第3章 第1节 细胞培养是动物细胞工程的基础-【新课程学案】2025-2026学年高中生物选择性必修3 生物技术与工程配套课件PPT（浙科版）

第三章 动物细胞工程 培养学习志向·勇担社会责任 动物细胞工程学 生物工程是在生命科学发展到一定阶段诞生的学科，动物细胞工程是生物工程学科的重要分支。近二三十年来，随着动物生物学科学理论的完善和科学技术的创新，动物细胞工程在理论、技术及实际应用上，已成为一个具有自身特点的系统的科学工程，同时也是生命科学基础理论和应用技术紧密结合的新型学科。 动物细胞工程学主要涉及实验动物细胞工程学、农业动物细胞工程学、野生动物细胞工程学，有的学者将部分水生动物也列入了动物细胞工程学的研究范围。 动物细胞工程的成果 实验动物细胞工程 实验动物细胞工程主要以啮齿动物如小鼠、大鼠、仓鼠和家兔等为实验材料或模式动物，建立动物模型，开展细胞工程学的基本理论和技术或方法的研究。 农业动物细胞工程 农业动物细胞工程或家畜细胞工程主要以大型家畜如牛、绵羊、猪、山羊、水牛、马和驼，甚至包括家养宠物狗和猫等为研究对象，针对生物工程技术在家畜生产中更为实际的应用而开展的理论和技术的研究。 野生动物细胞工程 野生动物细胞工程主要针对野生动物如猴、野牛、盘羊、貂、貉、狐、熊猫、虎和狮子等，旨在保护和拯救濒危动物或应用于人类生殖和医学治疗而进行的细胞工程学的应用性理论和技术的研究。 水生动物细胞工程 水生动物细胞工程主要以海洋或河、湖的水生动物如鱼、海胆、海鞘甚至包括两栖类动物如蛙等为研究对象，进行的细胞工程技术的理论和技术的研究。 人类细胞工程 人类细胞工程主要以人类本身为研究对象，针对人类的医学治疗和辅助生殖等进行的细胞工程技术的应用性理论和技术的研究。 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条件。 2.概述动物细胞培养的过程。 3.举例说明动物细胞培养的应用价值。 [四层]学习内容1 落实必备知识 [四层]学习内容2 融通关键能力 课时跟踪检测 目录 [四层]学习内容3·4 浸润学科素养和核心价值 [四层]学习内容1 落实必备知识 一、动物体细胞可在体外适宜条件下进行培养 1.动物细胞培养的概念 指从动物体获得相关组织，分散成_____个细胞后，在适宜环境下让细胞_______和______的过程。 主干知识梳理 单 生长 增殖 充足的营养 水、无机盐、氨基酸、________、糖类、________等 适宜的温度和pH ____±0.5 ℃； pH：_______ 气体环境 ①O2：需氧呼吸、细胞代谢(______的空气)； ②CO2：维持pH的相对稳定(______的CO2浓度) 无菌、无毒环境 ①培养基和培养用具等无菌处理； ②培养过程加________杀菌 2.动物细胞培养的条件 维生素 生长因子 37 7.2~7.4 95% 5% 抗生素 3.动物细胞培养基的种类及成分 天然 培养基 主要来自动物______或动物_______________液，如血清、淋巴液、鸡胚浸出液等 合成 培养基 根据细胞生存所需物质的_______和含量，用人工方法模拟合成的，便于对各种成分进行__________和_______ 体液 组织分离提取 种类 人工控制 标准化 二、动物细胞培养包括原代培养和传代培养 1.动物细胞培养过程(填图) 传代 细胞悬液 胰蛋白酶或胶原蛋白酶 2.动物细胞体外培养的特点 贴壁 生长 贴壁是有机体细胞在体内生存和__________的基本方式，包括细胞与______间的相互接触和细胞与____________之间的相互接触 接触 抑制 正常细胞在培养过程中不停顿地____________，其外周的细胞膜呈现一些特征性的________活动，当细胞由于移动发生接触时，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______停止 生长发育 细胞 细胞外基质 活动和运动 皱褶样 分裂 3.原代培养与传代培养 原代培养 概念 指细胞或组织离开有机体后的_______培养 一般操作 首次 续表 传代培养 概念 指将原代细胞从培养瓶中____________后转到多个培养瓶中继续培养 原因 原培养瓶中发生__________或培养空间的限制及__________的消耗枯竭，细胞的生长逐渐减慢，甚至停止并死亡 时间选择 原代培养的贴壁细胞达到生长基质的______表面面积后可进行传代培养 分离并稀释 接触抑制 营养物质 80% 4.细胞系与细胞株 (1)细胞系 ①概念：原代培养物经_______传代成功后即成细胞系。 首次 ②类型 类型 概念 特点 有限细胞系 不能连续培养下去的细胞系 ________体细胞通常为有限细胞系 连续细胞系(无限细胞系) 能连续培养下去的细胞系 遗传物质发生改变，有的没有__________现象，是恶性细胞系，有的保留__________现象，是良性无限细胞系 二倍 接触抑制 接触抑制 (2)细胞株 概念 通过一定的选择或纯化方法，从原代培养物或细胞系中获得的具有___________的细胞 特点 一般具有______的染色体组型、______敏感性或抗性及其他生化特性 类型 可以连续多次传代的细胞株称为连续细胞株，可传代次数有限的细胞株称为有限细胞株 特殊性质 恒定 病毒 5.细胞克隆 概念 把一个单细胞从群体中分离出来单独培养，使之繁衍成一个新的细胞群体的技术，又称__________ 要求 必须保证分离出来的细胞是一个而不是多个，即必须肯定所建成的克隆来源于____个细胞 特点 及意义 来源于一个共同的祖细胞，________一致，遗传性状均一，是研究___________和生理特性的重要材料 克隆培养 单 基因型 遗传规律 三、动物细胞培养的意义 研究 意义 ①能直接观察、分析细胞的_________和真正意义上的生命活动； ②培养正常或病变的细胞，可用于生理、病理、药理等方面的研究 现实 意义 ①皮肤细胞的培养用于__________，其他器官的细胞培养用于相关损伤组织器官的修复； ②借助某些细胞的大规模培养获得__________产物 形态结构 皮肤移植 细胞代谢 [预习效果自评] 1.判断下列说法的正误 (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)肝细胞培养过程中通常在培养液中通入5%的CO2刺激细胞呼吸。 ( ) 提示：培养液中通入5%的CO2，主要目的是维持培养液pH的相对稳定。 × (3)动物细胞培养中两次使用胰蛋白酶或胶原蛋白酶的作用相同。 ( ) 提示：第一次使用胰蛋白酶或胶原蛋白酶是使组织松散，细胞分开制成细胞悬液，第二次使用胰蛋白酶或胶原蛋白酶是使贴壁生长的细胞消化制成细胞悬液。 (4)动物细胞培养过程中，若出现接触抑制现象，说明被培养的细胞为二倍体细胞。 ( ) 提示：在进行动物细胞培养时出现接触抑制的细胞不一定是二倍体细胞。 (5)取单个动物细胞进行培养，获得细胞群的方法属于克隆培养法。 ( ) × × √ 2.观察动物细胞培养示意图，回答下列问题： (1)写出A、B、C对应的名称。 A.__________ ， B. ____________， C. ____________。  细胞悬液 原代培养 传代培养 (2)将动物组织分散成单个细胞的方法是什么? 提示：采用机械处理，或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理一段时间。 3.思考题： (1)动物细胞培养比植物细胞培养对控制渗透压的要求更高，原因是什么? 提示：动物细胞没有细胞壁，对培养基的渗透压更敏感。 (2)动物细胞培养过程中，随着细胞传代次数的增多，绝大部分会表现出什么特征?若极少数细胞没有出现，试分析原因。 提示：随着传代次数增多，绝大多数细胞分裂停止，进而出现衰老死亡的现象，但有极少数细胞会因遗传物质发生改变，可无限传代。 [精要内容把握] 一、知识体系建一建 二、核心语句背一背 1.与植物组织培养相比，动物细胞培养需要提供成分更复杂的培养基，控制更严格的无菌条件，创造更稳定的环境条件。 2.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。 3.细胞株一般具有恒定的染色体组型、病毒敏感性或抗性及其他生化特性。 [四层]学习内容2 融通关键能力 任务驱动 提能点(一)　动物细胞培养的条件 如图为动物细胞培养部分过程示意图。请据图思考以下问题： (1)进行培养的细胞往往取自胚胎或幼龄动物，原因是什么? 提示： 胚胎或幼龄动物的器官、组织中的细胞分化程度低，代谢旺盛，分裂能力强。 (2)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，其目的是什么? 提示： 使器官或组织分散成单个细胞，每个细胞可以与培养液充分接触，以获取大量生长良好的细胞。 (3)动物细胞在B瓶中进行培养时，需要置于5%CO2恒温培养箱中，5%CO2气体的主要作用是什么? 提示：维持培养液适宜的pH。 (4)B瓶的培养液中添加抗生素的目的是什么?对于抗生素的选择有什么要求? 提示：培养液中添加抗生素是为了抑制细菌和真菌生长。使用抗生素时要注意选择抗生素的种类和数量，以保证抗生素对所培养的动物细胞无害。 生成认知 动物细胞培养的一些原因分析 (1)选取幼龄动物的组织、器官作为材料的原因 动物细胞培养的原理是细胞增殖。动物细胞培养时，一般选取幼龄动物的组织、器官，其细胞的分化程度较低，增殖能力强，有丝分裂旺盛，容易培养。 (2)将动物细胞分散成单个细胞培养的原因 分散成单个细胞后容易培养，细胞所需的营养容易供应，其代谢废物容易排出。 [典例]　某研究小组为测定某种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。下列叙述正确的是 (　　) A.制备肝细胞悬液时能用胃蛋白酶代替胰蛋白酶处理肝组织 B.恒温培养箱中的CO2浓度维持在5%左右，以促进细胞呼吸 C.为了保证细胞培养所需的无毒环境，需大量添加各种抗生素 D.本实验应设置对照实验，以检测药物对甲、乙的毒性大小 √ [解析]　动物细胞培养制备细胞悬液时，应用胰蛋白酶进行处理，不能用胃蛋白酶代替胰蛋白酶处理肝组织，因为胃蛋白酶需要酸性环境，而在该环境中细胞会死亡，A错误；动物细胞培养的过程中，浓度为5%的CO2的作用是维持培养液的pH，B错误；抗生素的添加应适量，大量添加会对所培养的细胞造成危害，C错误；为了检测药物对甲、乙的毒性大小，应设置培养液中不加该药物的对照实验，D正确。 1.下列属于动物细胞培养与植物组织培养区别的是 (　　) A.动物细胞培养所用的培养基的成分与植物组织培养的不同 B.动物细胞培养不需要在无菌条件下进行 C.动物细胞培养过程中可发生基因重组，而植物组织培养不能 D.植物组织培养和动物细胞培养都体现了细胞的全能性 跟踪训练 √ 解析：与植物组织培养相比，动物细胞培养需要提供成分更复杂的培养基。 2.(2025·精诚联盟测评)动物细胞培养要处于无菌、无毒的环境中，下列操作与其无关的是 (　　) A.对培养液和培养用具进行无菌处理 B.在培养液中添加一定量的抗生素 C.定期更换培养液，防止代谢产物积累 D.向培养液中添加生长因子等成分 √ 解析：对培养液和培养用具进行无菌处理，可以为动物细胞培养提供无菌环境，A正确；在培养液中添加一定量的抗生素可以抑制真菌和细菌的生长，为动物细胞培养提供无菌环境，B正确；定期更换培养液，防止代谢产物积累，可以为动物细胞培养提供无毒的环境，C正确；向培养液中添加生长因子等成分可以促进动物细胞生长、发育和增殖，但不能为动物细胞培养创造无菌、无毒的环境，D错误。 3.动物细胞培养就是从动物机体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后放在适宜环境条件中，让这些细胞生长和增殖。下列关于动物细胞培养条件的设置不合理的是 (　　) A.培养基中除含有细胞所需的各种营养成分外，还需添加抗生素和琼脂 B.对培养动物细胞所用的培养液和培养用具等，需要进行相应灭菌处理 C.细胞培养时通常采用培养皿或松盖培养瓶，以保证细胞对气体的需求 D.培养基中常需加入血清，因为其中含有细胞生长所必需的物质 √ 解析：培养动物细胞要用液体培养基，不需要添加琼脂，A错误；动物细胞培养需要无菌、无毒的环境，因此对培养动物细胞所用的培养液和培养用具等，需要进行相应灭菌处理，B正确；细胞培养时通常采用培养皿或松盖培养瓶，使培养箱内的气体可以进入细胞培养皿或培养瓶中，保证细胞对气体的需求，C正确；培养基中常需加入血清，因为其中含有细胞生长所必需的物质，D正确。 动物细胞的培养常用于生理、病理、药理等方面的研究。如图为动物细胞培养的部分过程。思考并回答以下问题： 任务驱动 提能点(二)　原代培养和传代培养 (1)图示中A与B处理所用的物质是什么? 提示：胰蛋白酶或胶原蛋白酶。 (2)图示中制成的细胞悬液进行10代左右培养的过程属于细胞培养的什么阶段?图中分装的过程称为什么阶段? 提示：10代左右培养阶段为原代培养，分装培养为传代培养。 提示：培养过程中细胞数量增长到一定程度后，由于发生接触抑制或培养空间的限制及营养物质的消耗枯竭，生长会逐渐变慢，甚至停止并死亡，因此需要进行分瓶培养，即传代培养。 (3)分瓶培养的原因是什么? (4)图示中的细胞能否连续传代?试阐明观点。 提示：正常细胞增殖次数有限，不能连续传代；若某些细胞发生转化或者癌变等，可能出现连续传代的现象。 (5)如何对培养的细胞进行细胞克隆，并提高克隆的成功率? 提示：通过稀释等方法，分离得到一个细胞进行培养，这个过程为细胞克隆，提高克隆的成功率需要在培养基中添加适宜营养物质，如添加胰岛素，加入动物血清等。 生成认知 1.动物细胞培养过程解读 (1)原理：细胞增殖。 (2)选材：一般取自幼龄动物的器官或组织，因为这些组织或器官的生命力旺盛，分裂能力强。 (3)酶处理 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 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的及时排出 不能用胃蛋白酶处理 由于大多数动物细胞生存的适宜pH为7.2~7.4，而胃蛋白酶发挥作用的最适pH为2.0左右，因此不能用胃蛋白酶使细胞分散开 2.原代培养和传代培养 区分两种“培养”的关键是看用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理的对象。 (1)若是用胰蛋白酶或胶原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⇨原代培养。 (2)若细胞培养过程中出现接触抑制，用胰蛋白酶或胶原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⇨传代培养。 3.细胞系与细胞株比较 种类 来源 特点 细胞系 有限细胞系 通常由二倍体细胞传代培养建成 有接触抑制；不能连续培养 连续细胞系 由传代细胞连续培养建成 发生了转化，多数具有异倍体核型；有些具有异体致瘤性；有些具有不死性，但不致癌 续表 细胞株 有限细胞株 通过一定的选择或纯化方法，从原代培养物或细胞系中获得的具有特殊性质的细胞 传代次数有限 一般具有恒定的染色体组型、病毒敏感性或抗性及其他生化特性 连续细胞株 可连续多次传代 [例1]　(2024·浙江1月选考)某动物细胞培养过程中，细胞贴壁生长至接触抑制时，需分装培养，实验操作过程如图。 下列叙述错误的是 (　　) A.①加消化液的目的是使细胞与瓶壁分离 B.②加培养液的目的是促进细胞增殖 C.③分装时需调整到合适的细胞密度 D.整个过程需要在无菌、无毒条件下进行 [解析]　②加培养液的目的是分离稀释细胞，便于转移，B项符合题意。 √ [例2]　(2025·丽水质检)动物细胞培养时，培养细胞的生命期如下图所示。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.传代培养前，常用胰蛋白酶或胶原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小 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 √ [解析]　动物细胞不能用稀释涂布平板法计数，A错误；传代培养前，常用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理使原培养瓶内细胞分散，B正确；根据曲线图可知，随着细胞传代次数不断增加，传代间隔的时长基本不变，C错误；无限细胞系中的良性无限细胞系虽已获得了不死性，但保留接触抑制现象，D错误。 [易错提醒] 把握动物细胞培养及克隆培养过程的几个关键点 (1)胰蛋白酶或胶原蛋白酶的使用目的 将动物组织剪碎后使用酶解，目的是处理剪碎的组织使之分散成单个细胞；传代培养时使用上述酶，目的是使贴壁细胞从瓶壁上脱落下来。 (2)通入气体的目的 通入空气的目的是满足细胞呼吸代谢需要，通入5%CO2的目的是调节培养基中的pH。 (3)悬浮生长的细胞不一定是异常细胞 绝大多数正常细胞具有贴壁生长的特点，但是血液中的、淋巴组织的细胞具有悬浮生长的特点。 (4)保留接触抑制的细胞不一定为正常细胞 某些不死系细胞保留接触抑制，不致癌，为良性无限细胞系。 (5)克隆培养必须保证起始于单个细胞 只有起始于单个细胞，才能在适宜培养基上形成细胞群，所形成的细胞基因型一致，遗传性状均一。 1.(2025·衢州期末)下列有关动、植物细胞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.培养过程都存在贴壁生长和接触抑制的现象 D.培养过程都易受培养条件和外界压力的影响而发生变异 √ 跟踪训练 解析：培养过程中都会发生细胞增殖，A正确；培养过程都需要在无菌条件下进行，B正确；植物细胞培养不存在贴壁生长和接触抑制的现象，C错误；培养过程都易受培养条件和外界压力的影响而发生变异，D正确。 2.下图为肾脏上皮细胞培养过程示意图，下列叙述错误的是 (　　) A.甲→乙过程需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理 B.丙过程指细胞在添加血清的合成培养基中进行原代培养 C.丙和丁过程均会出现细胞贴壁和接触抑制现象 D.丁过程是传代培养的细胞，该过程体现了动物细胞的全能性 √ 解析：甲→乙过程需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理组织块获得单细胞悬液，然后进行细胞培养，A正确；据图分析可知，丙过程指细胞在添加血清的合成培养基中原代培养的过程，B正确；丙过程为原代培养，会出现细胞贴壁生长和接触抑制现象；丁过程为传代培养，也会出现细胞贴壁生长和接触抑制现象，但不能体现动物细胞的全能性，C正确，D错误。 3.中国第一块“人造肉”(即“动物细胞培养肉”)的诞生，为解决肉类紧缺与安全问题提供了一条重要途径。下列叙述错误的是 (　　) A.“人造肉”制造过程需保持无毒、无菌环境 B.“人造肉”制造过程需以封闭式培养的方式进行 C.制造“人造肉”时，选择干细胞为材料更容易成功 D.为模拟体内细胞粘附环境可用相对表面积较大的支架依附生长 √ 解析： “人造肉”制造过程属于动物细胞培养，培养过程中需要保持无菌、无毒的环境，A正确；“人造肉”制造过程需提供一定的气体环境不能封闭式培养，B错误；制造“人造肉”时，选择干细胞为材料更容易成功，因为干细胞分化程度低，增殖能力强，C正确；动物细胞培养过程中会出现细胞贴壁，为模拟体内细胞粘附环境可用相对表面积较大的支架依附生长，防止细胞的接触抑制，D正确。 [四层]学习内容3·4 浸润学科素养和核心价值 科学思维——归纳比较植物组织培养与动物细胞培养 项目 植物组织培养 动物细胞培养 理论基础 植物细胞全能性 细胞增殖 培养基 类型 固体或半固体培养基 液体培养基 成分 水、矿质元素、蔗糖、维生素、氨基酸、植物激素、琼脂等 水、无机盐、葡萄糖、维生素、氨基酸、生长因子、动物血清等 续表 取材 植物幼嫩部位或花药等 动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织 主要过程 脱分化、再分化 原代培养、传代培养 相同点 ①都需要人工条件下的无菌操作，无菌培养；②都需要配制合成培养基；③都需要适宜的温度、pH等条件 素养评价 1.(2025·浙南名校联考)下列关于动物细胞培养与植物组织培养的表述，正确的是 (　　) A.动物细胞培养和植物组织培养都利用细胞的全能性 B.动物细胞培养时可用饲养细胞支持细胞生长 C.动物细胞培养和植物组织培养的目的一致，都是为了获得某种优良个体 D.植物组织培养过程中通常用MS培养基，其除蔗糖外不含其他有机成分 √ 解析：动物细胞培养未利用细胞的全能性，A错误；细胞的克隆培养需要饲养细胞提供营养支持细胞生长，B正确；动物细胞培养是获得细胞或者组织器官，植物组织培养的目的是获得某种个体，C错误；植物组织培养过程中通常用MS培养基，其含有维生素、氨基酸等有机成分，D错误。 2.单个细胞繁殖形成的细胞群体称为克隆细胞。在动物细胞培养过程中，形成克隆的细胞必为有增殖活力的细胞，这一特点可用于测定动物细胞的增殖能力，大致流程如图。下列叙述正确的是 (　　) A.培养环境中需要氧气，不需要二氧化碳 B.胰蛋白酶可使动物细胞分散成单层利于计数 C.可通过染色法筛选并统计活细胞数以测定细胞的增殖活力 D.单个植物细胞经培养获得的愈伤组织不是克隆细胞 √ 解析：培养环境中需要氧气，也需要二氧化碳，氧气是细胞正常代谢所必需的，二氧化碳能够维持细胞培养液的pH，A错误；胰蛋白酶可使动物细胞分散成单个，有利于计数，B错误；可通过染色法筛选并统计活细胞数以测定细胞的增殖活力，数目越多，增殖活力越强，C正确；克隆是指单个细胞在体外持续增殖后所形成的细胞群，所以单个植物细胞经培养获得的愈伤组织是克隆细胞，D错误。 3.细胞工程根据操作对象的不同，可分为植物细胞工程和动物细胞工程两大领域，请回答以下问题： (1)离体的植物器官、组织细胞需要在 _______和__________条件下，通过_________________过程，形成完整的植株。培养过程中在培养基中需要添加植物激素，最常用到的植物激素是_____________________。  无菌 人工控制 脱分化和再分化 生长素和细胞分裂素 解析：离体的植物器官、组织细胞需要在无菌和人工控制条件下，通过脱分化和再分化过程，形成完整的植株。培养过程中在培养基中需要添加植物激素，最常用到的植物激素是生长素和细胞分裂素。 (2)利用植物组织培养技术不仅可以保持优良品种的___________，还可以高效快速地实现种苗的大量繁殖。植物组织培养技术所利用的生物学原理是___________________。利用植物组织培养技术培育无病毒植株，选材时一般选取植物_________附近的组织。  遗传特性 植物细胞的全能性 生长点 解析：利用植物组织培养技术可以保持优良品种的遗传特性。植物组织培养技术所依据的生物学原理是植物细胞的全能性，欲利用植物组织培养技术培育无病毒植株，选材时一般选取植物生长点附近的组织，如茎尖。 (3)应用植物体细胞杂交技术，能够培育出靠杂交育种无法得到的作物新品种。在进行植物体细胞杂交之前，必须先用_________________酶去除细胞壁，获得有活力的原生质体。进行原生质体融合时常用的化学促融剂是__________。  纤维素酶和果胶 聚乙二醇 解析：在进行植物体细胞杂交之前，必须先利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，获得具有活力的原生质体，进行原生质体间的融合时，常使用的诱导剂是聚乙二醇。 (4)应用动物细胞培养技术可以大量培养各种抗病疫苗。在进行动物细胞培养之前，需先用______________________酶处理组织切块，使其分散成单个细胞。进行动物细胞培养时，除了对培养液和培养用具进行无菌处理，通常还要在细胞培养液中添加一定量的_________，以防止培养过程中的杂菌污染；细胞培养所需的气体主要是O2和CO2，其中CO2的作用是__________________。  胰蛋白酶或胶原蛋白 抗生素 维持培养液的pH 解析：在进行动物细胞培养前，需先用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理组织块，使其分散成单个细胞，进行动物细胞培养时，除了对培养液和培养用具进行无菌处理，通常还要在细胞培养液中添加一定量的抗生素，以防止培养过程中的污染；细胞培养所需的气体主要是O2和CO2，其中CO2的作用是维持培养液的pH。 一、选择题 1.D　2.D 二、简答题 1.提示：动物细胞培养在现实生活中具有重要意义，例如：用于某些损伤组织、器官的修复；获得动物疫苗、干扰素、单克隆抗体等有重要价值的细胞代谢产物；检测有毒物质等。 课后思考与练习参考答案(教材P68) 2.提示：(1)学生可依据查阅资料，交流海拉细胞在各个方面的应用实例。 (2)通过一定的选择或纯化方法，从原代培养物或细胞系中获得的具有特殊性质的细胞称为细胞株。海拉细胞系是将海拉宫颈癌细胞经原代培养获得，细胞来源、类型和性质明确，经克隆培养而来，基因型一致，遗传性状均一，是具有特殊性质的细胞系，因而也是细胞株。 课时跟踪检测 一、选择题 1.在动物细胞培养过程中，使用胰蛋白酶的目的是(　　) A.使动物组织分散为单个细胞 B.去掉细胞壁，使其成为原生质体 C.去掉细胞膜，暴露出原生质体便于细胞融合 D.促进蛋白质水解为多肽 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 √ 解析：胰蛋白酶的作用是消化组织细胞间的物质，使组织分散成单个细胞，A正确；去掉细胞壁属于植物细胞工程，而使用胰蛋白酶属于动物细胞工程，B错误；胰蛋白酶是消化组织细胞间的物质，而原生质体属于植物细胞工程的内容，C错误；使用胰蛋白酶是分解组织细胞间的物质，能够促进蛋白质水解为氨基酸，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 2.(2025·绍兴市适应性考)动物细胞培养是动物细胞工程的基础，其培养过程的顺序是 (　　) ①胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理动物组织，形成分散的悬浮细胞　②传代培养　③定期用酶消化贴壁生长的细胞，制成细胞悬液 ④原代培养 A.①②③④ B.①③④② C.①④②③ D.①④③② 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3 解析：动物细胞培养的过程：取动物组织块→剪碎组织→用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养液中(原代培养)→放入二氧化碳培养箱保温培养→贴满瓶壁的细胞用酶分散为单个细胞，制成细胞悬液→转入培养液(传代培养)→放入二氧化碳培养箱保温培养，由以上分析可知，动物细胞培养的顺序为①④③②。 3.下列有关动物细胞培养所需条件的叙述，错误的是 (　　) A.为保证培养的动物细胞处于无菌、无毒的环境，培养液和培养用具等需要进行消毒处理 B.动物细胞培养应在含95%空气和5%CO2的恒温箱中培养，CO2的作用是维持培养液的pH C.培养液中有糖类、氨基酸、无机盐、维生素等 D.使用合成培养基时，应加入动物血清等一些天然成分 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3 解析：动物细胞培养需要无菌、无毒的环境，培养液和培养用具等需要进行灭菌处理，A错误；动物细胞培养需要一定的气体环境，即含有95%空气和5%的CO2的混合气体的CO2培养箱，5%的CO2能维持培养液的pH，B正确；用于动物细胞培养的合成培养基需加入糖类、氨基酸、生长因子、无机盐、微量元素等，还需加入血清等天然物质，C、D正确。 4.下列关于动物细胞培养和植物组织培养的叙述，错误的是 (　　) A.动物细胞培养和植物组织培养所用的营养成分不完全相同 B.离体的植物组织、器官(外植体)和培养基都需严格灭菌 C.动物细胞培养和植物组织培养都是细胞工程的重要基础技术 D.植物组织培养能体现细胞的全能性，动物细胞培养不能体现细胞的全能性 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3 √ 解析：动物细胞培养和植物组织培养所用培养基的营养条件都需要水、无机盐、有机营养成分，而前者需要动物血清等特有成分，后者需要植物激素等特有成分，故两者营养成分不完全相同，A正确。离体的植物组织、器官必须经过消毒(不是灭菌)，接种到组织培养基中，B错误。动物细胞培养和植物组织培养都是细胞工程的重要基础技术，C正确。植物组织培养的结果是植物体，体现了细胞的全能性；动物细胞培养的结果是细胞株、细胞系，原理是细胞增殖，不能体现细胞的全能性，D正确。 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3 5.(2025·杭州及周边重点中学期中)下列关于动物细胞培养的说法，正确的是 (　　) A.恶性细胞系具有不死性和失去接触抑制等特性 B.细胞株没有差异性，在连续传代过程中遗传性状始终保持稳定 C.没有外加抗生素的条件下将无法进行传代培养 D.动物组织细胞间的胶原纤维可用纤维素酶水解 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3 解析：恶性细胞系能无限增殖，细胞表面糖蛋白减少，细胞之间的黏着性降低，即具有不死性和失去接触抑制等特性，A正确；细胞株在连续传代过程中，部分细胞遗传物质改变，具有癌变细胞的特点，可以在培养条件下无限制的传代下去，B错误；没有外加抗生素的条件下也能进行传代培养，C错误；动物组织细胞间的胶原纤维可用胶原蛋白酶水解，D错误。 6.(2025·平阳高二检测)下列关于动物细胞培养的叙述，错误的是 (　　) A.通常将动物组织经离体后的首次培养称为原代培养 B.在原代培养过程中，细胞在培养液中悬浮生长和增殖 C.发生接触抑制时需要再次使用胰蛋白酶和胶原蛋白酶处理细胞 D.动物细胞培养时要求培养瓶或培养皿内表面光滑 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3 解析：通常将动物组织细胞经离体后的首次培养称为原代培养，A正确；在原代培养过程中，细胞会出现两种类型，一类能够悬浮在培养液中生长和增殖，另一类则需要贴壁生长，B错误；发生接触抑制时，需要再次使用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理细胞，制成细胞悬液，C正确；动物细胞培养时，要求培养瓶或培养皿的内表面要光滑、无毒，易于贴附，D正确。 7.如表有关动物细胞培养与植物组织培养的比较，错误的是 (　　) 1 2 4 5 6 7 8 9 10 12 11 3 选项 比较项目 动物细胞培养 植物组织培养 A 原理 动物细胞核的全能性 植物细胞的全能性 B 培养基 液体培养基 一般使用固体培养基 C 主要过程 原代培养，传代培养 脱分化，再分化，形成植株 D 主要运用 获得大量细胞或细胞产物 植物快速繁殖、获得脱毒苗等 解析：植物组织培养的原理是植物细胞的全能性，动物细胞培养的原理是细胞增殖，A错误。 √ 8.敲除大鼠心肌细胞H的T基因，对照组与敲除组的H细胞在培养瓶中贴壁生长，检测两组细胞的数量变化，结果如图所示。下列相关叙述错误的是 (　　) A.体外培养H细胞需要添加血清 B.可用胰蛋白酶处理H细胞便于计数 C.敲除T基因的H细胞失去了分裂能力 D.提高T基因表达可能会促进心脏损伤修复 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3 解析：动物细胞培养时常加入血清等天然成分，因此体外培养H细胞需要添加血清，A正确；可用胰蛋白酶处理H细胞使其分离为单细胞，便于计数，B正确；随着时间的延长，敲除组的H细胞数量增加，说明敲除T基因的H细胞仍然有分裂能力，C错误；对照组含有T基因，相同培养时间条件下(大于2天)，对照组的细胞数量多于敲除组，说明T基因能促进细胞分裂，因此提高T基因表达可能会促进心脏损伤修复，D正确。 9.如图为科学家在实验室中培养“人造牛肉”的简要过程。据图分析相关叙述错误的是 (　　) 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3 A.不用胃蛋白酶而选用胰蛋白酶处理肌肉干细胞的原因是胃蛋白酶的pH不合适 B.生物反应器中充入一定比例CO2的作用是维持培养液的pH稳定 C.培养液中的支架提供了更多的细胞吸附面积，有利于细胞贴附生长 D.“人造牛肉”的工厂化生产，因为有气体的排出和废弃培养液产生，因此比传统的人工养殖更污染环境 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3 解析：不用胃蛋白酶而选用胰蛋白酶处理肌肉干细胞的原因是胃蛋白酶的pH不合适，A正确；动物细胞培养的气体环境：95%空气(细胞代谢必需的)和5%CO2，CO2的作用是维持培养液的pH稳定，B正确；动物细胞培养过程中悬液中的细胞会很快贴附在瓶壁上。如果想得到大量的产物，可以增大细胞吸附面积，培养液中的支架提供了更多的细胞吸附面积，有利于细胞贴附生长，C正确；理论上来说，仅来自1只动物的干细胞，可制成的肉品数量，比宰杀1头牛要多得多，可有利于牛肉的工厂化生产。同时也可减少对土地、饮用水和饲料的需求，温室气体等其他环境污染物也会减少，D错误。 10.如图所示是某动物细胞培养时，培养 液中活细胞和死亡细胞密度统计结果，下列叙 述错误的是 (　　) A.实验中要控制胰蛋白酶溶液浓度和处理时间，以免损伤细胞 B.培养液中应适当加入青霉素、链霉素，以避免杂菌污染 C.曲线bc段变化的主要原因是培养液中营养物质不足及有害代谢产物积累等 D.培养至第6 d时，新产生的细胞数等于死亡细胞数 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3 解析：动物细胞培养时，需要用胰蛋白酶处理动物组织，但在实验中要控制胰蛋白酶溶液浓度和处理时间，以免损伤细胞，A正确；动物细胞培养需要无菌、无毒的环境，因此培养液中应适当加入青霉素、链霉素等抗生素，以避免杂菌污染，B正确；曲线bc段表示活细胞密度减少而死细胞密度增加，产生此现象的主要原因是培养液中营养物质不足及有害代谢产物积累等，C正确；图示第6 d时，活细胞由于营养物质不足等原因而大量死亡，活细胞密度等于死细胞密度，但新产生的细胞数小于死亡细胞数，D错误。 二、非选择题 11.(2025·浙江五校联考)某研究小组进行药物实验时，以动物肝细胞为材料，测定某药物对体外培养细胞的毒性。供培养的细胞有甲、乙两种，甲细胞为肝肿瘤细胞，乙细胞为正常肝细胞。请回答下列有关动物细胞培养的问题： 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3 (1)将数量相等的甲细胞和乙细胞分别置于培养瓶中培养，培养液及其他培养条件均相同。一段时间后，观察到甲细胞数量比乙细胞数量____。  解析：癌细胞无接触抑制且具有无限增殖的特点，故相同培养条件下，肝肿瘤细胞数量多于正常肝细胞数量。 多 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3 (2)在动物细胞培养时，通常在合成培养基中加入适量血清，其原因是_____________________________________。  细胞培养应在含5%CO2的恒温培养箱中进行，CO2的主要作用是_____________________。  解析：动物细胞培养需提供一定的营养，向合成培养基中加入适量血清，以便补充合成培养基中缺乏的物质；细胞培养应在含5 % CO2的恒温培养箱中进行，其中CO2的主要作用是维持培养液适宜的pH。 血清可以补充合成培养基中缺乏的物质 维持培养液适宜的pH 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3 (3)在两种细胞生长过程中，当乙细胞铺满瓶壁时，其生长______。药物实验需要大量细胞，两种细胞频繁传代，甲细胞比乙细胞可以传代的次数更_____。若用动物的肝脏组织块制备肝细胞悬液，需要用_______________________处理。  停止 多 胰蛋白酶或胶原蛋白酶 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3 解析：甲细胞为肿瘤细胞，无接触抑制，而乙细胞为正常肝细胞，存在接触抑制，因此在这两种细胞生长过程中，当乙细胞铺满瓶壁时，其生长停止。甲细胞能无限增殖，因此其传代的次数比乙多；胰蛋白酶或胶原蛋白酶能消化组织细胞间的蛋白质，使组织细胞分散成单个细胞。所以若用动物的肝脏组织块制备肝细胞悬液，需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理。 12 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 3 12.为探究某种流感病毒入侵时间对肺细胞活力的影响，请根据提供的实验材料和仪器完善实验思路，并回答相关问题。 (1)材料与用具：人体正常肺细胞、新分离的某流感病毒毒株、动物细胞培养液、培养瓶、相关检测仪器等。(要求与说明：检测时间间隔12小时，细胞培养条件适宜，实验仪器、试剂等操作不作要求) 12 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 3 (2)补充完善实验思路： ①在动物细胞培养液中加入适量人体正常肺细胞进行培养至细胞处于快速增长期时，制取细胞悬液备用。 ___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ②将细胞悬液均分为两等份，加入培养瓶甲和乙中，检测细胞活力，并记录。③甲组用新分离的流感病毒感染肺细胞，乙组不作处理。④在适宜条件下培养，分别在培养至12、24、36小时检测细胞活力，并记录。⑤处理分析实验数据。 12 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 3 解析：本实验的实验目的是探究某种流感病毒入侵时间对肺细胞活力的影响，自变量是某种流感病毒及其入侵时间。根据实验设计的对照原则和单一变量原则补充实验思路，详见答案。 12 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 3 (3)绘制实验记录表。 探究某种流感病毒入侵时间对肺细胞活力的影响实验记录表 组别 甲组 乙组 测定时间 12小时 24小时 36小时 12小时 24小时 36小时 细胞活力             解析：见答案。 12 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 3 (4)分析与讨论 ①流感病毒能感染肺细胞，是由于肺细胞表面有识别病毒的____________，该结构的本质是_________。  ②基于ATP的细胞活力检测法是一种敏感而可靠的检测细胞活力的方法。其原理是ATP是细胞中普遍使用的___________，活细胞在有氧和ATP的条件下，荧光酶催化荧光素发出荧光，强度与ATP含量呈正相关。故所测得___________可间接反映出存活细胞量。  特异性受体 糖蛋白 能量载体 荧光强度 12 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 3 解析：①流感病毒能感染肺细胞，是由于肺细胞表面有识别病毒的特异性受体，受体的本质是糖蛋白。②基于ATP的细胞活力检测法是一种敏感而可靠的检测细胞活力的方法。其原理是ATP是细胞中普遍使用的能量载体，活细胞在有氧和ATP的条件下，荧光酶催化荧光素发出荧光，强度与ATP含量呈正相关。故所测得荧光强度可间接反映出存活细胞量。 本课结束 更多精彩内容请登录：www.zghkt.cn $