第2章 3 第2节 一 动物细胞培养（课件PPT）-【学霸笔记·同步精讲】2025-2026学年高中生物选择性必修3 生物技术与工程（人教版）

该高中生物学课件聚焦动物细胞培养和干细胞培养及其应用，从课标要求切入，先阐述动物细胞培养的条件、过程及关键技术，再延伸至胚胎干细胞、成体干细胞和诱导多能干细胞的特点与应用，构建递进式知识支架。 其亮点在于通过合作探究、纠错训练和知识框架整合，结合科学思维（如辨析细胞培养原理与操作误区）、探究实践（如iPS细胞诱导分化流程分析）和生命观念（如结构与功能观），助力学生系统掌握知识。教师可利用随堂检测和错题训练提升教学效率，学生能在实例分析中深化理解与应用能力。

第2节　动物细胞工程 一　动物细胞培养 1 [课标要求] 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。 返回导航 考点一 1 考点二 2 内 容 索 引 随堂 效果检测 3 考点一 PART 01 第一部分 4 考点一　动物细胞培养的条件和过程 1．动物细胞培养的概念：从动物体中取出相关的组织，将它分散成__________，然后在适宜的__________下，让这些细胞生长和增殖的技术。 单个细胞 培养条件 返回导航 2．动物细胞培养的条件 种类 所需量 返回导航 培养用具 无菌环境 36.5 7.2～7.4 细胞代谢 pH 培养皿 松盖 返回导航 3．动物细胞培养的过程 (1)分散细胞 胰蛋白酶 胶原蛋白酶 单个细胞 返回导航 (2)制备悬液：用________将细胞制成细胞悬液。 (3)细胞培养：将细胞悬液放入培养瓶或培养皿内，置于适宜环境中培养。 ①培养对象 a．悬浮细胞：能悬浮在培养液中生长增殖的细胞。 b．贴壁细胞：需要贴附于某些基质表面才能生长增殖的细胞，往往贴附在培养瓶的_____上。 有丝分裂 培养液 瓶壁 返回导航 ②影响因素 表面相互接触 停止分裂增殖 返回导航 后 [提醒]在进行传代培养时，悬浮培养的细胞直接用离心法收集；贴壁细胞需要重新用胰蛋白酶等处理，使之分散成单个细胞，然后再用离心法收集。 返回导航 (1)动物细胞培养技术的原理是动物细胞的全能性。(　　) 答案：动物细胞培养的原理是细胞增殖。 (2)动物细胞培养时，O2是细胞代谢所必需的，CO2的主要作用是维持培养液的pH。(　　) (3)制备肝细胞悬液时先用剪刀剪碎肝组织，再用胃蛋白酶处理。(　　) 答案：制备肝细胞悬液时先用剪刀剪碎肝组织，再用胰蛋白酶或胶原蛋白酶等处理。 √ × × 返回导航 (4)培养动物细胞的第一代(即第一次细胞增殖)被称为原代培养。(　　) 答案：动物组织经处理后的初次培养称为原代培养。 (5)悬浮培养的细胞直接用离心法收集，贴壁细胞需要用胰蛋白酶等处理后再用离心法收集。(　　) √ × 返回导航 [探究] 下图是动物细胞培养的基本过程示意图。回答下列问题： 返回导航 (1)在使用合成培养基时，通常需要加入血清等一些天然成分。血清中含有能促进细胞生长和代谢的物质有__________________________________。 (2)进行动物细胞传代培养时常用胰蛋白酶分散细胞，而不用胃蛋白酶处理，原因是___________________________________________________________ __________________________________________________________。 蛋白质、氨基酸、未知的促生长因子等 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1.5左右)在此环境中无活性，而胰蛋白酶在此环境中活性较高 返回导航 (3)动物细胞培养过程中有接触抑制现象，这一现象说明细胞膜具有的功能是________________________________。细胞膜接收信息后，细胞停止分裂说明____________________________________。 (4)动物细胞培养中有贴壁生长的现象的原因是____________________________________________。 (5)动物细胞培养__________(填“能”或“不能”)获得完整个体。 能进行细胞间的信息交流 细胞膜接收的信息能够传递到细胞核 动物细胞膜上有糖蛋白，使细胞具有黏着性 不能 返回导航 1．动物细胞培养 返回导航 2．植物组织培养和动物细胞培养的比较 返回导航 1．(2025·江苏徐州高二期中)动物细胞培养是动物细胞工程的基础，下列相关叙述正确的是(　　) A．要定期使培养瓶中的细胞从瓶壁上脱离并及时分瓶，以解除接触抑制 B.定期更换培养液可以防止细胞代谢产生有毒物质危害细胞 C．动物细胞培养应在含95%氧气和5% CO2的培养箱中进行 D．动物细胞培养和植物组织培养的理论基础相同，都利用了细胞的全能性 √ 返回导航 解析：要定期用胰蛋白酶等处理使培养瓶中的细胞从瓶壁上脱离，以解除接触抑制，A正确； 定期更换培养液可以防止细胞代谢物积累危害细胞，B错误； 动物细胞培养应在含95%空气和5% CO2的培养箱中进行，C错误； 植物组织培养利用了细胞的全能性，动物细胞培养的原理是细胞增殖，D错误。 返回导航 2．(2025·辽宁大连高二期末)实验小鼠皮肤细胞培养的基本过程如下图所示。下列叙述错误的是(　　) √ A．培养液中往往添加一定量抗生素，以防止培养过程被污染 B．乙过程对皮肤组织可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理 C．丙过程属于原代培养，此过程的细胞能保持正常的二倍体核型 D．丁过程属于传代培养，此过程大多数细胞会发生突变，朝着癌细胞的方向发展 返回导航 解析：抗生素具有抑制细菌的作用，为防止培养液被污染，可在培养液中加入一定量的抗生素，A正确； 乙过程表示将皮肤组织处理分散成单个皮肤细胞，该过程可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理，B正确； 丙过程表示原代培养，此过程中细胞遗传物质没有发生改变，具有正常的二倍体核型，C正确； 丁过程是传代培养，该过程中少部分细胞遗传物质发生变化，朝着癌细胞的方向发展，D错误。 返回导航 考点二 PART 02 第二部分 23 考点二　干细胞培养及其应用 1．胚胎干细胞 早期胚胎 任何一种类型 组织和器官甚至个体 心肌细胞 造血干细胞 返回导航 2．成体干细胞 成体 神经干细胞 特定的细胞或组织 返回导航 3．诱导多能干细胞 胚胎干细胞 特定基因 特定蛋白 小分子化合物 返回导航 (1)干细胞能分化成各种类型的细胞。(　　) 答案：成体干细胞只能分化成特定的细胞或组织。 (2)iPS细胞类似于胚胎干细胞，又称为诱导多能干细胞。(　　) (3)神经干细胞可用于治疗帕金森病和阿尔茨海默病等。(　　) × √ √ 返回导航 [探究] 下图为iPS细胞的培养和利用过程，回答下列问题： 返回导航 (1)1→2过程的实质是_____________________________________。 (2)iPS细胞是___________________(填“多能干细胞”或“专能干细胞”)，在分裂过程中可能会发生的变异有___________________________。 (3)诱导多能干细胞用于治疗人类的某些顽症的原理是_________________________________________________________________________________________________________________________。 基因的选择性表达 基因的选择性表达 基因突变和染色体变异 诱导多能干细胞可以被诱导分化形成新的组织细胞，经移植可使坏死或退化部位得以修复并恢复正常功能 返回导航 (4)诱导多能干细胞能解决供体器官不足和器官移植后免疫排斥问题的原因是_______________________________________________________________ ___________________________________________________________。 诱导多能干细胞通过体外诱导分化，可以培育出人造器官，从而解决供体器官不足的问题。人造器官是自身细胞经诱导分化形成的，可以避免免疫排斥反应 返回导航 三种干细胞的比较 返回导航 √ 1．(2025·福建厦门高二质检)胚胎干细胞可诱导分化出多种组织、器官，用于器官移植。人体骨髓移植可用于治疗白血病。下列叙述正确的是(　　) A．胚胎干细胞具有较强的分裂、分化能力，可发育成完整个体 B．移植的骨髓中含有造血干细胞，可分化出各种组织细胞 C．骨髓移植通常不会发生免疫排斥反应，无需使用免疫抑制剂 D．异体骨髓移植有可能使患者的血型和基因型都发生改变 返回导航 解析：胚胎干细胞具有较强的分裂、分化能力，具有发育成完整个体的潜能，A正确； 移植的骨髓中含有造血干细胞，造血干细胞具有分化出多种血细胞的能力，但不能分化出多种组织细胞，B错误； 骨髓移植可用于治疗白血病，但异体骨髓移植可能会引起免疫排斥反应，需要使用免疫抑制剂，C错误； 异体骨髓移植有可能使患者的血型改变，但不会使患者的基因型改变，D错误。 返回导航 2．(2025·河北张家口高二期末)2006年科学家通过体外诱导小鼠成纤维细胞，获得了类似胚胎干细胞的一种细胞，将它称为诱导多能干细胞(iPS细胞)，iPS细胞增殖分化后可形成多种组织细胞，以用于多种疾病的治疗。下图为相关实验示意图，下列说法错误的是(　　) √ A．选取的小鼠成纤维组织需经胰蛋白酶或胶原蛋白酶等处理成单个细胞后制成细胞悬液 B．体外培养小鼠成纤维细胞和iPS细胞时，定期更换培养液可防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害 C．图中神经细胞、肝细胞和心肌细胞中的核基因和蛋白质与iPS细胞相同 D．若iPS细胞取自患者的体细胞，则将其移植回患者体内后，理论上可避免免疫排斥反应 返回导航 解析：在对成纤维细胞进行培养时，需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶等处理成纤维组织，使之分散成单个细胞，然后制成细胞悬液，A正确； 定期更换培养液可清除代谢物，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害，B正确； 题图中神经细胞、肝细胞和心肌细胞中的核基因均来源于iPS细胞，即三者所含核基因相同，但由于基因的选择性表达，三者所含蛋白质不完全相同，C错误； 若iPS细胞来源于患者自身的体细胞，则将其移植回患者体内后，理论上可避免免疫排斥反应，D正确。 返回导航 【知识框架】 返回导航 随堂 效果检测 PART 03 第三部分 37 √ 1．(2025·安徽淮北一中检测)一般来说，下列关于动物细胞培养需要满足的条件及相关叙述，正确的是(　　) ①无毒的环境　②无菌的环境　③合成培养基需加血清　④温度与动物体温相近　⑤需要O2，不需要CO2　⑥CO2能调节培养液pH A．①②③④⑤⑥　　 B．①②③④ C．①③④⑤⑥ D．①②③④⑥ 返回导航 解析：动物细胞培养需要无菌、无毒的环境，①、②正确； 用于动物细胞培养的合成培养基需加入糖类、氨基酸、无机盐、维生素等，还需加入血清等天然成分，③正确； 动物细胞培养需要适宜的温度和pH，其中温度与动物体温相近，④正确； 动物细胞培养需要的气体主要是O2和CO2，O2是细胞代谢所必需的，CO2能调节培养液pH，⑤错误，⑥正确。 返回导航 2．(2025·广东珠海五校高二联考)我国野生梅花鹿数量极为稀少，是国家一级重点保护野生动物。为保存野生梅花鹿的遗传资源，研究人员以耳缘组织为材料，成功培养了原代梅花鹿细胞，并建立了成纤维细胞系(具备分化成各种细胞的潜力)，同时对其进行了冻存保存(过程如下图所示)。下列叙述错误的是(　　) √ A．鹿成纤维细胞系细胞类似干细胞，具有分裂和分化的能力 B．鹿成纤维细胞系冻存时细胞代谢被抑制，细胞中酶的活性较弱 C．步骤①中常用胰蛋白酶处理，细胞悬液出现贴壁后还需酶处理 D．在原代培养过程中，培养环境需要不断通入无菌O2，不需要CO2 返回导航 解析：成纤维细胞系具备分化成各种细胞的潜力，其类似干细胞，具有分裂和分化的能力，A正确； 低温会抑制酶活性，因此鹿成纤维细胞系冻存时细胞代谢被抑制，细胞中酶的活性较弱，B正确； 步骤①中常用胰蛋白酶处理使之分散成单个细胞，细胞悬液出现贴壁后还需胰蛋白酶等处理，C正确； 在原代培养过程中，要将培养瓶或培养皿置于含有95%空气和5% CO2的混合气体的培养箱中进行培养，D错误。 返回导航 3．(2025·河北石家庄高二期中)已知某动物细胞培养过程中会发生细胞贴壁现象。下列相关叙述正确的是(　　) A．对贴壁细胞进行收集时，可直接采用离心法 B．悬浮培养的细胞会因细胞密度大等因素使细胞分裂受阻 C．动物细胞培养一般采用固体培养基，并维持一定的气体环境 D．只有原代培养→传代培养过程需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶等处理 √ 返回导航 解析：贴壁细胞需先用胰蛋白酶等处理，分散成单个细胞后，再进行离心收集，A错误； 悬浮培养的细胞会因细胞密度过大、有害代谢物积累和培养液中营养物质缺乏等因素而分裂受阻，B正确； 动物细胞培养一般采用液体培养基，并维持一定的气体环境，C错误； 该动物细胞有贴壁生长和接触抑制现象，每一次传代培养均需使用胰蛋白酶或胶原蛋白酶等处理，使之分散成单个细胞，D错误。 返回导航 4．下图是动物细胞培养过程中可能出现的接触抑制现象，下列相关叙述错误的是(　　)     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．出现接触抑制后需利用胰蛋白酶等处理才可进行传代培养 √ 返回导航 解析：有些细胞能够悬浮在培养液中生长和增殖，不会发生接触抑制，A错误； 癌细胞培养过程中不会出现接触抑制现象，因而癌细胞培养时可形成多层细胞，B正确； 出现接触抑制时细胞将停止分裂活动，C正确； 出现接触抑制后需利用胰蛋白酶等处理，使贴壁生长的细胞分散为单个细胞才可进行传代培养，D正确。 返回导航 5．(2025·江苏南通高二期中)下图为iPS细胞的获得及用其培育不同种细胞的示意图(c-Myc、Klf4、Sox2和Oct3/4等基因与细胞的脱分化有关)。下列相关叙述错误的是(　　) 返回导航 A．过程③④提供的条件不同，分化得到的细胞不同，说明细胞分化受基因和环境共同决定 B.除了成纤维细胞，已经分化的T细胞、B细胞等也能被诱导为iPS细胞 C．过程②应在充满CO2的恒温培养箱中进行，CO2的作用是维持培养液的pH D．iPS细胞因为诱导过程无须破坏胚胎，移植回病人体内可以避免免疫排斥，所以应用前景优于胚胎干细胞 √ 返回导航 解析：过程③④为iPS细胞提供的条件不同，分化得到的细胞不同，说明细胞分化受基因和环境共同控制，A正确； iPS细胞可由成纤维细胞转化而来，此外已经分化的T细胞、B细胞等也能被诱导为iPS细胞，B正确； 动物细胞培养时的气体环境为95%空气和5%CO2的混合气体，其中5%CO2的作用是保持培养液的pH，C错误； iPS细胞可以来源于病人自身的体细胞，将它移植回患者体内后，理论上可以避免发生免疫排斥，且iPS细胞诱导过程无须破坏胚胎，不涉及伦理问题，故应用前景优于胚胎干细胞，D正确。 返回导航 ①方法 ②目的：将动物组织分散成__________。 ③培养阶段 a．原代培养分瓶前的细胞培养。 　　　动物组织经处理后的初次培养 b．传代培养分瓶__________的细胞培养。 $