第3章 第1节 细胞培养是动物细胞工程的基础-（课件PPT+Word教案）【步步高】2024-2025学年高二生物学选择性必修第三册教师用书（浙科版2019）

第一节　细胞培养是动物细胞工程的基础 [学习目标]　1.概述动物细胞培养的过程。2.举例说明动物细胞培养的应用价值。 一、动物体细胞可在体外适宜条件下进行培养 1．动物细胞培养技术的概念：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，是其他动物细胞工程技术的基础。 2．动物细胞培养的条件 提醒　(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。 (2)培养中常用的抗生素有青霉素、链霉素、卡那霉素和庆大霉素等。 (3)培养液中含有的不耐高温的物质(血清等)可采用过滤除菌。 判断正误 (1)动物细胞培养技术的原理是动物细胞的全能性(　　) (2)CO2能调节培养液pH，但细胞培养时不需要O2(　　) (3)合成培养基中通常需添加一定比例的动物血清或其他天然成分(　　) 答案　(1)×　(2)×　(3)√ 提示　(1)动物细胞培养技术的原理是细胞增殖。(2)动物细胞培养的气体条件是5%CO2＋95%空气，95%的空气可以保证细胞呼吸对氧气的需求。 任务一：动物细胞培养的条件 1．体外培养细胞时需要什么样的环境条件？ 提示　适宜的温度、湿度、pH、气体条件以及无菌、无毒的条件。 2．动物细胞培养时，如何调节pH的相对稳定？ 提示　可采用开放式的培养方式，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。 3．体外培养动物细胞需要提供哪些营养物质？ 提示　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。另外，培养基中还要添加一定比例的血清或其他天然成分。 4．为什么对动物细胞进行培养时通常要添加血清？ 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，而血清含有丰富的营养物质及各种生长因子等，所以往往在合成培养基中添加一定比例的血清。 1．(2024·温州高二期中)动物细胞培养是动物细胞工程的基础，科研人员将数量相等的动物肝脏肿瘤细胞和肝脏正常细胞分别置于相同培养液中培养。下列有关叙述正确的是(　　) A．培养动物细胞一般使用固体培养基 B．细胞培养液中通常含有维生素、激素、糖等多种能源物质 C．定期更换培养液可以防止代谢产物的积累对细胞造成危害 D．培养液和所有培养用具要进行消毒处理 答案　C 解析　培养动物细胞的培养基通常为液体培养基，有利于大量增殖，A错误；维生素对细胞的生长和代谢起到调节作用，激素是信息分子，两者都不是能源物质，B错误；动物细胞培养过程中，定期更换培养液可以防止细胞代谢产物的积累对细胞造成危害，C正确；培养液(培养液中含有的特殊成分如血清采用过滤除菌)和所有培养用具都要进行灭菌处理，消毒不能起到彻底杀菌的作用，D错误。 2．治疗大面积烧伤，常常从患者身上获取少量皮肤样本，并将皮肤细胞在体外培养，逐渐形成的“皮肤”组织用于移植、覆盖在伤口上，实现愈合。下列相关叙述错误的是(　　) A．从患者身上获取皮肤样本的优点是移植后不会产生免疫排斥反应 B．往CO2恒温培养箱中通入5%的CO2是为了调节pH相对稳定 C．为了防止污染，实现无菌培养，可以在培养基中加入抗生素 D．培养过程往往在固体培养基上进行，以便于分离出“皮肤”组织 答案　D 解析　动物细胞培养常用液体培养基，为了调节pH相对稳定，通常往CO2恒温培养箱中通入5%的CO2，B正确，D错误；抗生素能抑制细菌和真菌的生长，可以防止动物细胞培养液被污染，C正确。 二、动物细胞培养包括原代培养和传代培养 1．动物细胞培养的过程(以贴壁型细胞为例) 提醒　(1)原代培养：细胞或组织离开有机体后的首次培养。 (2)传代培养：原代培养的细胞经分离并稀释后转到多个培养瓶的培养。 (3)体外培养的动物细胞往往具有贴壁生长和接触抑制等特点。 (4)细胞贴壁：绝大多数细胞必须贴附在某一固相支持物上如培养瓶壁上生长。 接触抑制：当细胞由于移动而相互靠近发生接触时，细胞不再移动，接触区域的细胞膜皱褶样活动停止，最终细胞分裂停止。由于细胞之间有接触抑制的特性，一般的正常细胞会单层生长。 (5)一般来说，原代培养的贴壁细胞达到生长基质的80%表面面积后可进行传代培养。若传代过晚，可影响下一代细胞的机能状态。 (6)并不是所有细胞都有贴壁生长的特性，如来源于血液、淋巴组织的细胞以及某些肿瘤细胞呈悬浮生长状态。 (7)癌细胞不具有接触抑制的特性，是否接触抑制可作为区别正常细胞与癌细胞的标志之一。 2．细胞系、细胞株和细胞克隆 (1)细胞系和细胞株 (2)细胞克隆 3．动物细胞培养的价值 判断正误 (1)体外培养的动物细胞都有贴壁生长和接触抑制的特点(　　) (2)贴壁生长的细胞经酶消化制成细胞悬液才能传代(　　) (3)细胞系是可无限传代的细胞，细胞株是具有特殊性质的细胞系(　　) (4)细胞克隆的最基本要求是必须保证分离出来的细胞是一个或多个同种细胞(　　) 答案　(1)×　(2)√　(3)×　(4)× 提示　(1)体外培养的动物细胞如来源于血液的细胞呈悬浮生长，癌细胞不具有接触抑制的特点。(3)细胞系指原代培养物经首次传代成功后所繁殖的细胞群体，而不是无限传代的细胞，细胞株是从原代培养物或细胞系中获得的具有特殊性质的细胞。(4)细胞克隆的最基本要求是必须保证分离出来的细胞是一个而不是多个。 任务二：动物细胞培养的过程 1．幼龄动物的细胞与老龄动物的细胞比较，分化程度低的细胞与分化程度高的细胞比较，哪些细胞更易培养？为什么？ 提示　幼龄动物的细胞和分化程度低的细胞更易培养；原因是这些细胞的分裂能力强。 2．进行动物细胞传代培养时用胰蛋白酶分散细胞，说明细胞间的物质主要是什么？用胃蛋白酶可以吗？为什么？ 提示　说明细胞间的物质主要是蛋白质；不可以用胃蛋白酶；多数动物细胞生存的适宜pH为7.2～7.4，胃蛋白酶(适宜pH为2左右)在此环境中没有活性，而胰蛋白酶在此环境中活性较高，因此胰蛋白酶适用于细胞传代培养时的处理。 3．动物细胞培养时，为什么要将动物组织分散成单个细胞？ 提示　分散后的单个细胞能与培养液充分接触，更容易进行物质交换。 4．细胞系和细胞株二者有什么关系？ 提示　细胞系的概念范围要比细胞株大，细胞系泛指可传代的细胞，细胞株是具有特殊性质的细胞系。 动物细胞培养与植物组织培养的比较 3．(2023·丽水高二统考)动物细胞培养时，培养细胞的生命期如图所示。下列叙述正确的是(　　) A．可以使用稀释涂布平板法或显微镜计数法对细胞进行计数 B．传代培养时，常用胰蛋白酶处理使原培养瓶内细胞分散 C．随着细胞传代次数不断增加，传代间隔的时长越来越短 D．有限细胞系培养过程中会出现接触抑制现象，而无限细胞系不会 答案　B 解析　动物细胞不能用稀释涂布平板法计数，A错误；随着细胞传代次数不断增加，细胞逐渐衰老，细胞分裂速度变慢，传代间隔的时长越来越长，C错误；不能连续培养下去的细胞系称为有限细胞系，会出现接触抑制现象，而良性无限细胞系获得了不死性，保留接触抑制现象，D错误。 课时对点练　[分值：100分] 第1～4题，每题5分；第5～13题，每题6分，共74分。 题组一　动物细胞培养的条件 1．(2024·台州高二期中)动物细胞培养是动物细胞工程的基础技术。下列不属于动物细胞培养的必要条件是(　　) A．生长素 B．维生素 C．血清 D．无机盐 答案　A 解析　动物细胞培养所需的营养物质有糖类、氨基酸、生长因子、无机盐、维生素等，还需加入血清或其他天然成分，A符合题意。 2．(2023·金华高二期末)一般来说，动物细胞体外培养需要满足的条件是(　　) ①无毒的环境　②无菌的环境　③使用合成培养基，但通常需要加血清或其他天然成分　④温度与动物的体温相近　⑤因在CO2培养箱中培养，故不需要O2　⑥适宜的pH A．①②③④⑤⑥ B．①②③④ C．①②④⑤⑥ D．①②③④⑥ 答案　D 解析　动物细胞培养需要无菌、无毒的环境，①②正确；用于动物细胞培养的合成培养基需要加入糖类、氨基酸、无机盐、维生素等，还需要加入一定比例的血清或其他天然成分，③正确；动物细胞培养需要适宜的温度和pH，其中温度要与动物体温相近，④⑥正确；动物细胞培养需要一定的气体环境，为95%的空气和5%的CO2的混合气体，⑤错误。 题组二　动物细胞培养的过程 3．在动物细胞培养中，有部分细胞可能在培养条件下无限制地传代下去，这种传代细胞可能是(　　) A．细胞克隆 B．有限细胞系 C．有限细胞株 D．连续细胞系 答案　D 4．如图为动物成纤维细胞的培养过程示意图。下列叙述正确的是(　　) A．通过步骤③得到的是细胞系，步骤④得到的是细胞株 B．步骤②和步骤④的分瓶操作前常用胰蛋白酶处理细胞 C．动物细胞培养需要无菌条件，步骤①需对相应组织进行灭菌 D．若步骤④中细胞发生了转化，则细胞一定失去了接触抑制的特性 答案　B 解析　步骤④得到的是细胞系，从步骤③或步骤④中获得的具有特殊性质的细胞为细胞株，A错误；步骤①需对相应组织进行消毒，C错误；连续细胞系被认为是发生转化了的细胞系(遗传物质发生改变)，有的连续细胞系是恶性细胞系，有的连续细胞系虽已获得了不死性，但保留了接触抑制现象，不致癌，是良性无限细胞系，D错误。 5．(2023·杭州高二检测)如图是动物细胞培养过程中可能出现的接触抑制现象，下列有关叙述错误的是(　　) A．正常动物细胞培养过程中均会出现接触抑制现象 B．癌细胞无接触抑制因而培养时可形成多层细胞 C．出现接触抑制时细胞将停止分裂活动 D．出现接触抑制后需要利用胰蛋白酶处理后才可进行传代培养 答案　A 解析　接触抑制是体外细胞培养时贴壁型细胞生长的特性，故正常动物细胞培养过程中不都会出现接触抑制现象，A错误。 6．如图为实验小鼠皮肤组织进行细胞培养的过程，下列叙述正确的是(　　) A．动物细胞培养体现了动物细胞的全能性 B．乙过程处理后的细胞即出现接触抑制现象 C．丙过程为原代培养，遗传物质一定不变 D．丁过程中某些细胞可能会无限增殖 答案　D 解析　细胞的全能性是指已分化的细胞仍然具有发育成完整个体或分化成其他各种细胞的潜能，动物细胞培养没有体现动物细胞的全能性，A错误；乙过程对皮肤组织可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理，使细胞分散开，此时细胞还未出现接触抑制现象，B错误；丙过程属于原代培养，此过程的细胞大部分能保持正常的二倍体核型，有些细胞的遗传物质可能发生改变，C错误；丁过程属于传代培养，此过程中少数细胞会发生突变，朝着癌细胞方向发展，可能会无限增殖，D正确。 题组三　动物细胞培养的应用 7．下列关于动物细胞培养技术应用的叙述，错误的是(　　) A．可用于检测某种物质的毒性 B．可通过培养各种病变细胞，用于药理等方面的研究 C．可通过动物细胞的大规模培养来生产动物疫苗、干扰素等 D．经过脱分化、再分化，可构建人造皮肤 答案　D 解析　动物细胞培养没有脱分化与再分化过程，D错误。 8．(2024·台州高二期中)紫杉醇是红豆杉属植物产生的一种次生代谢产物，具有抑制纺锤丝解聚，阻止染色体运动的作用，可用于某些癌症的治疗。某研究小组利用含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷(3H－TdR)细胞培养液、紫杉醇对乳腺癌细胞(核DNA为2n)进行了培养，如图所示。下列叙述错误的是(　　) A．紫杉醇对正常的细胞不会产生毒副作用 B．甲、乙两瓶中，核DNA含量为4n的细胞占比较高的是乙瓶 C．甲瓶中大量的3H－TdR会在S期进入细胞核 D．在培养动物细胞时应提供5%的CO2浓度环境，以维持培养液的pH 答案　A 解析　根据题干信息可知，若用紫杉醇处理正常的细胞，会影响正常细胞增殖过程中染色体的运动从而影响细胞的正常分裂，会产生毒副作用，A错误；甲、乙的区别在于乙瓶中加了紫杉醇，由于核DNA的复制是正常的，经过间期复制，核DNA数量为4n，甲瓶中细胞分裂正常，乙瓶中细胞核DNA复制后无法分配到子细胞中去，仍留在原来的细胞中，导致乙瓶中核DNA含量为4n的细胞占比高于甲瓶，B正确；3H－TdR作为DNA的合成原料之一，会在分裂间期的S期(DNA合成期)进入细胞核，以供核DNA的复制使用，C正确。 9．下列关于动物细胞培养的叙述，正确的是(　　) A．动物细胞培养的原理是细胞增殖 B．细胞株是具有特殊性质的细胞系，其中每个细胞的遗传性状各有其特点 C．从单个细胞开始繁衍形成的一个新细胞群，细胞之间不可能存在异质性 D．动物血清、维生素、蔗糖、CO2培养箱等是动物细胞培养的基本条件 答案　A 解析　细胞株是具有特殊性质的细胞系，其中每个细胞的遗传物质未改变，每个细胞的遗传性状相同，B错误；从单个细胞开始繁衍形成的一个新细胞群，当增殖次数过多之后，细胞核型可能发生改变，细胞之间可能存在异质性，C错误；蔗糖是植物体内特有的二糖，不是动物细胞培养的基本条件，D错误。 10．SIRT1基因被称为长寿基因，SIRT1蛋白对于延缓内皮细胞衰老，改善因衰老而引起的内皮细胞功能障碍方面具有重要作用。科学家研究白藜芦醇对人内皮细胞衰老凋亡、SIRT1基因的影响的部分实验结果如图，其中P1～P35是指体外培养的人内皮细胞的传代次数。下列叙述正确的是(　　) A．人内皮细胞传代培养时，细胞程序性死亡与基因的选择性表达有关 B．随着传代次数增加，人内皮细胞内端粒变短，SIRT1的表达水平升高 C．对照组应使用等量清水处理人内皮细胞，温度等与实验组保持一致 D．适宜浓度的白藜芦醇可以提高体外培养的内皮细胞的凋亡率 答案　A 解析　随着传代次数增加，人内皮细胞内染色体的端粒变短，SIRT1的表达水平降低，B错误；对照组应使用等量生理盐水处理人内皮细胞，温度等无关变量与实验组保持一致，C错误；结合图1和图2可知，SIRT1基因表达水平高时，细胞凋亡率低，由图3可知，干预组的细胞内SIRT1基因表达水平升高，说明适当浓度的白藜芦醇可以降低体外培养的内皮细胞的凋亡率，D错误。 11．某研究小组为测定药物对体外培养细胞的毒性，准备对某种动物的肝肿瘤细胞(甲)和正常肝细胞(乙)进行动物细胞培养。下列有关说法正确的是(　　) A．在利用两种肝组织块制备肝细胞悬液时，可用胃蛋白酶处理 B．细胞培养应在二氧化碳培养箱中进行，CO2的作用是刺激细胞的呼吸 C．取单个肝肿瘤细胞进行培养，获得细胞群的方法不属于克隆培养法 D．甲、乙细胞在原代培养过程中，最终均会出现停止增殖的现象 答案　D 解析　在利用两种肝组织块制备肝细胞悬液时，常用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理，不能使用胃蛋白酶，因为多数动物细胞生存的适宜pH为7.2～7.4，胃蛋白酶(适宜pH为2左右)在此环境中没有活性，A错误；细胞培养应在二氧化碳培养箱中进行，CO2的作用是调节pH的相对稳定，B错误；取单个肝肿瘤细胞进行培养，获得细胞群的方法属于克隆培养法，C错误；甲、乙细胞在原代培养过程中，细胞数目不断增多，当细胞分裂生长到表面相互接触或营养物质消耗枯竭，细胞就会停止分裂增殖，D正确。 12．(2024·嘉兴高二期中)下列有关动物细胞培养和植物组织培养的叙述，错误的是(　　) A．培养过程中都会发生细胞增殖 B．培养过程都需要在无菌条件下进行 C．培养所用培养基中的成分相同 D．培养过程中都易受培养条件的影响而发生变异 答案　C 解析　动植物细胞培养过程都需要在无菌条件下进行，以防止杂菌污染，B正确；在动植物细胞的培养过程中，由于培养细胞一直处于不断分裂的状态，因此容易受到培养条件的影响而产生变异，D正确。 13．动物细胞体外培养时，通常要在培养基中补充一定浓度的某些物质。如图是血清对正常细胞和癌细胞培养影响的实验结果，不能从该图获得的结论是(　　) A．正常细胞与癌细胞的增殖速率相同 B．有无血清对正常细胞培养的影响较大 C．培养基中补充血清有助于正常细胞的培养 D．培养基中是否补充血清对癌细胞的培养影响不大 答案　A 解析　正常细胞与癌细胞在有血清和无血清时曲线均不重叠，说明正常细胞与癌细胞的增殖速率不同，A错误。 14．(16分)如图是动物细胞培养的基本过程示意图。请据图回答下列问题： (1)容器A中的动物器官或组织首先要进行的处理是________，然后在B瓶中用_________________________________酶处理。培养首先在C瓶中进行，这时的细胞培养称为________________。为了预防培养过程中污染，通常还要在瓶中的培养液中添加一定量的________________。 (2)在C瓶中培养时，动物细胞往往具有________生长的特点。细胞进行__________分裂，数量不断增多，当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__________。 (3)把C瓶中的细胞分装后，D瓶中的细胞培养称为________________。 答案　(1)剪碎　胰蛋白(或胶原蛋白)　原代培养　抗生素　(2)贴壁　有丝　接触抑制　(3)传代培养 15．(10分)(2023·湖州高二检测)吴茱萸是一种中药，其主要成分为吴茱萸碱(EVO)。为研究EVO对人胃癌细胞增殖的影响及作用机制，科研人员做了以下实验。请回答下列问题： (1)(8分)检测EVO对胃癌细胞BGC－823增殖的影响。 ①用含动物血清的DME/F－12培养基置于恒温培养箱中培养BGC－823，动物血清的作用是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 ②取出上述培养的细胞，加入胰蛋白酶制成______________，置于加入不同浓度EVO的多孔板中进行培养。 ③EVO对BGC－823细胞增殖影响的实验结果如图。 实验结果表明__________________________________________________________________。 (2)检测EVO对BGC－823细胞周期的影响，实验结果如表。 细胞周期中各期的细胞比例 组别 G0/G1期(%) S期(%) G2/M期(%) 对照组 42.62 17.65 23.37 EVO组 8.57 19.30 54.13 据表可知，EVO能诱导细胞周期阻滞于___________期。 答案　(1)①补充培养基中动物细胞生长需要的未知营养物质　②单细胞悬液　③吴茱萸碱抑制BGC－823细胞增殖；作用效果与作用时间和浓度呈正相关　(2)G2/M 解析　(1)①由于人们并没有完全了解动物细胞所需要的全部物质，故在动物细胞培养时常加入一定比例的动物血清以补充培养基中动物细胞生长需要的未知营养物质。②胰蛋白酶的作用是将细胞分散开而制成单细胞悬液。③由题图实验结果可知，随EVO浓度升高和作用时间的延长，细胞增殖活性的相对值降低，即表明EVO可抑制BGC－823细胞增殖，且作用效果与作用时间和浓度呈正相关。(2)由题表中数据可知，EVO组与对照组相比，G2/M期比例明显升高，且G0/G1期比例明显下降，故推测EVO能诱导细胞周期阻滞于G2/M期，导致细胞无法进入下一个时期，从而使G0/G1期比例下降。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第一节　 细胞培养是动物细胞工程的基础 第三章 动物细胞工程 <<< 学习目标 1.概述动物细胞培养的过程。 2.举例说明动物细胞培养的应用价值。 内容索引 一、动物体细胞可在体外适宜条件下进行培养 课时对点练 二、动物细胞培养包括原代培养和传代培养 动物体细胞可在体外适宜条件下进行培养 一 4 梳理　教材新知 1.动物细胞培养技术的概念：从动物体获得相关组织，分散成________后，在适宜环境下让细胞生长和增殖的过程，是其他动物细胞工程技术的　　　。 单个细胞 基础 2.动物细胞培养的条件 37±0.5 ℃ 7.2~7.4 空气 氧气 pH的 相对稳定 无菌 细菌 和真菌的生长 细胞代谢产 生的有毒物质危害细胞 维生素 天然 合成 血清 提醒　(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。 (2)培养中常用的抗生素有青霉素、链霉素、卡那霉素和庆大霉素等。 (3)培养液中含有的不耐高温的物质(血清等)可采用过滤除菌。 (1)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。 (2)CO2能调节培养液pH，但细胞培养时不需要O2(　　) × 提示　动物细胞培养的气体条件是5%CO2＋95%空气，95%的空气可以保证细胞呼吸对氧气的需求。 (3)合成培养基中通常需添加一定比例的动物血清或其他天然成分 (　　) √ 判断正误 9 任务一：动物细胞培养的条件 1.体外培养细胞时需要什么样的环境条件？ 探究　核心知识 提示　适宜的温度、湿度、pH、气体条件以及无菌、无毒的条件。 2.动物细胞培养时，如何调节pH的相对稳定？ 提示　可采用开放式的培养方式，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。 3.体外培养动物细胞需要提供哪些营养物质？ 提示　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。另外，培养基中还要添加一定比例的血清或其他天然成分。 4.为什么对动物细胞进行培养时通常要添加血清？ 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，而血清含有丰富的营养物质及各种生长因子等，所以往往在合成培养基中添加一定比例的血清。 1.(2024·温州高二期中)动物细胞培养是动物细胞工程的基础，科研人员将数量相等的动物肝脏肿瘤细胞和肝脏正常细胞分别置于相同培养液中培养。下列有关叙述正确的是 A.培养动物细胞一般使用固体培养基 B.细胞培养液中通常含有维生素、激素、糖等多种能源物质 C.定期更换培养液可以防止代谢产物的积累对细胞造成危害 D.培养液和所有培养用具要进行消毒处理 √ 落实　思维方法 培养动物细胞的培养基通常为液体培养基，有利于大量增殖，A错误； 维生素对细胞的生长和代谢起到调节作用，激素是信息分子，两者都不是能源物质，B错误； 动物细胞培养过程中，定期更换培养液可以防止细胞代谢产物的积累对细胞造成危害，C正确； 培养液(培养液中含有的特殊成分如血清采用过滤除菌)和所有培养用具都要进行灭菌处理，消毒不能起到彻底杀菌的作用，D错误。 2.治疗大面积烧伤，常常从患者身上获取少量皮肤样本，并将皮肤细胞在体外培养，逐渐形成的“皮肤”组织用于移植、覆盖在伤口上，实现愈合。下列相关叙述错误的是 A.从患者身上获取皮肤样本的优点是移植后不会产生免疫排斥反应 B.往CO2恒温培养箱中通入5%的CO2是为了调节pH相对稳定 C.为了防止污染，实现无菌培养，可以在培养基中加入抗生素 D.培养过程往往在固体培养基上进行，以便于分离出“皮肤”组织 √ 动物细胞培养常用液体培养基，为了调节pH相对稳定，通常往CO2恒温培养箱中通入5%的CO2，B正确，D错误； 抗生素能抑制细菌和真菌的生长，可以防止动物细胞培养液被污染，C正确。 动物细胞培养包括原代培养和传代培养 二 16 1.动物细胞培养的过程(以贴壁型细胞为例) 梳理　教材新知 胰蛋白酶 单个 原代 接触抑制 传代 提醒　(1)原代培养：细胞或组织离开有机体后的首次培养。 (2)传代培养：原代培养的细胞经分离并稀释后转到多个培养瓶的培养。 (3)体外培养的动物细胞往往具有贴壁生长和接触抑制等特点。 (4)细胞贴壁：绝大多数细胞必须贴附在某一固相支持物上如培养瓶壁上生长。 接触抑制：当细胞由于移动而相互靠近发生接触时，细胞不再移动，接触区域的细胞膜皱褶样活动停止，最终细胞分裂停止。由于细胞之间有接触抑制的特性，一般的正常细胞会单层生长。 (5)一般来说，原代培养的贴壁细胞达到生长基质的80%表面面积后可进行传代培养。若传代过晚，可影响下一代细胞的机能状态。 (6)并不是所有细胞都有贴壁生长的特性，如来源于血液、淋巴组织的细胞以及某些肿瘤细胞呈悬浮生长状态。 (7)癌细胞不具有接触抑制的特性，是否接触抑制可作为区别正常细胞与癌细胞的标志之一。 2.细胞系、细胞株和细胞克隆 (1)细胞系和细胞株 首次传代 连续 有限 选择 纯化 原代 培养物 细胞系 染色体组型 抗性 连续 有限 (2)细胞克隆 单细胞 细胞群 体 一 多 单个 基因型 遗传性状 3.动物细胞培养的价值 正常或病变 损伤组织 器官 动物疫苗 干扰素 (1)体外培养的动物细胞都有贴壁生长和接触抑制的特点(　　) × 提示　体外培养的动物细胞如来源于血液的细胞呈悬浮生长，癌细胞不具有接触抑制的特点。 (2)贴壁生长的细胞经酶消化制成细胞悬液才能传代(　　) √ (3)细胞系是可无限传代的细胞，细胞株是具有特殊性质的细胞系(　　) × 提示　细胞系指原代培养物经首次传代成功后所繁殖的细胞群体，而不是无限传代的细胞，细胞株是从原代培养物或细胞系中获得的具有特殊性质的细胞。 判断正误 23 (4)细胞克隆的最基本要求是必须保证分离出来的细胞是一个或多个同种细胞(　　) × 提示　细胞克隆的最基本要求是必须保证分离出来的细胞是一个而不是多个。 判断正误 24 任务二：动物细胞培养的过程 1.幼龄动物的细胞与老龄动物的细胞比较，分化程度低的细胞与分化程度高的细胞比较，哪些细胞更易培养？为什么？ 探究　核心知识 提示　幼龄动物的细胞和分化程度低的细胞更易培养；原因是这些细胞的分裂能力强。 2.进行动物细胞传代培养时用胰蛋白酶分散细胞，说明细胞间的物质主要是什么？用胃蛋白酶可以吗？为什么？ 提示　说明细胞间的物质主要是蛋白质；不可以用胃蛋白酶；多数动物细胞生存的适宜pH为7.2～7.4，胃蛋白酶(适宜pH为2左右)在此环境中没有活性，而胰蛋白酶在此环境中活性较高，因此胰蛋白酶适用于细胞传代培养时的处理。 3.动物细胞培养时，为什么要将动物组织分散成单个细胞？ 提示　分散后的单个细胞能与培养液充分接触，更容易进行物质交换。 4.细胞系和细胞株二者有什么关系？ 提示　细胞系的概念范围要比细胞株大，细胞系泛指可传代的细胞，细胞株是具有特殊性质的细胞系。 核心归纳 动物细胞培养与植物组织培养的比较 3.(2023·丽水高二统考)动物细胞培养时，培养细胞的生命期如图所示。下列叙述正确的是 A.可以使用稀释涂布平板法或显微镜计数法 　对细胞进行计数 B.传代培养时，常用胰蛋白酶处理使原培养 　瓶内细胞分散 C.随着细胞传代次数不断增加，传代间隔的 　时长越来越短 D.有限细胞系培养过程中会出现接触抑制现象，而无限细胞系不会 √ 落实　思维方法 动物细胞不能用稀释涂布平板法计数，A错误； 随着细胞传代次数不断增加，细胞逐渐衰老，细胞分裂速度变慢，传代间隔的时长越来越长，C错误； 不能连续培养下去的细胞系称为有限细 胞系，会出现接触抑制现象，而良性无限细胞系获得了不死性，保留接触抑制现象，D错误。 网络构建 课时对点练 三 32 题组一　动物细胞培养的条件 1.(2024·台州高二期中)动物细胞培养是动物细胞工程的基础技术。下列不属于动物细胞培养的必要条件是 A.生长素 B.维生素 C.血清 D.无机盐 √ 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 动物细胞培养所需的营养物质有糖类、氨基酸、生长因子、无机盐、维生素等，还需加入血清或其他天然成分，A符合题意。 2.(2023·金华高二期末)一般来说，动物细胞体外培养需要满足的条件是 ①无毒的环境　②无菌的环境　③使用合成培养基，但通常需要加血清或其他天然成分　④温度与动物的体温相近　⑤因在CO2培养箱中培养，故不需要O2　⑥适宜的pH A.①②③④⑤⑥ B.①②③④ C.①②④⑤⑥ D.①②③④⑥ √ 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 动物细胞培养需要无菌、无毒的环境，①②正确； 用于动物细胞培养的合成培养基需要加入糖类、氨基酸、无机盐、维生素等，还需要加入一定比例的血清或其他天然成分，③正确； 动物细胞培养需要适宜的温度和pH，其中温度要与动物体温相近，④⑥正确； 动物细胞培养需要一定的气体环境，为95%的空气和5%的CO2的混合气体，⑤错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 题组二　动物细胞培养的过程 3.在动物细胞培养中，有部分细胞可能在培养条件下无限制地传代下去，这种传代细胞可能是 A.细胞克隆 B.有限细胞系 C.有限细胞株 D.连续细胞系 对点训练 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 4.如图为动物成纤维细胞的培养过程示意图。下列叙述正确的是 A.通过步骤③得到的是细胞系，步骤④得到的是细胞株 B.步骤②和步骤④的分瓶操作前常用胰蛋白酶处理细胞 C.动物细胞培养需要无菌条件，步骤①需对相应组织进行灭菌 D.若步骤④中细胞发生了转化，则细胞一定失去了接触抑制的特性 对点训练 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 步骤④得到的是细胞系，从步骤③或步骤④中获得的具有特殊性质的细胞为细胞株，A错误； 步骤①需对相应组织进行消毒，C错误； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 连续细胞系被认为是发生转化了的细胞系(遗传物质发生改变)，有的连续细胞系是恶性细胞系，有的连续细胞系虽已获得了不死性，但保留了接触抑制现象，不致癌，是良性无限细胞系，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 5.(2023·杭州高二检测)如图是动物细胞培养过程中可能出现的接触抑制现象，下列有关叙述错误的是 A.正常动物细胞培养过程中均会出现接触抑制现象 B.癌细胞无接触抑制因而培养时可形成多层细胞 C.出现接触抑制时细胞将停止分裂活动 D.出现接触抑制后需要利用胰蛋白酶处理后才可进行传代培养 √ 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 接触抑制是体外细胞培养时贴壁型细胞生长的特性，故正常动物细胞培养过程中不都会出现接触抑制现象，A错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 6.如图为实验小鼠皮肤组织进行细胞培养的过程，下列叙述正确的是 A.动物细胞培养体现了动物细胞的全能性 B.乙过程处理后的细胞即出现接触抑制现象 C.丙过程为原代培养，遗传物质一定不变 D.丁过程中某些细胞可能会无限增殖 √ 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 细胞的全能性是指已分化的细胞仍然具有发育成完整个体或分化成其他各种细胞的潜能，动物细胞培养没有体现动物细胞的全能性，A错误； 乙过程对皮肤组织可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理，使细胞分散开，此时细胞还未出现接触抑制现象，B错误； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 丙过程属于原代培养，此过程的细胞大部分能保持正常的二倍体核型，有些细胞的遗传物质可能发生改变，C错误； 丁过程属于传代培养，此过程中少数细胞会发生突变，朝着癌细胞方向发展，可能会无限增殖，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 题组三　动物细胞培养的应用 7.下列关于动物细胞培养技术应用的叙述，错误的是 A.可用于检测某种物质的毒性 B.可通过培养各种病变细胞，用于药理等方面的研究 C.可通过动物细胞的大规模培养来生产动物疫苗、干扰素等 D.经过脱分化、再分化，可构建人造皮肤 对点训练 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 动物细胞培养没有脱分化与再分化过程，D错误。 8.(2024·台州高二期中)紫杉醇是红豆杉属植物产生的一种次生代谢产物，具有抑制纺锤丝解聚，阻止染色体运动的作用，可用于某些癌症的治疗。某研究小组利用含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷(3H－TdR)细胞培养液、紫杉醇对乳腺癌细胞(核DNA为2n)进行了培养，如图所示。下列叙述错误的是 A.紫杉醇对正常的细胞不会产生毒副 　作用 B.甲、乙两瓶中，核DNA含量为4n的 　细胞占比较高的是乙瓶 C.甲瓶中大量的3H－TdR会在S期进入细胞核 D.在培养动物细胞时应提供5%的CO2浓度环境，以维持培养液的pH √ 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 根据题干信息可知，若用紫杉醇处理正常的细胞，会影响正常细胞增殖过程中染色体的运动从而影响细胞的正常分裂，会产生毒副作用，A错误； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 甲、乙的区别在于乙瓶中加了紫杉醇，由于核DNA的复制是正常的，经过间期复制，核DNA数量为4n，甲瓶中细胞分裂正常，乙瓶中细胞核DNA复制后无法分配到子细胞中去，仍留在原来的细胞中，导致乙瓶中核DNA含量为4n的细胞占比高于甲瓶，B正确； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 3H－TdR作为DNA的合成原料之一，会在分裂间期的S期(DNA合成期)进入细胞核，以供核DNA的复制使用，C正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 9.下列关于动物细胞培养的叙述，正确的是 A.动物细胞培养的原理是细胞增殖 B.细胞株是具有特殊性质的细胞系，其中每个细胞的遗传性状各有其特点 C.从单个细胞开始繁衍形成的一个新细胞群，细胞之间不可能存在异质性 D.动物血清、维生素、蔗糖、CO2培养箱等是动物细胞培养的基本条件 √ 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 细胞株是具有特殊性质的细胞系，其中每个细胞的遗传物质未改变，每个细胞的遗传性状相同，B错误； 从单个细胞开始繁衍形成的一个新细胞群，当增殖次数过多之后，细胞核型可能发生改变，细胞之间可能存在异质性，C错误； 蔗糖是植物体内特有的二糖，不是动物细胞培养的基本条件，D错误。 10.SIRT1基因被称为长寿基因，SIRT1蛋白对于延缓内皮细胞衰老，改善因衰老而引起的内皮细胞功能障碍方面具有重要作用。科学家研究白藜芦醇对人内皮细胞衰老凋亡、SIRT1基因的影响的部分实验结果如图，其中P1～P35是指体外培养的人内皮细胞的传代次数。下列叙述正确的是 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 A.人内皮细胞传代培养时，细胞程序性死亡与基因的选择性表达有关 B.随着传代次数增加，人内皮细胞内端粒变短，SIRT1的表达水平升高 C.对照组应使用等量清水处理人内皮细胞，温度等与实验组保持一致 D.适宜浓度的白藜芦醇可以提高体外培养的内皮细胞的凋亡率 √ 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 随着传代次数增加，人内皮细胞内染色体的端粒变短，SIRT1的表达水平降低，B错误； 对照组应使用等量生理盐水处理人内皮细胞，温度等无关变量与实验组保持一致，C错误； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 结合图1和图2可知，SIRT1基因表达水平高时，细胞凋亡率低，由图3可知，干预组的细胞内SIRT1基因表达水平升高，说明适当浓度的白藜芦醇可以降低体外培养的内皮细胞的凋亡率，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 11.某研究小组为测定药物对体外培养细胞的毒性，准备对某种动物的肝肿瘤细胞(甲)和正常肝细胞(乙)进行动物细胞培养。下列有关说法正确的是 A.在利用两种肝组织块制备肝细胞悬液时，可用胃蛋白酶处理 B.细胞培养应在二氧化碳培养箱中进行，CO2的作用是刺激细胞的呼吸 C.取单个肝肿瘤细胞进行培养，获得细胞群的方法不属于克隆培养法 D.甲、乙细胞在原代培养过程中，最终均会出现停止增殖的现象 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 √ 综合强化 在利用两种肝组织块制备肝细胞悬液时，常用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理，不能使用胃蛋白酶，因为多数动物细胞生存的适宜pH为7.2～7.4，胃蛋白酶(适宜pH为2左右)在此环境中没有活性，A错误； 细胞培养应在二氧化碳培养箱中进行，CO2的作用是调节pH的相对稳定，B错误； 取单个肝肿瘤细胞进行培养，获得细胞群的方法属于克隆培养法，C错误； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 甲、乙细胞在原代培养过程中，细胞数目不断增多，当细胞分裂生长到表面相互接触或营养物质消耗枯竭，细胞就会停止分裂增殖，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 12.(2024·嘉兴高二期中)下列有关动物细胞培养和植物组织培养的叙述，错误的是 A.培养过程中都会发生细胞增殖 B.培养过程都需要在无菌条件下进行 C.培养所用培养基中的成分相同 D.培养过程中都易受培养条件的影响而发生变异 √ 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 动植物细胞培养过程都需要在无菌条件下进行，以防止杂菌污染，B正确； 在动植物细胞的培养过程中，由于培养细胞一直处于不断分裂的状态，因此容易受到培养条件的影响而产生变异，D正确。 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 13.动物细胞体外培养时，通常要在培养基中补充一定浓度的某些物质。如图是血清对正常细胞和癌细胞培养影响的实验结果，不能从该图获得的结论是 A.正常细胞与癌细胞的增殖速率相同 B.有无血清对正常细胞培养的影响较大 C.培养基中补充血清有助于正常细胞的培养 D.培养基中是否补充血清对癌细胞的培养影响不大 综合强化 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 正常细胞与癌细胞在有血清和无血清时曲线均不重叠，说明正常细胞与癌细胞的增殖速率不同，A错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 14.如图是动物细胞培养的基本过程示意图。请据图回答下列问题： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 (1)容器A中的动物器官或组织首先要进行的处理是______，然后在B瓶中用____________________酶处理。培养首先在C瓶中进行，这时的细胞培养称为__________。为了预防培养过程中污染，通常还要在瓶中的培养液中添加一定量的________。 剪碎 胰蛋白(或胶原蛋白) 原代培养 抗生素 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 (2)在C瓶中培养时，动物细胞往往具有_______生长的特点。细胞进行______分裂，数量不断增多，当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__________。 贴壁 有丝 接触抑制 (3)把C瓶中的细胞分装后，D瓶中的细胞培养称为___________。 传代培养 综合强化 15.(2023·湖州高二检测)吴茱萸是一种中药，其主要成分为吴茱萸碱(EVO)。为研究EVO对人胃癌细胞增殖的影响及作用机制，科研人员做了以下实验。请回答下列问题： (1)检测EVO对胃癌细胞BGC－823增殖的影响。 ①用含动物血清的DME/F－12培养基置于恒温培养箱中培养BGC－823，动物血清的作用是_____________________________________________。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 补充培养基中动物细胞生长需要的未知营养物质 综合强化 由于人们并没有完全了解动物细胞所需要的全部物质，故在动物细胞培养时常加入一定比例的动物血清以补充培养基中动物细胞生长需要的未知营养物质。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 ②取出上述培养的细胞，加入胰蛋白酶制成____________，置于加入不同浓度EVO的多孔板中进行培养。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 单细胞悬液 胰蛋白酶的作用是将细胞分散开而制成单细胞悬液。 综合强化 ③EVO对BGC－823细胞增殖影响的实验结果如图。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 实验结果表明___________________________________________________ __________________。 吴茱萸碱抑制BGC－823细胞增殖；作用效果与作用时间和浓度呈正相关 综合强化 由题图实验结果可知，随EVO浓度升高和作用时间的延长，细胞增殖活性的相对值降低，即表明EVO可抑制BGC－823细胞增殖，且作用效果与作用时间和浓度呈正相关。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 (2)检测EVO对BGC－823细胞周期的影响，实验结果如表。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 细胞周期中各期的细胞比例 组别 G0/G1期(%) S期(%) G2/M期(%) 对照组 42.62 17.65 23.37 EVO组 8.57 19.30 54.13 据表可知，EVO能诱导细胞周期阻滞于_______期。 G2/M 综合强化 由题表中数据可知，EVO组与对照组相比，G2/M期比例明显升高，且G0/G1期比例明显下降，故推测EVO能诱导细胞周期阻滞于G2/M期，导致细胞无法进入下一个时期，从而使G0/G1期比例下降。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 组别 G0/G1期(%) S期(%) G2/M期(%) 对照组 42.62 17.65 23.37 EVO组 8.57 19.30 54.13 第三章 动物细胞工程 <<< $$