2.2.1动物细胞培养（含游戏闯关交互动画）（教学课件）生物人教版选择性必修3

该高中生物学课件聚焦动物细胞培养，系统涵盖培养条件、过程及干细胞应用。以烧伤患者皮肤移植问题导入，通过“问题驱动-原理阐释-操作解析-应用拓展”的学习支架，串联技术基础与临床实践，帮助学生构建知识逻辑链。 其亮点在于融合科学思维与探究实践，如通过发展历程时间线培养历史观，设置“接触抑制”等思考问题引导科学探究，对比动植物细胞培养强化结构与功能观。采用高考真题巩固知识，助力学生形成生命观念，教师可借助清晰流程与分层习题提升教学实效。

null 选必三 第2节 动物细胞工程 （第一课时） 第2章 细胞工程 2019人教版·生物·选择性必修3 动物细胞培养 1 希普：首例胚胎移植成功 哈里森:首创动物组织体外培养法 张明觉：发现哺乳动物精子获能现象 格登、童第周：体细胞核移植成功 试管家兔诞生 米尔斯坦和科勒：创立单克隆抗体技术 胚胎分割移植成功 埃文斯：成功分离和培养小鼠的胚胎干细胞 克隆羊多莉诞生 山中伸弥：获得诱导多能干细胞 单细胞基因组测序进行遗传病筛查的试管婴儿诞生 我国科学家首次培育了体细胞克隆猴。 1890年 1907年 1951年 1958年 1959年 1975年 1978年 1981年 1996年 2006年 2014年 2017年 动物细胞工程的发展历程 科技探索之路 P33 2 人造皮肤 应用 克隆猴 应用 单克隆抗体 应用 动物细胞工程常用的技术 动物细胞培养 动物细胞融合 动物细胞核移植 动物细胞工程常用的技术 动物细胞工程的基础 01 动物细胞培养的条件 02 动物细胞培养的过程 目录 03 干细胞培养及其应用 04 练习与应用 动物细胞培养 4 教材分析 一、学习目标 二、重难点 1.概述动物细胞培养需要的基本条件。 2.阐明细胞培养的基本操作过程，思考细胞培养中应注意的问题。 3.简述干细胞在生物医学工程中有广泛的应用价值。 4.客观分析干细胞在临床上应用所产生的效益与风险。 1.动物细胞培养的条件和过程。 2.干细胞在生物医学工程中的应用。 5 在治疗大面积烧伤时，通常采用的方法是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植。但对这样的病人来说，自体健康皮肤非常有限，使用他人皮肤来源又不足，而且会产生免疫排斥反应。 课堂导入 思考：怎样获得大量的自体健康皮肤？能不能用自体皮肤的单个细胞培养出可供移植的皮肤？ 通过细胞培养构建的人造皮肤 可以从病人身上取少量正常、健康的皮肤在体外进行培养、扩增；目前，科学家还在研究对皮肤干细胞进行培养，以获得适合临床上使用的人造皮肤。 课堂导入 人造皮肤：人体再生术的秘密 探究新知 动物细胞培养 ①概念： 从动物体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后在适当的培养条件下，让这些细胞生长和增殖的技术。 细胞生长和增殖 适宜条件 动物体 组织 取出 单个细胞 分散 ②原理： 细胞增殖（有丝分裂） ③目的： 获得细胞或细胞产物；不能获得完整动物个体。 ④地位： 动物细胞工程的基础 那么，动物细胞的培养需要哪些条件呢？ 动物细胞培养的条件 01 探究新知 9 合成培养基 营养条件 其他条件 < < 糖类 氨基酸 无机盐 维生素 无菌、无毒的环境 适宜的温度、pH和渗透压 适宜的气体环境 动物细胞培养 所需的基本条件 一、动物细胞培养的条件 1.营养条件 + 血清等天然成分 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。 含人类未知、细胞生长增殖所必需的物质，满足细胞对未知营养成分的需求。 培养动物细胞一般使用液体培养基，也称培养液。 不能以淀粉、蔗糖为碳源 动物细胞培养通常要添加血清的原因： 血清中含有蛋白质、氨基酸、葡萄糖、激素等，其中，蛋白质主要为白蛋白和球蛋白；氨基酸有多种，是细胞合成蛋白质的基本原料，且有些氨基酸是动物细胞本身不能合成的（称为必需氨基酸），必须由培养液提供；激素有胰岛素、生长激素等。血清还含有多种未知的促细胞生长因子、促贴附因子及其他活性物质，它们能促进细胞的生长、增殖和贴附。因此，在培养动物细胞时，为保证细胞能够顺利生长和增殖，一般需在培养基中添加10%~20％的血清等天然成分。 一、动物细胞培养的条件 2.无菌、无毒的环境 ①对培养液和所有培养用具进行 处理 ②在 下进行操作； ③还需要 。 灭菌 无菌环境 定期更换培养液 思考 1.为什么培养液需要定期更换？ 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。 2.如何防止培养过程中的微生物污染？ 在细胞培养液中添加一定量的抗生素。 一、动物细胞培养的条件 3.适宜的温度、pH和渗透压 哺乳动物细胞培养的温度多 以 为宜； 维持适宜渗透压的目的____________________________ 多数动物细胞生存的适宜pH为__________ ①适宜的温度： ②适宜的pH： ③适宜的渗透压： 36.5±0.5℃ 7.2-7.4 维持细胞正常的形态和功能 一、动物细胞培养的条件 4.适宜的气体环境 ①气体的组成及作用： O2： CO2： 细胞代谢所必需 维持培养液的pH ②容器： 通常采用培养皿或松盖培养瓶。 ③仪器： 置于含有_________ 和 ________ 的混合气体的CO2培养箱中进行培养。 95%空气 5%CO2 CO2 培养箱 动物细胞培养的过程又是怎样的呢？ 动物细胞培养的过程 02 探究新知 14 二、动物细胞培养的过程 取动物组织 分散成单个细胞 传代培养 制成细胞悬液 原代培养 二、动物细胞培养的过程 取动物组织 分散成单个细胞 传代培养 制成细胞悬液 原代培养 制成细胞悬液 取动物组织 1.取动物组织 (1)取材对象: (2)取材原因: 一般选取动物胚胎或幼龄动物的组织、器官 细胞分化程度低，增殖能力强，容易培养 二、动物细胞培养的过程 取动物组织 分散成单个细胞 传代培养 制成细胞悬液 原代培养 2.分散成单个细胞 (1)原因： (2)方法： ①成块组织中，细胞与细胞靠在一起，彼此限制了生长和增殖。 ②利于细胞与培养液充分接触，更易进行物质交换。（保证细胞所需的营养物质供应及有害产物及时排出） ①机械法 ②用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理一段时间 制成细胞悬液 取动物组织 二、动物细胞培养的过程 取动物组织 分散成单个细胞 传代培养 制成细胞悬液 原代培养 思考 1.进行动物细胞培养时常用胰蛋白酶分散细胞，这说明细胞间的物质主要是什么成分？改用胃蛋白酶行吗？ 2.分散成单个细胞 蛋白质；不行，胃蛋白酶作用的适宜pH约为2，当pH大于6时，胃蛋白酶就会失去活性。多数动物细胞培养的适宜pH为7.2～7.4，胃蛋白酶在此环境中没有活性。 2.如果胰蛋白酶处理时间过长，会出现什么结果？ 胰蛋白酶不仅能分解细胞间的蛋白质，细胞膜也含有蛋白质，长时间作用还会分解细胞膜蛋白等，对细胞造成损伤。因此，用胰蛋白酶分散细胞要控制好作用时间。 二、动物细胞培养的过程 取动物组织 分散成单个细胞 传代培养 制成细胞悬液 原代培养 3.制成细胞悬液 制成细胞悬液 取动物组织 放入CO2培养箱中培养 转入培养液中进行原代培养 (1)用_________将细胞制成细胞悬液。 培养液 (2)将细胞悬液放入_________________内，置于适宜环境中进行__________。 培养皿或培养瓶 原代培养 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。 二、动物细胞培养的过程 取动物组织 分散成单个细胞 传代培养 制成细胞悬液 原代培养 4.原代培养 (1)概念： (2)体外培养的细胞类型： 指动物组织经处理后的初次培养。 悬浮生长的细胞 贴壁生长的细胞 ①悬浮生长类（少数） 细胞能够悬浮在培养液中生长增殖。 细胞需要贴附于某些基质表面才能生长增殖。 ②贴壁生长类（大多数） 要求：培养瓶或培养皿的内表面光滑、无毒、易于贴附。 二、动物细胞培养的过程 取动物组织 分散成单个细胞 传代培养 制成细胞悬液 原代培养 4.原代培养 思考 细胞培养一段时间，分裂会受阻，这是为什么？怎样解决这一问题？ 悬浮生长 贴壁生长 (大多数） 细胞密度过大、有害代谢物积累、营养物质缺乏等 接触抑制 细胞分裂受阻 解决 传代培养 分瓶培养 ②制成细胞悬液，分瓶培养 ①收集细胞 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。 悬浮培养的细胞:直接用离心法收集 贴壁细胞:用胰蛋白酶等处理分散成单个细胞，再离心法收集 二、动物细胞培养的过程 取动物组织 分散成单个细胞 传代培养 制成细胞悬液 原代培养 5.传代培养 怎么区分原代培养和传代培养？ 判断依据：是否分瓶！ 制成细胞悬液 取动物组织 放入CO2培养箱中培养 放入CO2培养箱中培养 传代培养 转入培养液进行原代培养 原代培养：指动物组织经处理后的初次培养。 传代培养：分瓶后的细胞培养。 思考 原代培养和传代培养的区别 原代培养和传代培养一般均需对细胞进行胰蛋白酶分散处理，区分两种“培养”的关键是看用胰蛋白酶处理的对象。 1原代培养:用胰蛋白酶对破碎的动物组织进行处理，分散后培养。 2传代培养:细胞培养过程中若出现接触抑制，则用胰蛋白酶处理使其从瓶壁上脱离下来，分散到多个培养瓶中继续培养。 思考 二、动物细胞培养的过程 “细胞增殖到互相接触的时候，糖蛋白识别了这种信息，就会使细胞停止继续繁殖，出现接触抑制的现象”试结合上述解释，举例说明哪种细胞无接触抑制现象，并阐述原因。 癌细胞；癌细胞的细胞膜上糖蛋白等物质减少。 肿瘤细胞失去接触抑制， 条件适宜在培养液可以无限增殖下去。 瓶壁上的细胞层数是：一层（或单层） 瓶壁上的细胞层数是：多层 拓展延伸 细胞株 从原代培养细胞群中筛选出进行传代培养的细胞，能传到10-50代，其遗传物质没有发生变化。 细胞系 传到50代后，有部分细胞遗传物质发生了变化，具有癌细胞的特点，失去接触抑制，可能在培养条件下无限制的传代下去。 传代培养一般培养有限代次后，细胞就会死亡，如果细胞不死，就意味着细胞的遗传物质发生了改变，即具有异倍体核型。 目前用于冷冻保存的正常细胞通常为10代以内的细胞，以保持细胞正常的二倍体核型。 悬浮培养的细胞:直接用离心法收集 贴壁细胞:用胰蛋白酶处理分散成单个细胞，再用离心法收集 取动物组织 用机械法或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理 分散成单个细胞 解决 悬浮生长 贴壁生长 (大多数） 细胞密度过大、有害代谢物积累、营养物质缺乏等 接触抑制 传代培养 制成细胞悬液 原代培养 分瓶 培养 加培养液 在培养皿或培养瓶内 细胞分裂受阻 ② 制成细胞悬液，分瓶培养 ① 收集细胞 小结1：动物细胞培养的过程 比较项目 植物组织培养 动物细胞培养 原理 培养基性质 培养基特有成分 培养结果 培养目的 相同点 小结2：植物组织培养和动物细胞培养的比较 获得细胞或细胞产物 常用固体培养基 植物体 葡萄糖、动物血清 常用液体培养基 细胞增殖 细胞的全能性 许多细胞 快速繁殖等 蔗糖、植物激素 1.培养过程中细胞都进行有丝分裂，不涉及减数分裂； 2.均需无菌操作，需要适宜的温度、pH等条件 趣味交互活动 单击上方链接 1.活动链接 2.操作方法 打开界面 根据各关卡的文本和语音提示进行拖拽或选择操作 3.活动界面预览 动物细胞培养大闯关 27 1.研究小组为测定某药物对体外培养的细胞的毒性，用不同浓度的药物溶液对动物肝细胞进行培养。下列有关该实验的叙述，错误的是（　　） A．制备肝细胞悬液不能用胃蛋白酶代替胰蛋白酶处理肝组织 B．培养肝细胞，需将含动物血清的培养基置于恒温培养箱中 C．培养液需要进行灭菌处理，而且还需要定期更换培养液 D．需要在含95%O2和5%CO2的混合气体的培养箱中培养动物细胞 习题巩固 D 空气 【详解】A、制备肝细胞悬液不能用胃蛋白酶代替胰蛋白酶处理肝组织，是由于细胞培养的pH条件是7.2-7.4，而胃蛋白酶的最适pH处于1.5-2.0之间，A正确； B、培养肝细胞时，需将含动物血清的培养基置于恒温培养箱中，B正确； C、培养液需要进行灭菌处理，而且还需要定期更换培养液，以防止代谢废物积累，C正确； D、需要在含95%空气和5%CO2的混合气体的CO2培养箱中培养动物细胞，D错误。 故选D。 2.在治疗烧伤时，通常采用的方法是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植。但对大面积烧伤的病人，自体健康的皮肤非常有限，利用动物细胞培养技术可以得到大量的自体健康皮肤。下列叙述错误的是（    ） A．可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶将烧伤病人的组织分散成单个细胞 B．培养液中通常含有糖类、氨基酸、无机盐、维生素等 C．贴壁生长的皮肤细胞进行传代培养时，直接用离心法收集 D．传代培养时细胞可能出现遗传物质改变而引起的功能变化 习题巩固 C 先用胰蛋白酶处理 【详解】A、胰蛋白酶或胶原蛋白酶可分解细胞间的蛋白质（如胶原蛋白），使组织分散成单个细胞，A正确； B、动物细胞培养液通常含有糖类、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等，B正确； C、贴壁细胞传代时需先用胰蛋白酶处理，使细胞脱离瓶壁，再离心收集。直接离心无法收集贴壁细胞，C错误； D、传代培养中部分细胞遗传物质可能已经改变（如癌变），导致功能变化，D正确。 故选C。 习题巩固 3.（2025·广东·高考真题）将人眼睑成纤维细胞传代培养后，再培养形成支架，在该支架上接种人口腔黏膜上皮细胞，培养一段时间后分离获得上皮细胞片层，可用于人工角膜的研究。上述过程不涉及（    ） A．制备细胞悬液 B．置于等适宜条件下培养 C．离心收集细胞 D．用胰蛋白酶消化支架后分离片层 D 不用胰蛋白酶消化支架，避免将上皮细胞片层分离成单独细胞。 【详解】A、动物细胞培养时，为增大细胞与培养液的接触面积，需要制备细胞悬液，A正确； B、置于等适宜条件下培养，其中5%的CO2可维持培养液的pH，B正确； C、在成纤维细胞传代培养过程中需要通过离心收集细胞，C正确； D、不用胰蛋白酶消化支架，避免将上皮细胞片层分离成单独细胞，D错误。 故选D。 干细胞培养及其应用 03 探究新知 31 三、干细胞培养及其应用 干细胞 ①概念： ②分布： ③特点： ④类型： 动物和人体内仍保留的少数具有分裂和分化能力的细胞。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 、 和 等多种组织和器官中。 早期胚胎 骨髓 脐带血 体积较小，细胞核大，核仁明显。 胚胎干细胞 成体干细胞 按来源 全能干细胞 多能干细胞 按分化潜能 专能干细胞 三、干细胞培养及其应用 三、干细胞培养及其应用 1.胚胎干细胞(ES或EK细胞) 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。 胚胎干细胞 分布 特点 应用实例 在体外分化成心肌细胞、 神经元细胞和造血干细胞等 必须从胚胎中获取，涉及伦理问题；因而限制了在医学上的应用。 局限性 加入分化诱导因子 三、干细胞培养及其应用 2.成体干细胞 成体组织或器官内 造血干细胞（骨髓、外周血和脐带血中） 神经干细胞（神经系统中） 精原干细胞（睾丸中） 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 成体干细胞 分布 举例 特点 应用实例 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） 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 造血干细胞→ 神经干细胞→ 治疗细胞损伤造成的疾病 发现最早、研究最多、应用最成熟。 三、干细胞培养及其应用 3.诱导多能干细胞(iPS细胞) 通过体外诱导小鼠成纤维细胞得到的类似胚胎干细胞的一种细胞 ①将特定基因或特定蛋白导入细胞中（成纤维细胞、已分化的T细胞、B细胞） 诱导多能干细胞 概念 制备方法 应用 优点 ②用小分子化合物诱导形成 ①诱导过程无须破坏胚胎； ②iPS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。 可治疗镰状细胞贫血症； 在治疗阿尔兹海默病、心血管疾病等领域的研究也取得了新进展 应用前景优于胚胎干细胞 三、干细胞培养及其应用 3.诱导多能干细胞(iPS细胞) 移植 取成纤维细胞等 iPS细胞 转入相关因子 细胞发生转化 分化 胰岛细胞 神经元 血细胞 肠上皮细胞 心肌细胞 肝细胞 病人 iPS细胞用于治疗人类疾病示意图 取成纤维细胞 转入相关因子 细胞转化为iPS细胞 诱导iPS细胞定向分化为多种组织细胞 移植回病人体内 小结：干细胞培养及其应用 来源或存在 功能、特点 局限性 胚胎干细胞 (ES细胞) 成体干细胞 诱导多能干细胞 (iPS细胞) 早期胚胎 能够分化成为动物体内的任何细胞，并进一步形成组织、器官甚至生物个体的潜能 成体组织或器官，如造血干细胞、神经干细胞和精原干细胞等 体外诱导体细胞（小鼠成纤维细胞）产生，类似胚胎干细胞 能分化成为具有特定功能的细胞来治疗疾病。无须破坏胚胎，且避免免疫排斥反应。 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 需从胚胎中获取，涉及伦理问题，限制了它在医学上的应用 前景优于胚胎干细胞，技术不成熟。 干细胞应用面临的问题：存在着导致肿瘤发生的风险。 习题巩固 1.胚胎干细胞（ES细胞）在功能上具有发育的全能性，下列有关胚胎干细胞的叙述错误的是（　　） A．胚胎干细胞可以由早期胚胎中分离获得 B．ES细胞分化程度低，具有较强的组织特异性 C．在形态上具有体积小、细胞核大、核仁明显的特点 D．分化诱导因子可诱导ES细胞向不同类型细胞分化 B 全能性 【详解】A、胚胎干细胞可以由早期胚胎或原始性腺中分离获得，A正确； B、ES细胞分化程度低，具有全能性，不具有特异性，B错误； C、在形态上具有体积小、细胞核大、核仁明显的特点，C正确； D、胚胎干细胞（ES细胞）在功能上具有发育的全能性，分化诱导因子可诱导ES细胞向不同类型细胞分化，D正确。 故选B。 习题巩固 2.（2025·贵州·二模）研究人员通过体外诱导小鼠成纤维细胞，培育出了类似胚胎干细胞的一种诱导多能干细胞，即iPS细胞。iPS细胞可以来源于病人自身，为再生医疗开辟了一条崭新的道路。下列相关叙述错误的是（    ） A．克隆培养iPS细胞时，需加入一定量的抗生素以防止杂菌污染 B．皮肤细胞与其诱导产生的iPS细胞的蛋白质不完全相同 C．科学家普遍认为胚胎干细胞的应用前景优于iPS细胞 D．成纤维细胞转变为iPS细胞后，其细胞增殖能力增强 C 【详解】A、克隆培养iPS细胞需在无菌环境中进行，加入抗生素可抑制微生物繁殖，防止杂菌污染，A正确； B、皮肤细胞（成纤维细胞）为高度分化的体细胞，iPS细胞是经诱导形成的多能干细胞，二者基因选择性表达不同，蛋白质种类存在差异，B正确； C、iPS细胞源于患者自身细胞，可避免免疫排斥反应，且不涉及胚胎伦理问题，应用前景优于胚胎干细胞，C错误； D、成纤维细胞分化程度高，增殖能力有限；iPS细胞具有类似胚胎干细胞的强增殖能力，D正确。 故选C。 习题巩固 3.（2024·重庆·一模）我国科学家团队利用化学重编程技术在体外将患者体细胞诱导成ips（诱导多能干细胞）细胞，并将ips细胞诱导分化成衍生胰岛B细胞，将衍生胰岛B细胞移植到I型糖尿病患者体内，使患者摆脱了对外源胰岛素的依赖，下列有关叙述正确的是（　　） A．衍生胰岛B细胞形成的过程中需导入患者的胰岛素基因 B．移植前需用葡萄糖刺激衍生胰岛B细胞，测试其产生胰岛素能力 C．诱导后的衍生胰岛B细胞可以再分化成其他细胞 D．ips细胞诱导分化成衍生胰岛B细胞体现了细胞的全能性 B 【详解】A、衍生胰岛B细胞中本来就含有胰岛素基因，A错误； B、胰岛B细胞在较高的血糖浓度下分泌胰岛素，降低血糖，所以衍生的胰岛B细胞需在葡萄糖的诱导下成功表达胰岛素，以确保衍生的胰岛B细胞能够正常发挥功能，才可用于移植治疗糖尿病，B正确； C、诱导后的衍生胰岛B细胞不可以再分化成其他细胞，因为细胞分化具有稳定性，C错误； D、ips细胞诱导分化成衍生胰岛B细胞的过程是细胞分化的结果，没有体现细胞的全能性，D错误。 故选B。 动物细胞培养的原理和目的 动物细胞培养的条件 动物细胞培养的过程 原理：细胞的增殖 目的：获得细胞或细胞产物 (1)营养条件 (2)无菌、无毒的环境 (3)适宜的温度、pH和渗透压 (4)适宜的气体环境 取动物组织 单个细胞 细胞悬液 原代培养 传代培养 干细胞培养及其应用 干细胞的种类、特点及应用 iPS细胞的培养和应用 课堂小结 动物细胞培养 练习与应用 04 43 一、概念检测 1.判断下列有关动物细胞培养的表述是否正确。 （1）培养环境中需要O2，不需要CO2 。（ ） （2）细胞要经过脱分化形成愈伤组织。（ ） （3）培养液中通常含有糖类、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清（ ） （4）培养瓶中的细胞需定期用胰蛋白酶处理,分瓶后才能继续增殖（ ） 教材P47 2.干细胞有着广泛的应用前景。下列相关叙述错误的是( ) A.干细胞是从胚胎中分离提取的细胞 B.造血干细胞可以分化为各种血细胞 C.不同类型的干细胞,它们的分化潜能是有差别的 D.由iPS细胞产生的特定细胞,可以在新药的测试中发挥重要作用 √ × × 练习与应用 × A 二、拓展应用 1.现在关于iPS细胞的研究正在不断深入。请你从以下两个方面来查阅资料进行思考。 （1）由于诱导iPS细胞、促使其分化都需要时间，因此用某人特异的iPS细胞进行医疗只限于时间比较充裕的情形。从实际事故、疾病发生的不可预测性方面考虑，如果要将这些细胞用于紧急情况，应该提前采取什么措施? 教材P47 练习与应用 像建立骨髓库一样，有研究团队正在尝试建立HLA(Human Leukocyte Antigen,人类白细胞抗原)多态性丰富的iPS细胞库，可以为需要的人找到HIA匹配度较高的iPS细胞，这样不仅可以节省时间、成本，还能减轻异体干细胞移植后发生的免疫排斥反应。 教材P47 练习与应用 （2）如果诱导iPS细胞定向分化为生殖细胞的技术发展成熟，该技术可能会有哪些应用？又可能带来哪些问题？ 该技术可能被用于治疗不孕症； 获得足够量的生殖细胞来进行濒危物种的克隆研究； 获得生殖细胞进行转基因操作，再经过受精、胚胎发育等过程来获得转基因动物。 该技术可能带来一系列的伦理问题。 例如，如果用同一个人的iPS细胞分别诱导形成精子和卵子，两者受精可能培育出“单亲”婴儿；有的人还可能有目的地选择iPS细胞，从而“设计”婴儿。 2.下图为利用正常的小鼠细胞进行动物细胞培养的过程，①～④表示相关过程。下列相关叙述正确的是（    ） A．过程①可以使用机械法或胃蛋白酶等将组织分散成细胞 B．过程②和过程④中细胞只能贴壁生长 C．培养细胞2需要贴附于基质表面生长，可直接用离心法进行收集 D．培养液中通常含有糖类、氨基酸、无机盐、维生素、血清等 胰蛋白酶或胶原蛋白酶 练习与应用 D 悬浮生长 【详解】A、过程①可以使用机械法或酶解法使细胞分散成单个细胞，所用酶为胰蛋白酶或胶原蛋白酶，A错误； B、过程②和过程④中某些细胞可悬浮生长；B错误； C、培养细胞2时，一般会出现接触抑制和贴壁生长现象，需先用胰蛋白酶等处理，后才能用离心法进行收集，C错误； D、培养液中通常含有糖类、氨基酸、无机盐、维生素、血清等，D正确。 故选D。 3.有一种“生物活性绷带”，其原理是先采集一些细胞标本，再让其在特殊膜上增殖，5~7天后，将膜片敷到患者伤口上，膜片会将细胞逐渐“释放”到伤口处，并促进新生皮肤层生长，达到伤口愈合的目的。下列有关叙述不正确的是 （　　） A. 这种“生物活性绷带”的生产应用了动物细胞培养技术 B. 在膜片上培养的细胞样本最好选择患者本人的干细胞 C. 膜片“释放”的细胞能使患者自身伤口愈合，与两者细胞膜的信息交流无关 D. 若采用异体皮肤移植会导致免疫排斥反应 练习与应用 C 【解析】A、“生物活性绷带”的生产是先采集一些细胞标本，再让其在特殊膜上增殖，应用了动物细胞培养技术，A正确； B、种植在膜片上的细胞最好选本人的干细胞，因为干细胞分化程度很低，可以增殖分化形成特定的组织，且本人的干细胞不会产生免疫排斥反应，B正确； C、膜片“释放”的细胞能与患者自身皮肤愈合，这与细胞膜表面的糖蛋白的识别作用有关，与细胞膜的信息交流有关，C错误； D、若采用异体皮肤移植会导致免疫排斥反应，排斥反应主要是发生细胞免疫，D正确。 4.（2026·贵州遵义·二模）细胞培养肉指从动物组织中分离肌肉干细胞、脂肪干细胞等，在人工环境下促进细胞增殖分化并组合成与传统肉类相似的肉制品。该技术被视为解决未来肉类供应紧张的重要途径，但目前仍存在贴壁依赖等技术瓶颈。下列叙述正确的是（　　） A．获取的组织需要用胰蛋白酶和胃蛋白酶处理分散成单个细胞 B．肌肉干细胞和脂肪干细胞属于胚胎干细胞，具有组织特异性 C．培养过程定期更换培养液，是防止杂菌污染的关键措施 D．在培养液中适当添加可食用黏附支架，有助于增加产量 D 成体干细胞 练习与应用 防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害 【详解】A、胰蛋白酶和胃蛋白酶的最适 pH 不同，胃蛋白酶的最适 pH 为酸性，而细胞培养环境通常为中性偏碱，因此不能同时使用这两种酶处理。一般使用胰蛋白酶或胶原蛋白酶来处理组织，使其分散成单个细胞，A错误； B、肌肉干细胞和脂肪干细胞属于成体干细胞，而非胚胎干细胞。成体干细胞具有组织特异性，只能分化为特定类型的细胞，B错误； C、定期更换培养液主要目的是补充营养物质、移除代谢废物，防止细胞代谢产物积累导致中毒，无菌操作（如消毒、无菌环境）才是防污染关键，C错误； D、在培养液中添加可食用黏附支架，可以为细胞提供附着位点，解决细胞贴壁依赖的瓶颈问题，有利于细胞增殖和分化，从而增加产量，D正确。 故选D。 5.（2025·河北衡水·二模）我国科学家使用小分子化合物处理小鼠体细胞，成功获得诱导多能干细胞（iPS细胞），降低了通过导入原癌基因c-Myc等基因制备iPS细胞的潜在成瘤风险。下列叙述正确的是（　　） A．iPS细胞的潜在成瘤风险来自c-Myc基因促进了细胞的分裂 B．干细胞培养也需在培养液中添加血清等天然成分后进行高压蒸汽灭菌处理 C．将小鼠体细胞制诱导多能干细胞，体现动物体细胞具有全能性 D．利用健康人的体细胞制备成iPS细胞用于疾病治疗，理论上可避免发生免疫排斥反应 A 非亲缘iPS细胞HLA不同 练习与应用 【详解】A、原癌基因c-Myc等基因会促进细胞的分裂，A正确； B、动物细胞培养液中的血清含有蛋白质等活性成分，高压蒸汽灭菌会使其变性失活，B错误； C、将体细胞诱导为多能干细胞不能体现细胞全能性，因为全能性需发育为完整个体或各种细胞，C错误； D、非亲缘iPS细胞HLA不同，使用非亲缘iPS细胞不能解决干细胞移植中HLA造成的免疫排斥，即利用健康人的体细胞制备成iPS细胞用于疾病治疗，不能避免发生免疫排斥反应，D错误。 故选A。 练习与应用 6.下图一是培养小鼠胚胎成纤维细胞（MEF细胞）的示意图，图二是在用MEF细胞制成的饲养层上培养胚胎干细胞（ES细胞）的示意图。 （1）图一所示，制备细胞悬液时，常用     酶来消化剪碎的组织块。配制培养液时，通常需要在合成培养基的基础上添加           等一些天然成分。 胰蛋白 血清 练习与应用 （2）当MEF细胞分裂生长到细胞表面相互接触时就停止分裂，这种现象称为细胞的            。 接触抑制 （3）ES细胞是由       中分离出来的一类细胞，ES细胞在功能上具有发育的    。 早期胚胎（或原始性腺） 全能性 练习与应用 （4）在培养液中单独培养ES细胞时，ES细胞容易发生分化，结合图二可推知MEF细胞的作用是                  。 抑制ES细胞分化 【详解】在培养液中单独培养ES细胞时，ES细胞容易发生分化，结合图二MEF细胞若与ES细胞一起培养，则可保持EA细胞增殖而不分化的状态，故可推知MEF细胞的作用是抑制ES细胞分化。 THANKS 2019人教版·生物·选择性必修3 作业 完成课时作业 54 Lavf57.25.100 🧬 动物细胞培养大闯关 关卡 1/5 🧫 准备好开始实验了吗？ 你将扮演一名细胞生物学家，完成从组织取材到传代培养的全过程。只有掌握了正确的知识，细胞才能存活哦！ 🏆 评级标准 ⭐⭐⭐ 完美专家 0 次失误 ⭐⭐ 资深研究员 1-2 次失误 ⭐ 实习生 3次及以上失误 开始实验 第一关：取材与分散 请将下列步骤按正确顺序排列 🔊 提示 操作步骤库 剪碎动物组织 🧪 制成细胞悬液 取动物组织块 胰蛋白酶处理 实验流程 1 ↓ 2 ↓ 3 ↓ 4 提交实验 第二关：原代培养 观察显微镜下的细胞状态，回答问题 🔊 提示 显微镜视野 (100x) 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。这种现象叫做： A. 细胞分化 B. 接触抑制 C. 细胞凋亡 第三关：传代培养 细胞接触抑制了，需要进行传代培养。对于贴壁细胞，第一步操作是什么？ 🔊 提示 🌪️ 直接离心收集 🧪 胰蛋白酶处理 💧 直接加培养液 💡 提示：贴壁细胞紧紧抓着瓶壁，需要先让它们"松手"。 第四关：环境配置 将正确的培养条件拖入CO₂培养箱中 🔊 提示 拖入此处 🌡️ 36.5±0.5℃ 🧪 pH 7.2-7.4 🌡️ 25℃室温 💨 95%空气+5%CO₂ 💨 100% O₂ 🛡️ 无菌无毒环境 已收集: 0/4 启动培养 第五关：终极挑战 总结关键知识点，完成填空 1. 动物细胞培养的原理是细胞 请选择 增殖 全能性 。 2. 培养液中通常需要加入 请选择 琼脂 血清 等天然成分。 3. CO₂的主要作用是维持培养液的 请选择 pH值 温度 。 提交答卷 🏆 恭喜通关！ ⭐⭐⭐ 完美专家 总失误次数: 0 你已经成为一名合格的细胞培养专家了！ 知识点回顾： 取材：幼龄动物组织（分化低，增殖强） 分散：使用胰蛋白酶或胶原蛋白酶 原代：初次培养，出现接触抑制 传代：分瓶后的培养 条件：无菌、无毒、营养、适宜温度pH、气体环境 再玩一次 ❌ 回答错误 请再试一次吧！ 继续尝试 $对于一个重度烧伤或者是溃疡的患者来说，十年前可能只有一种治疗方法，就是从自己身上取一块好的皮肤进行医治。而在十年后的今天，你可以有一种新的选择。今天的变化，十年我们就来认识一种人造皮肤，看看组织工程再生医学会给我们的生活带来怎样的变化。2012年9月19日，西安市第九医院烧伤整形美容科，今年70岁的聚宝莲老人正在进行皮肤移植手术。没有进手术室，没有仪器设备，一剪一贴，短短的十几分钟，原本需要2个小时的手术就做完了。整个这个过程就跟一次换药一样，不太费那么大的劲，对病人来讲创伤小。之所以那么轻松，是因为医生采用了一种全新的皮肤产品人造皮肤。这个泡在红色营养液里的薄片，你能想象它是由活体细胞组成的吗？这就是我们人造这下这个结构图，浅色部分是我们真皮层，深色部分是表皮层。里边看到的小白点，一部分是成纤维细胞，这是两层结构，跟人体的天然皮肤的结构是一样的。 受精卵一分为二，二分为四，不断分裂。当分裂成16到32个细胞时称为桑椹胚，到了32个以上细胞的阶段则称为囊胚。囊胚阶段的内细胞团被称为胚胎干细胞。胚胎干细胞是一种高度未分化细胞，可分化为体内所有二百多种细胞类型。人体内的某些组织中还存在一些未分化的细胞，这些细胞具有自我更新和多向分化潜能，我们称之为成体干细胞。皮肤、脂肪、骨髓、脐带和胎盘中就存在这些保留了干细胞特征的原始细胞。相对于胚胎干细胞，成体干细胞的分化潜能相对较弱，通常只能分化成特定的组织和器官。比如，皮肤中存在的成体干细胞，一方面可以分化为新的皮肤干细胞，另一方面，当皮肤组织受到外伤、老化、疾病等损伤时，可以分化为新的皮肤细胞，以保持机体平衡。现在，科学家还能在体外利用基因改造技术，通过病毒或非病毒载体，将基因导入已经分化成熟的细胞中。例如，皮肤细胞改变其遗传特性，逆转成为类似于胚胎干细胞那样具有高增殖活性和多向分化潜能的细胞。我们称这种细胞为诱导多能干细胞，即IPS细胞。理论上IPS细胞也能发育成人体内所有的细胞类型。那么干细胞治疗疾病的机理有哪些呢？首先，干细胞可以替代和修复死亡和受损伤的细胞，干细胞具有趋化性及干细胞会有目的的迁移到相应的病灶或细胞损伤处，替代和修复死亡或受损伤的细胞，直接起到修复损伤组织的作用。此外，干细胞还可以通过其免疫调控机制参与塑造和调控局部免疫微环境，在免疫紊乱性疾病中发挥重要作用。干细胞技术又称为再生医疗技术，是通过对干细胞进行分离、体外培养、定向诱导甚至基因修饰等过程，培育出全新的、正常的甚至更年轻的细胞组织或器官。由于干细胞具有极大的应用潜力，随着干细胞技术的发展，干细胞有望在不远的将来解决许多医学难题。因此，也可将年幼或健康时候的干细胞，比如脐带干细胞、脐血干细胞等进行保存，满足日后对亚健康状态的调节以及临床疾病治疗的需要。