第2章 第2节 一 动物细胞培养（Word教参）-【优化指导】2021-2022学年新教材高中生物选择性必修3 生物技术与工程(人教版2019)

第2节　动物细胞工程 一　动物细胞培养 课程内容标准 核心素养对接 1．阐明动物细胞培养是从动物体获得相关组织，分散成单个细胞后，在适宜的培养条件下让细胞生长和增殖的过程。动物细胞培养是动物细胞工程的基础。 2．简述干细胞在生物医学工程中有广泛的应用价值。 1．理解动物细胞培养的条件。(生命观念) 2．说出动物细胞培养的过程。(科学思维) 3．阐述干细胞培养过程及其应用。(社会责任) [对应学生用书P35] 1．动物细胞培养是动物细胞工程的基础。 2．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。 3．动物细胞培养的条件 1．过程 2．相关概念 (1)细胞贴壁：细胞悬液中分散的细胞贴附在瓶壁上。 (2)细胞的接触抑制：当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞停止分裂增殖的现象。 (3)原代培养：分瓶之前的细胞培养，即动物组织经处理后的初次培养。 (4)传代培养：贴满瓶壁的细胞，出现接触抑制后，需要重新用胰蛋白酶等处理，然后分瓶继续培养，让细胞继续增殖的培养过程。 3．类型及影响因素 类型 影响因素 能够悬浮在培养液中生长增殖 细胞密度、有害代谢产物积累、培养液中营养物质含量 需贴附于某些基质表面才能增殖 除上述因素外，还有接触抑制 1．定义及分布：在一定条件下，干细胞可以分化成其他类型的细胞。干细胞存在于早期胚胎、骨髓和脐带血等多种组织和器官中。 2．分类及功能 1．判正误 (1)制备肝细胞悬液时先用机械方法处理肝组织，再用胃蛋白酶处理。(×) (2)培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞。(×) (3)动物细胞培养技术的原理是动物细胞的全能性。(×) (4)胚胎干细胞可以来源于早期胚胎，也可以来源于成熟个体。(×) 2．微思考 动物细胞培养为什么需要无菌、无毒的环境？ 提示　细菌、真菌和病毒等均可造成细胞培养环境的污染，而离体培养的细胞已失去了对微生物和有毒物质的防御能力，一旦受到污染或自身代谢物质积累等，培养的细胞就会死亡。 [对应学生用书P36] 任务驱动一　动物细胞培养的条件和过程 如图是动物细胞培养的基本过程示意图。请据图回答： (1)动物细胞培养时，为什么要将动物组织分散成单个细胞？ 提示　①保证细胞所需要的营养供应；②保证细胞内有害代谢产物的及时排出。 (2)动物细胞培养需要控制什么样的气体环境？各自起什么作用？ 提示　95%空气加5%CO2；空气中的O2维持细胞代谢，CO2维持培养液的pH。 (3)动物细胞培养和植物组织培养一样可以获得完整个体吗？ 提示　动物细胞培养时细胞只进行生长和增殖，不能得到完整个体，但是植物组织培养可以获得完整个体。 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，便于分散后继续培养。 ②使细胞分散开的原因：一是能保证细胞所需要的营养供应；二是能保证细胞内有害代谢产物的及时排出。 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7.2～7.4，而胃蛋白酶发挥作用的最适pH为1．5～2．0，因此不能用胃蛋白酶使细胞分散开。 (3)原代培养和传代培养 ①原代培养：动物组织分散后的初次培养。 ②传代培养：原代培养过程中，贴满瓶壁的细胞需要重新用胰蛋白酶处理，然后分瓶培养(或液态细胞悬液的分瓶培养)，让细胞继续增殖的过程。 (4)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 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 是动物细胞工程的基础 (1)快速繁殖； (2)培育作物新品种； (3)细胞产物的工厂化生产； (4)作物脱毒 培养条件 无菌、适宜的温度和pH 取材 新鲜的组织 植物器官、组织或细胞 培养对象 分散的单个细胞 植物器官、组织或细胞 过程 原代培养、传代培养 脱分化、再分化 细胞分裂、生长、分化特点 (1)贴壁生长； (2)接触抑制 (1)脱分化：形成愈伤组织； (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：血清和血浆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%～2