使用胰蛋白酶。由此判断以下推测不合理的是(

)A.动物细胞之间可能依靠蛋白质相互联系B.处理时一定要注意处理时间、加酶量C.胰蛋白酶一定不会对动物细胞造成损伤D.动物细胞培养液的pH应与胰蛋白酶作用的适宜pH基本一致答案

C解析

胰蛋白酶可使蛋白质分解,由胰蛋白酶可破坏动物细胞之间的联系,可推测动物细胞之间可能依靠蛋白质相互联系;细胞膜中含有蛋白质成分,所以一定要注意处理的时间和酶的用量,以防止对动物细胞造成损伤;酶促反应需要适宜的pH,所以动物细胞培养液的pH应与胰蛋白酶作用的适宜pH基本一致。2.下列有关动物细胞培养的叙述,正确的是(

)A.培养瓶中要定期用胰蛋白酶等处理,使细胞从瓶壁上脱离,制成细胞悬液B.将所取的组织先用胃蛋白酶等进行处理,使其分散成单个细胞C.用于培养的细胞大都取自成年动物的器官或组织D.动物组织经处理后的初次培养称为传代培养答案

A解析

体外培养的动物细胞往往具有贴附生长和接触抑制等特点,因此培养瓶中要定期用胰蛋白酶等处理,使细胞从瓶壁上脱离,制成细胞悬液