1、第第 2 2 节节 动物细胞工程动物细胞工程 第第 1 1 课时课时 动物细胞培养动物细胞培养 动物细胞培养的条件 自主梳理 (1)动物细胞培养所用的培养基为液体培养基， 通常含有由糖类、 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。() 提示：动物细胞培养时，要对培养液和所有培养用具进行灭菌处理而非消毒，同时需要在无菌环境下进行操作。 (3)哺乳动物细胞培养的适宜温度一般为36.5 0.5 ， 适宜pH一般为7.27.4。 () (4)动物细胞培养时，CO2的作用是刺激动物细胞的细胞呼吸。
2、() 提示：动物细胞培养时，CO2的作用是维持培养液的 pH。 典型例题 (2020 郑州一中高二期末)下列关于动物细胞培养条件的叙述，错误的是( ) A.所用的一般为固体培养基 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、pH 和渗透压 解析 动物细胞培养一般用液体培养基，A 错误。 答案 A 变式训练 (2020 南阳五中高二月考)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的作用是为细胞有氧呼吸提供原料 B.CO2的作用是维持培养液的 pH C.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 O
3、2和 5%的 CO2 解析 CO2培养箱内应含有 95%的空气和 5%的 CO2，D 错误。 答案 D 联想质疑 培养皿 动物细胞培养都需要哪些基本条件？ 提示：营养条件；无菌、无毒的环境；温度、pH 和渗透压；气体环境。 (1)动物细胞培养所用的是液体培养基，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)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。 动物细胞培养时，CO2培养箱内应含有 5%的 CO2和 95%的空气，而非 5%的 CO2和 95%的 O2。 动物细胞培养的过程 自主梳理 提醒：(1)将动物组织分散成单个细胞，可以采用机械法，也可以采用酶解法；
4、酶解法所用的酶通常为胰蛋白酶、胶原蛋白酶，但不宜选择胃蛋白酶。 (2)动物细胞培养的对象通常有两类，一类是悬浮培养的细胞，能悬浮在培养液中增殖；另一类是贴壁细胞，通常贴附在培养瓶壁上进行增殖；后者在培养的过程中会出现细胞贴壁和接触抑制现象。 (3)原代培养是指动物组织经处理后的初次培养，即分瓶之前的培养；传代培养是指分瓶之后的培养。 (1)利用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等可以将动物组织分散成单个细胞。() (2)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。() (3)贴壁细胞，如培养中的海拉细胞，生长到表面相互接触时，通常会停止分裂增殖，称为接触抑制。() 提示：海拉细胞属于无限增殖细胞
5、，失去接触抑制。 (4)悬浮培养的细胞和贴壁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。() 典型例题 (2020 江苏高二期末)在进行动物细胞培养时，需要( ) A.用胃蛋白酶处理以获得单细胞悬液 B.充入 5%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 解析 用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理以获得单细胞悬液，A 错误；充入 5%CO2是维持培养液的 pH，B 错误；加入血清为动物细胞提供营养，高压蒸汽灭菌会破坏血清中的活性成分，C 错误；定期更换培养液以清除代谢产物，D 正确。 答案 D 变式训练 (2020
6、北京四中高二期末)贴壁培养的动物体细胞，有关其培养过程中细胞的活动或特性，下列表述错误的是( ) A.细胞通常贴壁生长 B.细胞进行有丝分裂 C.细胞之间有接触抑制现象 D.能够悬浮在培养液中增殖 解析 动物细胞培养过程中，悬液中分散的细胞很快贴壁生长，A 正确；动物细胞培养是细胞增多的过程，细胞增殖的方式为有丝分裂，B 正确；动物细胞在培养过程中，当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的接触抑制，C 正确；动物细胞培养的对象分为两类，一类是悬浮培养的细胞，能悬浮在培养液中增殖；另一类是贴壁细胞，通常贴附在培养瓶壁上进行增殖，而题述为贴壁细胞，不能悬浮在培养
7、液中增殖，D 错误。 答案 D 联想质疑 动物细胞培养的过程 1.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？ 提示：蛋白质。 2.在进行传代培养时，悬浮培养的细胞与贴壁细胞，应分别采用什么方法收集？ 提示： 悬浮培养的细胞直接用离心法收集； 贴壁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。 干细胞培养及其应用 自主梳理 1.干细胞及其应用 2.iPS 细胞及其应用 提醒：(1)胚胎干细胞不仅可以诱导分化形成各种组织细胞，还可以诱导分化形成各种组织、器官，甚至是动物个体；但成体干细胞只能分化形成特定的细胞或组织，不能分化形成完整的动物个体；
8、 (2)iPS 细胞是体外诱导产生的多能干细胞，虽然类似于胚胎干细胞，但一般认为不能诱导分化形成完整的生物个体。 (1)胚胎干细胞和成体干细胞不仅能自我更新，还能够分化为成年动物体内的任何一种类型细胞并具有形成完整生物个体的能力。() 提示：胚胎干细胞可以分化形成成年动物的任何一种类型的细胞，甚至是完整动物个体；但成体干细胞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。 (2)造血干细胞主要存在于骨髓、早期胚胎和脐带血中，具有组织特异性，可以分化形成多种血细胞和免疫细胞。() 提示：造血干细胞主要存在于骨髓、外周血及脐带血中。 (3)iPS 细胞是一种人工诱导产生的多能干细胞，在治疗
9、阿尔茨海默病、心血管疾病领域具有重要的研究价值。() (4)神经干细胞在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)方面具有重要的应用价值。() 典型例题 (2020 上海古美高中高二课时练习)动物和人体内具有分裂和分化能力的细胞称为干细胞。对右图的相关叙述中，错误的是( ) A.a 过程可表示干细胞的自我更新 B.b、c 过程表示干细胞具有分化能力 C.a、b、c 过程中细胞的遗传信息表达情况不同 D.a、b、c 过程中遗传物质发生了定向改变 解析 a 过程可表示干细胞的自我更新， 干细胞通过细胞分裂产生新的干细胞， A正确； b、 c 过程表示干细胞具有分化能力，
10、可以分化出特定功能的细胞， B 正确；a、b、c 过程中细胞的遗传信息表达情况不同，即发生了基因的选择性表达，C正确；a、b、c 过程中遗传物质未发生改变，D 错误。 答案 D 变式训练 (2020 云南高二期末)体外培养的脂肪干细胞(ADSCs)可在不同分化诱导剂的作用下，定向分化为成脂肪细胞、成骨细胞或成软骨细胞；另有研究发现注射 ADSCs 可显著减少某些疾病中的细胞凋亡。下列叙述错误的是( ) A.连续分裂的 ADSCs 大部分时间处于分裂间期 B.ADSCs 具有分裂和分化能力 C.ADSCs 在诱导剂作用下定向分化的根本原因是基因发生定向突变 D.注射 ADSCs 能减少细胞凋亡，
11、可能是通过抑制某些基因的表达实现的 解析 在细胞周期中， 间期占比为 90%95%， 故连续分裂的 ADSCs 大部分时间处于分裂间期， A 正确； 由题意可知： ADSCs 具有分裂和分化能力， B 正确； ADSCs在诱导剂作用下定向分化的根本原因是基因的选择性表达，C 错误；细胞凋亡是由基因决定的编程性死亡，故推测注射 ADSCs 能减少细胞凋亡，可能是通过抑制某些基因的表达实现的，D 正确。 答案 C 联想质疑 干细胞可用于修复组织损伤 iPS 细胞用于治疗人类疾病示意图 为什么 iPS 细胞的应用前景优于干细胞？ 提示：iPS 细胞诱导过程不破坏胚胎，因此不涉及伦理问题；iPS 细胞
12、可以来源于病人自身的细胞，理论上可以避免免疫排斥反应。 思维导图 晨读必背 1.动物细胞培养是指从动物体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后在适宜的培养条件下，让这些细胞生长和增殖的技术。 2.一般来说，动物细胞培养需要满足以下几个条件： 营养条件(糖类、 氨基酸、无机盐、维生素等，还需要加入动物血清等天然成分)；无菌、无毒的环境；适宜的温度、 pH 和渗透压； 适宜的气体环境等。 3.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缺乏等因素而分裂受阻。贴壁细胞的生长增殖除受上述因素的影响外，还会发生接触抑制。 4.在一定的条件下，干细胞可以分化成其他类型的细胞。干细胞
13、存在于早期胚胎、骨髓和脐带等多种组织和器官中，包括胚胎干细胞和成体干细胞等。 随堂检测 1.(2020 陕西省黄陵县中学高二期中)培养的哺乳动物细胞时， 适宜的温度和 pH 范围为( ) A.36 0.5；pH7.27.4 B.36.5 0.5；pH7.07.2 C.36.5 0.5；pH7.27.4 D.36 0.5；pH7.07.2 答案 C 2.(2020 西安铁一中高二期中)贴壁细胞的分裂方式属于( ) A.无丝分裂 B.有丝分裂 C.减数分裂 D.增殖 答案 B 3.(2020 湖北高二期中)一般来说，动物细胞体外培养需要满足以下条件( ) 无毒的环境 无菌的环境 固体培养基 温度与
14、动物体温相近 需要O2，不需要 CO2 CO2能调节培养液 pH A. B. C. D. 解析 动物细胞培养需要无毒环境，正确；动物细胞培养需要无菌环境，正确；用于动物细胞培养的合成培养基是液体培养基，错误；动物细胞培养需要适宜的温度和 pH，其中温度要与动物体温相近，正确；动物细胞培养需要一定的气体环境，95%空气和 5%的 CO2，错误；5%的 CO2能维持培养液的 pH，正确。 答案 D 4.(2020 宁夏高三开学考试)下列关于动物细胞培养的叙述不正确的是( ) A.动物细胞培养技术的原理是细胞膜的流动性 B.传代培养时需要用胰蛋白酶处理贴壁生长的细胞 C.癌细胞在培养瓶中不会出现接触
15、抑制现象 D.动物细胞培养一般需要使用 CO2培养箱 解析 动物细胞培养技术的原理是细胞增殖，A 错误；传代培养时需要用胰蛋白酶处理贴壁生长的细胞，使其分散培养，B 正确；癌细胞在培养瓶中不会出现接触抑制现象，能无限增殖，C 正确；动物细胞培养一般需要使用 CO2培养箱，以维持培养液的 pH 值，D 正确。 答案 A 5.(2020 北京高一期末)骨髓移植是治疗白血病常用的有效疗法之一，最主要的原因是移植骨髓中的造血干细胞可在患者体内( ) A.正常生长 B.增殖并分化成多种细胞 C.分泌抗体 D.杀死各种病原菌 解析 造血干细胞是骨髓中的干细胞，具有自我更新能力并能分化为各种血细胞前体细胞，
16、最终生成各种血细胞成分，包括红细胞、白细胞和血小板。 答案 B 6.(2020 浙江高二月考)科学家通过体外诱导技术，将从人体中分离的某种干细胞诱导分化成白色和褐色脂肪细胞，两种脂肪细胞都是胰岛素的靶细胞。下列叙述错误的是( ) A.与受精卵相比，这种干细胞的全能性较低 B.脂肪细胞和干细胞中一定存在相同的蛋白质分子 C.白色和褐色脂肪细胞功能不同，是基因选择性表达的结果 D.胰岛素进入脂肪细胞，促进脂肪细胞摄取、储存和利用葡萄糖 解析 受精卵是未分化的细胞，全能性最高，A 正确；脂肪细胞和干细胞中一定存在相同的蛋白质分子，如细胞呼吸酶，B 正确；干细胞能分化成白色和褐色脂肪细胞，细胞分化是基因选择性表达的结果，C 正确；脂肪细胞的胰岛素受体位于细胞膜上，胰岛素作为信号分子不进入细胞，D 错误。 答案 D
