2.2动物细胞工程（第1课时）动物细胞培养课件-2025-2026学年高二下学期生物人教版选择性必修3

温故知新 (3)过程②是____________，该过程进行前一般需要用______________法对使用的培养基进行灭菌。该过程所用的培养基与过程③的主要区别是 。 (4)百脉根富含单宁，单宁具有收敛止血、抗氧化、抗菌等作用，被用于各类产品，若要通过______________技术生产单宁，需将百脉细胞培养到____________阶段，再筛选出稳定高产单宁的细胞进行培养。 (2025·成都高二检测)紫花苜蓿是全世界栽培历史最悠久、利用最广泛的豆科牧草，但易造成家畜鼓胀病。百脉根富含单宁，单宁可与植物蛋白质结合，不引起家畜采食后鼓胀。为培育抗鼓胀病的苜蓿新品种，科研人员利用野生型清水紫花苜蓿和里奥百脉根为材料进行了实践研究。研究主要流程如图(注：IOA可抑制植物细胞呼吸第一阶段，R-6G可阻止线粒体的呼吸作用)。 (1)该研究应用的生物技术所依据的原理是 __________________、_____________________。 (2)获得原生质体最常用的方法是酶解法，也就是在温和的条件下用____________________等分解植物的细胞壁。过程①的发生，必须进行人工诱导，人工诱导原生质体融合的物理方法 有______________________等(答出1种)。 动物细胞工程 动物细胞培养 动物细胞核移植 动物细胞融合 动物细胞工程的基础 克隆猴：中中和华华 单克隆抗体 人造肉 动物细胞工程 1. 阐明动物细胞培养的条件。 2. 阐明动物细胞培养的过程，理解原代培养和传代培养。 3. 阐述干细胞的类型特点及在医学上的广泛应用。 第2章 细胞工程 第2节 动物细胞工程 一 动物细胞培养 一、动物细胞培养的条件 动物细胞培养是指从动物体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后在适宜的培养条件下，让这些细胞生长和增殖的技术。 细胞增殖（有丝分裂） (3)原理： (1)概念： (2)目的： 获得细胞群，不能获得完整动物个体 ﹤ 动物细胞培养 所需的基本条件 ﹤ 营养条件 其他 条件 糖类 氨基酸 无机盐 维生素等 适宜温度、pH和渗透压 无菌、无毒的环境 适宜的气体环境 1.动物细胞培养 2.动物细胞培养的条件 未体现动物细胞的全能性 一、动物细胞培养的条件 2.动物细胞培养的条件 阅读教材P44动物细胞培养所需要的条件，完成下表。 ① 全面的营养物质 ② 无菌、无毒的环境 ③ 适宜的温度、pH和渗透压 ④ 气体环境 ②在无菌条件下操作 合成培养基成分有水、无机盐、糖、氨基酸、促生长因子、微量元素等；通常需加入血清、血浆等一些天然成分 温度哺乳动物多以36.5±0.5°C为宜，多数细胞生存的适宜pH为7.2~7.4。此外渗透压也是培养过程中需要考虑的一个重要的环境因素。 置于含95%空气加5%CO2的混合气体的培养箱中培养， O2是细胞代谢所必需的，CO2主要作用是维持培养液的pH ①培养液和所有培养用具应进行灭菌处理 ④通常培养液中添加一定量的抗生素 ③定期更换培养液 二、动物细胞培养的过程 阅读教材P44动物细胞培养的过程，并结合图2-12完成思考讨论。 6.  什么是原代培养？原代培养的细胞有什么特点？ 7. 当细胞贴壁生长、相互接触时会出现什么现象？这一现象叫什么？ 8. 出现接触抑制后，细胞不再分裂增殖，如何继续培养？ 9. 什么是传代培养？与原代培养有何区别？ 1. 动物细胞培养为何要选用胚胎或幼龄动物组织？ 2. 取动物组织后，为什么不能直接培养，必须先进行处理？ 3. 为什么要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理组织，而不用胃蛋白酶？ 4. 酶处理的目的是使组织分散成单个细胞，这对细胞培养有什么重要意义？ 5. 酶处理时间为什么不能过长？过长会带来什么后果？ 二、动物细胞培养的过程 取动物组织 制成细胞悬液 1.取动物组织 一般取材于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) 2.制成细胞悬液 (1)将组织分散成单个细胞： ①原因：成块组织中，细胞与细胞靠在一起， 彼此限制了生长和增殖 ③意义：能使细胞与培养液充分接触，保证细胞 所需要的营养供应；能保证细胞内有害 代谢物的及时排出。 (2)用培养液将细胞制成细胞悬液 用机械的方法，也可以用胰蛋白酶或胶原蛋白酶等处理的方法，将组织分散成单个细胞 ②方法：机械法或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶 等处理一段时间 二、动物细胞培养的过程 制成细胞悬液 原代培养 CO2培养箱 3.原代培养 (1)概念：指动物组织经处理后的初次培养。 (2)体外培养的动物细胞类型 (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。) (除受以上因素影响外，还会发生接触抑制现象。) ①悬浮生长类细胞(少数): 细胞能够悬浮在培养液中生长增殖 ②贴壁生长类细胞(大多数): 细胞需要贴附于某些基质表面才能生长增殖 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。 正常细胞在瓶壁上的细胞层数是一层（或单层） 癌变细胞失去接触抑制现象，可以在培养瓶中形成多层细胞 二、动物细胞培养的过程 传代培养 分瓶继续培养 4.分瓶、进行传代培养 (1)收集细胞 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。 (2)将收集的细胞制成细胞悬液、分瓶、进行传代培养 直接用离心法收集 传代培养：将分瓶后的细胞培养称为传代培养。 ①悬浮生长类细胞: ②贴壁生长类细胞: 10代细胞 50代细胞 传代培养 细胞株 细胞增殖会逐渐缓慢，以至于完全停止，这时部分细胞的细胞核型可能会发生变化 无限传代 细胞系 大部分细胞衰老死亡 少数细胞会克服细胞寿命的自然极限，获得不死性，这些细胞已经发生了突变，正朝癌细胞发展 CO2培养箱 二、动物细胞培养的过程 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 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 原因 原因 思考.讨论 2.动物细胞培养与植物组织培养有什么相同和不同之处？ 比较项目 动物组织培养 植物细胞培养 原理 培养基性质 培养基特有成分 培养过程 培养结果 相同点 常用固体培养基 完整植株 动物血清 常用液体培养基 细胞增殖（有丝分裂） 植物细胞的全能性 获得大量细胞 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。 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，哪些细胞更容易培养？为什么？ （新课程P46） 检测提升 A．步骤①→②通常需要用果胶酶和纤维素酶对动物组织进行处理 B．进行动物细胞培养时应通入适量的CO2以维持细胞呼吸 C．步骤③是原代培养，培养基中通常需要加入血清等天然成分 D．动物细胞培养过程中，细胞均贴附在培养瓶的瓶壁上生长 1．(2025·沧州高二期中)下图为动物细胞培养过程的示意图。下列叙述正确的是(　　) C A．丙、丁、戊瓶应放置于含95% O2和5% CO2的混合气体的CO2恒温培养箱中进行培养 B．乙过程加入木瓜蛋白酶的作用可能是将虾类神经组织分散成单个细胞 C．丁过程会出现悬浮或贴壁生长的细胞，可以直接采用离心法进行收集 D．为避免培养过程中杂菌污染，丁、戊过程培养瓶盖必须旋紧以防漏气 2．(2025·成都高二期中)传染性早熟病毒(IPV)是一种导致罗氏沼虾性早熟和生长缓慢的新型病毒，主要侵染罗氏沼虾的神经组织。研究人员利用虾类神经细胞系培养技术来研究IPV病毒与宿主细胞的互作情况，如图是部分培养过程。下列说法正确的是(　　) B 检测提升 三、干细胞培养及其应用 2.分布： 3.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。 1.干细胞的概念： 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 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 受精卵 原始胚胎干细胞 囊胚 胎儿 成人 胚胎干细胞 成体干细胞 三、干细胞培养及其应用 3.干细胞的类型 类型 胚胎干细胞 (ES细胞) 成体干细胞 诱导多能干细胞 (iPS细胞) 来源 特点 早期胚胎 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生物个体的潜能 成体组织或器官 (造血干细胞、神经干细胞和精原干细胞等) 体外诱导体细胞(成纤维细胞、已分化的T细胞、B细胞)产生 类似胚胎干细胞； 诱导过程无须破坏胚胎； 可来源于病人自身细胞，理论上可以避免免疫排斥反应 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 4.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。 5.局限： 存在着导致肿瘤发生的风险。 A．胚胎干细胞分化为完整个体体现了已分化的动物细胞具有全能性 B．已分化的细胞可在体外被诱导成为一种类似胚胎干细胞的细胞 C．利用成体干细胞进行疾病治疗，理论上无须考虑免疫排斥的问题 D．将干细胞用于临床上的疾病治疗可能存在肿瘤发生的风险 3．(2025·葫芦岛高二期末)干细胞是一类具有自我更新能力的细胞，能产生特定组织甚至生物体的所有细胞类型。根据个体发育过程中干细胞出现的次序和发育潜能的不同，可分为胚胎干细胞和成体干细胞。下列相关说法错误的是(　　) A 检测提升 检测提升 A．应定期向生物反应器中添加营养物质并清除代谢废物 B．95%O2和5% CO2的气体环境有利于细胞代谢的正常进行 C．图中干细胞和肌细胞中的基因表达产物不完全相同 D．制造细胞培养肉利用的生物技术主要是动物细胞培养 4．(2025·合肥高二阶段练习)随着世界人口增长和肉类消费量的持续提高，细胞培养肉有望成为未来肉制品的来源之一，细胞培养肉的制造过程如图所示。下列叙述错误的是(　　) B 练习与应用P47 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（ ） × √ × × 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 A 原代培养得到的细胞数目如果不能达到要求，还需要对细胞进行________培养。 (3)新器官与老器官的“重组”________(填“是”或“不是”)基因重组；“新膀胱”移植后，________(填“会”或“不会”)成为抗原。 (1)a过程属于细胞工程中的________________技术。该过程之前，需要用________________________处理以分散成单个细胞；为满足细胞生长增殖的需要，培养细胞的培养液中除含有葡萄糖、氨基酸、无机盐等已知成分外，还需加入____________等天然成分；该过程还需适宜的气体环境，其中提供5%的CO2的作用是_______________________。 (2)b过程中，细胞逐渐布满由胶原质制成的“支架”，说明这些细胞具有_______________的特点。 不会 动物细胞培养 胰蛋白酶(或胶原蛋白酶) 血清 维持培养液的pH 贴壁生长 传代 不是 检测提升 5．科学家在实验室中已经可以成功培育出膀胱，并能顺利移植到患者体内，这种技术为那些急需器官移植的患者带来福音。具体培育过程如下图所示，请据图回答下列问题： （课时训练7 P139） A．传代培养时，培养皿需密封防止污染 B．选取①的细胞进行传代培养比②更合理 C．直接用离心法收集细胞进行传代培养 D．细胞增长进入平台期可能与细胞密度过大有关 链接高考 (2024·吉林卷)从小鼠胚胎中分离获取胚胎成纤维细胞进行贴壁培养，在传代后的不同时间点检测细胞数目，结果如图。下列叙述正确的是(　　) D $