第2章 第2节 一 动物细胞培养-【高考领航】2021-2022学年新教材高中生物选择性必修3 生物技术与工程同步核心辅导与测评教师用书（人教版）

第2节　动物细胞工程 一　动物细胞培养 [目标领航]　1.简述动物细胞培养的条件。2.理解动物细胞培养的基本操作过程。3.分析干细胞在临床上的应用所产生的效益与风险。 动物细胞工程常用的技术手段及基础 1．动物细胞工程常用的技术手段：动物细胞培养、动物细胞融合和动物细胞核移植等。 2．技术基础：动物细胞培养是其他工程技术的基础。 动物细胞培养 1．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．动物细胞培养条件 (1)营养：除糖类、氨基酸、无机盐、维生素等正常的有机和无机营养外，需加入血清等一些天然成分。 (2)无菌、无毒的环境：对培养液和所有培养用具进行灭菌处理，定期更换培养液以清除代谢产物，防止细胞代谢产物积累对细胞本身造成危害。 (3)温度、pH和渗透压：温度为36.5±0.5 ℃(哺乳动物)，pH为7.2～7.4，渗透压也是一个重要环境参数。 (4)气体环境：置于含95%空气和5%CO2的混合气体的CO2培养箱中进行培养，其中后者的作用是维持培养液的pH。 4．动物细胞培养过程 干细胞培养及其应用 1．来源：由早期胚胎、骨髓和脐带血等多种组织和器官；种类包括胚胎干细胞和成体干细胞等。 2．胚胎干细胞：存在于早期胚胎中，能分化为成年动物体内的任何一种类型的细胞，并进一步形成机体所有的组织和器官甚至个体的潜能。 3．成体干细胞：具有组织特异性，只能分化成特定的细胞和组织，不具有发育成完整个体的潜能。 4．主要用途 (1)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、再生和修复密切相关，因而在医学上有着广泛的应用。 (2)造血干细胞可以治疗人类的白血病等。 (3)神经干细胞治疗神经组织损伤和神经系统退行性疾病。 (正确的打“√”，错误的打“×”) 1．动物细胞培养体现了动物细胞的全能性。(×) 2．从动物机体取出相关组织，可以用胃蛋白酶将它分散成单个细胞。(×) 3．动物细胞在培养的过程中一些细胞会发生遗传物质的变化。(√) 4．在动物细胞的培养过程中，使用的合成培养基中可以不加入血清和血浆等物质。(×) 5．培养胚胎干细胞可以维持不分化的状态，也可以分化成不同类型细胞。(√) 6．胚胎干细胞可用于治疗人类的某些顽症。(√) 知识点一　动物细胞培养 1．动物细胞培养的过程 (1)动物细胞培养的流程图 (2)动物细胞培养中的重要概念 ①细胞贴壁 用培养液将分散的动物细胞稀释制成细胞悬液，再将细胞悬液放入培养瓶内，置于适宜的环境中培养，悬液中分散的细胞很快会贴附在瓶壁上，称为细胞贴壁(部分细胞在培养液中悬浮生长)。 ②接触抑制 当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的接触抑制。打破接触抑制现象的方法是将贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶等处理，然后分瓶继续培养，让细胞继续增殖。 [特别提醒]　正常细胞在培养瓶的瓶壁上形成的是单层细胞；癌变细胞没有接触抑制现象，可以在培养瓶中形成多层细胞。 ③原代培养 动物组织处理后的初次培养。 ④传代培养 当原代培养的细胞贴满瓶壁时，需要重新用胰蛋白酶等处理，然后分瓶继续培养，让细胞继续增殖，这样的培养过程通常被称为传代培养。 [特别提醒]　(1)取材：培养的动物细胞大部分取自动物胚胎或幼龄动物的器官或组织，这是因为这些器官或组织中的细胞生命力旺盛，分裂能力强。 (2)用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理组织块，使组织细胞分散开，这样做的目的是使细胞与培养液充分接触：①保证细胞所需氧气和营养的供应；②保证细胞内代谢产物的及时排出。 (3)使细胞相互分散不能用胃蛋白酶处理，主要是因为pH不合适。使用胰蛋白酶时，要控制好作用时间，因为胰蛋白酶不仅能消化细胞间的蛋白质，长时间作用还会分解细胞膜蛋白等，对细胞造成损伤。 (4)动物细胞的整个培养过程中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：传代培养时使用的目的是使细胞从瓶壁上脱离下来，便于分瓶后继续培养。 (5)一般而言，动物细胞培养不需要经过脱分化过程。要想使培养的动物细胞定向分化，通常采用定向诱导动物干细胞的方法，使其分化成所需要的组织或器官。 2．动物细胞培养的条件 (1)无菌、无毒的环境 (2)营养 (3)温度和pH (4)气体环境 3．动物细胞培养技术的应用 (1)生产生物制品，如病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体等。 (2)培养基因工程中常用的受体细胞。 (3)检测有毒物质，判断某种物质的毒性。 (4)用于生理、病理、药理等方面的研究，如用于筛选抗癌药物等。 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合成培养基需加血浆　④温度与动物的体温相近　⑤需要O2，也需要