2.2.1动物细胞培养导学案（习题含答案）高二下学期生物人教版选择性必修3
文档属性
| 名称 | 2.2.1动物细胞培养导学案（习题含答案）高二下学期生物人教版选择性必修3 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 669.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2023-07-13 18:19:34 | ||
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文档简介
2.2.1 动物细胞工程学案
班级： 姓名：
学习目标：
阐明动物细胞培养的条件和过程。
阐述干细胞在生物医学工程中有广泛的应用价值。
阐明利用动物细胞融合技术制备单克隆抗体的过程，认同单克隆抗体在临床上有重要的应用价值。
阐明利用动物体细胞核移植技术克隆动物的过程和该技术的应用前景
基础学习
一、动物细胞工程
动物细胞工程常用的技术 、 和 ，其中 是最基础的技术。
动物细胞培养：从动物机体中取出相关组织，将它们分散成 ，然后放在 的培养基中，让这些细胞生长和增殖的技术。
原理：细胞增殖（分裂方式： ）。
目的：获得细胞或者细胞产物。
地位：动物细胞工程的 。
一、动物细胞培养的条件
1.营养
（1）合成培养基：将细胞所需的营养物质按 和所需量严格配制而成的培养基称为合成培养基。
由于人们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，通常需要加入 等一些天然成分。
（2）培养基类型：一般使用 培养基，也称为培养液。
2.无菌、无毒的环境
（1）无菌：
①对培养液和所有培养用具进行 处理。
②在 环境下进行操作。
③可根据实际情况适量添加 。
（2）无毒： ，（ 防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害）。
3.温度、pH和渗透压
（1）温度：哺乳动物细胞培养的温度多以 为宜。
（2）pH：多数动物细胞的适宜pH为 。
（3）渗透压：维持细胞正常的形态和功能。
4.气体环境
（1）O2是 所必需。
（2）CO2主要作用是维持培养液的 。
（3）通常采用培养皿或 培养瓶置于含有 空气和 CO2的混合气体的
中进行培养。
二、动物细胞培养的过程
思考1.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？
说明细胞间的物质主要是 。
胃蛋白酶作用的适宜pH约为2，当pH大于6时，胃蛋白酶就失去活性，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。
思考2.用胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理组织块，使组织分散成单个细胞的目的是什么？
①成块组织中细胞与细胞靠在一起，彼此限制了生长与增殖。
②使细胞与培养液充分接触，保证细胞所需氧气和营养的供应。
③有利于代谢物及时排出。
④使得在细胞水平操作的技术容易实现。
思考3.实验过程中，胰蛋白酶处理时间过长，会出现什么结果？
细胞膜的成分中含有蛋白质，胰蛋白酶能够水解蛋白质，时间太长胰蛋白酶会把细胞消化掉。因此，胰蛋白酶处理时间不能过长。
体外培养的动物细胞类型：
①悬浮在培养液中生长增殖。
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。
②需要贴附于某些基质表面才能生长增殖，这类细胞往往贴附在培养瓶的瓶壁上，这种现象称为
。
除受细胞密度、有害代谢物积累、营养物质影响外，还会发生 现象。即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。
两次使用胰蛋白酶的目的？
第一次使用的目的是使组织细胞分散开；第二次使用的目的是使细胞从瓶壁上脱离下来。
思考 讨论 有关动物细胞培养的问题
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？
细胞的增殖能力与供体的年龄有关，幼龄动物的细胞增殖能力 ，有丝分裂旺盛，老龄动物的细胞则相反。所以，一般来说，幼龄动物的细胞比老龄动物的细胞易于培养。同样，分化程度越低的细胞，增殖能力越 ，所以更容易培养。
2.动物细胞培养和植物组织培养有什么相同和不同之处
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
培养前处理 离体 机械法或胰蛋白酶、胶原蛋白酶将组织细胞分散开
取材 离体植物器官、组织、细胞 动物胚胎或幼龄动物的组织、器官
培养基的物理性质 (又称培养液)
特有成分 蔗糖、 葡萄糖、
特殊环境条件 再分化需光 气体环境
结果 一般获得新的植株 获得大量细胞
是否体现细胞 的全能性 是 否
相同点 ①培养过程中细胞都进行 分裂，不涉及 分裂。 ②均需无菌操作，需要适宜的温度、pH等条件。
三、干细胞培养及其应用
1.干细胞的概念：动物和人体内仍保留的少数具有 和 能力的细胞。
在一定条件下，干细胞可以分化成其他类型的细胞。
2.干细胞的分布：存在于 、 和 等多种组织和器官中。
3.干细胞的分类：包括胚胎干细胞和成体干细胞等。
（1）胚胎干细胞（简称 细胞）
①分布：存在于 中。
②特点：具有分化为成年动物体内的 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 的潜能。
③局限性：胚胎干细胞必须从胚胎中获取 ，涉及伦理问题，因而限制了在医学上的应用。
④应用实例：ES细胞在体外分化成心肌细胞、神经元细胞和造血干细胞等。
（2）成体干细胞
①分布：存在于成体组织或器官内中。
②举例：骨髓中的造血干细胞、神经系统中的神经干细胞、睾丸中的精原干细胞等。
③特点：一般认为，成体干细胞具有组织 ，只能分化成特定的细胞或组织，
发育成完整个体的能力。
④发现最早、研究最多的、应用最成熟的实例：造血干细胞，主要存在于成体的骨髓、 外周血和脐带血中。
（3）诱导多能干细胞（iPS细胞）
①概念：通过体外诱导小鼠成纤维细胞，获得了类似 的一种细胞。
②优点：诱导过程无须破坏胚胎。
iPS细胞可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 。
4.干细胞的应用
（1）应用原理：有着自我更新能力及分化潜能的干细胞，与组织、器官的发育、
再生和修复等密切相关。
（2）应用实例：
造血干细胞：治疗白血病及一些恶性肿瘤放疗或化疗后引起的造血系统、免疫系统功能障碍等疾病。
神经干细胞：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）。
（3）面临的问题：存在导致肿瘤发生的风险。
（4）应用展望：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。
【习题巩固】
1.动物细胞培养的条件是（ ）
①无菌无毒的环境 ②营养 ③气体环境
④温度、pH和渗透压 ⑤透明的容器
A.①②③④ B.①②③⑤
C.②③④⑤ D.①③④⑤
2.相对细菌和植物细胞而言，动物细胞离体培养更需关注培养基的渗透压，是因为动物细胞
A.没有中央液泡，不能发生渗透作用
B.渗透压远高于细菌或植物细胞的渗透压
C.没有细胞壁，易吸水涨破
D.生长缓慢，各生长阶段对环境的渗透压要求不同
3．作为动物细胞工程常用技术手段的基础是（ ）
A．动物细胞培养 B．动物细胞融合
C．单克隆抗体 D．动物细胞核移植
4．为使用于培养的动物组织细胞分散开以便配制成一定浓度的细胞悬液，选取的动物组织应选用下列哪种物质处理（ ）
A．胃蛋白酶 B．胰蛋白酶 C．盐酸 D．胰脂肪酶
5．实验小鼠皮肤细胞培养的基本过程如下图所示。下列叙述正确的是（ ）
A．甲过程需要对实验小鼠进行灭菌处理
B．乙过程对皮肤组织可用灭活病毒处理
C．丙过程细胞不断生长增殖可能会发生接触抑制
D．经过丙、丁培养过程细胞常可以分化成为个体
班级： 姓名：
学习目标：
阐明动物细胞培养的条件和过程。
阐述干细胞在生物医学工程中有广泛的应用价值。
阐明利用动物细胞融合技术制备单克隆抗体的过程，认同单克隆抗体在临床上有重要的应用价值。
阐明利用动物体细胞核移植技术克隆动物的过程和该技术的应用前景
基础学习
一、动物细胞工程
动物细胞工程常用的技术 、 和 ，其中 是最基础的技术。
动物细胞培养：从动物机体中取出相关组织，将它们分散成 ，然后放在 的培养基中，让这些细胞生长和增殖的技术。
原理：细胞增殖（分裂方式： ）。
目的：获得细胞或者细胞产物。
地位：动物细胞工程的 。
一、动物细胞培养的条件
1.营养
（1）合成培养基：将细胞所需的营养物质按 和所需量严格配制而成的培养基称为合成培养基。
由于人们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，通常需要加入 等一些天然成分。
（2）培养基类型：一般使用 培养基，也称为培养液。
2.无菌、无毒的环境
（1）无菌：
①对培养液和所有培养用具进行 处理。
②在 环境下进行操作。
③可根据实际情况适量添加 。
（2）无毒： ，（ 防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害）。
3.温度、pH和渗透压
（1）温度：哺乳动物细胞培养的温度多以 为宜。
（2）pH：多数动物细胞的适宜pH为 。
（3）渗透压：维持细胞正常的形态和功能。
4.气体环境
（1）O2是 所必需。
（2）CO2主要作用是维持培养液的 。
（3）通常采用培养皿或 培养瓶置于含有 空气和 CO2的混合气体的
中进行培养。
二、动物细胞培养的过程
思考1.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？
说明细胞间的物质主要是 。
胃蛋白酶作用的适宜pH约为2，当pH大于6时，胃蛋白酶就失去活性，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。
思考2.用胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理组织块，使组织分散成单个细胞的目的是什么？
①成块组织中细胞与细胞靠在一起，彼此限制了生长与增殖。
②使细胞与培养液充分接触，保证细胞所需氧气和营养的供应。
③有利于代谢物及时排出。
④使得在细胞水平操作的技术容易实现。
思考3.实验过程中，胰蛋白酶处理时间过长，会出现什么结果？
细胞膜的成分中含有蛋白质，胰蛋白酶能够水解蛋白质，时间太长胰蛋白酶会把细胞消化掉。因此，胰蛋白酶处理时间不能过长。
体外培养的动物细胞类型：
①悬浮在培养液中生长增殖。
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。
②需要贴附于某些基质表面才能生长增殖，这类细胞往往贴附在培养瓶的瓶壁上，这种现象称为
。
除受细胞密度、有害代谢物积累、营养物质影响外，还会发生 现象。即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。
两次使用胰蛋白酶的目的？
第一次使用的目的是使组织细胞分散开；第二次使用的目的是使细胞从瓶壁上脱离下来。
思考 讨论 有关动物细胞培养的问题
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？
细胞的增殖能力与供体的年龄有关，幼龄动物的细胞增殖能力 ，有丝分裂旺盛，老龄动物的细胞则相反。所以，一般来说，幼龄动物的细胞比老龄动物的细胞易于培养。同样，分化程度越低的细胞，增殖能力越 ，所以更容易培养。
2.动物细胞培养和植物组织培养有什么相同和不同之处
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
培养前处理 离体 机械法或胰蛋白酶、胶原蛋白酶将组织细胞分散开
取材 离体植物器官、组织、细胞 动物胚胎或幼龄动物的组织、器官
培养基的物理性质 (又称培养液)
特有成分 蔗糖、 葡萄糖、
特殊环境条件 再分化需光 气体环境
结果 一般获得新的植株 获得大量细胞
是否体现细胞 的全能性 是 否
相同点 ①培养过程中细胞都进行 分裂，不涉及 分裂。 ②均需无菌操作，需要适宜的温度、pH等条件。
三、干细胞培养及其应用
1.干细胞的概念：动物和人体内仍保留的少数具有 和 能力的细胞。
在一定条件下，干细胞可以分化成其他类型的细胞。
2.干细胞的分布：存在于 、 和 等多种组织和器官中。
3.干细胞的分类：包括胚胎干细胞和成体干细胞等。
（1）胚胎干细胞（简称 细胞）
①分布：存在于 中。
②特点：具有分化为成年动物体内的 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 的潜能。
③局限性：胚胎干细胞必须从胚胎中获取 ，涉及伦理问题，因而限制了在医学上的应用。
④应用实例：ES细胞在体外分化成心肌细胞、神经元细胞和造血干细胞等。
（2）成体干细胞
①分布：存在于成体组织或器官内中。
②举例：骨髓中的造血干细胞、神经系统中的神经干细胞、睾丸中的精原干细胞等。
③特点：一般认为，成体干细胞具有组织 ，只能分化成特定的细胞或组织，
发育成完整个体的能力。
④发现最早、研究最多的、应用最成熟的实例：造血干细胞，主要存在于成体的骨髓、 外周血和脐带血中。
（3）诱导多能干细胞（iPS细胞）
①概念：通过体外诱导小鼠成纤维细胞，获得了类似 的一种细胞。
②优点：诱导过程无须破坏胚胎。
iPS细胞可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 。
4.干细胞的应用
（1）应用原理：有着自我更新能力及分化潜能的干细胞，与组织、器官的发育、
再生和修复等密切相关。
（2）应用实例：
造血干细胞：治疗白血病及一些恶性肿瘤放疗或化疗后引起的造血系统、免疫系统功能障碍等疾病。
神经干细胞：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）。
（3）面临的问题：存在导致肿瘤发生的风险。
（4）应用展望：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。
【习题巩固】
1.动物细胞培养的条件是（ ）
①无菌无毒的环境 ②营养 ③气体环境
④温度、pH和渗透压 ⑤透明的容器
A.①②③④ B.①②③⑤
C.②③④⑤ D.①③④⑤
2.相对细菌和植物细胞而言，动物细胞离体培养更需关注培养基的渗透压，是因为动物细胞
A.没有中央液泡，不能发生渗透作用
B.渗透压远高于细菌或植物细胞的渗透压
C.没有细胞壁，易吸水涨破
D.生长缓慢，各生长阶段对环境的渗透压要求不同
3．作为动物细胞工程常用技术手段的基础是（ ）
A．动物细胞培养 B．动物细胞融合
C．单克隆抗体 D．动物细胞核移植
4．为使用于培养的动物组织细胞分散开以便配制成一定浓度的细胞悬液，选取的动物组织应选用下列哪种物质处理（ ）
A．胃蛋白酶 B．胰蛋白酶 C．盐酸 D．胰脂肪酶
5．实验小鼠皮肤细胞培养的基本过程如下图所示。下列叙述正确的是（ ）
A．甲过程需要对实验小鼠进行灭菌处理
B．乙过程对皮肤组织可用灭活病毒处理
C．丙过程细胞不断生长增殖可能会发生接触抑制
D．经过丙、丁培养过程细胞常可以分化成为个体