(教用word)第2章 第2节 第1课时 动物细胞培养-【提分教练】2022-2023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 第1课时　动物细胞培养 学习任务目标 1．运用结构与功能观等观念，理解动物细胞培养的条件。 2．采用归纳与概括、演绎与推理等方法，说明动物细胞的培养过程。 3．对干细胞培养用于治疗人类疾病等社会热点议题进行科学的评价。 一、动物细胞工程 常用技术 二、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．地位：动物细胞培养是动物细胞工程的基础。 3．条件 (1)营养 (2)无菌、无毒的环境：培养液和所有培养用具灭菌处理，无菌环境下进行操作，定期更换培养液，清除代谢废物。 (3) (4)气体环境 4．动物细胞培养的过程 (1)过程①处理方法有机械法或胰蛋白酶、胶原蛋白酶。 (2)过程②为原代培养，培养的动物细胞有两类：一类悬浮在培养液中生长繁殖；另一类贴附于某些基质表面生长繁殖。 (3)进行过程③时，悬浮培养的细胞直接用离心法收集；贴壁细胞需要重新用胰蛋白酶等处理，然后用离心法收集。 (4)过程③为传代培养，进行过程③的原因主要有细胞密度过大、有害代谢物积累、营养物质缺乏和接触抑制等。 三、干细胞培养及其应用 1．干细胞的种类、来源和功能 种类 来源 功能或应用 胚胎 干细胞 早期胚胎 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 成体 干细胞 成体组织或器官内，包括骨髓中的造血干细胞、神经系统中的神经干细胞和睾丸中的精原干细胞等 只能分化成特定的细胞或组织，不具有发育成完整个体的能力 诱导多能 干细胞 (iPS细胞) 体外诱导体细胞产生 能分化形成各种功能的细胞，用于治疗疾病 2．应用：可分化形成各种功能细胞，通过移植用于治疗疾病。 动物细胞培养的条件和过程 在治疗烧伤病人时，通常采用的方法是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植。但对一个大面积烧伤的病人来说，自体皮肤非常有限，使用他人皮肤来源不足，而且会产生排斥反应。细胞培养可以解决这个问题，在体外进行动物细胞培养，需要与内环境相似的物质条件。据此探究下列问题： 探究1．动物细胞培养需要控制的气体环境是怎样的？各自起什么作用？ 提示：动物细胞培养所需气体主要有O2和CO2。O2是细胞代谢所必需的，CO2的主要作用是维持培养液的pH。 探究2．动物细胞培养时，为什么要在培养基中加入血清等天然成分？ 提示：因为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。因此细胞培养时，为保证细胞能顺利生长和繁殖，一般需添加血清等天然成分。 探究3．为什么动物细胞培养中有贴壁生长的特性？ 提示：动物细胞膜上有糖蛋白使细胞具有黏着性。 探究4．根据癌细胞的特点，思考若培养癌细胞，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。 近期我国诞生了第一块“人造肉”，即“细胞培养肉”。下图是“细胞培养肉”生物制造流程图，请结合所学知识回答下列问题： (1)生物制造“细胞培养肉”的第一步，就是要获取肌肉干细胞，所谓的“干细胞”，是指动物和人体内仍保留着少数具有________能力的细胞。 (2)“细胞培养肉”生物制造的关键技术是动物细胞培养技术，下列有关动物细胞培养的叙述，不正确的是(　　) A．进行动物细胞培养时，需要使用胃蛋白酶将从动物体内取出的组织块分散成单个细胞 B．在适宜环境中培养，细胞悬液中的细胞很快贴附在瓶壁上，称为贴壁生长 C．在适宜条件下，培养瓶中的细胞进行有丝分裂，数量不断增多，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 D．“细胞培养肉”在上市前还需要进行安全性检测 (3)一般的动物细胞培养需要向培养基中添加一定量的血清，以保证________；还需要添加一定量的抗生素，以防________。但从食品安全的角度考虑，在生物制造“细胞培养肉”时，这两种成分均不能添加。 (4)“细胞培养肉”生物制造过程中，肌肉细胞培养需要利用合适的支架体系，请推测其原因：________。 解析：(1)动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞，这些细胞叫作干细胞。(2)胰蛋白酶或胶原蛋白酶可以将组织分散成单个细胞，进行动物细胞培养时，可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶将从动物体内取出的组织块分散成单个细胞，不能使用胃蛋白酶，A错误；在适宜环境中培养，细胞悬液中的细胞很快贴附在瓶壁上，称为贴壁生长，B正确；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，C正确；通过细胞工程生产的食品需要进行安全性检测才能上市，D正确。(3)一般的动物细胞培养需要向