生物人教版（2019）选择性必修3 2.2.1 动物细胞培养（共45张ppt）
文档属性
| 名称 | 生物人教版（2019）选择性必修3 2.2.1 动物细胞培养（共45张ppt） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 2.9MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2022-07-28 16:07:59 | ||
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文档简介
(共45张PPT)
在治疗大面积烧伤时，通常采用的方法是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植。但对这样的病人来说，自体健康皮肤非常有限，使用他人皮肤来源又不足，而且会产生免疫排斥反应。
思考：
怎样才能获得大量的自体健康皮肤？
能不能用自体皮肤的单个细胞培养出可供移植的皮肤？
通过细胞培养构建的人造皮肤
【从社会中来】
大面积烧伤
可以从病人身上取少量正常、健康的皮肤在体外进行培养、扩增。目前，科学家还在研究对皮肤干细胞进行培养，以获得适合临床上使用的人造皮肤。
————动物细胞培养
2.2.1 动物细胞培养
2.2 动物细胞工程
动物细胞培养
动物细胞核移植
动物细胞融合
动物细胞工程
（基础）
01
动物细胞培养的条件
目录 /CONTENTS
2.2.1 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.目的：
获得细胞或细胞产物(不能获得完整动物个体)
3.原理：
细胞增殖（有丝分裂）
动物细胞培养
欲使动物细胞培养顺利进行，应营造怎样的环境？
思考讨论
糖类、氨基酸、无机盐、维生素……
无菌、无毒的环境
适宜的温度、pH和渗透压
适宜的气体环境
一
一、动物细胞培养的条件
1.营养：
将细胞所需的营养物质按种类和所需量严格配制而成的培养基，称为合成培养基。
+
合成培养基
血清
由于人们对细胞所需的营养物质尚未全部研究清楚，在使用合成培养基时，通常需要加入血清等一些天然成分。
（1）合成培养基：
（2）血清：
培养基类型：
液体培养基
（培养液）
（1）对培养液和所有培养用具进行灭菌处理；
（2）在无菌环境下进行操作；
（3）定期更换培养液
清除代谢物，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害。
（可根据实际情况适量添加抗生素）
无菌
无毒
2.无菌、无毒的环境
3.温度、pH和渗透压
（1）适宜的温度：
哺乳动物细胞培养的温度多以 为宜；
36.5±0.5℃
（2）适宜的pH：
多数动物细胞生存的适宜pH为 ；
7.2-7.4
（3）适宜的渗透压：
目的是 。
维持细胞正常的形态和功能
4.气体环境
（1）气体组成及作用
O2
CO2
细胞代谢所必需
维持培养液的pH
（2）具体操作：
CO2培养箱
培养皿或松盖培养瓶
含有95%空气和5%CO2的混合气体的CO2培养箱
置于
课 堂 训 练
1.下列有关动物细胞培养时所提供的物质及其作用的描述不正确的是( )
[解析] 动物细胞培养过程中,在培养液中加入一定量的抗生素,主要是为了防止杂菌的污染,A错误。
选项 提供物质 作用
A 抗生素 主要防止动物细胞在
培养过程中被病毒感染
B 血清 补充合成培养基中缺乏的物质
C 氧气 满足细胞代谢的需要
D 二氧化碳 维持培养液的酸碱度
A
2.(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CO2
A.①②③④⑤ B.①②③④
C.①③④⑤ D.①②④⑤
√
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。
3.(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
√
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。
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阅读教材P44-45，思考：
1.为何动物细胞培养过程将组织分散成单个细胞呢？可用什么方法？
2.体外培养的动物细胞有哪些类型？
3.什么是细胞贴壁？什么是接触抑制？
4.什么是原代培养和传代培养？
5.为什么要进行分瓶培养？怎么处理？
6.动物细胞培养与植物组织培养有什么相同之处与不同之处？
二、动物细胞培养的过程
用机械的方法，或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理，将组织分散成单个细胞
取动物组织
制成细胞悬液
原因：
a.从动物体取出的成块组织中，细胞与细胞靠在一起，彼此限制了生长和增殖；
b.能使细胞与培养液充分接触，更易进行物质交换，保证细胞所需的营养物质的供应及有害产物的及时排出。
二、动物细胞培养的过程
动物组织经处理后的初次培养
一般取材于动物胚胎或幼龄动物的组织、器官。
放入CO2培养箱中培养
转入培养液中进行
原因：细胞分化程度低，分裂能力强，容易培养。
原代培养
【问题探究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成分？用胃蛋白酶行吗？
用胰蛋白酶分散细胞，说明细胞间的物质主要是蛋白质。
胃蛋白酶的最适pH为1.5·，当pH大于6时，胃蛋白酶就会失去活性。多数动物细胞培养的适宜pH为7.2～7.4，胃蛋白酶在此环境中没有活性，所以用胃蛋白酶不行。
【问题探究2】胰蛋白酶会把细胞膜蛋白分解掉吗？
可能会，要控制好作用时间。
体外培养的动物细胞
悬浮生长类：
（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。）
贴壁生长类：
（除受以上因素的影响外，还会发生接触抑制现象。）
接触抑制：当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞通常会停止分裂增殖。
能够悬浮在培养液中生长增殖。
需要贴附于某些基质表面(如培养瓶的瓶壁)才能生长增殖。
（大多数）
这类细胞往往贴附在培养瓶的瓶壁上，这种现象称为细胞贴壁。
圆球形细胞刚开始
铺展贴壁生长（100×）
培养的动物细胞贴壁生长并进行有丝分裂（100×）
细胞单层贴壁生长铺满瓶壁后出现接触抑制（100×）
如何解决细胞分裂受阻的问题呢？
需要对细胞进行分瓶培养，让细胞继续增殖。
分瓶后的细胞培养
放入CO2
培养箱中培养
传代培养
悬浮生长类：
直接用离心法收集
贴壁生长类：
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。
取动物组织
用机械法或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理
分散成单个细胞
解决
悬浮生长
贴壁生长
(大多数）
细胞密度过大、有害代谢物积累、营养物质缺乏等
接触抑制
传代培养
细胞悬液
原代培养
分瓶
培养
加培养液
在培养皿或培养瓶内
悬浮生长类:直接用离心法收集
贴壁生长类:用胰蛋白酶处理分散成单个细胞，再用离心法收集
细胞分裂受阻
②制成细胞悬液，分瓶培养
①收集细胞
梳理总结
两次使用胰蛋白酶或胶原蛋白酶：
第一次：用胰蛋白酶对动物组织进行处理，将组织分散成单个细胞后进行培养，为原代培养。
第二次：细胞培养过程中出现接触抑制现象，用胰蛋白酶使其从瓶壁上脱离下来，分散成单个细胞，便于分瓶后继续培养，为传代培养。
1.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。
2.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
√
3.(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
√
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。
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4.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。
合成
血清
维持培养液的pH
无菌
无毒
解析 由于对细胞所需的营养物质尚未全部研究清楚，因此，在使用合成培养基时，还要加入一些血清等天然成分。细胞培养所需的气体中有CO2，作用是维持培养液的pH。被培养的细胞必须处于无菌、无毒的环境中，才能保证细胞正常地生长增殖。
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(2)在细胞生长过程中，当细胞贴壁生长到一定程度时，其生长会受到抑制，这种现象称为_________。
接触抑制
(3)请你帮助兴趣小组的同学分析本实验，实验的自变量是___________________，实验组和对照组除了自变量不同外，其他处理均应该相同，这是为了遵循实验设计的_________原则。
是否加入抗癌药物
单一变量
解析 实验的目的是要测定抗癌药物对体外培养细胞增殖的影响，故实验的自变量为抗癌药物的有无，其他无关变量应该相同，否则会干扰实验结果，这种设计遵循的是实验的单一变量原则。
动物细胞培养与植物组织培养有什么相同和不同之处？
思考讨论
比较项目 植物组织培养 动物细胞培养
原理
培养基性质
培养基特有成分
培养过程
培养结果
培养目的
相同点 获得细胞或细胞产物
固体培养基
完整植株
葡萄糖、动物血清
液体培养基
细胞增殖
植物细胞的全能性
许多细胞
快速繁殖等
蔗糖、植物激素
1.培养过程中细胞都进行有丝分裂，不涉及减数分裂；
原代培养、传代培养
脱分化、再分化
植物组织培养和动物细胞培养的比较
2.均需无菌操作、无菌培养，需要适宜的温度、pH等条件
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
√
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。
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2.(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
√
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。
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早期胚胎
1.种类及存在部位
胚胎干细胞(ES细胞) 成体干细胞
存在 部位 ①
组织特异性
任何一种类型
特性 具有分化为成年动物体内的 ② 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③ ,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
三、干细胞培养及其应用
成体组织或器官，包括骨髓中的造血干细胞、神经系统中的神经干细胞和睾丸中的精原干细胞
免疫排斥
神经组织损伤
(1)可以用于治疗人类的某些顽症:如神经干细胞在治疗 和神经系统退行性疾病(如帕金森病、阿尔茨海默病等)方面有重要的应用价值。
(2)体外诱导多能干细胞(iPS细胞):诱导过程无须破坏胚胎,且iPS细胞可以来源于病人自身的体细胞,因此移植过程理论上可以避免 反应。
三、干细胞培养及其应用
2、胚胎干细胞应用：
2、胚胎干细胞应用：
体外诱导小鼠成纤维细胞
诱导多能干细胞
iPS
临床治疗人类疾病
多种体细胞
定向诱导分化
如：白血病、帕金森病、阿而茨海默病等
三、干细胞培养及其应用
移植
取成纤维细胞等
iPS细胞
转入相关因子
细胞发生转化
分化
胰岛细胞
神经元
血细胞
肠上皮细胞
心肌细胞
肝细胞
病人
iPS细胞用于治疗人类疾病示意图
任 务 活 动
例3 如图2-2-3是胚胎干细胞潜能示意图,相关叙述错误的是 ( )
A.由细胞形态判断,4种细胞中细胞②最可能连续分裂
B.胚胎干细胞能分化为各种细胞的实质是遗传物质相同
C.分化得到的各种细胞,功能不同的主要差异是特定蛋白不同
D.定向诱导胚胎干细胞分化形成组织或器官,进行自体移植可避免免疫排斥
B
图2-2-3
人体骨髓中的造血干细胞在体内环境下能分裂、分化形成红细胞、白细胞和血小板。现代科学研究发现,在体外一定条件下培养造血干细胞,它可以分裂、分化形成神经细胞。下列有关的叙述不正确的是 ( )
A.三种血细胞的分化形成是基因选择性表达的结果
B.只有造血干细胞具有控制神经细胞性状的基因
C.只有离体培养的细胞才能表现出全能性
D.在生物体内细胞分化的过程一般是不可逆转的
B
变 式 训 练
1.判断下列有关动物细胞培养的表述是否正确。
（1）培养环境中需要O2，不需要CO2 。（ ）
（2）细胞要经过脱分化形成愈伤组织。（ ）
（3）培养液中通常含有糖类、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清（ ）
（4）培养瓶中的细胞需定期用胰蛋白酶处理,分瓶后才能继续增殖（ ）
一.概念检测
×
√
×
×
练习与应用（P47）
2.干细胞有着广泛的应用前景。下列相关叙述错误的是( )
A.干细胞是从胚胎中分离提取的细胞
B.造血干细胞可以分化为各种血细胞
C.不同类型的干细胞,它们的分化潜能是有差别的
D.由iPS细胞产生的特定细胞,可以在新药的测试中发挥重要作用
A
现在关于iPS细胞的研究正在不断深入。请你从以下两个方面来查阅资料进行思考。（1）由于诱导iPS细胞、促使其分化都需要时间，因此用某人特异的iPS细胞进行医疗只限于时间比较充裕的情形。从实际事故、疾病发生的不可预测性方面考虑，如果要将这些细胞用于紧急情况，应该提前采取什么措施
像建立骨髓库一样，有研究团队正在尝试建立HLA(Human Leukocyte Antigen,人类白细胞抗原)多态性丰富的iPS细胞库，可以为需要的人找到HIA匹配度较高的iPS细胞，这样不仅可以节省时间、成本，还能减轻异体干细胞移植后发生的免疫排斥反应。
二.拓展应用
练习与应用（P47）
（2）如果诱导iPS细胞定向分化为生殖细胞的技术发展成熟，该技术可能会有哪些应用？又可能带来哪些问题？
该技术可能被用于治疗不孕症；获得足够量的生殖细胞来进行濒危物种的克隆研究；获得生殖细胞进行转基因操作，再经过受精、胚胎发育等过程来获得转基因动物。该技术可能带来一系列的伦理问题。例如，如果用同一个人的iPS细胞分别诱导形成精子和卵子，两者受精可能培育出“单亲”婴儿；有的人还可能有目的地选择iPS细胞，从而“设计”婴儿。
例4.某研究小组进行药物实验时,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)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 。
(2)在两种细胞生长过程中,当乙细胞铺满瓶壁时,其生长 。药物实验需要大量细胞,两种细胞频繁传代,甲细胞比乙细胞可以传代的次数更 。若用动物的肝脏组织块制备肝细胞悬液,需用 处理。
产生接触抑制
血清中含有适合动物细胞生长增殖的多种物质
多
胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)
任 务 活 动
(3)已知癌细胞的X基因表达过量与肝肿瘤的发生密切相关。要探究一种抗肿瘤药物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,确定药物Y的药效。
mRNA
含Y的无菌生理盐水
蛋白质
在治疗大面积烧伤时，通常采用的方法是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植。但对这样的病人来说，自体健康皮肤非常有限，使用他人皮肤来源又不足，而且会产生免疫排斥反应。
思考：
怎样才能获得大量的自体健康皮肤？
能不能用自体皮肤的单个细胞培养出可供移植的皮肤？
通过细胞培养构建的人造皮肤
【从社会中来】
大面积烧伤
可以从病人身上取少量正常、健康的皮肤在体外进行培养、扩增。目前，科学家还在研究对皮肤干细胞进行培养，以获得适合临床上使用的人造皮肤。
————动物细胞培养
2.2.1 动物细胞培养
2.2 动物细胞工程
动物细胞培养
动物细胞核移植
动物细胞融合
动物细胞工程
（基础）
01
动物细胞培养的条件
目录 /CONTENTS
2.2.1 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.目的：
获得细胞或细胞产物(不能获得完整动物个体)
3.原理：
细胞增殖（有丝分裂）
动物细胞培养
欲使动物细胞培养顺利进行，应营造怎样的环境？
思考讨论
糖类、氨基酸、无机盐、维生素……
无菌、无毒的环境
适宜的温度、pH和渗透压
适宜的气体环境
一
一、动物细胞培养的条件
1.营养：
将细胞所需的营养物质按种类和所需量严格配制而成的培养基，称为合成培养基。
+
合成培养基
血清
由于人们对细胞所需的营养物质尚未全部研究清楚，在使用合成培养基时，通常需要加入血清等一些天然成分。
（1）合成培养基：
（2）血清：
培养基类型：
液体培养基
（培养液）
（1）对培养液和所有培养用具进行灭菌处理；
（2）在无菌环境下进行操作；
（3）定期更换培养液
清除代谢物，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害。
（可根据实际情况适量添加抗生素）
无菌
无毒
2.无菌、无毒的环境
3.温度、pH和渗透压
（1）适宜的温度：
哺乳动物细胞培养的温度多以 为宜；
36.5±0.5℃
（2）适宜的pH：
多数动物细胞生存的适宜pH为 ；
7.2-7.4
（3）适宜的渗透压：
目的是 。
维持细胞正常的形态和功能
4.气体环境
（1）气体组成及作用
O2
CO2
细胞代谢所必需
维持培养液的pH
（2）具体操作：
CO2培养箱
培养皿或松盖培养瓶
含有95%空气和5%CO2的混合气体的CO2培养箱
置于
课 堂 训 练
1.下列有关动物细胞培养时所提供的物质及其作用的描述不正确的是( )
[解析] 动物细胞培养过程中,在培养液中加入一定量的抗生素,主要是为了防止杂菌的污染,A错误。
选项 提供物质 作用
A 抗生素 主要防止动物细胞在
培养过程中被病毒感染
B 血清 补充合成培养基中缺乏的物质
C 氧气 满足细胞代谢的需要
D 二氧化碳 维持培养液的酸碱度
A
2.(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CO2
A.①②③④⑤ B.①②③④
C.①③④⑤ D.①②④⑤
√
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。
3.(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
√
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。
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阅读教材P44-45，思考：
1.为何动物细胞培养过程将组织分散成单个细胞呢？可用什么方法？
2.体外培养的动物细胞有哪些类型？
3.什么是细胞贴壁？什么是接触抑制？
4.什么是原代培养和传代培养？
5.为什么要进行分瓶培养？怎么处理？
6.动物细胞培养与植物组织培养有什么相同之处与不同之处？
二、动物细胞培养的过程
用机械的方法，或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理，将组织分散成单个细胞
取动物组织
制成细胞悬液
原因：
a.从动物体取出的成块组织中，细胞与细胞靠在一起，彼此限制了生长和增殖；
b.能使细胞与培养液充分接触，更易进行物质交换，保证细胞所需的营养物质的供应及有害产物的及时排出。
二、动物细胞培养的过程
动物组织经处理后的初次培养
一般取材于动物胚胎或幼龄动物的组织、器官。
放入CO2培养箱中培养
转入培养液中进行
原因：细胞分化程度低，分裂能力强，容易培养。
原代培养
【问题探究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成分？用胃蛋白酶行吗？
用胰蛋白酶分散细胞，说明细胞间的物质主要是蛋白质。
胃蛋白酶的最适pH为1.5·，当pH大于6时，胃蛋白酶就会失去活性。多数动物细胞培养的适宜pH为7.2～7.4，胃蛋白酶在此环境中没有活性，所以用胃蛋白酶不行。
【问题探究2】胰蛋白酶会把细胞膜蛋白分解掉吗？
可能会，要控制好作用时间。
体外培养的动物细胞
悬浮生长类：
（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。）
贴壁生长类：
（除受以上因素的影响外，还会发生接触抑制现象。）
接触抑制：当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞通常会停止分裂增殖。
能够悬浮在培养液中生长增殖。
需要贴附于某些基质表面(如培养瓶的瓶壁)才能生长增殖。
（大多数）
这类细胞往往贴附在培养瓶的瓶壁上，这种现象称为细胞贴壁。
圆球形细胞刚开始
铺展贴壁生长（100×）
培养的动物细胞贴壁生长并进行有丝分裂（100×）
细胞单层贴壁生长铺满瓶壁后出现接触抑制（100×）
如何解决细胞分裂受阻的问题呢？
需要对细胞进行分瓶培养，让细胞继续增殖。
分瓶后的细胞培养
放入CO2
培养箱中培养
传代培养
悬浮生长类：
直接用离心法收集
贴壁生长类：
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。
取动物组织
用机械法或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理
分散成单个细胞
解决
悬浮生长
贴壁生长
(大多数）
细胞密度过大、有害代谢物积累、营养物质缺乏等
接触抑制
传代培养
细胞悬液
原代培养
分瓶
培养
加培养液
在培养皿或培养瓶内
悬浮生长类:直接用离心法收集
贴壁生长类:用胰蛋白酶处理分散成单个细胞，再用离心法收集
细胞分裂受阻
②制成细胞悬液，分瓶培养
①收集细胞
梳理总结
两次使用胰蛋白酶或胶原蛋白酶：
第一次：用胰蛋白酶对动物组织进行处理，将组织分散成单个细胞后进行培养，为原代培养。
第二次：细胞培养过程中出现接触抑制现象，用胰蛋白酶使其从瓶壁上脱离下来，分散成单个细胞，便于分瓶后继续培养，为传代培养。
1.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。
2.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
√
3.(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
√
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。
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4.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。
合成
血清
维持培养液的pH
无菌
无毒
解析 由于对细胞所需的营养物质尚未全部研究清楚，因此，在使用合成培养基时，还要加入一些血清等天然成分。细胞培养所需的气体中有CO2，作用是维持培养液的pH。被培养的细胞必须处于无菌、无毒的环境中，才能保证细胞正常地生长增殖。
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(2)在细胞生长过程中，当细胞贴壁生长到一定程度时，其生长会受到抑制，这种现象称为_________。
接触抑制
(3)请你帮助兴趣小组的同学分析本实验，实验的自变量是___________________，实验组和对照组除了自变量不同外，其他处理均应该相同，这是为了遵循实验设计的_________原则。
是否加入抗癌药物
单一变量
解析 实验的目的是要测定抗癌药物对体外培养细胞增殖的影响，故实验的自变量为抗癌药物的有无，其他无关变量应该相同，否则会干扰实验结果，这种设计遵循的是实验的单一变量原则。
动物细胞培养与植物组织培养有什么相同和不同之处？
思考讨论
比较项目 植物组织培养 动物细胞培养
原理
培养基性质
培养基特有成分
培养过程
培养结果
培养目的
相同点 获得细胞或细胞产物
固体培养基
完整植株
葡萄糖、动物血清
液体培养基
细胞增殖
植物细胞的全能性
许多细胞
快速繁殖等
蔗糖、植物激素
1.培养过程中细胞都进行有丝分裂，不涉及减数分裂；
原代培养、传代培养
脱分化、再分化
植物组织培养和动物细胞培养的比较
2.均需无菌操作、无菌培养，需要适宜的温度、pH等条件
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
√
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。
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2.(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
√
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。
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早期胚胎
1.种类及存在部位
胚胎干细胞(ES细胞) 成体干细胞
存在 部位 ①
组织特异性
任何一种类型
特性 具有分化为成年动物体内的 ② 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③ ,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
三、干细胞培养及其应用
成体组织或器官，包括骨髓中的造血干细胞、神经系统中的神经干细胞和睾丸中的精原干细胞
免疫排斥
神经组织损伤
(1)可以用于治疗人类的某些顽症:如神经干细胞在治疗 和神经系统退行性疾病(如帕金森病、阿尔茨海默病等)方面有重要的应用价值。
(2)体外诱导多能干细胞(iPS细胞):诱导过程无须破坏胚胎,且iPS细胞可以来源于病人自身的体细胞,因此移植过程理论上可以避免 反应。
三、干细胞培养及其应用
2、胚胎干细胞应用：
2、胚胎干细胞应用：
体外诱导小鼠成纤维细胞
诱导多能干细胞
iPS
临床治疗人类疾病
多种体细胞
定向诱导分化
如：白血病、帕金森病、阿而茨海默病等
三、干细胞培养及其应用
移植
取成纤维细胞等
iPS细胞
转入相关因子
细胞发生转化
分化
胰岛细胞
神经元
血细胞
肠上皮细胞
心肌细胞
肝细胞
病人
iPS细胞用于治疗人类疾病示意图
任 务 活 动
例3 如图2-2-3是胚胎干细胞潜能示意图,相关叙述错误的是 ( )
A.由细胞形态判断,4种细胞中细胞②最可能连续分裂
B.胚胎干细胞能分化为各种细胞的实质是遗传物质相同
C.分化得到的各种细胞,功能不同的主要差异是特定蛋白不同
D.定向诱导胚胎干细胞分化形成组织或器官,进行自体移植可避免免疫排斥
B
图2-2-3
人体骨髓中的造血干细胞在体内环境下能分裂、分化形成红细胞、白细胞和血小板。现代科学研究发现,在体外一定条件下培养造血干细胞,它可以分裂、分化形成神经细胞。下列有关的叙述不正确的是 ( )
A.三种血细胞的分化形成是基因选择性表达的结果
B.只有造血干细胞具有控制神经细胞性状的基因
C.只有离体培养的细胞才能表现出全能性
D.在生物体内细胞分化的过程一般是不可逆转的
B
变 式 训 练
1.判断下列有关动物细胞培养的表述是否正确。
（1）培养环境中需要O2，不需要CO2 。（ ）
（2）细胞要经过脱分化形成愈伤组织。（ ）
（3）培养液中通常含有糖类、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清（ ）
（4）培养瓶中的细胞需定期用胰蛋白酶处理,分瓶后才能继续增殖（ ）
一.概念检测
×
√
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×
练习与应用（P47）
2.干细胞有着广泛的应用前景。下列相关叙述错误的是( )
A.干细胞是从胚胎中分离提取的细胞
B.造血干细胞可以分化为各种血细胞
C.不同类型的干细胞,它们的分化潜能是有差别的
D.由iPS细胞产生的特定细胞,可以在新药的测试中发挥重要作用
A
现在关于iPS细胞的研究正在不断深入。请你从以下两个方面来查阅资料进行思考。（1）由于诱导iPS细胞、促使其分化都需要时间，因此用某人特异的iPS细胞进行医疗只限于时间比较充裕的情形。从实际事故、疾病发生的不可预测性方面考虑，如果要将这些细胞用于紧急情况，应该提前采取什么措施
像建立骨髓库一样，有研究团队正在尝试建立HLA(Human Leukocyte Antigen,人类白细胞抗原)多态性丰富的iPS细胞库，可以为需要的人找到HIA匹配度较高的iPS细胞，这样不仅可以节省时间、成本，还能减轻异体干细胞移植后发生的免疫排斥反应。
二.拓展应用
练习与应用（P47）
（2）如果诱导iPS细胞定向分化为生殖细胞的技术发展成熟，该技术可能会有哪些应用？又可能带来哪些问题？
该技术可能被用于治疗不孕症；获得足够量的生殖细胞来进行濒危物种的克隆研究；获得生殖细胞进行转基因操作，再经过受精、胚胎发育等过程来获得转基因动物。该技术可能带来一系列的伦理问题。例如，如果用同一个人的iPS细胞分别诱导形成精子和卵子，两者受精可能培育出“单亲”婴儿；有的人还可能有目的地选择iPS细胞，从而“设计”婴儿。
例4.某研究小组进行药物实验时,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)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 。
(2)在两种细胞生长过程中,当乙细胞铺满瓶壁时,其生长 。药物实验需要大量细胞,两种细胞频繁传代,甲细胞比乙细胞可以传代的次数更 。若用动物的肝脏组织块制备肝细胞悬液,需用 处理。
产生接触抑制
血清中含有适合动物细胞生长增殖的多种物质
多
胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)
任 务 活 动
(3)已知癌细胞的X基因表达过量与肝肿瘤的发生密切相关。要探究一种抗肿瘤药物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,确定药物Y的药效。
mRNA
含Y的无菌生理盐水
蛋白质