2.2.1动物细胞培养（教学设计）-2023-2024学年高二下学期生物人教版（2019）选择性必修3

新教材生物学 人教版 选择性必修3 生物技术与工程 第2章 第2节 教学设计 第2章　细胞工程 第2节　动物细胞工程 第1课时 动物细胞培养 目录 一、核心素养对接 二、必备知识 三、探究实践 四、深化归纳 五、应用创新 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 第2章　细胞工程 第2节　动物细胞工程 第1课时 动物细胞培养 一、核心素养对接 1．运用稳态与平衡观，分析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，用文字和图示说明动物细胞培养的过程。 3．对干细胞培养用于人类疾病治疗等社会热点问题进行科学评价。 二、必备知识 （一）动物细胞培养的概念 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。 （二）动物细胞培养的条件 1．营养 (1)合成培养基：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。 (2)天然成分：血清等。 (3)一般使用液体培养基，即培养液。 2．无菌、无毒的环境 (1)对培养液和所有培养用具进行灭菌处理。 (2)在无菌环境下进行操作。 (3)培养液定期更换的目的：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 (1)适宜的温度：哺乳动物培养的温度多以(36.5±0.5)℃为宜。 (2)适宜的pH：多数动物细胞生存的适宜pH为7.2～7.4。 (3)适宜的渗透压。 4．气体环境：95%空气和5%CO2的混合气体。 (1)O2的作用：细胞代谢所必需的。 (2)CO2的主要作用：维持培养液的pH。 微思考 动物细胞的培养条件应与动物体内的哪种液体的成分和理化性质相同？ 提示：细胞外液。 （三）动物细胞培养的过程 基于动物细胞培养的过程，回答下面的问题： (1)过程①的处理方法有：机械法或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理的方法。 (2)过程②为原代培养，体外培养的动物细胞有两大类： ①能够悬浮在培养液中生长增殖； ②大多数细胞需要贴附于某些基质表面才能生长增殖。 (3)在进行过程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，使之分散成单个细胞，然后再用离心法收集。 (4)过程③为传代培养，进行过程③的原因主要有：悬浮培养的细胞会因细胞密度过大、有害代谢物积累、营养物质缺乏和接触抑制等因素使分裂受阻。 （四）干细胞培养及其应用 1．干细胞的功能和类型 (1)干细胞的功能：在一定条件下，可以分化成其他类型的细胞。 (2)干细胞的类型：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．胚胎干细胞 (1)存在：早期胚胎中。 (2)功能：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。 (3)局限：胚胎干细胞必须从胚胎中获取，这涉及伦理问题，因而限制了它在医学上的应用。 3．成体干细胞 (1)存在：成体组织或器官内。 (2)类型 (3)特点：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。 (4)作用：有着自我更新能力及分化潜能，与组织、器官的发育、再生和修复等密切相关。 (5)应用 ①造血干细胞：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、免疫系统功能障碍等疾病。 ②神经干细胞：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)。 4．诱导多能干细胞 (1)概念：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(简称iPS细胞)。 (2)应用：治疗小鼠的镰状细胞贫血；治疗阿尔茨海默病、心血管疾病等。 (3)优点：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，理论上可以避免免疫排斥反应。 判一判(正确的打“√”，错误的打“×”) 1．多数动物细胞培养过程中其培养液所需的适宜pH为6.8～7.0。 (×) 提示：多数动物细胞培养过程中其培养液所需的适宜pH为7.2～7.4。 2．动物细胞培养需要定期更换培养液，其目的是便于清除代谢物，防止代谢物积累对细胞自身造成伤害。 (√) 3．动物细胞培养技术的原理是动物细胞的全能性。 (×) 提示：动物细胞培养技术的原理是细胞增殖。 4．制备肝细胞悬液时先用剪刀剪碎肝组织，再用胃蛋白酶处理。 (×) 提示：应该用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理。 5．培养动物细胞的第一代(即第一次细胞增殖)被称为原代培养。 (×) 提示：原代培养指动物组织经处理后的初次培养。 6．胚胎干细胞和成体干细胞都具有形成机体的所有组织和器官甚至个体的潜能。 (×) 提示：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。 三、探究实践 核心点一：动物细胞培养的条件和过程