高中生物（必选3）4.1细胞培养技术知识点

高中生物（必选3）4.1细胞培养技术知识点整理一、课程主要内容概述本课程聚焦细胞培养技术，核心是讲解体外模拟体内环境，使细胞正常生长、增殖和分化的技术方法。内容涵盖细胞培养的基本原理、核心条件、关键步骤，重点区分植物组织培养与动物细胞培养的差异，同时介绍细胞培养技术在生物制药、医学研究、农业育种等领域的应用，为后续学习细胞工程等内容奠定基础。二、核心知识点梳理及配套练习题知识点1：细胞培养的基本概念与原理核心内容：细胞培养是指在体外无菌条件下，模拟体内生理环境（如温度、pH、营养物质等），将离体的植物细胞、动物细胞或微生物细胞培养在人工配制的培养基上，使其生长、增殖并维持其生物学特性的技术。

-植物细胞培养原理：细胞全能性（已分化的植物细胞仍具有发育成完整个体的潜能）。

-动物细胞培养原理：细胞增殖（动物细胞在体外适宜条件下可不断分裂增殖，不涉及细胞全能性的表达，因动物体细胞全能性难以体现）。练习题及解析题目：下列关于细胞培养原理的叙述，正确的是（）

A.植物细胞培养和动物细胞培养的原理均为细胞全能性

B.植物细胞培养的原理是细胞增殖，动物细胞培养的原理是细胞全能性

C.植物细胞培养的原理是细胞全能性，动物细胞培养的原理是细胞增殖

D.植物细胞培养和动物细胞培养的原理均为细胞增殖答案：C解析：本题考查细胞培养的核心原理。植物细胞具有全能性，离体的植物细胞在适宜条件下可发育成完整个体，故植物细胞培养原理为细胞全能性；动物体细胞的全能性受到限制，体外培养时仅能实现细胞的分裂增殖，无法发育成完整个体，故动物细胞培养原理为细胞增殖。因此正确答案为C。题目：下列对细胞培养概念的理解，错误的是（）

A.培养环境需无菌，避免杂菌污染

B.需模拟体内生理环境，提供适宜的温度、pH等条件

C.仅能培养植物细胞或动物细胞，不能培养微生物细胞

D.培养材料需离体，且培养在人工配制的培养基上答案：C解析：本题考查细胞培养的概念。细胞培养的对象包括植物细胞、动物细胞和微生物细胞（如细菌、真菌等的培养），C选项表述错误；A、B、D选项均符合细胞培养的核心要求，即无菌环境、模拟体内条件、离体材料+人工培养基。因此正确答案为C。题目：植物细胞培养能体现细胞全能性，而动物细胞培养不能，其根本原因是（）A.植物细胞具有细胞壁，动物细胞没有

B.植物细胞的细胞核具有全能性，动物细胞的细胞核也具有全能性，但体细胞全能性难以表达

C.植物细胞可离体培养，动物细胞不能离体培养

D.植物细胞能吸收培养基中的营养物质，动物细胞不能答案：B解析：本题考查细胞全能性表达的差异。细胞全能性的根本原因是细胞含有本物种全套遗传物质，植物体细胞的细胞核具有全套遗传物质，离体后在适宜条件下可表达全能性；动物体细胞的细胞核虽也具有全套遗传物质，但受细胞质中物质的限制，全能性难以表达，仅能实现增殖。A选项细胞壁不是根本原因；C选项动物细胞可离体培养（如动物细胞培养技术）；D选项动植物细胞均可吸收培养基营养。因此正确答案为B。知识点2：细胞培养的核心条件核心内容：无论植物细胞还是动物细胞培养，都需满足以下核心条件，确保细胞正常生长增殖：

1.无菌环境：最关键条件，需对培养基、培养器具、培养材料进行严格灭菌（如高压蒸汽灭菌、紫外线消毒），操作在无菌操作台进行，避免杂菌竞争营养、产生有害物质影响细胞生长。

2.营养物质：

-植物细胞培养基：含无机营养（水、无机盐）、有机营养（蔗糖、氨基酸、维生素）、琼脂（凝固剂，固体培养基常用）、植物激素（生长素、细胞分裂素，调节脱分化和再分化）。

-动物细胞培养基：含无机营养、有机营养（葡萄糖、氨基酸、维生素）、血清或血浆（提供天然生长因子）、无凝固剂（液体培养基，需振荡或转动培养）。

3.适宜的理化条件：

-温度：植物细胞培养约25℃，动物细胞培养约37℃（接近人体体温）。

-pH：植物细胞培养pH5.8-6.0，动物细胞培养pH7.2-7.4。

4.气体环境（主要针对动物细胞培养）：需95%空气（提供氧气，满足细胞呼吸）和5%CO₂（维持培养液的pH稳定）；植物细胞培养一般需充足氧气，避免无氧呼吸产生酒精毒害细胞。练习题及解析题目：下列关于细胞培养条件的叙述，错误的是（）

A.无菌环境是细胞培养成功的关键，需对所有培养相关材料进行灭菌处理

B.植物细胞培养基中需添加琼脂作为凝固剂，动物细胞培养基中无需添加

C.动物细胞培养的温度为25℃左右，植物细胞培养的温度为37℃左右

D.动物细胞培养需一定的气体环境，其中CO₂的作用是维持培养液pH稳定答案：C解析：本题考查细胞培养的理化条件。动物细胞培养的温度接近人体体温，约37℃；植物细胞培养的温度约25℃，C选项表述颠倒，错误；A选项无菌环境是关键，灭菌处理可避免杂菌污染，正确；B选项植物固体培养基需琼脂，动物细胞培养用液体培养基，无需琼脂，正确；D选项动物细胞培养中5%CO₂可维持pH稳定，正确。因此正确答案为C。题目：植物细胞培养基与动物细胞培养基的主要差异不包括（）

A.植物培养基含琼脂，动物培养基不含

B.植物培养基含植物激素，动物培养基含血清

C.植物培养基需提供CO₂，动物培养基无需提供

D.植物培养基的pH偏酸性，动物培养基的pH偏碱性答案：C解析：本题考查动植物细胞培养基的差异。A选项琼脂是植物固体培养基的凝固剂，动物培养基无，正确；B选项植物激素调节细胞分化，动物血清提供生长因子，正确；C选项需提供CO₂的是动物细胞培养，植物细胞培养一般无需专门提供CO₂，该选项表述错误；D选项植物培养基pH5.8-6.0（偏酸），动物培养基pH7.2-7.4（偏碱），正确。因此正确答案为C。题目：在动物细胞培养过程中，添加血清的主要作用是（）

A.提供无机营养物质

B.提供天然生长因子和未知营养成分

C.维持培养液的pH稳定

D.作为凝固剂使培养基凝固答案：B解析：本题考查动物细胞培养基中血清的作用。血清中含有多种天然生长因子、蛋白质、维生素等未知营养成分，可满足动物细胞生长增殖的需求，B正确；A选项无机营养由培养基中的无机盐、水等提供；C选项维持pH的是CO₂；D选项动物细胞培养基为液体，无需凝固剂，且血清无凝固作用。因此正确答案为B。题目：下列操作中，目的是为了营造无菌环境的是（）

①对培养基进行高压蒸汽灭菌②对培养皿进行紫外线消毒③向植物培养基中添加琼脂④动物细胞培养时通入5%CO₂

A.①②B.①③C.②④D.③④答案：A解析：本题考查无菌环境的营造措施。①高压蒸汽灭菌可杀死培养基中的杂菌，②紫外线消毒可杀死培养皿表面的杂菌，均为无菌处理；③添加琼脂是为了使植物培养基凝固，④通入CO₂是为了维持动物细胞培养液的pH，均与无菌环境无关。因此正确答案为A。知识点3：植物组织培养与动物细胞培养的关键步骤核心内容：

一、植物组织培养（以体细胞培养为例）

1.取材与消毒：选取离体的植物器官、组织或细胞（如根尖、茎尖、叶片小块），用酒精、次氯酸钠溶液进行表面消毒，去除杂菌。

2.脱分化：将消毒后的材料接种到含生长素和细胞分裂素的培养基上，使已分化的细胞恢复分裂能力，形成愈伤组织（排列疏松、无规则、高度液泡化的薄壁细胞团）。

3.再分化：调整培养基中生长素和细胞分裂素的比例（生长素/细胞分裂素高时诱导根分化，低时诱导芽分化），使愈伤组织分化出根和芽，形成完整的试管苗。

4.移栽：将试管苗移栽到土壤中，适应外界环境，发育成完整植株。

二、动物细胞培养

1.取材与分散细胞：选取动物胚胎或幼龄动物的组织（分裂能力强），用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理，使组织块分散成单个细胞（避免细胞间连接影响培养）。

2.原代培养：将单个细胞接种到培养液中，培养到细胞贴壁生长、铺满培养瓶壁（接触抑制），此过程为原代培养（第一代细胞到第十代左右）。

3.传代培养：当细胞铺满瓶壁时，用胰蛋白酶处理，使细胞脱离瓶壁，稀释后接种到新的培养瓶中继续培养，为传代培养。传代培养中，细胞可能发生变异（如癌细胞可无限传代，失去接触抑制）。

4.细胞冻存与复苏：为保存细胞，可将细胞冻存在液氮中（-196℃），需要时解冻复苏继续培养。练习题及解析题目：植物组织培养过程中，脱分化的结果是（）

A.形成完整的试管苗B.形成愈伤组织C.形成根和芽D.形成单个细胞答案：B解析：本题考查植物组织培养的脱分化步骤。脱分化是指已分化的植物细胞在适宜条件下，恢复分裂能力，形成排列疏松、无规则的愈伤组织的过程，B正确；A选项完整试管苗是再分化后的结果；C选项根和芽是再分化的产物；D选项单个细胞是取材后分散处理的结果。因此正确答案为B。题目：下列关于动物细胞培养步骤的叙述，正确的是（）

A.取材时需选取成年动物的组织，因其分裂能力强

B.原代培养过程中，细胞会出现接触抑制现象

C.传代培养时，无需用胰蛋白酶处理，直接接种即可

D.传代培养的细胞均可无限增殖，不会衰老死亡答案：B解析：本题考查动物细胞培养的关键步骤。A选项成年动物组织细胞分裂能力弱，应选取胚胎或幼龄动物组织；B选项原代培养中，细胞贴壁生长，铺满瓶壁后会因接触而停止分裂，即接触抑制，正确；C选项传代培养时，需用胰蛋白酶处理使细胞脱离瓶壁，再稀释接种；D选项正常体细胞传代培养一般只能传50代左右，会衰老死亡，只有癌细胞可无限传代。因此正确答案为B。题目：植物组织培养中，再分化阶段调控根和芽分化的关键因素是（）

A.培养基中的营养物质种类B.培养基的pH值

C.培养基中生长素和细胞分裂素的比例D.培养环境的温度答案：C解析：本题考查植物组织培养的再分化调控因素。再分化阶段，生长素和细胞分裂素的比例是关键：生长素浓度高于细胞分裂素时，诱导愈伤组织分化出根；细胞分裂素浓度高于生长素时，诱导分化出芽；两者比例适中时，可能维持愈伤组织状态。A、B、D选项虽为培养条件，但不直接调控根芽分化。因此正确答案为C。题目：下列操作中，属于动物细胞培养特有的步骤是（）

A.取材后进行表面消毒B.用胰蛋白酶处理组织块分散细胞

C.接种后在适宜温度下培养D.调整培养基中的激素比例答案：B解析：本题考查动植物细胞培养的步骤差异。A选项动植物细胞培养取材后均需消毒；B选项动物细胞培养需用胰蛋白酶分散组织块为单个细胞，植物组织培养无需此步骤（直接接种组织块或细胞），是动物细胞培养特有；C选项两者均需适宜温度培养；D选项调整激素比例是植物组织培养再分化的步骤，动物细胞培养无需激素调控。因此正确答案为B。题目：植物组织培养和动物细胞培养中，均会涉及的操作是（）

A.脱分化形成愈伤组织B.传代培养时用胰蛋白酶处理

C.接种前对材料和培养基进行灭菌消毒D.培养过程中通入5%CO₂答案：C解析：本题考查动植物细胞培养的共性操作。A选项脱分化是植物组织培养特有；B选项胰蛋白酶处理是动物细胞培养特有；C选项两者均需无菌环境，接种前对材料消毒、培养基灭菌，是共性操作，正确；D选项通入CO₂是动物细胞培养特有。因此正确答案为C。知识点4：植物组织培养与动物细胞培养的差异比较核心内容：比较项目植物组织培养动物细胞培养原理细胞全能性细胞增殖培养材料植物器官、组织、细胞（体细胞为主）动物胚胎或幼龄动物组织、细胞培养基固体培养基，含琼脂、植物激素、蔗糖等液体培养基，含血清、葡萄糖等，无琼脂关键步骤脱分化、再分化原代培养、传代培养（需分散细胞）培养结果形成完整植株获得大量单个细胞或细胞群体特殊条件无需CO₂环境，需适宜激素比例需95%空气+5%CO₂，需分散细胞应用快速繁殖、脱毒苗培育、转基因植物培育疫苗制备、药物筛选、细胞工程基础、医学研究练习题及解析题目：下列关于植物组织培养和动物细胞培养的比较，错误的是（）

A.两者的培养材料均需离体处理

B.植物组织培养可获得完整植株，动物细胞培养可获得大量细胞

C.两者均需添加激素调节细胞生长分化

D.植物组织培养用固体培养基，动物细胞培养用液体培养基答案：C解析：本题考查动植物细胞培养的差异。A选项两者均需离体材料，正确；B选项植物组织培养最终形成完整植株，动物细胞培养获得大量细胞，正确；C选项植物组织培养需添加植物激素调节脱分化和再分化，动物细胞培养无需添加激素（血清中含天然生长因子），错误；D选项培养基状态差异正确。因此正确答案为C。题目：下列应用中，属于植物组织培养特有的是（）

A.生产单克隆抗体B.培育脱毒马铃薯苗C.药物筛选D.疫苗制备答案：B解析：本题考查两者的应用差异。A选项生产单克隆抗体是动物细胞融合技术的应用，依赖动物细胞培养；B选项培育脱毒马铃薯苗利用植物组织培养（选取病毒少的茎尖培养），是植物组织培养特有；C、D选项均为动物细胞培养的应用。因此正确答案为B。题目：植物组织培养和动物细胞培养中，培养基成分的主要差异体现在（）

①是否含琼脂②是否含血清③是否含无机盐④是否含维生素

A.①②B.①③C.②④D.③④答案：A解析：本题考查培养基成分差异。①植物组织培养用固体培养基，含琼脂；动物细胞培养用液体培养基，不含琼脂；②动物细胞培养基含血清，植物培养基不含；③④无机盐和维生素是两者培养基均含有的营养成分。因此主要差异为①②，正确答案为A。知识点5：细胞培养技术的应用核心内容：

1.植物组织培养的应用：

-快速繁殖：短时间内培育大量优良品种植株（如花卉、果树），提高繁殖效率。

-脱毒苗培育：选取植物茎尖（病毒极少或无病毒）进行组织培养，获得无病毒植株（如马铃薯、草莓脱毒苗），提高作物产量和品质。

-转基因植物培育：将目的基因导入植物细胞后，通过组织培养获得转基因完整植株。

-单倍体育种：花药离体培养获得单倍体幼苗，再经秋水仙素处理获得纯合子，缩短育种周期。

2.动物细胞培养的应用：

-生物制药：生产疫苗（如乙肝疫苗）、干扰素、单克隆抗体等生物制品。

-医学研究：研究细胞的生理、病理机制（如癌细胞的增殖机制），为疾病治疗提供依据。

-药物筛选：利用培养的细胞检测药物的毒性、疗效，减少动物实验的误差。

-细胞工程基础：为动物细胞融合、核移植等技术提供培养体系。练习题及解析题目：下列不属于植物组织培养应用的是（）

A.培育转基因抗虫棉B.生产乙肝疫苗C.培育脱毒草莓苗D.快速繁殖兰花答案：B解析：本题考查植物组织培养的应用。A选项转基因抗虫棉培育需将抗虫基因导入棉花细胞，再经组织培养获得完整植株，属于植物组织培养应用；B选项生产乙肝疫苗依赖动物细胞培养，不属于；C选项脱