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第1课时 动物细胞培养
任务一 动物细胞培养
任务二 干细胞的种类及作用
一、动物细胞培养
1.概念:指从动物体中取出相关的组织,将它分散成__________,然后在
适宜的培养条件下,让这些细胞____________的技术。动物细胞培养
是动物细胞工程的______。
单个细胞
生长和增殖
基础
2.条件
(1)营养
①有机营养：______、氨基酸、维生素等；合成培养基通常还需加
入______等一些天然成分。
注：血清中含有细胞所需而人们尚未完全研究清楚的营养物质。
糖类
血清
②无机营养：________等。
无机盐
(2)无菌、无毒的环境
①对培养液和所有培养用具进行______处理以及在______环境下进
行操作。
②培养液还需要定期更换，以便清除代谢物，防止_______________
对细胞自身造成危害。
灭菌
无菌
细胞代谢物积累
(3)温度、 和渗透压
①温度：哺乳动物细胞培养的温度多以______________为宜；
多数动物细胞生存的适宜为 ；
③适宜的渗透压。
(4)气体环境
① 是________________的。
② 的主要作用是________________。
③进行细胞培养时，通常采用培养皿或____________，并将它们置
于含有__________________的混合气体的___________中进行培养。
细胞代谢所必需
维持培养液的
松盖培养瓶
空气和
培养箱
3.动物细胞培养的过程
(1)细胞贴壁:细胞悬液中的细胞贴附在瓶壁上。
(2)接触抑制:当贴壁细胞分裂生长到表面__________时，细胞通常会
______分裂增殖的现象。
(3)原代培养:分瓶之前的细胞培养，即动物组织________后的初次培养。
相互接触
停止
经处理
(4)传代培养:分瓶后的细胞培养。进行传代培养时，悬浮培养的细胞
直接用________进行收集；贴壁细胞需要重新用__________等处理，
使之分散成单个细胞，再用离心法收集。
离心法
胰蛋白酶
(5)动物细胞培养的原理：__________。
细胞增殖
二、干细胞培养及其应用
1.干细胞的类型
(1)胚胎干细胞(简称 细胞)
①分布：__________中。
②特点：具有分化为成年动物体内的任何一种类型的______，并进
一步形成机体的________________________的潜能。
早期胚胎
细胞
所有组织和器官甚至个体
(2)成体干细胞
①分布：________________内。
②分类：包括骨髓中的____________、神经系统中的____________
和睾丸中的____________等。
③特点：具有__________性，只能分化成特定的____________，不
具有发育成__________的能力。
成体组织或器官
造血干细胞
神经干细胞
精原干细胞
组织特异
细胞或组织
完整个体
(3)诱导多能干细胞(简称 细胞)
①来源：体外诱导成纤维细胞。
②特点：诱导过程无须破坏胚胎，不涉及______问题；可以避免
__________反应。
伦理
免疫排斥
2.干细胞的应用
(1)实例
①______干细胞：治疗白血病，造血系统、免疫系统功能障碍等疾病。
②______干细胞：治疗神经组织损伤和神经系统退行性疾病等。
③__________干细胞：用于治疗阿尔茨海默病、心血管疾病等领域
的研究。
造血
神经
诱导多能
(2)前景：在__________、药物安全性与有效性检测等领域发挥大作用。
再生医学
任务一 动物细胞培养
【资料】阅读教材第 页，以及图“动物细胞培养过程示意图”。
(1)补充动物细胞培养过程图。
. .
胰蛋白酶、胶原蛋白酶
细胞密度
过大
接触抑制
离心
胰蛋
白酶
传代培养
(2)动物细胞培养过程的原理是__________，其方式是__________。
(3)动物细胞培养应在___________中进行，其结果是得到了大量______。
细胞增殖
有丝分裂
培养箱
细胞
【情境】 下图为动物成纤维细胞的培养过程示意图：
(1)②过程中可用胰蛋白酶或胶原
蛋白酶处理，说明细胞间连接物
蛋白质
不能
多数动物细胞培养的适宜为，在此条件下，胃蛋白酶失去活性
(2)过程③为__________,过程④为__________。
(3)培养过程中添加血清的原因是_______________________________
______________________。
原代培养
传代培养
血清中含有细胞所需而人们尚未完全研究清楚的营养物质
的主要成分是________。______ (填“能”或“不能”)使用胃蛋白酶，理由
是____________________________________________________________
________。
(4)动物细胞培养和植物组织培养
过程中，就细胞增殖、分化来说，
脱分化和再分化
(5)请分析图示过程选用皮肤成纤维细胞或干细胞的原因。_________
__________________。
动物细胞培养时一般选择动物胚胎和幼龄动物组织的原因是_______
______________________________。
细胞分裂能力强，易于培养
细胞分化程度低,增殖能力强,更易于培养
二者除了都需要增殖外，植物组织培养不同于动物细胞培养的是还要进
行________________。
1.原代培养和传代培养的划分:划分原代培养和传代培养是以分瓶为
界，即配制细胞悬液后转入培养瓶或培养皿中的第一次培养为原代
培养，分瓶后的培养(无论分瓶多少次)均为传代培养。
2.胰蛋白酶的使用次数:动物细胞的整个培养过程中可能多次用到胰
蛋白酶或胶原蛋白酶，第一次使用的目的是使组织细胞分散开；第
二次使用是贴壁细胞传代培养时，使用的目的是使细胞从瓶壁上脱
离下来，分散成单个细胞，便于分瓶后继续培养。
3.动物细胞培养和植物组织培养的比较
项目 植物组织培养 动物细胞培
养
区别 原理 植物细胞的全能性 细胞增殖
培养基 固体培养基，包括矿质元 素、蔗糖、维生素、琼 脂、植物激素等 液体培养基，包括无机
盐、糖类、维生素、氨基
酸、动物血清等
项目 植物组织培养 动物细胞培
养
区别 细胞来 源 离体植物器官、组织或细 胞 胚胎或幼龄动物组织、器
官
过程 脱分化、再分化 原代培养、传代培养
结果 获得新植株 产生大量细胞
相同点 ①都需要进行人工条件下的无菌、无毒操作，无菌培 养 ②都进行有丝分裂
（续表）
例1 下列与动物细胞培养有关的表述，不正确的是( )
A.动物细胞培养需要无菌、无毒的环境，充足的营养，适宜的温
度、 和渗透压，适宜的气体环境等条件
B.用胰蛋白酶等作用于离体的动物组织，使其分散成单个细胞
C.动物细胞放入培养箱中培养的主要目的是满足细胞对 的需求
D.原代培养是指动物组织经处理后的初次培养
√
[解析] 动物细胞培养需要无菌、无毒的环境，且需要充足的营养，适
宜的温度、 和渗透压，适宜的气体环境等条件，A正确；用胰蛋白
酶或胶原蛋白酶作用于离体的动物组织，可使其分散成单个细胞，B
正确；动物细胞放入培养箱中培养的主要目的是维持培养液的 ，
C错误；原代培养是指动物组织经处理后的初次培养，D正确。
例2 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；而淋巴细胞则常常悬浮在培养液中。下列叙述错误
的是( )
A.培养上皮细胞比淋巴细胞更容易观察及判断细胞是否具有接触抑
制现象
B.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
C.该淋巴细胞可能会因为细胞密度过大等因素而分裂受阻
D.上皮细胞和淋巴细胞传代培养时，都可直接用离心法收集，然后
分瓶培养
√
[解析] 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，而淋巴细胞则常常悬浮在培养液中，因此培养上皮细胞
更易观察判断细胞是否具有接触抑制现象，A正确；实验中贴壁细胞
分裂生长到表面相互接触时，细胞通常会停止分裂增殖，B正确；当
细胞密度过大、有害代谢物积累、培养液中营养物质缺乏时会导致
淋巴细胞分裂受阻，C正确；上皮细胞属于贴壁细胞，需要重新用胰
蛋白酶等分散成单个细胞后再用离心法收集来进行传代培养，D错误。
任务二 干细胞的种类及作用
【情境】 科研人员利用人类诱导多能干细胞( 细胞)同时培育出肝
脏、胆管和胰脏3种迷你器官。该项研究成功研发了多器官系统再生
技术，是解析人体内复杂器官形成发育的有效方法。
(1)利用 细胞同时培育出构成肝脏、胆管和胰脏的多种细胞群，这
是细胞进行____________的结果。
增殖和分化
(2) 细胞能培育出多种“迷你器官”是因为______________________
___________________，该过程________(填“体现”或“未体现”)动物
细胞的全能性。
细胞含有本物种生长发育所需的全套基因
未体现
(3) 细胞的应用前景优于胚胎干细胞，其原因是________________
___________________________________________________________
__________________________________。
细胞诱导过程无须破坏胚胎，可避免伦理问题，而且细胞可来源于病人自身的体细胞，理论上可避免免疫排斥反应
(4)你认为干细胞在临床医疗的应用中，可能存在哪些问题？
［提示］本题为开放性问题，答案合理即可，如存在导致肿瘤发生
的风险等。
四种干细胞的比较
名称 全能干细胞 多能干细胞 专能干细胞 诱导多能干
细胞
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 具有分化成多种 细胞或组织的潜 能，但不能发育 成完整的个体 只能分化成某 一种类型或功 能密切相关的 两种类型的细 胞 类似胚胎干
细胞
名称 全能干细胞 多能干细胞 专能干细胞 诱导多能干
细胞
举例 胚胎干细胞 造血干细胞 神经干细胞 小鼠的成纤
维细胞诱导
出的 细
胞
（续表）
名称 全能干细胞 多能干细胞 专能干细胞 诱导多能干
细胞
应用 用于病人的器官 移植等 造血干细胞移植 是治疗血液系统 疾病、遗传性血 液病等的有效手 段 神经干细胞移 植可治疗神经 组织损伤和神 经系统退行性 疾病 用于治疗阿
尔茨海默
病、心血管
疾病等领域
的研究
（续表）
例3 间充质干细胞 为存在于骨髓及多种组织中的一类干细胞，
可形成成骨细胞、脂肪细胞及神经细胞等多种细胞。下列叙述正确
的是( )
A.成骨细胞、脂肪细胞及神经细胞中线粒体的结构和功能不同
B. 形成成骨细胞、脂肪细胞及神经细胞说明细胞具有全能性
C. 形成成骨细胞、脂肪细胞及神经细胞的过程中核酸的数量会
发生改变
D.体外培养时，需将其放在含加 的混合气体中培养
√
[解析] 不同细胞中线粒体的结构和功能相同，A错误； 形成成
骨细胞、脂肪细胞及神经细胞不能说明细胞具有全能性，B错误；
形成成骨细胞、脂肪细胞及神经细胞的过程发生了基因的选择
性表达，的数量会发生改变，C正确；体外培养 时，需将
其放在含空气和的混合气体的 培养箱中培养，D错误。
例4 某科研团队利用7个小分子化合物的组合处理小鼠体细胞，使其
重编程为多潜能干细胞(称为 细胞)，使得转入外源基因的方法不
再是细胞编程所必需的。下列相关叙述错误的是( )
A.这一过程类似于植物细胞的脱分化过程
B.小鼠的体细胞诱导成 细胞后，细胞周期会变短
C.与小鼠的体细胞相比，诱导形成的 细胞全能性较低
D.小鼠体细胞诱导成 细胞是形态、结构和功能发生稳定性差异
的过程
√
[解析] 已高度分化的小鼠体细胞，使其重编程为具有分裂、分化能
力的多潜能干细胞( 细胞)，这一过程类似于植物细胞的脱分化过
程，A正确；小鼠的体细胞诱导成 细胞后，细胞增殖能力增强，
细胞周期会变短，B正确；与小鼠的体细胞相比，诱导形成的 细
胞分裂能力强，分化程度低，细胞全能性较高，C错误；小鼠体细胞
诱导成 细胞的过程发生了基因的选择性表达，其形态、结构、
功能发生了稳定性差异，D正确。
1.正误辨析
(1)多数动物细胞培养过程中其培养液所需的适宜为 。
( )
×
[解析] 多数动物细胞培养过程中其培养液所需的适宜为 。
(2)肝细胞培养过程中通常在培养液中通入的 以刺激细胞呼吸。
( )
×
[解析] 肝细胞培养过程中通常在培养液中通入的 的目的是维
持培养液的 。
(3)原代培养的细胞是指从贴壁生长到发生接触抑制之前的细胞。
( )
×
[解析] 动物组织经处理后的初次培养称为原代培养。
(4)将动物组织分散成单个细胞可选用胃蛋白酶或胶原蛋白酶进行处
理。( )
×
[解析] 将动物组织分散成单个细胞可选用胰蛋白酶或胶原蛋白酶进
行处理，不能使用胃蛋白酶处理，因为大多数动物细胞培养的适宜
为，此 条件下，胃蛋白酶不具有活性。
(5)培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞。( )
×
[解析] 培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成一层细胞。
(6)胚胎干细胞具有分化为动物各种组织的潜能。( )
√
(7)造血干细胞的分化程度低于胚胎干细胞。 ( )
×
[解析] 造血干细胞的分化程度高于胚胎干细胞。
2.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.动物细胞培养和植物组织培养都需要无菌条件
B.动物细胞培养和植物组织培养过程中都要用到胰蛋白酶
C.动物细胞培养可获得大量细胞，茎尖组织培养可获得脱毒植株
D.动物细胞培养和植物组织培养的理论基础不同
√
[解析] 动物细胞培养和植物组织培养都需要无菌、无毒的环境，以
防止杂菌污染，保证动植物细胞正常生长和增殖，A正确；动物细胞
培养需要用胰蛋白酶处理使细胞分散，但植物组织培养过程不需要
用胰蛋白酶处理，B错误；动物细胞培养通过细胞增殖获得大量细胞，
植物的茎尖几乎不含病毒，经植物组织培养可获得脱毒植株，C正确；
动物细胞培养的理论基础是细胞增殖，但植物组织培养的理论基础
是植物细胞的全能性，D正确。
3.[2022·湖北卷]某兴趣小组开展小鼠原代神经元培养的研究，结果
发现其培养的原代神经元生长缓慢，其原因不可能的是( )
A.实验材料取自小鼠胚胎的脑组织
B.为了防止污染将培养瓶瓶口密封
C.血清经过高温处理后加入培养基
D.所使用的培养基呈弱酸性
√
[解析] 小鼠胚胎脑组织中含有丰富的原代神经元，细胞增殖能力强，
实验材料取自小鼠胚胎的脑组织，不会造成原代神经元生长缓慢，A
符合题意；培养瓶瓶口密封会使培养液中缺氧，影响细胞有氧呼吸，
造成供能不足，可能使细胞生长缓慢，B不符合题意；血清经过高温
处理后，其中活性成分变性，失去原有功能，细胞生存环境严重恶
化，可能使细胞生长缓慢，C不符合题意；小鼠内环境为弱碱性，所
使用的培养基呈弱酸性，使细胞生存环境恶劣，可能造成细胞生长
缓慢，D不符合题意。
4.[2024·广东广州期末]科学家将4种转录因子(影响基因转录的蛋白质)组合转入
人的衰老的成纤维细胞，然后在干细胞培养基上培养，把它们重新诱导成干细
胞，得到 细胞(诱导多能干细胞)。这一研究成果使人类“返老还童”成为一种
可能。下列有关本实验及干细胞的描述，正确的是( )
A.胚胎干细胞具有分化成机体所有组织器官甚至个体的潜能，没有组织特异性
B. 细胞与植物组织培养过程中的愈伤组织一样具有全能性，能够发育成完整
个体
C.使用脐带血进行治疗，为避免免疫排斥反应，应该同时使用免疫抑制药物
D.由于用 细胞治疗可以避免免疫排斥反应，用它进行治疗百益而无一害
√
[解析] 胚胎干细胞具有分化成机体所有组织器官甚至个体的潜能，
不具有组织特异性，A正确； 细胞不能发育成一个完整的个体，B
错误；脐带血移植属于自体移植，基本不会发生免疫排斥反应，不
需要使用免疫抑制药物，C错误；由于 细胞具有活跃的分裂能力，
若不受控制可能转化为癌细胞，所以用它进行治疗时可能存在安全
风险，D错误。
1.海拉细胞是一种人工培养的具有无限增殖能力的细胞，广泛应用于
科学研究，极大程度地推动了医学发展。如图是海拉细胞培养部分过
程，下列说法正确的是( )
A．丙和丁的过程不一定会出现
细胞接触抑制的现象
B．甲→乙过程需要用胃蛋白酶或胶原蛋白酶等处理
C．丙、丁过程中通常会通入O2和CO2的混合气体刺激细胞呼吸
D．为避免培养过程中的杂菌污染，丙、丁过程中培养瓶盖必须旋
紧不漏气
√
[解析] 丙表示原代培养，丁表示传代培养，海拉细胞是一种具有无限
增殖能力的细胞，其在原代培养和传代培养的过程中不会出现细胞接
触抑制的现象，A正确；在动物细胞培养过程中，需要用胰蛋白酶、
胶原蛋白酶，而不用胃蛋白酶的原因是在多数动物细胞培养液适宜的
pH范围内，胃蛋白酶已失去活性，B错误；丙、丁过程中通常会通入
95%空气和5%的CO 的混合气体，前者维持细胞进行有氧呼吸，后者
维持培养液适宜的pH，C错误；为避免培养过程中的杂菌污染，保证
其气体需要，丙、丁过程中需松动培养瓶盖，将其置于含95%空气和
5%CO2的混合气体的培养箱中培养，D错误。
2.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可能表现出全能性
D.在生物体内细胞分化的过程一般是不可逆转的
√
[解析] 细胞分化是基因选择性表达的结果，A正确；体细胞是受精卵
经分裂、分化形成，含有的基因一般相同，细胞分化过程中基因并不
发生改变，B错误；全能性的表达只有在离体环境下才可能实现，因
为在生物体内细胞分化是不可逆转的过程，C、D正确。
3.在太空培养的干细胞呈现出优于地面的生长方式，在微重力环境中
干细胞的体外培养更接近于胚胎内干细胞的增殖与分化。下列有关干
细胞的说法错误的是( )
A．随着干细胞传代次数的增加，细胞全能性逐渐升高
B．多能干细胞分化的实质是基因的选择性表达，使细胞种类增多
C．自体细胞诱导的干细胞在器官移植和再生上可有效避免免疫排斥
反应
D．太空的微重力环境能为增强干细胞诱导分化效率提供新途径
√
[解析] 随着干细胞传代次数的增加，细胞全能性逐渐降低，A错误；
细胞分化的实质是基因的选择性表达，能增加细胞种类增多，B正确；
自体细胞诱导的干细胞在器官移植和再生上可有效避免免疫排斥反应，
提高成功几率，C正确；在太空培养的干细胞呈现出优于地面的生长
方式，在太空微环境中干细胞的体外培养更接近于胚胎内干细胞的增
殖与分化。因此太空的微重力环境能为增强干细胞诱导分化效率提供
新途径，D正确。
4.诱导多能干细胞(iPS)在形态、基因表达、分裂能力、分化能力等方
面都与胚胎干细胞相似。在实验室中获得iPS细胞的过程是将四种转录
因子通过逆转录病毒导入小鼠的成纤维细胞，这些转录因子诱导这种
细胞发生转化，产生iPS细胞。近期研究发现，iPS细胞也可来源于人
自身的体细胞，这一研究成果为某些疾病的基础研究及其临床应用提
供了一种新的途径。下列说法正确的是( )
A.iPS细胞是从早期胚胎中获取的
B.转录因子诱导小鼠的成纤维细胞发生转化的过程中发生了脱分化
C.iPS细胞诱导基因突变可分化成各种组织细胞
D.能利用镰状细胞贫血患者自身体细胞培养的iPS细胞治疗自身该疾病
√
[解析] iPS细胞是诱导多能干细胞，由体细胞诱导而来，不是从早期
胚胎中获取的，A错误；诱导为分化程度更低的iPS细胞，发生了脱分
化，B正确；iPS细胞分化成各种组织细胞是基因选择性表达的结果，
不是基因突变的结果，C错误；镰状细胞贫血患者自身体细胞发生基
因突变，即使诱导出iPS细胞，因为致病基因还在，无法行使正常功
能，D错误。
5.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 。
人们对细胞所需的营养物质尚未全部研究清楚
[解析] 由于人们对细胞生长增殖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，通常需要加入血清等一些天然成分，因为
血清含有适合动物细胞生长增殖的多种物质。
(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
多
胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)
[解析] 乙细胞铺满瓶壁时，其生长会产生接触抑制。肿瘤细胞具有无
限增殖能力，细胞周期短，相同培养时间内，甲细胞的数量多于乙细
胞，因此传代次数更多。用动物的肝脏组织块制备肝细胞悬液，需用
胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)处理。
(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
入等量无菌生理盐水。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。
含Y的无菌生理盐水
mRNA
蛋白质
[解析] 本实验自变量为是否添加抗肿瘤药物Y，根据单一变量原则，
A组需要加入含Y的无菌生理盐水；可通过检测X基因转录形成的
mRNA和翻译形成的蛋白质的水平来确定Y的药效。
练习册
知识点一 动物细胞培养的条件
1.一般来说，动物细胞体外培养需要满足以下条件( )
①无毒的环境 ②无菌的环境 ③合成培养基需加血清 ④温度与动物
体温相近 ⑤需要，不需要
A.①②③④⑤ B.①②③④ C.①③④⑤ D.①②④⑤
√
[解析] 动物细胞培养需要无毒和无菌环境，①②正确；用于动物细
胞培养的合成培养基含有糖类、氨基酸、无机盐、维生素等，还需
加入血清等天然物质，③正确；动物细胞培养需要适宜的温度和 ，
其中温度要与动物体温相近，以维持动物细胞正常的生命活动，④
正确；动物细胞培养需要一定的气体环境，空气和 的混
合气体，其中能维持培养液的 ，⑤错误，故选B。
2.动物细胞培养中需要经常更换培养基，下列相关叙述错误的是
( )
A.贴壁生长的正常细胞一段时间后会出现接触抑制现象，即只能形
成单细胞层，而不能重叠
B.若培养瓶中加入的培养基不是很多，会出现营养供给不足的现象
C.活细胞产生的一些代谢产物对细胞自身有毒害作用，需要定时更
换培养基加以清除
D.细胞长到一定阶段，换成促分化培养基，诱导产生各种组织、器
官或系统
√
[解析] 贴壁生长的正常细胞一段时间后会出现接触抑制现象，即只
能形成单细胞层，而不能重叠，A正确；若培养瓶中加入的培养基不
是很多，会出现营养供给不足的现象，B正确；活细胞产生的一些代
谢产物对细胞自身有毒害作用，需要定时更换培养基加以清除，C正
确；动物细胞培养的结果是形成大量细胞或细胞产物，D错误。
知识点二 动物细胞培养的过程
3.下列有关动物细胞培养的叙述，正确的是( )
A.原代培养通常是指对亲代细胞的培养
B.传代培养是指亲代细胞通过分裂产生子代细胞后的继续培养
C.细胞贴壁是指某些细胞贴附在培养瓶的瓶壁上生长、增殖的现象
D.细胞的接触抑制是指细胞通过接触抑制其他细胞分裂增殖的现象
√
[解析] 通常将动物组织经处理后在培养瓶中的初次培养称为原代培
养，A错误；原代培养的细胞分瓶继续培养，分瓶后的培养叫传代培
养，B错误；动物细胞悬浮液中分散的细胞很快就贴在瓶壁上的现象
称为细胞贴壁，C正确；贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞
就停止分裂增殖的现象为细胞的接触抑制，D错误。
4.[2024·山东德州期末]如图所示为动物细胞培养的基本过程，下列
关于甲、乙、丙、丁四个操作过程的叙述，正确的是( )
A.过程甲可选取动物个体的任何组织细胞
B.过程乙可用纤维素酶和果胶酶处理细胞
C.过程丙所用培养液中需添加动物血清
D.过程丁中的细胞因接触抑制而大量死亡
√
[解析] 动物细胞培养应选增殖能力强，分化程度低的细胞，过程甲
可选取幼龄动物的器官或组织，A错误；过程乙可用胰蛋白酶或胶原
蛋白酶处理细胞，B错误；由于人们对细胞所需的营养物质尚未完全
研究清楚，因此在使用合成培养基时，通常需要加入血清等一些天
然成分，C正确；过程丁中的细胞因接触抑制而影响细胞增殖，并不
会大量死亡，D错误。
5.[2024·贵州铜仁月考]某研究小组为测定药物对体外培养细胞的毒
性,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。①～④表示相关过程，下列叙述正确的是( )
A.过程①可以使用机械法或酶解法改变细胞的通透性
B.培养细胞2需要贴附于基质表面生长，直接用离心法进行收集
C.进行动物细胞培养的过程中，不会发生基因的选择性表达
D.本实验应设置对照实验,以检测药物对甲、乙细胞的毒性大小
√
[解析] 在进行细胞培养时，首先要对新鲜取材的动物组织进行处理，
或用机械的方法，或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理一段时间，将
组织分散成单个细胞，A错误；培养细胞2需要贴附于基质表面生长，
要重新用胰蛋白酶处理，使之分散成单个细胞，然后再用离心法收
集，B错误；进行动物细胞培养的过程中，也存在基因的选择性表达，
C错误；为了检测药物对甲、乙细胞的毒性大小,应设置培养液中不
加该药物的对照实验,D正确。
6. 细胞系(细胞系是指从同一原代细胞中连续培养得到的一系列
细胞)来源于非洲绿猴肾上皮细胞，具有无限分裂和贴壁生长的特性。
将新型冠状病毒接种到细胞后，经 细胞培养、新型冠状病
毒灭活及提纯，可制成新型冠状病毒灭活疫苗。下列叙述错误的是
( )
A. 细胞可作为新型冠状病毒大量繁殖的“培养基”
B.恒温培养箱中的浓度维持在左右，以维持培养液的
C.分瓶前需要用胰蛋白酶处理贴壁生长的 细胞
D.每传代1次，培养瓶中的 细胞分裂1次
√
[解析] 病毒必须寄生在活细胞内，因此 细胞可作为新型冠状病
毒大量繁殖的“培养基”，A正确；动物细胞培养常在含有 空气和
的的混合气体的恒温培养箱中进行， 的主要作用是维持
培养液的 ，B正确；胰蛋白酶可使组织细胞分散，因此分瓶前需
要用胰蛋白酶处理贴壁生长的 细胞，以进行传代培养，C正确；
当细胞发生接触抑制时需要进行传代培养，每传代1次，培养瓶中的
细胞分裂不止1次，D错误。
7.[2024·河北石家庄月考]培养液中加入某种化学物质后，根据变异
细胞占全部培养细胞的百分比，可判断加入化学物质的毒性，烟丝
中的焦油是有毒物质，现要研究焦油诱导细胞产生染色体变异的情
况，下列说法正确的是( )
A.对照组是不加入动物细胞的培养液
B.培养箱中和 的比例在细胞培养过程中要进行调节
C.要培养的细胞、培养液和所有培养用具均要进行灭菌
D.若变异细胞较多，可减少显微镜下要观察视野的数量
√
[解析] 该实验过程中，动物细胞的培养液为无关变量，因此，对照
组和实验组均需要加入动物细胞的培养液，保持一致，A错误；动物
细胞培养的条件需要空气(细胞代谢必需的)和的
维持培养液的，所以培养箱中的和 的比例需要进行调节，
B正确；培养动物细胞需要无菌、无毒的环境，所以培养液和培养用
具需要进行灭菌，但细胞不需要进行灭菌处理，C错误；根据变异细
胞占全部培养细胞的百分比可判断化学物质的毒性，因此需要保证
观察足够量的细胞，不能因为变异细胞较多就轻易减少显微镜观察
视野的数量，D错误。
8.[2024·江苏泰兴一中月
考]如图为科学家在实验
室中培养“人造牛肉”的
简要过程，下列相关叙
述错误的是( )
A.用胰蛋白酶处理牛肌肉组织，使细胞分散开
B.生物反应器内应控制好适宜的温度，并冲入纯氧保证细胞呼吸
C.培养液中的支架提供了更多的细胞吸附面积，有利于细胞贴壁生长
D.“人造牛肉”的培养有利于牛肉的工厂化生产，减少环境污染
√
[解析] 用胰蛋白酶处理动
物组织，可以使组织分散
成单个细胞，A正确；动
物细胞培养的气体环境：
空气(细胞代谢必需的) 和维持培养液 ，B错误；动物细
胞培养过程中有些细胞会贴附在瓶壁上生长，培养液中的支架提供了更
多的细胞吸附面积，有利于细胞贴壁生长，C正确；“人造牛肉” 的培养
有利于牛肉的工厂化生产，同时也可减少对土地、饮用水和饲料的需求，
且减少环境污染，D正确。
9.[2024·四川遂宁月考]实验人员对动物细胞培养过程中的动物细胞
增殖情况进行统计，其变化曲线如图所示，图中B、D两点表示经筛
选后继续培养。下列叙述错误的是( )
A.对新鲜取材的动物组织处理时可用机械的方法使
组织细胞分散
B.体外培养的大多数种类的动物细胞能够悬浮在培
养液中生长增殖
C.将细胞制成细胞悬液进行原代培养，其增殖情况
如 段所示
D. 段可能发生了接触抑制
√
[解析] 对新鲜取材的动物组织处理时可用机械方法
使组织细胞分散，也可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处
理，使之分散为单个细胞，A正确；体外培养的大多
数种类的动物细胞需要贴附于某些基质表面才能生
长增殖，B错误；原代培养即动物组织经处理后的初次培养，该时期细
胞数量相对较少，增殖情况如段所示，C正确； 段细胞几乎不再增
殖，可能发生了接触抑制，需要用胰蛋白酶等处理，使组织细胞分散开
来，才能进行传代培养，D正确。
知识点三 干细胞培养及其应用
10.干细胞的培养成功是动物细胞培养领域的重大成就之一，下列相
关叙述正确的是( )
A.胚胎干细胞具有全能性，存在于早期胚胎、骨髓和脐带血等多种
组织和器官中
B.造血干细胞具有分化潜能，能分化为任何类型的体细胞
C.精原干细胞具有自我更新能力，体外培养时无须添加天然成分
D.神经干细胞具有组织特异性，在治疗帕金森病、阿尔茨海默病等
方面有重要应用价值
√
[解析] 胚胎干细胞是从早期胚胎中分离提取的细胞，成体的骨髓和
脐带血中存在的是成体干细胞，A错误；造血干细胞具有分化潜能，
可以分化为各种血细胞，而不是分化为任何类型的体细胞，B错误；
精原干细胞具有自我更新能力，体外培养时需要添加血清等天然成
分，C错误；神经干细胞具有组织特异性，可以分化为相应的神经细
胞，在治疗帕金森病、阿尔茨海默病等方面有重要应用价值，D正确。
11.将处理后的胚胎干细胞移植到因胰岛受损而患糖尿病的小白鼠体
内后，该鼠血糖浓度趋于正常。上述事实说明( )
A.该过程中胚胎干细胞的遗传物质发生了改变
B.移植的细胞中所有基因都得到表达
C.移植的细胞具有无限增殖的能力
D.干细胞经处理后进行了定向分化
√
[解析] 题述过程中胚胎干细胞的遗传物质没有发生改变，A错误；
移植的细胞发生了基因的选择性表达，并不是所有基因都得到表达，
B错误；该过程只能说明胚胎干细胞能分化成相应的组织细胞，不能
说明其具有无限增殖的能力，C错误；该鼠移植了处理过的胚胎干细
胞后，血糖浓度趋于正常，说明胚胎干细胞定向分化形成了胰岛B细
胞，胰岛B细胞分泌胰岛素参与调节血糖平衡，D正确。
12.2006年，科学家通过体外诱导小鼠的成纤维细胞，获得了类似胚
胎干细胞的一种细胞，把它称为细胞。如图是科学家制备人 细
胞的一种方法,可用于治疗心血管疾病。下列叙述错误的是( )
A.过程①可以取成纤维细胞、 细胞、B细胞等
B.过程②类似于植物组织培养的脱分化过程
C.过程③包含细胞分化,遗传物质发生改变
D.将制备的专用干细胞移植回病人体内后,不发生免疫排斥
√
[解析] 过程①表示从患者体内取出具有增殖分化能力的体细胞,可以
是成纤维细胞、 细胞、B细胞等,A正确;过程②表示成纤维细胞失去
特定的形态,形成 细胞,类似于植物组织培养的脱分化过程,B正确;
过程③表示 细胞增殖分化产生了多种类型的细胞,该过程包含了细
胞分化,细胞分化的实质是基因的选择性表达,遗传物质没有发生改变,
C错误;可使用患者自身的体细胞
通过体外诱导形成细胞,将
细胞增殖分化出的不同类型细胞
移植回病人体内后,理论上可以避免免疫排斥反应,D正确。
13.[2024·河北保定期末]牙齿再生术的难点在于牙髓再生和牙周组织再生。研
究人员经历多年努力，从患者脱落的乳牙中获取牙髓干细胞，经过体外培养，
将形成的干细胞聚合体植入患者牙髓腔里，使得牙齿神经、血管再生，完全恢
复牙齿原有功能。针对以上技术，下列叙述正确的是( )
A.此技术的原理与植物组织培养的原理相同
B.此技术需要适宜的温度和
C.牙髓干细胞与胚胎干细胞一样都可以分化为成年动物体内任何一种类型的细
胞，甚至产生个体
D.对于牙髓干细胞的培养过程需要经历原代培养，用胰蛋白酶处理后再用离心
法收集悬液中的细胞进行传代培养
√
[解析] 此技术属于动物细胞培养，原理是细胞增殖，而植物组织培
养的原理是植物细胞的全能性，两者不同，A错误；此技术即动物细
胞培养需要适宜的温度和 ，B错误；牙
髓干细胞具有组织特异性，不能分化为成年动物体内任何一种类型
的细胞，C错误；牙髓干细胞(动物细胞)的培养过程需要经历原代培
养，用胰蛋白酶处理后再用离心法收集悬液中的细胞进行传代培养，
D正确。
14.[2024·湖南长沙期中]日本科学家用诱导多功能干细胞细胞 培
育出了鼠角膜上皮细胞。他们将 细胞用添加了特殊蛋白质的培养
基加以培养，使其成功分化为另一种细胞。后者能进一步分化成实
验鼠的多个部位的上皮细胞。研究人员从中找到了能分化成鼠角膜
的上皮细胞，并成功使其增殖。这项成果有助于解决异体角膜移植
所出现的排异反应问题。下列说法错误的是( )
A.小鼠 细胞所带的遗传信息与鼠角膜的上皮细胞相同
B.细胞分化成实验鼠的多个部位的上皮细胞体现了 细胞的全能性
C.与细胞相比， 细胞用于再生医学可避免伦理争论
D. 细胞用于临床治疗时，虽然理论上可以避免免疫排斥反应，但
也存在导致肿瘤发生的风险
√
[解析] 细胞分化形成鼠角膜上皮细胞是基因选择性表达的结果，
遗传信息不发生改变，A正确；细胞的全能性是指细胞经过分裂和分
化后，仍然具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能，
细胞分化成鼠的多个部位的上皮细胞未体现细胞的全能性，B错误；
细胞必须从早期胚胎中获取，这涉及伦理问题，而诱导 细胞形
成过程无须破坏胚胎，因此可以避免伦理争论，C正确；用于临床治
疗时， 细胞可以源于患者自身的体细胞，理论上可以避免免疫排
斥反应，但也存在导致肿瘤发生的风险，D正确。
15.[2024·福建南平月考] 科研人员研究了不同“层次”血清对细胞增殖
的影响，请回答下列问题:
科研人员将分离出的牛血清装入专用血清瓶后放入冰箱中直立静置
一段时间。取三根刻度吸管,将血清从上到下轻轻吸取均等的三份,分
别装入消毒后的瓶中,标记为上、中、下,再分别从三个瓶中吸取等量
的血清置于另一小瓶中,混合均匀备用。分别取等量的不同“层次”的
血清和混合血清加入新配制的动物细胞培养液中,再接种小鼠上皮细
胞接种细胞密度为个/,在适宜条件下培养 后,进行计
数,结果如下表。
组别 上 中 下 混
细胞数/ (个·mL?-1)
(1)细胞培养过程中, 的主要作用是________________。
维持培养液的
[解析] 动物细胞培养需要一定的气体环境,即空气 ,其中
的主要作用是维持培养液的 。
(2)培养液中加入动物血清的作用是_____________________________
____________。在吸取血清的过程中,要严格禁止振动和摇晃,目的是
_______________________。
提供细胞生存和增殖所必需的生长调节因子
防止不同“层次”血清混合
[解析] 培养液中加入动物血清的作用是提供细胞生存和增殖所必需
的生长调节因子。本实验的目的是研究不同“层次”血清对细胞增殖
的影响,因此在吸取血清的过程中,要严格禁止振动和摇晃,以防止不同
“层次”血清混合。
(3)如果用血细胞计数板计数细胞时进行如图所示的操作,统计出来的
数据比实际值偏________。
大或小
[解析] 用血细胞计数板计数细胞时,应该先盖上盖玻片,然后滴加细胞
悬液,若先滴加细胞悬液,后盖上盖玻片,盖玻片悬浮,统计的计数室的
液体量增大,则统计出来的数据比实际值偏大，若滴加细胞悬液过程
中产生了气泡，则数据偏小。
(4)从表中结果可以看出,不同“层次”的血清对细胞增殖的影响不同。
造成这种结果的主要原因是_______________________________。
不同“层次”血清中的营养成分不同
[解析] 从表中结果可以看出,不同“层次”血清对细胞增殖的影响不同。
造成这种结果的主要原因是不同“层次”血清中营养成分不同。
(5)根据实验结果,在动物细胞培养过程中,正确使用血清的方法是
________________________________。
将血清充分混匀后再加入培养液中
[解析] 根据实验结果,在动物细胞培养过程中,正确使用血清的方法是
将血清充分混匀后再加入培养液中。
16.[2024·天津耀华中学期末]
胚胎干细胞从胚胎中获取,但这
涉及伦理问题,因而限制了它在
医学上的应用。科学家通过体外诱导成纤维细胞,获得了类似于胚胎干细
胞的一种细胞,称为诱导多能干细胞(简称 细胞)。因为诱导过程无须破
坏胚胎,而且细胞可来源于病人自身的体细胞,所以 细胞的应用前景
优于胚胎干细胞。科学家将小鼠多能干细胞的4种基因、 、
和 ，同时导入已分化的小鼠成纤维细胞中，结果后者被诱
导成为多能干细胞，此类细胞能分裂并产生皮肤细胞、神经细胞以及可
以搏动的心肌细胞等。请分析回答下列问题：
(1)按照发育状态，人体干细胞可以分为________________________
两大类。
胚胎干细胞、成体干细胞
[解析] 按照发育状态，人体干细胞可以分为成体干细胞和胚胎干细胞。
(2)④过程表示细胞发生了分化，原因是D、和 细胞中的_________
_______(填2种化合物名称)种类不完全相同。过程④为 细胞提供
的条件不同,分化得到的细胞不同,可知细胞分化是________________
的结果。若 细胞来源于病人自身体细胞的诱导,再将其分化出的细
胞移入患者体内的优势是____________________。
、蛋白质
基因选择性表达
避免了免疫排斥反应
[解析] ④表示细胞分化过程，细胞分化是由于基因的选择性表达，
导致转录出的 和翻译出的蛋白质不完全相同。细胞分化是基
因选择性表达的结果。若 细胞来源于病人自身体细胞的诱导,再将
其分化出的细胞移入患者体内,由于自体细胞主要组织相容性抗原相
同,故可以避免发生免疫排斥反应。
(3)艾弗里在证明 是遗传物质的
实验中，通过分别向不同实验组加
入各类酶来确认“转化因子”的化学
减法
本质，利用了自变量控制的______原理。参考此方法，如果要了解
、、和基因在诱导 细胞时，每个基因作用
的相对大小，该如何进行实验？请你给出实验设计的思路。
______________________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
__________________ 。
依次去掉1个基因，将其他3个基因导入小鼠成纤维细胞中，通过与
导入4个基因的小鼠成纤维细胞的诱导情况进行比较，来推测缺失的基
因对诱导 细胞的影响，进而判断每个基因作用的相对大小
(其他合理答案均可)
[解析] 艾弗里通过加入酶水解某
类特定的物质来确认“转化因子”的
化学本质，属于减法原理。若用
减法原理验证、、和基因在诱导 细胞时，
每个基因作用的相对大小，实验设计思路为在导入基因时，依次去掉某
个特定的基因，只导入其他3个基因到小鼠成纤维细胞中，通过与导入4
个基因的小鼠成纤维细胞的诱导情况进行比较，来推测缺失的基因对诱
导 细胞的影响，进而判断每个基因作用的相对大小。第2节 动物细胞工程
第1课时 动物细胞培养
【预习梳理】
一、1.单个细胞 生长和增殖 基础
2.(1)①糖类 血清 ②无机盐
(2)①灭菌 无菌 ②细胞代谢物积累
(3)(36.5±0.5)℃
(4)①细胞代谢所必需 ②维持培养液的pH ③松盖培养瓶 95%空气和5%CO2 CO2培养箱
3.(2)相互接触 停止
(3)经处理
(4)离心法 胰蛋白酶
(5)细胞增殖
二、1.(1)①早期胚胎 ②细胞 所有组织和器官甚至个体
(2)①成体组织或器官 ②造血干细胞 神经干细胞 精原干细胞 ③组织特异 细胞或组织 完整个体
(3)②伦理 免疫排斥
2.(1)①造血 ②神经 ③诱导多能
(2)再生医学
【任务活动】
任务一
[资料]
(1)①胰蛋白酶、胶原蛋白酶 ②细胞密度过大 ③接触抑制 ④离心 ⑤胰蛋白酶 ⑥传代培养
(2)细胞增殖 有丝分裂
(3)CO2培养箱 细胞
[情境]
(1)蛋白质 不能 多数动物细胞培养的适宜pH为7.2~7.4,在此条件下,胃蛋白酶失去活性
(2)原代培养 传代培养
(3)血清中含有细胞所需而人们尚未完全研究清楚的营养物质
(4)脱分化和再分化
(5)细胞分裂能力强,易于培养 细胞分化程度低,增殖能力强,更易于培养
反馈评价
例1 C [解析] 动物细胞培养需要无菌、无毒的环境,且需要充足的营养,适宜的温度、pH和渗透压,适宜的气体环境等条件,A正确;用胰蛋白酶或胶原蛋白酶作用于离体的动物组织,可使其分散成单个细胞,B正确;动物细胞放入CO2培养箱中培养的主要目的是维持培养液的pH,C错误;原代培养是指动物组织经处理后的初次培养,D正确。
例2 D [解析] 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,而淋巴细胞则常常悬浮在培养液中,因此培养上皮细胞更易观察判断细胞是否具有接触抑制现象,A正确;实验中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,B正确;当细胞密度过大、有害代谢物积累、培养液中营养物质缺乏时会导致淋巴细胞分裂受阻,C正确;上皮细胞属于贴壁细胞,需要重新用胰蛋白酶等分散成单个细胞后再用离心法收集来进行传代培养,D错误。
任务二
[情境]
(1)增殖和分化
(2)iPS细胞含有本物种生长发育所需的全套基因 未体现
(3)iPS细胞诱导过程无须破坏胚胎,可避免伦理问题,而且iPS细胞可来源于病人自身的体细胞,理论上可避免免疫排斥反应
(4)[提示]本题为开放性问题,答案合理即可,如存在导致肿瘤发生的风险等。
反馈评价
例3 C [解析] 不同细胞中线粒体的结构和功能相同,A错误;MSCs形成成骨细胞、脂肪细胞及神经细胞不能说明细胞具有全能性,B错误;MSCs形成成骨细胞、脂肪细胞及神经细胞的过程发生了基因的选择性表达,RNA的数量会发生改变,C正确;体外培养MSCs时,需将其放在含95%空气和5%CO2的混合气体的CO2培养箱中培养,D错误。
例4 C [解析] 已高度分化的小鼠体细胞,使其重编程为具有分裂、分化能力的多潜能干细胞(CiPS细胞),这一过程类似于植物细胞的脱分化过程,A正确;小鼠的体细胞诱导成CiPS细胞后,细胞增殖能力增强,细胞周期会变短,B正确;与小鼠的体细胞相比,诱导形成的CiPS细胞分裂能力强,分化程度低,细胞全能性较高,C错误;小鼠体细胞诱导成CiPS细胞的过程发生了基因的选择性表达,其形态、结构、功能发生了稳定性差异,D正确。
【当堂自测】
1.(1)× (2)× (3)× (4)× (5)× (6)√ (7)×
[解析] (1)多数动物细胞培养过程中其培养液所需的适宜pH为7.2~7.4。
(2)肝细胞培养过程中通常在培养液中通入5%的CO2的目的是维持培养液的pH。
(3)动物组织经处理后的初次培养称为原代培养。
(4)将动物组织分散成单个细胞可选用胰蛋白酶或胶原蛋白酶进行处理,不能使用胃蛋白酶处理,因为大多数动物细胞培养的适宜pH为7.2~7.4,此pH条件下,胃蛋白酶不具有活性。
(5)培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成一层细胞。
(7)造血干细胞的分化程度高于胚胎干细胞。
2.B [解析] 动物细胞培养和植物组织培养都需要无菌、无毒的环境,以防止杂菌污染,保证动植物细胞正常生长和增殖,A正确;动物细胞培养需要用胰蛋白酶处理使细胞分散,但植物组织培养过程不需要用胰蛋白酶处理,B错误;动物细胞培养通过细胞增殖获得大量细胞,植物的茎尖几乎不含病毒,经植物组织培养可获得脱毒植株,C正确;动物细胞培养的理论基础是细胞增殖,但植物组织培养的理论基础是植物细胞的全能性,D正确。
3.A [解析] 小鼠胚胎脑组织中含有丰富的原代神经元,细胞增殖能力强,实验材料取自小鼠胚胎的脑组织,不会造成原代神经元生长缓慢,A符合题意;培养瓶瓶口密封会使培养液中缺氧,影响细胞有氧呼吸,造成供能不足,可能使细胞生长缓慢,B不符合题意;血清经过高温处理后,其中活性成分变性,失去原有功能,细胞生存环境严重恶化,可能使细胞生长缓慢,C不符合题意;小鼠内环境为弱碱性,所使用的培养基呈弱酸性,使细胞生存环境恶劣,可能造成细胞生长缓慢,D不符合题意。
4.A [解析] 胚胎干细胞具有分化成机体所有组织器官甚至个体的潜能,不具有组织特异性,A正确;iPS细胞不能发育成一个完整的个体,B错误;脐带血移植属于自体移植,基本不会发生免疫排斥反应,不需要使用免疫抑制药物,C错误;由于iPS细胞具有活跃的分裂能力,若不受控制可能转化为癌细胞,所以用它进行治疗时可能存在安全风险,D错误。第2节 动物细胞工程
第1课时 动物细胞培养
一、动物细胞培养
1.概念:指从动物体中取出相关的组织,将它分散成 ,然后在适宜的培养条件下,让这些细胞 的技术。动物细胞培养是动物细胞工程的 。
2.条件
(1)营养
①有机营养: 、氨基酸、维生素等;合成培养基通常还需加入 等一些天然成分。
注:血清中含有细胞所需而人们尚未完全研究清楚的营养物质。
②无机营养: 等。
(2)无菌、无毒的环境
①对培养液和所有培养用具进行 处理以及在 环境下进行操作。
②培养液还需要定期更换,以便清除代谢物,防止 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;
②pH:多数动物细胞生存的适宜pH为7.2~7.4;
③适宜的渗透压。
(4)气体环境
①O2是 的。
②CO2的主要作用是 。
③进行细胞培养时,通常采用培养皿或 ,
并将它们置于含有 的混合气体的 中进行培养。
3.动物细胞培养的过程
(1)细胞贴壁:细胞悬液中的细胞贴附在瓶壁上。
(2)接触抑制:当贴壁细胞分裂生长到表面 时,细胞通常会 分裂增殖的现象。
(3)原代培养:分瓶之前的细胞培养,即动物组织 后的初次培养。
(4)传代培养:分瓶后的细胞培养。进行传代培养时,悬浮培养的细胞直接用 进行收集;贴壁细胞需要重新用 等处理,使之分散成单个细胞,再用离心法收集。
(5)动物细胞培养的原理: 。
二、干细胞培养及其应用
1.干细胞的类型
(1)胚胎干细胞(简称ES细胞)
①分布: 中。
②特点:具有分化为成年动物体内的任何一种类型的 ,并进一步形成机体的 的潜能。
(2)成体干细胞
①分布: 内。
②分类:包括骨髓中的 、神经系统中的 和睾丸中的 等。
③特点:具有 性,只能分化成特定的 ,不具有发育成 的能力。
(3)诱导多能干细胞(简称iPS细胞)
①来源:体外诱导成纤维细胞。
②特点:诱导过程无须破坏胚胎,不涉及 问题;可以避免 反应。
2.干细胞的应用
(1)实例
① 干细胞:治疗白血病,造血系统、免疫系统功能障碍等疾病。
② 干细胞:治疗神经组织损伤和神经系统退行性疾病等。
③ 干细胞:用于治疗阿尔茨海默病、心血管疾病等领域的研究。
(2)前景:在 、药物安全性与有效性检测等领域发挥大作用。
任务一动物细胞培养
【资料】阅读教材第44~45页,以及图“动物细胞培养过程示意图”。
(1)补充动物细胞培养过程图。
(2)动物细胞培养过程的原理是 ,其方式是 。
(3)动物细胞培养应在 中进行,其结果是得到了大量 。
【情境】下图为动物成纤维细胞的培养过程示意图:
(1)②过程中可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理,说明细胞间连接物的主要成分是 。 (填“能”或“不能”)使用胃蛋白酶,理由是 。
(2)过程③为 ,过程④为 。
(3)培养过程中添加血清的原因是 。
(4)动物细胞培养和植物组织培养过程中,就细胞增殖、分化来说,二者除了都需要增殖外,植物组织培养不同于动物细胞培养的是还要进行 。
(5)请分析图示过程选用皮肤成纤维细胞或干细胞的原因。 。
动物细胞培养时一般选择动物胚胎和幼龄动物组织的原因是 。
1.原代培养和传代培养的划分:划分原代培养和传代培养是以分瓶为界,即配制细胞悬液后转入培养瓶或培养皿中的第一次培养为原代培养,分瓶后的培养(无论分瓶多少次)均为传代培养。
2.胰蛋白酶的使用次数:动物细胞的整个培养过程中可能多次用到胰蛋白酶或胶原蛋白酶,第一次使用的目的是使组织细胞分散开;第二次使用是贴壁细胞传代培养时,使用的目的是使细胞从瓶壁上脱离下来,分散成单个细胞,便于分瓶后继续培养。
3.动物细胞培养和植物组织培养的比较
项目 植物组织培养 动物细胞培养
区 别 原理 植物细胞的全能性 细胞增殖
培养基 固体培养基,包括矿质元素、蔗糖、维生素、琼脂、植物激素等 液体培养基,包括无机盐、糖类、维生素、氨基酸、动物血清等
细胞 来源 离体植物器官、组织或细胞 胚胎或幼龄动物组织、器官
过程 脱分化、再分化 原代培养、传代培养
结果 获得新植株 产生大量细胞
相同点 ①都需要进行人工条件下的无菌、无毒操作,无菌培养 ②都进行有丝分裂
例1下列与动物细胞培养有关的表述,不正确的是()
A.动物细胞培养需要无菌、无毒的环境,充足的营养,适宜的温度、pH和渗透压,适宜的气体环境等条件
B.用胰蛋白酶等作用于离体的动物组织,使其分散成单个细胞
C.动物细胞放入CO2培养箱中培养的主要目的是满足细胞对CO2的需求
D.原代培养是指动物组织经处理后的初次培养
例2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;而淋巴细胞则常常悬浮在培养液中。下列叙述错误的是()
A.培养上皮细胞比淋巴细胞更容易观察及判断细胞是否具有接触抑制现象
B.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
C.该淋巴细胞可能会因为细胞密度过大等因素而分裂受阻
D.上皮细胞和淋巴细胞传代培养时,都可直接用离心法收集,然后分瓶培养
任务二干细胞的种类及作用
【情境】科研人员利用人类诱导多能干细胞(iPS细胞)同时培育出肝脏、胆管和胰脏3种迷你器官。该项研究成功研发了多器官系统再生技术,是解析人体内复杂器官形成发育的有效方法。
(1)利用iPS细胞同时培育出构成肝脏、胆管和胰脏的多种细胞群,这是细胞进行 的结果。
(2)iPS细胞能培育出多种“迷你器官”是因为 ,该过程 (填“体现”或“未体现”)动物细胞的全能性。
(3)iPS细胞的应用前景优于胚胎干细胞,其原因是 。
(4)你认为干细胞在临床医疗的应用中,可能存在哪些问题
四种干细胞的比较
全能干细胞 多能干细胞 专能干细胞 诱导多能 干细胞
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 具有分化成多种细胞或组织的潜能,但不能发育成完整的个体 只能分化成某一种类型或功能密切相关的两种类型的细胞 类似胚胎干细胞
胚胎干细胞 造血干细胞 神经干细胞 小鼠的成纤维细胞诱导出的iPS细胞
用于病人的器官移植等 造血干细胞移植是治疗血液系统疾病、遗传性血液病等的有效手段 神经干细胞移植可治疗神经组织损伤和神经系统退行性疾病 用于治疗阿尔茨海默病、心血管疾病等领域的研究
例3间充质干细胞(MSCs)为存在于骨髓及多种组织中的一类干细胞,可形成成骨细胞、脂肪细胞及神经细胞等多种细胞。下列叙述正确的是()
A.成骨细胞、脂肪细胞及神经细胞中线粒体的结构和功能不同
B.MSCs形成成骨细胞、脂肪细胞及神经细胞说明细胞具有全能性
C.MSCs形成成骨细胞、脂肪细胞及神经细胞的过程中核酸的数量会发生改变
D.体外培养MSCs时,需将其放在含95%O2加5%CO2的混合气体中培养
例4某科研团队利用7个小分子化合物的组合处理小鼠体细胞,使其重编程为多潜能干细胞(称为CiPS细胞),使得转入外源基因的方法不再是细胞编程所必需的。下列相关叙述错误的是()
A.这一过程类似于植物细胞的脱分化过程
B.小鼠的体细胞诱导成CiPS细胞后,细胞周期会变短
C.与小鼠的体细胞相比,诱导形成的CiPS细胞全能性较低
D.小鼠体细胞诱导成CiPS细胞是形态、结构和功能发生稳定性差异的过程
1.正误辨析
(1)多数动物细胞培养过程中其培养液所需的适宜pH为6.8~7.0。()
(2)肝细胞培养过程中通常在培养液中通入5%的CO2以刺激细胞呼吸。()
(3)原代培养的细胞是指从贴壁生长到发生接触抑制之前的细胞。()
(4)将动物组织分散成单个细胞可选用胃蛋白酶或胶原蛋白酶进行处理。()
(5)培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞。()
(6)胚胎干细胞具有分化为动物各种组织的潜能。()
(7)造血干细胞的分化程度低于胚胎干细胞。()
2.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.动物细胞培养和植物组织培养都需要无菌条件
B.动物细胞培养和植物组织培养过程中都要用到胰蛋白酶
C.动物细胞培养可获得大量细胞,茎尖组织培养可获得脱毒植株
D.动物细胞培养和植物组织培养的理论基础不同
3.[2022·湖北卷]某兴趣小组开展小鼠原代神经元培养的研究,结果发现其培养的原代神经元生长缓慢,其原因不可能的是()
A.实验材料取自小鼠胚胎的脑组织
B.为了防止污染将培养瓶瓶口密封
C.血清经过高温处理后加入培养基
D.所使用的培养基呈弱酸性
4.[2024·广东广州期末]科学家将4种转录因子(影响基因转录的蛋白质)组合转入人的衰老的成纤维细胞,然后在干细胞培养基上培养,把它们重新诱导成干细胞,得到iPS细胞(诱导多能干细胞)。这一研究成果使人类“返老还童”成为一种可能。下列有关本实验及干细胞的描述,正确的是()
A.胚胎干细胞具有分化成机体所有组织器官甚至个体的潜能,没有组织特异性
B.iPS细胞与植物组织培养过程中的愈伤组织一样具有全能性,能够发育成完整个体
C.使用脐带血进行治疗,为避免免疫排斥反应,应该同时使用免疫抑制药物
D.由于用iPS细胞治疗可以避免免疫排斥反应,用它进行治疗百益而无一害第2节 动物细胞工程
第1课时 动物细胞培养
1.B [解析] 动物细胞培养需要无毒和无菌环境,①②正确;用于动物细胞培养的合成培养基含有糖类、氨基酸、无机盐、维生素等,还需加入血清等天然物质,③正确;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,以维持动物细胞正常的生命活动,④正确;动物细胞培养需要一定的气体环境,95%空气和5%CO2的混合气体,其中5%CO2能维持培养液的pH,⑤错误,故选B。
2.D [解析] 贴壁生长的正常细胞一段时间后会出现接触抑制现象,即只能形成单细胞层,而不能重叠,A正确;若培养瓶中加入的培养基不是很多,会出现营养供给不足的现象,B正确;活细胞产生的一些代谢产物对细胞自身有毒害作用,需要定时更换培养基加以清除,C正确;动物细胞培养的结果是形成大量细胞或细胞产物,D错误。
3.C [解析] 通常将动物组织经处理后在培养瓶中的初次培养称为原代培养,A错误;原代培养的细胞分瓶继续培养,分瓶后的培养叫传代培养,B错误;动物细胞悬浮液中分散的细胞很快就贴在瓶壁上的现象称为细胞贴壁,C正确;贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时,细胞就停止分裂增殖的现象为细胞的接触抑制,D错误。
4.C [解析] 动物细胞培养应选增殖能力强,分化程度低的细胞,过程甲可选取幼龄动物的器官或组织,A错误;过程乙可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理细胞,B错误;由于人们对细胞所需的营养物质尚未完全研究清楚,因此在使用合成培养基时,通常需要加入血清等一些天然成分,C正确;过程丁中的细胞因接触抑制而影响细胞增殖,并不会大量死亡,D错误。
5.D [解析] 在进行细胞培养时,首先要对新鲜取材的动物组织进行处理,或用机械的方法,或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理一段时间,将组织分散成单个细胞,A错误;培养细胞2需要贴附于基质表面生长,要重新用胰蛋白酶处理,使之分散成单个细胞,然后再用离心法收集,B错误;进行动物细胞培养的过程中,也存在基因的选择性表达,C错误;为了检测药物对甲、乙细胞的毒性大小,应设置培养液中不加该药物的对照实验,D正确。
6.D [解析] 病毒必须寄生在活细胞内,因此Vero细胞可作为新型冠状病毒大量繁殖的“培养基”,A正确;动物细胞培养常在含有95%空气和5%的CO2的混合气体的恒温培养箱中进行,CO2的主要作用是维持培养液的pH,B正确;胰蛋白酶可使组织细胞分散,因此分瓶前需要用胰蛋白酶处理贴壁生长的Vero细胞,以进行传代培养,C正确;当细胞发生接触抑制时需要进行传代培养,每传代1次,培养瓶中的Vero细胞分裂不止1次,D错误。
7.B [解析] 该实验过程中,动物细胞的培养液为无关变量,因此,对照组和实验组均需要加入动物细胞的培养液,保持一致,A错误;动物细胞培养的条件需要95%空气(细胞代谢必需的)和5%的CO2(维持培养液的pH),所以培养箱中的CO2和O2的比例需要进行调节,B正确;培养动物细胞需要无菌、无毒的环境,所以培养液和培养用具需要进行灭菌,但细胞不需要进行灭菌处理,C错误;根据变异细胞占全部培养细胞的百分比可判断化学物质的毒性,因此需要保证观察足够量的细胞,不能因为变异细胞较多就轻易减少显微镜观察视野的数量,D错误。
8.B [解析] 用胰蛋白酶处理动物组织,可以使组织分散成单个细胞,A正确;动物细胞培养的气体环境:95%空气(细胞代谢必需的)和5%CO2(维持培养液pH),B错误;动物细胞培养过程中有些细胞会贴附在瓶壁上生长,培养液中的支架提供了更多的细胞吸附面积,有利于细胞贴壁生长,C正确;“人造牛肉”的培养有利于牛肉的工厂化生产,同时也可减少对土地、饮用水和饲料的需求,且减少环境污染,D正确。
9.B [解析] 对新鲜取材的动物组织处理时可用机械方法使组织细胞分散,也可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理,使之分散为单个细胞,A正确;体外培养的大多数种类的动物细胞需要贴附于某些基质表面才能生长增殖,B错误;原代培养即动物组织经处理后的初次培养,该时期细胞数量相对较少,增殖情况如OA段所示,C正确;AB段细胞几乎不再增殖,可能发生了接触抑制,需要用胰蛋白酶等处理,使组织细胞分散开来,才能进行传代培养,D正确。
10.D [解析] 胚胎干细胞是从早期胚胎中分离提取的细胞,成体的骨髓和脐带血中存在的是成体干细胞,A错误;造血干细胞具有分化潜能,可以分化为各种血细胞,而不是分化为任何类型的体细胞,B错误;精原干细胞具有自我更新能力,体外培养时需要添加血清等天然成分,C错误;神经干细胞具有组织特异性,可以分化为相应的神经细胞,在治疗帕金森病、阿尔茨海默病等方面有重要应用价值,D正确。
11.D [解析] 题述过程中胚胎干细胞的遗传物质没有发生改变,A错误;移植的细胞发生了基因的选择性表达,并不是所有基因都得到表达,B错误;该过程只能说明胚胎干细胞能分化成相应的组织细胞,不能说明其具有无限增殖的能力,C错误;该鼠移植了处理过的胚胎干细胞后,血糖浓度趋于正常,说明胚胎干细胞定向分化形成了胰岛B细胞,胰岛B细胞分泌胰岛素参与调节血糖平衡,D正确。
12.C [解析] 过程①表示从患者体内取出具有增殖分化能力的体细胞,可以是成纤维细胞、T细胞、B细胞等,A正确;过程②表示成纤维细胞失去特定的形态,形成iPS细胞,类似于植物组织培养的脱分化过程,B正确;过程③表示iPS细胞增殖分化产生了多种类型的细胞,该过程包含了细胞分化,细胞分化的实质是基因的选择性表达,遗传物质没有发生改变,C错误;可使用患者自身的体细胞通过体外诱导形成iPS细胞,将iPS细胞增殖分化出的不同类型细胞移植回病人体内后,理论上可以避免免疫排斥反应,D正确。
13.D [解析] 此技术属于动物细胞培养,原理是细胞增殖,而植物组织培养的原理是植物细胞的全能性,两者不同,A错误;此技术即动物细胞培养需要适宜的温度(36.5±0.5 ℃)和pH(7.2~7.4),B错误;牙髓干细胞具有组织特异性,不能分化为成年动物体内任何一种类型的细胞,C错误;牙髓干细胞(动物细胞)的培养过程需要经历原代培养,用胰蛋白酶处理后再用离心法收集悬液中的细胞进行传代培养,D正确。
14.B [解析] iPS细胞分化形成鼠角膜上皮细胞是基因选择性表达的结果,遗传信息不发生改变,A正确;细胞的全能性是指细胞经过分裂和分化后,仍然具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能,iPS细胞分化成鼠的多个部位的上皮细胞未体现细胞的全能性,B错误;ES细胞必须从早期胚胎中获取,这涉及伦理问题,而诱导iPS细胞形成过程无须破坏胚胎,因此可以避免伦理争论,C正确;用于临床治疗时,iPS细胞可以源于患者自身的体细胞,理论上可以避免免疫排斥反应,但也存在导致肿瘤发生的风险,D正确。
15.(1)维持培养液的pH
(2)提供细胞生存和增殖所必需的生长调节因子 防止不同“层次”血清混合
(3)大或小
(4)不同“层次”血清中的营养成分不同
(5)将血清充分混匀后再加入培养液中
[解析] (1)动物细胞培养需要一定的气体环境,即95% 空气+5%CO2,其中CO2的主要作用是维持培养液的pH。(2)培养液中加入动物血清的作用是提供细胞生存和增殖所必需的生长调节因子。本实验的目的是研究不同“层次”血清对细胞增殖的影响,因此在吸取血清的过程中,要严格禁止振动和摇晃,以防止不同“层次”血清混合。(3)用血细胞计数板计数细胞时,应该先盖上盖玻片,然后滴加细胞悬液,若先滴加细胞悬液,后盖上盖玻片,盖玻片悬浮,统计的计数室的液体量增大,则统计出来的数据比实际值偏大,若滴加细胞悬液过程中产生了气泡,则数据偏小。(4)从表中结果可以看出,不同“层次”血清对细胞增殖的影响不同。造成这种结果的主要原因是不同“层次”血清中营养成分不同。(5)根据实验结果,在动物细胞培养过程中,正确使用血清的方法是将血清充分混匀后再加入培养液中。
16.(1)胚胎干细胞、成体干细胞
(2)mRNA、蛋白质 基因选择性表达 避免了免疫排斥反应
(3)减法 依次去掉1个基因,将其他3个基因导入小鼠成纤维细胞中,通过与导入4个基因的小鼠成纤维细胞的诱导情况进行比较,来推测缺失的基因对诱导iPS细胞的影响,进而判断每个基因作用的相对大小(其他合理答案均可)
[解析] (1)按照发育状态,人体干细胞可以分为成体干细胞和胚胎干细胞。(2)④表示细胞分化过程,细胞分化是由于基因的选择性表达,导致转录出的mRNA和翻译出的蛋白质不完全相同。细胞分化是基因选择性表达的结果。若iPS细胞来源于病人自身体细胞的诱导,再将其分化出的细胞移入患者体内,由于自体细胞主要组织相容性抗原相同,故可以避免发生免疫排斥反应。(3)艾弗里通过加入酶水解某类特定的物质来确认“转化因子”的化学本质,属于减法原理。若用减法原理验证Oct3/4、Sox2、c-Myc和Klf4基因在诱导iPS细胞时,每个基因作用的相对大小,实验设计思路为在导入基因时,依次去掉某个特定的基因,只导入其他3个基因到小鼠成纤维细胞中,通过与导入4个基因的小鼠成纤维细胞的诱导情况进行比较,来推测缺失的基因对诱导iPS细胞的影响,进而判断每个基因作用的相对大小。第2节 动物细胞工程
第1课时 动物细胞培养
知识点一动物细胞培养的条件
1.一般来说,动物细胞体外培养需要满足以下条件()
①无毒的环境
②无菌的环境
③合成培养基需加血清
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
2.动物细胞培养中需要经常更换培养基,下列相关叙述错误的是()
A.贴壁生长的正常细胞一段时间后会出现接触抑制现象,即只能形成单细胞层,而不能重叠
B.若培养瓶中加入的培养基不是很多,会出现营养供给不足的现象
C.活细胞产生的一些代谢产物对细胞自身有毒害作用,需要定时更换培养基加以清除
D.细胞长到一定阶段,换成促分化培养基,诱导产生各种组织、器官或系统
知识点二动物细胞培养的过程
3.下列有关动物细胞培养的叙述,正确的是()
A.原代培养通常是指对亲代细胞的培养
B.传代培养是指亲代细胞通过分裂产生子代细胞后的继续培养
C.细胞贴壁是指某些细胞贴附在培养瓶的瓶壁上生长、增殖的现象
D.细胞的接触抑制是指细胞通过接触抑制其他细胞分裂增殖的现象
4.[2024·山东德州期末]如图所示为动物细胞培养的基本过程,下列关于甲、乙、丙、丁四个操作过程的叙述,正确的是()
A.过程甲可选取动物个体的任何组织细胞
B.过程乙可用纤维素酶和果胶酶处理细胞
C.过程丙所用培养液中需添加动物血清
D.过程丁中的细胞因接触抑制而大量死亡
5.[2024·贵州铜仁月考]某研究小组为测定药物对体外培养细胞的毒性,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。①~④表示相关过程,下列叙述正确的是()
A.过程①可以使用机械法或酶解法改变细胞的通透性
B.培养细胞2需要贴附于基质表面生长,直接用离心法进行收集
C.进行动物细胞培养的过程中,不会发生基因的选择性表达
D.本实验应设置对照实验,以检测药物对甲、乙细胞的毒性大小
6.Vero细胞系(细胞系是指从同一原代细胞中连续培养得到的一系列细胞)来源于非洲绿猴肾上皮细胞,具有无限分裂和贴壁生长的特性。将新型冠状病毒接种到Vero细胞后,经Vero细胞培养、新型冠状病毒灭活及提纯,可制成新型冠状病毒灭活疫苗。下列叙述错误的是()
A.Vero细胞可作为新型冠状病毒大量繁殖的“培养基”
B.恒温培养箱中的CO2浓度维持在5%左右,以维持培养液的pH
C.分瓶前需要用胰蛋白酶处理贴壁生长的Vero细胞
D.每传代1次,培养瓶中的Vero细胞分裂1次
7.[2024·河北石家庄月考]培养液中加入某种化学物质后,根据变异细胞占全部培养细胞的百分比,可判断加入化学物质的毒性,烟丝中的焦油是有毒物质,现要研究焦油诱导细胞产生染色体变异的情况,下列说法正确的是()
A.对照组是不加入动物细胞的培养液
B.培养箱中CO2和O2的比例在细胞培养过程中要进行调节
C.要培养的细胞、培养液和所有培养用具均要进行灭菌
D.若变异细胞较多,可减少显微镜下要观察视野的数量
8.[2024·江苏泰兴一中月考]如图为科学家在实验室中培养“人造牛肉”的简要过程,下列相关叙述错误的是()
A.用胰蛋白酶处理牛肌肉组织,使细胞分散开
B.生物反应器内应控制好适宜的温度,并冲入纯氧保证细胞呼吸
C.培养液中的支架提供了更多的细胞吸附面积,有利于细胞贴壁生长
D.“人造牛肉”的培养有利于牛肉的工厂化生产,减少环境污染
9.[2024·四川遂宁月考]实验人员对动物细胞培养过程中的动物细胞增殖情况进行统计,其变化曲线如图所示,图中B、D两点表示经筛选后继续培养。下列叙述错误的是()
A.对新鲜取材的动物组织处理时可用机械的方法使组织细胞分散
B.体外培养的大多数种类的动物细胞能够悬浮在培养液中生长增殖
C.将细胞制成细胞悬液进行原代培养,其增殖情况如OA段所示
D.AB段可能发生了接触抑制
知识点三干细胞培养及其应用
10.干细胞的培养成功是动物细胞培养领域的重大成就之一,下列相关叙述正确的是()
A.胚胎干细胞具有全能性,存在于早期胚胎、骨髓和脐带血等多种组织和器官中
B.造血干细胞具有分化潜能,能分化为任何类型的体细胞
C.精原干细胞具有自我更新能力,体外培养时无须添加天然成分
D.神经干细胞具有组织特异性,在治疗帕金森病、阿尔茨海默病等方面有重要应用价值
11.将处理后的胚胎干细胞移植到因胰岛受损而患糖尿病的小白鼠体内后,该鼠血糖浓度趋于正常。上述事实说明()
A.该过程中胚胎干细胞的遗传物质发生了改变
B.移植的细胞中所有基因都得到表达
C.移植的细胞具有无限增殖的能力
D.干细胞经处理后进行了定向分化
12.2006年,科学家通过体外诱导小鼠的成纤维细胞,获得了类似胚胎干细胞的一种细胞,把它称为iPS细胞。如图是科学家制备人iPS细胞的一种方法,可用于治疗心血管疾病。下列叙述错误的是()
A.过程①可以取成纤维细胞、T细胞、B细胞等
B.过程②类似于植物组织培养的脱分化过程
C.过程③包含细胞分化,遗传物质发生改变
D.将制备的专用干细胞移植回病人体内后,不发生免疫排斥
13.[2024·河北保定期末]牙齿再生术的难点在于牙髓再生和牙周组织再生。研究人员经历多年努力,从患者脱落的乳牙中获取牙髓干细胞,经过体外培养,将形成的干细胞聚合体植入患者牙髓腔里,使得牙齿神经、血管再生,完全恢复牙齿原有功能。针对以上技术,下列叙述正确的是()
A.此技术的原理与植物组织培养的原理相同
B.此技术需要适宜的温度(36.5℃)和pH(6.8~7.8)
C.牙髓干细胞与胚胎干细胞一样都可以分化为成年动物体内任何一种类型的细胞,甚至产生个体
D.对于牙髓干细胞的培养过程需要经历原代培养,用胰蛋白酶处理后再用离心法收集悬液中的细胞进行传代培养
14.[2024·湖南长沙期中]日本科学家用诱导多功能干细胞(iPS细胞)培育出了鼠角膜上皮细胞。他们将iPS细胞用添加了特殊蛋白质的培养基加以培养,使其成功分化为另一种细胞。后者能进一步分化成实验鼠的多个部位的上皮细胞。研究人员从中找到了能分化成鼠角膜的上皮细胞,并成功使其增殖。这项成果有助于解决异体角膜移植所出现的排异反应问题。下列说法错误的是()
A.小鼠iPS细胞所带的遗传信息与鼠角膜的上皮细胞相同
B.iPS细胞分化成实验鼠的多个部位的上皮细胞体现了iPS细胞的全能性
C.与ES细胞相比,iPS细胞用于再生医学可避免伦理争论
D.iPS细胞用于临床治疗时,虽然理论上可以避免免疫排斥反应,但也存在导致肿瘤发生的风险
15.[2024·福建南平月考]科研人员研究了不同“层次”血清对细胞增殖的影响,请回答下列问题:
科研人员将分离出的牛血清装入专用血清瓶后放入冰箱中直立静置一段时间。取三根刻度吸管,将血清从上到下轻轻吸取均等的三份,分别装入消毒后的瓶中,标记为上、中、下,再分别从三个瓶中吸取等量的血清置于另一小瓶中,混合均匀备用。分别取等量的不同“层次”的血清和混合血清加入新配制的动物细胞培养液中,再接种小鼠上皮细胞(接种细胞密度为5×104个/mL),在适宜条件下培养72h后,进行计数,结果如下表。
组别 上 中 下 混
72h细胞 数/(个· mL-1) 9.75×104 1.04×105 7.5×104 1.85×105
(1)细胞培养过程中,CO2的主要作用是 。
(2)培养液中加入动物血清的作用是 。在吸取血清的过程中,要严格禁止振动和摇晃,目的是 。
(3)如果用血细胞计数板计数细胞时进行如图所示的操作,统计出来的数据比实际值偏 。
(4)从表中结果可以看出,不同“层次”的血清对细胞增殖的影响不同。造成这种结果的主要原因是 。
(5)根据实验结果,在动物细胞培养过程中,正确使用血清的方法是 。
16.[2024·天津耀华中学期末]胚胎干细胞从胚胎中获取,但这涉及伦理问题,因而限制了它在医学上的应用。科学家通过体外诱导成纤维细胞,获得了类似于胚胎干细胞的一种细胞,称为诱导多能干细胞(简称iPS细胞)。因为诱导过程无须破坏胚胎,而且iPS细胞可来源于病人自身的体细胞,所以iPS细胞的应用前景优于胚胎干细胞。科学家将小鼠多能干细胞的4种基因Oct3/4、Sox2、c-Myc和Klf4,同时导入已分化的小鼠成纤维细胞中,结果后者被诱导成为多能干细胞,此类细胞能分裂并产生皮肤细胞、神经细胞以及可以搏动的心肌细胞等。请分析回答下列问题:
(1)按照发育状态,人体干细胞可以分为 两大类。
(2)④过程表示细胞发生了分化,原因是D、E和F细胞中的 (填2种化合物名称)种类不完全相同。过程④为iPS细胞提供的条件不同,分化得到的细胞不同,可知细胞分化是 的结果。若iPS细胞来源于病人自身体细胞的诱导,再将其分化出的细胞移入患者体内的优势是 。
(3)艾弗里在证明DNA是遗传物质的实验中,通过分别向不同实验组加入各类酶来确认“转化因子”的化学本质,利用了自变量控制的 原理。参考此方法,如果要了解Oct3/4、Sox2、c-Myc和Klf4基因在诱导iPS细胞时,每个基因作用的相对大小,该如何进行实验 请你给出实验设计的思路。
。
