新教材高中生物选择性必修3课件：2 2 1 动物细胞培养(人教版)

第2节动物细胞工程第1课时动物细胞培养知识点1知识点2课时作业随堂检测///////1245/////////////////////网络构建·晨读必背3///////动物细胞培养的条件和过程1联想质疑自主梳理1.动物细胞培养概念

是指从动物体中取出相关的组织，将它分散成__________，然后在适宜的培养条件下，让这些细胞______和______的技术。单个细胞生长增殖2.动物细胞培养的条件糖类氨基酸维生素血清液体培养液培养用具无菌环境36.5±0.5℃7.2～7.4O2pH培养皿松盖培养瓶CO2培养箱3.动物细胞培养的过程胰蛋白酶胶原蛋白酶单个细胞培养液某些基质表面瓶壁表面相互接触停止分裂增殖前后(1)动物细胞培养体现了动物细胞的全能性()(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)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()(4)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(

)××√√[典型例题]

(2021·山东德州期末)如图所示为动物细胞培养的基本过程，下列关于甲、乙、丙、丁四个操作过程的叙述，正确的是(

)CA.甲过程可选取动物个体的任何组织细胞B.乙过程可用纤维素酶和果胶酶处理细胞C.丙过程所用培养液中需添加动物血清D.丁过程中的细胞因接触抑制而大量死亡解析甲过程可选取动物个体的胚胎或幼龄动物的器官(或组织)，A错误；乙过程可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理细胞，B错误；由于人们对细胞所需的营养物质尚未完全研究清楚，因此在使用合成培养基时，通常需要加入血清等一些天然成分，C正确；丁过程中的细胞因接触抑制而影响细胞增殖，并不会大量死亡，D错误。[变式训练]

(2021·河北保定调研)在进行动物细胞培养时，需要(

)A.用胃蛋白酶处理以获得单细胞悬液

B.充入5%CO2以刺激细胞正常呼吸C.加入经高压蒸汽灭菌的血清以提供营养

D.定期更换培养液以清除代谢产物解析用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理以获得单细胞悬液，A错误；充入5%CO2是维持培养液的pH，B错误；加入血清为动物细胞提供营养，高压蒸汽灭菌会破坏血清中的活性成分，C错误；定期更换培养液以清除代谢产物，D正确。D★培养皿(1)动物细胞培养所用的是液体培养基，并非完全的合成培养基，因为还添加了动物血清等天然成分。(2)动物细胞培养过程中，应该对培养液和培养用具进行灭菌而非消毒。(3)动物细胞培养时，CO2培养箱内应含有5%的CO2和95%的空气，而非5%的CO2和95%的O2。

★动物细胞培养的过程(1)进行动物细胞培养时不能用胃蛋白酶分散细胞，主要是因为pH不合适。(2)动物细胞的整个培养过程中可能多次用到胰蛋白酶或胶原蛋白酶，第一次使用的目的是使组织细胞分散开；贴壁细胞传代培养时使用的目的是使细胞从瓶壁上脱离下来，分散成单个细胞，便于分瓶后继续培养。(3)培养的动物细胞大部分取自动物胚胎或幼龄动物的器官或组织，这是因为这些器官或组织中的细胞生命力旺盛，分裂能力强。(4)正常细胞在培养瓶的瓶壁上形成的是单层细胞；癌变细胞没有接触抑制现象，可以在培养瓶壁上形成多层细胞。进行动物细胞培养时，常用胰蛋白酶分散细胞，这样做的目的是什么？提示：①使细胞与培养液充分接触，一方面保证细胞所需氧气和营养的供应，另一方面保证细胞内代谢产物的及时排出；②使得在细胞水平操作的其他技术得以实现。干细胞培养及其应用2联想质疑自主梳理1.干细胞及其应用早期胚胎骨髓脐带血早期胚胎任何一种成体组织或器官骨髓、外周血和脐带血组织特异性造血干细胞造血免疫神经干细胞2.iPS细胞及其应用胚胎干细胞诱导多能干细胞阿尔茨海默病心血管疾病特定基因特定蛋白小分子化合物(1)干细胞都是来源于早期胚胎。()(2)造血干细胞是发现最早、研究最多、应用也最为成熟的一类成体干细胞，主要存在于成体的骨髓、外周血和脐带血中。()(3)不同类型的干细胞，它们的分化潜能完全相同。(

)(4)iPS细胞是一种人工诱导产生的多能干细胞，在治疗阿尔茨海默病、心血管疾病领域具有重要的研究价值。(

)×√×√[典型例题]

(2021·河南焦作市调研)动物和人体内具有分裂和分化能力的细胞称为干细胞。对右图的相关叙述中，错误的是(

) A.a过程可表示干细胞的自我更新 B.b、c过程表示干细胞具有分化能力 C.a、b、c过程中细胞的遗传信息表达情况不同 D.a、b、c过程中遗传物质发生了定向改变

解析a过程可表示干细胞的自我更新，干细胞通过细胞分裂产生新的干细胞，A正确；b、c过程表示干细胞具有分化能力，可以分化出特定功能的细胞，B正确；a、b、c过程中细胞的遗传信息表达情况不同，即发生了基因的选择性表达，C正确；a、b、c过程中遗传物质未发生改变，D错误。D[变式训练]

(2020·山东威海模拟)干细胞是一类未参与分化或未完全分化的细胞，分裂能力强。按照其来源分为胚胎干细胞和成体干细胞(如造血干细胞、神经干细胞)。下列关于干细胞的说法错误的是(

) A.胚胎干细胞不具有发育成完整个体的潜能 B.胚胎干细胞的分化程度小于造血干细胞 C.骨髓移植治疗白血病就是利用了造血干细胞能分化成各种血细胞的能力 D.将带有遗传标记的胚胎干细胞植入早期胚胎，通过组织化学染色可追寻胚胎发育中细胞分化和器官形成的规律

解析胚胎干细胞具有发育成各种组织、器官，甚至发育成完整个体的潜能，A错误；胚胎干细胞的分化程度小于造血干细胞，B正确；骨髓移植治疗白血病就是利用了造血干细胞能分化成各种血细胞的能力，C正确；将带有遗传标记的胚胎干细胞植入早期胚胎，通过组织化学染色可追寻胚胎发育中细胞分化和器官形成的规律，D正确。A★干细胞可用于修复组织损伤(1)胚胎干细胞不仅可以诱导分化形成各种组织细胞，还可以诱导分化形成各种组织、器官，甚至是动物个体；但成体干细胞只能分化形成特定的细胞或组织，不能分化形成完整的动物个体；(2)iPS细胞是体外诱导产生的多能干细胞，虽然类似于胚胎干细胞，但一般认为不能诱导分化形成完整的生物个体。

★iPS细胞用于治疗人类疾病示意图为什么iPS细胞的应用前景优于干细胞？提示：①iPS细胞诱导过程不破坏胚胎，因此不涉及伦理问题；②iPS细胞可以来源于病人自身的细胞，理论上可以避免免疫排斥反应。网络构建·晨读必背3思维导图晨读必背1.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。2.一般来说，动物细胞培养需要满足以下几个条件：①营养条件(糖类、氨基酸、无机盐、维生素等，还需要加入动物血清等天然成分)；②无菌、无毒的环境；③适宜的温度、pH和渗透压；④适宜的气体环境等。3.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。贴壁细胞的生长增殖除受上述因素的影响外，还会发生接触抑制。4.在一定的条件下，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，包括胚胎干细胞和成体干细胞等。随堂检测41.(2021·西工大附中调研)相对细菌和植物细胞而言，动物细胞离体培养更需关注培养基的渗透压，这是因为动物细胞(

) A.没有中央液泡，不能发生渗透作用 B.渗透压远高于细菌或植物细胞的渗透压 C.没有细胞壁，易吸水涨破 D.生长缓慢，各生长阶段对环境的渗透压要求不同

解析动物细胞虽然无中央液泡，但是有一定浓度的细胞液，能发生渗透作用，A错误；动物细胞渗透压不一定高于细菌或植物细胞的渗透压，B错误；由于动物细胞无细胞壁，外界渗透压一旦过低，细胞容易吸水涨破，C正确；动物细胞不一定生长缓慢，各生长阶段对环境的渗透压要求不同，不是动物细胞离体培养更需关注培养基的渗透压的理由，D错误。C2.(2021·临川一中调研)下列关于动物细胞培养的叙述不正确的是(

)A.动物细胞培养技术的原理是细胞膜的流动性B.传代培养时需要用胰蛋白酶处理贴壁生长的细胞C.癌细胞在培养瓶中不会出现接触抑制现象D.动物细胞培养一般需要使用CO2培养箱解析动物细胞培养技术的原理是细胞增殖，A错误；传代培养时需要用胰蛋白酶处理贴壁生长的细胞，使其分散培养，B正确；癌细胞在培养瓶中不会出现接触抑制现象，能无限增殖，C正确；动物细胞培养一般需要使用CO2培养箱，以维持培养液的pH值，D正确。AB3.(2021·山东日照期中)下列有关干细胞的叙述，错误的是(

)A.自体干细胞移植通常不会引起免疫排斥反应B.胚胎干细胞在体外培养能增殖但不能被诱导分化C.组织细胞更新包括细胞凋亡和细胞增殖分化等过程D.造血干细胞具有分化出多种血细胞的能力，可用于治疗白血病解析自体干细胞移植过程中，干细胞来自患者本身，不会发生免疫排斥反应，A正确；若给予适宜的外界环境条件，胚胎干细胞在体外也能被诱导分化，B错误；组织细胞更新过程包括细胞分裂增加细胞数量和细胞分化增加细胞种类两个主要方面，同时也有基因控制的细胞自动结束生命的过程，即细胞凋亡，C正确；造血干细胞属于多能干细胞，能分化成各种血细胞，通过移植造血干细胞，可治疗白血病，D正确。4.(2021·山东济宁期中)下图为科学家在实验室中培养“人造牛肉”的简要过程。相关叙述正确的是(

)CA.用胃蛋白酶处理牛肌肉组织，获得分裂能力强的肌肉干细胞B.生物反应器中应充以95%空气加5%CO2的混合气体，CO2的作用是刺激细胞呼吸C.培养液中的支架提供了更多的细胞吸附面积，有利于细胞贴壁生长D.“人造牛肉”的培养有利于牛肉的工厂化生产，但环境污染严重解析用胰蛋白酶处理动物组织，可以使组织分散成单个细胞，利于动物细胞培养，不用胃蛋白酶是因为pH不合适，A错误；动物细胞培养的气体环境：95%空气和5%CO2，CO2的作用主要是维持培养液的pH，B错误；动物细胞培养过程中细胞悬液中的细胞会贴附在瓶壁上生长，如果想得到大量的产物，可以利用支架增大细胞吸附面积，有利于细胞贴壁生长，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头牛多得多，有利于牛肉的工厂化生产，同时也可减少对土地、饮用水和饲料的利用，且温室气体等其他环境污染物也会减少，D错误。课时作业5知识点1动物细胞培养1.(2021·河北正定调研)下列有关动物细胞培养的叙述正确的是(

)A.动物细胞培养是为了获得细胞分泌蛋白B.可以通过细胞培养技术获得完整的动物个体C.O2是细胞代谢所必需的，CO2有利于维持培养液pH的稳定D.多数动物细胞生存的适宜pH为7.2～7.4，适宜温度为25±0.5℃C解析动物细胞培养是为了获得大量动物细胞，A错误；通过动物细胞培养技术可以获得细胞群，不能获得完整的动物个体，B错误；细胞培养所需气体主要有O2和CO2，O2是细胞代谢所必需的，CO2的主要作用是维持培养液的pH，C正确；哺乳动物细胞培养的温度多以36.5±0.5℃为宜，多数动物细胞生存的适宜pH为7.2～7.4，D错误。2.(2021·北京四中期末)下列关于动物细胞所需的培养条件的叙述错误的是(

)A.无毒、无菌的环境B.温度与动物体温相近C.合成培养基中通常需加入动物血清D.不需要氧气，需要二氧化碳调节培养液的pH解析动物细胞培养需要无毒、无菌的环境，以防止被微生物感染，A正确；动物细胞培养需要适宜的温度，温度要与动物体温相近，B正确；用于动物细胞培养的合成培养基还需加入血清等天然物质，C正确；动物细胞培养需要一定的气体环境，95%空气(为细胞呼吸提供O2)和5%的CO2(维持培养液的pH)，D错误。D3.(2021·江苏扬州期中)下列关于动物细胞培养与植物组织培养的叙述正确的是(

) A.都需要定期更换培养基 B.都需要用相应的酶将组织分散成单个细胞 C.培养的原理都是细胞的全能性 D.动物细胞培养时需要添加激素，植物组织培养需要添加血清

解析动物细胞培养和植物组织培养的过程中都需要定期更换培养基，A正确；动物细胞培养要用到胰蛋白酶或胶原蛋白酶将组织分散成单个细胞，而植物组织培养过程不需要，B错误；动物细胞培养的原理是细胞增殖，植物组织培养的原理是细胞的全能性，C错误；动物细胞培养需要添加血清，植物组织培养需要添加植物激素，D错误。AA4.(2021·河北唐山期末)下图表示动物细胞培养的过程，下列有关该过程的说法，正确的是(

)A.乙中进行动物细胞培养时应通入适量的CO2以调节pHB.宜用胃蛋白酶将甲中的动物组织块分散为单个的细胞C.甲中用于培养的动物细胞宜取自成年动物D.丙中细胞大量繁殖后，细胞之间相互接触能促进细胞的分裂解析动物细胞培养过程中，需要加入一定的二氧化碳以维持培养液的pH，A正确；将甲中的动物组织块分散为单个的细胞应该用胰蛋白酶或胶原蛋白酶，但是不能用胃蛋白酶，B错误；甲中用于培养的动物细胞宜取自动物胚胎或幼龄动物的器官或组织，C错误；丙中细胞大量繁殖后，细胞之间相互接触能抑制细胞的分裂，D错误。5.(2021·河北冀州期末)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.向培养液中添加促生长因子等成分

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杀灭细菌，为动物细胞培养提供无菌环境，B正确；定期更换培养液，防止代谢产物积累对细胞自身造成危害，可以为动物细胞培养提供无菌、无毒的环境，C正确；向培养液中添加促生长因子等成分可以促进微生物生长、发育和繁殖，不能为动物细胞培养创造无菌、无毒的环境，D错误。D6.(2021·陕西省黄陵期中)在动物细胞培养过程中，使用胰蛋白酶的作用是(

)A.使组织分散为单个细胞或使细胞从培养瓶壁上脱落B.促进蛋白质水解，为细胞分裂和生长提供多肽营养C.去掉细胞膜上的糖被，有利于细胞融合D.去掉细胞膜，保证两种细胞的细胞质和细胞核融合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或使细胞从培养瓶壁上脱落，A正确；胰蛋白酶的作用是消化组织细胞间的物质，但分解产生的多肽并不作为细胞分裂和生长的营养，B错误；胰蛋白酶分解细胞间的蛋白质，不是破坏细胞结构，故一般对细胞膜上的糖被不起作用，C错误；使用胰蛋白酶的目的是分解组织细胞间的物质，不会去掉细胞膜，D错误。A7.(2021·湖北荆州调研)动物细胞培养的基本过程如图所示，下列叙述正确的是(

)AA.应选择幼龄动物的皮肤组织进行动物细胞培养B.甲过程需要用纤维素酶和果胶酶处理C.丙过程是传代培养，所有细胞贴壁生长D.乙过程是原代培养，一般不会出现接触抑制现象解析应选择幼龄动物的皮肤组织进行动物细胞培养，因为幼龄动物细胞分裂能力较强，A正确；甲过程需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理，B错误；丙过程是传代培养，体外培养的动物细胞除贴壁生长外，有的细胞还可以悬浮在培养液中生长增殖，C错误；原代培养也会出现接触抑制现象，D错误。知识点2干细胞培养及其应用8.(2021·江苏徐州调研)胚胎干细胞可诱导分化成神经细胞，用于治疗因特定神经元死亡而导致的帕金森病。下列关于胚胎干细胞的叙述错误的是(

) A.具有增殖能力

B.能诱导分化成各种细胞 C.不具有细胞周期

D.比神经细胞容易培养

解析胚胎干细胞具有增殖能力，可以增殖分化出各种类型的细胞，A正确；胚胎干细胞具有全能性，能诱导分化成各种细胞，B正确；胚胎干细胞能连续进行有丝分裂，故具有细胞周期，C错误；胚胎干细胞比神经细胞的分裂能力强，因此比神经细胞容易培养，D正确。C9.(2021·浙江省东阳开学考试)据报道，科研人员选取成人皮肤细胞，将其培育成神经干细胞后，放入特制的凝胶中，诱导组织进一步生长发育，最终形成一个豌豆大小的“微型人脑”。这个组织已经达到9周胎儿大脑的发育水平，但尚不能独立思考。下列描述错误的是(

) A.由成人皮肤细胞培育成微型人脑，未体现细胞的全能性 B.由成人皮肤细胞培育出微型人脑过程中，既有细胞分裂又有细胞分化 C.若培育过程中出现细胞凋亡，这是由基因决定的 D.若培育过程中出现癌变，但细胞膜的成分不会改变D解析选取成人皮肤细胞，将其培育成神经干细胞后，诱导组织进一步生长发育，最终形成一个豌豆大小的“微型人脑”，并没有产生完整有机体或各种细胞，因此不能体现动物细胞的全能性，A正确；在培育微型人脑过程中发生了细胞的有丝分裂、分化、衰老等过程，B正确；细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，C正确；癌细胞的细胞膜成分会发生改变，例如细胞膜上的糖蛋白等物质减少等，D错误。10.(2021·北京海淀区期末)帕金森病(PD)是中脑内产生多巴胺(一种递质)的细胞发生丢失而造成的，这种丢失导致运动功能退化，遗传因素、环境因素、年龄老化等均可能导致多巴胺神经元的变性死亡。下列相关叙述正确的是(

) A.PD是单一因素引起的老龄化疾病 B.多巴胺以主动运输方式进入下一神经元 C.药物治疗主要提高多巴胺受体的含量 D.理论上可利用干细胞定向诱导分化治疗PDD解析遗传因素、环境因素、年龄老化等均可能导致多巴胺神经元的变性死亡，可见PD不是单一因素引起的老龄化疾病，A错误；多巴胺是一种递质，其以胞吐的方式进入突触间隙，然后与突触后膜(另一个神经元)上的特异性受体结合，并不进入下一个神经元，B错误；帕金森病(PD)是中脑内产生多巴胺(一种递质)的细胞发生丢失而造成的，因此药物治疗主要提高多巴胺的含量，而不是提高受体的含量，C错误；帕金森病(PD)是中脑内产生多巴胺(一种递质)的细胞发生丢失而造成的，因此理论上可利用干细胞定向诱导分化治疗PD，D正确。11.(2021·西安高新一中调研)下列关于植物组织培养和动物细胞培养的叙述，错误的是(

) A.两者都需要用培养基，但所用的培养基主要成分不同 B.前者不能发生基因重组，后者能发生基因重组 C.前者可以获得个体，后者可以获得更多细胞 D.两者都需要控制温度B解析两者都需要用培养基，但培养基主要成分不同，A正确；基因重组可发生在减数分裂过程中，动物细胞培养和植物组织培养过程中细胞都只进行有丝分裂，故两者均不发生基因重组，B错误；植物组织培养可以获得完整植株，动物细胞培养可以获得更多动物细胞，C正确；由于细胞代谢需要酶的催化，而酶的活性受温度影响，所以动物细胞培养和植物组织培养过程均需控制温度，D正确。12.(2021·山东潍坊期末)为解决大面积烧伤病人的植皮难题，科学家研制出人造皮肤，研制过程中需要将人的皮肤细胞置于培养液中进行培养。培养液配制除必需的已知成分外，还必须加入天然成分，细胞才能正常生长和增殖。下列相关叙述正确的是(

) A.人的皮肤细胞培养前须用胃蛋白酶处理，使细胞分散开 B.细胞培养过程中只需不断通入氧气，就能保证细胞的正常生命活动 C.培养液中加入的天然成分可能是血清，用于补充细胞生长和增殖所需的物质 D.经培养可得到由多层细胞构成的人造皮肤，能直接用于移植C解析人的皮肤细胞培养前须用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理，使细胞分散开，A错误；细胞培养过程中需要无菌无毒、一定的营养、适宜的温度和pH、一定的气体环境，才能保证细胞的正常生命活动，B错误；培养液中加入的天然成分可能是血清，用于补充细胞生长和增殖所需的物质，C正确；由于存在接触抑制，经培养可得到由单层细胞构成的人造皮肤，D错误。13.(2021·海原一中期末)下图为动物细胞培养的基本过程示意图。请回答：(1)培养时先要剪碎，然后用____________酶分散细胞，制成B瓶中的细胞悬液。将细胞悬液转入C瓶中进行的初次培养称为____________。(2)C、D瓶中的培养液为保证无菌、无毒的环境，需要添加一定量的____________。培养过程中还需要提供O2和CO2等气体环境，CO2的作用主要是____________。(3)动物细