新教材高中生物细胞工程第2节动物细胞工程一动物细胞培养课件新人教版选择性必修

1．培养动物细胞时没有脱分化的过程，因为高度分化的动物细胞 发育潜能变窄，失去了发育成完整个体的能力。
2．不是所有的细胞增殖过程中都存在接触抑制。例如，癌细胞增 殖时不存在接触抑制，所以在培养瓶中可以形成多层细胞。
典例剖析
典例1 一般来说，动物细胞体外培养需要满足以下条件 ( B )
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
器官中。
3．干细胞的种类 存在：__早__期__胚__胎__中
胚胎干 功能：具有分化成为成年动物体内的任何 (1) 细胞 一种类型的细胞，并进一步形成机体
ES细胞 的__所__有__组__织__和__器__官__ 甚至__个__体__的潜能
存在：成体组织或器官，包括骨髓中的 (2)成细体胞干_功__神造_能___经血_：___干干_只___细细__能__胞胞__分___和化、睾成神丸_特经_中_定系_的_的统___细_中_精__胞_的_原__或__干__组__细__织__胞_____，
无菌、适宜的温度和pH等
新鲜的组织
植物器官、组织或细胞
离体的植物器官、组织或 分散的单个细胞
细胞

原代培养、 传代培养
脱分化、再分化
(1)贴壁生长 (1)脱分化：形成愈伤组织
(2)接触抑制 (2)再分化：形成根、芽等
3．培养条件的分析 (1)添加血清的作用：血清中含有多种维持细胞正常代谢和生长的物 质，如蛋白质、氨基酸、未知的促生长因子等。细胞培养时，一般需添 加10%～20%的血清。 (2)气体环境：CO2维持培养液的pH，O2维持细胞有氧呼吸。
5．诱导多能干细胞为什么可以解决供体器官缺乏和器官移植后免 疫排斥的问题？
提示：通过干细胞体外诱导分化，可以培育出人造器官，从而解决 供体器官缺乏的问题。另一方面，由于是自身细胞经诱导分化形成的， 所以无免疫排斥反响。
学霸记忆•素养积累
1．动物细胞培养的培养基为液体培养基，含有糖类、氨基酸、无机 盐、维生素等成分，还要参加血清等天然成分。
(3)原代培养和传代培养：区分两种“培养〞的关键是看用胰蛋白酶 处理的对象
①第一次：用胰蛋白酶对剪碎的动物组织进行处理，使其分散成单 个细胞后进行培养，为原代培养。
②第二次：细胞培养过程中出现接触抑制，用胰蛋白酶使其从瓶壁 上脱离下来，然后，将其分散到多个培养瓶中继续培养，为传代培养。
2．动物细胞培养与植物组织培养的比较
4．结合单克隆抗体制备的实验方案，理解单克 体在临床上有重要的应用价值。
隆抗体的含义、特点、制备过程和应用。(科学 探究)
4．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
5．结合高产奶牛的克隆过程，掌握动物细胞核 景。
移植技术。(科学探究、生命观念)
知 识 导 图
一 动物细胞培养
移植骨髓中的造血干细胞可在患者体内
(B)
A．正常生长
B．增殖并分化成多种血细胞
C．分泌抗体
D．杀死各种病原菌
解析：治疗白血病时，骨髓移植的目的是产生正常的白细胞，干细
胞具有自我复制和多向分化的潜能，可增殖并分化成多种血细胞，所以
B符合题意。
造血干细胞的分化
指点迷津•拨云见日
动物细胞培养过程中的几组概念辨析 1．原代培养与传代培养 (1)通常将动物组织经处理后的初次培养称为原代培养。即将要培养 的动物组织取出后，先用胰蛋白酶等处理使组织分散成单个细胞，配制 成一定浓度的细胞悬浮液，再将该悬浮液放入培养瓶中培养。 (2)培养后贴满瓶壁的细胞需要重新用胰蛋白酶等处理，使细胞从瓶 壁上脱离下来，然后配制成细胞悬浮液，分装到两个或两个以上的培养 瓶中继续培养，让细胞继续增殖，这样的培养过程通常称为传代培养。 【注意】传代培养过程中需要定期用胰蛋白酶处理。
2．根据癌细胞的特点，思考一下培养的癌细胞有没有接触抑制现 象。
提示：癌细胞细胞膜上糖蛋白减少，细胞的黏着性降低，在适宜的 条件下可以无限增殖，因此培养的癌细胞无接触抑制现象，在培养瓶中 能够生长成多层。
3．动物细胞培养和植物组织培养的目的有什么不同？ 提示：动物细胞培养是为了获得大量的动物细胞或细胞产物；植物 组织培养是为了获得新个体或细胞产物。 4．诱导多能干细胞用于治疗人类的某些顽症的原理是什么？ 提示：诱导多能干细胞具有发育的全能性，可以被诱导分化形成新 的组织细胞，经移植可使坏死或退化部位得以修复并恢复正常功能。
1．动物细胞培养过程分析 (1)培养流程
(2)酶处理 ①用酶“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，分散后继续培养。 ②使细胞分散开的原因：一是能保证细胞所需要的营养供给；二是 能保证细胞内有害代谢物的及时排出。 ③不能用胃蛋白酶处理：由于大多数动物细胞培养的适宜pH为～， 而胃蛋白酶发挥作用的最适pH为左右，因此不能用胃蛋白酶使细胞分散 开。
2．培养动物细胞的CO2培养箱中含有95%的空气和5%的CO2。 3．原代培养和传代培养均需用胰蛋白酶处理使其分散成单个细胞。 4．培养的动物细胞有贴壁生长和接触抑制现象。 5．干细胞包括胚胎干细胞和成体干细胞。 6．体细胞经体外诱导能够形成类似胚胎干细胞的诱导多能干细胞。
课内探究•名师点睛
知识点 动物细胞培养的条件和过程
新知预习•双基夯实 学霸记忆•素养积累 课内探究•名师点睛 指点迷津•拨云见日 训练巩固•课堂达标
新知预习•双基夯实
一、概念 动物细胞培养是指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。 二、动物细胞培养的条件
防止代谢物积累对细胞自身造成伤害。
(√)
3．动物细胞培养技术的原理是动物细胞的全能性。
(×)
4．制备肝细胞悬液时先用剪刀剪碎肝组织，再用胃蛋白酶处理。 (×)
5．培养动物细胞的第一代(即第一次细胞增殖)被称为原代培养。 (×)
6．培养保存接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞。 (×)
思考： 1．动物细胞培养过程中有接触抑制现象，这一现象说明了细胞膜 具有什么功能？细胞膜接受信息后，细胞停止分裂又说明了什么？ 提示：细胞培养过程中的接触抑制说明了细胞膜能进行细胞间的信 息交流。细胞膜接受信息后，细胞停止分裂，说明了细胞膜接受的信息 能够传递到细胞核 。
不具有发育成__完__整__个__体__的能力
来源：体外诱导__体__细__胞__产生
诱导多能干细胞 应用：分化形成各种功能细胞，
(3) iPS细胞
用于治疗疾病
应用优点：避免__免__疫__排__斥__反__响__
活学巧练
1．多数动物细胞培养过程中其培养液所需的适宜pH为～。
(×)
2．动物细胞培养要定期更换培养液，其目的是便于去除代谢物，
5．传代培养：分瓶后的细胞培养。传代培养时，悬浮生长的细胞 直接用__离__心__法收集；贴壁生长的细胞要先用__胰__蛋__白__酶__等处理，再用 _离__心___法收集。
四、干细胞的培养及其应用 1．干细胞功能：在一定条件下，可以分化成__其__他__类__型__的__细__胞__。 2．干细胞的存在：__早__期__胚__胎__、_骨__髓___和__脐__带__血__等多种组织和
解析：甲→乙是组织细胞的别离，用胰蛋白酶或胶原蛋白酶分解细 胞间蛋白质，制备细胞悬液，A项正确；丙过程还未分瓶，属于原代培 养，培养基中需要添加血清，B项正确；在动物细胞培养过程中会出现 细胞贴壁和接触抑制的现象，C项正确；丁过程已经分瓶培养，属于传 代培养，丁过程并没有表达动物细胞的全能性，D项错误。
(3)原代培养与传代培养的区别在于培养的初始细胞来源不同：原代 培养的初始细胞直接来自动物组织，而传代培养的初始细胞来自培养后 贴满瓶壁的细胞。
2．细胞株和细胞系 (1)细胞株：原代培养细胞传至10代左右就不容易传下去，细胞生长 停滞，大局部细胞衰老死亡，少数细胞能存活，传到40～50代，这局部 细胞称为细胞株，遗传物质不改变。 (2)细胞系：细胞株传到50代左右不能再继续传代，局部细胞遗传物 质改变，具有癌变细胞的特点，可以在培养条件下无限制地传代下去， 这局部细胞称为细胞系，遗传物质发生改变。
第2章 细胞工程
第2节 动物细胞工程
课标要求
核心素养
1．理解动物细胞培养的条件并构建动物细胞培 养的流程图。(科学探究) 2．说明干细胞的种类和应用。(科学思维)
1．阐明动物细胞培养的条件和过程。 2．简述干细胞在生物医学工程中有 广泛的应用价值。
3(科．学阐思明维动)物细胞融合和植物体细胞杂交的异同。3单．克阐隆明抗利体用的动过物程细，胞认融同合单技克术隆制抗备
一步形成机体的所
有发育成完整个体 它移植回病人体内后，理论上
有组织和器官甚至
的能力
可以避免免疫排斥反应
个体的潜能
2．干细胞的应用 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，因而在医学上有着广泛的应用。例如，将正常的 造血干细胞移植到病人体内，恢复病人的造血和免疫功能，已成为治疗 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 碍等疾病的一种重要手段；神经干细胞在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)方面有重要的应用价值。
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。
变式训练
1．以下图为肾脏上皮细胞培养过程示意图，以下表达不正确的选
项是
D
()
A．甲→乙过程需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理 B．丙过程指细胞在添加血清的合成培养基中进行原代培养 C．丙和丁过程均会出现细胞贴壁和接触抑制现象 D．丁过程是传代培养的细胞，该过程表达了动物细胞的全能性
典例剖析
典例2 高等动物随着胚胎发育，仅有少数细胞依然具有分化成
其他类型细胞和构建组织器官的能力，这类细胞称为干细胞，如造血干
细胞。图中最能完整显示正常机体内干细胞根本特征的是
(D)
解析：干细胞可以分裂产生新的干细胞，也可以分化形成具有特定 功能的细胞，且分化一般不可逆。
变式训练
2．骨髓移植是治疗白血病常用的有效方法之一，最主要的原因是
培养液和__培__养__用__具__灭菌处理， 1．无菌、无毒的环境__无__菌__环境下进行操作
更换__培__养__液__，清除代谢物
2．营养血营__清_养_、_物_血_质_浆_：__糖_：类补、充__氨培__基养__酸液__中、尚__无未__机研__盐究__清、楚维的生成素分等
3．温度和
温度：哺乳动物多以___3_6_.5_±__0_._5_℃___为宜 pHpH：_______～_______
知识点
干细胞培养及其应用 1．三种干细胞的比较
比较项目 胚胎干细胞
成体干细胞
诱导多能干细胞
来源
早期胚胎
成体组织或器官中 诱导高度分化的组织细胞形成
特点
具有分化成为成年
具有组织特异性， 诱导过程无须破坏胚胎，不涉
动物体内的任何一
种类型的细胞，进 只能分化成特定的 及伦理问题，且iPS细胞可以
细胞或组织，不具 来源于病人自身的体细胞，将
比较项目
动物细胞培养
植物组织培养
生物学原理
细胞增殖
细胞全能性
培养基性质
液体
固体
培养结果
子代细胞
新的植株
应用
人造皮肤的构建、动物 (1) 快 速 繁 殖 (2) 作 物 脱 毒 分泌蛋白的规模化生产 (3) 培 育 作 物 新 品 种 (4) 细
等
胞产物的工厂化生产
培养条件 取材
培养对象
过程 细胞分裂、生 长、分化特点
4．气体环境C__OO_22_：_：维细持胞培代养谢液所的必_p_需H__的
三、动物细胞培养的过程
1．悬浮生长：细胞悬浮在培养液中生长增殖。密度过大时，由于 _有__害__代__谢__物___积累和培养液中__营__养__物__质__缺__乏__，细胞分裂受阻。
2．细胞贴壁：多数细胞贴附在__瓶__壁__上生长。 3．接触抑制：当贴壁细胞分裂生长到外表____相__互__接__触时，细胞 __停__止__分__裂__生__长__的现象称为细胞的接触抑制。 4．原代培养：指动物组织经处理后的__初__次__培__养__。