2.2.1 动物细胞培养-【帮课堂】2022-2023学年高二生物同步精品讲义（人教版2019选择性必修3）

《第2章 细胞工程》 第2节 动物细胞工程 一 动物细胞培养 必会知识 考点梳理拓展延伸易错警示 必会知识一 动物细胞工程和动物细胞培养 1．动物细胞工程常用的技术包括动物细胞培养、动物细胞融合和动物细胞核移植等，其中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。 (1)相关组织：一般是指动物胚胎或出生不久的幼龄动物组织，因为这些组织细胞比老龄动物的组织细胞生命力旺盛，易于培养，同时增殖能力也更强。 (2)适宜的培养基：不同的细胞、组织适合生存的环境不同，需要配制不同的培养基。 3．动物细胞培养的条件 (1)营养条件：细胞在体外培养时，培养基中应含有细胞所需要的各种营养物质。将细胞所需的营养物质按种类和所需量严格配制而成的培养基，称为合成培养基。由于人们对细胞所需的营养物质尚未全部研究清楚，因此在使用合成培养基时，通常需要加入血清等一些天然成分。培养动物细胞一般使用液体培养基，也称为培养液。 (2)无菌、无毒的环境：在体外培养细胞时，必须保证环境是无菌、无毒的，即需要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。培养液还需要定期更换，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)温度、pH和渗透压：维持细胞生存必须有适宜的温度。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)气体环境：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。在进行细胞培养时，通常采用培养皿或松盖培养瓶，并将它们置于含有95%空气和5% CO2的混合气体的CO2培养箱中进行培养。 必会知识二 动物细胞培养的过程 1．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，大多数细胞属于这种类型，这类细胞往往贴附在培养瓶的瓶壁上，这种现象称为细胞贴壁。 2．动物细胞培养过程 (1)原理：细胞增殖 (2)过程： 3．动物细胞培养过程中的相关概念 (1)原代培养：动物组织经处理后的初次培养称为原代培养。 (2)接触抑制：当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞通常会停止分裂增殖，这种现象称为接触抑制。 (3)传代培养：将分瓶后的细胞培养称为传代培养。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。之后，将收集的细胞制成细胞悬液，分瓶培养。 必会知识三 干细胞培养及其应用 1．干细胞：动物和人体内保留的具有分裂和分化能力的细胞。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，包括胚胎干细胞和成体干细胞等。 (1)胚胎干细胞(embryonic stem cell，简称ES细胞)存在于早期胚胎中，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)成体干细胞是成体组织或器官内的干细胞，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。造血干细胞是发现最早、研究最多、应用也最为成熟的一类成体干细胞。 2．干细胞的主要用途 (1)移植正常的造血干细胞可治疗白血病及一些恶性肿瘤在放疗或化疗后引起的造血系统、免疫系统功能障碍等疾病。 (2)神经干细胞在治疗神经组织损伤和神经系统退行性疾病(如帕金森病、阿尔茨海默病等)方面有重要的应用价值。 (3)科学家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，将它称为诱导多能干细胞(简称iPS细胞)，并用iPS细胞治疗了小鼠的镰状细胞贫血。现在iPS细胞在治疗阿尔茨海默病、心血管疾病等领域的研究也取得了新进展。因为诱导过程无须破坏胚胎，而且iPS细胞可以来源于病人自身的体细胞，将它移植回病人体内后，理论上可以避免发生免疫排斥反应，所以科学家普遍认为iPS细胞的应用前景优于胚胎干细胞。 必备技能 典例精讲模型秒杀巧思妙解 必备技能一 动物细胞培养 [例1](2022秋·重庆·高三重庆一中校考阶段练习)下列关于动物细胞培养叙述错误的是(    ) A．选用的材料一般是幼龄动物的器官或组织，原因是其细胞分裂能力强 B．动物细胞培养和植物细胞培养可获得大量细胞，原理均为细胞增殖 C．通常将动物组织经处理后在培养瓶中的初次培养称为原代培养 D．培养瓶中的细胞都需要定期用胰蛋白酶处理，分瓶后才能继续培养 必备技能二 动物细胞培养的过程 [例2](2022春·陕西西安·高二校考期末)下图为动物成纤维细胞的培养