第二章 第2节 第1课时 动物细胞培养（Word教师用书）-【状元桥·优质课堂】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 [核心素养发展目标] 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(科学探究)。2.理解动物细胞培养的条件，尤其是添加动物血清的目的、CO2的作用等(科学思维)。3.简述干细胞在生物医学工程中有广泛的应用价值(社会责任)。 　动物细胞培养 1．动物细胞培养技术 (1)含义 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。 (2)地位：动物细胞培养是动物细胞工程的基础。 2．动物细胞培养的条件 (1)营养：除糖类、氨基酸、无机盐和维生素等细胞所需的营养物质外，通常还需加入血清等一些天然成分，培养动物细胞一般用液体培养基。 (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以及在无菌环境下进行操作。培养液还需定期更换，以便清除代谢物，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害。 (3)适宜的温度、pH和渗透压：哺乳动物细胞培养的温度多以36.5±0.5 ℃为宜，多数动物细胞生存的适宜pH为7.2～7.4，此外，渗透压也是动物细胞培养过程中需要考虑的一个重要环境参数。 (4)适宜的气体环境：动物细胞培养所需的气体主要有CO2和O2。O2是细胞代谢所必需的，CO2的主要作用是维持培养液的pH。在进行细胞培养时，通常将培养皿或松盖培养瓶置于含有95%空气和5%_CO2的混合气体的CO2培养箱中进行。 3．培养过程 (1)材料处理：对新鲜取材的动物组织进行处理，或用机械的方法，或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理一段时间，将组织分散成单个细胞。 (2)培养：用培养液将细胞制成细胞悬液，再将细胞悬液放入培养皿或培养瓶内，置于适宜环境中培养。 (3)体外培养的动物细胞的分类 体外培养的动物细胞可以分为两大类：一类细胞能够悬浮在培养液中生长增殖；另一类则需要贴附于某些基质表面才能生长增殖。 (4)原代培养与传代培养 a．原代培养：动物组织经处理后的初次培养，通常指分瓶之前的细胞培养。 b．传代培养：分瓶后的细胞培养。 (5)收集：在进行传代培养时，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，使之分散成单个细胞，然后再用离心法收集。 4．影响体外动物细胞培养的因素 (1)悬浮培养的细胞会因细胞密度过大、有害代谢物积累和培养液中营养物质缺乏等因素而分裂受阻。 (2)贴壁细胞在生长增殖时，除受上述因素的影响外，还会发生接触抑制现象，这时就需要对细胞进行分瓶培养。 【微练】 1．微思考：(1)动物细胞培养基与植物组织培养基有何区别？ (2)用胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理组织块的目的是什么？这说明细胞间的物质主要是何种成分？可否改为用“胃蛋白酶”处理？为什么？ 提示 (1)动物细胞培养一般使用液体培养基，植物组织培养一般使用固体培养基。 (2)目的是使组织分散成单个细胞从而使得细胞与培养液充分接触，保证细胞所需氧气和营养的供应、保证细胞内代谢物及时排出。可用蛋白酶处理说明细胞间的物质主要是蛋白质。不可改用“胃蛋白酶”处理，因为动物细胞培养液的最适pH为7.2～7.4，胃蛋白酶在该环境中会失活。 2．辨正误： (1)动物细胞培养选用的培养材料大多为动物的受精卵。(　　) (2)进行动物细胞培养时只能使用合成培养基，不可添加天然成分。(　　) (3)用于动物细胞培养的培养液和培养用具必须进行灭菌处理，并在无菌环境下进行操作。(　　) (4)动物细胞培养过程中通常在培养液中通入5%的CO2刺激细胞呼吸。(　　) 提示 (1)×　动物细胞培养选用的培养材料大多为幼龄动物的器官或组织。 (2)×　动物细胞培养时，在使用的合成培养基中通常要加入血清等天然成分。 (3)√ (4)×　动物细胞培养过程中通常在培养液中通入5%的CO2，目的是维持培养液的pH。 　干细胞的培养及其应用 1．干细胞存在部位及其分类 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，包括胚胎干细胞和成体干细胞等。 2．不同类型干细胞特点 (1)胚胎干细胞的特点 胚胎干细胞(简称ES细胞)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。 (2)成体干细胞的类型及特点 ①类型：成体组织或器官内的干细胞，其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。其中造血干细胞主要存在于成体的骨髓、外周血和脐带血中。 ②特点：一般认为，成体干细胞具有组织特异性，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。 3．干细胞的应用 (1)通过造血干细胞移植，用于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