第二章 第2节 第1课时 动物细胞培养-【创新教程】2025-2026学年高中生物选择性必修3 生物技术与工程五维课堂同步课件PPT（人教版）

该高中生物学课件聚焦动物细胞培养与干细胞培养及其应用，通过教材知识梳理、流程图示解析和互动探究设计，搭建从基础过程（剪碎组织、胰蛋白酶处理、原代/传代培养）到培养条件（无菌环境、营养供应等）再到干细胞分类与应用的学习支架，帮助学生构建完整知识脉络。 其亮点在于深度对接新课标核心素养，以生命观念解析培养条件的科学原理，用科学思维对比动物与植物细胞培养差异，通过探究实践设计“为何分散细胞”“无菌环境重要性”等问题。结合干细胞治疗白血病等实例，既强化知识应用，又提升学生分析能力，教师可借助分层训练与评价模块高效开展教学。

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教材梳理预新知 课堂自测固双基 课时评价提能力 生物选择性必修3 互动探究克疑难 教材梳理预新知 课堂自测固双基 课时评价提能力 生物选择性必修3 互动探究克疑难 教材梳理预新知 课堂自测固双基 课时评价提能力 生物选择性必修3 互动探究克疑难 教材梳理预新知 课堂自测固双基 课时评价提能力 生物选择性必修3 互动探究克疑难 教材梳理预新知 课堂自测固双基 课时评价提能力 生物选择性必修3 互动探究克疑难 教材梳理预新知 课堂自测固双基 课时评价提能力 生物选择性必修3 互动探究克疑难 教材梳理预新知 课堂自测固双基 课时评价提能力 生物选择性必修3 互动探究克疑难 教材梳理预新知 课堂自测固双基 课时评价提能力 生物选择性必修3 互动探究克疑难 教材梳理预新知 课堂自测固双基 课时评价提能力 生物选择性必修3 互动探究克疑难 教材梳理预新知 课堂自测固双基 课时评价提能力 生物选择性必修3 互动探究克疑难 教材梳理预新知 课堂自测固双基 课时评价提能力 生物选择性必修3 互动探究克疑难 教材梳理预新知 课堂自测固双基 课时评价提能力 生物选择性必修3 互动探究克疑难 教材梳理预新知 课堂自测固双基 课时评价提能力 生物选择性必修3 互动探究克疑难 教材梳理预新知 课堂自测固双基 课时评价提能力 生物选择性必修3 互动探究克疑难 教材梳理预新知 课堂自测固双基 课时评价提能力 生物选择性必修3 互动探究克疑难 教材梳理预新知 课堂自测固双基 课时评价提能力 生物选择性必修3 互动探究克疑难 教材梳理预新知 课堂自测固双基 课时评价提能力 生物选择性必修3 互动探究克疑难 教材梳理预新知 课堂自测固双基 课时评价提能力 生物选择性必修3 互动探究克疑难 教材梳理预新知 课堂自测固双基 课时评价提能力 生物选择性必修3 互动探究克疑难 教材梳理预新知 课堂自测固双基 课时评价提能力 第2节　 动物细胞工程 第1课时　 动物细胞培养 课标内容要求 核心素养对接 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 2．简述干细胞在生物医学工程中有广泛的应用价值 生命观念：理解动物细胞培养的条件 科学思维：说出动物细胞培养的具体过程 社会责任：阐述干细胞培养过程及其在医学上的应用 ◆[基础梳理] 一、动物细胞培养 1．动物细胞的培养过程 2．培养条件 ①无菌、无毒的环境：对　培养液　和所有培养用具进行无菌处理，添加　抗生素　，定期更换培养液以清除　代谢产物　。 ②营养：除正常的有机和无机营养外，需加入　血清、血浆　等一些天然成分。 ③适宜的温度和pH：温度为　36.5±0.5 ℃　(哺乳动物)，pH为　7.2～7.4　。 ④气体环境：含95%空气加　5%CO2　的混合气体，其中后者的作用是　维持培养液的pH　。 3．应用：生物制品的生产、检测　有毒物质　、医学研究。 二、干细胞培养及其应用 1．定义及分布：在一定条件下，干细胞可以分化成其他类型的细胞。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。 2．分类及功能 ◆[基础诊断] (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)胚胎干细胞可以来源于早期胚胎，也可以来源于组织细胞。( × ) 疑难点一　动物细胞培养 1．动物细胞培养过程分析 (1)培养流程 (2) 酶处理 ①用酶“两次”处理的目的：第一次使用的目的是使组织细胞分散开；第二次使用的目的是使细胞从瓶壁上脱离下来，便于分散后继续培养。 ②使细胞分散开的原因：一是能保证细胞所需要的营养供应；二是能保证细胞内有害代谢产物及时排出。 ③不能用胃蛋白酶处理：由于大多数动物细胞培养的适宜pH为7.2～7.4，而胃蛋白酶发挥作用的最适pH为1.5～2.0，因此不能用胃蛋白酶使细胞分散开。 (3)原代培养和传代培养 ①原代培养：动物组织分散后的初次培养。 ②传代培养：原代培养过程中，贴满瓶壁的细胞需要重新用胰蛋白酶处理，然后分瓶培养(或液态细胞悬液的分瓶培养)，让细胞继续增殖的过程。 2．动物细胞培养与植物组织培养的比较 比较项目 动物细胞培养 植物组织培养 生物学原理 细胞增殖 细胞全能性 培养基性质 液体 固体 培养结果 子代细胞 新的植株 应用 是动物细胞工程的基础 (1)快速繁殖； (2)培育作物新品种； (3)细胞产物的工厂化生产； (4)作物脱毒 培养条件 无菌、适宜的温度和pH 取材 新鲜的组织 植物器官、组织或细胞 培养对象 分散的单个细胞 植物器官、组织或细胞 过程 原代培养、传代培养 脱分化、再分化 细胞分裂、 生长、分化 特点 (1)贴壁生长； (2)接触抑制 (1)脱分化：形成愈伤组织； (2)再分化：形成根、芽等 3.培养条件的分析 (1)添加血清的作用：血清和血浆中含有多种维持细胞正常代谢和生长的物质，如蛋白质、氨基酸、未知的促生长因子等。细胞培养时，一般需添加10%～20%的血清或血浆。 (2)气体环境：CO2调节培养液pH，O2维持细胞有氧呼吸。 [特别提醒]　(1)培养动物细胞时没有脱分化的过程，因为高度分化的动物细胞发育潜能受到限制，失去了发育成完整个体的能力。 (2)不是所有的细胞在增殖过程中都存在接触抑制。例如，癌细胞增殖时不存在接触抑制，所以在培养瓶中可以形成多层细胞。 ◆[互动探究] 1．动物细胞培养时，要先将动物组织分散成单个细胞，为什么？ 提示：①保证细胞所需要的营养供应；②保证细胞内有害代谢产物的及时排出。 2．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。 3．动物细胞培养能否获得完整个体，为什么？ 提示：不能，动物细胞高度分化，不能表现出细胞的全能性，培养时细胞只进行生长和增殖，不能得到完整个体。 ◆[对点训练] 1．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(　　 ) eq \x(\a\al(实验,小鼠))甲,eq \x(\a\al(皮肤,组织))乙,eq \x(\a\al(皮肤,细胞)) eq \o(――→,\s\up17(丙)) eq \x(\a\al(细胞,培养1)) eq \o(――→,\s\up17(丁)) eq \x(\a\al(细胞,培养2)) A．动物细胞培养体现了动物细胞的全能性 B．乙过程对皮肤组织可用胃蛋白酶消化 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 解析：D　[全能性是指已分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能，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，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也可能发生改变，C错误；丁过程属于传代培养，此过程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。] 2．离体的植物组织或细胞在适当培养条件下发育成完整的植株，而离体动物细胞却没有发育成动物的成熟个体，原因是(　　 ) A．动物细胞内没有成套的遗传物质 B．动物细胞的全能性随分化程度提高而受到限制，分化潜能变弱 C．动物细胞的细胞核太小 D．动物细胞的全能性低于植物细胞 解析：B　[动物细胞的全能性随分化程度的提高而受限变弱，只能通过核移植实现克隆动物的目的，所以动物细胞的全能性不容易实现；动物细胞的全能性与细胞核大小无关。] ◆[方法总结] 原代培养和传代培养的区分 区分两种“培养”的关键是看用胰蛋白酶处理的对象。 ①第一次：用胰蛋白酶对剪碎的动物组织进行处理，使其分散成单个细胞后进行培养，为原代培养。 ②第二次：细胞培养过程中出现接触抑制，用胰蛋白酶使其从瓶壁上脱离下来，然后，将其分散到多个培养瓶中继续培养，为传代培养。 疑难点二　干细胞培养及其应用 1．三种干细胞的比较 胚胎干细胞 成体干细胞 诱导多能干细胞 (iPS细胞) 来源 或分 类 早期胚胎 成体组织或器官。包括骨髓中的造血干细胞，神经系统中的神经干细胞，睾丸中的精原干细胞 高度分化的组织细胞诱导而来 特点 具有分化成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 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 诱导过程中无须破坏胚胎，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，无伦理问题 分化 程度 胚胎干细胞<成体干细胞<诱导多能干细胞 2.干细胞的应用 有着自我更新能力及分化潜能的干细胞，与组织、器官的发育、再生和修复等密切相关，因而在医学上有着广泛的应用。例如，将正常的造血干细胞移植到病人体内，恢复病人的造血和免疫功能，已成为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的一种重要手段；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。 ◆[互动探究] 1．胚胎干细胞的来源有哪些？为什么可以分化为动物体内任何一种组织？ 提示：胚胎干细胞可从早期胚胎中分离出来。胚胎干细胞具有发育的全能性，能分化为动物体内任何一种组织。 2．iPS细胞为什么可以解决供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题？ 提示：通过胚胎干细胞体外诱导分化，可以培育出人造器官，从而解决供体器官不足的问题。另一方面，由于是自身细胞经诱导分化形成的，所以无免疫排斥反应。 ◆[对点训练] 1．中国科学家倡导的以脐带血作储存的“生命银行”，是利用脐带血中的(　　) A．红细胞　　　　　 B．营养物质 C．遗传基因 D．干细胞 解析：D　[脐带血中含有干细胞，干细胞具有全能性，可以分化得到不同种类的细胞。] 2．现在有一个婴儿在出生后医院为他保留了脐带血，在他以后生长发育过程中如果出现了某种难治疗的疾病，就可以通过血液中的干细胞来为他治病，关于这个实例说法正确的是(　　 ) A．用干细胞培育出人体需要的器官用来移植治病，需要激发细胞的所有全能性 B．用脐带血中的干细胞能够治疗这个孩子所有的疾病 C．如果要移植用他的干细胞培育出的器官，需要用到细胞培养技术 D．如果要移植用他的干细胞培育出的器官，应该长期给他使用免疫抑制药物 解析：C　[脐带血中含有大量未成熟的造血干细胞，将脐带血细胞移植，对白血病、再生障碍性贫血等恶性血液病的治疗具有疗效；用干细胞培育出人体需要的器官用来移植治疗，只要诱导细胞分化成该组织、器官即可，不需激发其所有全能性；脐带血移植属自体移植，基本不会发生免疫排斥反应，不需要长期给他使用免疫抑制药物。] 1．动物细胞培养与植物组织培养的重要区别在于(　　 ) A．培养基不同 B．动物细胞培养不需要在无菌条件下进行 C．动物细胞可以传代培养，而植物细胞不能 D．动物细胞能够大量培养，而植物细胞只能培养成植株 解析：A　[动物细胞培养的培养基与植物组织培养的培养基不同，动物细胞一般用液体培养基培养，而植物组织培养一般用固体培养基，与植物组织培养的培养基相比，动物细胞培养的培养基中还要加动物血清等，A项正确；它们都是在无菌条件下进行的，都可以传代培养，且都能够大量培养，B、C、D项的叙述有误。] 2．下列关于动物细胞培养的相关叙述，正确的是(　　 ) A．动物细胞培养的理论基础是细胞的全能性 B．动物细胞培养技术是其他动物细胞工程技术的基础 C．动物细胞培养前和培养过程中都要用胃蛋白酶处理 D．动物细胞在培养过程中都会出现细胞贴壁现象 解析：B　[动物细胞培养的理论基础是动物细胞增殖，A错误；动物细胞培养技术是其他动物细胞工程技术的基础，其他的动物细胞工程技术是在动物细胞培养的基础上建立起来的，B正确；动物细胞培养前和培养过程中都要用胰蛋白酶处理，不能用胃蛋白酶处理，C错误；动物细胞培养过程中通常会出现细胞贴壁现象，癌细胞培养过程中未必会出现该现象，D错误。] 3．下列关于动物细胞培养的叙述，错误的是(　　 ) A．动物细胞培养前和培养过程中常需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理 B．培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞 C．动物细胞培养液中通常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、动物血清等 D．动物细胞培养应在含5%CO2的恒温箱中培养，CO2的作用是维持培养液的pH 解析：B　[动物细胞培养前要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞，细胞培养过程中贴满瓶壁的细胞重新要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞继续传代培养，A正确；培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成单层细胞，B错误；动物细胞培养液中通常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、动物血清等，以满足动物细胞对营养的需求，C正确；动物细胞培养需要气体环境，将其置于含95%的空气和5%的CO2混合气体的恒温箱中培养，CO2的作用是维持培养液的pH，D正确。] 4．下列人体细胞中分化程度最低的是(　　 ) A．胚胎干细胞　　　　　 B．造血干细胞 C．胰腺细胞 D．肌肉细胞 解析：A　[在体细胞中胚胎干细胞具有发育的全能性，分化程度最低；造血干细胞只能分化为各种血细胞，分化程度较高；胰腺细胞和肌肉细胞执行特定功能，分化程度最高。] 5．如图为动物细胞培养过程示意图，请回答以下几个问题： (1)容器A中的动物器官或组织首先要剪碎，然后用胰蛋白酶处理，其目的是____________________________________________ ____________________________________________________ __________________________________________________。 (2)培养先在B瓶中进行。瓶中的培养基成分有葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和　____________　等。细胞增殖产生的新细胞通常会表现出　________　生长现象。当细胞分裂生长到　____________　时，就会停止分裂增殖，这种现象称为接触抑制，需用胰蛋白酶处理后分瓶继续培养，称为　________　。有一类不正常的动物细胞，体外培养不受接触抑制机制的制约而表现为“疯长”，这类细胞最可能是　________　。 解析：(1)用胰蛋白酶处理动物的组织碎块，能使组织分散成单个细胞，形成细胞悬液，有利于细胞的生长和增殖；(2)进行动物细胞培养，需要在培养基中加入一定量的动物血清，内含多种营养物质和促生长因子；体外进行细胞培养，细胞会表现出贴壁生长现象，当它们分裂生长到表面相互接触时，细胞的分裂增殖就会停止，即所谓的接触抑制，而癌细胞不受这一机制的制约，表现为“疯长”。出现接触抑制时，需对细胞进行传代培养。 答案：(1)使细胞分散成单个细胞，每个细胞可以与培养液充分接触　(2)动物血清　贴壁　表面相互接触　传代培养　癌细胞 $