新教材高中生物选择性必修3课件：2 2 1 动物细胞培养(人教版)

第1课时

动物细胞培养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。学习目标一、动物细胞培养的条件和过程二、干细胞培养及其应用网络构建课时对点练内容索引一、动物细胞培养的条件和过程1.动物细胞工程常用技术(1)常用技术：动物细胞培养、

和

等。(2)基础：

。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

，然后在适宜的培养条件下，让这些细胞

和

的技术。教材梳理预习新知夯实基础动物细胞融合动物细胞核移植动物细胞培养单个细胞生长增殖(2)培养条件①营养a.合成培养基：将细胞所需的营养物质按

严格配制而成的培养基。b.天然成分：

。c.培养液：即

培养基。种类和所需量血清液体②无菌、无毒的环境a.对培养液和所有培养用具进行

处理。b.在

环境下进行操作。c.培养液需定期

，以清除

，防止细胞代谢物

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

为宜。c.适宜的渗透压。灭菌无菌更换代谢物积累7.2～7.4④气体环境a.O2作用：

。b.CO2主要作用：

。c.气体组合：

。(3)培养过程细胞代谢所必需的维持培养液的pH95%空气＋5%CO2悬浮贴附②过程机械法胰蛋白酶原代密度有害代谢物营养接触抑制传代(4)相关概念①细胞贴壁：悬液中分散的细胞往往

在培养瓶的瓶壁上。②接触抑制：当贴壁细胞分裂生长到

时，细胞_________

的现象。③原代培养：指动物组织经处理后的

。④传代培养：

后的细胞培养。贴附表面相互接触停止分裂增殖初次培养分瓶(1)动物细胞培养体现了动物细胞的全能性(

)(2)培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞(

)(3)悬浮培养的细胞直接用离心法收集，贴壁细胞需要用胰蛋白酶等处理后再用离心法收集(

)(4)动物细胞培养时，O2是细胞代谢所必需的，CO2的主要作用是维持培养液的pH(

)判断正误××√√探讨点动物细胞培养1.动物细胞培养的原理是

。2.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？核心探讨突破重难强化素养提示幼龄动物的细胞和分化程度低的细胞更易培养，原因是这些细胞分裂能力强。细胞增殖3.动物细胞培养时，除了添加糖类、氨基酸等必要的营养成分外，往往还需添加血清等一些天然成分，原因是_________________________

，血清等一些天然成分的营养成分比较齐全，可以弥补人工培养基的不足。4.进行动物细胞传代培养时用胰蛋白酶分散细胞，说明细胞间的物质主要是什么？用胃蛋白酶可以吗？为什么？提示蛋白质；不可以；多数动物细胞生存的适宜pH为7.2～7.4，胃蛋白酶(适宜pH为1.5左右)在此环境中没有活性，而胰蛋白酶在此环境中活性较高，因此胰蛋白酶适用于细胞培养时的处理。人们对细胞所需的营养物质尚未全部研究清楚1.动物细胞培养的相关处理(1)使细胞分散开的原因：一是能保证细胞所需要的营养供应；二是能保证细胞内有害代谢物的及时排出。(2)使用胰蛋白酶时，要控制好作用时间，因为胰蛋白酶不仅能分解细胞间的蛋白质，长时间作用还会分解细胞膜蛋白等，对细胞造成损伤。进行动物细胞培养时不能用胃蛋白酶分散细胞，主要是因为pH不合适。核心归纳(3)动物细胞的整个培养过程中可能多次用到胰蛋白酶或胶原蛋白酶，第一次使用的目的是使组织细胞分散开；贴壁细胞传代培养时使用的目的是使细胞从瓶壁上脱离下来，分散成单个细胞，便于分瓶后继续培养。(4)①悬浮生长细胞：原代培养→分裂受阻→离心法收集→制成细胞悬液

传代培养。②贴壁生长细胞：原代培养→分裂受阻→胰蛋白酶处理→离心法收集→制成细胞悬液

传代培养。2.植物组织培养与动物细胞培养的比较比较项目植物组织培养动物细胞培养原理植物细胞的全能性细胞增殖培养基固体培养基液体培养基过程外植体↓脱分化愈伤组织

↓再分化芽、根或胚状体↓生长发育植物体动物的组织

↓机械法或酶细胞悬液↓原代培养↓细胞悬液↓传代培养结果新的植株新的细胞相同点①两技术手段培养过程中都进行有丝分裂，都不涉及减数分裂；②均需要无菌操作、无菌培养，需要适宜的温度、pH等条件1.(2021·河北张家口高二期中)一般来说，动物细胞体外培养需要满足以下条件①无毒、无菌的环境②适宜的渗透压③合成培养基需加血清等④温度与动物体温相近⑤需要O2，不需要CO2A.①②③④⑤ B.①②③④C.①③④⑤ D.①②④⑤典题应用及时反馈知识落实√解析动物细胞培养需要的气体环境是95%空气和5%CO2，其中5%CO2能调节培养液的pH，⑤错误。2.如图为动物细胞培养的基本过程，以下叙述错误的是A.a中放置的一般是幼龄动物的器官或组织，原因是其细胞分裂能力强B.将组织用胰蛋白酶或胃蛋白酶处理，制成b瓶中的细胞悬液C.c、d瓶中的培养液为无菌、无毒的环境D.培养过程中还需要提供O2和CO2等气体环境，CO2的主要作用是维持

培养液的pH√解析将组织用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理，制成b瓶中的细胞悬液，不能用胃蛋白酶处理，B错误。二、干细胞培养及其应用教材梳理预习新知夯实基础1.来源：

、骨髓和

等多种组织和器官中。2.类型：

干细胞和

干细胞等。3.胚胎干细胞(1)概念：存在于

中，具有分化为

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

和器官甚至

的潜能。(2)局限：胚胎干细胞必须从

中获取，这涉及伦理问题，因而限制了它在医学上的应用。早期胚胎脐带血胚胎成体早期胚胎成年组织个体胚胎4.成体干细胞(1)概念：

组织或器官内的干细胞。成体(2)类型骨髓中的

干细胞神经系统中的

干细胞睾丸中的

干细胞造血神经精原(3)特点：具有

，只能分化成特定的细胞或组织，

发育成完整个体的能力。(4)作用：有着自我更新能力及

的干细胞，与组织、器官的发育、再生和

等密切相关。组织特异性不具有分化潜能修复(5)应用①造血干细胞：治疗

、一些恶性肿瘤放疗或化疗后引起的造血系统、

功能障碍等疾病。②神经干细胞：治疗神经

和神经系统

(如帕金森病、阿尔茨海默病等)。5.诱导多能干细胞(1)概念：通过体外诱导

等细胞，获得类似胚胎干细胞的一种细胞，被称为诱导多能干细胞(简称iPS细胞)。白血病免疫系统组织损伤退行性疾病成纤维(2)应用：治疗小鼠的镰状细胞贫血；现在用iPS细胞治疗阿尔茨海默病、心血管疾病等领域的研究也取得了新进展。(3)优点：无需破坏胚胎；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。(1)干细胞都是来源于早期胚胎(

)(2)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，可以避免免疫排斥反应(

)(3)不同类型的干细胞，它们的分化潜能完全相同(

)(4)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(

)判断正误×√×√探讨点胚胎干细胞的优缺点分析1.胚胎干细胞用于治疗人类的某些顽症的原理是胚胎干细胞具有

，可以被诱导分化形成新的组织细胞、器官甚至个体，经移植可使坏死或退化部位得以修复并恢复正常功能。2.胚胎干细胞为什么可以解决供体器官不足的问题？其应用有什么限制因素？核心探讨突破重难强化素养提示通过胚胎干细胞体外诱导分化，可以培育出人造组织器官，从而解决供体器官不足问题。胚胎干细胞必须从胚胎中获取，这涉及伦理问题，因而限制了应用。全能性3.为什么科学家认为iPS细胞的应用前景优于胚胎干细胞？提示iPS细胞的诱导过程无需破坏胚胎，而且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。三种干细胞的比较核心归纳比较项目胚胎干细胞成体干细胞诱导多能干细胞来源早期胚胎成体组织或器官中诱导高度分化的组织细胞形成特点具有分化成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类似胚胎干细胞；诱导无需破坏胚胎，应用前景更广泛3.成体干细胞不包括下列哪种细胞A.骨髓中的造血干细胞B.神经系统中的神经干细胞C.睾丸中的精原干细胞D.由成纤维细胞诱导而成的iPS细胞典题应用及时反馈知识落实√4.(2021·山东青岛期中)肌萎缩性侧索硬化症即“渐冻症”，该病病因之一是突变的基因导致有毒物质积累，运动神经元损伤。最新研究结果表明，利用诱导多能干细胞(iPS细胞)制作前驱细胞，然后移植给渐冻症实验鼠，能延长其寿命。下列关于诱导多能干细胞的叙述，错误的是A.iPS细胞分化的实质是基因的选择性表达，细胞种类增多B.iPS细胞分化成的多种细胞中所有核酸相同，蛋白质却不完全相同C.若将突变的相关基因替换，或许可以起到治疗该病的作用D.经体外诱导产生造血干细胞，在小鼠骨髓中能够增殖分化出B细胞√解析细胞分化的实质是基因的选择性表达，细胞种类增多，A正确；细胞分化形成的多种细胞中DNA相同，但mRNA不完全相同，蛋白质也不完全相同，B错误；B细胞是由造血干细胞增殖分化形成的，经体外诱导产生的造血干细胞，在小鼠骨髓中能够增殖分化出B细胞，D正确。网络构建课时对点练题组一动物细胞培养的条件1.下列有关植物组织培养和动物细胞培养的叙述正确的是A.两者培养都能得到完整个体B.两者培养基中必须都添加激素C.两者培养过程中都需要适宜的温度、pH和一定的营养条件D.两者培养过程中都需用酶处理对点训练123456789101112131415161718√解析植物组织培养能得到完整个体，动物细胞培养得到的是细胞或细胞产物，A错误；动物细胞培养不需要加入激素，B错误；植物组织培养过程中不需要用酶处理，动物细胞培养需用胰蛋白酶或胶原蛋白酶等处理，D错误。1234567891011121314151617182.(2021·黑龙江哈尔滨三中高二月考)下列关于植物组织培养和动物细胞培养的叙述，正确的是A.都需要无菌的条件B.都从单个细胞开始C.都使用液体培养基D.都能实现细胞的全能性123456789101112131516171418√解析植物组织培养和动物细胞培养都需要防止杂菌污染，即都需要无菌的条件，A正确；植物细胞培养从外植体，即离体的植物器官、组织或细胞等开始，动物细胞培养从单个细胞开始，B错误；植物组织培养使用固体培养基，动物细胞培养使用液体培养基，C错误；植物组织培养的原理是植物细胞的全能性，动物细胞培养的原理是细胞增殖，D错误。1234567891011121315161714183.(2021·江苏如皋中学高二段测)下列关于动物细胞培养所需要的条件的叙述，正确的是A.为了创造无菌、无毒的环境，培养基中通常添加一定量的血清B.动物细胞培养所需营养物质和植物组织培养的相同C.动物细胞培养的适宜温度一般与动物的体温相近D.动物细胞培养的适宜pH为酸性条件1234567891011121315161714√18解析为了创造无菌、无毒的环境，需要对培养液和所有培养用具进行灭菌处理以及在无菌环境下进行操作，A错误；动物细胞培养所需营养物质和植物组织培养的不同，例如植物组织培养的培养基中不需要添加动物血清等，B错误；动物细胞培养的适宜pH为7.2～7.4，D错误。123456789101112131516171418题组二动物细胞培养的过程4.动物细胞培养过程的顺序是①原代培养②传代培养③胰蛋白酶处理组织，形成分散的细胞A.①②③ B.①③②C.②①③ D.③①②1234567891011121315161714解析动物细胞培养的过程：首先用胰蛋白酶处理动物组织并制成细胞悬液，然后进行原代培养和传代培养。√185.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123456789101112131516171418√123456789101112131516171418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，所以培养液的pH应与胰蛋白酶作用的适宜pH基本一致。6.下列关于动物细胞培养的叙述中，正确的是A.传代培养时只能用胰蛋白酶处理贴壁生长的细胞B.在进行传代培养时悬浮培养的细胞直接用离心法收集C.所有细胞在培养瓶中都会出现接触抑制现象D.动物细胞培养一般需要使用O2培养箱123456789101112131516171418√7.下列有关动物细胞培养的叙述，正确的是A.动物细胞培养过程中，可用胃蛋白酶处理使细胞分散开B.通过动物细胞培养获得大量细胞，可体现动物细胞的全能性C.动物细胞培养技术是其他动物细胞工程技术的基础D.动物细胞培养选用的培养材料大多是动物的受精卵123456789101112131516171418√解析动物细胞培养的适宜pH是7.2～7.4，该pH下胃蛋白酶会失活，所以动物细胞培养过程中，应用胰蛋白酶或胶原蛋白酶等处理使细胞分散并获得单个细胞，A错误；通过动物细胞培养获得大量细胞，应用了细胞增殖的原理，但不能体现动物细胞具有全能性，B错误；动物细胞培养选用的材料大多是动物早期胚胎组织或幼龄动物的组织器官，D错误。1234567891011121315161714188.下列关于动物细胞培养的叙述，不正确的是A.通常将动物组织经处理后的初次培养称为原代培养B.培养环境中需要O2，不需要CO2C.发生接触抑制时需要再次使用胰蛋白酶处理细胞D.动物细胞培养时要求培养瓶或培养皿内表面光滑123456789101112131516171418√题组三干细胞培养及其应用9.下列关于干细胞的描述，不正确的是A.干细胞是具有正常分化能力的细胞B.造血干细胞属于成体干细胞C.胚胎干细胞只能分化，不能分裂D.干细胞发生的分化一般是不可逆的123456789101112131516171418√解析干细胞能分化成其他类型的细胞，A项正确；胚胎干细胞能分裂、分化形成多种体细胞，C项错误；干细胞发生的分化一般是不可逆转的，将一直保持分化后的状态，直到死亡，D项正确。12345678910111213151617141810.干细胞是一种尚未充分分化的未成熟的细胞，医学家们正在尝试利用干细胞治疗一些顽疾。下列说法不正确的是A.各种组织干细胞分化形成不同组织细胞是基因选择性表达的结果B.利用干细胞治疗某些顽疾，是因为干细胞具有再生各种组织、器官

的潜能C.同一生物个体中，神经细胞与干细胞所含有的遗传物质不同D.干细胞包括成体干细胞和胚胎干细胞1234567891011121315161714√18解析同一个体的神经细胞和干细胞均是由受精卵通过细胞分裂和细胞分化形成的，遗传物质相同，C项错误。11.下列关于动物细胞培养的叙述，错误的是A.动物细胞培养液中添加一定量的抗生素，以防培养过程中的污染B.可用机械的方法处理动物组织，使其分散成单个细胞C.动物细胞培养的气体环境是95%O2和5%CO2D.进行传代培养时，悬浮培养的细胞直接用离心法收集综合强化123456789101112131516171418解析动物细胞培养的气体环境是95%空气和5%CO2，C错误。√12.(2021·江苏苏锡常镇四市调研)小鼠的某种上皮细胞与某种淋巴细胞体外培养时，细胞周期基本相同，但上皮细胞在培养时，呈现扁平不规则多角形，且贴附在培养瓶内壁上；而该淋巴细胞则常常悬浮在培养液中。下列有关叙述正确的是A.使用合成培养基培养动物细胞通常不添加天然成分B.培养基内加入适量的抗生素可以形成无病毒的培养环境C.培养消化道上皮细胞更易观察判断细胞是否具有接触抑制现象D.相同次数分瓶培养所获得的两者细胞数目完全相同1234567891011121315161714√18解析动物细胞培养应在无毒、无菌的环境下进行，由合成培养基提供各种营养成分，但通常还需要添加血清等天然成分，A项错误；抗生素具有抑菌或杀菌作用，但对病毒无用，B项错误；相同次数分瓶培养所获得的两者细胞数目不一定相同，D项错误。12345678910111213151617141813.实验小鼠皮肤细胞培养的基本过程如图所示。下列叙述错误的是1234567891011121315161714A.甲过程需要对实验小鼠进行消毒B.乙过程需要用胰蛋白酶等处理皮肤组织，使细胞分散开C.丙过程表示原代培养，该过程中会出现接触抑制现象D.丁过程表示传代培养，此过程中的细胞分瓶后能无限增殖18√123456789101112131516171418解析离体动物细胞培养需要无菌、无毒的环境，甲过程表示从实验小鼠身上取下皮肤组织，该过程需要对小鼠进行消毒，A正确；皮肤细胞培养前需用胰蛋白酶等处理皮肤组织使细胞分散开，并制成细胞悬液，B正确；丁过程表示传代培养，但分瓶后，细胞并非都能无限增殖，D错误。14.动物细胞体外培养时，通常要在培养基中补充一定浓度的某些物质。如图是血清对正常细胞和癌细胞培养影响的实验结果，不能从该图获得的结论是123456789101112131516171418A.正常细胞与癌细胞的增殖速率相同B.有无血清对正常细胞培养的影响较大C.培养基中补充血清有助于正常细胞

的培养D.培养基中是否补充血清对癌细胞的培养影响不大√12345678910111213151617解析分析图中曲线可知，对癌细胞来说，相同培养时间内，培养基中有无血清，其细胞数目相差不大，说明培养基中有无血清对癌细胞的培养影响不大；对正常细胞来说，在相同的培养时间内，有血清的培养基中培养的细胞数目远远多于没有血清的培养基中培养的细胞数目，说明有无血清对正常细胞的培养影响较大；在相同条件和相同的培养时间内，癌细胞和正常细胞的数目差距较大，增殖速率不相同，正常细胞达到一定的数目后不再增加，而癌细胞却能不断增加。141815.一名婴儿在出生后医院为他保留了脐带血，在他以后生长发育过程中如果出现了某种难以治疗的疾病，就可以利用血液中的干细胞进行治疗，下列关于这个实例的说法正确的是A.用干细胞培育出人体需要的组织或器官用来移植治病，需要激发细

胞的全能性B.用脐带血中的干细胞能够治疗这个孩子所有的疾病C.如果要移植用他的干细胞培育出的器官，需要用到细胞培养技术D.如果要移植用他的干细胞培育出的器官，应该长期给他使用免疫抑

制药物123456789101112131516171418√解析脐带血中含有大量未成熟的造血干细胞，将脐带血细胞移植，对白血病、再生障碍性贫血等恶性血液病的治疗具有很好的效果；而用干细胞培育出人体需要的器官用来移植治疗，只要诱导细胞分化成该组织、器官即可，不需激发其全能性；用干细胞培育出的器官移植属于自体移植，基本不会发生免疫排斥反应，不需长期给他使用免疫抑制药物。12345678910111213151617141816.科学家将人体皮肤细胞改造成了多能干细胞——“iPS细胞”，人类“iPS细胞”可以形成神经元等人体多种组织细胞。以下有关“iPS细胞”的说法，正确的是A.“iPS细胞”分化为神经细胞的过程体现了细胞的全能性B.“iPS细胞”有细胞周期，它分化形成的神经细胞一般不具有细胞周期C.“iPS细胞”可分化形成多种组织细胞，说明“iPS细胞”在分裂时很

容易发生突变D.“iPS细胞”分化成人体多种组织细胞，是因为它具有不同于其他细

胞的特定基因123456789101112131516171418√解析全能性是指体细胞发育为完整个体或其他各种细胞的能力，“iPS细胞”分化为神经细胞的过程不能体现细胞的全能性；细胞分化是基因选择性表达的结果。12345678910111213151617141817.某生物兴趣小组对一种抗癌新药进行实验时，以动物肝癌细胞为材料，测定抗癌药物对体外培养细胞增殖的影响。请回答下列有关动物细胞培养的问题：(1)在动物细胞培养时，将细胞所需的营养物质按其种类和所需量严格配制而成的培养基称为_____培养基。通常在培养基中还需要加入适量______等一些天然成分。细胞培养应在含5%CO2的恒温培养箱中进行，CO2的作用是________________。另外，还应该保证被培养的细胞处于_____、_____的环境。