2024届高三生物一轮复习导学案动物细胞培养（无答案）

选择性必修三 第2章 动物细胞培养
一、你从教材上找到的关键性语句：
1.动物细胞培养概念：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.原理：__细胞增殖__
3.地位：__动物细胞工程的基础__
（一）动物细胞培养的条件
1.营养
（1）成分
①已知成分
将细胞所需的__营养物质_（糖类、氨基酸、无机盐、维生素等）按其_种类__和_所需量__严格配制而成的培养基，称为_合成培养基_。
②未知成分
使用合成培养基时，通常需加入_血清_等一些天然成分。
（2）培养基的物理性质
培养动物细胞一般使用_液体培养基__，也称为_培养液__。
2.无菌、无毒的环境
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还需要__定期更换培养液__。
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__36.5±0.5℃_为宜。
（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：维持适宜渗透压的目的_维持细胞正常的形态和功能__。
4.气体环境
（1）组成：动物细胞培养所需气体主要有_O2_和_CO2_。
（2）气体作用：①O2：_O2是细胞代谢所必需的_；②CO2：_CO2的主要作用持培养液的pH__。
（二）动物细胞培养的过程
①原代培养：将__分瓶之前_的细胞培养，即动物组织经处理后的__初次培养__称为原代培养。
②传代培养：将_分瓶后_的细胞培养称为传代培养；
③细胞贴壁：__大多数_体外培养的细胞需要__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，这种现象称为细胞贴壁；
④接触抑制：当_贴壁_细胞生长到_表面相互接触_时，细胞通常会_停止分裂增殖__。
1.取动物组织
（1）取材：__动物胚胎__或__幼龄动物__的组织、器官。
（2）取材原因：_细胞分化程度低，增殖能力强，容易培养___。
2.制成细胞悬液
（1）将组织分散成单个细胞的原因：①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_；②能使细胞与培养液充分接触，更易进行物质交换_。
（2）将组织分散成单个细胞的方法：①__机械法__；②用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理一段时间。
3.原代培养
将_细胞悬液__放入__培养皿或培养瓶_内
4.分瓶、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；将收集的细胞制成 细胞悬液 ，分瓶培养。
（三）干细胞培养及其应用
1.分布：
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。
2.分类：
（1）胚胎干细胞（简称ES细胞 ）
①分布：存在于_早期胚胎_中
②特点：具有分化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___。
（2）成体干细胞
①分布：存在于_成体组织或器官内__中
②类别：包括_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。
3.干细胞的应用
（1）原理：干细胞有着_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：
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） 。
诱导多能干细胞（iPS细胞）：
①科学家通过体外诱导小鼠____________,获得了类似_________细胞的诱导多能干细胞(iPS细胞)。
②iPS细胞可以来源于病人自身的______细胞,将它移植回病人体内后,理论上可以避免______________。
③可治疗小鼠的镰状细胞贫血症，在治疗阿尔兹海默病、心血管疾病等领域 。
三、判断训练：
动物细胞培养中，细胞具有贴壁生长以及接触抑制的特点，因此在培养中需要用胰蛋白酶处理贴壁的细胞并进行分瓶培养，分瓶后的培养称为传代培养。(　　)
培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞。(　　)
动物细胞培养技术的原理是动物细胞的全能性。(　　)
有些动物细胞能悬浮在培养液中生长增殖。(　　)
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。(　　)
胚胎干细胞可以来源于早期胚胎，也可以来源于成熟个体。(　　)
只有成纤维细胞才能转化为iPS细胞。(　　)
体外培养的动物细胞可分为两类：悬浮生长类细胞和贴壁生长类细胞，都需定期用胰蛋白酶处理，分瓶后才能继续增殖。( )
幼龄动物细胞比老龄动物细胞更易于培养。( )
进行细胞培养时，通常采用培养皿或松盖培养瓶，并将其置于CO2培养箱中培养。( )
肝细胞培养过程中通常在培养液中通入5%的CO2刺激细胞呼吸。( )
造血干细胞可定向诱导分化成机体所有种类的细胞。( )
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。( )
三、边练边讲
练习1：动物细胞培养
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　④温度与动物体温相近　⑤需要O2　⑥加CO2维持培养液的pH
A．①②③④⑤⑥　　　B．①②③④ C．①③④⑤⑥ D．①②③④⑥
2、下图为动物成纤维细胞的培养过程示意图。下列叙述正确的是(　　)
A．步骤①的操作不需要在无菌环境中进行
B．步骤②中用盐酸溶解细胞间物质使细胞分离
C．步骤③到④的分瓶操作前常用胰蛋白酶处理
D．步骤④培养过程中不会发生基因突变
3、干细胞是一类未参与分化或未完全分化的细胞，分裂能力强。按照其来源分为胚胎干细胞和成体干细胞(如造血干细胞、神经干细胞)。下列关于干细胞的说法错误的是(　　)
A．胚胎干细胞不具有发育成完整个体的潜能
B．胚胎干细胞的分化程度小于造血干细胞
C．骨髓移植治疗白血病就是利用了造血干细胞能分化成各种血细胞的能力
D．将带有遗传标记的胚胎干细胞植入早期胚胎，通过组织化学染色可追寻胚胎发育中细胞分化和器官形成的规律
4、科学家将人体皮肤细胞改造成了诱导多能干细胞——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(　　)（多选）
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，是基因选择性表达的结果
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
5、下列有关干细胞培养及应用的说法错误的是(　　)
A．胚胎干细胞具有分化为任何一种类型的细胞甚至形成个体的潜能
B．成体干细胞具有组织特异性，但在体外诱导分化也可发育成完整个体
C．iPS细胞用于自体器官移植，可以避免免疫排斥反应
D．神经干细胞可治疗神经组织损伤和神经系统退行性疾病
6、下列属于动物细胞培养与植物组织培养区别的是(　　)
A．动物细胞培养基与植物细胞培养基的成分有所不同
B．动物细胞培养不需要在无菌条件下进行
C．动物细胞培养可发生遗传物质改变，而植物组织培养不能
D．植物组织培养和动物细胞培养都体现了细胞的全能性
讲解1：动物细胞培养
动物细胞培养要点提示：
⑴容器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。
⑵动物细胞培养液为什么要加动物血清等天然成分？
由于人们对细胞所需的营养物质尚未全部研究清楚，而血清等天然成分中含有蛋白质、氨基酸、葡萄糖、激素等物质，而且还含有多种未知的促生长因子，能促进细胞的生长、增殖和贴附。
⑶培养前为什么要将动物组织分散成单个细胞？
分散后细胞能与培养液充分接触，更易进行物质交换。
⑷动物细胞培养过程中，用胰蛋白酶处理的时间是不是越长越好？可不可以用胃蛋白酶处理？
不是；时间过长胰蛋白酶会催化分解细胞膜蛋白等，对细胞有损伤。不可以；大多数动物细胞培养的适宜pH为7.2～7.4，而胃蛋白酶的适宜pH约为1.5，当pH大于6时，胃蛋白酶会失去活性。
⑸动物细胞培养过程中酶“两次”处理的目的
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，便于分散后继续培养时，细胞更好的得到所需营养和排出代谢废物。
⑹悬浮培养
体外培养的细胞，一类细胞能够悬浮在培养液中生长增殖，即悬浮培养。悬浮培养的细胞不会发生接触抑制，但会因细胞密度过大、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。在进行传代培养时，悬浮培养的细胞直接用离心法收集即可。
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
理论基础 植物细胞全能性 细胞增殖
区 别 培养基 类型 固体或半固体培养基 液体 培养基
成分 水、矿质元素、维生素、植物激素、蔗糖、氨基酸、琼脂等 葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、促生长因子、动物血清等
取材 离体植物器官、组织、细胞 动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织
关键环节 细胞的脱分化和再分化 细胞增殖和癌变
结果 新的组织或植株个体，可以体现全能性 新的细胞系或细胞株，不形成个体，不体现全能性
应用 ①植株快速繁殖；②脱毒植株的培育；③人工种子；④生产药物、杀虫剂等；⑤转基因植物的培育 ①蛋白质生物制品的生产；②皮肤移植材料的培育；③检测有毒物质；④生理、病理、药理等方面的研究
相同点 两种技术手段培养过程中细胞都进行有丝分裂，都是无性繁殖，都可称克隆，都不涉及减数分裂；②均为无菌操作，需要适宜的温度、pH等条件