第1节 细胞培养是动物细胞工程的基础（Word教参）-【优化指导】2023-2024学年新教材高中生物选择性必修3 生物技术与工程（浙科版2019）

第一节　细胞培养是动物细胞工程的基础 课程内容标准 核心素养对接 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，在适宜环境下让细胞生长和增殖的过程。动物细胞培养技术是其他动物细胞工程技术的基础。 1．认同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．了解动物细胞培养的意义。(社会责任) [对应学生用书P45] 1．动物细胞培养的定义：从动物体获得相关组织，分散成单个细胞后，在适宜环境下让细胞生长和增殖的过程。 2．动物细胞培养的条件 (1)适宜的温度、湿度、pH、气体条件 ①大多数情况下，细胞生长的最适宜温度是37_℃温差不超过±0.5 ℃。 ②大多数细胞适宜的pH为7.2～7.4。 ③再通过给培养箱提供恒定的5%的CO2浓度，使之与培养基中的 NaHCO3处于平衡状态，调节pH的相对稳定。95%的空气可以保证细胞呼吸对氧气的需要。 (2)无菌、无毒的条件 ①防止污染是决定细胞培养成败的关键，无菌意识和无菌操作应贯穿整个培养过程的始终。 ②在培养基中加入抗生素能抑制细菌和真菌的生长，从而预防污染。 ③防止细胞代谢产生的有毒物质危害细胞，定期更换培养液。 (3)动物细胞的生长和增殖需要充足的营养物质。 ①培养动物细胞的培养基通常为液体培养基，其基本成分包括水、无机盐、氨基酸、维生素、糖类、生长因子等。 ②按培养基来源可分为天然培养基和合成培养基。 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)细胞克隆培养后的细胞群，形态一致，基因型不同。(×) 2．微思考 (1)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经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。 (2)如何对原代培养的细胞进行传代培养？ 提示　用胰蛋白酶将原培养瓶中的细胞进行分离并稀释，转移到多个培养瓶中进行传代培养。 [对应学生用书P46] 任务驱动一　动物细胞培养的条件 如图为二氧化碳培养箱， (1)动物细胞培养需要的气体条件是什么？ 提示　95%的空气和5%的CO2。 (2)为保证培养基无菌、无毒，可以向培养基中加入什么物质？ 提示　在培养基中加入抗生素，能抑制细菌和真菌的生长，从而预防污染。 (3)培养动物细胞需要定期更换培养液，其目的是什么？ 提示　为防止细胞代谢产生的有毒物质危害细胞，应定期更换培养液。 (4)为什么在培养细胞过程中，所需的合成培养基中仍要添加天然成分，如血清等？ 提示　由于人们并没有完全了解动物细胞所需要的全部物质，实际工作中往往将天然培养基与人工合成培养基结合使用，如在合成培养基中添加一定比例的血清或其他天然成分。 动物细胞培养的外界条件 所需条件 具体要求或成分 温度 37 ℃±0.5 ℃ pH 7.2～7.4 气体 5%的二氧化碳和95%的空气 无菌、无毒的条件 在培养基中加入抗生素，定期更换培养液 培养基 水、无机盐、氨基酸、维生素、糖类、生长因子、血清等 (2022·湖北卷)某兴趣小组开展小鼠原代神经元培养的研究，结果发现其培养的原代神经元生长缓慢，其原因不可能的是(　　 ) A．实验材料取自小鼠胚胎的脑组织 B．为了防止污染将培养瓶瓶口密封 C．血清经过高温处理后加入培养基 D．所使用的培养基呈弱酸性 A　[小鼠胚胎脑组织中含有丰富的原代神经元，细胞增殖能力强，不会造成生长缓慢，A符合题意；培养瓶瓶口密封会使培养液中缺氧，影响细胞有氧呼吸，造成供能不足，可能使细胞生长缓慢，B不符合题意；血清经过高温处理后，其中活性成分变性，失去原有功能，细胞生存环境严重恶化，可能使细胞生长缓慢，C不符合题意；小鼠内环境为弱碱性，所使用的培养基呈弱酸性，使细胞生存环境恶劣，可能造成细胞生长缓慢，D不符合题意。] [借题发挥] 1．(长句专练)细胞培养箱中怎样保持pH的相对稳定？ 提示　造成培养基pH波动的主要物质是细胞代谢产生的CO2，为了解决这一问题，可采用开放式培养的方式，使细胞代谢产生的CO2及时溢出培养器皿，再通过给培养箱提供恒定的5%的CO2浓度，使之与培养基中的NaHCO3处于平衡状态，调节pH的相对稳定。 2．(科学探究)动物细胞培养过程中，培养基的成分，渗透压和pH都与动物体内环境相似，说明了什么问题？ 提示　体外培养条件是对体内环境的模拟，说明细胞的生长、增殖需要适宜的环境。 1．一般来说，动物细胞体外培养需要满足以下条件(　　 ) ①无毒的环境　②无菌的环境　③合成培养基需加