(共12张PPT)
1.概念:从动物体获得相关组织,分散成单个细胞后,在适宜环境下让细胞生长和增殖的过
程。
第一节 细胞培养是动物细胞工程的基础
知识点 1 动物细胞培养的概念和条件
必备知识 清单破
2.条件
1.过程
知识点 2 动物细胞培养的一般过程
(1)原代培养:细胞或组织离开有机体后的首次培养。
(2)传代培养:原代培养的细胞经分离并稀释后转到多个培养瓶的培养。
(3)体外培养的动物细胞往往具有贴壁生长和接触抑制等特点。
(4)一般来说,原代培养的贴壁细胞达到生长基质的80%表面面积后可进行传代培养。若传代
过晚,可影响下一代细胞的机能状态。
特别提醒 来源于血液、淋巴组织的细胞以及某些肿瘤细胞不需要贴附在支持物上,而是呈
悬浮生长状态。
2.细胞系和细胞株
(1)细胞系
①概念:原代培养物经首次传代成功后即成细胞系。
②类型
(2)细胞株
①概念:通过一定的选择或纯化方法,从原代培养物或细胞系中获得的具有特殊性质的细胞。
②特点:一般具有恒定的染色体组型、病毒敏感性或抗性及其他生化特性。
③类型:连续细胞株、有限细胞株。
(3)细胞系和细胞株的关系
①细胞系泛指可传代的细胞,细胞株是具有特殊性质的细胞系。
②细胞株是细胞系经过进一步的克隆培养得到的。
3.细胞克隆(克隆培养)
(1)概念:把一个单细胞从群体中分离出来单独培养,使之繁衍成一个新的细胞群体的技术。
(2)最基本要求:必须保证分离出来的细胞是一个而不是多个,即必须肯定所建成的克隆来源
于单个细胞。
(3)克隆培养后的细胞群的特点:基因型一致,遗传性状均一。
(4)克隆培养后的细胞群的作用:研究遗传规律和生理特性的重要材料。
1.科学研究:可用于生理、病理、药理等方面的研究,例如,细胞全能性的揭示、细胞周期调
节控制的分析、癌变机理和衰老原因、抗癌药物的筛选、有毒物质的检测等。
2.实际应用:用于烧伤患者的皮肤移植和损伤组织器官的修复;获得动物疫苗、干扰素、单
克隆抗体等生物制品。
知识点 3 动物细胞培养的应用
知识辨析
1.动物细胞培养时需保证5%的CO2和95%的空气条件,CO2的作用是刺激动物细胞的细胞呼
吸。这种说法正确吗
不正确。动物细胞培养时,CO2的作用是调节培养基pH的相对稳定。
2.动物细胞间的物质主要是蛋白质,动物细胞培养前可用胰蛋白酶或胃蛋白酶处理将组织分
散成单个细胞。这种说法正确吗
不正确。大多数动物细胞生长的适宜pH为7.2~7.4,胃蛋白酶在此环境中没有活性,而胰蛋
白酶在此环境中活性较高,因此动物细胞培养前可用胰蛋白酶处理将组织分散成单个细胞,
但不可用胃蛋白酶处理。
提示
提示
3.体外培养的动物细胞都有贴壁生长和接触抑制的特点。这种说法正确吗
不正确。来源于血液、淋巴组织的细胞以及某些肿瘤细胞呈悬浮生长状态;恶性细胞系不
具有接触抑制的特点。
4.细胞株是具有特殊性质的细胞系。这种说法正确吗
正确。细胞株是通过一定的选择或纯化方法,从原代培养物或细胞系中获得的具有特殊性
质的细胞。
提示
提示
定点 植物组织培养与动物细胞培养的比较
关键能力 定点破
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
培养基 固体培养基:水、无机盐、有机营养成分、植物激素、琼脂等 通常为液体培养基:水、无机盐、氨基酸、维生素、糖类、生长因子等
结果 生成完整植株或使其细胞增殖并产生细胞代谢产物 产生大量细胞,不形成新个体
相同点 (1)都进行有丝分裂,都不涉及减数分裂; (2)均需要无菌操作、无菌培养; (3)都需要适宜的温度、pH等条件 特别提醒 植物组织培养最终能够形成完整植株,体现了植物细胞的全能性;动物细胞培养
不能体现动物细胞的全能性。
典例 下列有关动物细胞培养和植物组织培养的叙述,错误的是 ( )
A.培养过程中都会发生细胞增殖
B.培养过程都需要在无菌条件下进行
C.培养过程中都存在接触抑制的现象
D.培养过程中都易受培养条件的影响而发生变异
C
解析 贴壁型动物细胞在体外进行培养时会出现接触抑制现象,植物细胞不会出现,C错误;
在动物细胞培养和植物组织培养过程中都会发生细胞分裂,因此培养过程中容易受到培养条
件的影响而产生变异,D正确。第三章 动物细胞工程
第一节 细胞培养是动物细胞工程的基础
基础过关练
题组一 动物细胞培养的条件和过程
1.下列有关动物成纤维细胞培养过程的叙述,正确的是( )
A.培养过程出现接触抑制后,细胞停止增殖
B.传代培养后得到的细胞与接种的细胞的遗传信息一定相同
C.需采用固体培养基培养
D.胰蛋白酶处理可使细胞分散成单层利于传代
2.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细胞进行有丝分裂和减数分裂
B.定期更换培养液可以防止代谢产物的积累对细胞造成危害
C.细胞培养液中通常含有维生素、激素、糖类等多种能源物质
D.培养液和所有培养用具要进行消毒处理
3.下列关于动物细胞培养的叙述,错误的是( )
A.培养至细胞发生接触抑制时,瓶壁上的细胞呈单层分布
B.癌细胞在培养瓶中不会出现接触抑制现象
C.动物细胞只能贴壁生长,不能进行悬浮培养
D.在细胞培养过程中,有部分细胞的基因型会发生改变
4.下列关于动物细胞培养的叙述,正确的是( )
A.动物细胞培养的原理是动物的细胞核具有全能性
B.细胞株是具有特殊性质的细胞系,其中每个细胞的遗传性状各有其特点
C.从单个细胞开始繁衍形成的一个新细胞群,细胞之间可能存在异质性
D.动物血清、蔗糖、CO2培养箱等是动物细胞培养的基本条件
5.2019年11月18日上午,中国诞生了第一块“人造肉”,即“动物细胞培养肉”,有助于解决肉类紧缺与安全问题。下列叙述错误的是( )
A.“人造肉”制造过程需保障无毒、无菌环境
B.“人造肉”制造过程需以封闭式培养的方式进行
C.制造“人造肉”时,选择干细胞为材料更容易成功
D.为模拟体内细胞贴附环境可用相对表面积较大的支架依附生长
6.某研究小组为测定药物对体外培养细胞的毒性大小,准备对某种动物的肝肿瘤细胞(甲)和正常肝细胞(乙)进行动物细胞培养。下列说法正确的是( )
A.制备肝细胞悬液时,可用胃蛋白酶代替胰蛋白酶处理肝组织
B.CO2培养箱中CO2浓度维持在5%左右,以促进细胞呼吸
C.本实验应设置对照实验,以检测药物对甲、乙的毒性大小
D.为防止细胞培养过程中细菌的污染,需添加适量干扰素
7.动物细胞培养是动物细胞工程的基础,动物细胞培养的基本过程如图甲所示。细胞系(原代培养物经首次传代成功后所繁殖的细胞群体)的形成过程如图乙所示。下列叙述正确的是( )
图甲
图乙
A.a中一般是幼龄动物的器官或组织,原因是其细胞分化程度低
B.在细胞系的形成过程中,传代期细胞传代培养一次,细胞增加一倍
C.原代培养前需将组织用胰蛋白酶等处理,制成细胞悬液
D.为保证无菌、无毒的环境,c、d培养过程必须采用封闭式培养
题组二 动物细胞培养的应用
8.有研究报告称科学家已经在实验室中成功培育出膀胱,并顺利移植到患者体内。基于移植的膀胱由接受移植者的体内细胞培育而成,所以移植后的膀胱不会在患者体内发生排斥现象,培育过程如图所示。请据图回答下列问题。
(1)题述过程所涉及的工程技术主要是 。
(2)与植物组织培养相比,题述过程中需要更严格的 环境条件,同时还需要通过 维持适宜的温度、pH和气体环境。
(3)题述过程中剥离的组织细胞需要先用 处理制备成细胞悬液,再转入培养液中进行 培养。待细胞贴附生长至接触抑制后进行分瓶培养,这通常被称为 培养。
题组三 动物细胞培养与植物组织培养的比较
9.下列关于动物细胞培养和植物组织培养的叙述,错误的是( )
A.动物细胞培养和植物组织培养所用的培养基不同
B.动物细胞培养和植物组织培养的理论基础不同
C.烟草叶片细胞离体培养能产生新个体,小鼠的ES细胞离体培养可分化成心肌细胞、神经元等细胞
D.动物细胞培养可用于快速繁殖,植物组织培养可获得细胞代谢产物
10.细胞培养是动物和植物细胞工程的基础,但两者有所不同。下列叙述错误的是( )
A.为了获得单细胞悬液,所用的材料和操作有所不同
B.都能通过大量培养特定的细胞,来生产某些蛋白质
C.两者的培养基成分有所不同,但都易获得某种优良个体
D.动物细胞的传代培养比植物组织继代培养更易获得细胞株
答案与分层梯度式解析
基础过关练
1.A 传代培养后得到的细胞遗传物质可能发生改变,故传代培养后得到的细胞与接种的细胞的遗传信息不一定相同,B错误;动物细胞培养需采用液体培养基,C错误;胰蛋白酶处理可使细胞分散成单个,而不是单层,D错误。
2.B 动物细胞培养过程中细胞进行有丝分裂,不进行减数分裂,A错误。维生素和激素不是能源物质,C错误。培养液和所有培养用具要进行灭菌处理,消毒不能起到彻底杀菌的作用,D错误。
3.C 由于贴壁型细胞之间有接触抑制的特性,一般的正常细胞并不重叠于其他细胞之上生长,而是单层生长,A正确。癌细胞无接触抑制,B正确。体外培养时,绝大多数动物细胞进行贴壁生长,来源于血液、淋巴组织的细胞以及某些肿瘤细胞不需要贴附在支持物上,而是呈悬浮生长状态,C错误。在细胞培养过程中,有部分细胞的遗传物质会发生改变,因此基因型会发生改变,D正确。
4.C 动物细胞培养的原理是细胞增殖,A错误;细胞株是具有特殊性质的细胞系,其中每个细胞的遗传物质未改变,每个细胞的遗传性状相同,B错误;从单个细胞开始繁衍形成的一个新细胞群,当增殖次数过多之后,细胞核型可能发生改变,细胞之间可能存在异质性,C正确;蔗糖是植物体内特有的二糖,不是动物细胞培养的基本条件,D错误。
5.B “人造肉”制造过程利用了动物细胞培养技术,需保障无毒、无菌环境,A正确;“人造肉”制造过程需要保障一定的气体环境,确保细胞代谢所需,应采用开放式培养的方式,B错误;干细胞具有很强的分裂和分化能力,所以制造“人造肉”时,选择干细胞为材料更容易成功,C正确;为模拟体内细胞贴附环境可用相对表面积较大的支架依附生长,D正确。
6.C 制备肝细胞悬液时,不能使用胃蛋白酶代替胰蛋白酶处理肝组织,因为胃蛋白酶需要在强酸环境下才能起作用,而多数细胞适宜生存的pH为7.2~7.4,胃蛋白酶在此环境中没有活性,A错误。动物细胞培养应在CO2培养箱中进行,CO2浓度维持在5%左右以维持培养液pH的相对稳定,B错误。本实验应设置对照实验,即用未添加药物的培养液分别培养甲、乙,以检测药物对甲、乙的毒性大小,C正确。为防止细胞培养过程中细菌的污染,需添加适量抗生素,D错误。
7.C a中培养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,A错误;传代期细胞传代培养一次,涉及多次细胞分裂,B错误;原代培养前需将组织分散成单个细胞,此时需将组织用胰蛋白酶或胶原蛋白酶等处理,制成细胞悬液,C正确;为保证无菌、无毒的环境,需要对培养液和培养用具进行灭菌处理及在无菌环境下操作,定期更换培养液等,c、d培养过程需要一定的气体环境,应采用开放式培养的方式,D错误。
8.答案 (1)动物细胞培养 (2)无菌、无毒 二氧化碳培养箱 (3)胰蛋白酶或胶原蛋白酶 原代 传代
解析 (1)题述过程从患者的膀胱上取下活细胞样本,将活细胞样本中胶原质剥下,将肌肉细胞和膀胱上皮细胞分别置于不同的培养基中培养,所涉及的工程技术主要是动物细胞培养。(2)与植物组织培养相比,题述过程中需要更严格的无菌、无毒的环境,同时还需要通过二氧化碳培养箱维持适宜的温度、pH和气体环境。
9.D 动物细胞培养采用的是液体培养基,一般含有血清等;植物组织培养采用的是固体培养基,一般含有植物激素等,A正确。动物细胞培养的理论基础是细胞增殖,植物组织培养的理论基础是植物细胞的全能性,B正确。植物组织培养可用于快速繁殖,D错误。
10.C 动物细胞培养和植物组织培养所用培养基成分不同,动物细胞培养得到的是细胞或细胞产物,而不是优良个体,C错误。动物细胞的传代培养一般使用液体培养基,细胞与营养物质接触更充分,所以比植物组织继代培养更易获得细胞株,D正确。
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