第2节动物细胞工程 第1课时动物细胞培养 学案设计 ■■■■学习目标 1.阐明动物细胞培养的条件和过程 2荷述干细胞培养及其应用。 ■自主预习 动物细胞培养是指从动物体中取出 将它分散 成 然后在适宜的培养条件下，让这些细胞_ 一和 的技术 2动物细胞培养的条件 (①)营养 无机物： 等 有机物糖类、 等 (2)无菌、无毒的环境 无脑D对培养液和所有 进行无菌处理 ②在培养液中添加一定量的 无毒：定期更换培养液，以便」 (3)温度和pH (温度哺乳动物多以 为宜 pH:多数细胞生存的适宜pH为 (4)气体环境 02:细胞代谢所必需的 )95%空气和5%C02 C02维持培养液的 的混合气体 二、动物细胞培养的过程 1细胞贴壁的概念细胞往往贴附 这种现象称为细胞贴壁 2接触抑制的概念：贴壁细胞在生长增殖时还会发生接触抑制现象即当贴壁细胞分裂生 长到 时，细胞通常会」 3.原代培养的概念：通常将 的细胞培养即动物组织经 称为原代培养 三、干细胞培养及其应用 1.干细胞的种类：干细胞存在于 和 等多种组织和器官中，包
第 2 节 动物细胞工程 第 1 课时 动物细胞培养 学案设计 学习目标 1.阐明动物细胞培养的条件和过程。 2.简述干细胞培养及其应用。 自主预习 一、动物细胞培养的条件 1.动物细胞培养的概念:动物细胞培养是指从动物体中取出 ,将它分散 成 ,然后在适宜的培养条件下,让这些细胞 和 的技术。 2.动物细胞培养的条件 (1)营养 { 无机物: 等 有机物:糖类、 、 、 、 等 (2)无菌、无毒的环境 无菌{ ①对培养液和所有 进行无菌处理 ②在培养液中添加一定量的 无毒:定期更换培养液,以便 (3)温度和 pH { 温度:哺乳动物多以 为宜 pH:多数细胞生存的适宜 pH 为 (4)气体环境 { O2 :细胞代谢所必需的 CO2 :维持培养液的 } 95%空气和 5%CO2 的混合气体 二、动物细胞培养的过程 1.细胞贴壁的概念:细胞往往贴附在 ,这种现象称为细胞贴壁。 2.接触抑制的概念:贴壁细胞在生长增殖时,还会发生接触抑制现象,即当贴壁细胞分裂生 长到 时,细胞通常会 。 3.原代培养的概念:通常将 的细胞培养,即动物组织经 称为原代培养。 三、干细胞培养及其应用 1.干细胞的种类:干细胞存在于 、 和 等多种组织和器官中,包 括 和 等
2胚胎干细胞的特点：胚胎干细胞（简称 细胞)存在于 中，具有分化为 成年动物体内的 的细胞，并进一步形成机体的所有」 知 甚至」 的潜能 3.成体干细胞的种类：成体干细胞是 或 内的干细胞，包括骨随叶 的 ,神经系统中的 和紫丸中的 等。 4.成体干细胞的特点：成体干细胞具有 二只能分化成特定的 或 不且有 的能力 5造血干细胞的分布：造血干细胞主要存在于成体的 和 中。 ■■■课堂探究 1动物细胞培养的条件是什么？ 2进行动物细胞培养时，首先需要将细胞分散开，一般用胰蛋白酵分散细胞。用胰蛋白酶 分散细胞，说明细胞间的物质主要是什么成分？用胃蛋白酶可以吗？为什么？ 3.什么叫原代培养和传代培养？ 4.举例说明什么是诱导多能干细胞(PS细胞)： 5,研究干细胞的主要用途有哪些？ 6下列有关细胞工程的叙述正确的是( A动物细胞培养时，与幼龄动物的细胞相比，老龄动物的细胞更容易培养 B由于植物细胞具有全能性，所以分化程度不同的细胞全能性相同 C.动物细胞培养前需要将组织、器官分散成单个细胞 D.对原生质体的活力进行检测，可以采用质壁分离的方法 7.下列关于动物细胞培养技术的说法，不正确的是( A动物细胞培养技术是动物细胞工程的基础 B定期更换培养液能够保证充足的营养物质供应 C在培养液中添加抗生素的目的是防止杂茵污染 D只要条件适宜细胞就能一直分裂 8通过特定方法，科学家将小鼠和人已分化的体细胞成功地转变成了类胚胎干细胞。有关 分化的体细胞和类胚胎干细胞的描述，正确的是(
2.胚胎干细胞的特点:胚胎干细胞(简称 细胞)存在于 中,具有分化为 成年动物体内的 的细胞,并进一步形成机体的所有 和 甚至 的潜能。 3.成体干细胞的种类:成体干细胞是 或 内的干细胞,包括骨髓中 的 、神经系统中的 和睾丸中的 等。 4.成体干细胞的特点:成体干细胞具有 ,只能分化成特定的 或 ,不具有 的能力。 5.造血干细胞的分布:造血干细胞主要存在于成体的 、 和 中。 课堂探究 1.动物细胞培养的条件是什么? 2.进行动物细胞培养时,首先需要将细胞分散开,一般用胰蛋白酶分散细胞。用胰蛋白酶 分散细胞,说明细胞间的物质主要是什么成分?用胃蛋白酶可以吗?为什么? 3.什么叫原代培养和传代培养? 4.举例说明什么是诱导多能干细胞(iPS 细胞)。 5.研究干细胞的主要用途有哪些? 6.下列有关细胞工程的叙述,正确的是( ) A.动物细胞培养时,与幼龄动物的细胞相比,老龄动物的细胞更容易培养 B.由于植物细胞具有全能性,所以分化程度不同的细胞全能性相同 C.动物细胞培养前需要将组织、器官分散成单个细胞 D.对原生质体的活力进行检测,可以采用质壁分离的方法 7.下列关于动物细胞培养技术的说法,不正确的是( ) A.动物细胞培养技术是动物细胞工程的基础 B.定期更换培养液能够保证充足的营养物质供应 C.在培养液中添加抗生素的目的是防止杂菌污染 D.只要条件适宜细胞就能一直分裂 8.通过特定方法,科学家将小鼠和人已分化的体细胞成功地转变成了类胚胎干细胞。有关 分化的体细胞和类胚胎干细胞的描述,正确的是( )
A类胚胎干细胞能够分化成多种细胞 B.分化的体细胞丢失了某些基因 二者功能有差异但形态没有差异 二者基因组成相同，且表达的基因相同 9.下图为动物细胞培养的基本过程示意图。请回答下列问愿。 (1)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 易于培 养。培养时先要剪碎然后用 分散细胞，制成B瓶中的细胞悬液。将细 胞悬液转入C瓶中进行的初次培养称为 (2)细胞正常培养了一段时间后，发现细胞绝大部分死亡，只有极少数细胞存活，这是因为 存活的细胞发生了 ,可无限增殖。 (3)动物细胞培养过程中还需要提供02和C02等气体环境，C02的作用主要 (4)进行动物细胞体外培养时，通常要在培养基中补充一定浓度的某些物质。下图是血清 对正常细胞和癌细胞培养影响的实验结果 -正常细胞（有血清） 正常细胞（无血清） 培养时向 据图可知，培养 细胞一定需要添加血清。 ■■■■■核心素养专练 一、单洗颗 1捐献骨随造血干细胞并不会对试管婴儿造成损伤，其原因是( A骨髓造血1干细胞已高度分化 B骨髓造血干细胞可以无限再生 C.骨髓造血干细胞完成功能后不再发挥作用 D骨髓造血干细胞有再生能力捐献后可制邀骨游加速造血 2某研究小组为测定某种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。下列叙述正确的是( A动物细胞培养过程中，通常要通入5%的C02刺激细胞呼吸 B.培养液需含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、生长素和动物血清等 C为了防止细胞培养过程中的细南污染，可向培养液中加入适量的抗生素 D.甲、乙细胞在持续传代培 会出现停止增殖的现象 3.下列关于动物细胞培养的叙述，正确的是( A传代培养的正常动物细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞 B.原代培养过程中，多数细胞的基因型会发生改变
A.类胚胎干细胞能够分化成多种细胞 B.分化的体细胞丢失了某些基因 C.二者功能有差异,但形态没有差异 D.二者基因组成相同,且表达的基因相同 9.下图为动物细胞培养的基本过程示意图。请回答下列问题。 (1)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 ,易于培 养。培养时先要剪碎,然后用 分散细胞,制成 B 瓶中的细胞悬液。将细 胞悬液转入 C 瓶中进行的初次培养称为 。 (2)细胞正常培养了一段时间后,发现细胞绝大部分死亡,只有极少数细胞存活,这是因为 存活的细胞发生了 ,可无限增殖。 (3)动物细胞培养过程中还需要提供 O2 和 CO2 等气体环境,CO2 的作用主要 是 。 (4)进行动物细胞体外培养时,通常要在培养基中补充一定浓度的某些物质。下图是血清 对正常细胞和癌细胞培养影响的实验结果。 据图可知,培养 细胞一定需要添加血清。 核心素养专练 一、单选题 1.捐献骨髓造血干细胞并不会对试管婴儿造成损伤,其原因是( ) A.骨髓造血干细胞已高度分化 B.骨髓造血干细胞可以无限再生 C.骨髓造血干细胞完成功能后不再发挥作用 D.骨髓造血干细胞有再生能力,捐献后可刺激骨髓加速造血 2.某研究小组为测定某种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。下列叙述正确的是( ) A.动物细胞培养过程中,通常要通入 5%的 CO2 刺激细胞呼吸 B.培养液需含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、生长素和动物血清等 C.为了防止细胞培养过程中的细菌污染,可向培养液中加入适量的抗生素 D.甲、乙细胞在持续传代培养过程中,均会出现停止增殖的现象 3.下列关于动物细胞培养的叙述,正确的是( ) A.传代培养的正常动物细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞 B.原代培养过程中,多数细胞的基因型会发生改变
C.传代培养的细胞一般不会发生染色体变异 D.在高倍显微镜下观察发生基因突变的细胞比例可推知某化学药品的毒性 4下列有关动物细胞培养的叙述，正确的是( A培养瓶中的细胞要定期用胰蛋白酶处理，使细胞从瓶壁上脱离，制成悬浮液 B将所取的组织先用胃蛋白酶等进行处理，使其分散成单个细胞 C用于培养的细胞大都取自成年动物的器官或组织 D.动物细胞培养所培养的细胞全部衰老死亡 一般来说动 细胞体 外培养 要满足下列条件中的 ①无毒的环境②无菌的环境③使用合成培养基，但通常需加血浆、血清等天然成分 ④温度与动物的体温相近⑤因在CO2培养箱中培养，故不需要O:©适宜的pH A①②③④⑤⑥ B.①②③④ C.①2④6D.①②3④ 二、填空题 6,动物细胞培养是其他动物细胞工程技术的基础，回答下列与动物细胞培养有关的知识 (1)利用幼龄动物的组织进行动物细胞培养时，需剪碎，用 一处理分散成单个细 胞。在培养过程中分散的单个细胞贴附瓶壁生长称为 (2)当贴壁生长的细胞生长到彼此相互接触时停止分裂增殖这种现象称 为 (3)动物细胞培养所用的培养基是」 培养基，通常需加入 等天然成 分。在细胞培养时，为了防止污染，常在培养基中加入一定量的 _。细胞培养所需的气 体主要有 ☐参考答案 自主预习 一、1相关的组织单个细胞生长增殖 2.(1)无机盐氨基酸维生素核苷酸血清(2)培养用具抗生素清除代谢物 (3)36.5±0.57.27.4(4p 二、1培养瓶的瓶壁上2.表面相互接触停止分裂增殖3.分瓶之前处理后的初次 培养 三、1.早期胚胎骨髓脐带血胚胎干细胞成体干细胞 2ES早期胚胎任何一种类型组织器官个体 3,成体组织器官造血干细胞神经干细胞精原干细胞 4.组织特异性 细胞组织 发有成完整个体 5.骨髓外周血脐带血 课堂探究 1.动物细胞培养的条件(1)培养基中应含有细胞所需要的各种营养物质，通常还要添加血 清等一些天然成分：2)无菌、无毒的环境同时培养液需定期更换，以便清除细胞代谢物.防止 细胞代谢物积累对细胞造成危害，(3)适宜的温度、pH和渗透压（温度为36.5℃±0.5℃，pH 为7.2~7.4)(4)气体环境(95%空气+5%C0)。 2用胰蛋白酶分散细胞，说明细胞间的物质主要是蛋白质。不可以用胃蛋白酶。多数动物 细胞培养的适宜p山为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，因此胰蛋白醇适用于动物细胞培养时的处理
C.传代培养的细胞一般不会发生染色体变异 D.在高倍显微镜下观察发生基因突变的细胞比例可推知某化学药品的毒性 4.下列有关动物细胞培养的叙述,正确的是( ) A.培养瓶中的细胞要定期用胰蛋白酶处理,使细胞从瓶壁上脱离,制成悬浮液 B.将所取的组织先用胃蛋白酶等进行处理,使其分散成单个细胞 C.用于培养的细胞大都取自成年动物的器官或组织 D.动物细胞培养所培养的细胞全部衰老死亡 5.一般来说,动物细胞体外培养需要满足下列条件中的( ) ①无毒的环境 ②无菌的环境 ③使用合成培养基,但通常需加血浆、血清等天然成分 ④温度与动物的体温相近 ⑤因在 CO2 培养箱中培养,故不需要 O2 ⑥适宜的 pH A.①②③④⑤⑥ B.①②③④ C.①②④⑤⑥ D.①②③④⑥ 二、填空题 6.动物细胞培养是其他动物细胞工程技术的基础。回答下列与动物细胞培养有关的知识: (1)利用幼龄动物的组织进行动物细胞培养时,需剪碎,用 处理分散成单个细 胞。在培养过程中,分散的单个细胞贴附瓶壁生长,称为 。 (2)当贴壁生长的细胞生长到彼此相互接触时停止分裂增殖,这种现象称 为 。 (3)动物细胞培养所用的培养基是 培养基,通常需加入 等天然成 分。在细胞培养时,为了防止污染,常在培养基中加入一定量的 。细胞培养所需的气 体主要有 。 参考答案 自主预习 一、1.相关的组织 单个细胞 生长 增殖 2.(1)无机盐 氨基酸 维生素 核苷酸 血清 (2)培养用具 抗生素 清除代谢物 (3)36.5±0.5 ℃7.2~7.4 (4)pH 二、1.培养瓶的瓶壁上 2.表面相互接触 停止分裂增殖 3.分瓶之前 处理后的初次 培养 三、1.早期胚胎 骨髓 脐带血 胚胎干细胞 成体干细胞 2.ES 早期胚胎 任何一种类型 组织 器官 个体 3.成体组织 器官 造血干细胞 神经干细胞 精原干细胞 4.组织特异性 细胞 组织 发育成完整个体 5.骨髓 外周血 脐带血 课堂探究 1.动物细胞培养的条件:(1)培养基中应含有细胞所需要的各种营养物质,通常还要添加血 清等一些天然成分;(2)无菌、无毒的环境,同时培养液需定期更换,以便清除细胞代谢物,防止 细胞代谢物积累对细胞造成危害;(3)适宜的温度、pH 和渗透压(温度为 36.5 ℃±0.5 ℃,pH 为 7.2~7.4);(4)气体环境(95%空气+5%CO2)。 2.用胰蛋白酶分散细胞,说明细胞间的物质主要是蛋白质。不可以用胃蛋白酶。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,而胰蛋白酶在此环境中活性较 高,因此胰蛋白酶适用于动物细胞培养时的处理
3.原代培养：从动物体获取组织或细胞后，进行的初次培养过程称为原代培养，也叫初代培 养。传代培养：细胞由原代培养瓶中分离稀释后，转到新的培养瓶中继续培养的过程称为传代 培 4如通过体外诱导小鼠成纤维细胞，获得了类似胚胎干细胞的一种细胞，可以分化成上皮 细胞、血细胞、干细胞、神经细胞、心肌细胞等这种细胞叫诱导多能干细胞（简称PS细胞）。 5()通过造血干细胞的移植可以治疗白血病、遗传性血液病（如地中海贫血、血液再生 障碍性贫血)等疾病。(2)自体器官移植。(3)神经干细胞可治疗神经组织损伤。(4)揭示细胞分 化和细胞调亡的机理。（⑤）用于对哺乳动物个体发生和发有规律的研究。 7.D8.A 9.(1)分裂能力强胰蛋白酶（或胶原蛋白酶原代培养(2）突变(3)维持培养液的pH (4)正常 核心素养专统 1D【解析】捐献骨时只是从骨髓中分离出 部分造血千细胞供移植，干细胞的一个 重要特点是自我更新能力很强，被分离走的那部分造血干细胞，很快就会被“补齐”，国此捐献 骨题不会影响捐献者身体的健康状况。 2.C【解析】通入CO2的目的主要是维持培养液的pHA错误，生长素属于植物激素， 培养液中不需要加入生长素，需含有萄萄糖、基酸、无机盐和动物血清等，B错误：为了防止 细胞培养过程中的细菌污染，可向培养液中加入适量的抗生素，C正确：肝肿细胞属于癌细 胞，癌细胞可 直增殖，不会出现接触抑制等停止增殖的现象，D错误 3.C【解析】由于接触抑制，正常的动物细胞进行培养时，在培养瓶壁上只能形成单层细 胞，A错误；来自同一动物组织的细胞基因型相同，而原代培养是对动物细胞的初次培养，细胞 的遗传物质一般不会发生改变所以基因型一般都相同B错误：传代培养的细胞只有少教细 的会发生甚因突致其细的核型发生化得不死性所以传代培的脱一般不会发生 染色体变异，C正痛：由于基国突变无法在高倍显微镜下观察到，所以无法由此推知某化学药 品对细胞的毒性大小，D错误。 4.A【解析】正常动物细胞培养时存在贴壁生长和接触抑制现象，因此培养瓶中的细胞 要定期用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理使细胞从瓶壁上脱离制成悬浮液A正确：动物细胞培 养的造宜川为7.274，这样的环境会使胃蛋白酶变性失活，因此动物细胞培养过程中，应将所 取的组织先用陵蛋白酶或胶原蛋白酶等透行处理，使其分散成单个细胞B错误用于培养的 细胞大都取自胚胎或幼龄动物的器官或组织，因为胚胎或幼龄动物的器官或组织分裂能力 强，C错误：动物细胞培养所培养的细胞部分细胞的遣传物质改变，具有癌变细胞的特点，可以 无限制地传代下去，D错误。 5D【解析】动物细胞培养需要无菌、无毒的环境①②正确：用于动物细胞培养的合成 、促生长因子、无机盐、微量元素等，还需加入血清、血浆等 天然成分，③正痛：动物细胞培养需要造宜的温度和pH其中温度要与动物体温相近，④⑥正确 动物细胞培养需要一定的气体环境.即95%空气和5%C02,⑤错误。故选D。 6.(1)胰蛋白酶或胶原蛋白酶细胞贴壁(2)接触抑制(3)合成动物血清、血浆抗 生素O2和C02 【解析】()动物细胞培养时，用胰蛋白酶成胶原蛋白酶将组织分成单个细胞。细胞贴 着瓶壁生长的现 细 贴壁。(2)动物细胞 主长存在接触抑制。（③）功物细胞培养所用的培 养基属于合成培养基，常需加入动物血清、血浆等天然成分。在细胞培养时，为了防止杂菌污 染，常在培养基中加入一定量的抗生素。细胞培养所需气体主要有02和C02
3.原代培养:从动物体获取组织或细胞后,进行的初次培养过程称为原代培养,也叫初代培 养。传代培养: 细胞由原代培养瓶中分离稀释后,转到新的培养瓶中继续培养的过程称为传代 培养。 4.如通过体外诱导小鼠成纤维细胞,获得了类似胚胎干细胞的一种细胞,可以分化成上皮 细胞、血细胞、干细胞、神经细胞、心肌细胞等,这种细胞叫诱导多能干细胞(简称 iPS 细胞)。 5.(1)通过造血干细胞的移植可以治疗白血病、遗传性血液病(如地中海贫血、血液再生 障碍性贫血)等疾病。(2)自体器官移植。(3)神经干细胞可治疗神经组织损伤。(4)揭示细胞分 化和细胞凋亡的机理。(5)用于对哺乳动物个体发生和发育规律的研究。 6.C 7.D 8.A 9.(1)分裂能力强 胰蛋白酶(或胶原蛋白酶) 原代培养 (2)突变 (3)维持培养液的 pH (4)正常 核心素养专练 1.D 【解析】捐献骨髓时只是从骨髓中分离出一部分造血干细胞供移植,干细胞的一个 重要特点是自我更新能力很强,被分离走的那部分造血干细胞,很快就会被“补齐”,因此捐献 骨髓不会影响捐献者身体的健康状况。 2.C 【解析】通入 CO2 的目的主要是维持培养液的 pH,A 错误;生长素属于植物激素, 培养液中不需要加入生长素,需含有葡萄糖、氨基酸、无机盐和动物血清等,B 错误;为了防止 细胞培养过程中的细菌污染,可向培养液中加入适量的抗生素,C 正确;肝肿瘤细胞属于癌细 胞,癌细胞可一直增殖,不会出现接触抑制等停止增殖的现象,D 错误。 3.C 【解析】由于接触抑制,正常的动物细胞进行培养时,在培养瓶壁上只能形成单层细 胞,A 错误;来自同一动物组织的细胞基因型相同,而原代培养是对动物细胞的初次培养,细胞 的遗传物质一般不会发生改变,所以基因型一般都相同,B 错误;传代培养的细胞只有少数细 胞会发生基因突变导致其细胞核型发生变化,获得不死性,所以传代培养的细胞一般不会发生 染色体变异,C 正确;由于基因突变无法在高倍显微镜下观察到,所以无法由此推知某化学药 品对细胞的毒性大小,D 错误。 4.A 【解析】正常动物细胞培养时存在贴壁生长和接触抑制现象,因此培养瓶中的细胞 要定期用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理,使细胞从瓶壁上脱离,制成悬浮液,A 正确;动物细胞培 养的适宜 pH 为 7.2~7.4,这样的环境会使胃蛋白酶变性失活,因此动物细胞培养过程中,应将所 取的组织先用胰蛋白酶或胶原蛋白酶等进行处理,使其分散成单个细胞,B 错误;用于培养的 细胞大都取自胚胎或幼龄动物的器官或组织,因为胚胎或幼龄动物的器官或组织分裂能力 强,C 错误;动物细胞培养所培养的细胞部分细胞的遗传物质改变,具有癌变细胞的特点,可以 无限制地传代下去,D 错误。 5.D 【解析】动物细胞培养需要无菌、无毒的环境,①②正确;用于动物细胞培养的合成 培养基需加入葡萄糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等,还需加入血清、血浆等 天然成分,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,④⑥正确; 动物细胞培养需要一定的气体环境,即 95%空气和 5%CO2,⑤错误。故选 D。 6.(1)胰蛋白酶或胶原蛋白酶 细胞贴壁 (2)接触抑制 (3)合成 动物血清、血浆 抗 生素 O2 和 CO2 【解析】(1)动物细胞培养时,用胰蛋白酶或胶原蛋白酶将组织分散成单个细胞。细胞贴 着瓶壁生长的现象叫细胞贴壁。(2)动物细胞生长存在接触抑制。(3)动物细胞培养所用的培 养基属于合成培养基,常需加入动物血清、血浆等天然成分。在细胞培养时,为了防止杂菌污 染,常在培养基中加入一定量的抗生素。细胞培养所需气体主要有 O2 和 CO2