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.简述动物细胞培养的过程、条件及应用。2.掌握干细胞培养及其应用。学习目标1.科学思维：构建动物细胞培养的流程图。2.科学探究：分析讨论动物细胞培养的条件。3.科学责任：了解干细胞培养的进展、应用前景及安全问

题，认同干细胞培养在疾病治疗方面的应用价值。素养要求内容索引一、动物细胞培养的条件和过程二、干细胞培养及其应用梳理网络要语必背随堂演练知识落实课时对点练动物细胞培养的条件和过程01梳理教材知识

夯实基础1.动物细胞工程常用的技术：动物细胞培养、

和动物细胞核移植等，其中

是动物细胞工程的基础。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。动物细胞融合动物细胞培养单个细胞生长增殖(2)培养条件①营养条件无机物：无机盐有机物：糖类、氨基酸、

等天然成分：

等将细胞所需的营养物质按种类和

严格配制而成的培养基，称为合成培养基。培养动物细胞一般使用

培养基，也称为

。②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。培养液还需要定期更换，以便清除

，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害。维生素血清所需量液体培养液代谢物③温度、pH和渗透压温度：哺乳动物细胞多以

为宜pH：多数动物细胞适宜pH为_______渗透压④气体环境细胞代谢所必需的CO2：________________在进行细胞培养时，通常采用

或松盖培养瓶，并将它们置于含有

和5%CO2的混合气体的

中进行培养。36.5±0.5℃7.2～7.4维持培养液的pH培养皿95%空气CO2培养箱(3)培养过程(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辨析易错易混练前清障(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(

)×√×√思考延伸拓展强化素养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？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。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。细胞增殖人们对细胞所需的营养物质尚未全部研究清楚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

。用胃蛋白酶可以吗？为什么？提示

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。蛋白质干细胞培养及其应用02梳理教材知识

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。(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(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。成体造血神经精原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)。白血病免疫系统组织损伤退行性疾病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)。(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。成纤维辨析易错易混练前清障(1)干细胞都是来源于早期胚胎(

)(2)造血干细胞是发现最早、研究最多、应用也最为成熟的一类成体干细胞，主要存在于成体的骨髓、外周血和脐带血中(

)(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(

)×√×√思考延伸拓展强化素养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和器官移植后免疫排斥的问题？其应用有什么限制因素？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，另一方面，由于是自身细胞经诱导分化形成的，所以无免疫排斥反应。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。梳理网络要语必背032.动物细胞培养一般选用胚胎或幼龄动物的组织，细胞在培养过程中会出现细胞贴壁(生长)和接触抑制现象。3.体外培养的动物细胞可以分为两大类：一类细胞能够悬浮在培养液中生长增殖；另一类则需要贴附于某些基质表面才能生长增殖，大多数细胞属于这种类型。4.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，包括胚胎干细胞和成体干细胞等。5.诱导多能干细胞(iPS细胞)的应用前景优于胚胎干细胞。随堂演练知识落实041.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√123456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。1234562.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123456√解析正常动物细胞培养时存在贴壁生长和接触抑制现象，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，A正确；动物细胞培养的适宜pH为7.2～7.4，这样的环境会使胃蛋白酶变性失活，因此动物细胞培养过程中，应将所取的组织先用胰蛋白酶等进行处理，使其分散成单个细胞，B错误；用于培养的细胞大都取自胚胎或幼龄动物的器官或组织，因为胚胎或幼龄动物的器官或组织分裂能力强，C错误。1234563.下列有关动物细胞培养、动物组织培养的表述中正确的是A.动物细胞培养中，含20%CO2的恒温培养箱的作用是调控pH和温度B.在进行传代培养时可直接用离心法收集细胞C.原代培养的细胞因具有最接近于体内细胞的生长特性，常用于药物测

试研究D.动物细胞培养过程中细胞要经过脱分化形成愈伤组织123456√解析

动物细胞培养中，应在含5%CO2的恒温培养箱中进行培养，作用是维持培养液的pH，A项错误；在进行传代培养时，贴壁细胞需要重新用胰蛋白酶处理，使之分散成单个细胞，然后再用离心法收集，B项错误；动物细胞培养的原理是细胞增殖，因此不需要脱分化，D项错误。1234564.下列关于动物细胞培养技术应用的叙述，错误的是A.可用于检测某种物质的毒性B.可通过培养各种病变细胞，用于药理等方面的研究C.可通过动物细胞的大规模培养来生产病毒疫苗、干扰素等D.经过脱分化、再分化，可构建人造皮肤123456解析

动物细胞培养没有脱分化与再分化过程。√5.一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123456√123456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。6.某研究小组进行药物试验时，以动物肝细胞为材料，测定药物对体外培养细胞的毒性。供培养的细胞有甲、乙两种，甲细胞为肝肿瘤细胞，乙细胞为正常肝细胞。请回答下列有关动物细胞培养的问题：(1)将数量相等的甲细胞和乙细胞分别置于培养瓶中培养，培养液及其他培养条件均相同。一段时间后，观察到甲细胞数量比乙细胞数量___。123456多解析甲细胞为肝肿瘤细胞，乙细胞为正常肝细胞。肿瘤细胞为能无限增殖的细胞，细胞周期短。在相同条件下，培养相同的时间，甲细胞的数量多于乙细胞。(2)在动物细胞培养时，通常在合成培养基中加入适量血清，其原因是___________________________________。为了防止细胞培养过程中细菌的污染，可向培养液中加入适量的抗生素。(3)已知癌细胞X基因过量表达与肝肿瘤的发生密切相关，要试验一种抗肿瘤药物Y对甲细胞生长的影响，可将甲细胞分为A、B两组，A组细胞培养液中加入__，B组细胞培养液中加入无菌生理盐水，经培养后，从A、B两组收集等量细胞，通过分别检测X基因在A、B两组细胞中的______或______合成水平的差异，确定Y的药效。123456血清可以补充合成培养基中缺乏的物质YmRNA蛋白质解析设计一组加入抗肿瘤药物的实验组，一组不加抗肿瘤药物的对照组，通过检测药物影响X基因的表达过程，即转录形成mRNA的量、翻译形成蛋白质的量来检验药效。123456课时对点练05A组基础对点练题组一动物细胞培养的条件1.一般来说，动物细胞体外培养需要满足的条件有①无毒的环境②无菌的环境③培养液中需加血清等一些天然成分④温度与动物体温相近⑤需要O2

⑥加CO2维持培养液的pHA.①②③④⑤⑥ B.①②③④ C.①③④⑤⑥ D.①②③④⑥√123456789101112131415161718解析动物细胞体外培养要求环境无菌、无毒；在细胞培养液中需添加血清等一些天然成分；培养温度一般与动物体温相近；动物细胞培养还需要O2和CO2，O2是细胞代谢所必需的，CO2可维持培养液的pH。2.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12345789101112131415161718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。√63.(2020·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√123457891011121314151617186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。123457891011121314151617186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.①③②

C.②①③ D.③①②√12345789101112131415161718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。65.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√1234578910111213141516171861234567891011121314151617186.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√123456789101112131415161718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。7.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√123457891011121314151617186题组三干细胞培养及其应用8.干细胞存在的部位不包括A.早期胚胎 B.骨髓C.成纤维细胞 D.脐带血√1234578910111213141516171869.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√12345789101112131415161718610.如图是动物细胞培养程序图，请据图回答下列问题：(1)过程②和④用____________________处理动物组织或贴壁细胞使其分散成单个细胞，这样做的目的是________________________________________。12345789101112131415161718(2)过程②和④都要把分散的细胞制成________。胰蛋白酶或胶原蛋白酶解除由于接触对细胞细胞生长和增殖的抑制细胞悬液612345789101112131415161718(3)过程③进行的细胞培养是_________，大多数细胞适于____生长增殖。(4)过程⑤进行的细胞培养是________。过程③和⑤都要放在_________________________________________中进行培养。原代培养贴壁传代培养含95%空气和5%CO2的6混合气体的CO2培养箱B组综合强化练11.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A.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12345789101112131415161718√6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。12345789101112131415161718612.(2019·江西南昌七校高二下期中联考)下列属于动物细胞培养与植物组织培养主要区别的是A.培养基成分不同B.动物细胞培养不需要在无菌条件下进行C.动物细胞可以传代培养，而植物细胞不能D.动物细胞能够大量培养，而植物细胞只能培养成植株√12345789101112131415161718612345789101112131415161718解析

动物细胞培养所用的培养基是液体培养基，其中通常含有糖类、氨基酸、无机盐、维生素和血清等，植物组织培养所用的培养基是固体培养基，其中通常含有蔗糖、氨基酸、无机盐和植物激素等，A正确；动物细胞培养与植物组织培养均需要灭菌处理，并且需要在无菌条件下进行，B错误；动、植物细胞都可以传代培养，C错误；植物细胞可以培养成植株，也能培养成大量细胞，D错误。613.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12345789101112131415161718A.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√6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；丙过程表示原代培养，该过程中会出现接触抑制现象，C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。12345789101112131415161718614.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12345789101112131415161718解析

动物细胞培养的气体环境是95%空气和5%CO2，C错误。√615.干细胞移植现已成为治疗糖尿病的一种临床新技术。自体骨髓干细胞植入胰腺组织后可分化为胰岛样细胞，以替代损伤的胰岛β细胞，达到治疗糖尿病的目的。下列叙述正确的是A.骨髓干细胞与胰岛样细胞的基因组成不同，基因表达产物不同B.骨髓干细胞与胰岛样细胞的基因组成相同，基因表达存在差异C.胰腺组织微环境造成骨髓干细胞基因丢失，分化成为胰岛样细胞D.胰腺组织微环境对骨髓干细胞分化无影响，分化是由基因决定的12345789101112131415161718√6解析骨髓干细胞和胰岛样细胞都是由同一个受精卵经有丝分裂而形成的体细胞。在有丝分裂过程中，遗传物质精确复制后平均分配到子细胞中，故骨髓干细胞和胰岛样细胞基因组成相同。机体的不同细胞是细胞分化的结果，细胞分化的实质是基因选择性表达，表达的产物存在差异，故A项错误、B项正确；骨髓干细胞是分化程度较低的干细胞，其能分化成胰岛样细胞是基因选择性表达的结果，而不是基因丢失的结果，C项错误；细胞分化是遗传物质和外界环境条件共同作用的结果，D项错误。12345789101112131415161718616.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√123457891011121314151617186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；由题意知，“iPS细胞”同人体细胞一样，具有人体生长发育的全套遗传物质。12345789101112131415161718617.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